專利名稱：一種低功耗本質(zhì)安全柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本實(shí)用新型涉及一種低功耗、高可靠性、本質(zhì)安全柵電路，主要解決本安設(shè)備的本質(zhì)安全供電，實(shí)現(xiàn)電氣防爆?？蓮V泛應(yīng)用于有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中的安全供電設(shè)備，如煤礦井下的本安設(shè)備等。
技術(shù)背景:本質(zhì)安全技術(shù)通過(guò)限制電氣設(shè)備電路的各種參數(shù)或采取保護(hù)措施來(lái)限制電路的火花放電能量和熱能，使其在正常工作和規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃周圍環(huán)境的爆炸性混合物，從而實(shí)現(xiàn)電氣防爆
實(shí)用新型內(nèi)容
:本實(shí)用新型提供了一種低功耗本質(zhì)安全柵電路，該本質(zhì)安全柵電路從提高電路的可靠性和降低電路自身功耗兩個(gè)方面入手設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)的本質(zhì)安全柵雙重過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)基礎(chǔ)上，在本質(zhì)安全柵電路輸入端又增加了升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路、保險(xiǎn)電路、工作回路中電子開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓電源執(zhí)行器件采用了 PNP型功率三極管，從而降低了本質(zhì)安全柵電路功耗，并且提高了在爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中使用的安全可靠性。本實(shí)用新型一種低功耗本質(zhì)安全柵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:電路輸入端接一升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)，升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)輸出端正極接保險(xiǎn)電路(4)中保險(xiǎn)管F和二極管TlO正極連接點(diǎn)，保險(xiǎn)電路(4)中保險(xiǎn)管F和綠色發(fā)光二極管正極連接點(diǎn)接電子開(kāi)關(guān)電路(10)中PNP型功率三極管S7發(fā)射極，S7集電極接穩(wěn)壓電路⑵中PNP型功率三極管S6發(fā)射極，S6集電極接電流采樣電阻R17 —端，并與雙重過(guò)流保護(hù)采樣電路(3)中第一級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(6)和第二級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(7)中的電阻R4、R6 一端連接，電流采樣電阻R17的另一端與穩(wěn)壓電路(2)輸出端分壓電阻RlO連接，并與第一級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(6)和第二級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(7)中的穩(wěn)壓二級(jí)管T9、T5正極連接，穩(wěn)壓電路(2)輸出端與雙重過(guò)壓保護(hù)采樣電路(5)中第一級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路⑶和第二級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路(9)中的穩(wěn)壓二級(jí)管T7、T8正極連接，第一級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路(8)輸出端，經(jīng)R12另一端與單向可控硅Tl觸發(fā)極連接，第二級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路(9)輸出端，經(jīng)R14另一端與單向可控硅T2觸發(fā)極連接。所述雙重過(guò)流保護(hù)采樣電路(3)和穩(wěn)壓電路(2)構(gòu)成過(guò)流保護(hù)安全柵。通過(guò)第一級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(6)和第二級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(7)中的NPN型三極管S1、S4集電極與穩(wěn)壓電路(2)中的NPN型三極管S5基極連接，控制PNP型功率三極管S6，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。所述雙重過(guò)壓保護(hù)采樣電路(5)和電子開(kāi)關(guān)電路(10)構(gòu)成過(guò)壓保護(hù)安全柵。通過(guò)第一級(jí)、第二級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路輸出的采樣信號(hào)，觸發(fā)可控硅Tl或T2，通過(guò)控制T3 (TL431)控制PNP型功率三極管S7，實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。本實(shí)用新型一種低功耗本質(zhì)安全柵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:電路設(shè)計(jì)輸入電壓低于輸出電壓，經(jīng)升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源⑴升到電路工作電壓，如果升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)故障，輸出電壓降到輸入電壓值，從而保障了本質(zhì)安全柵電源輸出的安全性。電路設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了保險(xiǎn)電路(4)，如果過(guò)流保護(hù)安全柵故障，保險(xiǎn)管F熔斷，從而保障了本質(zhì)安全柵電源輸出的安全性。綠色發(fā)光二極管亮說(shuō)明保險(xiǎn)管F工作正常，紅色發(fā)光二極管亮說(shuō)明保險(xiǎn)管F熔斷。電路設(shè)計(jì)中設(shè)置的穩(wěn)壓電路(2)、電子開(kāi)關(guān)電路(10)執(zhí)行器件采用了 PNP型功率三極管S6、S7設(shè)計(jì)，電路工作中S6、S7上的管壓降加上電流采樣電阻R17上的壓降不大于IV0與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的一種低功耗本質(zhì)安全柵的有益效果是:一、增加了安全性1.電路在設(shè)置了雙重過(guò)壓保護(hù)安全柵和雙重過(guò)流保護(hù)安全柵的基礎(chǔ)上又設(shè)置了保險(xiǎn)電路(4)。因此又增加了一級(jí)安全保護(hù)。2.電路輸入電壓低于輸出電壓，經(jīng)升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源⑴升到電路工作電壓，如果升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)故障，輸出電壓降到輸入電壓值，保障了本質(zhì)安全柵電源輸出的安全性。二、提高了可靠性1.電路采用雙重穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)，且輸入端設(shè)置了升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(1)，輸出端設(shè)置了串聯(lián)式穩(wěn)壓電路(2)，更提高了電路工作的可靠性。2.電流采樣電阻R17設(shè)置在穩(wěn)壓電路(2)輸出端分壓電阻RlO前端，保障了本質(zhì)安全柵輸出電壓的穩(wěn)定性。三、降低了電路功耗1.電路設(shè)計(jì)中設(shè)置的穩(wěn)壓電路(2)、電子開(kāi)關(guān)電路(10)執(zhí)行器件采用了 PNP型功率三極管S6、S7設(shè)計(jì)，電路工作中S6、S7上的管壓降加上電流采樣電阻R17上的壓降不大于IV。2.電路輸入端設(shè)置的升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)效率在90%以上，從而降低了電路整體功耗。

:圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖中標(biāo)號(hào):1升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源；2穩(wěn)壓電路；3雙重過(guò)流保護(hù)采樣電路；4保險(xiǎn)電路；5雙重過(guò)壓保護(hù)采樣電路；6第一級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路；7第二級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路；8第一級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路；9第二級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路；10電子開(kāi)關(guān)電路。
具體實(shí)施方式
:本實(shí)用新型提供一種低功耗本質(zhì)安全柵電路，其特征是在電路輸入端接一升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)，升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源⑴輸出端正極接保險(xiǎn)電路⑷中保險(xiǎn)管F和二極管TlO正極連接點(diǎn)，所述升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)效率在90%以上，能有效提升工作效率降低電路整體功耗，并且在電路輸入電壓低于輸出電壓，經(jīng)升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)升到電路工作電壓，如果升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(1)(出現(xiàn)或者發(fā)生)故障，(則)輸出電壓降到輸入電壓值，(從而)保障了本質(zhì)安全柵電源輸出的安全性。在所述開(kāi)關(guān)電源升壓電路⑴與穩(wěn)壓電路⑵之間設(shè)置的一個(gè)保險(xiǎn)電路⑷，所述保險(xiǎn)電路(4)由紅，綠發(fā)光二極管、二極管T10、保險(xiǎn)管F和電阻R18組成，所述保險(xiǎn)電路(4)中保險(xiǎn)管F和二極管TlO相連接于升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)正輸出端，所述保險(xiǎn)電路
(4)中保險(xiǎn)管F和綠發(fā)光二極管正極連接點(diǎn)接電子開(kāi)關(guān)電路(10)中PNP型功率三極管S7發(fā)射極，綠發(fā)光二極管與紅發(fā)光二極管負(fù)極相連串接R18接地。如果過(guò)流保護(hù)安全柵故障，保險(xiǎn)管F熔斷，從而保障了本質(zhì)安全柵電源輸出的安全性。綠發(fā)光二極管亮說(shuō)明保險(xiǎn)管F工作正常，紅發(fā)光二極管亮說(shuō)明保險(xiǎn)管F熔斷，起到監(jiān)視電路的作用。所述電子開(kāi)關(guān)電路(10)由中PNP型功率三極管S7、電阻Rl和R2，可控硅Tl T3和電解電容Cl或C2組成。PNP型功率三極管S7發(fā)射極與保險(xiǎn)電路⑷中保險(xiǎn)管F相連接，S7集電極接穩(wěn)壓電路(2)中PNP型功率三極管S6發(fā)射極，第一級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路
(8)輸出端，經(jīng)R12另一端與單向可控硅Tl觸發(fā)極連接，第二級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路(9)輸出端，經(jīng)R14另一端與單向可控硅T2觸發(fā)極連接。通過(guò)第一級(jí)、第二級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路輸出的采樣信號(hào)，觸發(fā)可控硅Tl或T2 ;通過(guò)控制T3(TL431)控制PNP型功率三極管S7，實(shí)現(xiàn)電子開(kāi)關(guān)保護(hù)。所述穩(wěn)壓電路⑵由PNP型功率三極管S3和S6，NPN型功率三極管S4和S5，電阻R6 R11，電阻R16和R17，穩(wěn)壓管T4和T5及可控硅T6組成。所述穩(wěn)壓電路(2)輸入端正極接電子開(kāi)關(guān)電路(10)中PNP型功率三極管S7集電極，所述穩(wěn)壓電路⑵輸出端正極與雙重過(guò)壓保護(hù)采樣電路(5)中第一級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路(8)和第二級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路(9)中的穩(wěn)壓二級(jí)管17、T8正極連接，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。所述雙重過(guò)流保護(hù)采樣電路(3)和穩(wěn)壓電路(2)構(gòu)成過(guò)流保護(hù)安全柵。通過(guò)第一級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(6)和第二級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(7)中的NPN型三極管S1、S4集電極與穩(wěn)壓電路(2)中的NPN型三極管S5基極連接，控制PNP型功率三極管S6，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。所述雙重過(guò)壓保護(hù)采樣電路(5)和電子開(kāi)關(guān)電路(10)構(gòu)成過(guò)壓保護(hù)安全柵。通過(guò)第一級(jí)、第二級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路輸出的采樣信號(hào)，觸發(fā)可控硅Tl或T2，通過(guò)控制T3 (TL431)控制PNP型功率三極管S7，實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。本實(shí)用新型一種低功耗本質(zhì)安全柵電路，是從提高電路的安全可靠和降低電路自身功耗兩個(gè)方面來(lái)入手設(shè)計(jì)，是在傳統(tǒng)的本質(zhì)安全柵雙重過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)基礎(chǔ)上，在本質(zhì)安全柵電路輸入端又增加了升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電一保險(xiǎn)電路，工作回路中電子開(kāi)關(guān)電路，穩(wěn)壓電路，電路執(zhí)行器件采用了 PNP型功率三極管，即使在電路電壓很低時(shí)依然可以穩(wěn)定輸出，從而降低了本質(zhì)安全柵電路功耗，提高了安全可靠性。本實(shí)用新型一種低功耗本質(zhì)安全柵電路，主要解決設(shè)備的本質(zhì)安全供電，實(shí)現(xiàn)電氣防爆，可廣泛應(yīng)用于有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中的安全供電設(shè)備，如煤礦井下的本安設(shè)備等。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型一種低功耗本質(zhì)安全柵，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:電路輸入端接一升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)，升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)輸出端正極接保險(xiǎn)電路(4)中保險(xiǎn)管F和二極管TlO正極連接點(diǎn)，保險(xiǎn)電路(4)中保險(xiǎn)管F和綠色發(fā)光二極管正極連接點(diǎn)接電子開(kāi)關(guān)電路(10)中PNP型功率三極管S7發(fā)射極，S7集電極接穩(wěn)壓電路⑵中PNP型功率三極管S6發(fā)射極，S6集電極接電流采樣電阻R17—端，并與雙重過(guò)流保護(hù)采樣電路(3)中第一級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(6)和第二級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(7)中的電阻R4、R6—端連接，電流采樣電阻R17的另一端與穩(wěn)壓電路(2)輸出端分壓電阻RlO連接，并與第一級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(6)和第二級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(7)中的穩(wěn)壓二級(jí)管T9、T5正極連接，穩(wěn)壓電路(2)輸出端與雙重過(guò)壓保護(hù)采樣電路(5)中第一級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路(8)和第二級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路(9)中的穩(wěn)壓二級(jí)管I7、T8正極連接，第一級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路(8)輸出端，經(jīng)R12另一端與單向可控硅Tl觸發(fā)極連接，第二級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路(9)輸出端，經(jīng)R14另一端與單向可控硅T2觸發(fā)極連接； 所述雙重過(guò)流保護(hù)采樣電路(3)和穩(wěn)壓電路(2)構(gòu)成過(guò)流保護(hù)安全柵；通過(guò)第一級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(6)和第二級(jí)過(guò)流保護(hù)采樣電路(7)中的NPN型三極管S1、S4集電極與穩(wěn)壓電路(2)中的NPN型三極管S5基極連接，控制PNP型功率三極管S6，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)； 所述雙重過(guò)壓保護(hù)采樣電路(5)和電子開(kāi)關(guān)電路(10)構(gòu)成過(guò)壓保護(hù)安全柵；通過(guò)第一級(jí)、第二級(jí)過(guò)壓保護(hù)采樣電路輸出的采樣信號(hào)，觸發(fā)可控硅Tl或T2，通過(guò)控制T3 (TL431)控制PNP型功率三極管S7，實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗本質(zhì)安全柵，其特征是電路設(shè)計(jì)輸入電壓低于輸出電壓，經(jīng)升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)升到電路工作電壓，如果升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(I)故障，輸出電壓降到輸入電壓值，從而保障了本質(zhì)安全柵電源輸出的安全性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗本質(zhì)安全柵，其特征是電路設(shè)計(jì)中設(shè)置了保險(xiǎn)電路(4)，如果過(guò)流保護(hù)安全柵故障，保險(xiǎn)管F熔斷，從而保障了本質(zhì)安全柵電源輸出的安全性；綠色發(fā)光二極管亮說(shuō)明保險(xiǎn)管F工作正常，紅色發(fā)光二極管亮說(shuō)明保險(xiǎn)管F熔斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗本質(zhì)安全柵，其特征是電路設(shè)計(jì)中的穩(wěn)壓電路(2)、電子開(kāi)關(guān)電路(10)執(zhí)行器件采用了 PNP型功率三極管S6、S7設(shè)計(jì)，電路工作中S6、S7上的管壓降加上電流采樣電阻R17上的壓降不大于IV。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種低功耗本質(zhì)安全柵電路，該本質(zhì)安全柵電路從提高電路的可靠性和降低電路自身功耗兩個(gè)方面入手設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)的本質(zhì)安全柵雙重過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)基礎(chǔ)上，在本質(zhì)安全柵電路輸入端又增加了升壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路、保險(xiǎn)電路、工作回路中電子開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓電源執(zhí)行器件采用了PNP型功率三極管，從而降低了本質(zhì)安全柵電路功耗，并且提高了在爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中使用的安全可靠性?？蓮V泛應(yīng)用于有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中的安全供電設(shè)備，如煤礦井下的本安設(shè)備等。
文檔編號(hào)H02H3/20GK203039337SQ20132001342
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者王琪, 范曉蕾, 韓永鋒, 李振璧, 王元 申請(qǐng)人:淮南市寶鼎工貿(mào)有限責(zé)任公司