專利名稱：一種本質(zhì)安全型電源電路及具有該電源電路的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電源技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，是涉及一種本質(zhì)安全型電源電路及具有該電源電路的裝置。
背景技術(shù)：
在煤礦井下、石油化工、冶金等領(lǐng)域中，由于存在可爆炸性或可燃物，應(yīng)用于這些領(lǐng)域的各種電氣設(shè)備需要符合相關(guān)領(lǐng)域的防爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)才能正式運(yùn)行使用。目前，常見(jiàn)的防爆裝置有三種形式，即本質(zhì)安全型、隔爆型和增安型。對(duì)于本質(zhì)安全型(本安型)防爆裝置是通過(guò)抑制點(diǎn)火源能量達(dá)到防爆目的的，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用范圍廣、操作簡(jiǎn)單和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于防爆領(lǐng)域。但是，本安技術(shù)是一種低功率設(shè)計(jì)技術(shù)，其原理是從限制能量入手，將電路中的電壓和電流限制在一個(gè)允許的范圍內(nèi)，從而將能量限制在安全范圍內(nèi)，以保證設(shè)備正常工作或在發(fā)生事故時(shí)，如發(fā)生過(guò)壓過(guò)流等情況時(shí)，設(shè)備產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)不至于引起其周圍可能存在的危險(xiǎn)氣體而爆炸。但在機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中，可能會(huì)因各種原因發(fā)生過(guò)流、過(guò)壓或者短路故障，防爆領(lǐng)域中一些設(shè)備在檢測(cè)到故障后即會(huì)自動(dòng)停止工作，待人工排除故障后再由人工對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)，即故障后不能自動(dòng)恢復(fù)工作，設(shè)備操作比較復(fù)雜。同時(shí)，為了限制能量，一些防爆設(shè)備將很多電流電壓參數(shù)都設(shè)置的很低，限制了設(shè)備的應(yīng)用范圍。因此，提供一種本質(zhì)安全型電源電路及具有該電源電路的裝置，在設(shè)備檢測(cè)到故障后自動(dòng)停止工作，待故障排除后自動(dòng)恢復(fù)工作，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種本質(zhì)安全型電源電路及具有該電源電路的裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中由于在設(shè)備檢測(cè)到故障后自動(dòng)停止工作，但待故障排除后無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)工作的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:—種本質(zhì)安全型電源電路，包括開關(guān)電源、采樣電路、基準(zhǔn)電路、軟啟動(dòng)保護(hù)電路、第一開關(guān)電路、第二開關(guān)電路、一級(jí)限流保護(hù)電路、二級(jí)限流保護(hù)電路，一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路、二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路、一級(jí)輸出短路保護(hù)電路和二級(jí)輸出短路保護(hù)電路，其中:所述開關(guān)電源的輸出端依次經(jīng)所述采樣電路、所述第一開關(guān)電路和所述第二開關(guān)電路后輸出電源電壓值，所述第二開關(guān)電路的輸出端為所述本質(zhì)安全型電源電路的輸出端;所述采樣電路分別與所述一級(jí)限流保護(hù)電路和所述二級(jí)限流保護(hù)電路相連，所述一級(jí)限流保護(hù)電路的輸出端與所述第一開關(guān)電路的控制端相連，所述二級(jí)限流保護(hù)電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連；所述一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路和所述二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路的輸入端均與所述本質(zhì)安全型電源電路的輸出端相連，所述一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路的輸出端與所述第一開關(guān)電路的控制端相連，所述二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連；所述一級(jí)輸出短路保護(hù)電路和所述二級(jí)輸出短路保護(hù)電路的輸入端均與所述本質(zhì)安全型電源電路的輸出端相連，所述一級(jí)輸出短路保護(hù)電路的輸出端與所述第一開關(guān)電路的控制端相連，所述二級(jí)輸出短路保護(hù)電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連；所述基準(zhǔn)電路與所述開關(guān)電源的輸出端相連，為所述本質(zhì)安全型電源電路提供所需的參考電壓；所述軟啟動(dòng)保護(hù)電路分別與所述開關(guān)電源的輸出端和所述第一開關(guān)電路的控制端相連，控制所述本質(zhì)安全型電源電路的軟啟動(dòng)。優(yōu)選的，所述基準(zhǔn)電路包括:第一可調(diào)穩(wěn)壓器、第一電阻、第二電阻及第三電阻，其中:所述第一可調(diào)穩(wěn)壓器的陰極經(jīng)所述第一電阻與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第一可調(diào)穩(wěn)壓器的陰極與參考極之間連接有所述第二電阻，所述第一可調(diào)穩(wěn)壓器的陽(yáng)極與參考極之間連接有第三電阻，所述第一可調(diào)穩(wěn)壓器的陽(yáng)極接地。優(yōu)選的，所述采樣電路包括:采樣電阻，所述采樣電阻的一端與所述開關(guān)電源的輸出端相連，另一端與所述第一開關(guān)電路、所述一級(jí)限流保護(hù)電路和所述二級(jí)限流保護(hù)電路相連。優(yōu)選的，所述第一開關(guān)電路包括:第一開關(guān)管、第一穩(wěn)壓管、第四電阻和第五電阻，其中:所述第一開關(guān)管的源極經(jīng)所述采樣電阻與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第一開關(guān)管的柵極，即所述第一開關(guān)電路的控制端，與所述第一穩(wěn)壓管的陽(yáng)極相連，所述第一穩(wěn)壓管的陰極與所述第一開關(guān)管的源極相連，所述第一開關(guān)管的柵極與源極之間連接有所述第四電阻，所述第一開關(guān)管的柵極，經(jīng)所述第五電阻接地，所述第一開關(guān)管的漏極輸入至所述第二開關(guān)電路；所述第二開關(guān)電路包括:第二開關(guān)管，穩(wěn)壓管和兩個(gè)電阻，其中，所述第二開關(guān)管的柵極，即所述第二開關(guān)電路的控制端，分別經(jīng)所述穩(wěn)壓管和一電阻與所述第二開關(guān)管的源極相連，所述第二開關(guān)管的柵極經(jīng)另一電阻接地，所述第二開關(guān)管的源極與所述第一開關(guān)管的漏極相連，所述第二開關(guān)管的漏極即為所述本質(zhì)安全型電源電流的輸出端。優(yōu)選的，所述一級(jí)限流保護(hù)電路包括:第六電阻 第十一電阻、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第一運(yùn)算放大器和第一電容，其中:所述開關(guān)電源的輸出端依次經(jīng)所述第六電阻和所述第七電阻接地，所述第三開關(guān)管的發(fā)射極連接至所述開關(guān)電源的輸出端，所述第三開關(guān)管的基極經(jīng)所述第八電阻和所述采樣電阻后與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第三開關(guān)管的集電極連接到所述第六電阻和所述第七電阻的連接點(diǎn)，所述第三開關(guān)管的集電極依次經(jīng)所述第九電阻與所述第十電阻后接地，所述第四開關(guān)管的發(fā)射極連接到所述開關(guān)電源的輸出端，所述第四開關(guān)管的集電極與所述第一開關(guān)電路的控制端相連，所述第四開關(guān)管的基極經(jīng)所述第十一電阻與所述第一運(yùn)算放大器的輸出端相連，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)所述第一電容與所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端相連，所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端經(jīng)所述第十電阻接地，所述第一運(yùn)算放大器的同相端與所述基準(zhǔn)電路的第二參考極相連；所述二級(jí)限流保護(hù)電路與所述一級(jí)限流保護(hù)電路所包含的器件和連接關(guān)系相同，所述二級(jí)限流保護(hù)電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連。優(yōu)選的，所述一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路包括:第二可調(diào)穩(wěn)壓器、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第五開關(guān)管和第一二極管，其中:所述第十二電阻的一端與所述本質(zhì)安全型電源電路的輸出端相連，另一端經(jīng)所述第十三電阻接地，所述第二可調(diào)穩(wěn)壓器的陽(yáng)極接地，所述第二可調(diào)穩(wěn)壓器的參考極連接至所述第十二電阻和所述第十三電阻的連接點(diǎn)，所述第二可調(diào)穩(wěn)壓器的陰極經(jīng)所述第十四電阻與所述第五開關(guān)管的基極相連，所述第五開關(guān)管的發(fā)射極與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第五開關(guān)管的集電極經(jīng)所述第一二極管與所述第一開關(guān)電路的控制端相連；所述二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路與所述一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路所包含的器件和連接關(guān)系相同，所述二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連。優(yōu)選的，所述一級(jí)輸出短路保護(hù)電路包括:第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻、第二十電阻、第二十二電阻 第二十五電阻、第四電容 第七電容、第一比較器、第一控制器、第六開關(guān)管和第七開關(guān)管，其中:所述第十六電阻的一端與所述本質(zhì)安全型電源電路的輸出端相連，另一端經(jīng)所述第十七電阻接地，且所述第十六電阻和所述第十七電阻的連接點(diǎn)輸入到所述第一比較器的反相輸入端，所述第一比較器的同相輸入端與所述基準(zhǔn)電路的第一參考極相連，所述第一比較器的輸出端經(jīng)所述第二十五電阻接地，并經(jīng)所述第二十四電阻與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第一比較器的輸出端還與所述第一控制器的RST引腳相連，所述第一控制器的DISCHARGE引腳經(jīng)所述第二十二電阻與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第一控制器的DISCHARGE引腳還依次經(jīng)所述第二十三電阻和所述第五電容接地，所述第一控制器的THR引腳和TRI引腳相連，且連接到所述第二十三電阻和所述第五電容的連接點(diǎn)上，所述第一控制器的VCC引腳直接與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第一控制器的CONTROL引腳經(jīng)所述第六電容接地，所述第一控制器的GND引腳直接接地，所述第一控制器的輸出OUTPUT引腳依次經(jīng)所述第十八電阻和所述第十九電阻接地，所述第六開關(guān)管的基極連接到所述第十八電阻和所述第十九電阻的連接點(diǎn)，所述第六開關(guān)管的發(fā)射極接地，所述第六開關(guān)管的集電極經(jīng)所述第二十電阻與所述第七開關(guān)管的基極相連，所述第七開關(guān)管的發(fā)射極與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第七開關(guān)管的發(fā)射極和基極之間連接有第二十一電阻，所述第七開關(guān)管的集電極與第二二極管的陽(yáng)極相連，所述第二二極管的陰極為所述一級(jí)輸出短路保護(hù)電路的輸出端，與所述第一開關(guān)電路的控制端相連；所述二級(jí)輸出短路保護(hù)電路與一級(jí)輸出短路保護(hù)電路所包含的器件和連接關(guān)系相同，所述二級(jí)輸出短路保護(hù)電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連。優(yōu)選的，所述軟啟動(dòng)保護(hù)電路包括:第一電阻、第八開關(guān)管和第八電容，其中:所述第八開關(guān)管的發(fā)射極經(jīng)所述第一電阻與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第八開關(guān)管的基極經(jīng)所述第八電容接地，所述第八開關(guān)管的集電極接地，所述第八開關(guān)管的發(fā)射極與所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端相連。其中，所述開關(guān)管為三極管、MOSFET或IGBT。本發(fā)明在上述公開的一種本質(zhì)安全型電源電路的基礎(chǔ)上，還公開了一種具有本質(zhì)安全型電源電路的裝置，包括上述所述的本質(zhì)安全型電源電路，所述本質(zhì)安全型電源電路設(shè)置于具有隔爆功能的箱體內(nèi)。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開了一種本質(zhì)安全型電源電路及具有該電源電路的裝置，該本質(zhì)安全型電源電路包括雙重限流保護(hù)電路、雙重輸出過(guò)壓保護(hù)電路和雙重輸出短路保護(hù)電路，上述電路有較強(qiáng)的故障的檢測(cè)保護(hù)功能及自動(dòng)恢復(fù)工作功能，使得該本質(zhì)安全型電源電路在故障恢復(fù)后能自動(dòng)啟動(dòng)，抗干擾能力強(qiáng)。本發(fā)明公開的本質(zhì)安全型電源電路容置于具有隔爆功能的箱體內(nèi)，使裝置兼具隔爆功能，安全可靠，適用于防爆領(lǐng)域。另外，該本質(zhì)安全型電源電路還包括軟啟動(dòng)保護(hù)電路，通過(guò)軟啟動(dòng)保護(hù)電路控制整個(gè)本質(zhì)安全型電源電路的正常啟動(dòng)，在其正常啟動(dòng)之后，軟啟動(dòng)保護(hù)電路停止工作，在啟動(dòng)過(guò)程中避免了電流電壓等突然的增加，發(fā)生過(guò)流、過(guò)壓或短路故障。此外，選擇合適的各元器件的參數(shù)，可以在本安要求的限制范圍內(nèi)使本質(zhì)安全型電源電路輸出較大的輸出電流。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種本質(zhì)安全型電源電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的基準(zhǔn)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種本質(zhì)安全型電源電路的整體電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明公開了 一種本質(zhì)安全型電源電路及具有該電源電路的裝置，該本質(zhì)安全型電源電路包括雙重限流保護(hù)電路、雙重輸出過(guò)壓保護(hù)電路和雙重輸出短路保護(hù)電路，上述電路有較強(qiáng)的故障檢測(cè)保護(hù)功能及自動(dòng)恢復(fù)工作功能，使得該本質(zhì)安全型電源電路在故障恢復(fù)后能自動(dòng)啟動(dòng)，抗干擾能力強(qiáng)。本發(fā)明公開的本質(zhì)安全型電源電路容置于具有隔爆功能的箱體內(nèi)，使裝置兼具隔爆功能，安全可靠，適用于防爆領(lǐng)域。另外，該本質(zhì)安全型電源電路還包括軟啟動(dòng)保護(hù)電路,通過(guò)軟啟動(dòng)保護(hù)電路控制整個(gè)本質(zhì)安全型電源電路的正常啟動(dòng)，在其正常啟動(dòng)之后，軟啟動(dòng)保護(hù)電路停止工作，在啟動(dòng)過(guò)程中避免了電流電壓等突然的增加，發(fā)生過(guò)流、過(guò)壓或短路故障。此外，選擇合適的各元器件的參數(shù)，可以在本安要求的限制范圍內(nèi)使本質(zhì)安全型電源電路輸出較大的輸出電流。請(qǐng)參閱附圖1，為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種本質(zhì)安全型電源電路的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明公開了一種本質(zhì)安全型電源電路，該本質(zhì)安全型電源電路具體包括:開關(guān)電源101、采樣電路102、基準(zhǔn)電路103、軟啟動(dòng)保護(hù)電路104、第一開關(guān)電路105、第二開關(guān)電路106、一級(jí)限流保護(hù)電路107、二級(jí)限流保護(hù)電路108，一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路109、二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路110、一級(jí)輸出短路保護(hù)電路111和二級(jí)輸出短路保護(hù)電路112。其中:開關(guān)電源101的輸出端IN依次經(jīng)采樣電路102、第一開關(guān)電路105和第二開關(guān)電路106后輸出電源電壓值,第二開關(guān)電路106的輸出端為本質(zhì)安全型電源電路的輸出端OUT ;采樣電路102分別與一級(jí)限流保護(hù)電路107和二級(jí)限流保護(hù)電路108相連，一級(jí)限流保護(hù)電路107的輸出端與第一開關(guān)電路105的控制端Vl相連，用于控制第一開關(guān)電路105的關(guān)斷，二級(jí)限流保護(hù)電路108的輸出端與第二開關(guān)電路106的控制端V2相連，用于控制第二開關(guān)電路106的關(guān)斷；一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路109和二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路110的輸入端均與本質(zhì)安全型電源電路的輸出端OUT相連,一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路109的輸出端與第一開關(guān)電路105的控制端Vl相連，用于控制第一開關(guān)電路105的關(guān)斷，二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路110的輸出端與第二開關(guān)電路106的控制端V2相連，用于控制第二開關(guān)電路106的關(guān)斷；一級(jí)輸出短路保護(hù)電路111和二級(jí)輸出短路保護(hù)電路112的輸入端均與本質(zhì)安全型電源電路的輸出端OUT相連，一級(jí)輸出短路保護(hù)電路111的輸出端與第一開關(guān)電路105的控制端相連，二級(jí)輸出短路保護(hù)電路112的輸出端與第二開關(guān)電路106的控制端相連；基準(zhǔn)電路103與開關(guān)電源101的輸出端IN相連，為本質(zhì)安全型電源電路提供所需的參考電壓。軟啟動(dòng)保護(hù)電路104分別與開關(guān)電源101的輸出端IN和第一開關(guān)電路105的控制端Vl相連，控制本質(zhì)安全型電源電路的軟啟動(dòng)，通過(guò)軟啟動(dòng)保護(hù)電路控制整個(gè)本質(zhì)安全型電源電路的正常啟動(dòng)，在其正常啟動(dòng)之后，軟啟動(dòng)保護(hù)電路停止工作，在啟動(dòng)過(guò)程中避免了電流電壓等突然的增加，避免發(fā)生過(guò)流、過(guò)壓或短路故障。該本質(zhì)安全型電源電路包括雙重限流保護(hù)電路、雙重輸出過(guò)壓保護(hù)電路和雙重輸出短路保護(hù)電路，上述電路有較強(qiáng)的故障檢測(cè)保護(hù)功能及自動(dòng)恢復(fù)工作功能，使得該本質(zhì)安全型電源電路在故障恢復(fù)后能自動(dòng)啟動(dòng)，抗干擾能力強(qiáng)；另外，該本質(zhì)安全型電源電路還包括軟啟動(dòng)保護(hù)電路，通過(guò)軟啟動(dòng)保護(hù)電路控制整個(gè)本質(zhì)安全型電源電路的正常啟動(dòng)，在其正常啟動(dòng)之后，軟啟動(dòng)保護(hù)電路停止工作，在啟動(dòng)過(guò)程中避免了電流電壓等突然的增加，發(fā)生過(guò)流、過(guò)壓或短路故障。此外，選擇合適的各元器件的參數(shù)，可以在本安要求的限制范圍內(nèi)使本質(zhì)安全型電源電路輸出較大的輸出電流。具體的，下面結(jié)合各部分的具體電路來(lái)介紹各個(gè)部分的工作原理。請(qǐng)參閱附圖2，為本發(fā)明實(shí)施例公開的基準(zhǔn)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可知，基準(zhǔn)電路包括第一可調(diào)穩(wěn)壓器P1、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3，其中:第一可調(diào)穩(wěn)壓器Pl的陰極經(jīng)第一電阻Rl與開關(guān)電源101的輸出端IN相連，第一可調(diào)穩(wěn)壓器Pl的陰極與參考極之間連接有第二電阻R2，第一可調(diào)穩(wěn)壓器Pl的參考極與陽(yáng)極之間連接有第三電阻R3，同時(shí)，第一可調(diào)穩(wěn)壓器Pl的陽(yáng)極接地。由于第一可調(diào)穩(wěn)壓器Pl的穩(wěn)壓作用，可以將其參考極電壓穩(wěn)定為第一參考電壓VREF1，另外，通過(guò)選擇合適的第二電阻R2和第三電阻R3可將第一可調(diào)穩(wěn)壓器Pl的陰極穩(wěn)定為第二參考電壓VREF2，為了描述方便，將輸出第一參考電壓VREFl的第一可調(diào)穩(wěn)壓器Pl的參考極稱為第一參考極，輸出第二參考電壓VREF2的第一可調(diào)穩(wěn)壓器Pl的陰極稱為第二參考極。其中:VREF2=(1+R3R2)*VREF1。上述基準(zhǔn)電路主要為該本質(zhì)安全型電源電路的其他電路提供第一參考電壓VREFl和第二參考電壓VREF2，如與一級(jí)限流保護(hù)電路相連，為一級(jí)限流保護(hù)電路提供其所需的參考電壓，或與二級(jí)限流保護(hù)電路相連，為其提供所需的參考電壓。另外，在該本質(zhì)安全型電源電路中基準(zhǔn)電路也可以設(shè)置多個(gè)，如另設(shè)一基準(zhǔn)電路與二級(jí)限流保護(hù)電路相連。其他電路請(qǐng)參閱附圖3，本發(fā)明實(shí)施例公開的一種本質(zhì)安全型電源電路的整體電路結(jié)構(gòu)不意圖。優(yōu)選的，采樣電路102包括采樣電阻R0，用以檢測(cè)開關(guān)電源101輸出的輸出電流，米樣電路102經(jīng)米樣電阻RO后輸出電壓V0,米樣電阻RO的一端與開關(guān)電源101的輸出端IN相連，另一輸出電壓VO端與第一開關(guān)電路105、一級(jí)限流保護(hù)電路107和二級(jí)限流保護(hù)電路108相連，將開關(guān)電源101輸出的輸出電流輸入至第一開關(guān)電路105、一級(jí)限流保護(hù)電路107和二級(jí)限流保護(hù)電路108中。優(yōu)選的，第一開關(guān)電路105包括:第一開關(guān)管Q1、第一穩(wěn)壓管Z1、第四電阻R4和第五電阻R5，在附圖3所示的實(shí)施例中，第一開關(guān)管Ql可選用P溝道MOSFET。第一開關(guān)管Ql的源極經(jīng)采樣電阻RO與開關(guān)電源101的輸出端IN相連，第一開關(guān)管Ql的柵極，即第一開關(guān)電路105的控制端VI，與第一穩(wěn)壓管Zl的陽(yáng)極相連，第一穩(wěn)壓管Zl的陰極與第一開關(guān)管Ql的源極相連，第一開關(guān)管Ql的柵極與源極之間還連接有第四電阻R4，第一開關(guān)管Ql的柵極，還經(jīng)第五電阻R5接地，第一開關(guān)管Ql的漏極電壓VQ輸入至第二開關(guān)電路。與第一開關(guān)電路105相似的，第二開關(guān)電路106包括:第二開關(guān)管Q2，穩(wěn)壓管和兩個(gè)電阻，其中，第二開關(guān)管Q2同樣選用P溝道M0SFET，且各器件之間的連接關(guān)系與第一開關(guān)電路105相似，第二開關(guān)管Q2的柵極，即第二開關(guān)電路106的控制端V2，分別經(jīng)穩(wěn)壓管和一電阻與第二開關(guān)管Q2的源極相連，第二開關(guān)管Q2的柵極經(jīng)另一電阻接地；第二開關(guān)電路106的輸入端，即第二開關(guān)管Q2的源極，其與第一開關(guān)管Ql的漏極相連，輸入第一開關(guān)管Ql的漏極電壓VQ，第二開關(guān)管Q2的漏極即為該本質(zhì)安全型電源電路的輸出端OUT。結(jié)合附圖3分析第一開關(guān)電路105的工作原理:當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)電路105正常工作時(shí)，開關(guān)電源101的輸出電壓Vin依次經(jīng)采樣電阻R0、第四電阻R4和第五電阻R5接地，而第四電阻R4兩端的壓降使第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通；當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管Ql的源極與柵極之間的壓降減小，不足以使第一開關(guān)管Ql導(dǎo)通時(shí)，第一開關(guān)管Ql關(guān)斷，控制第一開關(guān)電路105停止工作。同理，當(dāng)?shù)诙_關(guān)管Q2的源極與柵極之間的壓降減小時(shí)，控制第二開關(guān)電路106停止工作。由于開關(guān)電源101的輸出電壓Vin依次經(jīng)過(guò)第一開關(guān)電路105和第二開關(guān)電路106中的第一開關(guān)管Ql和第二開關(guān)管Q2后才能得到輸出電壓VTOT，因此只有在第一開關(guān)電路105和第二開關(guān)電路106同時(shí)導(dǎo)通的情況下，才能得到輸出電壓VOT。其中，第一開關(guān)管Ql和第二開關(guān)管Q2可選用M0SFET、三極管等開關(guān)管。在該本質(zhì)安全型電源電路正常工作的時(shí)候，第一開關(guān)管Ql和第二開關(guān)管Q2均導(dǎo)通，該電源電路的輸出端電壓Votjt即為開關(guān)電源101輸出端電壓VIN。優(yōu)選的，一級(jí)限流保護(hù)電路107包括:第六電阻R6 第十一電阻R11、第三開關(guān)管Q3、第四開關(guān)管Q4、第一運(yùn)算放大器Ul-A及第一電容Cl。在附圖3所示的實(shí)施例中，第三開關(guān)管Q3、第四開關(guān)管Q4選用PNP型三極管。開關(guān)電源101的輸出端IN依次經(jīng)第六電阻R6和第七電阻R7接地；第三開關(guān)管Q3的發(fā)射極連接至開關(guān)電源101的輸出端IN，第三開關(guān)管Q3的基極經(jīng)第八電阻R8和采樣電阻RO后與開關(guān)電源101的輸出端IN相連，第三開關(guān)管Q3的集電極連接到第六電阻R6和第七電阻R7的連接點(diǎn)，第三開關(guān)管Q3的集電極還依次經(jīng)第九電阻R9與第十電阻RlO后接地；第四開關(guān)管Q4的發(fā)射極連接到開關(guān)電源101的輸出端IN，第四開關(guān)管Q4的集電極與第一開關(guān)電路105的控制端Vl相連，第四開關(guān)管Q4的基極經(jīng)第十一電阻Rll與第一運(yùn)算放大器Ul-A的輸出端相連；第一運(yùn)算放大器Ul-A的輸出端經(jīng)第一電容Cl與其反相輸入端相連，其反相輸入端經(jīng)第十電阻RlO接地，其同相端與基準(zhǔn)電路103的第二參考極相連，輸入第二參考電壓VREF2。二級(jí)限流保護(hù)電路108與一級(jí)限流保護(hù)電路107所包含的器件和連接關(guān)系一致，需要注意的是，二級(jí)限流保護(hù)電路108的輸出端與第二開關(guān)電路106的控制端V2相連。結(jié)合附圖3分析一級(jí)限流保護(hù)電路107的工作原理:正常工作時(shí)，采樣電阻RO檢測(cè)到的電流較小，致使第三開關(guān)管Q3無(wú)法導(dǎo)通，此時(shí)開關(guān)電源101的輸出端IN經(jīng)第六電阻R6后分別經(jīng)過(guò)第七電阻R7接地和經(jīng)第九電阻R9、第十電阻RlO接地，第一運(yùn)算放大器Ul-A的反相輸入端的電壓極小，而其同相輸入端的電壓為第二參考電壓VREF2，經(jīng)比較后輸出高電平導(dǎo)致第四開關(guān)管Q4無(wú)法導(dǎo)通，此時(shí)第一開關(guān)電路105正常工作；同理，二級(jí)限流保護(hù)電路108中的第二開關(guān)電路106也正常工作，該電源電路正常輸出電壓VQUT。當(dāng)該電源電路的輸出電流過(guò)大時(shí)，采樣電阻RO兩端的電壓增大，使第三開關(guān)管Q3導(dǎo)通，此時(shí)開關(guān)電源101的輸出電壓Vin經(jīng)第三開關(guān)管Q3后分別經(jīng)過(guò)第七電阻R7接地和經(jīng)第九電阻R9、第十電阻RlO接地，由于第一運(yùn)算放大器Ul-A的反相輸入端的電壓增大，經(jīng)比較后輸出低電平，此時(shí)第四開關(guān)管Q4導(dǎo)通，使第四開關(guān)管Q4的集電極向第一開關(guān)電路105的控制端Vl輸出高電平，使第一開關(guān)管Ql的源極與柵極之間的壓降減小，控制第一開關(guān)電路105停止工作；同理，二級(jí)限流保護(hù)電路108中的第二開關(guān)電路106也停止工作，此時(shí)電路不再輸出電壓。當(dāng)輸出電流恢復(fù)正常狀態(tài)，采樣電阻RO檢測(cè)到的電流減小，致使第三開關(guān)管Q3、第四開關(guān)管Q4無(wú)法導(dǎo)通，而第一開關(guān)電路105和第二開關(guān)電路106恢復(fù)正常工作，該電源電路正常輸出電壓Vott。關(guān)于二級(jí)限流保護(hù)電路的工作原理與一級(jí)限流保護(hù)電路工作原理相同，在此不再贅述。優(yōu)選的，一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路109包括:第二可調(diào)穩(wěn)壓器P2、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第五開關(guān)管Q5和第一二極管D1。在圖示3的實(shí)施例中，第五開關(guān)管Q5選用PNP型三極管。第十二電阻R12的一端與該本質(zhì)安全型電源電路的輸出端OUT相連，另一端經(jīng)第十三電阻R13接地；第二可調(diào)穩(wěn)壓器P2的陽(yáng)極接地，其參考極連接至第十二電阻R12和第十三電阻R13的連接點(diǎn)，其陰極經(jīng)第十四電阻R14與第五開關(guān)管Q5的基極相連，第五開關(guān)管Q5的發(fā)射極與開關(guān)電源101的輸出端IN相連，第五開關(guān)管Q5的集電極經(jīng)第一二極管Dl與第一開關(guān)電路105的控制端Vl相連。其中，為了消除諧波影響，可在第二可調(diào)穩(wěn)壓器P2的陰極與參考極之間增設(shè)第二電容C2，還可在第五開關(guān)管Q5的發(fā)射極與基極之間增設(shè)第三電容C3 ;另外，為了保護(hù)第五開關(guān)管Q5，還可在第五開關(guān)管Q5的發(fā)射極與基極之間連接第十五電阻R15。二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路110與一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路109所包含的器件和連接關(guān)系一致，需要注意的是，二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路109的輸出端與第二開關(guān)電路106的控制端V2相連。結(jié)合附圖3分析一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路109的工作原理:電路正常工作時(shí)，第二可調(diào)穩(wěn)壓器P2不工作，從而控制第五開關(guān)管Q5關(guān)斷及一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路109不工作。當(dāng)該電源電路的輸出電壓Vott過(guò)壓時(shí)，第二可調(diào)穩(wěn)壓器P2導(dǎo)通，第五開關(guān)管Q5基極經(jīng)第十四電阻R14后接地，第五開關(guān)管Q5導(dǎo)通，此時(shí)其集電極向第一開關(guān)電路105的控制端Vl輸出高電平，使第一開關(guān)管Ql的源極與柵極之間的壓降減小，控制第一開關(guān)電路105停止工作；同理，二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路110中的第二開關(guān)電路106也停止工作，此時(shí)電路不再輸出電壓。由于第一開關(guān)電路105和第二開關(guān)電路106停止工作，控制該本質(zhì)安全型電源電路無(wú)輸出電壓，一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路109和二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路110因無(wú)輸入電壓而停止工作，在此期間，若該電源電路過(guò)壓故障消除，第一開關(guān)電路105和第二開關(guān)電路106可恢復(fù)正常工作，該電源電路正常輸出電壓VoUT。關(guān)于二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路的工作原理與一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路工作原理相同，在此不再贅述。優(yōu)選的，一級(jí)輸出短路保護(hù)電路111包括:第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第二十電阻R20、第二十二電阻R22 第二十五電阻R25、第四電容C4 第七電容C7、第一比較器U2-A、第一控制器U3、第六開關(guān)管Q6和第七開關(guān)管Q7。在附圖3的本實(shí)施例中，第六開關(guān)管Q6選用NPN型三極管，第七開關(guān)管Q7選用PNP型三極管。第十六電阻R16的一端與該本質(zhì)安全型電源電路的輸出端OUT相連，另一端經(jīng)第十七電阻R17接地，且兩電阻的連接點(diǎn)輸入到第一比較器U2-A的反相輸入端，第一比較器U2-A的同相輸入端與所述基準(zhǔn)電路103的第一參考極相連,輸入第一參考電壓VREF1,第一比較器U2-A的輸出端經(jīng)第二十五電阻R25接地，同時(shí)經(jīng)第二十四電阻R24與開關(guān)電源101的輸出端IN相連，第一比較器U2-A的輸出端還與第一控制器U3的RST引腳相連，第一控制器U3的輸出OUTPUT引腳依次經(jīng)第十八電阻R18和第十九電阻R19接地，第六開關(guān)管Q6的基極連接到第十八電阻R18和第十九電阻R19的連接點(diǎn)上，第六開關(guān)管Q6的發(fā)射極接地，第六開關(guān)管Q6的集電極經(jīng)第二十電阻R20與第七開關(guān)管Q7的基極相連，第七開關(guān)管Q7的發(fā)射極與開關(guān)電源101的輸出端IN相連，第七開關(guān)管Q7的集電極與第二二極管D2的陽(yáng)極相連，第二二極管D2的陰極，即一級(jí)輸出短路保護(hù)電路111的輸出端，與第一開關(guān)電路105的控制端Vl相連。其中，所述第十九電阻R19為了保護(hù)第六開關(guān)管Q6和第七開關(guān)管Q7，為了進(jìn)一步的保護(hù)第六開關(guān)管Q6和第七開關(guān)管Q7，還可以在第七電阻Q7的基極和發(fā)射極之間增設(shè)第二十一電阻R21。另外，為了消除第一控制器U3輸出電壓中的諧波，可在第十九電阻R19兩端并聯(lián)第四電容C4。其中，第一控制器U3的DISCHARGE引腳經(jīng)第二十二電阻R22與開關(guān)電源101的輸出端IN相連，第一控制器U3的DISCHARGE引腳還依次經(jīng)第二十三電阻R23和第五電容C5接地，第一控制器U3的THR引腳和TRI引腳相連，且與第二十三電阻R23和第五電容C5的連接點(diǎn)相連，VCC引腳直接與開關(guān)電源101的輸出端IN相連，CONTROL引腳經(jīng)第六電容C6接地，GND引腳直接接地。其中，為了消除VCC引腳輸入電壓的高頻信號(hào)，還可增加第七電容C7，VCC引腳經(jīng)第七電容C7接地，消除出入電壓的高頻信號(hào)。二級(jí)輸出短路保護(hù)電路112與一級(jí)輸出短路保護(hù)電路111所包含的器件和連接關(guān)系一致，需要注意的是，二級(jí)輸出短路保護(hù)電路112的輸出端與第二開關(guān)電路106的控制端V2相連。結(jié)合附圖3分析一級(jí)輸出短路保護(hù)電路111的工作原理:正常工作時(shí)，第一比較器U2-A的反相輸入端輸入的電壓高，第一比較器U2-A輸出低電平到第一控制器U3,第一控制器U3的輸出OUTPUT引腳輸出低電平，導(dǎo)致第六開關(guān)管Q6和第七開關(guān)管Q7均斷開，一級(jí)輸出短路保護(hù)電路111無(wú)輸出。當(dāng)輸出短路時(shí)，第一比較器U2-A的反相輸入端電壓減小，第一比較器U2-A的輸出端置換為高電平到第一控制器U3，第一控制器U3的輸出OUTPUT引腳輸出脈沖信號(hào):高電平時(shí)第六開關(guān)管Q6和第七開關(guān)管Q7均導(dǎo)通，一級(jí)輸出短路保護(hù)電路111的輸出端向第一開關(guān)電路105的控制端Vl輸出高電平,使第一開關(guān)電路105停止工作；低電平時(shí)第六開關(guān)管Q6和第七開關(guān)管Q7均關(guān)斷，一級(jí)輸出短路保護(hù)電路111無(wú)輸出，在此階段該電源電路可恢復(fù)正常工作。若輸出短路故障已消除，則二級(jí)輸出短路保護(hù)電路112不工作無(wú)輸出，該電源電路正常工作；若輸出短路故障仍存在，則一級(jí)輸出短路保護(hù)電路111工作并輸出高電平，如此反復(fù)。關(guān)于二級(jí)輸出短路保護(hù)電路的工作原理與一級(jí)輸出短路保護(hù)電路工作原理相同，在此不再贅述。參見(jiàn)附圖3，軟啟動(dòng)保護(hù)電路104包括第一電阻R1，第八開關(guān)管Q8和第八電容CS。在附圖3該實(shí)施例中，第八開關(guān)管Q8選用PNP型開關(guān)管。第八開關(guān)管Q8的發(fā)射極經(jīng)第一電阻Rl與開關(guān)電源101的輸出端IN相連，第八開關(guān)管Q8的基極經(jīng)第八電容CS接地，第八開關(guān)管Q8的集電極接地，第八開關(guān)管Q8的發(fā)射極與第一運(yùn)算放大器Ul-A的同相輸入端相連。結(jié)合附圖3分析軟啟動(dòng)保護(hù)電路104的工作原理:該電源電路剛開始啟動(dòng)時(shí)，開關(guān)電源101經(jīng)第一電阻Rl為第八電容CS充電，第八開關(guān)管Q8的基極電壓不斷升高，其發(fā)射極電壓也不斷升高，發(fā)射極電壓最終鉗位為第二參考電壓Vkef2，使第一運(yùn)算放大器Ul-A輸出高電平，使第四開關(guān)管Q4關(guān)斷；發(fā)射極電壓最終鉗位為第二參考電壓Vkef2后，由于第八電容C8電壓仍在升高，第八開關(guān)管Q8也關(guān)斷，軟啟動(dòng)保護(hù)電路停止工作。如上所述的軟啟動(dòng)保護(hù)電路與第一開關(guān)電路105相連，還可設(shè)置另一結(jié)構(gòu)相同的軟啟動(dòng)保護(hù)電路與第二開關(guān)電路106相連。優(yōu)選的，本實(shí)施例中的開關(guān)管QfQS均可選用合適的三極管、M0SFET、IGBT等開關(guān)管。由于該本質(zhì)安全型電源電路采用雙重限流保護(hù)電路、雙重輸出過(guò)壓保護(hù)電路和雙重輸出短路保護(hù)電路，故障的檢測(cè)保護(hù)功能強(qiáng)，故障恢復(fù)后能自動(dòng)啟動(dòng)，抗干擾能力強(qiáng)；輸出電流大，裝置可適用范圍廣。本發(fā)明公開了 一種本質(zhì)安全型電源電路，該本質(zhì)安全型電源電路包括雙重限流保護(hù)電路、雙重輸出過(guò)壓保護(hù)電路和雙重輸出短路保護(hù)電路，上述電路有較強(qiáng)的故障檢測(cè)保護(hù)功能及自動(dòng)恢復(fù)工作功能，使得該本質(zhì)安全型電源電路在故障恢復(fù)后能自動(dòng)啟動(dòng)，抗干擾能力強(qiáng)；另外，該本質(zhì)安全型電源電路還包括軟啟動(dòng)保護(hù)電路，通過(guò)軟啟動(dòng)保護(hù)電路控制整個(gè)本質(zhì)安全型電源電路的正常啟動(dòng)，在其正常啟動(dòng)之后，軟啟動(dòng)保護(hù)電路停止工作，在啟動(dòng)過(guò)程中避免了電流電壓等突然的增加，發(fā)生過(guò)流、過(guò)壓或短路故障。此外，選擇合適的各元器件的參數(shù)，可以在本安要求的限制范圍內(nèi)使本質(zhì)安全型電源電路輸出較大的輸出電流。
在上述本發(fā)明公開的實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還公開的了一種具有本質(zhì)安全型電源電路的裝置，包括上述描述中的所述本質(zhì)安全型電源電路，并將所述本質(zhì)安全型電源電路設(shè)置于具有隔爆功能的箱體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)隔爆功能。本發(fā)明公開的所述本質(zhì)安全型電源電路容置于具有隔爆功能的箱體內(nèi)，使裝置兼具隔爆功能，安全可靠，適用于防爆領(lǐng)域。綜上所述:本發(fā)明公開了一種本質(zhì)安全型電源電路及具有該電源電路的裝置，該本質(zhì)安全型電源電路包括雙重限流保護(hù)電路、雙重輸出過(guò)壓保護(hù)電路和雙重輸出短路保護(hù)電路，上述電路有較強(qiáng)的故障的檢測(cè)保護(hù)功能及自動(dòng)恢復(fù)工作功能，使得該本質(zhì)安全型電源電路在故障恢復(fù)后能自動(dòng)啟動(dòng)，抗干擾能力強(qiáng)；本發(fā)明公開的本質(zhì)安全型電源電路容置于具有隔爆功能的箱體內(nèi)，使裝置兼具隔爆功能，安全可靠，適用于防爆領(lǐng)域。另外,該本質(zhì)安全型電源電路還包括軟啟動(dòng)保護(hù)電路，通過(guò)軟啟動(dòng)保護(hù)電路控制整個(gè)本質(zhì)安全型電源電路的正常啟動(dòng)，在其正常啟動(dòng)之后，軟啟動(dòng)保護(hù)電路停止工作，在啟動(dòng)過(guò)程中避免了電流電壓等突然的增加，發(fā)生過(guò)流、過(guò)壓或短路故障。此外，選擇合適的各元器件的參數(shù)，可以在本安要求的限制范圍內(nèi)使本質(zhì)安全型電源電路輸出較大的輸出電流。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種本質(zhì)安全型電源電路，其特征在于，包括開關(guān)電源、采樣電路、基準(zhǔn)電路、軟啟動(dòng)保護(hù)電路、第一開關(guān)電路、第二開關(guān)電路、一級(jí)限流保護(hù)電路、二級(jí)限流保護(hù)電路，一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路、二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路、一級(jí)輸出短路保護(hù)電路和二級(jí)輸出短路保護(hù)電路，其中: 所述開關(guān)電源的輸出端依次經(jīng)所述采樣電路、所述第一開關(guān)電路和所述第二開關(guān)電路后輸出電源電壓值，所述第二開關(guān)電路的輸出端為所述本質(zhì)安全型電源電路的輸出端； 所述采樣電路分別與所述一級(jí)限流保護(hù)電路和所述二級(jí)限流保護(hù)電路相連，所述一級(jí)限流保護(hù)電路的輸出端與所述第一開關(guān)電路的控制端相連，所述二級(jí)限流保護(hù)電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連； 所述一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路和所述二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路的輸入端均與所述本質(zhì)安全型電源電路的輸出端相連，所述一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路的輸出端與所述第一開關(guān)電路的控制端相連，所述二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連； 所述一級(jí)輸出短路保護(hù)電路和所述二級(jí)輸出短路保護(hù)電路的輸入端均與所述本質(zhì)安全型電源電路的輸出端相連，所述一級(jí)輸出短路保護(hù)電路的輸出端與所述第一開關(guān)電路的控制端相連，所述二級(jí)輸出短路保護(hù)電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連； 所述基準(zhǔn)電路與所述開關(guān)電源的輸出端相連，為所述本質(zhì)安全型電源電路提供所需的參考電壓； 所述軟啟動(dòng)保護(hù)電路分別與所述開關(guān)電源的輸出端和所述第一開關(guān)電路的控制端相連，控制所述本質(zhì)安全型電源電路的軟啟動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型電源電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電路包括:第一可調(diào)穩(wěn)壓器、第一電阻、第二電阻及第三電阻，其中: 所述第一可調(diào)穩(wěn)壓器的陰極 經(jīng)所述第一電阻與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第一可調(diào)穩(wěn)壓器的陰極與參考極之間連接有所述第二電阻，所述第一可調(diào)穩(wěn)壓器的陽(yáng)極與參考極之間連接有第三電阻，所述第一可調(diào)穩(wěn)壓器的陽(yáng)極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型電源電路，其特征在于，所述采樣電路包括:采樣電阻，所述采樣電阻的一端與所述開關(guān)電源的輸出端相連，另一端與所述第一開關(guān)電路、所述一級(jí)限流保護(hù)電路和所述二級(jí)限流保護(hù)電路相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型電源電路，其特征在于，所述第一開關(guān)電路包括:第一開關(guān)管、第一穩(wěn)壓管、第四電阻和第五電阻，其中: 所述第一開關(guān)管的源極經(jīng)所述采樣電阻與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第一開關(guān)管的柵極，即所述第一開關(guān)電路的控制端，與所述第一穩(wěn)壓管的陽(yáng)極相連，所述第一穩(wěn)壓管的陰極與所述第一開關(guān)管的源極相連，所述第一開關(guān)管的柵極與源極之間連接有所述第四電阻，所述第一開關(guān)管的柵極，經(jīng)所述第五電阻接地，所述第一開關(guān)管的漏極輸入至所述第~■開關(guān)電路； 所述第二開關(guān)電路包括:第二開關(guān)管，穩(wěn)壓管和兩個(gè)電阻，其中，所述第二開關(guān)管的柵極，即所述第二開關(guān)電路的控制端，分別經(jīng)所述穩(wěn)壓管和一電阻與所述第二開關(guān)管的源極相連，所述第二開關(guān)管的柵極經(jīng)另一電阻接地，所述第二開關(guān)管的源極與所述第一開關(guān)管的漏極相連，所述第二開關(guān)管的漏極即為所述本質(zhì)安全型電源電流的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型電源電路，其特征在于，所述一級(jí)限流保護(hù)電路包括:第六電阻 第十一電阻、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第一運(yùn)算放大器和第一電容，其中: 所述開關(guān)電源的輸出端依次經(jīng)所述第六電阻和所述第七電阻接地，所述第三開關(guān)管的發(fā)射極連接至所述開關(guān)電源的輸出端，所述第三開關(guān)管的基極經(jīng)所述第八電阻和所述采樣電阻后與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第三開關(guān)管的集電極連接到所述第六電阻和所述第七電阻的連接點(diǎn)，所述第三開關(guān)管的集電極依次經(jīng)所述第九電阻與所述第十電阻后接地，所述第四開關(guān)管的發(fā)射極連接到所述開關(guān)電源的輸出端，所述第四開關(guān)管的集電極與所述第一開關(guān)電路的控制端相連，所述第四開關(guān)管的基極經(jīng)所述第十一電阻與所述第一運(yùn)算放大器的輸出端相連，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)所述第一電容與所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端相連，所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端經(jīng)所述第十電阻接地，所述第一運(yùn)算放大器的同相端與所述基準(zhǔn)電路的第二參考極相連； 所述二級(jí)限流保護(hù) 電路與所述一級(jí)限流保護(hù)電路所包含的器件和連接關(guān)系相同，所述二級(jí)限流保護(hù)電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型電源電路，其特征在于，所述一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路包括:第二可調(diào)穩(wěn)壓器、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第五開關(guān)管和第一二極管，其中: 所述第十二電阻的一端與所述本質(zhì)安全型電源電路的輸出端相連，另一端經(jīng)所述第十三電阻接地，所述第二可調(diào)穩(wěn)壓器的陽(yáng)極接地，所述第二可調(diào)穩(wěn)壓器的參考極連接至所述第十二電阻和所述第十三電阻的連接點(diǎn)，所述第二可調(diào)穩(wěn)壓器的陰極經(jīng)所述第十四電阻與所述第五開關(guān)管的基極相連，所述第五開關(guān)管的發(fā)射極與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第五開關(guān)管的集電極經(jīng)所述第一二極管與所述第一開關(guān)電路的控制端相連； 所述二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路與所述一級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路所包含的器件和連接關(guān)系相同，所述二級(jí)輸出過(guò)壓保護(hù)電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全型電源電路，其特征在于，所述一級(jí)輸出短路保護(hù)電路包括:第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻、第二十電阻、第二十二電阻 第二十五電阻、第四電容 第七電容、第一比較器、第一控制器、第六開關(guān)管和第七開關(guān)管，其中: 所述第十六電阻的一端與所述本質(zhì)安全型電源電路的輸出端相連，另一端經(jīng)所述第十七電阻接地，且所述第十六電阻和所述第十七電阻的連接點(diǎn)輸入到所述第一比較器的反相輸入端，所述第一比較器的同相輸入端與所述基準(zhǔn)電路的第一參考極相連，所述第一比較器的輸出端經(jīng)所述第二十五電阻接地，并經(jīng)所述第二十四電阻與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第一比較器的輸出端還與所述第一控制器的RST引腳相連，所述第一控制器的DISCHARGE引腳經(jīng)所述第二十二電阻與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第一控制器的DISCHARGE引腳還依次經(jīng)所述第二十三電阻和所述第五電容接地，所述第一控制器的THR引腳和TRI引腳相連，且連接到所述第二十三電阻和所述第五電容的連接點(diǎn)上，所述第一控制器的VCC引腳直接與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第一控制器的CONTROL引腳經(jīng)所述第六電容接地，所述第一控制器的GND引腳直接接地，所述第一控制器的輸出OUTPUT引腳依次經(jīng)所述第十八電阻和所述第十九電阻接地，所述第六開關(guān)管的基極連接到所述第十八電阻和所述第十九電阻的連接點(diǎn)，所述第六開關(guān)管的發(fā)射極接地，所述第六開關(guān)管的集電極經(jīng)所述第二十電阻與所述第七開關(guān)管的基極相連，所述第七開關(guān)管的發(fā)射極與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第七開關(guān)管的發(fā)射極和基極之間連接有第二十一電阻，所述第七開關(guān)管的集電極與第二二極管的陽(yáng)極相連，所述第二二極管的陰極為所述一級(jí)輸出短路保護(hù)電路的輸出端，與所述第一開關(guān)電路的控制端相連； 所述二級(jí)輸出短路保護(hù)電路與一級(jí)輸出短路保護(hù)電路所包含的器件和連接關(guān)系相同，所述二級(jí)輸出短路保護(hù)電路的輸出端與所述第二開關(guān)電路的控制端相連。
8.據(jù)權(quán)利要求5所述的本質(zhì)安全型電源電路，其特征在于，所述軟啟動(dòng)保護(hù)電路包括:第一電阻、第八開關(guān)管和第八電容，其中: 所述第八開關(guān)管的發(fā)射極經(jīng)所述第一電阻與所述開關(guān)電源的輸出端相連，所述第八開關(guān)管的基極經(jīng)所述第八電容接地，所述第八開關(guān)管的集電極接地，所述第八開關(guān)管的發(fā)射極與所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8所述的本質(zhì)安全型電源電路，其特征在于，所述開關(guān)管為三極管、MOSFET 或 IGBT。
10.一種具有本質(zhì)安全型電源電路的裝置，其特征在于，包括上述權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)中所述的本質(zhì)安全型電源電路，所述本質(zhì)安全型電源電路設(shè)置于具有隔爆功能的箱體內(nèi)。
全文摘要
本申請(qǐng)公開了一種本質(zhì)安全型電源電路及具有該電源電路的裝置，該本質(zhì)安全型電源電路包括雙重限流保護(hù)電路、雙重輸出過(guò)壓保護(hù)電路和雙重輸出短路保護(hù)電路，上述電路有較強(qiáng)的故障檢測(cè)保護(hù)功能及自動(dòng)恢復(fù)工作功能，使得該本質(zhì)安全型電源電路在故障恢復(fù)后能自動(dòng)啟動(dòng)，抗干擾能力強(qiáng)；本發(fā)明公開的本質(zhì)安全型電源電路容置于具有隔爆功能的箱體內(nèi)，使裝置兼具隔爆功能，安全可靠，適用于防爆領(lǐng)域。另外，該本質(zhì)安全型電源電路還包括軟啟動(dòng)保護(hù)電路，通過(guò)軟啟動(dòng)保護(hù)電路控制整個(gè)本質(zhì)安全型電源電路的正常啟動(dòng)，在其正常啟動(dòng)之后，軟啟動(dòng)保護(hù)電路停止工作，在啟動(dòng)過(guò)程中避免了電流電壓等突然的增加，發(fā)生過(guò)流、過(guò)壓或短路故障。
文檔編號(hào)H02H3/06GK103094883SQ20131002752
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者熊文 申請(qǐng)人:深圳市英威騰電氣股份有限公司