[发明专利]蓄电池短路保护装置

说明书

本发明涉及一种蓄电池短路保护装置，适合使用于含有爆炸性混合物环境中各类矿灯和仪器的安全型直流电源。

蓄电池的内阻极小，短路电流可达到几十安培，一般不允许直接在矿井等含有爆炸性混合物环境中使用，以免发生瓦斯及可燃气体爆炸等危险。

传统采用的限流电阻法存在效率低、负载特性恶劣化等缺点。本人的实用新型授权专利（90217599.8）采用了电子开关控制短路电流，但由于在蓄电池供电线路上存在电子开关的压降，因而不算十分理想。

本发明的目的是使各类蓄电池在负载短路瞬间或过载情况下的能量输出得到限制，并降低开关压降和静态耗流，提高充电性能，使之符合GB3836.4-83所规定的本质安全型电路能量输出的技术要求，不致产生足以引燃爆炸性混合物气体的电火花。

本发明设计的蓄电池短路保护装置由储能继电器电路和限流电子开关构成。

储能继电器电路由两只三极管T₁、T₂，一只电容C₁，三只电阻R₁、R₂、R₅和一只继电器J构成。电路的连接关系是继电器J通过电阻R₁接电源正极，通过三极管T₁的集电极和发射极接电源负极;电解电容C₁的正端接继电器J和电阻R₁，C₁的负端接电源负极;T₁的基极与T₂的集电极相连，并通过电阻R₂与继电器J、R₁和C₁相连;T₂的发射极与电源负极相连;T₂的基极与电阻R₅相连，电阻R₅的另一端为储能继电器电路的控制输入端;继电器J的常闭接点j串联连接在电源与负载的回路中。

限流电子开关由一只三极管T₃，一只二极管D，一只电容C₂和三只电阻R₃、R₄、R₇构成。电路的连接关系是三极管T₃的发射极与继电器常闭接点j、电阻R₃和输出负载端相连;T₃的集电极通过电阻R₇接电源负极，T₃的集电极为限流电子开关的输出端，与储能继电器电路的控制输入端相连;T₃的发射极与基极之间并联电解电容C₂，T₃的基极通过电阻R₄接固定偏压电路，固定偏压电路由二极管D和电阻R₆串联构成;二极管D的正极与电源正极相连，电阻R₆与电源负极相连，继电器常闭接点j的两端并联电阻R₃。

保护装置与蓄电池并联连接，蓄电池电源经过储能继电器的常闭接点j对负载供电。保护装置电路可以是单重电路，也可以是双重电路串联使用。前者可获得本质安全型能量输出的性能，后者增加了安全系数，完全符合GB3836.4-83关于本质安全型电路的要求。

本发明采用的三极管的极性，T₁、T₂是NPN型，T₃是PNP型。如把电源极性反置，相应T₁、T₂可改用为PNP型，T₃改用为NPN型。本发明采用的三极管的材质可以是硅管，也可以是锗管。

本发明提出的由储能继电器和限流电子开关构成的蓄电池短路保护装置，从根本上解决了蓄电池供电回路中控制压降问题，本发明的静态耗流小于10mA，开关压降小于20mV，充电性能及最大输出电流等方面均得到显著的改进，使蓄电池最大输出能量符合GB3836.4-83所规定的本质安全型电路输出的技术要求并满足实用要求。本发明适合于矿井、石油、化工等易燃、易爆环境中使用的各种类型蓄电池，尤其适合于煤矿矿灯电源。

图1.蓄电池短路保护装置的原理图。

下面结合附图用实施例对本发明作进一步的描述：