一种本安系统及其过流保护电路技术方案

本申请公开了一种本安系统及其过流保护电路，涉及电子技术领域。该电路包括第一场效应管，三极管，充电电容，比较器，第一分压器，第二分压器，反馈电阻，延时电阻。第一场效应管在上电时短时间关断，随后开启直至完全导通。然后第二场效应管缓慢开启，从而有效避免上电冲击电流过大所引发的上电失败的问题。在本安设备电流接近设定的过流上限时，第一场效应管工作于线性放大区，输出电流被限制。当本安设备电流继续增大，达到过流上限时，第一场效应管会进入持续周期性开启

【技术实现步骤摘要】
一种本安系统及其过流保护电路


[0001]本技术涉及电子
，特别是涉及一种本安系统及其过流保护电路。

技术介绍

[0002]近年来，随着电子技术发展，本安保护电路的应用越来越多，本安保护电路为使用于爆炸性气体环境中的本质安全设备提供安全保护，其能够将电路故障时产生的火花能量(即放电电流、放电电压、放电时间)限制在一定安全范围之内。对本质安全设备电流实施过流保护的方案一般有截止型、限流型、减流型等。
[0003]其中，限流型保护电路则是检测被保护本质安全设备的电流状况，设定保护电路输出上限，当本质安全设备电流达到上限值时，则进入恒流状态使本质安全设备电流不再继续增加。此方案的优点在于结构简单，缺点是当本质安全设备发生短路时限流器件的发热较高；截止型保护电路采用开关控制输出，优点在于过流时关断彻底，缺点是此方案电路结构相比限流型保护电路复杂，且在负载电容较大时，容易遇到上电冲击电流过大进而导致启动失败的问题。
[0004]鉴于上述现有技术，寻求一种在负载电流接近保护上限时具备一定的限流功能，当负载电流超过保护上限或者发生短路故障时保护电路进入保护
‑
自恢复的循环状态，保护电路发热较低，又能有效避免上电启动失败的过流保护电路，是技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种本安系统及其过流保护电路，在负载电流接近保护上限时具备限流功能，当负载电流超过保护上限或者发生短路故障时保护电路进入保护
‑
自恢复的循环状态，避免了当负载发生过流或者短路故障时保护器件持续发热问题，同时又能在一定程度上避免截止型保护电路容易遇到的上电启动问题。
[0006]本申请所提供的一种过流保护电路，应用于本安系统，包括：第一场效应管，三极管，充电电容，比较器，第一分压器，第二分压器，反馈电阻，延时电阻；
[0007]比较器的同相输入端连接第一分压器的分压结点，比较器的反相输入端连接第二分压器的分压结点，比较器的输出端连接第一场效应管的栅极；
[0008]第一场效应管的源极连接外接电源，第一场效应管的漏极连接外接电源；
[0009]三极管的基极连接充电电容的第一端，三极管的发射极接虚拟地，三极管的集电极连接比较器的反相输入端，充电电容的第二端连接第一场效应管的源极；
[0010]第一分压器的第一端连接第一场效应管的源极，第一分压器的第二端接虚拟地，第二分压器的第一端连接第一场效应管的源极，第二分压器的第二端接虚拟地；
[0011]反馈电阻的第一端连接比较器的同相输入端，反馈电阻的第二端连接比较器的输出端，延时电阻的第一端连接充电电容的第一端，延时电阻的第二端接虚拟地。
[0012]优选地，还包括：第二场效应管及其附属电路：第二场效应管的源极连接第一场效
应管的漏极，第二场效应管的漏极连接本安设备；
[0013]附属电路包括第一启动电容，第二启动电容，第三场效应管；
[0014]第一启动电容的第一端连接第一场效应管的漏极和第二场效应管的源极，第一启动电容的第二端连接第二场效应管的栅极；
[0015]第二启动电容的第一端作为第二场效应管的漏极，第二启动电容的第二端连接第三场效应管的栅极；
[0016]第三场效应管的漏极连接第二场效应管的栅极，第三场效应管的源极接地。
[0017]优选地，还包括：第一电容；
[0018]第一电容的第一端连接第一分压器的第一端，第一电容的第二端连接比较器的同相输入端。
[0019]优选地，还包括：精密稳压器；
[0020]精密稳压器的正极连接比较器的同相输入端，负极接虚拟地；精密稳压器可以由稳压二极管代替。
[0021]优选地，还包括：采样电阻；
[0022]采样电阻的第一端连接第一分压器的第一端，采样电阻的第二端连接第二分压器的第二端。
[0023]优选地，还包括；第一电阻，第一二极管；
[0024]第一电阻的第一端连接三极管的基极，第一电阻的第二端连接充电电容的第一端；
[0025]第一二极管的阴极连接第一电阻的第二端，第一二极管的阳极接虚拟地。
[0026]优选地，还包括：第二电阻，第三电阻，第二二极管，偏置电阻；
[0027]第二电阻的第一端连接第一场效应管的源极，第二电阻的第二端连接比较器的输出端；
[0028]第三电阻的第一端连接第二电阻的第二端，第三电阻的第二端连接第一场效应管的栅极；
[0029]第二二极管的阳极连接第一场效应管的栅极，第二二极管的阴极连接第一场效应管的源极；
[0030]偏置电阻的第一端接虚拟地，偏置电阻的第二端接地。
[0031]优选地，附属电路还包括：第三二极管，第四电阻，第五电阻，第六电阻，第七电阻，第三启动电容；
[0032]第三二极管的阳极连接第一启动电容的第二端，第三二极管的阴极连接第二场效应管的栅极；
[0033]第四电阻的第一端连接第三二极管的阳极，第四电阻的第二端连接第三二极管的阴极；
[0034]第三启动电容的第一端连接第三场效应管的栅极，第三启动电容的第二端连接第二场效应管的漏极；
[0035]第五电阻的第一端接第三场效应管的栅极，第五电阻的第二端接地；
[0036]第六电阻的第一端接第三场效应管的源极，第六电阻的第二端接地；
[0037]第七电阻的第一端接第三场效应管的漏极，第七电阻的第二端接地。
[0038]优选地，第一分压器与第二分压器均为由两个电阻组成的分压器。
[0039]本申请还提供了一种本安系统，包括上述提及的全部过流保护电路。
[0040]一种过流保护电路，应用于本安系统，包括：第一场效应管，三极管，充电电容，比较器，第一分压器，第二分压器，反馈电阻，延时电阻；比较器的同相输入端连接第一分压器的分压结点，比较器的反相输入端连接第二分压器的分压结点，比较器的输出端连接第一场效应管的栅极；第一场效应管的源极连接外接电源，第一场效应管的漏极连接外接电源；三极管的基极连接充电电容的第一端，三极管的发射极接虚拟地，三极管的集电极连接比较器的反相输入端，充电电容的第二端连接第一场效应管的源极；第一分压器的第一端连接第一场效应管的源极，第一分压器的第二端接虚拟地，第二分压器的第一端连接第一场效应管的源极，第二分压器的第二端接虚拟地；反馈电阻的第一端连接比较器的同相输入端，反馈电阻的第二端连接比较器的输出端，延时电阻的第一端连接充电电容的第一端，延时电阻的第二端接虚拟地。在首次上电输入电压开始增加时，三极管的集电极流过一定电流，迫使比较器的反向输入端电位低于比较器的同相输入端，从而使得第一场效应管在上电时短时间关断，随后开启直至完全导通。然后第二场效应管缓慢开启，从而有效避免上电冲击电流过大所引发的启动失败的问题。在本安设备电流接近设定的过流上限时，比较器会首先控制第一场效应管工作于线性放大区。随后，若本安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过流保护电路，其特征在于，应用于本安系统，包括：第一场效应管，三极管，充电电容，比较器，第一分压器，第二分压器，反馈电阻，延时电阻；所述比较器的同相输入端连接所述第一分压器的分压结点，所述比较器的反相输入端连接所述第二分压器的分压结点，所述比较器的输出端连接所述第一场效应管的栅极；所述第一场效应管的源极连接外接电源，所述第一场效应管的漏极连接所述外接电源；所述三极管的基极连接所述充电电容的第一端，所述三极管的发射极接虚拟地，所述三极管的集电极连接所述比较器的反相输入端，所述充电电容的第二端连接所述第一场效应管的源极；所述第一分压器的第一端连接所述第一场效应管的源极，所述第一分压器的第二端接虚拟地，所述第二分压器的第一端连接所述第一场效应管的源极，所述第二分压器的第二端接虚拟地；所述反馈电阻的第一端连接所述比较器的同相输入端，所述反馈电阻的第二端连接所述比较器的输出端，所述延时电阻的第一端连接所述充电电容的第一端，所述延时电阻的第二端接虚拟地。2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，还包括：第二场效应管及其附属电路：所述第二场效应管的源极连接所述第一场效应管的漏极，所述第二场效应管的漏极连接本安设备；所述附属电路包括第一启动电容，第二启动电容，第三场效应管；所述第一启动电容的第一端连接所述第一场效应管的漏极和所述第二场效应管的源极，所述第一启动电容的第二端连接所述第二场效应管的栅极；所述第二启动电容的第一端作为所述第二场效应管的漏极，所述第二启动电容的第二端连接所述第三场效应管的栅极；所述第三场效应管的漏极连接所述第二场效应管的栅极，所述第三场效应管的源极接地。3.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，还包括：第一电容；所述第一电容的第一端连接所述第一分压器的第一端，所述第一电容的第二端连接所述比较器的同相输入端。4.根据权利要求3所述的过流保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括：精密稳压器；所述精密稳压器的正极连接所述比较器的同相输入端，负极接虚拟地；所述精密稳压器可以...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昊，曾章龙，林建，
申请(专利权)人：厚普智慧物联科技有限公司，
类型：新型
国别省市：