本申請(qǐng)涉及本質(zhì)安全電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種本質(zhì)安全buck電路。

背景技術(shù)：

應(yīng)用于爆炸性氣體環(huán)境的本質(zhì)安全電路，按gb3836.4-2000標(biāo)準(zhǔn)定義為：在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件(包括正常工作和規(guī)定的故障條件)下產(chǎn)生的任何電火花或任何熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的電路，其具體表現(xiàn)為：在iec(國(guó)際電工委員會(huì))火花試驗(yàn)裝置上進(jìn)行規(guī)定條件的檢測(cè)試驗(yàn)，電路的任何一處出現(xiàn)短路、開(kāi)路和接地三種情況下均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體。

buck安全電路是一種廣泛應(yīng)用于爆炸性氣體環(huán)境中的電路，但是由于現(xiàn)有的buck電路中存在電容和電感兩種基本元件，會(huì)因?yàn)殡姼兴诨芈钒l(fā)生斷路，導(dǎo)致電感因?yàn)榇鎯?chǔ)能量產(chǎn)生電弧，還會(huì)因?yàn)殡娙荻搪罚瑢?dǎo)致電容因?yàn)榇鎯?chǔ)能量產(chǎn)生電弧，這些都導(dǎo)致現(xiàn)有的buck電路的本質(zhì)安全性能較低。

現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問(wèn)題：現(xiàn)有的buck電路，會(huì)因?yàn)殡姼兴诨芈钒l(fā)生斷路，導(dǎo)致電感因?yàn)榇鎯?chǔ)能量產(chǎn)生電弧，還會(huì)因?yàn)殡娙荻搪罚瑢?dǎo)致電容因?yàn)榇鎯?chǔ)能量產(chǎn)生電弧，這些都導(dǎo)致現(xiàn)有的buck電路的本質(zhì)安全性能較低。.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)實(shí)施例的目的是提供一種本質(zhì)安全buck電路，以提高buck電路的本質(zhì)安全性能。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種本質(zhì)安全buck電路是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種本質(zhì)安全buck電路，包括：

buck電路，包括電源、第一mosfet管、二極管、電感、電容、電阻；

電感旁路支路；

開(kāi)關(guān)單元，包括第二mosfet管、第三mosfet管，所述第二mosfet管串聯(lián)在電感旁路支路，所述第三mosfet管與所述電容串聯(lián)；

檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元，包括輸入端，所述輸入端用于檢測(cè)所述buck電路的斷路或短路，還包括輸出端，所述輸出端用于控制所述mosfet管的導(dǎo)通或截止。

優(yōu)選實(shí)施例中，所述檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元包括：

第一輸入端，包括兩個(gè)接點(diǎn)，分別與所述電感的第一端、所述第一端與所述二極管負(fù)極之間的結(jié)點(diǎn)電性連接；

第二輸入端，包括兩個(gè)接點(diǎn)，分別與所述電感的第二端、所述第二端與所述第二mosfet管漏極之間的結(jié)點(diǎn)電性連接；

第三輸入端，包括兩個(gè)接點(diǎn)，分別與所述電阻所在支路的兩端結(jié)點(diǎn)電性連接；

第四輸入端，包括兩個(gè)接點(diǎn)，分別電性連接在所述電容的上極板和所述第三mosfet管之間的限流電阻的兩端；

第一輸出端，與所述第一mosfet管的柵極電性連接，用于控制所述第一mosfet管的導(dǎo)通或截止；

第二輸出端，與所述第二mosfet管的柵極電性連接，用于控制所述第二mosfet管的導(dǎo)通或截止；

第三輸出端，與所述第三mosfet管的柵極電性連接，用于控制所述第三mosfet管的導(dǎo)通或截止。

優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)所述第一輸入端的兩個(gè)接點(diǎn)之間發(fā)生斷路時(shí)，所述第一輸入端檢測(cè)到所述兩個(gè)接點(diǎn)之間電壓升高，驅(qū)動(dòng)所述第一輸出端控制所述第一mosfet管截止，使電源停止供電；

所述第三輸出端控制所述第三mosfet管截止，所述第二輸出端控制所述第二mosfet管導(dǎo)通，所述電感與所述二極管、所述第二mosfet管組成續(xù)流回路，使所述電感的存儲(chǔ)能量耗散。

優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)所述第二輸入端的兩個(gè)接點(diǎn)之間發(fā)生斷路時(shí)，所述第二輸入端檢測(cè)到所述兩個(gè)接點(diǎn)之間電壓升高，驅(qū)動(dòng)所述第一輸出端控制所述第一mosfet管截止，使電源停止供電；

所述第三輸出端控制所述第三mosfet管截止，所述第二輸出端控制所述第二mosfet管導(dǎo)通，所述電感與所述二極管、所述第二mosfet管組成續(xù)流回路，使所述電感的存儲(chǔ)能量耗散。

優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)所述電容支路兩端發(fā)生短路時(shí)，電容支路電流快速上升，所述第四輸入端檢測(cè)到所述限流電阻兩端的電壓上升，同時(shí)所述第三輸入端檢測(cè)到所述兩個(gè)接點(diǎn)之間電壓下降，驅(qū)動(dòng)所述第三輸出端控制所述第三mosfet管截止，驅(qū)動(dòng)所述第一輸出端控制所述第一mosfet管截止，使電源停止供電，使得電弧能量無(wú)源而終止。

利用本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種本質(zhì)安全buck電路，可以通過(guò)所述檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元，實(shí)時(shí)檢測(cè)到所述buck電路中的斷路或者電容短路情況，通過(guò)所述檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元的輸出端，控制所述mosfet管的導(dǎo)通和截止。這樣，就可以有效地使因電容短路或者電感斷路產(chǎn)生的存儲(chǔ)能量耗散，避免電弧的產(chǎn)生，從而有效提高所述buck電路的本質(zhì)安全性能，得到一種本質(zhì)安全的buck電路。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)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申請(qǐng)中記載的一些實(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)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是buck電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例提供的一種本質(zhì)安全buck電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例提供的一種檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種本質(zhì)安全buck電路。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)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)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

圖2是本申請(qǐng)所述一種的方法流程圖。雖然本申請(qǐng)?zhí)峁┝巳缦率鰧?shí)施例或附圖所示的電路結(jié)構(gòu)，但基于常規(guī)或者無(wú)需創(chuàng)造性的勞動(dòng)在所述電路中可以包括更多或者更少的模塊單元。在邏輯性上不存在必要因果關(guān)系的結(jié)構(gòu)中，這些電路結(jié)構(gòu)不限于本申請(qǐng)實(shí)施例或附圖所示的電路結(jié)構(gòu)。

具體的如圖2所述，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N本質(zhì)安全buck電路的一種實(shí)施例可以包括：

buck電路，包括電源e、第一mosfet管m1、二極管d、電感l(wèi)、電容c、電阻r1；

電感旁路支路；

開(kāi)關(guān)單元，包括第二mosfet管m2、第三mosfet管m3，所述第二mosfet管m2串聯(lián)在電感旁路支路，所述第三mosfet管m3與所述電容串聯(lián)；

檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元，包括輸入端，所述輸入端用于檢測(cè)所述buck電路的斷路或短路，還包括輸出端，所述輸出端用于控制所述mosfet管的導(dǎo)通或截止。

所述buck電路的電路結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。一般的，如圖1所示，所述buck電路可以包括電源e、mosfet管m、二極管d、電感l(wèi)、電容c、電阻r。

如圖2所示，所述檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元可以包括：

第一輸入端j1，包括兩個(gè)接點(diǎn)a1和a2，分別與所述電感l(wèi)的第一端、所述第一端與所述二極管d負(fù)極之間的結(jié)點(diǎn)電性連接；

第二輸入端j2，包括兩個(gè)接點(diǎn)a3和a4，分別與所述電感l(wèi)的第二端、所述第二端與所述第二mosfet管m2漏極之間的結(jié)點(diǎn)電性連接；

第三輸入端j3，包括兩個(gè)接點(diǎn)a5和a6，分別與所述電阻r1所在支路的兩端結(jié)點(diǎn)電性連接；

第四輸入端j4，包括兩個(gè)接點(diǎn)a7和a8，分別電性連接在所述電容c的上極板和所述第三mosfet管m3之間的限流電阻r2的兩端；

第一輸出端s1，與所述第一mosfet管m1的柵極電性連接，用于控制所述第一mosfet管m1的導(dǎo)通或截止；

第二輸出端s2，與所述第二mosfet管m2的柵極電性連接，用于控制所述第二mosfet管m2的導(dǎo)通或截止；

第三輸出端s3，與所述第三mosfet管m3的柵極電性連接，用于控制所述第三mosfet管m3的導(dǎo)通或截止。

利用上述實(shí)施例提供的一種本質(zhì)安全buck電路的實(shí)施方式，可以通過(guò)所述檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元，實(shí)時(shí)檢測(cè)到所述buck電路中的斷路或者電容短路情況，通過(guò)所述檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元的輸出端，控制所述mosfet管的導(dǎo)通和截止。這樣，就可以有效地使因電容短路或者電感斷路產(chǎn)生的存儲(chǔ)能量耗散，避免電弧的產(chǎn)生，從而有效提高所述buck電路的本質(zhì)安全性能，得到一種本質(zhì)安全性能更高的buck電路。

圖3本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元可以包括j1、j2、j3和j4四個(gè)輸入端和s1、s2和s3三個(gè)用于mosfet管驅(qū)動(dòng)的輸出端。檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元的電路結(jié)構(gòu)，如圖3所示，來(lái)自j1、j2、j3和j4的輸入信號(hào)，依次經(jīng)過(guò)差動(dòng)放大器、基本rs觸發(fā)器、邏輯運(yùn)算電路和mosfet管驅(qū)動(dòng)電路后由s1、s2和s3輸出。當(dāng)j1和j2所檢測(cè)的電路任何一處或兩處都發(fā)生開(kāi)路產(chǎn)生電弧時(shí)，采集到電弧電壓經(jīng)過(guò)差動(dòng)放大器后輸出高電平，高電平對(duì)基本rs觸發(fā)器置位，觸發(fā)器輸出高電平并保持，經(jīng)過(guò)或門(mén)的邏輯電路，通過(guò)mosfet的驅(qū)動(dòng)電路從而導(dǎo)通mosfet管。當(dāng)發(fā)生電容短路產(chǎn)生電弧時(shí)，j3和j4檢測(cè)到的電弧電壓和電弧電流經(jīng)過(guò)差動(dòng)放大器后輸出高電平，高電平對(duì)基本rs觸發(fā)器置位，觸發(fā)器輸出高電平并保持，經(jīng)過(guò)與門(mén)和非門(mén)的邏輯電路，輸出低電平，通過(guò)mosfet的驅(qū)動(dòng)電路從而斷開(kāi)mosfet管。當(dāng)電路發(fā)生電感開(kāi)路或者電容短路時(shí)，s3都會(huì)立即輸出信號(hào)，關(guān)斷電源的開(kāi)關(guān)。電路結(jié)構(gòu)增加了隔離電源dc_dc_3，輸入為電源e，輸出正為vcc_3,輸出負(fù)為gnd_3，以隔離控制電路對(duì)主電路的影響。

本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述第一輸入端的兩個(gè)接點(diǎn)之間發(fā)生斷路時(shí)，所述第一輸入端檢測(cè)到所述兩個(gè)接點(diǎn)之間電壓升高，可以首先驅(qū)動(dòng)所述第一輸出端控制所述第一mosfet管截止，使電源停止供電；

然后所述第三輸出端控制所述第三mosfet管截止，在此之后，所述第二輸出端控制所述第二mosfet管導(dǎo)通，所述電感與所述二極管、所述第二mosfet管組成續(xù)流回路，使所述電感的存儲(chǔ)能量耗散。

本申請(qǐng)另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述第二輸入端的兩個(gè)接點(diǎn)之間發(fā)生斷路時(shí)，所述第二輸入端檢測(cè)到所述兩個(gè)接點(diǎn)之間電壓升高，可以首先驅(qū)動(dòng)所述第一輸出端控制所述第一mosfet管截止，使電源停止供電；

然后所述第三輸出端控制所述第三mosfet管截止，在此之后，所述第二輸出端控制所述第二mosfet管導(dǎo)通，所述電感與所述二極管、所述第二mosfet管組成續(xù)流回路，使所述電感的存儲(chǔ)能量耗散。

利用上述兩個(gè)實(shí)施例提供的實(shí)施方式，可以在斷路后有效耗散所述電感中的存儲(chǔ)能量，有效避免電弧的產(chǎn)生，提高所述buck電路的本質(zhì)安全性能。

本申請(qǐng)又一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述電容發(fā)生短路時(shí)，電容支路電流快速上升，所述第四輸入端檢測(cè)到所述限流電阻兩端的電壓上升，同時(shí)所述第三輸入端檢測(cè)到所述兩個(gè)接點(diǎn)之間電壓下降，可以首先驅(qū)動(dòng)所述第三輸出端控制所述第三mosfet管截止，然后驅(qū)動(dòng)所述第一輸出端控制所述第一mosfet管截止，使電源停止供電，使得電弧能量無(wú)源而終止。

利用上述實(shí)施例提供的實(shí)施方式，可以在電容所在支路兩端發(fā)生短路后，快速的斷開(kāi)與電容串聯(lián)的開(kāi)關(guān)和電源開(kāi)關(guān)，使得電弧的能量因無(wú)源而終止，提高所述buck電路的本質(zhì)安全性能。

利用上述各實(shí)施例提供的一種本質(zhì)安全buck電路的實(shí)施方式，可以通過(guò)所述檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元，實(shí)時(shí)檢測(cè)到所述buck電路中的斷路或者電容短路情況，通過(guò)所述檢測(cè)驅(qū)動(dòng)單元的輸出端，控制所述mosfet管的導(dǎo)通和截止。這樣，就可以有效地使因電容短路或者電感斷路產(chǎn)生的存儲(chǔ)能量耗散，避免電弧的產(chǎn)生，從而有效提高所述buck電路的本質(zhì)安全性能，得到一種本質(zhì)安全的buck電路。

雖然通過(guò)實(shí)施例描繪了本申請(qǐng)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本申請(qǐng)有許多變形和變化而不脫離本申請(qǐng)的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請(qǐng)的精神。