[发明专利]具有恒压输出的ia保护等级煤矿用本质安全型电源电路

说明书

本发明公开了一种具有恒压输出的ia保护等级煤矿用本质安全型电源电路，包括：依次连接的隔离型电源转换电路(1)、限流电路(2)、过压保护电路(4)；以及第一电压反馈控制电路(5)和第二电压反馈控制电路(6)，所述隔离型电源转换电路(1)的输入端连接到输入电源，所述隔离型电源转换电路(1)的输出端连接到所述限流电路(2)的输入端，所述限流电路(2)的输出端连接到负载，所述限流电路(2)用于限制输出到负载的电流。本发明实现了ia保护等级本质安全型电源一定负载范围的大功率恒压输出，较好地解决了出传统ia保护等级本质安全型电源带载能力严重不足的问题。

技术领域

本发明属于煤矿防爆电气电子电路设计领域，涉及一种具有恒压输出的ia保护等级煤矿用本质安全型电源电路。

背景技术

煤矿井下是存在瓦斯、煤尘等爆炸性危险的环境，本质安全型电源广泛应用于煤矿各种电子设备、测量仪器、控制仪表和电气传动设备等。根据GB3836相关要求，其环境下使用的电气设备一般应具有“ib”保护等级，而置于瓦斯抽采管道内及与瓦斯输送监控系统等设备相关联的电源则应达到ia保护等级。ia保护等级电气设备中的本质安全电路要求能够在正常工作、施加一个计数故障点、施加二个计数故障点并分别加上最不利条件下的非计数故障时的情况下，均不应点燃爆炸性气体。GB3836.4对本质安全电路的输出电压和电流都有明确的限制和要求，根据上述要求，ia保护等级本质安全型电源都必须采用串入功率电阻的保护方式实现电路的可靠限流，然后设置三重冗余的过压保护，以满足最严酷的故障条件下满足不点燃要求。

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5G网络的发展需求，越来越多的先进设备进入煤矿为煤矿安全保驾护航，同时，也对井下本质安全供电带来较大的冲击。

图3示出了传统ia保护等级的本质安全型电源的电路原理图。该电路由电源转换电路、调压反馈电路、限流电阻和并联的三重过压保护电路组成。其中，电源转换电路为固定电压输出的电源模块，其输出电压通过调压反馈电路进行设置；调压反馈电路设置于限流功率电阻之前，通过对电源转换电路输出电压采样并进行反馈，从而使电源转换电路输出恒定的电压。这种传统的ia保护等级本质安全电源受必要的保护方式所限，限流电阻造成了大量的电能损失，其输出特性呈线性(如图4所示)，即，输送到终端的电压随着负载增加急剧下降，带载能力严重不足。

发明内容

针对传统ia保护等级本质安全型电源的上述问题，本发明提供了一种具有恒压输出的ia保护等级本质安全型电源电路，实现了ia保护等级本质安全型电源一定负载范围的大功率恒压输出，较好地解决了出传统ia保护等级本质安全型电源带载能力严重不足的问题。

根据本发明的实施例，提供了一种具有恒压输出的ia保护等级煤矿用本质安全型电源电路，包括：依次连接的隔离型电源转换电路(1)、限流电路(2)、过压保护电路(4)；以及第一电压反馈控制电路(5)和第二电压反馈控制电路(6)，所述隔离型电源转换电路(1)的输入端连接到输入电源，所述隔离型电源转换电路(1)的输出端连接到所述限流电路(2)的输入端，所述限流电路(2)的输出端连接到负载，所述限流电路(2)用于限制输出到负载的电流，第一电压反馈控制电路(5)的输入端连接到所述限流电路(2)的输入端，第一电压反馈控制电路(5)的输出端连接到所述隔离型电源转换电路(1)的反馈输入端，第二电压反馈控制电路(6)的输入端连接到所述限流电路(2)的输出端，第二电压反馈控制电路(6)的输出端连接到所述隔离型电源转换电路(1)的反馈输入端，所述过压保护电路(4)用于使输出到所述负载的电压不超过预定的过压保护阈值，第一电压反馈控制电路(5)用于对所述隔离型电源转换电路(1)的输出端的电压采样，并根据采样结果向所述隔离型电源转换电路(1)的所述反馈输入端发送第一反馈控制信号；第二电压反馈控制电路(6)用于对所述限流电路(2)的输出端的电压采样，并根据采样结果向所述隔离型电源转换电路(1)的所述反馈输入端发送第二反馈控制信号；其中，所述隔离型电源转换电路(1)用于根据通过所述反馈输入端接收到的第一反馈控制信号和/或第二反馈控制信号，调节所述隔离型电源转换电路(1)的输出端的电压。