[发明专利]分级启动式矿用本安电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种本安电源，尤其涉及一种分级启动式矿用本安电源。

背景技术

本安电源即本质安全电源，这种电源在正常工作和故障状态下，其输出的最高电压、最大电流均具有本安性能。本安电源在矿井中运用十分广泛，目前的矿用本安电源的备用时间要求为不小于2小时，然而，随着矿井下紧急避险系统的推广应用，则要求紧急避险系统的本安电源的备用时间不小于96小时，但是现有技术中的本安电源的备用时间远不能达到96小时的备用要求，不利于矿井中紧急避险系统的稳定运行，易造成安全隐患；并且，现有技术中的本安电源在启动时往往采用直接启动的方式，启动时的瞬间电流大，对输入本安电源的冲击大，造成本安电源不能够持久稳定运行，从而使得本安电源的带负载能力差，不能保证负载设备的稳定运行。

因此，需要提出一种新型的矿用本安电源，一方面能够有效增加本安电源的备用时间，保证矿井中包括紧急避险系统在内的本安设备稳定运行；另一方面，能够有效避免本安电源启动式大电流对输入本安电源的的冲击，增强本安电源的带负载能力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种分级启动式矿用本安电源，一方面能够有效增加本安电源的备用时间，保证矿井中包括紧急避险系统在内的本安设备稳定运行；另一方面，能够有效避免本安电源启动时大电流对本安电源的冲击，增强本安电源的带负载能力。

本发明提供的分级启动式矿用本安电源，至少包括接收直流电并将直流电进行升压或降压处理的DC/DC电源单元、安全栅电路、蓄电池组、电源供电控制电路、蓄电池供电控制电路、用于获取蓄电池组的电压并与设置的基准电压进行比较运算的电压比较单元以及控制单元；

所述DC/DC电源单元通过电源供电控制电路与所述安全栅电路电连接；所述蓄电池组通过蓄电池供电控制电路与所述安全栅电路电连接；所述电压比较单元输入端与蓄电池组电连接，输出端与DC/DC电源单元电连接，所述控制单元由DC/DC电源单元供电并向电源供电控制电路和蓄电池供电控制电路输出控制信号，所述控制单元还与所述蓄电池组的正极电连接。

进一步，所述电压比较单元还设置有用于降低电压比较单元中的比较参考电压值的比较参考电压设定电路，所述比较参考电压设定电路输入端与控制单元电连接，输出端与电压比较单元的输入端电连接。

进一步，所述DC/DC电源模块的输入端设置有启动电压设定电路和启动保护电路，所述启动保护电路的输入端接直流电源，启动保护电路的输出端与启动电压设定电路和DC/DC电源模块的电压设定端电连接，所述启动电压设定电路与DC/DC电源模块的输入端电连接。

进一步，所述电压比较单元的输入端设置有电流放大电路，所述电流放大电路用于获取蓄电池电流经放大后向电压比较单元输出。

进一步，所述电源供电控制电路包括MOS管T1(金属氧化物半导体场效应晶体管)、MOS管T2、二极管D6、三极管Q3、三极管Q4以及二极管D5；

所述MOS管T1的源极与DC/DC电源单元输出端电连接，所述MOS管T1的漏极与二极管D5的正极电连接，二极管D5的负极与蓄电池组的正极电连接，MOS管T1的栅极与三极管Q3的集电极电连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极与控制单元电连接；MOS管T2的源极与MOS管T1的源极电连接，MOS管T2的漏极与二极管D6的正极电连接，二极管D6的负极与安全栅电路的输入端电连接，MOS管T2的栅极与三极管Q4的集电极电连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极与控制单元的输出端电连接。

进一步，所述蓄电池供电控制电路包括MOS管T3、MOS管T4、三极管Q5以及三极管Q6；

所述MOS管T3的源极与蓄电池组的正极电连接，MOS管T3的漏极与MOS管T4的漏极电连接，MOS管T4的源极与安全栅电路的输入端电连接，所述MOS管T3的栅极与三极管Q5的集电极电连接，MOS管T4的栅极与三极管Q6的集电极电连接，所述三极管Q5和三极管Q6的基极均与控制单元输出端电连接，所述三极管Q5和三极管Q6的发射极接地。

进一步，所述电压比较单元包括运放U1、第四电阻R4、第八电阻R8、第二电阻R2、第十三电阻R13、第一电容C1、第四二极管D4以及第十四电阻R14；