[实用新型]矿用本安电源截流自恢复保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿用本安电源输出短路保护装置，尤其适用于矿用本安电源输出短路保护，也适用于常规的电源输出短路保护。

背景技术

井下的电控系统中，使用大量的本质安全型电源。这些本质型电源的安全可靠性能对井下安全生产有着重要的意义。为了防止井下本质安全型电源输出端短路(过载)时产生的火花点燃易燃易爆气体，必须降低短路火花所释放的能量。对于输出功率较小而又没有稳压要求的本质安全型电源，可以直接采用输出端串电阻或增加电源内阻的方法进行限能保护。而对于具有稳压要求的本质安全型电源不能采用上述方法，该类型本安电源常用的短路限能保护方式有三种：限流型保护，截止电流型保护，减流型保护。其中截止电流型保护电路比较复杂，电路故障排除后电源也不易自动恢复。由本质安全型电源的工作特性可知输出端短路时，要是不加特殊的保护电路，虽然输出电压为零，但是输出电流很大。较大的短路电流对于周围充满了易燃易爆气体的环境存在着潜在的危险。另外，短路电流增加了开关器件的开通损耗，使得散热问题尤为突出。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是提供一种结构简单，安全可靠，损耗低，散热好的矿用本安电源截流自恢复保护装置。

技术方案：本实用新型矿用本安电源截流自恢复保护装置，由检测电路、单稳态电路、信号隔离叠加电路、驱动加速电路组成；其中：其中：检测电路分为两路，一路与单稳态电路相连接，另一路与信号隔离叠加电路相连接，单稳态电路的输出与信号隔离叠加电路相连接，信号隔离叠加电路的输出与驱动加速电路相连接。

所述的检测电路由上拉电阻R1、电压比较器CP1、电流比较器CP2、CP3、与非门U1和多个电阻连接组成；其中：电压比较器CP1的同相端和反相端分别与参考电压Vref和输出电压检测值kVo连接，电流比较器CP2的同相短和反相端分别与输出电流检测值Io2和参考电流Iref连接，电压比较器CP1与电流比较器CP2的输出分别连接与非门U1的输入端脚1和脚2，与非门U1的输出端脚3连接与电源Vin相连的上拉电阻R1，电流比较器CP3的同向端脚2经电阻R接地，反相端脚1连接电阻R+、R-、R0，其中电阻R+、R-的另一端分别连接到检测电阻R10的电压V+、V-端，电流比较器CP3的输出端分别连接到电阻R0的另一端和电阻R8上。

所述的单稳态电路由电容C1、C2，电阻R2、R3，与非门U2、U3连接组成；其中：电容C1的一端连接检测电路的输出端与非门U1的脚3，另一端连接与非门U2，电容C1和与非门U2的脚2同时连接电阻R2，电阻R2接地，与非门U2的输出端脚3连接到电容C2，电容C2的另一端连接到与非门U3的两个输入端脚1和脚2，电容C2和与非门U3的两个输入端脚1、脚2同时相连的电阻R3，电阻R3接地，与非门U3的输出端脚3连接到与非门U2的输入端脚1。

所述的信号隔离叠加电路由上拉电阻R4，下拉电阻R11，光耦OP1、OP2，保护电阻R8、R9连接组成；其中：光耦OP1的输入端脚1与光耦OP2的输入端脚1相连同时连接上拉电阻R4，上拉电阻R4连接电源Vin；光耦OP1的脚2连接单稳态电路的输出端与非门U3的脚3，光耦OP1的两输入端脚1与脚2之间并联有保护电阻R9，光耦OP2的脚2连接电流比较器CP3的输出端脚3，光耦OP2的两输入端脚1与脚2之间并联有保护电阻R8，光耦OP1的脚3与光耦OP2的脚3相连，并同时连接到电源Vin，光耦OP1的脚4与光耦OP2的脚4相连，并同时连接下拉电阻R11，电阻R11接地。

所述的驱动加速调整电路由电阻R5～R7，去耦电容C3，驱动芯片U4，调整管Q1连接组成；其中：驱动芯片U4连接在电源和地之间，驱动芯片U4输入端脚2连接信号隔离叠加电路的输出端光耦OP1的脚4，驱动芯片U4的电源和地线之间连有去耦电容C3，驱动芯片U4作为输出端的脚6和脚7上连接有门极驱动电阻R5，门极驱动电阻R5同时连接电阻R6，R7和主电路中的调整管Q1，电阻R6接地，电阻R7连接电源Vin。

所述的电压比较器CP1、电流比较器CP2、CP3的型号为LM324；所述的光耦OP1、OP2的型号为EL817；所述的调整管Q1的型号为J349。