一种大电流输出本质安全型电源电路制造技术

本发明专利技术涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种大电流输出本质安全型电源电路,包括电源输入电路、输出保护电路、过压保护电路、过流保护电路、电流采样电路；电源输入电路对电源电路整体运行功率进行限制，起第一级限压限流保护作用；电流采样电路起第二级限流保护作用；当过压保护和过流保护任意值高于设定值时，相应的运算放大器输出高电平，可对输出保护电路中的晶闸管进行导通，起第三级保护作用。过压保护电路、过流保护电路和输出保护电路可以将输出限制在一个安全的数值上，允许负载持续运作；负载侧出过压、过流、短路时能够瞬间实现电路的关断，瞬间能量低，安全性更佳。安全性更佳。安全性更佳。

【技术实现步骤摘要】
一种大电流输出本质安全型电源电路


[0001]本专利技术涉及电子电路
，尤其涉及一种大电流输出本质安全型电源电路。

技术介绍

[0002]随着智能化水平的提供，特种行业配套的设备功率越来越高，因此研究大电流输出的本质安全型电源电路，可满足煤矿等特殊场景的应用场合。目前本质安全型电源电路主要存在以下不足：
[0003]1、采用限流电阻进行电流保护电路，采用稳压二极管进行限压保护的电路，该电路安全系数较高，但不适用于高电压，大电流的应用场景；
[0004]2、采用集成电路式具有限流功能浪涌抑制器，但这类电路其最大功率不超20W，且瞬态能量较大，在电路切断保护瞬间，高电压电流会瞬间出现在负载侧，导致瞬态能量超过260uJ，不能满足国家标准GB3836
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4中第10.1.5.3用分流短(急剧短路)保护电路的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种大电流输出本质安全型电源电路。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种大电流输出本质安全型电源电路，包括电源输入电路、输出保护电路、过压保护电路、过流保护电路、电流采样电路；所述电源输入电路包括运算放大器U1，对电源电路整体运行功率进行限制，其输出电压电流不超过运算放大器U1的电气参数，起第一级限压限流保护作用；所述电流采样电路采集运算放大器U1输出侧的电阻R2，通过采集运算放大器U1输出侧的电流值，通过调级参考电压调整运算放大器U1输出侧的过流保护值，当过流保护值大于设定值时，可控制运算放大器U1输出，起第二级限流保护作用；所述过压保护电路和过流保护电路通过采集运算放大器U1输出侧的电压值，与参考电压进行对比，以确定保护值的大小，如果保护值大于设定值时可通过电阻来分压调节；所述过压保护电路通过运算放大器U3B输出，所述过流保护电路通过运算放大器U3A输出，当过压保护和过流保护任意值高于设定值时，相应的运算放大器输出高电平，可对输出保护电路中的晶闸管V1进行导通，起第三级保护作用。
[0008]优选的，所述电源输入电路包括运算放大器U1，运算放大器U1的引脚1为同相输入引脚，引脚1连接电阻R6，另一端连接至ReferenceVoltage2.5V端，电阻R6和ReferenceVoltage2.5V端之间依次连接电容C2和电阻R7，电容C2和电阻R7的另一端接地，运算放大器U1的引脚2为反相输入引脚，引脚2连接CUR
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OVER端，引脚5为正侧电源引脚，引脚4为负侧电源引脚，引脚7连接Enable使能端口，引脚3连接电阻R8，另一端与引脚4连接，可起到拉低电平的作用；引脚6为输出引脚，引脚6依次串联电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，另一端连接至V
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OUT端，电阻R2输入端连接I
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TEST1端口，电阻R2输出端连接I
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TEST2端口，电阻R3和电阻R4之间连接有I
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RES1端口，电阻R4和电阻R5之间连接有I
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RES2端口，引脚
2和引脚6之间并联有电阻R1和电容C1，形成闭环负反馈电路。
[0009]优选的，所述输出保护电路包括三极管VT1和晶闸管V1，三极管VT1的B基极串联有电阻R10，连接至THY1
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CTR端，三极管VT1的C基极并联连接电容R14和电容R15，电容R15的另一端连接晶闸管的阴极K，晶闸管的阴极K连接接地端，电容R14的另一端连接晶闸管的门极G，三极管VT1的E基极连接晶闸管的阳极A，晶闸管的阳极A连接在R3和R4之间，三极管VT1的B基极和三极管VT1的E基极之间连接有电阻R9，电阻R9可起到上拉电平的作用，使得B基极和E基极保持稳定的状态。
[0010]优选的，所述过压保护电路包括运算放大器U3B，运算放大器U3B的引脚3为同相输入引脚，引脚3连接到ReferenceVoltage2.5V端，运算放大器U3B的引脚4为反向输入引脚，引脚4并联连接电阻R16、电阻R13、电阻R12、电容C3，电阻R16的另一端连接V
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OUT端，电阻R13、电阻R12、电容C3的另一端连接接地端，运算放大器U3B的引脚5连接至THY1
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CTR端，过压保护电路的V
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OUT端与电阻R5一端的V
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OUT连接；过压保护电路的THY1
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CTR端连接在输出保护电路的THY1
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CTR端。
[0011]优选的，所述过流保护电路包括运算放大器U3A，运算放大器U3A的引脚1为同相输入引脚，运算放大器U3A的引脚1串联有电阻R36，电阻R36的负极接地，电阻R36的另一端连接有电阻R33，电阻R33的另一端连接有电阻R26，电阻R26的另一端连接至端口I
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RES2，电阻R33的两端连接有电容C9，且电阻R36的两端连接有电阻R37，且电阻R33、电容C9、电阻R36、电阻R37组成并联电路，且该并联电路的输出端连接有电阻R34，电阻R34的两端并联有电阻R35，电阻R35的输出端连接至端口P1
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2.5V，运算放大器U3A的引脚8为反向输入引脚，运算放大器U3A的引脚8并联连接有电阻R17、电阻R19、电容C5、电阻R20，电阻R17和电阻R19的另一端连接至接地端，电容C5和电阻R20的另一端连接至端口I
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RES1，运算放大器U3A的引脚7连接至THY1
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CTR端；过流保护电路的I
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RES1端连接至电阻R3和电阻R4之间的I
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RES1端口，I
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RES2端连接至电阻R4和电阻R5之间的I
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RES2端口，THY1
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CTR端连接在输出保护电路的THY1
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CTR端。
[0012]优选的,所述电流采样电路包括运算放大器U2A和运算放大器U2B，运算放大器U2A的引脚3为同相输入引脚，运算放大器U2A的引脚3并联连接有电阻R25和电阻R29，电阻R25的另一端连接至I
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TEST1端口，电阻R29的另一端连接至接地端，运算放大器U2A的引脚2为反向输入引脚，运算放大器U2A的引脚2为反向输入引脚，运算放大器U2A的引脚2连接有电阻R22，电阻R22的另一端连接至I
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TEST2端口。运算放大器U2A的引脚8为正侧电源引脚，运算放大器U2A的引脚4为负侧电源引脚，运算放大器U2A的引脚8和引脚4之间连接有去耦电容C7，运算放大器U2A的引脚1为输出引脚，运算放大器U2A的引脚1连接电阻R23，电阻R23的另一端与运算放大器U2B的引脚5连接，运算放大器U2B的引脚5为同相输入引脚。运算放大器U2A的引脚1和引脚2之间并联连接有电阻R18和电容C4，形成闭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大电流输出本质安全型电源电路，其特征在于，包括电源输入电路(1)、输出保护电路(2)、过压保护电路(3)、过流保护电路(4)、电流采样电路(5)；所述电源输入电路(1)包括运算放大器U1，对电源电路整体运行功率进行限制，其输出电压电流不超过运算放大器U1的电气参数，起第一级限压限流保护作用；所述电流采样电路(5)采集运算放大器U1输出侧的电阻R2，通过采集运算放大器U1输出侧的电流值，通过调级参考电压调整运算放大器U1输出侧的过流保护值，当过流保护值大于设定值时，可控制运算放大器U1输出，起第二级限流保护作用；所述过压保护电路(3)和过流保护电路(4)通过采集运算放大器U1输出侧的电压值，与参考电压进行对比，以确定保护值的大小，如果保护值大于设定值时可通过电阻来分压调节；所述过压保护电路(3)通过运算放大器U3B输出，所述过流保护电路(4)通过运算放大器U3A输出，当过压保护和过流保护任意值高于设定值时，相应的运算放大器输出高电平，可对输出保护电路(2)中的晶闸管V1进行导通，起第三级保护作用。2.根据权利要求1所述的一种大电流输出本质安全型电源电路，其特征在于，所述电源输入电路(1)包括运算放大器U1，运算放大器U1的引脚1为同相输入引脚，引脚1连接电阻R6，另一端连接至ReferenceVoltage2.5V端，电阻R6和ReferenceVoltage2.5V端之间依次连接电容C2和电阻R7，电容C2和电阻R7的另一端接地，运算放大器U1的引脚2为反相输入引脚，引脚2连接CUR
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OVER端，引脚5为正侧电源引脚，引脚4为负侧电源引脚，引脚7连接Enable使能端口，引脚3连接电阻R8，另一端与引脚4连接，可起到拉低电平的作用；引脚6为输出引脚，引脚6依次串联电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，另一端连接至V
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OUT端，电阻R2输入端连接I
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TEST1端口，电阻R2输出端连接I
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TEST2端口，电阻R3和电阻R4之间连接有I
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RES1端口，电阻R4和电阻R5之间连接有I
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RES2端口，引脚2和引脚6之间并联有电阻R1和电容C1，形成闭环负反馈电路。3.根据权利要求2所述的一种大电流输出本质安全型电源电路，其特征在于，所述输出保护电路(2)包括三极管VT1和晶闸管V1，三极管VT1的B基极串联有电阻R10，连接至THY1
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CTR端，三极管VT1的C基极并联连接电容R14和电容R15，电容R15的另一端连接晶闸管的阴极K，晶闸管的阴极K连接接地端，电容R14的另一端连接晶闸管的门极G，三极管VT1的E基极连接晶闸管的阳极A，晶闸管的阳极A连接在R3和R4之间，三极管VT1的B基极和三极管VT1的E基极之间连接有电阻R9，电阻R9可起到上拉电平的作用，使得B基极和E基极保持稳定的状态。4.根据权利要求3所述的一种大电流输出本质安全型电源电路，其特征在于，所述过压保护电路(3)包括运算放大器U3B，运算放大器U3B的引脚3为同相输入引脚，引脚3连接到ReferenceVoltage2.5V端，运算放大器U3B的引脚4为反向输入引脚，引脚4并联连接电阻R16、电阻R13、电阻R12、电容C3，电阻R16的另一端连接V
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OUT端，电阻R13、电阻R12、电容C3的另一端连接接地端，运算放大器U3B的引脚5连接至THY1
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CTR端，过压保护电路(3)的V
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OUT端与电阻R5一端的V
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OUT连接；过压保护电路(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建伟，孙卓，尹灵通，
申请(专利权)人：常州联力自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：