[实用新型]矿用隔爆兼本安型大电流输出电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电源，具体是一种矿用隔爆兼本安型大电流输出电源。适用于将127V交流输入电压转化为最大电流1.4A、电压等级12V的直流输出，能满足煤矿井下工作面自动化系统中相应电气设备的供电要求。

背景技术

近年来，我国煤矿机械化、自动化程度日益提高，本安电源在矿井监控、通讯、信号、仪表和自动化系统中的应用也日益广泛。煤矿井下环境特殊，大功率电气设备多，要求供电电源能够在有瓦斯、煤尘等可燃性气体的危险环境下安全使用，提供足够的电流驱动。在煤矿井下工作面自动化系统中，很多大功率器件如电控液压支架电磁阀等需要大电流驱动。另一方面由于工作面煤尘更大，瓦斯浓度更高，环境更复杂，对电源的本安性要求严格，限制了本安电源电流输出能力的提高。目前国内的同类电源输出电流比较小，或是电流足够大却不能保证纹波足够小，不能满足井下大功率电气设备的要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种矿用隔爆兼本安型大电流输出电源，能在煤矿井下含瓦斯及煤尘较多的易燃易爆的环境中，为大功率设备提供足够的电流驱动，弥补现有技术的不足。

本实用新型是以如下技术方案实现的：一种矿用隔爆兼本安型大电流输出电源，其特征在于：由依次连接的AC/DC模块U1、两级限流保护电路U2和两级过压保护电路U3组成；AC/DC模块U1将输入的127V交流电压转换成20V左右的直流电压，经过二级稳压限流保护电路U2，消除输入电压纹波，使输出的电压稳定并且可调节，同时限制输出电流的最大值，使输出电流满足ib等级的本安特性；二级过压保护电路U3形成12.7V的过压保护，保证电源具有ib等级的本质安全特性；整个电路安装在一个符合煤矿井下安全规范的密闭的壳体内。

工作原理是：外接电源先经过AC/DC模块将输入的交流电转换为直流电，输入LM723稳压限流电路中输出电压幅值受R1和R2控制，输出电流由经达林顿功率管BDX53提供，最大电流受Rsc电阻限制。分析LM723芯片原理图可以知道，ILIM和ISEN分别接在LM723内部三极管的基极和射极，当电流比较小，两端口之间的电压未达到导通电压时，电流可直接通过，当电流逐渐增大，两端口之间的压降也逐渐增大，当其达到发射结导通压降(范围在(0.6～0.7)V，典型值0.65V)，LM723内部的三极管导通，这样两端口之间的电压一直稳定在0.65V，输出电流Io＝Vref/Rsc，由于Vref和Rsc一定，所以电流也保持稳定，这样就实现了限流。这样通过对Rsc的选取，就可以实现大电流的输出。输出电压的表达式为Uo＝Uref*(1+R1-2/R1-V)，其中，Uref为LM723内部参考电压，范围在(6.8-7.5)V，典型值7.15V。在过压保护电路中，正常情况下，LM723输出12V电压，此时稳压管和晶体管均截止，12V电压直接输出供给负载；当输出大于12V小于12.7V时，稳压管z导通，因为得不到足够的发射结偏置电压而不导通，因此LM723输出电压也直接供给负载；当LM723输出超过12.7V时，稳压管z导通，发射级导通，形成12.7V的过压保护。

本实用新型的积极效果是：矿用隔爆兼本安型大电流输出电源，是基于线性调压，过流、过压保护于一体的设备，能满足工作面自动化系统中电气设备的供电需求，为减少安全事故、降低人员伤亡、提高危险环境下设备的使用效率、有效性提供必要的保障。对其他工控系统如：电力系统、电网设备监控、石油化工系统的不间断电源具有借鉴意义。前景广阔，发展潜力巨大。

附图说明：

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是原理框图；

图2是电路原理图。

图中：

U1：AC/DC模块，主要用于交流电压转换为直流电压。

U2：双稳压限流电路，电路的核心部分，包括稳压芯片LM723和与其相连的达林顿功率管BDX532，限制电流的最大值同时稳定电压输出。

U3：双过压保护电路，包括两个稳压管Z1、Z2以及与其相连的两个达林顿功率管BDX532，保证输出电压不超过12.7V。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步说明：