一种矿用直流本质安全电源电路的制作方法

本实用新型属于电子技术领域，具体涉及一种电源电路。

背景技术：

煤炭工业是我国非常重要的基础产业，建设高产、高效、安全的现代化矿井技术,就离不开高可靠的电源技术。在特殊的煤矿行业，本安防爆技术也就应运而生。

本安防爆技术是当今世界上使用最广泛的技术之一，大量应用于矿山、化工、冶金、石油等领域中，为确保人员和设备的安全，防爆技术越来越重要，形成一系列的行业、国家和国际标准，并随着技术的发展而深入。当今采矿设备，最常见的形式是本安防爆型、隔爆型和增安型。由于电子技术的不断提高和进步，本安防爆技术具有更广泛的推广和应用。特别是由于本质安全型（简称本安型）与其它形式的防爆形式相比，不仅具有结构非常简单，应用范围特别广，而且具有操作十分简单，维护十分方便等优点，因此这种通过抑制点火源能量为防爆手段的本安型防爆技术已被制造商和用户广泛关注。

本安电源即本质安全电源，这种电源在正常工作和故障状态下，其输出的最高电压、最大电流均具有本安性能。本安性能指本质安全电源电路在标准规定条件(包括正常工作和标准规定的故障条件)下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境。

矿用本质安全型电路和相关的设备，主要用于矿山通讯、安防监控和报警系统。本质安全电路及设备的防爆原理是：通过规定电气设备电路中的各种电气参数或者采用必要的保护措施来控制电路出现故障时产生的电火花能量和热能，从而实现电气设备防爆。

由于本质安全型电气设备电路本身被认为是安全的，电路产生的放电火花、电弧以及热能均不能点燃电路周围环境中的爆炸性混合物，所以本质安全电路及设备在使用过程中，具有安全程度高、体积小、重量轻、安装简单、维护方便、制造成本低等优点，更重要的是可以应用在易燃、易爆等危险工作环境中，目前本质安全电路及设备已经成为不可缺少的安全设备。

以往的本安电源往往采用较多的分立元件，且一般都用线性电源的方式，往往电路复杂，伴随着新型电子元器件的发展，一些本安电源已经不能很好的满足现在的需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电路结构简单的新型矿用直流本质安全电源电路。

本实用新型的技术方案如下：

一种矿用直流本质安全电源电路，包括稳压电源电路和过流过压保护电路，稳压电源电路包括桥式整流电路、滤波电路、可调电压输出电路，过流过压保护电路包括高压保护电路，三极管反相电路，555计时电路和第一MOS电路, 桥式整流电路包括四个二极管，滤波电路包括滤波电容C1、滤波电容C2，高压保护电路包括电流监测芯片、第三电阻R3和变阻器W1，第三电阻R3的两端均与电流监测芯片连接，所述变阻器W1的一端下方引脚连接电流监测芯片，另一端下方引脚接地，上方引脚接接地电容C10的一端，接地电容C10的另一端接地。

可调电压输出电路包括第三电容C3、第五二极管D5、第四电容C4、第一电感L1，第一电阻R1和第二电阻R2，经整流滤波后的电流接可调电压输出芯片的IN端，IN端同时通过第三电容C3接地，可调电压输出芯片的OUT端接第五二极管D5正极后接地，并通过第一电感L1接+12V直流电源，此直流电源分别通过第四电容C4、第一电阻R1第二电阻R2接地，可调电压输出芯片的FB端接于第一电阻R1和第二电阻R2组成的分压电路上，可调电压输出芯片各引脚单点接地。

三极管反相电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、第一NPN三极管Q1和第二NPN三极管Q2，电流监测芯片ZXCT1009输出端接第一NPN三极管Q1的基集，第一NPN三极管Q1的集电极与第五电阻R5、第二NPN三极管Q2的集电极相连，并接入555芯片的低触发端TR，第五电阻R5的另一端接场效应管IRF7424，第一NPN三极管Q1及第二NPN三极管Q2的发射极接地，第二NPN三极管Q2的基集接第一稳压管DW1阴极。

555计时电路包括第五电容C5、第六电阻R6、第七电阻R7和第六电容C6，555计时器芯片R端接+12V直流电源，CV端接第五电容R5，输出端VOUT通过第六电阻R6与场效应管IRF7424芯片相连，DC端通过第七电阻R7与+12V直流电源相连，并和TH端一同与第六电容C6集电极相连，用做定时器时电容的放电。

第一MOS电路包括场效应管IRF7424芯片、第八电阻R8、第九电阻R9、第二稳压管DW2、第三稳压管DW3，输入电压通过第三电阻R3与场效应管IRF7424芯片相连，场效应管IRF7424芯片通过第八电阻R8和第九电阻R9接地，第八电阻R8、第九电阻R9中点与第一稳压管DW1阳极相连，场效应管IRF7424接直流电源并分别与第二稳压管DW2、第三稳压管DW3相连。

本实用新型的本质安全电源电路使用可调电压输出电路不仅可以提高稳压电源的工作效率，减少能源损耗，减少对电路的热损害，而且可减少外部交流电压大幅波动对电路的干扰，同时可降低经电源窜入的高频干扰，通过555计时器构成单稳态触发电路，即在未加触发信号之前，触发器处于稳定状态，经触发后，触发器由稳定状态翻转为暂稳状态，暂稳状态保持一段时间后，又会自动翻转回原来的稳定状态。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型稳压电源电路的原理图。

图3是本实用新型过流过压保护电路的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

如图1，一种矿用直流本质安全电源电路，包括稳压电源电路和过流过压保护电路，过流过压保护电路包括两级过压和两级过流的电路，后级的过压过流保护电路同前级。

如图2、3所示，稳压电源电路包括桥式整流电路100、滤波电路200、可调电压输出电路300、过流过压保护电路包括高压保护电路400，三极管反相电路500，555计时电路600和第一MOS电路700, 整流电路得到的电流通过输出端与高压保护电路500的输入端相连，控制电流监测芯片ZXCT1009的输出。

桥式整流电路100包括四个二极管，滤波电路200包括滤波电容C1、滤波电容C2，高压保护电路包括电流监测芯片ZXCT1009、第三电阻R3和变阻器W1，第三电阻R3的两端均与电流监测芯片ZXCT1009连接，所述变阻器W1的一端下方引脚连接电流监测芯片ZXCT1009，另一端下方引脚接地，上方引脚接接地电容C10的一端，接地电容C10的另一端接地。

三极管反相电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、第一NPN三极管Q1和第二NPN三极管Q2，电流监测芯片ZXCT1009输出端接第一NPN三极管Q1的基集，第一NPN三极管Q1的集电极与第五电阻R5、第二NPN三极管Q2的集电极相连，并接入555芯片的低触发端TR，第五电阻R5的另一端接场效应管IRF7424，第一NPN三极管Q1及第二NPN三极管Q2的发射极接地，第二NPN三极管Q2的基集接第一稳压管DW1阴极。

555计时电路包括第五电容C5、第六电阻R6、第七电阻R7和第六电容C6，555计时器芯片R端接+12V直流电源，CV端接第五电容R5，输出端VOUT通过第六电阻R6与场效应管IRF7424芯片相连，DC端通过第七电阻R7与+12V直流电源相连，并和TH端一同与第六电容C6集电极相连，用做定时器时电容的放电。

第一MOS电路包括场效应管IRF7424芯片、第八电阻R8、第九电阻R9、第二稳压管DW2、第三稳压管DW3，输入电压通过第三电阻R3与场效应管IRF7424芯片相连，场效应管IRF7424芯片通过第八电阻R8和第九电阻R9接地，第八电阻R8、第九电阻R9中点与第一稳压管DW1阳极相连，场效应管IRF7424接直流电源并分别与第二稳压管DW2、第三稳压管DW3相连。

通过桥式整流电路可得全波直流电，经过滤波电容C1、C2滤波后得到相对稳定的直流电，高压保护电路的LM2576-ADJ芯片的IN端口接第三电容C3以减小输入瞬态电压和给调节器提供开关电流，OUT端接的第五二极管D5为肖特基二极管，二极管阳极接地，且OUT接入的电感应为100uF，经分压电阻后进入输出端。可调电压输出电路300包括LM2576开关稳压电路，不仅可以提高稳压电源的工作效率，减少能源损耗，减少对电路的热损害，而且可减少外部交流电压大幅波动对电路的干扰，同时可降低经电源窜入的高频干扰。

通过改变变阻器W1引入的电阻值可改变电流监测芯片ZXCT1009输出的电压值，输出的高低电平可控制第一NPN三极管Q1的通断。此电路在异常状态下系统电压上升时，通过使用稳压管可以保证电流监测芯片ZXCT1009的供电电压不会超过其最高电压，从而起到保护作用。

555计时器芯片R端（4接口）接+12V直流电源，使时基电路处于工作状态，此时若电流监测芯片ZXCT1009输出电压为高电平，第一NPN三极管Q1发射极接地，第一NPN三极管Q1导通，输出转为低电平输入555计时器TR端，则OUT端口输出高电平，若电流监测芯片ZXCT1009输出电压为低电平至第一NPN三极管Q1基集，其发射极接地为低电平，所以第一NPN三极管Q1截止，输出高电平，因TH端口接高电平，而第六电容C6充电，则OUT端输出低电平，CV端串入第五电容C5以防引入干扰，555计时器芯片在此电路中构成单稳态触发电路，即在未加触发信号之前，触发器处于稳定状态，经触发后，触发器由稳定状态翻转为暂稳状态，暂稳状态保持一段时间后，又会自动翻转回原来的稳定状态。

第一稳压管DW1阳极与第二NPN三极管Q2基集相连，可控制第二NPN三极管Q2的通断，若第八电阻R8、第九电阻R9反馈得分压过大，第一稳压管DW1反相击穿，使第二NPN三极管Q2导通，输出低电平。