本安電路、隔爆兼本安不間斷電源控制系統和電源的製作方法
2023-07-26 18:54:56 1
本安電路、隔爆兼本安不間斷電源控制系統和電源的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種本安電路、隔爆兼本安不間斷電源控制系統和電源，其中本安電路包括過壓保護電路、過流保護電路和短路保護電路之一或任意組合；隔爆兼本安不間斷電源控制系統包括磁控開關電路、AC/DC集成轉換電路、DC/DC轉換電路、電池充放電管理電路、本安電路、電池組，通過交流電源和電池組的切換實現不間斷供電；小型隔爆兼本安不間斷電源，包括隔爆兼本安不間斷電源控制系統和隔爆殼體。該實用新型具有系統結構簡單、裝配簡易、體積小，重量輕的特點，市場競爭優勢明顯，可廣泛應用於井下通信系統、監測監控系統中，具有良好的應用前景。
【專利說明】本安電路、隔爆兼本安不間斷電源控制系統和電源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種本安電路、隔爆兼本安不間斷電源控制系統和電源。
【背景技術】
[0002]隨著煤礦管理現代化的提高，本安設備越來越多的被煤礦所採用，因此設計一種有效實用的本安電路是必要的。同時隔爆兼本安不間斷電源作為本安系統不可缺少的組成部分，其技術先進性和產品質量決定了本安設備的可靠性，直接影響到監測監控系統及通信系統的工作穩定性，關係到礦井安全生產、抗災能力和礦工安危。由於井下通信系統和監測監控系統有許多的基站和監測設備，且相隔距離較遠，基站和監測設備必須有備用電源，在停電時仍然能保證工作2小時以上。因此要求給基站或監測設備供電的電源一定是隔爆兼本安不間斷電源，且儘量小型化，以便於安裝、移動。
[0003]目前市場上的隔爆兼本安不間斷電源種類繁多，大都存在體積大、重量重、不易安裝等缺點。
實用新型內容
[0004]本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種本安電路，電路結構簡單，從過壓保護、過流保護和短路保護三個方面實現該電路本質安全的特性。
[0005]為了上述目的，本實用新型提供了一種本安電路，包括過壓保護電路、過流保護電路和短路保護電路之一或任意組合，所述過壓保護電路為m個、過流保護電路為η個，短路保護電路為P個，所述m、n、p分別為正整數；
[0006]過壓保護電路包括:電壓輸入端VIN連接電阻分壓器輸入端，電阻分壓器輸出端與基準源輸出端將信號分別輸入第一比較器Ul，第一比較器Ul將電阻分壓器米集的輸入電壓與基準源電壓比較，第一比較器Ul的輸出端連接第一二極體Dl的負極，第一二極體Dl的正極連接觸發器輸入端，觸發器輸出端連接三極體Ql的柵極，三極體Ql的源極連接電壓輸入端VIN，三極體Ql的漏極連接電壓輸出端VOUT ；
[0007]過流保護電路包括:負載正極連接電壓輸出端VOUT，負載負極通過採樣電阻Rs接地，米樣電阻Rs的正極與放大器輸入端相連，放大器輸出端與基準源輸出端將信號分別輸入第二比較器U2，第二比較器U2將放大器輸出的電壓與基準源電壓比較，第二比較器U2的輸出端連接第二二極體D2的負極，第二二極體D2的正極連接觸發器輸入端，觸發器輸出端連接三極體Ql的柵極，三極體Ql的源極連接電壓輸入端VIN，三極體Ql的漏極連接電壓輸出端VOUT ；
[0008]短路保護電路包括:電壓輸出端VOUT連接第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端與基準源輸出端將信號分別輸入第三比較器U3，電壓輸出端VOUT通過第五電阻R5與電壓輸入端VIN連接，負載正極連接電壓輸出端VOUT，負載負極通過採樣電阻Rs接地，第三比較器U3的輸出端連接第三二極體D3的負極，第三二極體D3的正極連接觸發器輸入端，觸發器輸出端連接三極體Ql的柵極，三極體Ql的源極連接電壓輸入端VIN，三極體Ql的漏極連接電壓輸出端VOUT。
[0009]在過壓、過流或是短路三種情況中的任何一種情況發生時，觸發器電平都將翻轉輸出高電平，三極體Ql被關斷，電壓輸出端VOUT輸出為零，從而從過壓保護、過流保護和短路保護三個方面實現該電路本質安全的特性。
[0010]基於所述本安電路，本實用新型還提出了一種隔爆兼本安不間斷電源控制系統，包括磁控開關電路、AC/DC集成轉換電路、DC/DC轉換電路、電池充放電管理電路、本安電路、電池組，外部交流電源連接所述磁控開關電路的第一輸入端，所述電池組與磁控開關電路雙向連接，所述磁控開關電路用於切斷或導通外部交流電和電池組的供電；所述磁控開關電路第一輸出端連接AC/DC集成轉換電路輸入端，磁控開關電路與電池充放電管理電路雙向連接；所述AC/DC集成轉換電路輸出端連接到DC/DC轉換電路輸入端，AC/DC轉換電路輸出端連接到電池充放電管理電路的輸入端；所述電池充放電管理電路輸出端也連接到DC/DC轉換電路輸入端，所述電池充放電管理電路用於電池組的充放電管理；所述DC/DC轉換電路輸出端連接到本安電路輸入端，本安電路輸出端用於向負載供電。
[0011 ] 在交流電源正常供給時給直流電源電池組充電，在交流電源無法正常供給時，電池組能夠不間斷的給負載供電，保證工作的正常進行。
[0012]進一步的，所述磁控開關電路有三個磁控開關，其中第一磁控開關安裝在AC/DC集成轉換電路的輸入端的正極，第二磁控開關安裝在AC/DC集成轉換電路的輸入端的負極，控制交流電通斷，第三磁控開關安裝在電池組接口輸入端和電池充放電管理電路的輸出端之間，控制電池組的充放電通斷。
[0013]優選的，所述電池充放電管理電路包括電池充電模塊和電池放電模塊，電池充電模塊通過第三磁控開關和電池組正極相連，在交流電供電時，通過電池充電模塊將AC/DC模塊提供的直流電提供給電池組充電；電池放電模塊也通過第三磁控開關和電池組正極相連，當電池組放電時，電池放電模塊監測電池組的電壓，低於電池組的截止電壓時，關斷電池組放電。
[0014]電池組充放電管理電路控制電池組的充放電，防止電池組過充或過放電。
[0015]本實用新型還提出了一種小型隔爆兼本安不間斷電源，包括所述的隔爆兼本安不間斷電源控制系統和隔爆殼體，所述隔爆殼體包括蓋板、隔爆腔體、用於引入輸入輸出電纜的輸入輸出喇叭口和殼體，所述蓋板上安裝有控制磁控開關電路的磁鐵，所述隔爆腔體從上到下安裝有印製板和電池組，所述印製板和電池組安裝在同一支架板上，AC/DC集成轉換電路、電池組充放電管理電路、DC/DC轉換電路和本安電路集成在所述印製板上。
[0016]將AC/DC集成轉換電路、電池組充放電管理電路、DC/DC轉換電路和本安電路集成在所述印製板上，並且所述印製板和電池組也安裝在同一支架板上，這種一體化安裝方式充分利用了隔爆腔體，使得隔爆殼體體積減小，且裝配簡單。
[0017]優選的，所述隔爆兼本安不間斷電源控制系統包括磁控開關電路、AC/DC集成轉換電路、DC/DC轉換電路、電池充放電管理電路、本安電路、電池組，外部交流電源連接所述磁控開關電路的第一輸入端，所述電池組連接磁控開關電路的第二輸入端，所述磁控開關用於切斷或導通外部交流電荷電池組的供電；所述磁控開關電路第一輸出端連接AC/DC集成轉換電路輸入端，磁控開關電路第二輸出端連接電池充放電管理電路第一輸入端；所述AC/DC集成轉換電路輸出端連接到DC/DC轉換電路輸入端，DC/DC轉換電路輸出端連接到電池充放電管理電路的第二輸入端；所述電池充放電管理電路輸出端也連接到DC/DC轉換電路輸入端，所述電池充放電管理電路用於電池組的充放電管理；所述DC/DC轉換電路輸出端連接到本安電路輸入端，本安電路輸出端用於向負載供電。
[0018]在交流電源正常供給時給直流電源電池組充電，在交流電源無法正常供給時，直流電源電池組能夠不間斷的供電，保證工作的正常進行。
[0019]優選的，所述磁控開關電路有三個磁控開關，其中兩個安裝在AC/DC集成轉換電路的輸入端，另一個安裝在電池組接口輸入端和電池充放電管理電路的輸出端。
[0020]優選的，所述本安電路包括雙重過壓保護電路、雙重過流保護電路、雙重短路保護電路，實現限制電壓、電流輸出的能量在安全範圍內。實現限制電壓、電流輸出的能量在安全範圍內，以保證設備在正常工作或電路中發生短路或元器件損壞等故障情況下產生的電火花和熱效應不至於引起周圍可能存在的危險氣體的爆炸，達到本質安全要求。
[0021]優選的，所述的電池組由15節3Ah的鎳氫電池串聯構成，電池組採用3排5節電池平放方式安裝在支架板上。輸出電壓+15VDC?+22.5VDC，截止電壓+15VDC，這樣使得電池組與印製板的大小相近，可上下安裝在同一支架板上，減小了體積。
[0022]優選的，還包括觀察窗，所述觀察窗安裝在所述蓋板上。可便於工作人員觀察該小型隔爆兼本安不間斷電源的內部工作情況。
[0023]通過將AC/DC集成轉換電路、電池組充放電管理電路、DC/DC轉換電路、本安電路集成在一塊印製板上，印製板和電池組安裝在一個支架板上，形成一體化安裝在隔爆殼體內，使得隔爆兼本安不間斷電源具有系統結構簡單、裝配簡易、體積小，重量輕的特點，市場競爭優勢明顯。可廣泛應用於井下通信系統、監測監控系統中，具有良好的應用前景。
[0024]本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0026]圖1為本實用新型的的本安電路圖；
[0027]圖2為本實用新型的原理框圖；
[0028]圖3為電池充放電管理電路原理框圖；
[0029]圖4為本實用新型的結構示意圖。
[0030]附圖標記:I支架板，2殼體，3印製板，4電池組，5磁控開關，6喇叭口，7蓋板，8觀察窗。
【具體實施方式】
[0031]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0032]在本實用新型的描述中，除非另有規定和限定，需要說明的是，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0033]如圖1所示的本安電路，包括過壓保護電路、過流保護電路和短路保護電路之一或任意組合，所述過壓保護電路為m個、過流保護電路為η個，短路保護電路為P個，所述m、η、P分別為正整數；
[0034]過壓保護電路包括:電壓輸入端VIN連接電阻分壓器輸入端，電阻分壓器輸出端與基準源輸出端將信號分別輸入第一比較器Ul，第一比較器Ul將電阻分壓器米集的輸入電壓與基準源電壓比較，第一比較器Ul的輸出端連接第一二極體Dl的負極，第一二極體Dl的正極連接觸發器輸入端，觸發器輸出端連接三極體Ql的柵極，三極體Ql的源極連接電壓輸入端VIN，三極體Ql的漏極連接電壓輸出端VOUT ；
[0035]過流保護電路包括:負載正極連接電壓輸出端V0UT，負載負極通過採樣電阻Rs接地，米樣電阻Rs的正極與放大器輸入端相連，放大器輸出端與基準源輸出端將信號分別輸入第二比較器U2，第二比較器U2將放大器輸出的電壓與基準源電壓比較，第二比較器U2的輸出端連接第二二極體D2的負極，第二二極體D2的正極連接觸發器輸入端，觸發器輸出端連接三極體Ql的柵極，三極體Ql的源極連接電壓輸入端VIN，三極體Ql的漏極連接電壓輸出端VOUT ；
[0036]短路保護電路包括:電壓輸出端VOUT連接第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端與基準源輸出端將信號分別輸入第三比較器U3，電壓輸出端VOUT通過第五電阻R5與電壓輸入端VIN連接，負載正極連接電壓輸出端VOUT，負載負極通過採樣電阻Rs接地，第三比較器U3的輸出端連接第三二極體D3的負極，第三二極體D3的正極連接觸發器輸入端，觸發器輸出端連接三極體Ql的柵極，三極體Ql的源極連接電壓輸入端VIN，三極體Ql的漏極連接電壓輸出端VOUT。
[0037]過壓保護是這樣實現的，輸入電壓通過電阻分壓器，採集輸入電壓與基準源電壓比較，過壓時，第一比較器Ul輸出低電平，第一二極體Dl導通，致使觸發器電平翻轉輸出高電平，三極體Ql被關斷，電壓輸出端VOUT輸出電壓為零；過流保護是通過採集採樣電阻Rs上電壓，經過放大器後，與基準源電壓比較；過流時，第二比較器U2輸出低電平，第二二極體D2導通，致使觸發器電平翻轉輸出高電平，三極體Ql關斷，電壓輸出端VOUT輸出電壓為零；短路保護是通過採集電壓輸出端VOUT的輸出電壓，串接一電阻R4，短路時，R5與Rs串聯，電壓輸出端VOUT的輸出電壓相當於Rs上的電壓，幾乎為零，電壓輸出端VOUT的輸出電壓與基準源電壓輸入第三比較器U3，第三比較器U3輸出低電平，第三二極體D3導通，致使觸發器電平翻轉輸出高電平，三極體Ql關斷，電壓輸出端VOUT輸出電壓為零。
[0038]這裡對於過壓保護電路、過流保護電路和短路保護電路個數的選擇可根據實際情況選擇，從本質安全角度以及經濟適用角度等方面考慮，優選的採用雙重過壓保護電路、雙重過流保護電路和雙重短路保護電路。在過壓、過流或是短路三種情況中的任何一種情況發生時，觸發器電平都將翻轉輸出高電平，三極體Ql被關斷，電壓輸出端VOUT輸出為零。從過壓保護、過流保護和短路保護三個方面實現該電路本質安全的特性。
[0039]基於所述本安電路，本實用新型還提出了一種隔爆兼本安不間斷電源控制系統，如圖2所示，包括磁控開關電路、AC/DC集成轉換電路、DC/DC轉換電路、電池充放電管理電路、本安電路、電池組4，外部交流電源連接所述磁控開關電路的第一輸入端，所述電池組4與磁控開關電路雙向連接，所述磁控開關電路用於切斷或導通外部交流電和電池組4的供電；所述磁控開關電路第一輸出端連接AC/DC集成轉換電路輸入端，磁控開關電路與電池充放電管理電路雙向連接；所述AC/DC集成轉換電路輸出端連接到DC/DC轉換電路輸入端，AC/DC轉換電路輸出端連接到電池充放電管理電路的輸入端；所述電池充放電管理電路輸出端也連接到DC/DC轉換電路輸入端，所述電池充放電管理電路用於電池組4的充放電管理；所述DC/DC轉換電路輸出端連接到本安電路輸入端，本安電路輸出端用於向負載供電。
[0040]外部交流電源通過三芯電纜輸入到所述磁控開關電路的第一輸入端，在外部交流電源正常供電的情況下，外部交流電源給電池組4充電，同時，AC/DC集成轉換電路將交流電轉換成直流電，再經過DC/DC轉換電路的轉換輸入到本安電路的輸入端，最終通過本安電路輸出端向負載供電。如果外部交流電源無法正常供電時，電池組4代替外部交流電源為整個系統供電，保證工作的正常進行，電池充放電管理電路監測電池組4的充放電情況，避免過充或過放電。
[0041 ] 其中，所述磁控開關電路有三個磁控開關5，其中第一磁控開關安裝在AC/DC集成轉換電路的輸入端的正極，第二磁控開關安裝在AC/DC集成轉換電路的輸入端的負極，控制交流電通斷，第三磁控開關安裝在電池組4接口輸入端和電池充放電管理電路的輸出端之間，控制電池組的充放電通斷。
[0042]如圖3所示，所述電池充放電管理電路包括電池充電模塊和電池放電模塊，電池充電模塊通過第三磁控開關5和電池組4正極相連，該第三磁控開關5採用現有的三埠磁控開關，在交流電供電時，通過電池充電模塊將AC/DC模塊提供的直流電提供給電池組4充電；電池放電模塊也通過第三磁控開關5與電池組4正極相連，當電池組4放電時，電池放電模塊監測電池組4的電壓，低於電池組4的截止電壓時，關斷電池組4放電。
[0043]電池充放電管理電路用於控制在交流電供電時給電池組4充電，將直流+24VDC提供給電池組4，先實行大電流快充，後實行涓電流慢充，防止電池組4過充；交流電斷電時切換為電池組4放電，實時監測電池組4的電壓，低於電池組4的截止電壓時，就關斷電池組4放電，防止過放電。
[0044]本實用新型還提出了一種小型隔爆兼本安不間斷電源，如圖4所示，包括所述的隔爆兼本安不間斷電源控制系統和隔爆殼體，所述隔爆殼體包括蓋板7、隔爆腔體、用於引入輸入輸出電纜的輸入輸出喇叭口 6和殼體2，所述蓋板7上安裝有控制磁控開關電路的磁鐵，所述隔爆腔體從上到下安裝有印製板3和電池組4，所述印製板3和電池組4安裝在同一支架板I上，AC/DC集成轉換電路、電池充放電管理電路、DC/DC轉換電路和本安電路集成在所述印製板3上。
[0045]在本實施方式中，將控制磁控開關電路的磁鐵安裝在蓋板7上，當開蓋時，磁控開關5切斷了交流電輸入和電池組4電壓輸出，實現了開蓋斷電，提高了安全性;AC/DC集成轉換電路、電池充放電管理電路、DC/DC轉換電路和本安電路集成在所述印製板3上，並且所述印製板3和電池組4也安裝在同一支架板I上，實現了電路集成化，印製板3與電池組4 一體化；這種一體化安裝方式充分利用了隔爆腔體，使得隔爆殼體體積減小，且裝配簡單。所述輸入輸出喇叭口 6採用直接進線的方式引入輸入輸出電纜，輸入喇叭口 6交流電輸入的進線口和輸出喇叭口 6是本安電壓、電流的輸出口。
[0046]其中，隔爆殼體的隔爆面參數為隔爆面L = 251 = 12.7iC = 0.2，能夠使隔爆殼體內部點燃爆炸時火花通過隔爆面降溫熄火，傳不出火花引起外部爆炸，達到防爆要求。另夕卜，隔爆殼體內還包括有底板，所述殼體2、蓋板7、底板均是採用材質為Q235的5_鋼板焊接成型。
[0047]所述隔爆兼本安不間斷電源控制系統包括磁控開關電路、AC/DC集成轉換電路、DC/DC轉換電路、電池充放電管理電路、本安電路、電池組4，外部交流電源連接所述磁控開關電路的第一輸入端，所述電池組4連接磁控開關電路的第二輸入端，所述磁控開關5用於切斷或導通外部交流電荷電池組4的供電；所述磁控開關電路第一輸出端連接AC/DC集成轉換電路輸入端，磁控開關電路第二輸出端連接電池充放電管理電路第一輸入端；所述AC/DC集成轉換電路輸出端連接到DC/DC轉換電路輸入端，DC/DC轉換電路輸出端連接到電池充放電管理電路的第二輸入端；所述電池充放電管理電路輸出端也連接到DC/DC轉換電路輸入端，所述電池充放電管理電路用於電池組4的充放電管理；所述DC/DC轉換電路輸出端連接到本安電路輸入端，本安電路輸出端用於向負載供電。
[0048]在交流電源正常供給時給直流電源電池組4充電，在交流電源無法正常供給時，直流電源電池組4能夠不間斷的供電，保證工作的正常進行。
[0049]所述磁控開關電路有三個磁控開關5，其中兩個安裝在AC/DC集成轉換電路的輸入端，另一個安裝在電池組4接口輸入端和電池充放電管理電路的輸出端。
[0050]在本實施例中，所述本安電路包括雙重過壓保護電路、雙重過流保護電路、雙重短路保護電路，實現限制電壓、電流輸出的能量在安全範圍內。實現限制電壓、電流輸出的能量在安全範圍內，以保證設備在正常工作或電路中發生短路或元器件損壞等故障情況下產生的電火花和熱效應不至於引起周圍可能存在的危險氣體的爆炸，達到本質安全要求。
[0051]所述的電池組4由15節3Ah的鎳氫電池串聯構成，電池組4採用3排5節電池平放方式安裝在支架板I上。輸出電壓+15VDC?+22.5VDC，截止電壓+15VDC，這樣使得電池組4與印製板3的大小相近，可上下安裝在同一支架板I上，減小了體積。
[0052]還包括觀察窗8，所述觀察窗8安裝在所述蓋板7上，可便於工作人員觀察該小型隔爆兼本安不間斷電源的內部工作情況。
[0053]本實用新型通過將AC/DC集成轉換電路、電池充放電管理電路、DC/DC轉換電路、本安電路集成在一塊印製板3上，印製板3和電池組4安裝在一個支架板I上，形成一體化安裝在隔爆殼體內，使得隔爆兼本安不間斷電源具有系統結構簡單、裝配簡易、體積小，重量輕的特點，市場競爭優勢明顯。可廣泛應用於井下通信系統、監測監控系統中，具有良好的應用前景。
[0054]在本說明書的描述中，參考術語「 一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0055]儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種本安電路，其特徵在於，包括過壓保護電路、過流保護電路和短路保護電路之一或任意組合，所述過壓保護電路為m個、過流保護電路為η個，短路保護電路為P個，所述m、η、P分別為正整數； 過壓保護電路包括:電壓輸入端(VIN)連接電阻分壓器輸入端，電阻分壓器輸出端與基準源輸出端將信號分別輸入第一比較器(Ul)，第一比較器(Ul)將電阻分壓器米集的輸入電壓與基準源電壓比較，第一比較器(Ul)的輸出端連接第一二極體(Dl)的負極，第一二極體(Dl)的正極連接觸發器輸入端，觸發器輸出端連接三極體(Ql)的柵極，三極體(Ql)的源極連接電壓輸入端(VIN)，三極體(Ql)的漏極連接電壓輸出端(VOUT)； 過流保護電路包括:負載正極連接電壓輸出端(VOUT)，負載負極通過採樣電阻(Rs)接地，採樣電阻(Rs)的正極與放大器輸入端相連，放大器輸出端與基準源輸出端將信號分別輸入第二比較器(U2)，第二比較器(U2)將放大器輸出的電壓與基準源電壓比較，第二比較器(U2)的輸出端連接第二二極體(D2)的負極，第二二極體(D2)的正極連接觸發器輸入端，觸發器輸出端連接三極體(Ql)的柵極，三極體(Ql)的源極連接電壓輸入端(VIN)，三極體(Ql)的漏極連接電壓輸出端(VOUT)； 短路保護電路包括:電壓輸出端(VOUT)連接第四電阻(R4)的一端，第四電阻(R4)的另一端與基準源輸出端將信號分別輸入第三比較器(U3)，電壓輸出端(VOUT)通過第五電阻(R5)與電壓輸入端(VIN)連接，負載正極連接電壓輸出端(VOUT)，負載負極通過採樣電阻(Rs)接地，第三比較器(U3)的輸出端連接第三二極體(D3)的負極，第三二極體(D3)的正極連接觸發器輸入端，觸發器輸出端連接三極體(Ql)的柵極，三極體(Ql)的源極連接電壓輸入端(VIN)，三極體(Ql)的漏極連接電壓輸出端(VOUT)。
2.一種利用權利要求1所述本安電路的隔爆兼本安不間斷電源控制系統，其特徵在於，包括磁控開關電路、AC/DC集成轉換電路、DC/DC轉換電路、電池充放電管理電路、本安電路、電池組， 外部交流電源連接所述磁控開關電路的第一輸入端，所述電池組與磁控開關電路雙向連接，所述磁控開關電路用於切斷或導通外部交流電和電池組的供電； 所述磁控開關電路第一輸出端連接AC/DC集成轉換電路輸入端，磁控開關電路與電池充放電管理電路雙向連接；所述AC/DC集成轉換電路輸出端連接到DC/DC轉換電路輸入端，AC/DC轉換電路輸出端連接到電池充放電管理電路的輸入端；所述電池充放電管理電路輸出端也連接到DC/DC轉換電路輸入端，所述電池充放電管理電路用於電池組的充放電管理；所述DC/DC轉換電路輸出端連接到本安電路輸入端，本安電路輸出端用於向負載供電。
3.根據權利要求2所述的隔爆兼本安不間斷電源控制系統，其特徵在於，所述磁控開關電路有三個磁控開關，其中第一磁控開關安裝在AC/DC集成轉換電路的輸入端的正極，第二磁控開關安裝在AC/DC集成轉換電路的輸入端的負極，控制交流電通斷，第三磁控開關安裝在電池組接口輸入端和電池充放電管理電路的輸出端之間，控制電池組的充放電通斷。
4.根據權利要求3所述的隔爆兼本安不間斷電源控制系統，其特徵在於，所述電池充放電管理電路包括電池充電模塊和電池放電模塊，電池充電模塊通過第三磁控開關和電池組正極相連，在交流電供電時，通過電池充電模塊將AC/DC模塊提供的直流電提供給電池組充電； 電池放電模塊也通過第三磁控開關與電池組正極相連，當電池組放電時，電池放電模塊監測電池組的電壓，低於電池組的截止電壓時，關斷電池組放電。
5.一種小型隔爆兼本安不間斷電源，其特徵在於，包括權利要求2所述的隔爆兼本安不間斷電源控制系統和隔爆殼體， 所述隔爆殼體包括蓋板、隔爆腔體、用於引入輸入輸出電纜的輸入輸出喇叭口和殼體，所述蓋板上安裝有控制磁控開關電路的磁鐵，所述隔爆腔體從上到下安裝有印製板和電池組，所述印製板和電池組安裝在同一支架板上，AC/DC集成轉換電路、電池組充放電管理電路、DC/DC轉換電路和本安電路集成在所述印製板上。
6.根據權利要求5所述的小型隔爆兼本安不間斷電源，其特徵在於，所述隔爆兼本安不間斷電源控制系統包括磁控開關電路、AC/DC集成轉換電路、DC/DC轉換電路、電池充放電管理電路、本安電路、電池組， 外部交流電源連接所述磁控開關電路的第一輸入端，所述電池組連接磁控開關電路的第二輸入端，所述磁控開關用於切斷或導通外部交流電荷電池組的供電； 所述磁控開關電路第一輸出端連接AC/DC集成轉換電路輸入端，磁控開關電路第二輸出端連接電池充放電管理電路第一輸入端；所述AC/DC集成轉換電路輸出端連接到DC/DC轉換電路輸入端，DC/DC轉換電路輸出端連接到電池充放電管理電路的第二輸入端；所述電池充放電管理電路輸出端也連接到DC/DC轉換電路輸入端，所述電池充放電管理電路用於電池組的充放電管理；所述DC/DC轉換電路輸出端連接到本安電路輸入端，本安電路輸出端用於向負載供電。
7.根據權利要求5所述的小型隔爆兼本安不間斷電源，其特徵在於，所述磁控開關電路有三個磁控開關，其中兩個安裝在AC/DC集成轉換電路的輸入端，另一個安裝在電池組接口輸入端和電池充放電管理電路的輸出端。
8.根據權利要求5所述的小型隔爆兼本安不間斷電源，其特徵在於，所述本安電路包括雙重過壓保護電路、雙重過流保護電路、雙重短路保護電路，實現限制電壓、電流輸出的能量在安全範圍內。
9.根據權利要求5所述的小型隔爆本兼安不間斷電源，其特徵在於，所述的電池組由15節3Ah的鎳氫電池串聯構成，電池組採用3排5節電池平放方式安裝在支架板上。
10.根據權利要求5所述的小型隔爆本兼安不間斷電源，其特徵在於，還包括觀察窗，所述觀察窗安裝在所述蓋板上。
【文檔編號】H02H3/20GK204258412SQ201420769838
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月9日 優先權日:2014年12月9日
【發明者】樊勇, 李文彬, 廖長青, 張子飛 申請人:重慶航天工業公司