[实用新型]一种本安型大功率开关变换器输出短路保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种本安型开关变换器输出短路保护装置，尤其是一种适用于在瓦斯、煤尘等爆炸危险环境使用的本安型大功率开关变换器输出短路保护装置。

背景技术

本质安全型电源是在煤矿、石油、化工等危险环境中各种各样的本安型设备使用的。所谓本质安全型，是防爆型式的一种，由国标GB3836.4规范。本质安全型电路的设计，就是把负载或规定的电路部位短路时产生的电火花的能量限制在一定范围内。除必须符合GB3836.4标准要求外，还须通过国家指定的防爆检验检测机构进行的本安电路火花点燃实验。

由于开关电源的体积小、效率高等一系列优点，本安电源由线性电源向开关电源发展是必然的趋势，而开关变换器是开关电源的核心部件。目前国内本质安全开关电源的最大输出功率一般在18W左右。传统的保护设计通常有恒流型、减流型方式，但是该两种方式存在保护是功耗大等缺点；目前比较先进的保护方式为截流型方式，但是该方式需要自恢复，且通常截止时间较大，限制了本安电源功率的提高。本安电源在煤矿等防爆场合使用的最为广泛，这形成了目前本安电源的最大输出功率的瓶颈，不能突破这一功率瓶颈，则无法适应设备对提高本安电源输出容量的要求。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、安全可靠的本安型大功率开关变换器输出短路保护装置。

技术方案：本实用新型的本安型大功率开关变换器输出短路保护装置，包括与检测电路相连的输入信号接头、软启动电路、快速关断电路和开关管，输入信号接头分别与软启动电路和快速关断电路的输入端连接，软启动电路和快速关断电路的输出端分别与开关管连接；所述软启动电路包括电阻R1、双极结型三极管V1、电容C1，双极结型三极管V1的引脚1与引脚2之间串联电阻R1，双极结型三极管V1的引脚1与引脚3之间串联电容C1，双极结型三极管V1的引脚3接地；所述快速关断电路包括电阻R2和双极结型三极管V2，双极结型三极管V2的引脚1与引脚2之间串联电阻R1和电阻R2，双极结型三极管V2的引脚3接地，双极结型三极管V2的引脚1与开关管Q1的触发端连接，开关管Q1的源极接输入端IN，漏极接输出端OUT。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本实用新型可以使矿用本安电源在输出端短路的情况下，能够实现在5us的短时间内快速关断输出开关管Q1，并且实现开关管Q1的软启动。开关管Q1快速关断，使得输出电流也快速被切断，降低了短路点释放的能量，从而提高本安电源的功率；软启动可使开关管Q1缓慢开通，减小电流冲击，从而提高本安电源的安全性能。此外该方案易于实现双重保护，符合国家标准的相关要求。

附图说明

图1是本实用新型的保护电路结构框图。

图2是本实用新型的保护电路原理图。

图3是本实用新型的实例框图。

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的描述：

如图1所示，本实用新型的本安型大功率开关变换器输出短路保护装置，包括输入信号接头、软启动电路、快速关断电路和开关管，输入信号接头分别与软启动电路和快速关断电路的输入端连接，软启动电路和快速关断电路的输出端分别与开关管的输入端连接。

如图2所示，软启动电路包括电阻R1、双极结型三极管V1、电容C1，双极结型三极管V1的引脚1与引脚2之间串联有电阻R1，双极结型三极管V1的引脚1与引脚3之间串联有电容C1，双极结型三极管V1的引脚3接地；快速关断电路包括电阻R2和双极结型三极管V2，双极结型三极管V2的引脚1与引脚2之间串联电阻R1和电阻R2，引脚3接地，双极结型三极管V2的引脚1还与开关管Q1的触发端连接，开关管Q1的源极接输入端IN，漏极接输出端OUT。

如图3所示，将开关管Q1串联在开关变换器的输出端，检测电路将检测到的变换器输出电流送到由软启动电路和快速关断电路组成的电流驱动端，从而对开关管Q1实现软启动和快速关断。