一种多重的过流过压本安保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种多重的过流过压本安保护电路，包括电源、过压保护电路、功率开关电路、过流保护电路、负载电路，还包括瞬态电流取样电路、软启动电路和触发及延时控制电路；瞬态电流取样电路的输入端与电源的正极连接，瞬态电流取样电路的第一输出端与功率开关电路的输入端连接，瞬态电流取样电路的第一输出端还与过压保护电路的第一输入端连接；过压保护电路的出端与功率开关电路的输入端连接。本发明专利技术提高了本安保护电路的负载能力，经过多重组合来控制各功率开关，达到性能优越的过流过压本安保护电路，有效的限制了可能引起爆炸性环境点燃的火花能量。

A multiple over current and over voltage intrinsically safe protection circuit

The invention discloses a multiple overcurrent and overvoltage intrinsic protection circuit, including power supply, overvoltage protection circuit, power switching circuit, overcurrent protection circuit, load circuit, including transient current sampling circuit, soft start circuit, trigger and delay control circuit, input terminal of transient current sampling circuit and positive electrode of power supply. The first output of the transient current sampling circuit is connected with the input of the power switching circuit. The first output of the transient current sampling circuit is also connected with the first input of the overvoltage protection circuit. The invention improves the load capacity of the protection circuit, controls various power switches through multiple combinations, achieves a current overvoltage protection circuit with superior performance, and effectively limits the spark energy that may cause explosive environment to ignite.

【技术实现步骤摘要】
一种多重的过流过压本安保护电路
本专利技术涉及一种过流过压本安保护电路，具体涉及一种多重的过流过压本安保护电路。
技术介绍
常规本安保护电路是采用稳压、限流、快速切断负载的双重化保护可靠性组件，通过采取限制电流输出、电压输出和放电时间的措施，保证本安保护电路在正常工作和规定的故障状态下，对外产生的电火花和热效应不能引起周围可燃性气体燃烧或爆炸。故障排除后又能自动恢复输出，根据“GB3836-2000爆炸性气体环境用电气设备”国标规定，负载短路时输出的火花能量不能超过0.25mJ。通常，电源在上电瞬间或连接负载瞬间，容性负载会产生很大的暂态冲击电流Ico和Icz，暂态冲击电流值会N倍于本安保护整定值I，造成本安保护输出快速切断输出电流，而不能恢复输出，这也是负载电流Iz远小于本安保护整定值I，使本安保护电路动作保护的主要原因。本安保护电路的一个固有的缺点—负载能力差，所以平时应用中，为了供电可靠，不误动作，负载功率通常都选小于本安保护电路输出功率的50％，这样，电源利用率也大大减小。为了达到本安输出，通过火花试验。一般都简单的对负载电流只做了检测、比较、关断等常规办法处理，单方面只提高了短路动作时间。但提高了保护动作时间的同时，又牺牲了带负载能力，既要达到本安输出，还要带载能力强，是有一定的难度的，这也是一个矛盾问题。另外，常规本安保护电路输出功率都比较小，在直流18V输出时，能通过Ⅱ类防爆认证的功率都小于9W(18V/0.5A)左右。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供了一种多重的过流过压本安保护电路，克服现有本安保护电路保护动作时间短、负载能力差的缺陷。为达到上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：一种多重的过流过压本安保护电路，包括电源、过压保护电路、功率开关电路、过流保护电路、负载电路，还包括瞬态电流取样电路、软启动电路和触发及延时控制电路；所述瞬态电流取样电路能抑制瞬态冲击电流，限制负载电路的电流突变，还能通过控制触发及延时控制电路去控制功率开关电路和软启动电路从而断开或接通负载电路；所述触发及延时控制电路能对瞬态电流取样电路输出的电压控制信号进行锁存及延时处理后控制功率开关电路和软启动电路；所述软启动电路能接收触发及延时控制电路的高低电平信号，将高电压信号在一定时间内从最小值缓慢达到最大值来驱动接通负载电路，还能在接受到低电压信号时快速断开负载电路，实现慢开启和快关断功能；所述过压保护电路能保护负载电路不受过电压损坏；过流保护电路能实时检测负载电路是否过流或短路；功率开关电路能控制接通或断开负载电路。本专利技术还具有如下区别技术特征：可选地，所述瞬态电流取样电路的输入端与电源的正极连接，瞬态电流取样电路的第一输出端与功率开关电路的输入端连接，瞬态电流取样电路的第一输出端还与过压保护电路的第一输入端连接；过压保护电路的输出端与功率开关电路的输入端连接；功率开关电路的输出端与过流保护电路的输入端连接；过流保护电路的第一输出端与负载电路的输入端连接；过流保护电路的第二输出端与过压保护电路的第二输入端连接；负载电路的输出端与软启动电路的第一输入端连接；软启动电路的输出端连接电源的负极；触发及延时控制电路的第一输出端与软启动电路的第二输入端连接，触发及延时控制电路的第二输出端与功率开关电路的输入端连接；触发及延时控制电路的输入端与瞬态电流取样电路的第二输出端连接。可选地，所述瞬态电流取样电路包括电感器和电流信号隔离转换电路，电感器的一端和电流信号隔离转换电路的一端相连后作为瞬态电流取样电路的输入端并与电源的正极连接；电感器的另一端和电流信号隔离转换电路的另一端相连后作为瞬态电流取样电路的第一输出端并分别与功率开关电路的第一输入端和过压保护电路的输入端连接；所述电流信号隔离转换电路包括并联的二极管和光耦合器，光耦合器的输出端与触发及延时控制电路的输入端连接。可选地，所述过压保护电路包括第二电阻R2、稳压器、第三电阻R3、分压器和过压比较器；第二电阻R2的一端和第三电阻R3的一端相连后作为过压保护电路的第一输入端并与瞬态电流取样电路的第一输出端连接；第二电阻R2的另一端与稳压器的一端连接，稳压器的另一端与过压比较器的第6引脚连接，第三电阻R3的另一端分别与分压器的一端、过压比较器的第5引脚连接，分压器的另一端接地；过压比较器的第7引脚作为过压保护电路的输出端与功率开关电路的输入端连接，过压比较器的地4引脚接地；过压比较器的第6引脚作为过压保护电路的第二输入端并与过流保护电路的第二输出端连接。可选地，所述功率开关电路包括功率开关，功率开关的一端分别与瞬态电流取样电路的第一输出端、过压保护电路的第一输出端连接；功率开关的另一端与过流保护电路的输入端连接。可选地，所述过流保护电路包括电流采样电阻、电流取样电压电阻、电流基准电压电阻和过流比较器；电流采样电阻的一端与电流取样电压电阻的一端相连后作为过流保护电路的输入端，电流采样电阻的另一端与电流基准电压电阻的一端相连后作为过流保护电路的第一输出端并与负载电路的输入端连接；电流取样电压电阻的一端还连接过流比较器的第3引脚，电流取样电压电阻的另一端接地；电流基准电压电阻的一端还连接过流比较器的第2引脚，电流基准电压电阻的另一端接地；过流比较器的第1引脚连接与过压保护电路的第二输入端连接，过流比较器的第4引脚接地。可选地，所述软启动电路包括软启动功率开关和软启动控制电路；软启动功率开关的第1引脚作为软启动电路的第一输入端与负载电路的输出端连接；软启动功率开关的第2引脚作为软启动电路的输出端连接电源负极；软启动控制电路的一端作为软启动电路的第二输入端连接触发及延时控制电路的第一输出端，软启动控制电路的另一端连接软启动功率开关的第3引脚；所述软启动控制电路包括电阻、二极管和电容，电阻和二极管并联后连接电容的一端，电容的另一端接地。可选地，所述触发及延时控制电路包括单稳态触发器、第六电阻R6、延时控制电路和电平转换及驱动电路；单稳态触发器的第5引脚与第六电阻R6的一端相连作为触发及延时控制电路的输入端并与瞬态电流取样电路的第二输出端连接；单稳态触发器的第2引脚与延时控制电路的一端连接，延时控制电路的另一端接地；单稳态触发器的第1引脚接地；单稳态触发器的第7引脚与软启动电路的第二输入端连接；单稳态触发器的第6引脚与电平转换及驱动电路的一端连接，电平转换及驱动电路的另一端与功率开关电路的输入端连接，电平转换及驱动电路设有接地端；单稳态触发器的第16引脚与第六电阻R6的另一端连接；所述延时控制电路包括电阻和电容，电阻的一端分别连接单稳态触发器的第2引脚和电容的一端，电容的另一端接地。可选地，所述功率开关电路的输入端和功率开关电路的输出端之间并联有第一辅助电流回路；所述第一辅助电流回路包括电阻，电阻的一端与功率开关电路的输入端连接，电阻的另一端与功率开关电路的输出端连接；所述软启动电路的第一输入端与软启动电路的输出端之间连接并联有第二辅助电流回路；所述第二辅助电流回路包括电阻，电阻的一端与软启动电路的第一输入端连接，电阻的另一端与软启动电路的输出端连接。可选地，所述过压保护电路、功率开关电路、过流保护电路和触发及延时控制电路均设为双重电路；所述触发及延时控制电路连接有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多重的过流过压本安保护电路，包括电源、过压保护电路、功率开关电路、过流保护电路、负载电路，其特征在于，还包括瞬态电流取样电路、软启动电路和触发及延时控制电路；所述瞬态电流取样电路能抑制瞬态冲击电流，限制负载电路的电流突变，还能通过控制触发及延时控制电路去控制功率开关电路和软启动电路从而断开或接通负载电路；所述触发及延时控制电路能对瞬态电流取样电路输出的电压控制信号进行锁存及延时处理后控制功率开关电路和软启动电路；所述软启动电路能接收触发及延时控制电路的高低电平信号，将高电压信号在一定时间内从最小值缓慢达到最大值来驱动接通负载电路，还能在接受到低电压信号时快速断开负载电路，实现慢开启和快关断功能；所述过压保护电路能保护负载电路不受过电压损坏；过流保护电路能实时检测负载电路是否过流或短路；功率开关电路能控制接通或断开负载电路。

【技术特征摘要】
1.一种多重的过流过压本安保护电路，包括电源、过压保护电路、功率开关电路、过流保护电路、负载电路，其特征在于，还包括瞬态电流取样电路、软启动电路和触发及延时控制电路；所述瞬态电流取样电路能抑制瞬态冲击电流，限制负载电路的电流突变，还能通过控制触发及延时控制电路去控制功率开关电路和软启动电路从而断开或接通负载电路；所述触发及延时控制电路能对瞬态电流取样电路输出的电压控制信号进行锁存及延时处理后控制功率开关电路和软启动电路；所述软启动电路能接收触发及延时控制电路的高低电平信号，将高电压信号在一定时间内从最小值缓慢达到最大值来驱动接通负载电路，还能在接受到低电压信号时快速断开负载电路，实现慢开启和快关断功能；所述过压保护电路能保护负载电路不受过电压损坏；过流保护电路能实时检测负载电路是否过流或短路；功率开关电路能控制接通或断开负载电路。2.如权利要求1所述的多重的过流过压本安保护电路，其特征在于，所述瞬态电流取样电路的输入端与电源的正极连接，瞬态电流取样电路的第一输出端与功率开关电路的输入端连接，瞬态电流取样电路的第一输出端还与过压保护电路的第一输入端连接；过压保护电路的输出端与功率开关电路的输入端连接；功率开关电路的输出端与过流保护电路的输入端连接；过流保护电路的第一输出端与负载电路的输入端连接；过流保护电路的第二输出端与过压保护电路的第二输入端连接；负载电路的输出端与软启动电路的第一输入端连接；软启动电路的输出端连接电源的负极；触发及延时控制电路的第一输出端与软启动电路的第二输入端连接，触发及延时控制电路的第二输出端与功率开关电路的输入端连接；触发及延时控制电路的输入端与瞬态电流取样电路的第二输出端连接。3.如权利要求2所述的多重的过流过压本安保护电路，其特征在于，所述瞬态电流取样电路包括电感器20和电流信号隔离转换电路19，电感器20的一端和电流信号隔离转换电路19的一端相连后作为瞬态电流取样电路的输入端并与电源的正极连接；电感器20的另一端和电流信号隔离转换电路19的另一端相连后作为瞬态电流取样电路的第一输出端并分别与功率开关电路的第一输入端和过压保护电路的输入端连接；所述电流信号隔离转换电路19包括并联的二极管35和光耦合器36，光耦合器36的输出端与触发及延时控制电路的输入端连接。4.如权利要求2所述的多重的过流过压本安保护电路，其特征在于，所述过压保护电路包括第二电阻R2、稳压器10、第三电阻R3、分压器12和过压比较器14；第二电阻R2的一端和第三电阻R3的一端相连后作为过压保护电路的第一输入端并与瞬态电流取样电路的第一输出端连接；第二电阻R2的另一端与稳压器10的一端连接，稳压器10的另一端与过压比较器14的第6引脚连接，第三电阻R3的另一端分别与分压器12的一端、过压比较器14的第5引脚连接，分压器12的另一端接地；过压比较器14的第7引脚作为过压保护电路的输出端与功率开关电路的输入端连接，过压比较器14的第4引脚接地；过压比较器14的第6引脚作为过压保护电路的第二输入端并与过流保护电路的第二输出端连接。5.如权利要求2所述的多重的过流过压本安保护电路，其特征在于，所述功率开关电路包括功率开关1，功率开关1的一端分别与瞬态电流取样电路的第一输出端、过压保护电路的第一输出端连接；功率开关1的另一端与过流保护电路的输入端连接。6.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：文新国，岳战胜，张乃毅，
申请(专利权)人：陕西斯达防爆安全科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61