[发明专利]本安Boost变换器的短路电感能量旁路电路

说明书

技术领域

本发明属于Boost变换器的短路保护技术领域，具体是涉及一种本安Boost变换器的短路电感能量旁路电路。

背景技术

本质安全型开关电源是电子设备的重要组成部分，在工作于危险环境的防爆电气设备的本质安全型开关电源中，为了达到足够大的输出功率而又要使输出电压纹波足够的小，电源的输出端通常包含有容量较大的滤波电感和电容，加之如果保护电路在电源出现故障时不能彻底关断电源输入端的能量来源，则一旦出现短路等故障，其产生的电火花必然会引爆易燃、易爆气体，显然是不能满足本质安全或防爆要求的。开关电源的短路火花能量来源包括：输入电源向短路处转移的能量、电感向短路处转移的能量和电容储存的能量。为提高开关电源的本质安全性能，输出短路处火花能量应尽可能小，必须隔离电源能量，旁路电感能量，释放电容能量。因此，通常会在开关电源中采用截止型的输出短路保护电路，彻底截断输出短路处的短路火花能量的源，确保直流稳压电源或其它电子产品在输出出现短路时，不会引爆易燃易爆气体或它们的混合物。对于电容存储能量的释放处理，已有相关研究报道。但是对于电感的储能，虽然在《本质安全变换器》一书及相关报道中，提出了短路故障时电感能量的处理办法，但是在输出短路时，为关断开关管，PWM输出为低电平，使得能量处理回路不能正常流通，因而未能达到预期的效果。所以需要设计一种可在输出出现短路故障时旁路电感能量的电路，从而不增加输出端的短路火花能量，提高Boost变换器的输出本安性能。从全国来看，煤矿瓦斯事故多发的势头尚未得到遏制。由于煤矿事故多，死亡人数多，造成了我国煤矿的百万吨死亡率一直居高不下。特别是煤矿重大及特大瓦斯(煤尘)灾害事故的频发，不但造成国家财产和公民生命的巨大损失，而且严重影响了我国的国际声誉。煤矿安全化，是一项拯救生命的工程，更是一项拯救产业的工程。因此，设计适用于危险性环境的开关电源储能元件的能量泄放回路具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种本安Boost变换器的短路电感能量旁路电路，其电路结构简单，实现方便且成本低，能够为本安Boost变换器中电感中的能量提供一个泄放回路，提高了本安Boost变换器的本安性能，实用性强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种本安Boost变换器的短路电感能量旁路电路，其特征在于：包括均与短路信号产生电路的输出端相接的短路截止保护电路和旁路驱动电路，以及与短路截止保护电路的输出端相接的能量旁路电路，所述短路截止保护电路由短路截止保护启动电路和与短路截止保护启动电路的输出端相接的短路截止保护动作电路组成，所述旁路驱动电路的输出端、短路信号产生电路和能量旁路电路均与本安Boost变换器主电路相接，所述本安Boost变换器主电路上接有电流采样电路和脉冲信号产生电路，所述电流采样电路的输出端与脉冲信号产生电路相接。

上述的本安Boost变换器的短路电感能量旁路电路，其特征在于：所述短路截止保护启动电路由三极管VT5以及电阻R7和R10组成，所述三极管VT5的基极与电阻R7的一端和电阻R10的一端相接，所述电阻R7的另一端为短路截止保护启动电路的输入端且与短路信号产生电路的输出端相接，所述三极管VT5的集电极为短路截止保护启动电路的输出端，所述三极管VT5的发射极和电阻R10的另一端均接地。

上述的本安Boost变换器的短路电感能量旁路电路，其特征在于：所述短路截止保护动作电路由PMOS管VT1，三极管VT3，稳压二极管ZD1，以及电阻R1、R4和R9组成；所述PMOS管VT1的源极、电阻R4的一端、稳压二极管ZD1的阴极和电阻R1的一端均与输入电源的输出端Vi相接，所述PMOS管VT1的栅极与稳压二极管ZD1的阳极、电阻R1的另一端和三极管VT3的集电极相接，所述三极管VT3的基极和电阻R4的另一端均与短路截止保护启动电路的输出端相接，所述三极管VT3的发射极通过电阻R9接地，所述PMOS管VT1的漏极为短路截止保护动作电路的输出端。