[发明专利]井下电源抗干扰保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对煤矿井下电子设备的本质安全型电源进行抗干扰防护的井下电源抗干扰电路。 

背景技术

煤矿井下用电设备的防爆本质安全电路与常规的电路不同，其通常包括由大功率MOS晶体管构成的安全栅电路，在进行2000V浪涌测试以及瞬变脉冲群测试时，晶体管将会被击穿损坏，如果施加电感或电容惰性保护元件，又会破坏本质安全参数，使之不能通过防爆测试，由于相互制约的技术要求难以找到折中点，至今尚没有理想的能够通过电磁兼容测试的煤矿防爆电源产品。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种既可满足井下设备本质安全的要求，达到电磁兼容测试要求，又具有较强的浪涌保护能力的井下电源抗干扰保护电路。 

本发明的井下电源抗干扰保护电路包括有与电路的电源输入端子连接的远方本安电源和位于井下的本安用电设备（如矿用传感器等）；在电源输入端子至矿用设备的电源输入端两相之间依次连接有两个平衡电抗器，所述平衡电抗器是双线并绕无感绕线方法绕制而成，即在管状软磁体上以双线平行并排穿绕方式制成的电感；在电源输入端子与第一个平衡电抗器的输入端两相电源线之间连接有真空放电管；在第一个平衡电抗器连接第二个平衡电抗器的两相电源线之间连接有氧化锌压敏电阻；在第二个平衡电抗器与本安用电设备输入端连接的两相电源线之间连接有双向瞬态二极管。 

所述双向瞬态二极管为多个并联。 

所述氧化锌压敏电阻为多个并联。 

所述真空放电管为多个并联。 

本发明的优点体现在： 

1、平衡电抗器为特殊的共模抑制磁管电感，其采用在管状软磁体上，双线平行并排穿绕的特殊的无感工艺制作，从平衡电抗器电源输入端两极看进去，线圈来回方向电感相互抵消，工作回路内部没有感抗存在，对短路电流冲击不会产生自感电动势引发电火花，对传输的高频信号也无衰减，从大地端看进去的电感是串联的，对地共模干扰信号呈现极高的电抗抑制；

2、在差模抑制电路中采取三级分段浪涌保护，第一级使用放电浪涌能力极高的真空放电管，用以泄放长距离线路中的高能感应电流、第二级采用耐过载性极好的氧化锌压敏电阻，吸收残余浪涌电压、第三极采用瞬态二极管限幅保护，电抗器线圈铜电阻兼做浪涌限流，保护器件采取双重冗余设计，使线路内电压严格控制在安全阀值内，在三级协同保护下，可抵御较强浪涌不会损毁仪器设备；

3、信号通道全部采用隔离辅助电源技术，让信号线脱离大地参考电位，使之悬浮工作，由于电磁干扰绝大部分都是线路对大地的电压波动，受到电磁场扰动时二根线路处于同一电位，线路中隔断了对地的通路，二根线路之间不会产生差动电压，可以有效避免共模干扰。

附图说明

图1是本发明的电路原理图。 

具体实施方式

如图所示，该井下电源抗干扰保护电路包括有与电路的电源输入端子连接的远方本安电源1和位于井下的本安用电设备2（如矿用传感器等）；在电源输入端子A、B至矿用设备的电源输入端两相之间依次连接有两个平衡电抗器3，平衡电抗器是双线并绕无感绕线方法绕制而成，即在管状软磁体上以双线平行并排穿绕方式制成的电感；在电源输入端子与第一个平衡电抗器的输入端两相电源线之间连接有真空放电管6；在第一个平衡电抗器连接第二个平衡电抗器的两相电源线之间连接有氧化锌压敏电阻5；在第二个平衡电抗器与本安用电设备输入端连接的两相电源线之间连接有双向瞬态二极管4。双向瞬态二极管、氧化锌压敏电阻、真空放电管均为多个并联。 

平衡电抗器为特殊的共模抑制磁管电感，其采用在管状软磁体上，双线平行并排穿绕的特殊的无感工艺制作，从图中A、B两点看进去，线圈来回方向电感相互抵消，工作回路内部没有感抗存在，对短路电流冲击不会产生自感电动势引发电火花，对传输的高频信号也无衰减，从大地端看进去的电感是串联的，对地共模干扰信号呈现极高的电抗抑制；在差模抑制电路中采取三级分段浪涌保护，第一级使用放电浪涌能力极高的真空放电管，用以泄放长距离线路中的高能感应电流、第二级采用耐过载性极好的氧化锌压敏电阻，吸收残余浪涌电压、第三极采用瞬态二极管限幅保护，电抗器线圈铜电阻兼做浪涌限流，保护器件采取双重冗余设计，使线路内电压严格控制在安全阀值内，在三级协同保护下，可抵御较强浪涌不会损毁仪器设备；信号通道全部采用隔离辅助电源技术，让信号线脱离大地参考电位，使之悬浮工作，由于电磁干扰绝大部分都是线路对大地的电压波动，受到电磁场扰动时二根线路处于同一电位，线路中隔断了对地的通路，二根线路之间不会产生差动电压，可以有效避免共模干扰。