[实用新型]本质安全型蓄电池

说明书

本实用新型涉及一种本质安全型蓄电池，适合作为含有爆炸性混合物环境中各类矿灯和仪器的安全型直流电源。

蓄电池如铅酸蓄电池或镍镉蓄电池等，由于其内阻极小，短路电流极大，可达几十安培，一般不允许直接在矿井等含有爆炸性混合物环境中使用，以免发生燃爆等危险。传统的处理方法是在蓄电池或电池的输出端埋封限流电阻，使之满足安全要求，但其主要缺点是电阻降压能源损失大、电源效率低、电源负载特性恶化，限流电阻的容量偏大等，以矿灯蓄电池为例，如采用传统方法，应埋封1Ω阻值的限流电阻，额定功耗应为36W，电能损失达14％。

本实用新型的目的是将各种非安全型矿灯蓄电池或电池改造为本质安全型蓄电池或电池。

本实用新型提出的本质安全型蓄电池是在已有蓄电池内连接本质安全装置，本质安全装置由超低压降电子开关快速短路保护电路，反馈启动电路，过载限流电路和反向充电及限流断路电路构成。

超低压降电子开关快速短路保护电路由三极管T₁、电阻R₈、三极管T₃、电阻R₆、R₇、R₄、稳压二极管D₃构成，其中开关管T₁是由两个以上三极管并联构成，旨在降低开关压降。电路的连接关系是：三极管T₁和发射极e₁经熔断丝FS接蓄电池正极、其集电极C₁接负载的正极，电阻R₈的一端接T₁的发射极e₁，另一端接T₁的基极b₁，三极管T₂的发射极e₂接三极管T₁的基极b₁，其集电极C₂经负载电阻R₈接负载负极，其基极b₂经基极电阻R₁和恒流二极管D₄接到三极管T₃的集电极C₃；三极管T₃的发射极e₃接负载负极，电阻R₄一端接负载正极，另一端接在三极管T₃基极电阻R₆和R₇之间，电阻R₇经稳压二极管D₃接负载负极。该电路的工作原理是取经电阻分压后的负载电压作为三极管T₃控制偏压，经驱动管T₂控制开关管T₁，一旦负载发生短路，负载电压为零，T₃失去足够的导通偏压即行截止，致使T₁、T₂完全关断，起到短路快速保护作用，此外，由于开关管T₁是由两个以上的三极管并联构成，如果蓄电池供给1A负载电流时，则T₁的开关压降可减小到60mV以下，开关损耗仅为几十毫瓦，因为无需作散热处理。电阻R₈可减小T₁穿透电流的影响。

反馈启动电路由三极管T₃及其基极偏压电路构成，R₅、D₃和R₇组成一路几乎不受电源电压波动影响的稳定偏置；R₃和R₄组成一路常偏置，这路偏置又反映负载电压的变动，两路偏置混合后经R₆对T₃加载，完成电路在负载非短路状态下的电路启动功能。

过载限流电路由T₂和D₄组成，D₄是恒流二极管，连接在三极管T₂的基极b₂与三极管T₃的集电极C₃之间，使T₂偏流相对恒定，使T₁供给受到限制的负载电流。

反向充电及限流断路电路由二极管D₁、D₂和熔断丝FS构成，两个二极管D₁和D₂串连连接，其正极接负载正极，其负极经一熔断丝接蓄电池正极。