[發明專利]一種本質安全型電源及本質安全型變壓器模塊

在審

• 申請號: 202010139041.4
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111245213A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 陳宇;陳凌霄;楊振國;戴晨陽
• 申請（專利權）人: 浙江中控技術股份有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王嬌嬌

本申請提供了本質安全型開關電源及本質安全型變壓器模塊，其中一種基于Buck電路的本質安全型開關電源包括Buck電路和本質安全保護電路。Buck電路包括可控開關、二極管、電感和輸出濾波電容，本質安全保護電路并聯于電感兩端，用于對電感兩端的電壓進行箝位，避免電感兩端的電壓過高導致異常高溫或火花；本質安全保護電路包括兩個穩壓支路，且每個穩壓支路都包括兩個反向串聯的穩壓二極管，從而使每個穩壓支路均能夠實現雙向電壓箝位作用。而且，采用兩個穩壓支路能夠降低保護器件本身發生故障失效導致整個本質安全保護電路失效的風險，因此，進一步提高了開關電源的安全性。

技術領域

本發明屬于開關電源技術領域，尤其涉及一種本質安全型電源及本質安全型變壓器。

背景技術

隨著工業發展和自動化技術的進步，工業控制系統的應用場合越來越廣泛，其中不乏許多危險易爆區域，故在許多場合下對工業控制系統的安全要求越來越高。

對于在危險區使用的工業控制系統，常見的一種防爆型式是本質安全。本質安全設備需要評估系統中的所有電路，按照本質安全標準要求進行設計。電路中的儲能元件是評估、設計的重點和難點，如果儲能元件中的大量能量在短時間內突然泄放，極有可能產生高溫和火花，成為潛在的點燃源。

在工業控制系統中，開關電源是低功耗電路中常見的、不可或缺的組成部分，其中一個重要部件是變壓器，用于升高或降低電壓以滿足設計輸出規格。同時，變壓器也是電感，起到儲能能量的作用，所以需要加入保護措施，防止電感儲存的能量帶來危險。但是，目前的變壓器不滿足本質安全要求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種本質安全型開關電源及本質安全變壓器模塊，具體技術方案如下：

一方面，本申請提供了一種本質安全型開關電源，包括：Buck電路和本質安全保護電路；

所述Buck電路包括可控開關、二極管、電感和輸出濾波電容；

所述本質安全保護電路包括均并聯于所述電感兩端的第一穩壓支路和第二穩壓支路，且所述第一穩壓支路和所述第二穩壓支路均用于對所述電感兩端的電壓進行雙向電壓箝位；

所述電感、所述本質安全保護電路利用膠封劑膠封成一個整體。

可選地，所述第一穩壓支路和所述第二穩壓支路均包括兩個反向串聯的穩壓二極管；

所述第一穩壓支路中的兩個穩壓二極管的負極連接，兩個穩壓二極管的正極作為所述第一穩壓支路的兩端并聯于所述電感兩端；

所述第二穩壓支路中的兩個穩壓二極管的負極連接，兩個穩壓二極管的正極作為所述第二穩壓支路的兩端并聯于所述電感兩端。

可選地，所述電感焊接在印刷電路板上，構成所述第一穩壓支路的兩個穩壓二極管和構成所述第二穩壓支路的兩個穩壓二極管均勻設置在所述電感的兩側；

在所述印刷電路板上設置絕緣外殼，所述絕緣外殼與所述印刷電路板之間形成腔體，且所述印刷電路板上設置有進膠口，通過所述進膠口向所述腔體內注入膠封劑形成獨立模塊。

另一方面，本申請還提供了一種本質安全型開關電源，包括：Flybuck電路、第一本質安全保護電路和第二本質安全保護電路；

Flybuck電路包括可控開關、二極管、變壓器、第一輸出濾波電容和第二輸出濾波電容；

所述第一本質安全保護電路包括均并聯于所述變壓器的原邊繞組兩端的第一穩壓支路和第二穩壓支路，且所述第一穩壓支路和所述第二穩壓支路均用于對所述原邊繞組兩端的電壓進行雙向電壓箝位；

所述第二本質安全保護電路包括均并聯于所述副邊繞組兩端的第三穩壓支路和第四穩壓支路，且所述第三穩壓支路和所述第四穩壓支路均用于對所述副邊繞組兩端的電壓進行雙向電壓箝位；