[发明专利]一种超前响应本安保护电路

说明书

本发明公开了一种超前响应本安保护电路，应用于煤矿防爆电气电子电路设计领域。所述超前响应本安保护电路包括：超前保护控制电路、故障电压突变检测电路、故障电流突变检测电路和过压过流保护电路；所述超前保护控制电路、所述故障电流突变检测电路、所述过压过流保护电路依次连接；所述故障电压突变检测电路分别与所述超前保护控制电路和所述过压过流保护电路相连。本发明通过对故障电压和故障电流的快速响应，解决现有方案中由于对故障电压和故障电流的检测滞后而导致故障放电火花大的问题，大大提高了设备的安全性能。

技术领域

本发明涉及煤矿防爆电气电子电路设计领域，特别是涉及一种超前响应本安保护电路。

背景技术

煤矿井下是存在瓦斯、煤尘等爆炸性危险的环境，本安保护电路即是用于保障本安设备达到火花安全性的电路。根据防爆要求，本安保护电路设计涉及对本安电源和电源转换电路的电容、电感储能元件限制、过流过压保护电路结构及器件参数选型上，实际应用中为了得到较小的输出电压纹波，一定容值的电容是必要的。用于本安电源的本安保护电路通常采用检测串联采样电阻两端压降比对设定值的方式实现过流判定，采用检测并联采样电阻电压超过设定值的方式实现过压判定，进而控制开关管在发生故障时关断输出；用于本安设备中电源转换电路的本安保护电路通常采用在本安供电输入端串联熔断器的方式限制最大输入电流，在电源转换电路输出端采用稳压管与可控硅组合的方式通过实现过压钳位的方式实现过压保护。

随着技术的进步和发展，特别是建设智能化矿井、智慧矿山和井下第五代移动通信技术(5thGenerationMobileCommunicationTechnology，5G)网络的发展，新的井下本安设备功能越来越强大但同时功耗也越来越大，对本安电源输出功率需求越来越高，更高功率的本安设备和本安电源对本安保护方式和响应速度提出更高的要求，当前本安保护电路故障保护方案需要先检出超限电流再触发保护，存在故障保护滞后、放电火花大的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超前响应本安保护电路，可通过对故障电压和故障电流的快速响应，解决现有方案中由于对故障电压和故障电流的检测滞后而导致故障放电火花大的问题，大大提高了设备的安全性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种超前响应本安保护电路，所述超前响应本安保护电路包括：超前保护控制电路、故障电压突变检测电路、故障电流突变检测电路和过压过流保护电路；

所述超前保护控制电路、所述故障电流突变检测电路、所述过压过流保护电路依次连接；所述故障电压突变检测电路分别与所述超前保护控制电路和所述过压过流保护电路相连；

所述故障电压突变检测电路用于对所述过压过流保护电路输出的电压进行检测，并将检测到的电压突变信号传递给所述超前保护控制电路；所述故障电流突变检测电路用于对所述过压过流保护电路输出的电流进行检测，将检测到的电流突变信号传递给所述超前保护控制电路；所述超前保护控制电路用于当接收到电压突变信号和/或电流突变信号时，切断电源输出，以实现故障电流突变以及故障电压突变的快速响应和超前保护。

可选地，所述超前保护控制电路包括：P沟道场效应管、第一三极管、第二三极管和第三三极管；

所述第一三极管的集电极与所述第三三极管的基极连接；

所述第一三极管的发射极分别与所述第三三极管的集电极、所述第二三极管的基极、所述P沟道场效应管的源极、所述P沟道场效应管的漏极连接；

所述第一三极管的基极分别与所述P沟道场效应管的源极、所述P沟道场效应管的漏极、所述第二三极管的基极、所述故障电压突变检测电路、所述故障电流突变检测电路连接；

所述P沟道场效应管的栅极与所述第二三极管的集电极连接；

所述第二三极管的发射极和所述第三三极管的发射极均接地。