专利名称：一种低功耗本质安全栅的制作方法
技术领域：
:本实用新型涉及一种低功耗、高可靠性、本质安全栅电路，主要解决本安设备的本质安全供电，实现电气防爆。可广泛应用于有爆炸危险的环境中的安全供电设备，如煤矿井下的本安设备等。
技术背景:本质安全技术通过限制电气设备电路的各种参数或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现电气防爆
实用新型内容
:本实用新型提供了一种低功耗本质安全栅电路，该本质安全栅电路从提高电路的可靠性和降低电路自身功耗两个方面入手设计，在传统的本质安全栅双重过压、过流保护基础上，在本质安全栅电路输入端又增加了升压式开关稳压电源电路、保险电路、工作回路中电子开关、稳压电源执行器件采用了 PNP型功率三极管，从而降低了本质安全栅电路功耗，并且提高了在爆炸危险的环境中使用的安全可靠性。本实用新型一种低功耗本质安全栅的结构特点如下:电路输入端接一升压式开关稳压电源(I)，升压式开关稳压电源(I)输出端正极接保险电路(4)中保险管F和二极管TlO正极连接点，保险电路(4)中保险管F和绿色发光二极管正极连接点接电子开关电路(10)中PNP型功率三极管S7发射极，S7集电极接稳压电路⑵中PNP型功率三极管S6发射极，S6集电极接电流采样电阻R17 —端，并与双重过流保护采样电路(3)中第一级过流保护采样电路(6)和第二级过流保护采样电路(7)中的电阻R4、R6 一端连接，电流采样电阻R17的另一端与稳压电路(2)输出端分压电阻RlO连接，并与第一级过流保护采样电路(6)和第二级过流保护采样电路(7)中的稳压二级管T9、T5正极连接，稳压电路(2)输出端与双重过压保护采样电路(5)中第一级过压保护采样电路⑶和第二级过压保护采样电路(9)中的稳压二级管T7、T8正极连接，第一级过压保护采样电路(8)输出端，经R12另一端与单向可控硅Tl触发极连接，第二级过压保护采样电路(9)输出端，经R14另一端与单向可控硅T2触发极连接。所述双重过流保护采样电路(3)和稳压电路(2)构成过流保护安全栅。通过第一级过流保护采样电路(6)和第二级过流保护采样电路(7)中的NPN型三极管S1、S4集电极与稳压电路(2)中的NPN型三极管S5基极连接，控制PNP型功率三极管S6，实现过流保护。所述双重过压保护采样电路(5)和电子开关电路(10)构成过压保护安全栅。通过第一级、第二级过压保护采样电路输出的采样信号，触发可控硅Tl或T2，通过控制T3 (TL431)控制PNP型功率三极管S7，实现过压保护。本实用新型一种低功耗本质安全栅的结构特点也在于:电路设计输入电压低于输出电压，经升压式开关稳压电源⑴升到电路工作电压，如果升压式开关稳压电源(I)故障，输出电压降到输入电压值，从而保障了本质安全栅电源输出的安全性。电路设计中设计了保险电路(4)，如果过流保护安全栅故障，保险管F熔断，从而保障了本质安全栅电源输出的安全性。绿色发光二极管亮说明保险管F工作正常，红色发光二极管亮说明保险管F熔断。电路设计中设置的稳压电路(2)、电子开关电路(10)执行器件采用了 PNP型功率三极管S6、S7设计，电路工作中S6、S7上的管压降加上电流采样电阻R17上的压降不大于IV0与已有技术相比，本实用新型所述的一种低功耗本质安全栅的有益效果是:一、增加了安全性1.电路在设置了双重过压保护安全栅和双重过流保护安全栅的基础上又设置了保险电路(4)。因此又增加了一级安全保护。2.电路输入电压低于输出电压，经升压式开关稳压电源⑴升到电路工作电压，如果升压式开关稳压电源(I)故障，输出电压降到输入电压值，保障了本质安全栅电源输出的安全性。二、提高了可靠性1.电路采用双重稳压电路设计，且输入端设置了升压式开关稳压电源(1)，输出端设置了串联式稳压电路(2)，更提高了电路工作的可靠性。2.电流采样电阻R17设置在稳压电路(2)输出端分压电阻RlO前端，保障了本质安全栅输出电压的稳定性。三、降低了电路功耗1.电路设计中设置的稳压电路(2)、电子开关电路(10)执行器件采用了 PNP型功率三极管S6、S7设计，电路工作中S6、S7上的管压降加上电流采样电阻R17上的压降不大于IV。2.电路输入端设置的升压式开关稳压电源(I)效率在90%以上，从而降低了电路整体功耗。
:图1为本实用新型的结构示意图图中标号:1升压式开关稳压电源；2稳压电路；3双重过流保护采样电路；4保险电路；5双重过压保护采样电路；6第一级过流保护采样电路；7第二级过流保护采样电路；8第一级过压保护采样电路；9第二级过压保护采样电路；10电子开关电路。
具体实施方式
:本实用新型提供一种低功耗本质安全栅电路，其特征是在电路输入端接一升压式开关稳压电源(I)，升压式开关稳压电源⑴输出端正极接保险电路⑷中保险管F和二极管TlO正极连接点，所述升压式开关稳压电源(I)效率在90%以上，能有效提升工作效率降低电路整体功耗，并且在电路输入电压低于输出电压，经升压式开关稳压电源(I)升到电路工作电压，如果升压式开关稳压电源(1)(出现或者发生)故障，(则)输出电压降到输入电压值，(从而)保障了本质安全栅电源输出的安全性。在所述开关电源升压电路⑴与稳压电路⑵之间设置的一个保险电路⑷，所述保险电路(4)由红，绿发光二极管、二极管T10、保险管F和电阻R18组成，所述保险电路(4)中保险管F和二极管TlO相连接于升压式开关稳压电源(I)正输出端，所述保险电路
(4)中保险管F和绿发光二极管正极连接点接电子开关电路(10)中PNP型功率三极管S7发射极，绿发光二极管与红发光二极管负极相连串接R18接地。如果过流保护安全栅故障，保险管F熔断，从而保障了本质安全栅电源输出的安全性。绿发光二极管亮说明保险管F工作正常，红发光二极管亮说明保险管F熔断，起到监视电路的作用。所述电子开关电路(10)由中PNP型功率三极管S7、电阻Rl和R2，可控硅Tl T3和电解电容Cl或C2组成。PNP型功率三极管S7发射极与保险电路⑷中保险管F相连接，S7集电极接稳压电路(2)中PNP型功率三极管S6发射极，第一级过压保护采样电路
(8)输出端，经R12另一端与单向可控硅Tl触发极连接，第二级过压保护采样电路(9)输出端，经R14另一端与单向可控硅T2触发极连接。通过第一级、第二级过压保护采样电路输出的采样信号，触发可控硅Tl或T2 ;通过控制T3(TL431)控制PNP型功率三极管S7，实现电子开关保护。所述稳压电路⑵由PNP型功率三极管S3和S6，NPN型功率三极管S4和S5，电阻R6 R11，电阻R16和R17，稳压管T4和T5及可控硅T6组成。所述稳压电路(2)输入端正极接电子开关电路(10)中PNP型功率三极管S7集电极，所述稳压电路⑵输出端正极与双重过压保护采样电路(5)中第一级过压保护采样电路(8)和第二级过压保护采样电路(9)中的稳压二级管17、T8正极连接，实现稳压功能。所述双重过流保护采样电路(3)和稳压电路(2)构成过流保护安全栅。通过第一级过流保护采样电路(6)和第二级过流保护采样电路(7)中的NPN型三极管S1、S4集电极与稳压电路(2)中的NPN型三极管S5基极连接，控制PNP型功率三极管S6，实现过流保护。所述双重过压保护采样电路(5)和电子开关电路(10)构成过压保护安全栅。通过第一级、第二级过压保护采样电路输出的采样信号，触发可控硅Tl或T2，通过控制T3 (TL431)控制PNP型功率三极管S7，实现过压保护。本实用新型一种低功耗本质安全栅电路，是从提高电路的安全可靠和降低电路自身功耗两个方面来入手设计，是在传统的本质安全栅双重过压、过流保护基础上，在本质安全栅电路输入端又增加了升压式开关稳压电源电一保险电路，工作回路中电子开关电路，稳压电路，电路执行器件采用了 PNP型功率三极管，即使在电路电压很低时依然可以稳定输出，从而降低了本质安全栅电路功耗，提高了安全可靠性。本实用新型一种低功耗本质安全栅电路，主要解决设备的本质安全供电，实现电气防爆，可广泛应用于有爆炸危险的环境中的安全供电设备，如煤矿井下的本安设备等。
权利要求1.本实用新型一种低功耗本质安全栅，其结构特点是:电路输入端接一升压式开关稳压电源(I)，升压式开关稳压电源(I)输出端正极接保险电路(4)中保险管F和二极管TlO正极连接点，保险电路(4)中保险管F和绿色发光二极管正极连接点接电子开关电路(10)中PNP型功率三极管S7发射极，S7集电极接稳压电路⑵中PNP型功率三极管S6发射极，S6集电极接电流采样电阻R17—端，并与双重过流保护采样电路(3)中第一级过流保护采样电路(6)和第二级过流保护采样电路(7)中的电阻R4、R6—端连接，电流采样电阻R17的另一端与稳压电路(2)输出端分压电阻RlO连接，并与第一级过流保护采样电路(6)和第二级过流保护采样电路(7)中的稳压二级管T9、T5正极连接，稳压电路(2)输出端与双重过压保护采样电路(5)中第一级过压保护采样电路(8)和第二级过压保护采样电路(9)中的稳压二级管I7、T8正极连接，第一级过压保护采样电路(8)输出端，经R12另一端与单向可控硅Tl触发极连接，第二级过压保护采样电路(9)输出端，经R14另一端与单向可控硅T2触发极连接； 所述双重过流保护采样电路(3)和稳压电路(2)构成过流保护安全栅；通过第一级过流保护采样电路(6)和第二级过流保护采样电路(7)中的NPN型三极管S1、S4集电极与稳压电路(2)中的NPN型三极管S5基极连接，控制PNP型功率三极管S6，实现过流保护； 所述双重过压保护采样电路(5)和电子开关电路(10)构成过压保护安全栅；通过第一级、第二级过压保护采样电路输出的采样信号，触发可控硅Tl或T2，通过控制T3 (TL431)控制PNP型功率三极管S7，实现过压保护。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗本质安全栅，其特征是电路设计输入电压低于输出电压，经升压式开关稳压电源(I)升到电路工作电压，如果升压式开关稳压电源(I)故障，输出电压降到输入电压值，从而保障了本质安全栅电源输出的安全性。
3.根据权利要求1所述的一种低功耗本质安全栅，其特征是电路设计中设置了保险电路(4)，如果过流保护安全栅故障，保险管F熔断，从而保障了本质安全栅电源输出的安全性；绿色发光二极管亮说明保险管F工作正常，红色发光二极管亮说明保险管F熔断。
4.根据权利要求1所述的一种低功耗本质安全栅，其特征是电路设计中的稳压电路(2)、电子开关电路(10)执行器件采用了 PNP型功率三极管S6、S7设计，电路工作中S6、S7上的管压降加上电流采样电阻R17上的压降不大于IV。
专利摘要本实用新型公开了一种低功耗本质安全栅电路，该本质安全栅电路从提高电路的可靠性和降低电路自身功耗两个方面入手设计，在传统的本质安全栅双重过压、过流保护基础上，在本质安全栅电路输入端又增加了升压式开关稳压电源电路、保险电路、工作回路中电子开关、稳压电源执行器件采用了PNP型功率三极管，从而降低了本质安全栅电路功耗，并且提高了在爆炸危险的环境中使用的安全可靠性。可广泛应用于有爆炸危险的环境中的安全供电设备，如煤矿井下的本安设备等。
文档编号H02H3/20GK203039337SQ20132001342
公开日2013年7月3日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者王琪, 范晓蕾, 韩永锋, 李振璧, 王元 申请人:淮南市宝鼎工贸有限责任公司