[发明专利]矿用本安电源截流自恢复保护装置

说明书

技术领域

本发明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：本发明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：本发明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、 信号隔离叠加电路以及驱动加速调整电路组成；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调整电路相连接。

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R+、R-、R、R0、检测电阻R10连接组成；其中：电压比较器CP1、电 流比较器CP2、CP3均有两个输入端亦即一个反相端脚1、一个同相端脚2和一个输出端 脚3，与非门U1有两个输入端脚1、脚2和一个输出端脚3，电压比较器CP1的同相端 脚2和反相端脚1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 的同相端脚2和反相端脚1分别与输出电流检测值Io和参考电流Iref连接，电压比较器 CP1的输出端脚3与电流比较器CP2的输出端脚3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GND，反相端脚1分别连接电阻R+、R-、R0的一端，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，电阻R0的另一端连接 到电流比较器CP3的输出端脚3，电流比较器CP3的输出端脚3连接到保护电阻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： 与非门U2、U3分别有两个输入端脚1、脚2和一个输出端脚3；电容C1的一端连接检 测电路中与非门U1的输出端脚3，电容C1的另一端连接与非门U2的输入端脚2，与非 门U2的输入端脚2通过R2接地GND，与非门U2的输出端脚3连接到电容C2的一端， 电容C2的另一端分别连接到与非门U3的输入端脚1和脚2，与非门U3的输入端脚1 和脚2通过电阻R3接地GND，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、OP2分别包括两个输入端脚1、脚2和两个输出 端脚3、脚4，上拉电阻R4一端连接电源Vin，上拉电阻R4另一端分别连接光耦OP1 的输入端脚1和OP2的输入端脚1，单稳态电路中与非门U3的输出端脚3连接到光耦 OP1的输入端脚2，检测电路中电流比较器CP3的输出端脚3连接到光耦OP2的输入端 脚2，光耦OP1的两个输入端脚1与脚2之间并联有保护电阻R9，光耦OP2的两个输入 端脚1与脚2之间并联有保护电阻R8，光耦OP1的输出端脚3与光耦OP2的输出端脚3 共同连接到电源Vin，光耦OP1的输出端脚4与光耦OP2的输出端脚4共同经下拉电阻 R11接地GND。