[发明专利]一种低压大功率安全栅的自恢复截止型保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子产品，尤其是涉及一种连接在安全环境的非本安型输出的电源或电子产品与危险环境的本安设备之间的低压大功率安全栅的自恢复截止型保护电路。 

背景技术

非本质安全型电路与工作于煤矿、石化等危险环境的本质安全型电路连接时，由于其输出的电压、电流等信号可能会很大，超出了本质安全范围，如果直接连接到本质安全型电路，引起的故障火花可能引爆危险环境的易燃易爆气体或混合物。因此，为了使非本质安全型电路能够安全地应用于危险型环境中，就必须在它和危险环境的本质安全电路之间引入大功率安全栅，将故障火花能量限制到一定范围内。 

目前常用的安全栅主要由电阻、稳压管及晶体管组成限流、限压电路。最初的安全栅仅采用限流电阻和齐纳二极管构成；在非本质安全的输入电源和输出端之间串入电阻，用以限制最大输出电流；输出端并接齐纳二极管用以限制最大输出电压，但由于受功耗、发热及齐纳二极管本身的限制，通常输出电流较小，输出电压较低，只适用于低功率的负载。为了减小损耗、提高输出功率，研究人员开始采用电阻、稳压管及晶体管构成安全栅，但由于晶体管工作在线性区，其输出功率的进一步提高也受到约束。所以，需要设计一个既不影响大功率电能的正常传输，又能将故障能量限制在一个足够小的范围内的大功率安全栅，以满足危险环境对电气设备的防爆要求。据统计，目前我国的各类型煤矿约有2.6万个，其中大、中型煤矿3000多个，关键问题是没有广泛采用监测、监控系统，存在很多安全隐患，而 每一台监测、监控系统至少需要一台本质安全型的开关电源，设备改进迫在眉睫。因此，设计适用于危险性环境的本安型开关电源的低压大功率安全栅具有重要意义。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种低压大功率安全栅的自恢复截止型保护电路，其结构简单，设计新颖合理，实现方便，功率损耗小，输出功率大，不影响大功率电能的正常传输，满足本安输出的要求，且容许输出较大的本安电流，满足危险环境对电气设备的防爆要求，应用范围广，推广应用价值高。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种低压大功率安全栅的自恢复截止型保护电路，接在非本安输入电路和负载之间，其特征在于：包括接在非本安输入电路和负载之间并用于控制电路开通或关断的功率开关电路、与功率开关电路相接并用于实时检测电路中电流大小的电流检测电路、与电流检测电路相接并用于判定是否出现了过流或短路现象的过流及短路判定电路、与过流及短路判定电路相接并用于在过流或短路现象发生时输出关断脉冲信号的关断脉冲输出电路和与关断脉冲输出电路相接并用于控制功率开关电路开通或关断的驱动电路，所述过流及短路判定电路的输入端接并用于为过流或短路判定电路提供判定基准的基准电路，所述基准电路与非本安输入电路相接，所述驱动电路包括用于在功率开关电路关断后使功率开关电路重新自动恢复开通的振荡电路，所述功率开关电路与驱动电路的输出端相接。 

上述的一种低压大功率安全栅的自恢复截止型保护电路，其特征在于：所述基准电路包括稳压管ZD1、电容C2和电阻R4，所述电阻R4一端与非本安输入电路的正极输出端相接，所述电阻R4的另一端和稳压管ZD1的阳极均与过流及短路判定电路的输入端相接，所述稳压管ZD1的阴极接地，所述电容C2与稳压管ZD1并联。 

上述的一种低压大功率安全栅的自恢复截止型保护电路，其特征在于：所述过流及短路判定电路包括电阻R5和电阻R6，所述电阻R5的一端与非本安输入电路的负极输出端相接，所述电阻R6的一端为过流及短路判定电路的输入端，所述电阻R5的另一端与电阻R6的另一端相接且为过流及短路判定电路的输出端。 

上述的一种低压大功率安全栅的自恢复截止型保护电路，其特征在于：所述电流检测电路包括电阻R7，所述电阻R7的一端与功率开关电路的负极输出端相接且接地，所述电阻R7的另一端与电阻R5的一端相接。 

上述的一种低压大功率安全栅的自恢复截止型保护电路，其特征在于：所述关断脉冲输出电路包括比较器U1，所述比较器U1的电源输入端与稳压管ZD1的阳极相接，所述比较器U1的同相输入端与过流及短路判定电路的输出端相接，所述比较器U1的反相输入端和接地端均接地，所述比较器U1的输出端为关断脉冲输出电路的输出端。