一种本安电源保护延时电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种本安电源保护延时电路，包括输出过流检测电路、过流保护输出延时电路和输出保护电路，所述输出过流检测电路、过流保护输出延时电路和输出保护电路依次连接，所述输出过流检测电路为LM393双电压比较器，所述过流保护输出延时电路为HEF4528单稳态触发器，所述输出保护电路为场效应管。本实用新型的本安电源保护延时电路结构简单，使用比较器LM393判断输出电流是否超过安全闸值，使用HEF4528单稳态触发器对输出保护进行延时输出，使用场效应管实现对电源输出的本安保护控制。将输出能量限制在尽可能低的范围内，从更大程度上确保了电源输出的安全性。
【专利说明】一种本安电源保护延时电路
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤矿矿用领域，涉及一种用于煤矿井下矿用隔爆兼本安型输出电源输出本安保护。
【背景技术】
[0002]煤矿井下存在着大量的可燃可爆性气体。随着越来越多的电气设备应用到煤矿井下，这些设备在井下工作的安全问题越来越重要。井下对电气设备的安全防护措施有两种，即隔爆和本安。
[0003]隔爆兼本安输出电源将电源内芯放置在隔爆外壳内，通过厚重的隔爆外壳保证即使电源内部发生点火爆炸也不会导致爆炸传导到壳体之外，将危险源隔离在隔爆壳体之内。同时对电源输出进行本安化处理，即通过限制电源输出的电压和电流，控制输出能量，即使电源输出短路，电源输出的能量也不足以将瓦斯等可燃可爆气体点燃，通过控制能量确保输出本质安全。
[0004]因此，需要一种新的本安电源保护延时电路以解决上述问题。
实用新型内容
[0005]实用新型目的：为了克服上述现有技术中的对于矿井中电源的不足，本实用新型的目的在于提供一种的本安电源保护延时电路。
[0006]技术方案：
[0007]一种本安电源保护延时电路，包括输出过流检测电路、过流保护输出延时电路和输出保护电路，所述输出过流检测电路、过流保护输出延时电路和输出保护电路依次连接，所述输出过流检测电路为LM393双电压比较器，所述过流保护输出延时电路为HEF4528单稳态触发器，所述输出保护电路为场效应管。
[0008]更进一步的，所述输出过流检测电路包括第一 LM393双电压比较器（Ul)和第二LM393双电压比较器（U2)，所述第一 LM393双电压比较器（Ul)包括第一 IOUT引脚、第一IIN-引脚、第一 IIN+引脚、第一 GND引脚、第一 VCC引脚、第一 20UT引脚、第一 2IN-引脚和第一 2IN+引脚，所述第二 LM393双电压比较器（U2)包括第二 IOUT引脚、第二 IIN-引脚、第二 IIN+引脚、第二 GND引脚、第二 VCC引脚、第二 20UT引脚、第二 2IN-引脚和第二 2IN+引脚，所述HEF4528单稳态触发器包括ICEXT引脚、IREXT引脚、ICD引脚、IB引脚、IA引脚、第一 IQ引脚、第二 IQ引脚、VSS引脚、第一 2Q引脚、第二 2Q引脚、2A引脚、2B引脚、2⑶引脚、2REXT引脚、2CEXT引脚和第三VCC引脚，
[0009]所述场效应管的栅极连接所述第二 IOUT引脚，所述第二 IOUT引脚通过电阻R6连接+12V电压端，所述第二 IIN-引脚连接+2. 5V电压端，所述第二 GND引脚接地，所述第二VCC端接+12V电压端；所述第一 IOUT引脚连接所述第二 IIN+引脚、IA引脚和三极管Q2的集电极，所述第一 IIN-引脚连接Itest端，所述第一 IIN+引脚连接电阻Rl和电阻R2的一端，所述电阻Rl的另一端接+2. 5V电压端，所述电阻R2另一端接地，所述第一 GND引脚接地，所述第一 VCC端接+12V电压端；所述ICEXT引脚和IREXT引脚通过电容Cl连接，所述ICEXT引脚接地，所述IREXT引脚通过电阻R5连接+12V电压端，所述I⑶引脚连接+12V电压端并通过电阻R4连接所述IA引脚，所述IB引脚接地，所述第一 IQ引脚通过电阻R3连接三极管Q2的基极，所述VSS引脚连接三极管Q2的发射极并接地，所述第三VCC引脚连接+12V电压端，所述2B引脚、2⑶引脚和2CEXT端均连接并接地。
[0010]通过引入HEF4528单稳态触发器，当输出能量超过第一 LM393双电压比较器的1UT引脚输出低电平时，这个由高电平到低电平的下降沿脉冲通输入到HEF4528单稳态触发器的IA引脚，IA引脚接收到下降沿脉冲触发后，在第一 IQ脚输出持续一段时间的12V高脉冲，高脉冲持续时间由电阻R5及电容Cl设定，t=K*R5*Cl，K为常数；持续高脉冲通过电阻R3限流后控制三极管Q2导通，从而强制将第二 LM393双电压比较器的第二 IIN+引脚电平拉低，在第二 LM393双电压比较器U2的第二 1UT引脚输出低电平，从而控制场效应管持续关断一段时间，关断时间等于HEF4528单稳态触发器的第一 IQ引脚输出高脉冲持续时间，保证了将输出能量限制在尽可能低的范围内，从更大程度上确保了电源输出的安全性。
[0011]有益效果:本实用新型的本安电源保护延时电路结构简单，使用比较器LM393判断输出电流是否超过安全闸值，使用HEF4528单稳态触发器对输出保护进行延时输出，使用场效应管实现对电源输出的本安保护控制。将输出能量限制在尽可能低的范围内，从更大程度上确保了电源输出的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1、是本安电源保护延时电路的结构示意图；
[0013]图2、是本安电源保护延时电路的电路图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0015]请参阅图1和图2所示，本实用新型的本安电源保护延时电路，场效应管Ql为本安电源输出控制开关，控制本安电源的输出与关断。输出电流检测值Itest与2.5V基准电压经电阻Rl和电阻R2分压之后的电压通过第一 LM393双电压比较器Ul进行比较，当输出电流不大于设定电流值时，第一 LM393双电压比较器Ul的第一 1UT弓丨脚输出高阻态，通过外部+12V电源及上拉电阻R4上拉至高电平+12V，当输出电流大于设定电流值时，第一LM393双电压比较器Ul的第一 1UT引脚输出低电平0V。
[0016]三极管Q2为下拉三极管，当三极管Q2导通时，可以将第一 LM393双电压比较器Ul的第一 1UT引脚电平拉低到低电平。当第一 LM393双电压比较器Ul的第一 1UT引脚输出高电平时，HEF4528单稳态触发器的IA引脚未接收到下降沿信号，则HEF4528单稳态触发器的第一 IQ引脚输出持续低电平，三极管Q2截止，第一 LM393双电压比较器Ul的第一1UT引脚输出电压被+12V及电阻R4上拉至+12V，输入到第二 IIN+引脚，第二 IIN+引脚电压大于第二 IIN-引脚电压，第二 1UT引脚输出高阻态通过上拉电阻R6将输出电压上拉至+12V，控制N通道场效应管Ql导通，本安电源正常输出。
[0017]当第一 IOUT引脚输出低电平时，输出电流大于设定电流值，电源输出能量超过了安全闸值，需要对输出能量进行限制，即关断场效应管。此时一般的做法是直接用场效应管输出直接控制输出开关，但这样的问题是场管一旦关断，输出电流立即变为零，Ul检测到输出电流为零就会控制场效应管导通，如果电源输出负载一直过流或短路，就会造成电源输出一直在导通与关断之间切换，虽能起到保护作用，但输出平均能量还是比较大，存在一定的安全隐患。
[0018]本实用新型技术通过引入HEF4528单稳态触发器，当输出能量超过第一 LM393双电压比较器的IOUT引脚输出低电平时，这个由高电平到低电平的下降沿脉冲通输入到HEF4528单稳态触发器的IA引脚，IA引脚接收到下降沿脉冲触发后，在第一 IQ脚输出持续一段时间的12V高脉冲，高脉冲持续时间由电阻R5及电容Cl设定，t=K*R5*Cl，K为常数；持续高脉冲通过电阻R3限流后控制三极管Q2导通，从而强制将第二 LM393双电压比较器的第二 I IN+引脚电平拉低，在第二 LM393双电压比较器U2的第二 IOUT引脚输出低电平，从而控制场效应管持续关断一段时间，关断时间等于HEF4528单稳态触发器的第一 IQ引脚输出高脉冲持续时间，保证了将输出能量限制在尽可能低的范围内，从更大程度上确保了电源输出的安全性。
【权利要求】
1.一种本安电源保护延时电路，其特征在于:包括输出过流检测电路、过流保护输出延时电路和输出保护电路，所述输出过流检测电路、过流保护输出延时电路和输出保护电路依次连接，所述输出过流检测电路为LM393双电压比较器，所述过流保护输出延时电路为HEF4528单稳态触发器，所述输出保护电路为场效应管。
2.如权利要求1所述的本安电源保护延时电路，其特征在于:所述输出过流检测电路包括第一 LM393双电压比较器(Ul)和第二 LM393双电压比较器(U2)，所述第一 LM393双电压比较器(Ul)包括第一 1UT引脚、第一 IIN-引脚、第一 IIN+引脚、第一 GND引脚、第一VCC引脚、第一 20UT引脚、第一 2IN-引脚和第一 2IN+引脚，所述第二 LM393双电压比较器(U2)包括第二 1UT引脚、第二 IIN-引脚、第二 IIN+引脚、第二 GND引脚、第二 VCC引脚、第二 20UT引脚、第二 2IN-引脚和第二 2IN+引脚，所述HEF4528单稳态触发器包括ICEXT引脚、IREXT引脚、ICD引脚、IB引脚、IA引脚、第一 IQ引脚、第二 IQ引脚、VSS引脚、第一 2Q引脚、第二 2Q引脚、2A引脚、2B引脚、2CD引脚、2REXT引脚、2CEXT引脚和第三VCC引脚， 所述场效应管(Ql)的栅极连接所述第二 1UT引脚，所述第二 1UT引脚通过电阻R6连接+12V电压端，所述第二 IIN-引脚连接+2.5V电压端，所述第二 GND引脚接地，所述第二VCC端接+12V电压端；所述第一 1UT引脚连接所述第二 IIN+引脚、IA引脚和三极管Q2的集电极，所述第一 IIN-引脚连接Itest端，所述第一 IIN+引脚连接电阻Rl和电阻R2的一端，所述电阻Rl的另一端接+2.5V电压端，所述电阻R2另一端接地，所述第一 GND引脚接地，所述第一 VCC端接+12V电压端；所述ICEXT引脚和IREXT引脚通过电容Cl连接，所述ICEXT引脚接地，所述IREXT引脚通过电阻R5连接+12V电压端，所述I⑶引脚连接+12V电压端并通过电阻R4连接所述IA引脚，所述IB引脚接地，所述第一 IQ引脚通过电阻R3连接三极管Q2的基极，所述VSS引脚连接三极管Q2的发射极并接地，所述第三VCC引脚连接+12V电压端，所述2B引脚、2⑶引脚和2CEXT端均连接并接地。
【文档编号】H02H7/12GK204118705SQ201420524625
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】金勇 , 赵鑫, 施伟军 申请人:南京北路自动化系统有限责任公司