一種提高本質(zhì)安全型電源帶載能力的電路裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于本質(zhì)安全型裝置技術領域，尤其是涉及一種提高本質(zhì)安全型電源帶載能力的電路裝置。
【背景技術】
[0002]本質(zhì)安全技術是通過限制電氣設備的電路的各種參數(shù)或采取保護措施來限制電路的火花放電的能量和熱能，使其在正常工作和規(guī)定的故障狀態(tài)下的電火花和熱效應均不能點燃周圍的環(huán)境的爆炸性混合物。
[0003]對于本質(zhì)安全型電源，影響其防爆型式的限制因素主要有最大工作電壓Utl、最大工作電流Ιο、最大帶載電容Ctl、最大帶載電感Ltl等四個方面?？紤]用電設備，對于單個本質(zhì)安全型電源，Utl—般固定，I。CpLci統(tǒng)稱為電源的帶載能力，三者相互制約，直接影響可帶通訊沿線的長短與可接用電設備的多少。而受防爆型式的制約，現(xiàn)在煤礦井下通訊控制沿線無論長度還是可接設備數(shù)量都不能滿足實際應用的要求，通常一條皮帶保護沿線需要兩套或兩套以上的通訊控制系統(tǒng)相耦合才能滿足使用需求。
[0004]所以，一種能提高本質(zhì)安全型電源帶載能力，即能增加單條通訊控制沿線長度與增加可接的用電設備，同時又不破壞其防爆型式的裝置便成了現(xiàn)在的迫切需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型要解決的問題是提供一種提高本質(zhì)安全型電源帶載能力的電路裝置，適用于煤礦井下有煤塵及爆炸性氣體的環(huán)境下，安裝于通訊控制沿線中間，用于檢測沿線的工作電流和工作電壓。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:
[0007]一種提高本質(zhì)安全型電源帶載能力的電路裝置，包括過流檢測控制電路、低電平自鎖電路和開關管控制電路，所述過流檢測控制電路的輸出端分別連接低電平自鎖電路和開關管控制電路的控制端，所述開關管控制電路連接在所述裝置的輸入和輸出之間，控制整個裝置的通斷。
[0008]進一步的，所述過流檢測控制電路包括電阻R1、可調(diào)電阻R2、電阻R3、比較器U1、二極管D1，所述二極管Dl的負極通過電阻Rl與比較器Ul的一輸入端連接，比較器Ul的另一輸入端接地，電阻Rl通過可調(diào)電阻R2接地，電阻R3分別連接比較器Ul的接地輸入端和可調(diào)電阻R2的接地端；比較器Ul的輸出端連接低電平自鎖電路和開關管控制電路。
[0009]進一步的，所述低電平自鎖電路包括電阻R4、電阻R5、NPN型的三極管Τ2、PNP型的三極管Τ3和電容Cl ;所述三極管Τ2的集電極接比較器Ul的輸出端，且通過電阻R4接二極管Dl的負極；其發(fā)射極接地，其基極通過電容Cl接地，且連接三極管Τ3的發(fā)射極；所述三極管Τ3的發(fā)射極通過電阻R5接地，其基極接比較器Ul的輸出端，其集電極接二極管Dl的負極。
[0010]進一步的，所述開關控制電路包括兩個開關控制器件Tl、Τ4，比較器Ul的輸出端分別連接兩個開關控制器件的控制端，開關控制器件Tl的一端接二極管Dl的負極，開關控制器件T4的剩余兩端分別與地和R3相連。
[0011]進一步的，所述裝置設置在通訊控制沿線中間位置的兩個沿線用電設備之間。
[0012]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0013]本實用新型裝置能夠通過內(nèi)部的過流檢測控制電路檢測到沿線電壓電流的異常，并通過低電平自鎖電路輸出低電平信號控制開關管控制電路的MOS管截止，從而截斷通訊控制沿線供電，有效的抑制并減小接入短路點的電感、電容量，從而達到控制短路點的點火能量，間接達到增加通訊控制沿線的長度，提高沿線設備接入數(shù)量，節(jié)約大量資源，間接地提升了本質(zhì)安全電源的有效帶載能力；同時有效的抑制了短路或過流狀態(tài)下，短路點的點火能量，提高通訊控制系統(tǒng)的安全性。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型裝置的連接框圖；
[0015]圖2是本實用新型裝置的內(nèi)部電路原理圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細說明。
[0017]一種提高本質(zhì)安全型電源帶載能力的電路裝置，如圖1所示，包括過流檢測控制電路、低電平自鎖電路和開關管控制電路，所述過流檢測控制電路的輸出端分別連接低電平自鎖電路和開關管控制電路的控制端，所述開關管控制電路連接在所述裝置的輸入和輸出之間，控制整個裝置的通斷，所述低電平自鎖電路鎖定過流檢測控制電路輸出低電平時的狀態(tài)。
[0018]所述過流檢測控制電路包括電阻R1、可調(diào)電阻R2、電阻R3、比較器U1、二極管D1，如圖2所示，所述二極管Dl的負極通過電阻Rl與比較器Ul的正向輸入端連接，比較器Ul的反向輸入端接地，電阻Rl通過可調(diào)電阻R2接地，電阻R3分別連接比較器Ul的接地輸入端和可調(diào)電阻R2的接地端；比較器Ul的輸出端連接低電平自鎖電路和開關管控制電路；所述可調(diào)電阻R2調(diào)節(jié)與電阻Rl的分壓比例。
[0019]所述低電平自鎖電路包括電阻R4、電阻R5、NPN型的三極管T2、PNP型的三極管T3和電容Cl，如圖2所示；所述三極管T2的集電極接比較器Ul的輸出端，且通過電阻R4接二極管Dl的負極，其發(fā)射極接地，其基極通過電容Cl接地，且連接三極管T3的發(fā)射極；所述三極管T3的發(fā)射極通過電阻R5接地，其基極接比較器Ul的輸出端，其集電極接二極管Dl的負極，所述低電平自鎖電路用來鎖定比較器Ul輸出端輸出低電平時的輸出狀態(tài)。
[0020]所述開關控制電路包括兩個開關控制器件Tl、T4，比較器Ul的輸出端分別連接兩個開關控制器件的控制端，開關控制器件Tl的一端接二極管Dl的負極，開關控制器件T4的剩余兩端分別與地和電阻R3相連；所述開關控制器件T1、T4可選擇場效應管等具有開關控制功能的所有器件，本實施例中所述開關控制器件Tl、Τ4選擇N溝道增強型的MOS管。
[0021]本實用新型所述裝置設置在通訊控制沿線中間位置的兩個沿線用電設備之間。
[0022]本實用新型的工作原理如下:
[0023]所述過流檢測控制電路的工作原理如下:
[0024]當裝置所在沿線過流或短路且發(fā)生在裝置后級時，短路發(fā)生的瞬間流過裝置的電流瞬間增大，根據(jù)U = IR，電阻R3兩端電壓增加并超過可調(diào)可調(diào)電阻R2兩端分壓，通過比較器Ul輸出低電平信號；當裝置所在沿線過流或短路且發(fā)生在裝置前級時，比較器Ul供電電壓中斷，輸出端為低電平，同時因為二極管Dl單向?qū)ㄌ匦?，使得裝置前級短路時后級沿線所儲能量無法通過二極管Dl向短路點釋放。
[0025]所述低電平自鎖電路的工作原理如下:上電初期，根據(jù)三極管特性可判斷，三極管T2、T3不導通，自鎖電路不工作；當沿線短路或過流時，通過比較器Ul輸出低電平并連接三極管Τ3的基極端，三極管Τ3導通，由電阻R5分壓使三極管Τ2的基極變?yōu)楦唠娖剑龢O管Τ2導通并將三極管Τ3基極拉至低電平形成自鎖，即三極管Τ3的基極被鎖定為低電平，此狀態(tài)隨裝置斷電后重置。
[0026]所述開關管控制電路為開關控制器件，特點是控制端電壓大于一定的值就會導通；當比較器Ul的輸出端為高電平時開關控制器件Τ1、Τ4導通，當比較器Ul的輸出端為低電平時開關控制器件Tl、Τ4截止。
[0027]所述裝置正常工作時，所述過流檢測控制電路檢測到沿線電流電壓正常，比較器Ul輸出高電平信號，控制開關控制器件Τ1、Τ4導通，通訊控制沿線正常工作。當過流檢測及控制電路檢測到通訊控制沿線電流電壓異常時，Ul輸出端為低電平信號，控制開關控制器件關閉，截斷裝置前級與后級聯(lián)系，同時低電平自鎖電路收到過流檢測控制電路輸出的低電平信號后動作并鎖定比較器Ul輸出端的低電平信號，保持開關控制器件Τ1、Τ4處于截止狀態(tài)，過流檢測控制電路在裝置前級沿線短路時能有效的抑制后級能量向短路點釋放，起到雙重保護的作用。所述裝置實際是通過限制通訊控制沿線故障時接入短路點的電容與電感量來間接實現(xiàn)并提高本質(zhì)安全型電源的帶載能力。
[0028]以上對本實用新型的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種提高本質(zhì)安全型電源帶載能力的電路裝置，其特征在于:包括過流檢測控制電路、低電平自鎖電路和開關管控制電路，所述過流檢測控制電路的輸出端分別連接低電平自鎖電路和開關管控制電路的控制端，所述開關管控制電路連接在所述裝置的輸入和輸出之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的提高本質(zhì)安全型電源帶載能力的電路裝置，其特征在于:所述過流檢測控制電路包括電阻R1、可調(diào)電阻R2、電阻R3、比較器U1、二極管D1，所述二極管Dl的負極通過電阻Rl與比較器Ul的一輸入端連接，比較器Ul的另一輸入端接地，電阻Rl通過可調(diào)電阻R2接地，電阻R3分別連接比較器Ul的接地輸入端和可調(diào)電阻R2的接地端；比較器Ul的輸出端連接低電平自鎖電路和開關管控制電路。
3.根據(jù)權利要求2所述的提高本質(zhì)安全型電源帶載能力的電路裝置，其特征在于:所述低電平自鎖電路包括電阻R4、電阻R5、NPN型的三極管T2、PNP型的三極管T3和電容Cl ；所述三極管T2的集電極接比較器Ul的輸出端，且通過電阻R4接二極管Dl的負極；其發(fā)射極接地，其基極通過電容Cl接地，且連接三極管T3的發(fā)射極；所述三極管T3的發(fā)射極通過電阻R5接地，其基極接比較器Ul的輸出端，其集電極接二極管Dl的負極。
4.根據(jù)權利要求2所述的提高本質(zhì)安全型電源帶載能力的電路裝置，其特征在于:所述開關管控制電路包括兩個開關控制器件T1、T4，比較器Ul的輸出端分別連接兩個開關控制器件的控制端，開關控制器件Tl的一端接二極管Dl的負極，開關控制器件Τ4的剩余兩端分別與地和電阻R3相連。
5.根據(jù)權利要求1所述的提高本質(zhì)安全型電源帶載能力的電路裝置，其特征在于:所述裝置設置在通訊控制沿線中間位置的兩個沿線用電設備之間。
【專利摘要】本實用新型提供一種提高本質(zhì)安全型電源帶載能力的電路裝置，包括過流檢測控制電路、低電平自鎖電路和開關管控制電路，所述過流檢測控制電路的輸出端分別連接低電平自鎖電路和開關管控制電路的控制端，所述開關管控制電路連接在所述裝置的輸入和輸出之間，控制整個裝置的通斷。本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是：能夠通過內(nèi)部的過流檢測控制電路檢測到沿線電壓電流的異常，并通過低電平自鎖電路輸出低電平信號控制開關管控制電路的MOS管截止，從而截斷通訊控制沿線供電，有效的抑制并減小接入短路點的電感、電容量，從而達到控制短路點的點火能量，間接達到增加通訊控制沿線的長度，提高沿線設備接入數(shù)量，間接地提升了本質(zhì)安全電源的有效帶載能力。
【IPC分類】H02H3-08
【公開號】CN204361655
【申請?zhí)枴緾N201520056489
【發(fā)明人】楊小輝, 張雅楠, 高建民, 陳健超
【申請人】天津華寧電子有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月27日