一种超前响应本安保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种超前响应本安保护电路，应用于煤矿防爆电气电子电路设计领域。所述超前响应本安保护电路包括：超前保护控制电路、故障电压突变检测电路、故障电流突变检测电路和过压过流保护电路；所述超前保护控制电路、所述故障电流突变检测电路、所述过压过流保护电路依次连接；所述故障电压突变检测电路分别与所述超前保护控制电路和所述过压过流保护电路相连。本发明专利技术通过对故障电压和故障电流的快速响应，解决现有方案中由于对故障电压和故障电流的检测滞后而导致故障放电火花大的问题，大大提高了设备的安全性能。大大提高了设备的安全性能。大大提高了设备的安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种超前响应本安保护电路


[0001]本专利技术涉及煤矿防爆电气电子电路设计领域，特别是涉及一种超前响应本安保护电路。

技术介绍

[0002]煤矿井下是存在瓦斯、煤尘等爆炸性危险的环境，本安保护电路即是用于保障本安设备达到火花安全性的电路。根据防爆要求，本安保护电路设计涉及对本安电源和电源转换电路的电容、电感储能元件限制、过流过压保护电路结构及器件参数选型上，实际应用中为了得到较小的输出电压纹波，一定容值的电容是必要的。用于本安电源的本安保护电路通常采用检测串联采样电阻两端压降比对设定值的方式实现过流判定，采用检测并联采样电阻电压超过设定值的方式实现过压判定，进而控制开关管在发生故障时关断输出；用于本安设备中电源转换电路的本安保护电路通常采用在本安供电输入端串联熔断器的方式限制最大输入电流，在电源转换电路输出端采用稳压管与可控硅组合的方式通过实现过压钳位的方式实现过压保护。
[0003]随着技术的进步和发展，特别是建设智能化矿井、智慧矿山和井下第五代移动通信技术(5thGenerationMobileCommunicationTechnology，5G)网络的发展，新的井下本安设备功能越来越强大但同时功耗也越来越大，对本安电源输出功率需求越来越高，更高功率的本安设备和本安电源对本安保护方式和响应速度提出更高的要求，当前本安保护电路故障保护方案需要先检出超限电流再触发保护，存在故障保护滞后、放电火花大的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种超前响应本安保护电路，可通过对故障电压和故障电流的快速响应，解决现有方案中由于对故障电压和故障电流的检测滞后而导致故障放电火花大的问题，大大提高了设备的安全性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种超前响应本安保护电路，所述超前响应本安保护电路包括：超前保护控制电路、故障电压突变检测电路、故障电流突变检测电路和过压过流保护电路；
[0007]所述超前保护控制电路、所述故障电流突变检测电路、所述过压过流保护电路依次连接；所述故障电压突变检测电路分别与所述超前保护控制电路和所述过压过流保护电路相连；
[0008]所述故障电压突变检测电路用于对所述过压过流保护电路输出的电压进行检测，并将检测到的电压突变信号传递给所述超前保护控制电路；所述故障电流突变检测电路用于对所述过压过流保护电路输出的电流进行检测，将检测到的电流突变信号传递给所述超前保护控制电路；所述超前保护控制电路用于当接收到电压突变信号和/或电流突变信号时，切断电源输出，以实现故障电流突变以及故障电压突变的快速响应和超前保护。
[0009]可选地，所述超前保护控制电路包括：P沟道场效应管、第一三极管、第二三极管和
第三三极管；
[0010]所述第一三极管的集电极与所述第三三极管的基极连接；
[0011]所述第一三极管的发射极分别与所述第三三极管的集电极、所述第二三极管的基极、所述P沟道场效应管的源极、所述P沟道场效应管的漏极连接；
[0012]所述第一三极管的基极分别与所述P沟道场效应管的源极、所述P沟道场效应管的漏极、所述第二三极管的基极、所述故障电压突变检测电路、所述故障电流突变检测电路连接；
[0013]所述P沟道场效应管的栅极与所述第二三极管的集电极连接；
[0014]所述第二三极管的发射极和所述第三三极管的发射极均接地。
[0015]可选地，所述超前保护控制电路还包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；
[0016]所述第一三极管的集电极通过所述第一电阻与所述第三三极管的基极连接；
[0017]所述第一三极管的发射极通过所述第六电阻与所述第三三极管的集电极连接；所述第一三极管的发射极通过所述第五电阻与所述第二三极管的基极连接；所述第一三极管的发射极通过所述第三电阻与所述P沟道场效应管的漏极连接；
[0018]所述第一三极管的基极通过第二电阻与所述P沟道场效应管的源极连接；
[0019]所述第二三极管的发射极通过所述第四电阻接地。
[0020]可选地，所述超前保护控制电路还包括：第一电容；所述第三电阻通过所述第一电容与所述P沟道场效应管的漏极连接。
[0021]可选地，所述故障电压突变检测电路包括稳压管和第七电阻；所述超前保护控制电路、所述稳压管、所述第七电阻、所述过压过流保护电路依次连接。
[0022]可选地，所述故障电流突变检测电路包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器和第四运算放大器；
[0023]所述第一运算放大器的输出端与所述超前保护控制电路连接；
[0024]所述第一运算放大器的同相输入端与所述过压过流保护电路连接；所述第一运算放大器的同相输入端接地；
[0025]所述第一运算放大器的反相输入端分别与所述第二运算放大器的反相输入端、所述第二运算放大器的输出端、所述第三运算放大器的输出端连接；
[0026]所述第二运算放大器的输出端分别与所述第三运算放大器的反相输入端、所述第四运算放大器的输出端、所述第四运算放大器的同相输入端连接；
[0027]所述第二运算放大器的同相输入端、所述第三运算放大器的同相输入端、所述第四运算放大器的同相输入端、所述第四运算放大器的反相输入端均接地。
[0028]可选地，所述故障电流突变检测电路还包括：第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、采样电阻、电压基准二极管和第二电容；
[0029]所述第一运算放大器的同相输入端与所述第八电阻连接；所述第八电阻通过所述第九电阻与所述过压过流保护电路连接；所述第一运算放大器的同相输入端通过第十电阻接地；所述第八电阻通过所述电压基准二极管与所述第十电阻连接；
[0030]所述第一运算放大器的反相输入端通过所述第十一电阻与所述第三运算放大器
的输出端连接；所述第一运算放大器的反相输入端通过所述第二电容与所述第二运算放大器的输出端连接；
[0031]所述第二运算放大器的输出端通过所述第十二电阻与所述第三运算放大器的反相输入端连接；所述第三运算放大器的反相输入端通过所述第十三电阻与所述第四运算放大器的输出端连接；所述第四运算放大器的输出端通过所述第十四电阻与所述第四运算放大器的同相输入端连接；
[0032]所述第四运算放大器的同相输入端通过所述第十五电阻接地；所述第四运算放大器的反相输入端通过所述采样电阻接地。
[0033]可选地，所述第九电阻为滑动变阻器。
[0034]可选地，所述过压过流保护电路包括一组或多组过压过流检测电路；所述故障电压突变检测电路和所述故障电流突变检测电路均与所述过压过流检测电路相连。
[0035]可选地，所述超前响应本安保护电路还包括熔断器；所述超前保护控制电路的电源输入端通过所述熔断器与电源连接。
[0036]根据本专利技术提供的具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超前响应本安保护电路，其特征在于，所述超前响应本安保护电路包括：超前保护控制电路、故障电压突变检测电路、故障电流突变检测电路和过压过流保护电路；所述超前保护控制电路、所述故障电流突变检测电路、所述过压过流保护电路依次连接；所述故障电压突变检测电路分别与所述超前保护控制电路和所述过压过流保护电路相连；所述故障电压突变检测电路用于对所述过压过流保护电路输出的电压进行检测，并将检测到的电压突变信号传递给所述超前保护控制电路；所述故障电流突变检测电路用于对所述过压过流保护电路输出的电流进行检测，将检测到的电流突变信号传递给所述超前保护控制电路；所述超前保护控制电路用于当接收到电压突变信号和/或电流突变信号时，切断电源输出，以实现故障电流突变以及故障电压突变的快速响应和超前保护。2.根据权利要求1所述的超前响应本安保护电路，其特征在于，所述超前保护控制电路包括：P沟道场效应管、第一三极管、第二三极管和第三三极管；所述第一三极管的集电极与所述第三三极管的基极连接；所述第一三极管的发射极分别与所述第三三极管的集电极、所述第二三极管的基极、所述P沟道场效应管的源极、所述P沟道场效应管的漏极连接；所述第一三极管的基极分别与所述P沟道场效应管的源极、所述P沟道场效应管的漏极、所述第二三极管的基极、所述故障电压突变检测电路、所述故障电流突变检测电路连接；所述P沟道场效应管的栅极与所述第二三极管的集电极连接；所述第二三极管的发射极和所述第三三极管的发射极均接地。3.根据权利要求2所述的超前响应本安保护电路，其特征在于，所述超前保护控制电路还包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；所述第一三极管的集电极通过所述第一电阻与所述第三三极管的基极连接；所述第一三极管的发射极通过所述第六电阻与所述第三三极管的集电极连接；所述第一三极管的发射极通过所述第五电阻与所述第二三极管的基极连接；所述第一三极管的发射极通过所述第三电阻与所述P沟道场效应管的漏极连接；所述第一三极管的基极通过第二电阻与所述P沟道场效应管的源极连接；所述第二三极管的发射极通过所述第四电阻接地。4.根据权利要求3所述的超前响应本安保护电路，其特征在于，所述超前保护控制电路还包括：第一电容；所述第三电阻通过所述第一电容与所述P沟道场效应管的漏极连接。5.根据权利要求1所述的超前响应本安保护电路，其特征在于，所述故障电压突变检测电路包括稳压管和第七电阻；所述超前保护控制电路、所述稳压管、所述第七电阻、所述过压...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢素堂，李德媛，周林春，王琛琛，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所北京长城航空测控技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：