專利名稱：一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種電子產(chǎn)品，尤其是涉及一種連接在安全環(huán)境的非本安型輸出的電源或電子產(chǎn)品與危險環(huán)境的本安設備之間的低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路。
背景技術(shù)：
非本質(zhì)安全型電路與工作于煤礦、石化等危險環(huán)境的本質(zhì)安全型電路連接時，由于其輸出的電壓、電流等信號可能會很大，超出了本質(zhì)安全范圍，如果直接連接到本質(zhì)安全型電路，引起的故障火花可能引爆危險環(huán)境的易燃易爆氣體或混合物。因此，為了使非本質(zhì)安全型電路能夠安全地應用于危險型環(huán)境中，就必須在它和危險環(huán)境的本質(zhì)安全電路之間引入大功率安全柵，將故障火花能量限制到一定范圍內(nèi)。目前常用的安全柵主要由電阻、穩(wěn)壓管及晶體管組成限流、限壓電路。最初的安全柵僅采用限流電阻和齊納二極管構(gòu)成；在非本質(zhì)安全的輸入電源和輸出端之間串入電阻， 用以限制最大輸出電流；輸出端并接齊納二極管用以限制最大輸出電壓，但由于受功耗、發(fā)熱及齊納二極管本身的限制，通常輸出電流較小，輸出電壓較低，只適用于低功率的負載。 為了減小損耗、提高輸出功率，研究人員開始采用電阻、穩(wěn)壓管及晶體管構(gòu)成安全柵，但由于晶體管工作在線性區(qū)，其輸出功率的進一步提高也受到約束。所以，需要設計一個既不影響大功率電能的正常傳輸，又能將故障能量限制在一個足夠小的范圍內(nèi)的大功率安全柵， 以滿足危險環(huán)境對電氣設備的防爆要求。據(jù)統(tǒng)計，目前我國的各類型煤礦約有2. 6萬個，其中大、中型煤礦3000多個，關鍵問題是沒有廣泛采用監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)，存在很多安全隱患， 而每一臺監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)至少需要一臺本質(zhì)安全型的開關電源，設備改進迫在眉睫。因此， 設計適用于危險性環(huán)境的本安型開關電源的低壓大功率安全柵具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其結(jié)構(gòu)簡單，設計新穎合理，實現(xiàn)方便，功率損耗小，輸出功率大，不影響大功率電能的正常傳輸，滿足本安輸出的要求，且容許輸出較大的本安電流，滿足危險環(huán)境對電氣設備的防爆要求，應用范圍廣，推廣應用價值高。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，接在非本安輸入電路和負載之間，其特征在于包括接在非本安輸入電路和負載之間并用于控制電路開通或關斷的功率開關電路、與功率開關電路相接并用于實時檢測電路中電流大小的電流檢測電路、與電流檢測電路相接并用于判定是否出現(xiàn)了過流或短路現(xiàn)象的過流及短路判定電路、與過流及短路判定電路相接并用于在過流或短路現(xiàn)象發(fā)生時輸出關斷脈沖信號的關斷脈沖輸出電路和與關斷脈沖輸出電路相接并用于控制功率開關電路開通或關斷的驅(qū)動電路，所述過流及短路判定電路的輸入端接并用于為過流或短路判定電路提供判定基準的基準電路，所述基準電路與非本安輸入電路相接，所述驅(qū)動電路包括用于在功率開關電路關斷后使功率開關電路重新自動恢復開通的振蕩電路，所述功率開關電路與驅(qū)動電路的輸出端相接。上述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述基準電路包括穩(wěn)壓管ZDl、電容C2和電阻R4，所述電阻R4 —端與非本安輸入電路的正極輸出端相接，所述電阻R4的另一端和穩(wěn)壓管ZDl的陽極均與過流及短路判定電路的輸入端相接， 所述穩(wěn)壓管ZDl的陰極接地，所述電容C2與穩(wěn)壓管ZDl并聯(lián)。上述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述過流及短路判定電路包括電阻R5和電阻R6，所述電阻R5的一端與非本安輸入電路的負極輸出端相接，所述電阻R6的一端為過流及短路判定電路的輸入端，所述電阻R5的另一端與電阻 R6的另一端相接且為過流及短路判定電路的輸出端。上述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述電流檢測電路包括電阻R7，所述電阻R7的一端與功率開關電路的負極輸出端相接且接地，所述電阻R7的另一端與電阻R5的一端相接。上述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述關斷脈沖輸出電路包括比較器U1，所述比較器Ul的電源輸入端與穩(wěn)壓管ZDl的陽極相接，所述比較器Ul的同相輸入端與過流及短路判定電路的輸出端相接，所述比較器Ul的反相輸入端和接地端均接地，所述比較器Ul的輸出端為關斷脈沖輸出電路的輸出端。上述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述振蕩電路包括電容C3和電阻R2，所述驅(qū)動電路還包括NPN型三極管VT2和電阻R3，所述電阻 R2的一端與非本安輸入電路的正極輸出端相接，所述電容C3的一端與關斷脈沖輸出電路的輸出端相接，所述電阻R2的另一端和電容C3的另一端均與NPN型三極管VT2的基極相接，所述NPN型三極管VT2的發(fā)射極與電阻R3的一端相接，所述電阻R3的另一端接地，所述NPN型三極管VT2的集電極為驅(qū)動電路的輸出端。上述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述振蕩電路包括電容C3和電阻R2，所述驅(qū)動電路還包括NPN型三極管VT2和電阻R3，所述電阻R2 的一端與非本安輸入電路的正極輸出端相接，所述電容C3的一端與關斷脈沖輸出電路的輸出端相接，所述電阻R2的另一端和電容C3的另一端均與NPN型三極管VT2的基極相接， 所述NPN型三極管VT2的發(fā)射極接地，所述NPN型三極管VT2的集電極與電阻R3的一端相接，所述電阻R3的另一端為驅(qū)動電路的輸出端。上述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述功率開關電路包括電阻Rl和PNP型三極管VT1，所述電阻Rl的一端和PNP型三極管VTl的發(fā)射極均與非本安輸入電路的正極輸出端相接，所述電阻Rl的另一端與PNP型三極管VTl的基極相接且與驅(qū)動電路的輸出端相接，所述PNP型三極管VTl的集電極為功率開關電路的正極輸出端且與負載的正極相接。上述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述功率開關電路包括電阻Rl和增強型PMOS管VT3，所述電阻Rl的一端和增強型PMOS管VT3的源極均與非本安輸入電路的正極輸出端相接，所述電阻Rl的另一端與增強型PMOS管VT3的柵極相接且與驅(qū)動電路的輸出端相接，所述增強型PMOS管VT3的漏極為功率開關電路的正極輸出端且與負載的正極相接。上述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述功率開關電路包括電阻Rl和由PNP+NPN異極性接法構(gòu)成的達林頓管VT4，所述電阻Rl的一端和達林頓管VT4的發(fā)射極均與非本安輸入電路的正極輸出端相接，所述電阻Rl的另一端與達林頓管VT4的基極相接且與驅(qū)動電路的輸出端相接，所述達林頓管VT4的集電極為功率開關電路的正極輸出端且與負載的正極相接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡單，設計新穎合理，實現(xiàn)方便。2、本發(fā)明電路工作在開關狀態(tài)，功率損耗小，輸出功率大，不影響大功率電能的正常傳輸，也就是說正常狀態(tài)時，比較器輸出信號控制NPN型三極管導通，從而使PNP型三極管完全導通，當出現(xiàn)故障時，比較器輸出信號控制NPN型三極管關斷，從而使PNP型三極管 (增強型PMOS管或達林頓管)完全關斷，電路中電能損耗很小，可應用于大功率電能傳輸場
I=I O3、本發(fā)明包括一個短路或過流狀態(tài)時的振蕩電路，能夠使功率開關電路自動恢復啟動，即當電路出現(xiàn)故障而使電能輸出切斷時，非本安輸入電路7輸出的電壓Vi通過電阻R2給電容C3充電，當電容C3上的電壓升高到可以使NPN型三極管VT2導通時，NPN型三極管VT2重新導通，進而使PNP型三極管VTl (增強型PMOS管VT3或達林頓管VT4)重新導通，電路自動恢復電能輸出，此時如果故障消除，電路會正常輸出，否則，電路將工作在振蕩狀態(tài)。4、本發(fā)明采用PNP型三極管VT1、增強型PMOS管VT3或由PNP+NPN異極性接法構(gòu)成的達林頓管VT4等高速、低導通壓降的全控型開關元件構(gòu)成功率開關電路，通過電流檢測電路實時地檢測電路中電流的大小，當出現(xiàn)輸出電流過大或短路故障等現(xiàn)象(即當電流或電壓超過設定值)時，讓全控型開關元件快速關斷，從而限制故障火花能量的輸出，振蕩電路可以使全控型開關元件自動恢復啟動，此時如果電路故障消除則電路恢復正常輸出， 否則，電路一直工作在振蕩狀態(tài)。本發(fā)明滿足本安輸出的要求，且容許輸出較大的本安電流，將其引入非本質(zhì)安全性電路與本質(zhì)安全性電路之間，能夠確保與非本安電路相接的本質(zhì)安全性電路能夠安全地工作于危險性環(huán)境中；本發(fā)明滿足危險環(huán)境對電氣設備的防爆要求，還能廣泛地應用在其他電子產(chǎn)品中。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設計新穎合理，實現(xiàn)方便，功率損耗小，輸出功率大， 不影響大功率電能的正常傳輸，滿足本安輸出的要求，且容許輸出較大的本安電流，滿足危險環(huán)境對電氣設備的防爆要求，應用范圍廣，推廣應用價值高。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。圖2為本發(fā)明實施例1的電路原理圖。圖3為本發(fā)明實施例2的電路原理圖。圖4為本發(fā)明實施例3的電路原理圖。圖5為本發(fā)明實施例4的電路原理圖。圖6為本發(fā)明實施例5的電路原理圖。圖7為本發(fā)明實施例6的電路原理圖。
附圖標記說明I-基準電路；4-驅(qū)動電路；7-非本安輸入電路；
2-過流及短路判定電路； 5-功率開關電源； 8-負載。
3-關斷脈沖輸出電路; 6-電流檢測電路；
具體實施例方式實施例1如圖1所示，本發(fā)明接在非本安輸入電路7和負載8之間，包括接在非本安輸入電路7和負載8之間并用于控制電路開通或關斷的功率開關電路5、與功率開關電路5相接并用于實時檢測電路中電流大小的電流檢測電路6、與電流檢測電路6相接并用于判定是否出現(xiàn)了過流或短路現(xiàn)象的過流及短路判定電路2、與過流及短路判定電路2相接并用于在過流或短路現(xiàn)象發(fā)生時輸出關斷脈沖信號的關斷脈沖輸出電路3和與關斷脈沖輸出電路3 相接并用于控制功率開關電路5關斷或開通的驅(qū)動電路4，所述過流及短路判定電路2的輸入端接有用于為過流或短路判定電路2提供判定基準的基準電路1，所述基準電路1與非本安輸入電路7相接，所述驅(qū)動電路4包括用于在功率開關電路5關斷后使功率開關電路 5重新自動恢復開通的振蕩電路，所述功率開關電路5與驅(qū)動電路4的輸出端相接。結(jié)合圖2，本實施例中，所述基準電路1包括穩(wěn)壓管ZDl、電容C2和電阻R4，所述電阻R4 —端與非本安輸入電路7的正極輸出端相接，所述電阻R4的另一端和穩(wěn)壓管ZDl的陽極均與過流及短路判定電路2的輸入端相接，所述穩(wěn)壓管SH的陰極接地，所述電容C2 與穩(wěn)壓管ZDl并聯(lián)。本實施例中，所述過流及短路判定電路2包括電阻R5和電阻R6，所述電阻R5的一端與非本安輸入電路7的負極輸出端相接，所述電阻R6的一端為過流及短路判定電路2 的輸入端，所述電阻R5的另一端與電阻R6的另一端相接且為過流及短路判定電路2的輸出端。本實施例中，所述電流檢測電路6包括電阻R7，所述電阻R7的一端與功率開關電路5的負極輸出端相接且接地，所述電阻R7的另一端與電阻R5的一端相接。本實施例中，所述關斷脈沖輸出電路3包括比較器Ul，所述比較器Ul的電源輸入端與穩(wěn)壓管ZDl的陽極相接，所述比較器Ul的同相輸入端與過流及短路判定電路2的輸出端相接，所述比較器Ul的反相輸入端和接地端均接地，所述比較器Ul的輸出端為關斷脈沖輸出電路3的輸出端。本實施例中，所述振蕩電路包括電容C3和電阻R2，所述驅(qū)動電路4還包括NPN型三極管VT2和電阻R3，所述電阻R2的一端與非本安輸入電路7的正極輸出端相接，所述電容C3的一端與關斷脈沖輸出電路3的輸出端相接，所述電阻R2的另一端和電容C3的另一端均與NPN型三極管VT2的基極相接，所述NPN型三極管VT2的發(fā)射極與電阻R3的一端相接，所述電阻R3的另一端接地，所述NPN型三極管VT2的集電極為驅(qū)動電路4的輸出端。本實施例中，所述功率開關電路5包括電阻Rl和PNP型三極管VT1，所述電阻Rl 的一端和PNP型三極管VTl的發(fā)射極均與非本安輸入電路7的正極輸出端相接，所述電阻 Rl的另一端與PNP型三極管VTl的基極相接且與驅(qū)動電路4的輸出端相接，所述PNP型三極管VTl的集電極為功率開關電路5的正極輸出端且與負載8的正極相接。CN 102420413 A
說明書
5/7頁實施例2結(jié)合圖3，本實施例與實施例1不同的是所述NPN型三極管VT2的發(fā)射極接地， 所述NPN型三極管VT2的集電極與電阻R3的一端相接，所述電阻R3的另一端為驅(qū)動電路 4的輸出端。其余電路結(jié)構(gòu)均與實施例1相同。實施例3結(jié)合圖4，本實施例與實施例1不同的是所述功率開關電路5包括電阻Rl和增強型PMOS管VT3，所述電阻Rl的一端和增強型PMOS管VT3的源極均與非本安輸入電路7 的正極輸出端相接，所述電阻Rl的另一端與增強型PMOS管VT3的柵極相接且與驅(qū)動電路 4的輸出端相接，所述增強型PMOS管VT3的漏極為功率開關電路5的正極輸出端且與負載 8的正極相接。其余電路結(jié)構(gòu)均與實施例1相同。實施例4結(jié)合圖5，本實施例與實施例1不同的是所述功率開關電路5包括電阻Rl和由 PNP+NPN異極性接法構(gòu)成的達林頓管VT4，所述電阻Rl的一端和達林頓管VT4的發(fā)射極均與非本安輸入電路7的正極輸出端相接，所述電阻Rl的另一端與達林頓管VT4的基極相接且與驅(qū)動電路4的輸出端相接，所述達林頓管VT4的集電極為功率開關電路5的正極輸出端且與負載8的正極相接。其余電路結(jié)構(gòu)均與實施例1相同。實施例5結(jié)合圖6，本實施例與實施例2不同的是所述功率開關電路5包括電阻Rl和增強型PMOS管VT3，所述電阻Rl的一端和增強型PMOS管VT3的源極均與非本安輸入電路7 的正極輸出端相接，所述電阻Rl的另一端與增強型PMOS管VT3的柵極相接且與驅(qū)動電路 4的輸出端相接，所述增強型PMOS管VT3的漏極為功率開關電路5的正極輸出端且與負載 8的正極相接。其余電路結(jié)構(gòu)均與實施例1相同。其余電路結(jié)構(gòu)均與實施例2相同。實施例6結(jié)合圖7，本實施例與實施例2不同的是所述功率開關電路5包括電阻Rl和由 PNP+NPN異極性接法構(gòu)成的達林頓管VT4，所述電阻Rl的一端和達林頓管VT4的發(fā)射極均與非本安輸入電路7的正極輸出端相接，所述電阻Rl的另一端與達林頓管VT4的基極相接且與驅(qū)動電路4的輸出端相接，所述達林頓管VT4的集電極為功率開關電路5的正極輸出端且與負載8的正極相接。其余電路結(jié)構(gòu)均與實施例2相同。 其中，圖2 圖7中，非本安輸入電路7輸出的電壓均表示為Vi，負載8均表示為 RL。 本發(fā)明的工作原理及工作過程是非本安輸入電路7輸出的電壓Vi送入電路后， 正常狀態(tài)下，流過電阻R7的電流幾乎為零，過流及短路判定電路2中電阻R5與電阻R7連接的那端的電壓可認為是零電壓，而電阻R6與穩(wěn)壓管ZDl的陽極相接的那端的電壓為正值， 這兩端的電壓通過電阻R5和電阻R6相互疊加比較后會向比較器Ul的同相輸入端輸入一個正電壓信號，比較器Ul的輸出端輸出高電平，此高電平使NPN型三極管VT2導通，從而使 PNP型三極管VTl (增強型PMOS管VT3或達林頓管VT4)導通，電路中電能正常輸出；當出現(xiàn)輸出電流過大或短路故障等現(xiàn)象(即當電流或電壓超過設定值)時，電流檢測電路6中電阻R7上會產(chǎn)生一個較大的負壓降，過流及短路判定電路2對此電壓與基準電路1提供的電壓進行比較判定后將結(jié)果輸出給關斷脈沖輸出電路3，使比較器Ul的輸出端輸出低電平的關斷脈沖，NPN型三極管VT2關斷，從而使PNP型三極管VTl (增強型PMOS管VT3或達林頓管VT4)關斷，電路停止電能輸出；此時，非本安輸入電路7輸出的電壓Vi通過電阻R2給電容C3充電，當電容C3上的電壓升高到可以使NPN型三極管VT2導通時，NPN型三極管VT2 重新導通，從而使PNP型三極管VTl (增強型PMOS管VT3或達林頓管VT4)重新導通，電路恢復輸出；如果此時電流過大或短路故障等現(xiàn)象已消除，則電路穩(wěn)定輸出，否則，PNP型三極管VTl (增強型PMOS管VT3或達林頓管VT4)會在導通后又關斷，然后重復上述導通過程后再關斷，一直這樣振蕩，限制故障火花能量的輸出。本發(fā)明在不影響大功率能量正常傳輸?shù)那闆r下，能夠?qū)⒐收匣鸹芰肯拗圃谝粋€足夠小的范圍內(nèi)，滿足了本質(zhì)安全的要求。實施例1、實施例3和實施例4中，所述NPN型三極管VT2的發(fā)射極均通過電阻R3 接地，所述NPN型三極管VT2的集電極為驅(qū)動電路4的輸出端且與功率開關電路2相接。 實施例2、實施例5和實施例6中，所述NPN型三極管VT2的集電極與電阻R3的一端相接， 所述電阻R3的另一端為驅(qū)動電路4的輸出端且與功率開關電路2相接。實施例1、實施例 3和實施例4與實施例2、實施例5和實施例6中電阻R3的接法不同，但其作用都是限制流過NPN型三極管VT2的電流，防止因流過NPN型三極管VT2的電流過大使其損壞，兩種接法都能起到很好的限流作用。實施例1和實施例2中，功率開關電路5中的全控型開關元件采用PNP型三極管 VT1，其目的是減小輸入電壓Vi與輸出電壓Vo之間的電壓差，降低損耗，提高了電源效率。實施例3和實施例5中，功率開關電路5中的全控型開關元件采用增強型PMOS管 VT3，增強型PMOS管屬于單極性器件，其開通和關斷時只有多數(shù)載流子參與導電，所以在開關關斷時較三極管而言省掉了電子的反向恢復時間，從使電路的開關速度更快，能夠快速限制電路中故障能量傳輸，但由于MOS管是電壓驅(qū)動型器件，其驅(qū)動電壓應大于5V，而且一般而言MOS管的價格比三極管高，所以在開關速度要求高、驅(qū)動電壓大且對成本沒有要求的時候可以采用。實施例4和實施例6中，功率開關電路5中的全控型開關元件采用由PNP+NPN異極性接法構(gòu)成的達林頓管VT4，達林頓管是由兩只三極管組合構(gòu)成的，它的放大倍數(shù)等于兩只三極管的放大倍數(shù)的乘積，其驅(qū)動電流甚小，很小的電流就能夠驅(qū)動電路工作，但由于它是由兩只三極管組合構(gòu)成開關速度要比三極管慢，所以在驅(qū)動電流很小且對開關速度沒有要求的時候可以采用。綜上所述，本發(fā)明采用高速、低導通壓降的全控型開關元件(PNP型三極管VTlJI 強型PMOS管VT3或達林頓管VT4)構(gòu)成功率開關電路5，通過電流檢測電路6實時地檢測電路中電流的大小，當出現(xiàn)輸出電流過大或短路故障等現(xiàn)象(即當電流或電壓超過設定值) 時，讓全控型開關元件快速關斷，從而限制故障火花能量的輸出，振蕩電路可以使全控型開關元件自動恢復啟動，此時如果電路故障消除則電路恢復正常輸出，否則，電路一直工作在振蕩狀態(tài)。本發(fā)明滿足本安輸出的要求，且容許較大的本安電流，將其引入非本質(zhì)安全性電路與本質(zhì)安全性電路之間，能夠確保與非本安電路相接的本質(zhì)安全型電源能夠安全地工作于危險性環(huán)境中；本發(fā)明滿足危險環(huán)境對電氣設備的防爆要求，還能廣泛地應用在其他電子產(chǎn)品中。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，接在非本安輸入電路(7)和負載 (8)之間，其特征在于包括接在非本安輸入電路(7)和負載(8)之間并用于控制電路開通或關斷的功率開關電路(5)、與功率開關電路(5)相接并用于實時檢測電路中電流大小的電流檢測電路(6)、與電流檢測電路(6)相接并用于判定是否出現(xiàn)了過流或短路現(xiàn)象的過流及短路判定電路O)、與過流及短路判定電路( 相接并用于在過流或短路現(xiàn)象發(fā)生時輸出關斷脈沖信號的關斷脈沖輸出電路(3)和與關斷脈沖輸出電路(3)相接并用于控制功率開關電路(5)開通或關斷的驅(qū)動電路，所述過流及短路判定電路(2)的輸入端接有用于為過流或短路判定電路( 提供判定基準的基準電路(1)，所述基準電路(1)與非本安輸入電路(7)相接，所述驅(qū)動電路(4)包括用于在功率開關電路(5)關斷后使功率開關電路 (5)重新自動恢復開通的振蕩電路，所述功率開關電路(5)與驅(qū)動電路⑷的輸出端相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述基準電路(1)包括穩(wěn)壓管ZD1、電容C2和電阻R4，所述電阻R4—端與非本安輸入電路(7)的正極輸出端相接，所述電阻R4的另一端和穩(wěn)壓管ZDl的陽極均與過流及短路判定電路O)的輸入端相接，所述穩(wěn)壓管ZDl的陰極接地，所述電容C2與穩(wěn)壓管ZDl并聯(lián)。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述過流及短路判定電路(2)包括電阻R5和電阻R6，所述電阻R5的一端與非本安輸入電路(7)的負極輸出端相接，所述電阻R6的一端為過流及短路判定電路O)的輸入端， 所述電阻R5的另一端與電阻R6的另一端相接且為過流及短路判定電路O)的輸出端。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述電流檢測電路(6)包括電阻R7，所述電阻R7的一端與功率開關電路(5)的負極輸出端相接且接地，所述電阻R7的另一端與電阻R5的一端相接。
5.按照權(quán)利要求4所述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述關斷脈沖輸出電路C3)包括比較器U1，所述比較器Ul的電源輸入端與穩(wěn)壓管ZDl 的陽極相接，所述比較器Ul的同相輸入端與過流及短路判定電路O)的輸出端相接，所述比較器Ul的反相輸入端和接地端均接地，所述比較器Ul的輸出端為關斷脈沖輸出電路(3) 的輸出端。
6.按照權(quán)利要求5所述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述振蕩電路包括電容C3和電阻R2，所述驅(qū)動電路(4)還包括NPN型三極管VT2和電阻R3，所述電阻R2的一端與非本安輸入電路(7)的正極輸出端相接，所述電容C3的一端與關斷脈沖輸出電路(3)的輸出端相接，所述電阻R2的另一端和電容C3的另一端均與NPN 型三極管VT2的基極相接，所述NPN型三極管VT2的發(fā)射極與電阻R3的一端相接，所述電阻R3的另一端接地，所述NPN型三極管VT2的集電極為驅(qū)動電路⑷的輸出端。
7.按照權(quán)利要求5所述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述振蕩電路包括電容C3和電阻R2，所述驅(qū)動電路(4)還包括NPN型三極管VT2和電阻R3，所述電阻R2的一端與非本安輸入電路(7)的正極輸出端相接，所述電容C3的一端與關斷脈沖輸出電路(3)的輸出端相接，所述電阻R2的另一端和電容C3的另一端均與NPN 型三極管VT2的基極相接，所述NPN型三極管VT2的發(fā)射極接地，所述NPN型三極管VT2的集電極與電阻R3的一端相接，所述電阻R3的另一端為驅(qū)動電路的輸出端。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述功率開關電路(5)包括電阻Rl和PNP型三極管VT1，所述電阻Rl的一端和 PNP型三極管VTl的發(fā)射極均與非本安輸入電路(7)的正極輸出端相接，所述電阻Rl的另一端與PNP型三極管VTl的基極相接且與驅(qū)動電路(4)的輸出端相接，所述PNP型三極管 VTl的集電極為功率開關電路(5)的正極輸出端且與負載(8)的正極相接。
9.按照權(quán)利要求6或7所述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述功率開關電路(5)包括電阻Rl和增強型PMOS管VT3，所述電阻Rl的一端和增強型PMOS管VT3的源極均與非本安輸入電路(7)的正極輸出端相接，所述電阻Rl的另一端與增強型PMOS管VT3的柵極相接且與驅(qū)動電路(4)的輸出端相接，所述增強型PMOS管 VT3的漏極為功率開關電路(5)的正極輸出端且與負載(8)的正極相接。
10.按照權(quán)利要求6或7所述的一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，其特征在于所述功率開關電路(5)包括電阻Rl和由PNP+NPN異極性接法構(gòu)成的達林頓管VT4， 所述電阻Rl的一端和達林頓管VT4的發(fā)射極均與非本安輸入電路(7)的正極輸出端相接， 所述電阻Rl的另一端與達林頓管VT4的基極相接且與驅(qū)動電路(4)的輸出端相接，所述達林頓管VT4的集電極為功率開關電路(5)的正極輸出端且與負載(8)的正極相接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低壓大功率安全柵的自恢復截止型保護電路，包括接在非本安輸入電路和負載之間并用于控制電路開通或關斷的功率開關電路、與功率開關電路相接并用于實時檢測電路中電流大小的電流檢測電路、與電流檢測電路相接的過流及短路判定電路、與過流及短路判定電路相接的關斷脈沖輸出電路和與關斷脈沖輸出電路相接的驅(qū)動電路，過流及短路判定電路的輸入端接有基準電路，基準電路與非本安輸入電路相接，所述驅(qū)動電路包括用于在功率開關電路關斷后使功率開關電路重新自動恢復開通的振蕩電路。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，功率損耗小，輸出功率大，不影響大功率電能的正常傳輸，滿足本安輸出的要求，應用范圍廣，推廣應用價值高。
文檔編號H02H3/08GK102420413SQ20111045199
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉樹林, 張興平, 文美娟, 楊波, 王媛媛 申請人:西安科技大學