一种提高本质安全型电源带载能力的电路装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于本质安全型装置技术领域，尤其是涉及一种提高本质安全型电源带载能力的电路装置。
【背景技术】
[0002]本质安全技术是通过限制电气设备的电路的各种参数或采取保护措施来限制电路的火花放电的能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下的电火花和热效应均不能点燃周围的环境的爆炸性混合物。
[0003]对于本质安全型电源，影响其防爆型式的限制因素主要有最大工作电压Utl、最大工作电流Ιο、最大带载电容Ctl、最大带载电感Ltl等四个方面。考虑用电设备，对于单个本质安全型电源，Utl—般固定，I。CpLci统称为电源的带载能力，三者相互制约，直接影响可带通讯沿线的长短与可接用电设备的多少。而受防爆型式的制约，现在煤矿井下通讯控制沿线无论长度还是可接设备数量都不能满足实际应用的要求，通常一条皮带保护沿线需要两套或两套以上的通讯控制系统相耦合才能满足使用需求。
[0004]所以，一种能提高本质安全型电源带载能力，即能增加单条通讯控制沿线长度与增加可接的用电设备，同时又不破坏其防爆型式的装置便成了现在的迫切需求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的问题是提供一种提高本质安全型电源带载能力的电路装置，适用于煤矿井下有煤尘及爆炸性气体的环境下，安装于通讯控制沿线中间，用于检测沿线的工作电流和工作电压。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]一种提高本质安全型电源带载能力的电路装置，包括过流检测控制电路、低电平自锁电路和开关管控制电路，所述过流检测控制电路的输出端分别连接低电平自锁电路和开关管控制电路的控制端，所述开关管控制电路连接在所述装置的输入和输出之间，控制整个装置的通断。
[0008]进一步的，所述过流检测控制电路包括电阻R1、可调电阻R2、电阻R3、比较器U1、二极管D1，所述二极管Dl的负极通过电阻Rl与比较器Ul的一输入端连接，比较器Ul的另一输入端接地，电阻Rl通过可调电阻R2接地，电阻R3分别连接比较器Ul的接地输入端和可调电阻R2的接地端；比较器Ul的输出端连接低电平自锁电路和开关管控制电路。
[0009]进一步的，所述低电平自锁电路包括电阻R4、电阻R5、NPN型的三极管Τ2、PNP型的三极管Τ3和电容Cl ;所述三极管Τ2的集电极接比较器Ul的输出端，且通过电阻R4接二极管Dl的负极；其发射极接地，其基极通过电容Cl接地，且连接三极管Τ3的发射极；所述三极管Τ3的发射极通过电阻R5接地，其基极接比较器Ul的输出端，其集电极接二极管Dl的负极。
[0010]进一步的，所述开关控制电路包括两个开关控制器件Tl、Τ4，比较器Ul的输出端分别连接两个开关控制器件的控制端，开关控制器件Tl的一端接二极管Dl的负极，开关控制器件T4的剩余两端分别与地和R3相连。
[0011]进一步的，所述装置设置在通讯控制沿线中间位置的两个沿线用电设备之间。
[0012]本实用新型具有的优点和积极效果是:
[0013]本实用新型装置能够通过内部的过流检测控制电路检测到沿线电压电流的异常，并通过低电平自锁电路输出低电平信号控制开关管控制电路的MOS管截止，从而截断通讯控制沿线供电，有效的抑制并减小接入短路点的电感、电容量，从而达到控制短路点的点火能量，间接达到增加通讯控制沿线的长度，提高沿线设备接入数量，节约大量资源，间接地提升了本质安全电源的有效带载能力；同时有效的抑制了短路或过流状态下，短路点的点火能量，提高通讯控制系统的安全性。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型装置的连接框图；
[0015]图2是本实用新型装置的内部电路原理图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
[0017]一种提高本质安全型电源带载能力的电路装置，如图1所示，包括过流检测控制电路、低电平自锁电路和开关管控制电路，所述过流检测控制电路的输出端分别连接低电平自锁电路和开关管控制电路的控制端，所述开关管控制电路连接在所述装置的输入和输出之间，控制整个装置的通断，所述低电平自锁电路锁定过流检测控制电路输出低电平时的状态。
[0018]所述过流检测控制电路包括电阻R1、可调电阻R2、电阻R3、比较器U1、二极管D1，如图2所示，所述二极管Dl的负极通过电阻Rl与比较器Ul的正向输入端连接，比较器Ul的反向输入端接地，电阻Rl通过可调电阻R2接地，电阻R3分别连接比较器Ul的接地输入端和可调电阻R2的接地端；比较器Ul的输出端连接低电平自锁电路和开关管控制电路；所述可调电阻R2调节与电阻Rl的分压比例。
[0019]所述低电平自锁电路包括电阻R4、电阻R5、NPN型的三极管T2、PNP型的三极管T3和电容Cl，如图2所示；所述三极管T2的集电极接比较器Ul的输出端，且通过电阻R4接二极管Dl的负极，其发射极接地，其基极通过电容Cl接地，且连接三极管T3的发射极；所述三极管T3的发射极通过电阻R5接地，其基极接比较器Ul的输出端，其集电极接二极管Dl的负极，所述低电平自锁电路用来锁定比较器Ul输出端输出低电平时的输出状态。
[0020]所述开关控制电路包括两个开关控制器件Tl、T4，比较器Ul的输出端分别连接两个开关控制器件的控制端，开关控制器件Tl的一端接二极管Dl的负极，开关控制器件T4的剩余两端分别与地和电阻R3相连；所述开关控制器件T1、T4可选择场效应管等具有开关控制功能的所有器件，本实施例中所述开关控制器件Tl、Τ4选择N沟道增强型的MOS管。
[0021]本实用新型所述装置设置在通讯控制沿线中间位置的两个沿线用电设备之间。
[0022]本实用新型的工作原理如下:
[0023]所述过流检测控制电路的工作原理如下:
[0024]当装置所在沿线过流或短路且发生在装置后级时，短路发生的瞬间流过装置的电流瞬间增大，根据U = IR，电阻R3两端电压增加并超过可调可调电阻R2两端分压，通过比较器Ul输出低电平信号；当装置所在沿线过流或短路且发生在装置前级时，比较器Ul供电电压中断，输出端为低电平，同时因为二极管Dl单向导通特性，使得装置前级短路时后级沿线所储能量无法通过二极管Dl向短路点释放。
[0025]所述低电平自锁电路的工作原理如下:上电初期，根据三极管特性可判断，三极管T2、T3不导通，自锁电路不工作；当沿线短路或过流时，通过比较器Ul输出低电平并连接三极管Τ3的基极端，三极管Τ3导通，由电阻R5分压使三极管Τ2的基极变为高电平，三极管Τ2导通并将三极管Τ3基极拉至低电平形成自锁，即三极管Τ3的基极被锁定为低电平，此状态随装置断电后重置。
[0026]所述开关管控制电路为开关控制器件，特点是控制端电压大于一定的值就会导通；当比较器Ul的输出端为高电平时开关控制器件Τ1、Τ4导通，当比较器Ul的输出端为低电平时开关控制器件Tl、Τ4截止。
[0027]所述装置正常工作时，所述过流检测控制电路检测到沿线电流电压正常，比较器Ul输出高电平信号，控制开关控制器件Τ1、Τ4导通，通讯控制沿线正常工作。当过流检测及控制电路检测到通讯控制沿线电流电压异常时，Ul输出端为低电平信号，控制开关控制器件关闭，截断装置前级与后级联系，同时低电平自锁电路收到过流检测控制电路输出的低电平信号后动作并锁定比较器Ul输出端的低电平信号，保持开关控制器件Τ1、Τ4处于截止状态，过流检测控制电路在装置前级沿线短路时能有效的抑制后级能量向短路点释放，起到双重保护的作用。所述装置实际是通过限制通讯控制沿线故障时接入短路点的电容与电感量来间接实现并提高本质安全型电源的带载能力。
[0028]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种提高本质安全型电源带载能力的电路装置，其特征在于:包括过流检测控制电路、低电平自锁电路和开关管控制电路，所述过流检测控制电路的输出端分别连接低电平自锁电路和开关管控制电路的控制端，所述开关管控制电路连接在所述装置的输入和输出之间。
2.根据权利要求1所述的提高本质安全型电源带载能力的电路装置，其特征在于:所述过流检测控制电路包括电阻R1、可调电阻R2、电阻R3、比较器U1、二极管D1，所述二极管Dl的负极通过电阻Rl与比较器Ul的一输入端连接，比较器Ul的另一输入端接地，电阻Rl通过可调电阻R2接地，电阻R3分别连接比较器Ul的接地输入端和可调电阻R2的接地端；比较器Ul的输出端连接低电平自锁电路和开关管控制电路。
3.根据权利要求2所述的提高本质安全型电源带载能力的电路装置，其特征在于:所述低电平自锁电路包括电阻R4、电阻R5、NPN型的三极管T2、PNP型的三极管T3和电容Cl ；所述三极管T2的集电极接比较器Ul的输出端，且通过电阻R4接二极管Dl的负极；其发射极接地，其基极通过电容Cl接地，且连接三极管T3的发射极；所述三极管T3的发射极通过电阻R5接地，其基极接比较器Ul的输出端，其集电极接二极管Dl的负极。
4.根据权利要求2所述的提高本质安全型电源带载能力的电路装置，其特征在于:所述开关管控制电路包括两个开关控制器件T1、T4，比较器Ul的输出端分别连接两个开关控制器件的控制端，开关控制器件Tl的一端接二极管Dl的负极，开关控制器件Τ4的剩余两端分别与地和电阻R3相连。
5.根据权利要求1所述的提高本质安全型电源带载能力的电路装置，其特征在于:所述装置设置在通讯控制沿线中间位置的两个沿线用电设备之间。
【专利摘要】本实用新型提供一种提高本质安全型电源带载能力的电路装置，包括过流检测控制电路、低电平自锁电路和开关管控制电路，所述过流检测控制电路的输出端分别连接低电平自锁电路和开关管控制电路的控制端，所述开关管控制电路连接在所述装置的输入和输出之间，控制整个装置的通断。本实用新型具有的优点和积极效果是：能够通过内部的过流检测控制电路检测到沿线电压电流的异常，并通过低电平自锁电路输出低电平信号控制开关管控制电路的MOS管截止，从而截断通讯控制沿线供电，有效的抑制并减小接入短路点的电感、电容量，从而达到控制短路点的点火能量，间接达到增加通讯控制沿线的长度，提高沿线设备接入数量，间接地提升了本质安全电源的有效带载能力。
【IPC分类】H02H3-08
【公开号】CN204361655
【申请号】CN201520056489
【发明人】杨小辉, 张雅楠, 高建民, 陈健超
【申请人】天津华宁电子有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月27日