一种安全栅电路及灯具的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于安全栅技术领域，特别涉及一种安全栅电路及灯具。
【背景技术】
[0002]对于煤矿之类的危险场合，其所使用的灯具的安全性具有严格的要求，而防爆就是其中一项非常重要的要求。灯具的防爆的方式有很多种，有隔爆型、增安型、本质安全型(以下简称本安型)、正压型、充油型、充沙型等。
[0003]其中，本安型灯具由GB3836.4-2010国家标准定义和规范。本安型灯具的核心思想是限制点火源的能量，具体可以从三个方面进行设计:一是限制电路能量，二是控制温度，三是可靠隔离。
[0004]对于可靠隔离，就是本安型灯具与非本安型灯具的可靠隔离，以使非限能电路输出的不正常的能量不对限能电路产生不利的影响，即在非本安型电路故障时的能量不能蹿入本安型电路。在这类灯具中，就需要使用安全栅电路。
[0005]目前在普遍使用的安全栅电路是齐纳式安全栅电路，该电路中采用快速熔断器、限流电阻及稳压二极管对输入的电能量进行限制，从而保证输出到危险区的能量不超出阈值，具有原理简单、价格低廉的优点。
[0006]然而，由于齐纳式安全栅采用电阻进行限流，以达到降低电路中的电流大小的目的，其在对本安型灯具进行保护的过程中还需要消耗电能，不符合环保需求。
[0007]因此，现有的本安型灯具存在安全栅电路耗能的问题。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种安全栅电路，旨在解决现有的本安型灯具存在安全栅电路耗能的问题。
[0009]本发明是这样实现的，一种安全栅电路，正输入端与负输入端接入直流电，正输出端与负输出端连接用电器，包括:
[0010]正极开关模块，输入端与输出端分别是所述正输入端与正输出端，具有接收正极控制信号的受控端，用于根据所述正极控制信号实现通断；
[0011]负极开关模块，输入端是所述负输出端，电源端连接所述正输入端，具有接收负极控制信号的受控端，用于根据所述负极控制信号实现通断；
[0012]控制模块，电压检测端连接所述正输出端，正控制端连接所述正极开关模块的受控端，负控制端连接所述负极开关模块的受控端，输入端连接所述负极开关模块的输出端，输出端是所述负输入端，用于检测所述直流电的电流大小与电压大小，并在所述直流电出现过流或过压的情况时输出所述正极控制信号与所述负极控制信号。
[0013]本发明的另一目的还在于提供一种灯具，包括壳体与驱动电路，所述驱动电路包括上述安全栅电路。
[0014]本发明所提供的安全栅电路包括正极开关模块、负极开关模块以及控制模块，其中，正极开关模块与负极开关模块在直流电的电压与电流正常的情况下均保持导通状态，即安全栅电路保持导通状态；控制模块实时检测所述直流电的电流大小与电压大小，并在直流电出现过流或过压的情况时向正极开关模块与负极开关模块输出相应的信号，以使正极开关模块与负极开关模块进入断开状态，进而使整个安全栅电路进入断开状态。由于采用了断开连接的方式实现安全栅电路两端的设备的隔离，本发明所提供的安全栅电路无需继续消耗电能，具有节能环保的优点。
【附图说明】
[0015]图1是本发明一实施例所提供的安全栅电路的模块结构图；
[0016]图2是本发明一实施例所提供的控制模块的模块结构图；
[0017]图3是本发明一实施例所提供的子控制模块303的模块结构图；
[0018]图4是本发明一实施例所提供的安全栅电路的示例电路结构图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]本发明实施例提供了一种包括正极开关模块、负极开关模块以及控制模块的安全栅电路，解决现有的本安型灯具存在安全栅电路耗能的问题。
[0021]图1示出了本发明实施例所提供的安全栅电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下:
[0022]本发明实施例所提供的安全栅电路，正输入端与负输入端接入直流电，正输出端与负输出端连接用电器。
[0023]在本发明实施例中，正输入端的电位约等于正输出端的电位，负输出端的电位约等于负输入端的电位，负输入端所连接的是所接入直流电的电源地。
[0024]具体的，该安全栅电路包括:
[0025]正极开关模块10，输入端与输出端分别是正输入端与正输出端，具有接收正极控制信号的受控端，用于根据正极控制信号实现通断。
[0026]负极开关模块20，输入端是负输出端，电源端连接正输入端，具有接收负极控制信号的受控端，用于根据负极控制信号实现通断。
[0027]控制模块30，电压检测端连接正输出端，正控制端连接正极开关模块10的受控端，负控制端连接负极开关模块20的受控端，输入端连接负极开关模块20的输出端，输出端是负输入端，用于检测直流电的电流大小与电压大小，并在直流电出现过流或过压的情况时输出正极控制信号与负极控制信号。
[0028]在本发明实施例中，正极开关模块10与负极开关模块20在直流电的电压与电流正常的情况下均保持导通状态，即安全栅电路保持导通状态；控制模块30实时检测所述直流电的电流大小与电压大小，并在直流电出现过流或过压的情况时向正极开关模块10与负极开关模块20输出相应的信号，以使正极开关模块10与负极开关模块20进入断开状态，进而使整个安全栅电路进入断开状态。
[0029]作为本发明一实施例，如图2所示，控制模块30可以包括正极控制模块301与负极控制模块302 ；
[0030]正极控制模块301的电流输入端是控制模块30的输入端，正极控制模块301的电流输出端连接负极控制模块302的电流输入端，负极控制模块302的电流输出端是控制模块30的输出端,正极控制模块301的电压检测端与负极控制模块302的电压检测端共接形成控制模块30的电压检测端，正极控制模块301的控制端是控制模块30的正控制端，负极控制模块302的控制端是控制模块30的负控制端。
[0031]在本发明实施例中，采用正极控制模块301与负极控制模块302分别检测直流电的情况，并分别控制正极开关模块10与负极开关模块20，可以避免单个控制模块30出现故障而导致安全栅电路失灵的情况，大大提高了本发明实施例所提供的安全栅电路的可靠性。
[0032]进一步的，正极控制模块301与负极控制模块302可以是相同的子控制模块303。
[0033]在本发明实施例中，如图3所示，子控制模块303可以包括:
[0034]电流检测模块3031、电压检测模块3032以及开关模块3033 ；
[0035]电流检测模块3031的输入端是子控制模块303的电流输入端，电流检测模块3031的输出端是子控制模块303的电流输出端，电压检测模块3032的输入端是子控制模块303的电压检测端，电流检测模块3031的信号输出端与电压检测模块3032的信号输出端共接于开关模块3033的受控端，开关模块3033的输入端是子控制模块303的信号输出端，开关模块3033的输出端与电压检测模块3032的输出端共接于电流检测模块3031的输出端。
[0036]在本发明实施例中，每个子控制模块303都包括了独立的电流检测模块3031、电压检测模块3032，避免了信号串扰。
[0037]图4示出了本发明实施例所提供的安全栅电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下:
[0038]作为本发明一实施例，正极开关模块10可以包括:
[0039]第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一 PMOS管Ql以及第二 PMOS管Q2 ；
[0040]第一电阻Rl的第一端、第六电阻R6的第一端、第四电阻R4的第一端、第二 PMOS管Q2的源极以及第一 PMOS管Ql的源极共接形成正极开关模块10的输入端，第一电阻Rl的第二端与第二电阻R2的第一端共接于第一 PMOS管Ql的栅极，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端共接于第二 PMOS管Q2的漏极，第二 PMOS管Q2的栅极与第四电阻R4的第二端共接于第五电阻R5的第一端，第六电阻R6的第二端与第五电阻R5的第二端共接形成正极开关模块10的受控端，第三电阻R3的第二端第一端接地，第一 PMOS管Ql的漏极是正极开关模块10的输出端。
[0041]在本发明实施例中，定义负极开关模块20的输出端为地，即等电势位，，由于其通过控制模块30连接到安全栅电路的负输入端，其电位约等于所输入端直流电的电源地电位。
[0042]作为本发明一实施例，负极开关模块20可以包括:
[0043]第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9以及NMOS管Q3 ；
[0044]第七电阻R7的第一端与NMOS管Q3的源极共接形成负极开关模块20的输出端，第七电阻R7的第二端与第八电阻R8的第一端共接于NMOS管Q3的栅极，第八电阻R8的第二端与所述第九电阻R9的第一端共接形成负极开关模块20的受控端，第九电阻R9的第二端是负极开关模块20的电源端，NMOS管Q3的漏极是负极开关模块20的输入端，第七电阻R7的第一端连接地。
[0045]作为本发明一实施例，电流检测模块3031可以包括:
[0046]第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13以及第十四电阻R14 ；
[0047]第十电阻RlO的第一端、第i^一电阻Rll的第一端、第十二电阻R12的第一端、第十三电阻R13的第一端以及第十四电阻R14的第一端共接形成电流检测模块3031的输入端，第十电阻RlO的第二端、第十一电阻Rll的第二端、第十二电阻R12的第二端以及第十三电阻R13的第二端共接形成电流检测模块3031的输出端，第十四电阻R14的第二端是电流检测模块3031的信号输出端。
[0048]在本发明实施例中，通过并联多个电阻获得低阻值、耐受大功率电流检测网络，可以灵敏地对电流变化进行反应。
[0049]作为本发明一实施例，电压检测模块3032可以包括:
[0050]第十五电阻R15、TVS管TVSl以及二极管Dl ；
[0051]TVS管TVSl的阴极是电压检测模块3032的输入端，TVS管TVSl的阳极与第十五电阻R15的第一端共接于二极管Dl的阳极，二极管Dl的阴极是电压检测模块3032的信号输出端，第十五电阻R15的第二端是电压检测模块3032的输出端。
[0052]采用TVS管，即瞬态电压抑