[发明专利]一种具有本质安全模块的开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及具有短路火花小和多种保护的本质安全模块开关电源。

背景技术

开关电源作为各类电子和电气产品中的部件，一般配置在电气产品设备之中，做为产品的一部分，为给其他设备供电的必需单元，也可制作成为单个独立产品。

这里所述的本质安全模块开关电源，是用在油田矿山防爆设备和其它对火花试验有高要求的安全设备中的供电电源。

目前，其现有技术的防爆类本质安全电源领域，多用的是工频变压器变压后做整流和滤波，再进行线性调节单元到后面做个电流限制电路就完成了电路要求。这种电路的不足：电路体积很大，效率低下发热严重，输出限流采用电感限流，重量大，会产生大很大线路压降和反电势。因此电路在做大功率电源方面没有任何优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有短路火花小和多种保护的本质安全模块的开关电源，用于油田矿山和化工防暴设备等场合，在输出短路时产生的火花小和具有多种多重保护，不易引燃瓦斯等可燃气体。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：1)、本开关电源包括交直流输入、输入EMI滤波器、输入整流滤波电路、DC-DC变换电路、IC2反馈控制，双重稳压恒流电路，输出过压保护电路、IC1PWM功率限制、DC-DC变换电路、输出整流滤波电路、输出电子开关、IC2反馈控制，双重稳压恒流电路，输出过压保护电路、输出端功率保护；2)、电源输出端安装有短路检测电子开关，当电源短路时，电子开关断开截至输出，从而达到短路电流很小、短路火花很小的目的；3)、电源板调试完成后，安装在设计好的铝制机壳里，并在机壳里用专用的硅橡胶填充满已达到散热、固定以及防爆的目的。4)、输出端引脚焊接和引线两种方式，由客户自由选择。

本发明的有益效果：本技术方案的短路火花极小和多种保护的本质安全模块电源，与原有的供电电源相比，电路体积很小、效率高、发热少、输出限流不用电感限流，重量减小很多，并不会产生反电势，电源输出功率可以做大，输出纹波极低。绝缘硅胶填充增加了可靠性，电路简捷生产方便，具有一定的经济效益。

以下结合附图和实施案例对本发明作比较详细地说明。

附图说明

图1为本发明的电源电路工作原理框图；

图2为本发明的一个具体实施案例电路原理结构图；

图3为本发明一种实施案例的结构安装示意图。

具体实施方式

参照图1，这是本发明的电路工作原理框图。

如图所示，本电源包括交直流输入1、输入EMI滤波器2、输入整流滤波电路3、DC-DC变换电路4、IC2反馈控制5，双重稳压恒流电路6，输出过压保护电路7、PWMIC1功率限制8、输出整流滤波电路9、输出电子开关10、输出端功率保护11。

根据本电源产品方框图得知，输入端AC或DC电压输入1后，采用了MEI滤波器2以及群脉冲、浪涌抑制对抗组件，对外界的干扰有很高抗扰能力；经过EMI滤波器滤波2后，送到电源的全桥整流器3中，在经过滤波得到较为稳定的直流电压，送给DC-DC变换器4，IC1提供PWM8调制方波，控制脉宽信号驱动MOS管推动变压器工作，完成DC-DC变换器4的降压系统工作，从变换器出来后的低压方波，经过次级的整流滤波器9后变为所需要的直流电压，为了达到稳定可靠的稳压效果，IC2反馈控制5和N6，R39，R40，R41等提供了双重稳压电路6，经过反馈回路5反馈给IC1形成闭环的电压脉宽调制回路8，实现了控制到每个脉宽宽度的稳压控制方式；同时IC2 5和N4，R22，R23，R25形成了双恒流稳流电路6，同样经过反馈回路反馈给IC1形成闭环的电流脉宽调制回路8，实现了控制到每个脉宽宽度的稳流控制方式。此两种反馈控制即为逐脉宽控制方式。经过双重控制后的电路，实现了非常可靠的电压电流稳定模式，是本质安全电源的基本电路保证，在任何一个控制实效的条件下另外一个控制回路会无间隙的接续控制从而使得电源的无失效概率得到几何倍数的提高。通过以上双重控制后的电压在送到输出电子开关电路中，此电路通过R1，R3，P1，P2，R4，R16等电子元件构成电子开关，当输出电流超过额定的值时，电子开关打开，输出截至，输出端口没有电压同时也是实现没有电流流出，此电路在短路发生的瞬间就可关闭输出电流，从而短路产生的火花会非常小，没有足够的能量点燃危险性气体或其它化学物品，从而实现了本质安全和防爆的电源要求特征。

参照图2，这是本发明的一个具体实施案例电路原理结构图。