一种矿用本安电源模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种矿用本安电源模块，主要解决现有本安电源模块负载输出效率低、稳定性差的问题。该电源模块包括输入稳压电路，与输入稳压电路相连的开关电源电路，与开关电源电路相连的双重过压过流保护电路、短路保护电路、断路保护器，与双重过压过流保护电路、短路保护电路、断路保护器均相连的反馈电路，与反馈电路相连的报警电路，以及与双重过压过流保护电路相连的直流稳压输出电路。通过上述设计，本实用新型专利技术可监测本安输出启动过程和负载通断变化状态，达到对本安电源的精准控制，大大提高了本安电路的带载能力，提升本安电源模块的负载输出效率。因此，具有很高的使用价值和推广价值。

A mine intrinsic safety power module

【技术实现步骤摘要】
一种矿用本安电源模块
本技术涉及安全生产
，具体地说，是涉及一种矿用本安电源模块。
技术介绍
矿井井下工作环境特殊，特别容易发生事故，引起人身安全，对电源的要求特别高。煤矿自动化的高速发展使得本安电源在矿井中的使用越来越频繁，同时对它的使用要求也越来越严格。在矿井等存在易燃、易爆气体的工作环境中，本安电源已经是不可缺少的安全设备。一般情况下，矿井下有如瓦斯等爆炸性气体存在，这就需要本安电源在设计过程中充分地考虑到电路中的电压和电流以及功率情况，并做好保护工作以防止过压或过流产生的火花点燃井下气体，造成设备和人员的损坏和伤亡。本安电源，即本质安全型电源，本质安全电路是指在正常工作和规定的故障条件下，产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。随着我国煤矿机械化、自动化程度的提高，以智能仪表为核心的数据采集和控制系统越来越多地被煤矿所选用。矿用本安电源的负载越来越大，因而对本安电源模块提出了更高的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种矿用本安电源模块，主要解决现有本安电源模块负载输出效率低、稳定性差的问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种矿用本安电源模块，包括输入稳压电路，与输入稳压电路相连的开关电源电路，与开关电源电路相连的双重过压过流保护电路、短路保护电路、断路保护器，与双重过压过流保护电路、短路保护电路、断路保护器均相连的反馈电路，与反馈电路相连的报警电路，以及与双重过压过流保护电路相连的直流稳压输出电路；所述直流稳压输出电路包括与双重过压过流保护电路输出端相连的降压选择电路，与降压选择电路相连的低压降稳压器，以及与低压降稳压器相连的微调稳压电路。进一步地，所述降压选择电路包括与双重过压过流保护电路输出端相连的电压比较器，与电压比较器相连的输出控制开关，以及与输出控制开关相连的预降压稳压器；其中，所述控制开关和预降压稳压器的输出端均与低压降稳压器相连。进一步地，所述微调稳压电路包括与低压降稳压器输出端相连的低阻值并联整流电阻串，第一端和触点端与低阻值并联整流电阻串输出端相连的变阻器，以及与变阻器另一端相连的固定电阻；所述固定电阻另一端外接电源模块输出端。进一步地，所述开关电源电路与输入稳压电路相连的整流滤波电路，与整流滤波电路相连的开关电源芯片，以及与开关电源芯片相连的高频变压器；所述高频变压器与双重过压过流保护电路相连。进一步地，所述预降压稳压器为三端集成稳压器，其输入端接收所述输出控制开关的输出端，其输出端连接所述低压降稳压器的输入端，其接地端接地。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：(1)本技术通过设置双重过压过流保护电路、短路保护电路、断路保护器，时刻监控本安电源电路，并且结合反馈电路和开关电源电路，可监测本安输出启动过程和负载通断变化状态，达到对本安电源的精准控制，大大提高了本安电路的带载能力，提升本安电源模块的负载输出效率。(2)本技术依靠开关电源芯片智能控制，监测本安输出启动过程和负载通断变化状态，间接判断MOSFET管的工作状态，避免其工作于半导通状态，防止可能出现的发热发烫，从而省掉了一般MOSFET管的较大个的散热片，缩小了电路板空间，体积小，功耗低。(3)本技术在电源输入输出端均设置了不同形式的稳压电路，确保电压输入输出均保持在正常范围内，避免对电源电路和负载产生过压冲击，提高电路的整体稳定性。附图说明图1为本技术的整体结构原理框图。图2为本技术的直流稳压输出电路原理框图。图3为本技术的输入稳压电路原理图。图4为本技术的整流滤波电路原理图。图5为本技术的短路保护电路原理图。图6为本技术的双重过压过流保护电路原理图。图7为本技术的反馈电路原理图。图8为本技术的报警电路原理图。具体实施方式下面结合附图说明和实施例对本技术作进一步说明，本技术的方式包括但不仅限于以下实施例。实施例如图1～8所示，本技术公开的一种矿用本安电源模块，包括输入稳压电路，与输入稳压电路相连的开关电源电路，与开关电源电路相连的双重过压过流保护电路、短路保护电路、断路保护器，与双重过压过流保护电路、短路保护电路、断路保护器均相连的反馈电路，与反馈电路相连的报警电路，以及与双重过压过流保护电路相连的直流稳压输出电路；所述断路保护器选用DZ25系列塑料外壳式断路器。所述直流稳压输出电路包括与双重过压过流保护电路输出端相连的降压选择电路，与降压选择电路相连的低压降稳压器，以及与低压降稳压器相连的微调稳压电路。如图3所示，为本实施例所采用的输入稳压电路，利用调整管T1稳定输入电压，利用取样电阻R3对输入电压进行取样，将输入电压的取样电压与基准电压比较后放大，提升电路的稳压性能。如图4所示，为本实施例所采用的滤波整流电路，输入端Vin连接在输入稳压电路的电阻R5两端，对稳压后的输入电源进行滤波整流。图5为本实施例所采用的短路保护电路，首先，二极管D2会导入向换流器输入的电流信号经由电流互感器变为Ii，对电容C4充电，产生输入电压信号即运算放大器A2的正向输入端的电势。运算放大器A2的负向输入端通过电阻R6和电阻R9，将恒压源VDD分压，取得一基准电压VREF。当输入的电压信号大于该基准电压时，运算放大器A2的输出端所输出的比较电压的电势呈现高态，处于高态的比较电压会使得反馈三极管T3的发射极与集电极导通，导通后的反馈三极管T3会提供第一反馈电流，通过电阻R8对电容C4充电；同时也提供第二反馈电流，一方面，通过电阻R11和电阻R12对该第二反馈电流产生的电压进行分压，如果电阻R12上分担的电压、即控制信号大于使场效应晶体管Q1的栅极与源极导通的临界电压时，场效应晶体管Q1的漏极与源极之间会导通，由此，快速断开电压输出V0，实施短路保护；另一方面，在反馈三极管T3发射极和基极导通的同时，第二反馈电流经由该电阻R11对该电容C5充电，使得反馈三极管T3从饱和工作区进入线性工作区，进而使得流过电阻R8的第一反馈电流渐渐减少，到最后，运算放大器A2正向输入端的输入电压信号会低于负向输入端的基准电压，使运算放大器A2不再输出，即输出端为零电压，电容C5通过二极管D3和电阻R10对接地端放电，当电容C5的电容电压放电至低于场效应晶体管Q1导通的临界电压时，场效应晶体管Q1截止，电源输出恢复正常工作；当输入的电流信号又超出保护点时，重新启动短路保护装置。图6为本实施例所采用的双重过压过流保护电路，两级过压过流保护电路主要通过控制晶体三极管的通断来实现的。一级过压过流保护电路的保护原理是：经过高频变压器输入的直流电源先经过两条并联支路，一是由两个490欧姆的电阻R13，R14并联组成的负载分压电路接到晶体三极管Q2的发射极上，经过该条分压支路得到的电压比输入的直流电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用本安电源模块，其特征在于，包括输入稳压电路，与输入稳压电路相连的开关电源电路，与开关电源电路相连的双重过压过流保护电路、短路保护电路、断路保护器，与双重过压过流保护电路、短路保护电路、断路保护器均相连的反馈电路，与反馈电路相连的报警电路，以及与双重过压过流保护电路相连的直流稳压输出电路；/n所述直流稳压输出电路包括与双重过压过流保护电路输出端相连的降压选择电路，与降压选择电路相连的低压降稳压器，以及与低压降稳压器相连的微调稳压电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿用本安电源模块，其特征在于，包括输入稳压电路，与输入稳压电路相连的开关电源电路，与开关电源电路相连的双重过压过流保护电路、短路保护电路、断路保护器，与双重过压过流保护电路、短路保护电路、断路保护器均相连的反馈电路，与反馈电路相连的报警电路，以及与双重过压过流保护电路相连的直流稳压输出电路；
所述直流稳压输出电路包括与双重过压过流保护电路输出端相连的降压选择电路，与降压选择电路相连的低压降稳压器，以及与低压降稳压器相连的微调稳压电路。


2.根据权利要求1所述的一种矿用本安电源模块，其特征在于，所述降压选择电路包括与双重过压过流保护电路输出端相连的电压比较器，与电压比较器相连的输出控制开关，以及与输出控制开关相连的预降压稳压器；其中，所述控制开关和预降压稳压器的输出端均与低压降稳压器相连。

【专利技术属性】
技术研发人员：曹红，
申请(专利权)人：西安蔚蓝光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61