一种安全栅电路及照明装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种安全栅电路及照明装置，所述安全栅电路包括：控制电路、开关电路、电流比较电路及电压比较电路，安全栅电路包括输入端和输出端，当输出端出现短路时，电流比较电路输出低电平至控制电路，控制电路控制关断开关电路，开关电路停止向输出端输出电流；当输出端两端电压超过预设电压时，电压比较电路输出低电平至控制电路，控制电路控制关断开关电路，开关电路停止向输出端输出电流。本发明实施例在输出端发生短路时或者输出端两端电压超过预设电压时快速切断电路，该电路的电压或者电流有一项出现异常，输出端就将被切断，灵敏度高、功耗较小、故障率低，具有较好的用户体验。
【专利说明】—种安全栅电路及照明装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明系统领域，尤其涉及一种安全栅电路及照明装置。
【背景技术】
[0002]本质安全电路是即使线路发生短路或电火花，也不足以点燃周围的易燃易爆气体，简称本安电路。本质安全电路主要应用在石油、化工、纺织和煤矿等含有爆炸性混合物环境中。本质安全电路的特点是:电源电路内部和引出线不论是在正常工作还是在故障状态下都是安全的，所产生的电火花不会点燃周围环境中的爆炸性混合物。本质安全电气设备防爆基本原理是:通过限制电气设备电路的各种参数或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现电气防爆。
[0003]本质安全型防爆灯具的电路发生故障时，例如任意两点出现短路时，将产生火花，而功率越大的灯具产生的火花能量越大。因此，需要加入安全栅电路来控制能量。现有技术的安全栅电路结构简单、灵敏度差、功耗较大，容易出现故障。
【发明内容】
[0004]本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种安全栅电路及照明装置，其能在输出端发生短路时或者输出端两端电压超过预设电压时快速切断电路，避免因短路或者过压产生的火花将周围环境的爆炸性混合物点燃。
[0005]本发明提供一种安全栅电路，包括:控制电路、开关电路、电流比较电路及电压比较电路；所述安全栅电路包括输入端和输出端，当输出端出现短路时，所述电流比较电路输出低电平至所述控制电路，所述控制电路控制关断所述开关电路，所述开关电路停止向所述输出端输出电流；当输出端两端电压超过预设电压时，所述电压比较电路输出低电平至所述控制电路，所述控制电路控制关断所述开关电路，所述开关电路停止向所述输出端输出电流。
[0006]其中，所述控制电路包括:第二三极管Q2、第四电阻R4、第六电阻R6。
[0007]其中，所述第二三极管Q2的集电极与所述第四电阻R4的一端相连，所述第二三极管Q2的基极同时与所述第四电阻R4的另一端、所述第六电阻R6的一端相连，所述第二三极管Q2的发射极与第五电阻R5的一端相连；
所述第六电阻R6的另一端与同时与第七电阻R7、第八电阻R8、电流比较器UlB的第七脚、第十一电阻R11、电压比较器U2A的第一脚相连。
[0008]其中，所述开关电路包括:第一MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻R5。
[0009]其中，所述第一 MOS管Ql的S极同时与所述第一电阻Rl的一端、第四电阻R4的一端、第二三极管Q2的集电极、第七电阻R7、电流比较器UlB的第八脚、电压比较器U2A的第八脚相连，所述第一 MOS管Ql的G极同时与所述第二电阻R2的一端、所述第一电阻Rl的另一端相连，所述所述第一 MOS管Ql的D极与第十二电阻R12的一端相连； 所述第二电阻R2的另一端同时与所述第五电阻R5的一端、所述第二三极管Q2的发射极相连；
所述第五电阻R5的另一端接地。
[0010]其中，所述电流比较电路包括:。
[0011]第三电阻R3、电流放大器U1A、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电容Cl、第八电阻R8、第七电阻R7、电流比较器U1B。
[0012]其中，所述第三电阻R3的一端与所述电流放大器UlA的第三脚相连，所述第三电阻R3的另一端接地；
所述电流放大器UlA的第一脚与同时与所述第九电阻R9的一端、电流比较器UlB的第六脚、第一电容Cl的负极相连，所述电流放大器UlA的第二脚同时与所述第九电阻R9的另一端、所述第十电阻RlO的一端相连；
所述第十电阻RlO的另一端接地；
所述电流比较器UlB的第五脚同时与电压比较器U2A的第三脚、第一二极管U3的阴极、第三电容C3的正极相连，所述电流比较器UlB的第八脚同时与所述第七电阻R7的一端、所述第十四电阻R14的一端、电压比较器U2A的第八脚相连，所述电流比较器UlB的第四脚接地，所述所述电流比较器UlB的第七脚同时与所述第七电阻R7的另一端、所述第八电阻R8的一端、第六电阻R6的另一端、第^ 电阻Rll的一端、电压比较器U2A的第一脚相连；
所述第八电阻R8的另一端与所述第一电容Cl的正极相连。
[0013]其中，所述电压比较电路包括:第二电容C2、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、电压比较器U2A、第三电容C3、第一二极管U3、第十四电阻R14。
[0014]其中，所述电压比较器U2A的第二脚同时与所述第二电容的负极、所述第十二电阻R12的另一端、所述第十三电阻R13的一端相连，所述电压比较器U2A的第三脚同时与所述第三电容C3的正极、所述第一二极管U3的阴极、所述第十四电阻R14的另一端、电流比较器UlB的第五脚相连，所述电压比较器U2A第八脚与所述第十四电阻R14的一端相连、所述电压比较器U2A的第一脚与所述第十一电阻Rll的一端相连，所述电压比较器U2A的第四脚接地；
所述第三电容C3的负极接地；
所述第一二极管U3的阳极接地；
所述第十一电阻Rll的另一端与所述第二电容C2的一端相连；
所述第十三电阻R13的另一端接地。
[0015]相应地，本发明还提供一种照明装置，所述照明装置包括以上任意一项所述的安全栅电路。
[0016]本发明具有如下有益效果:
本发明实施例安全栅电路能在输出端发生短路时或者输出端两端电压超过预设电压时快速切断电路，避免因短路或者过压产生的火花将周围环境的爆炸性混合物点燃，该电路的电压或者电流有一项出现异常，输出端就将被切断，灵敏度高、功耗较小、故障率低，具有较好的用户体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本发明实施例安全栅电路结构示意图；
图2是本发明另一实施例安全栅电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]请参见图1，是本发明实施例安全栅电路结构示意图，包括:控制电路30、开关电路40、电流比较电路10及电压比较电路20 ；
所述安全栅电路包括输入端和输出端，当输出端出现短路时，所述电流比较电路10输出低电平至所述控制电路30，所述控制电路30控制关断所述开关电路40，所述开关电路40停止向所述输出端输出电流；当输出端两端电压超过预设电压时，所述电压比较电路20输出低电平至所述控制电路30，所述控制电路30控制关断所述开关电路40，所述开关电路40停止向所述输出端输出电流。
[0021]应当理解，电压比较电路20中包括电压比较模块和基准电压模块，所述预设电压为基准电压模块提供的基准电压，电压比较模块将输出端两端电压与基准电压比较，如果输出端两端电压超过基准电压模块提供的基准电压，则所述电压比较电路20输出低电平至所述控制电路30，所述控制电路30控制关断所述开关电路40，所述开关电路40停止向所述输出端输出电流。
[0022]本发明实施例安全栅电路能在输出端发生短路时或者输出端两端电压超过预设电压时快速切断电路，避免因短路或者过压产生的火花将周围环境的爆炸性混合物点燃，该电路的电压或者电流有一项出现异常，输出端就将被切断，灵敏度高、功耗较小、故障率低，具有较好的用户体验。
[0023]请参见图2，是本发明另一实施例安全栅电路结构示意图，其中:
控制电路30包括:第二三极管Q2、第四电阻R4、第六电阻R6。控制电路30用于控制开关电路40，控制电路30受电流比较电路10和电压比较电路20的控制。当第六电阻R6的电平被电流比较电路10或电压比较电路20拉低时，控制电路30的第二三极管Q2导通，否则控制电路30不工作。
[0024]控制电路30的连接关系包括:所述第二三极管Q2的集电极与所述第四电阻R4的一端相连，所述第二三极管Q2的基极同时与所述第四电阻R4的另一端、所述第六电阻R6的一端相连，所述第二三极管Q2的发射极与第五电阻R5的一端相连；
所述第六电阻R6的另一端与同时与第七电阻R7、第八电阻R8、电流比较器UlB的第七脚、第十一电阻R11、电压比较器U2A的第一脚相连。
[0025]开关电路40包括:第一 MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻R5。开关电路40用于控制电路输出端电流的输出与关断，开关电路40由控制电路30控制。
[0026]开关电路40的连接关系包括:所述第一 MOS管Ql的S极同时与所述第一电阻Rl的一端、第四电阻R4的一端、第二三极管Q2的集电极、第七电阻R7、电流比较器UlB的第八脚、电压比较器U2A的第八脚相连，所述第一 MOS管Ql的G极同时与所述第二电阻R2的一端、所述第一电阻Rl的另一端相连，所述所述第一 MOS管Ql的D极与第十二电阻R12的一端相连；
所述第二电阻R2的另一端同时与所述第五电阻R5的一端、所述第二三极管Q2的发射极相连；
所述第五电阻R5的另一端接地。
[0027]电流比较电路10包括:。第三电阻R3、电流放大器U1A、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电容Cl、第八电阻R8、第七电阻R7、电流比较器U1B。电流比较电路10用于将电流采样、放大后与电压比较电路20提供的基准电压进行比较，当上述电流信号的电压大于基准电压时，电流比较器UlB的第7脚输出低电平，否则输出高电平。
[0028]电流比较电路10的连接关系包括:所述第三电阻R3的一端与所述电流放大器UlA的第三脚相连，所述第三电阻R3的另一端接地；
所述电流放大器UlA的第一脚与同时与所述第九电阻R9的一端、电流比较器UlB的第六脚、第一电容Cl的负极相连，所述电流放大器UlA的第二脚同时与所述第九电阻R9的另一端、所述第十电阻RlO的一端相连；
所述第十电阻RlO的另一端接地；
所述电流比较器UlB的第五脚同时与电压比较器U2A的第三脚、第一二极管U3的阴极、第三电容C3的正极相连，所述电流比较器UlB的第八脚同时与所述第七电阻R7的一端、所述第十四电阻R14的一端、电压比较器U2A的第八脚相连，所述电流比较器UlB的第四脚接地，所述所述电流比较器UlB的第七脚同时与所述第七电阻R7的另一端、所述第八电阻R8的一端、第六电阻R6的另一端、第^ 电阻Rll的一端、电压比较器U2A的第一脚相连；
所述第八电阻R8的另一端与所述第一电容Cl的正极相连。
[0029]电压比较电路20包括:第二电容C2、第^^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、电压比较器U2A、第三电容C3、第一二极管U3、第十四电阻R14。电压比较电路20中包括电压比较模块和基准电压模块，基准电压模块用于提供基准电压，电压比较模块用于比较输出端电压与基准电压。电压比较电路20将电路输出端输出的电压经第十二电阻R12、第十三电阻R13分压后，与基准电压比较。当输出端的电压分压后大于基准电压，电压比较器U2A的第一脚输出低电平，否则输出高电平。
[0030]电压比较电路20的连接关系包括:所述电压比较器U2A的第二脚同时与所述第二电容的负极、所述第十二电阻R12的另一端、所述第十三电阻R13的一端相连，所述电压比较器U2A的第三脚同时与所述第三电容C3的正极、所述第一二极管U3的阴极、所述第十四电阻R14的另一端、电流比较器UlB的第五脚相连，所述电压比较器U2A第八脚与所述第十四电阻R14的一端相连、所述电压比较器U2A的第一脚与所述第十一电阻Rll的一端相连，所述电压比较器U2A的第四脚接地； 所述第三电容C3的负极接地；
所述第一二极管U3的阳极接地；
所述第十一电阻Rll的另一端与所述第二电容C2的一端相连；
所述第十三电阻R13的另一端接地。
[0031 ] 当然，在本发明的其它实施方式中，控制电路30、开关电路40、电流比较电路10及电压比较电路20也可以用其它电子元器件实现，本发明不做限制。
[0032]需要知道的是，本发明实施例安全栅电路的a_b端为输入端，本发明实施例安全栅电路的c-d端为输出端，c-d端为负载供电。
[0033]本发明实施例安全栅电路的工作原理为:当电路正常工作时，由于没有电流流过第三电阻R3，或者流过第三电阻R3的电流较小，经电流放大电路10放大后，与基准电压比较，电流信号电压的小于基准电压，电流比较器UlB的第7脚输出高电平，输出端电压在正常范围内时，电压比较器U2A的第I脚也输出高电平。此时，控制电路30不工作，开关电路40正常工作，电路输出端c-d端为负载供电。
[0034]当输出端c-d出现异常时，例如输出端c-d短路，将会有大电流流过第三电阻R3，在第三电阻R3两端产生大电压。此时，电流比较器UlB的第7脚输出低电平至第六电阻R6，第二三极管Q2导通，控制电路30工作，开关电路40停止工作，切断输出端c_d输出。
[0035]当输出端c-d有高压流过时，电压比较器U2A的第I脚输出低电平至第六电阻R6，第二三极管Q2导通，控制电路30工作，开关电路40停止工作，切断输出端c-d输出。
[0036]综上可知，只要流过输出端c-d的电流或者电压有一项出现异常时，输出端c-d都将被切断。故障消除后电路将会自行恢复工作，输出端c-d继续向负载供电。
[0037]相应地，本发明还提供一种照明装置，所述照明装置包括以上所述的安全栅电路。该照明装置可用于石油、化工、纺织和煤矿等含有爆炸性混合物环境中，实现电气防爆，保证施工环境的安全。
[0038]本发明实施例安全栅电路能在输出端发生短路时或者输出端两端电压超过预设电压时快速切断电路，避免因短路或者过压产生的火花将周围环境的爆炸性混合物点燃，该电路的电压或者电流有一项出现异常，输出端就将被切断，灵敏度高、功耗较小、故障率低，具有较好的用户体验。
[0039]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory, RAM)等。
[0040]以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种安全栅电路，其特征在于，包括:控制电路、开关电路、电流比较电路及电压比较电路； 其中，所述安全栅电路包括输入端和输出端，当输出端出现短路时，所述电流比较电路输出低电平至所述控制电路，所述控制电路控制关断所述开关电路，所述开关电路停止向所述输出端输出电流； 当输出端两端电压超过预设电压时，所述电压比较电路输出低电平至所述控制电路，所述控制电路控制关断所述开关电路，所述开关电路停止向所述输出端输出电流。
2.如权利要求1所述的安全栅电路，其特征在于，所述控制电路包括:第二三极管Q2、第四电阻R4、第六电阻R6。
3.如权利要求2所述的安全栅电路，其特征在于， 所述第二三极管Q2的集电极与所述第四电阻R4的一端相连，所述第二三极管Q2的基极同时与所述第四电阻R4的另一端、所述第六电阻R6的一端相连，所述第二三极管Q2的发射极与第五电阻R5的一端相连； 所述第六电阻R6的另一端与同时与第七电阻R7、第八电阻R8、电流比较器UlB的第七脚、第十一电阻R11、电压比较器U2A的第一脚相连。
4.如权利要求1所述的安全栅电路，其特征在于，所述开关电路包括:第一MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻R5。
5.如权利要求4所述的安全栅电路，其特征在于， 所述第一 MOS管Ql的S极同时与所述第一电阻Rl的一端、第四电阻R4的一端、第二三极管Q2的集电极、第七电阻R7、电流比较器UlB的第八脚、电压比较器U2A的第八脚相连，所述第一MOS管Ql的G极同时与所述第二电阻R2的一端、所述第一电阻Rl的另一端相连，所述所述第一 MOS管Ql的D极与第十二电阻R12的一端相连； 所述第二电阻R2的另一端同时与所述第五电阻R5的一端、所述第二三极管Q2的发射极相连； 所述第五电阻R5的另一端接地。
6.如权利要求1所述的安全栅电路，其特征在于，所述电流比较电路包括:第三电阻R3、电流放大器U1A、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电容Cl、第八电阻R8、第七电阻R7、电流比较器UlB。
7.如权利要求6所述的安全栅电路，其特征在于， 所述第三电阻R3的一端与所述电流放大器UlA的第三脚相连，所述第三电阻R3的另一端接地； 所述电流放大器UlA的第一脚与同时与所述第九电阻R9的一端、电流比较器UlB的第六脚、第一电容Cl的负极相连，所述电流放大器UlA的第二脚同时与所述第九电阻R9的另一端、所述第十电阻RlO的一端相连； 所述第十电阻RlO的另一端接地； 所述电流比较器UlB的第五脚同时与电压比较器U2A的第三脚、第一二极管U3的阴极、第三电容C3的正极相连，所述电流比较器UlB的第八脚同时与所述第七电阻R7的一端、所述第十四电阻R14的一端、电压比较器U2A的第八脚相连，所述电流比较器UlB的第四脚接地，所述所述电流比较器UlB的第七脚同时与所述第七电阻R7的另一端、所述第八电阻R8的一端、第六电阻R6的另一端、第^ 电阻Rll的一端、电压比较器U2A的第一脚相连； 所述第八电阻R8的另一端与所述第一电容Cl的正极相连。
8.如权利要求1所述的安全栅电路，其特征在于，所述电压比较电路包括:第二电容C2、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、电压比较器U2A、第三电容C3、第一二极管U3、第十四电阻R14。
9.如权利要求8所述的安全栅电路，其特征在于， 所述电压比较器U2A的第二脚同时与所述第二电容的负极、所述第十二电阻R12的另一端、所述第十三电阻R13的一端相连，所述电压比较器U2A的第三脚同时与所述第三电容C3的正极、所述第一二极管U3的阴极、所述第十四电阻R14的另一端、电流比较器UlB的第五脚相连，所述电压比较器U2A第八脚与所述第十四电阻R14的一端相连、所述电压比较器U2A的第一脚与所述第十一电阻Rll的一端相连，所述电压比较器U2A的第四脚接地； 所述第三电容C3的负极接地； 所述第一二极管U3的阳极接地； 所述第十一电阻Rll的另一端与所述第二电容C2的一端相连； 所述第十三电阻R13的另一端接地。
10.一种照明装置，其特征在于，所述照明装置包括权利要求1-9任意一项所述的安全栅电路。
【文档编号】H02H3/20GK104184106SQ201310202607
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月28日 优先权日:2013年5月28日
【发明者】周明杰, 黄晓东 申请人:海洋王（东莞）照明科技有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司