[发明专利]一种本安电源保护电路

说明书

本发明公开了一种本安电源保护电路，其保护电路包括两组用于同时监测电源的供电电压状态以及负载的电流状态的子电路；两组子电路中均分别设置有电流检测电路，电压检测电路，电源失效保护电路，以及用于接收电流检测电路和/或电压检测电路指示信号的延时电路，延时电路通过逻辑控制电路与驱动电路进行连接，驱动电路用于驱动开关电路进行动作；且两组子电路还均与一取样电路和限流电路进行连接，取样电路与电流检测电路连接，限流电路与电源失效保护电路连接。本设计具有体积小、重量轻、故障时快速保护、无须散热器、安全可靠等优点，保证了所接负载在爆炸性环境下的安全运行，有效阻止电火花或热效应构成的安全威胁。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体涉及一种本安电源保护电路。

背景技术

天然气是可燃气体的一种，应用广泛，其最小点火能量小，燃烧速度快，扩散能力强。当今随着天然气加注行业的不断发展，安装于天然气加注站的通讯、检测、控制等电子设备也日益增多，这些设备的工作环境可能存在爆炸性气体混合物，潜在的危险性较强。

而爆炸的危险性取决因素之一是引燃源的释放的能量大小，当安装于爆炸性气体环境中的电路中释放的能量高于某一临界值时，能够引燃周围的爆炸性气体。出于安全考虑，国家出台相应标准要求这些特殊应用场合的设备必须具备规定的安全防爆特性，并约束了电子电路中的各种电气参数，同时要求采用必要的保护措施来限制电路出现故障时产生的电火花能量和热能，以防止爆炸事故的产生，符合上述规定的电路被称为本安电路。

本质安全性电源，以下简称本安电源；在以上特殊应用场合中扮演了重要角色，它是众多加注站用电子设备的能源供给部件，是决定其他电子设备防爆性能的关键部件。作为本安设备，要求其输出在规定条件下，包括正常工作和规定的故障条件产生的任何电火花或者热效应均不能点燃规定的爆炸性气体。

而本质安全性电源输入一般是非本安的电路，输出要求为本安电路，为满足防爆标准，常规处理方法之一是对电源非本安输入进行隔离，变换电压以后添加双重保护电路，以限制电源输出能量。

具体到电路，常见的本安电源保护电路一般采用齐纳式保护电路或者场效应管限流电路，齐纳式保护电路输出电流有限且需要考虑发热和压降问题。场效应管限流电路在故障发生时，场效应管工作在截止状态或者恒流状态。场效应管工作在截止状态时电源输出与后级彻底截断，此类型的多数保护电路通常设置了两级高位开关，故障发生时只切断电源正极，未阻断电源负极。

场效应管工作在饱和区时电源输出进入恒流状态，当输出短路时场效应管发热十分明显，发热状态下元件性能发生变化，增加了热效应的风险，此时往往需要散热器，但又增加了体积。且当本安电源输出电压较低时且输出功率较大时，整个保护电路的损耗变得不可忽略，降低保护电路的压降损耗非常必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于ib等级的本安电源输出保护，并具备无需散热器、体积较小、快速保护、安全可靠、适应电源电压宽、可保护电源输出的正负极等优点，可提高本安电源自身的安全度的本安电源保护电路。

为解决上述技术问题，本发明提供一种本安电源保护电路，其包括连接在直流电源和负载之间的保护电路；保护电路包括两组用于同时监测电源的供电电压状态以及负载的电流状态的子电路；两组子电路中均分别设置有电流检测电路，电压检测电路，电源失效保护电路，以及用于接收电流检测电路和/或电压检测电路指示信号的延时电路，延时电路通过逻辑控制电路与驱动电路进行连接，驱动电路用于驱动开关电路进行动作；且两组子电路还均与一取样电路和限流电路进行连接，取样电路与电流检测电路连接，限流电路与电源失效保护电路连接。

进一步地，电源失效保护电路包括稳压二极管D1、可控硅Q1、电阻R1、电阻R2和电容C1；稳压二极管D1的阴极和可控硅Q1的T₁极接限流电路，稳压二极管D1的阳极通过电阻R1后再接可控硅Q1的G极；可控硅Q1的G极分别连接接地电容C1和电阻R1的一端，电阻R1的另一端通过电阻R2接电源负极。