[发明专利]爆炸性气体环境用本质安全型不间断直流稳压电源

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术领域，更具体地说，它涉及一种具有UPS功能的，爆炸性气体环境用本质安全型直流稳压电源。

背景技术

直流稳压电源可分为开关电源和线性电源。开关电源最大的优点是效率高，体积小；缺点是精度低，稳定性差，噪声大。直流线性稳压电源最大优点是稳定性好，精度高，噪声小；缺点是效率低，体积大。因此对于电源稳定性要求不高的一般情况供电和输出大功率电源，可选用开关电源；对于电源精度，噪声要求高的场合必须选用线性电源。

电源在没有交流输入的情况下，当电池过放保护，电池两端电压回升后，备用电池能自动投入，不利于对电池的保护。现有的大多数电源采用继电器保护方式，这种方法增加了产品的成本，另外在采用这种保护方式时，不论是外部正常供电还时蓄电池放电过程中，继电器线圈总是有十几甚至几十毫安电流通过，增加了电源的损耗，特别是对蓄电池而言，缩短了放电时间，降低了放电效率。

现有的电池自动投入供电方式大多采用两种方法。一是采用继电器释放、吸合供电方式，这种方式的缺点是继电器动作属于机械动作，动作速度慢，易引起供电设备，例如分站等的重新启动，不利于煤矿等爆炸性气体环境作业的安全。另一种是采用晶体管或者场效应管作为开关，开关的动作时间可以保证，但其在供电电路的主回路中，当供电电流较大时晶体管或者场效应管容易发热，影响电源的可靠性和使用寿命。

在采用双重保护的电路中，由于晶体管存在饱和压降，因此在负载电流增大时，输出电压会下降，影响供电质量的不足。

现有的过流短路保护大多采用三极管节流型保护，这种保护电路的保护功能全部集中于一个晶体管，过流或短路保护时功率全部消耗在起保护作用的晶体管上，晶体管易发热，影响使用寿命。而且，晶体管受自身参数和性质的影响，不利于过流保护电流数值的精确调整。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种具有良好的UPS功能、电池过放电保护电路简单、过流过压保护功能好、兼顾效率和直流电源性能指标的爆炸性气体环境用本质安全型直流稳压电源。

本发明的爆炸性气体环境用本质安全型不间断直流稳压电源通过下述技术方案予以实现：

整流滤波电路1分别接UPS电路2、电压调节电路3和恒流检测电路4；所述UPS电路2也分别接到电压调节电路3和恒流检测电路4，其功能是在交流断电的情况下，通过蓄电池给电路供电；所述电压调节电路3依次接取样电阻器5、场效应管开关电路6、串联稳压电路7、并联稳压电路8；所述恒流检测电路4接并联稳压电路8；所述取样电阻器5接过流短路保护电路9，过流短路保护电路9接场效应管开关电路6和并联稳压电路8的输出端；所述UPS电路2和并联稳压电路8通过逻辑或门电路10接电压调节电路3。

所述的UPS电路2含有恒压限流充电电路，用于给铅酸蓄电池(组)充电，它是由电压可调的三端稳压器U4、2个电阻(R11、R12)、电位器VR1和二极管D6组成的；所述UPS电路2还包括电池过放电保护电路，用以在电池过放电时产生保护信号，使电路关闭输出，它是由5个电阻(R10、R13～R16)、3个二极管(D7、WD3、WD4)、运算放大器U5、和光耦Q3组成的；所述UPS电路2的UPS开关利用二极管的反向截至特性，采用最大电流为5安培的肖特基二极管。

所述的过流短路保护电路9含有电流检测电路，用以检测电源输出电流的大小，它是由电压比较器U101、2个电阻(R101、R102)、电位器VR101和稳压二极管WD101组成的；所述的过流短路保护电路9还包括电压跟随式保护信号产生电路，用以在电源过流或者输出负载短路时产生控制所需的场效应管开关电路6的保护信号，并具有锁定功能，直至检测到负载正常，它是由运算放大器U102、6个电阻(R103～R108)、电容C101和2个二极管(D103、WD102)组成的；所述的过流短路保护电路9还包括负载检测电路，用以检测电源的负载是否恢复正常，即此时电路无过流或者短路，然后通过光耦(Q101)对所述保护信号产生电路进行控制，使其解除锁定信号，电路正常工作。它是由2个运算放大器(U104、U105)、4个电阻(R106、R109～R111)、电位器VR102、光耦Q101组成的。