CN203039343U - 本安过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种本安过流保护电路。所述本安过流保护电路包括电流采样单元、放大比较电路和开关电路。本实用新型的本安过流保护电路可以通过电流采样单元检测负载电流的大小，通过放大比较电路将负载电流转换放大成电压信号，并将其与预设基准电压进行比较，通过开关电路控制电路的开启和关闭，从而可以在负载电流过大的情况下，及时断开负载与电源之间的连接，保障设备安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种本安过流保护电路，尤其涉及矿用本安设备中的本安过流保护电路。
背景技术
目前，在矿山井下使用的本安设备，一般是采用串联电阻的方式达到本安过流保护。当本安设备内部发生短路时，通过串联电阻可以限制短路电流，即最大短路电路。这样，该电阻将消耗最大功耗，电阻的温度将会很高，严重影响本安电路的设备安全和矿山环境安全。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种本安过流保护电路，保障设备安全。
本实用新型通过如下技术方案实现：一种本安过流保护电路，连接在电源与负载之间，所述本安过流保护电路包括：
电流采样单元，用于检测所述负载的电流值；
放大比较电路，用于将所述负载的电流值放大成电压信号，并将所述电压信号与预设基准电压进行比较；
开关电路，用于根据所述放大比较电路的比较结果控制所述电源与所述负载之间的通断。
作为本实用新型的进一步改进，所述电流采样单元为采样电阻。
作为本实用新型的进一步改进，所述本安过流保护电路具有输入端和输出端，所述输入端具有输入端正极和输入端负极，所述输出端具有输出端正极和输出端负极；所述本安过流保护电路还包括连接在所述输入端正极与所述输出端正极之 间的限流电阻。
作为本实用新型的进一步改进，所述开关电路包括第一电阻、晶体管和MOS管，所述放大比较电路包括放大电路和比较电路，所述比较电路包括比较器、第二电阻和第三电阻，所述放大电路包括放大器、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及电容器；所述采样电阻的一端与所述输出端负极连接，所述采样电阻的另一端与所述MOS管的漏极连接，所述MOS管的源极与所述输入端负极连接，所述第一电阻的一端与所述输入端正极连接，所述第一电阻的另一端和所述MOS管的栅极均与所述晶体管的集电极连接，所述晶体管的发射极和所述输入端负极均接地，所述第四电阻连接在所述采样电阻的一端与所述放大器的第一输入端之间，所述第五电阻连接在所述采样电阻的另一端与所述放大器的第二输入端之间，且所述电容器连接在所述放大器的第一输入端与所述放大器的第二输入端之间，所述第六电阻连接在所述放大器的第二输入端与所述放大器的输出端之间，所述第三电阻连接在所述放大器的输出端与所述比较器的第一输入端之间，所述第二电阻连接在所述预设基准电压与所述比较器的第二输入端之间，所述比较器的输出端与所述晶体管的基极连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述晶体管为NPN晶体管，所述MOS管为N沟道MOS管。
作为本实用新型的进一步改进，所述电源为矿用电源，所述负载为矿井设备。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的本安过流保护电路可以通过电流采样单元检测负载电流的大小，通过放大比较电路将负载电流转换放大成电压信号，并将其与预设基准电压进行比较，通过开关电路控制电路的开启和关闭，从而可以在负载电流过大的情况下，及时断开负载与电源之间的连接，保障设备安全。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用 新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型的本安过流保护电路的结构示意图。
具体实施方式
本实施例的本安过流保护电路10连接在电源与负载之间。当负载电流高于一定值时，该本安过流保护电路10自动断开电源与负载之间的连接，以进行过流保护。
本实施例的本安过流保护电路包括：
电流采样单元，用于检测负载的电流值；
放大比较电路，用于将负载的电流值转换放大成电压信号，并将电压信号与预设基准电压进行比较；
开关电路，用于根据放大比较电路的比较结果控制电源与负载之间的通断。
如图1所示，在本实施方式的本安过流保护电路10中，电流采样单元RS为采样电阻。本安过流保护电路10具有输入端J1和输出端J2。输入端J1具有输入端正极102和输入端负极104。输出端J2具有输出端正极202和输出端负极204。本安过流保护电路10还包括连接在输入端正极102与输出端正极202之间的限流电阻RL。
在本实施方式的本安过流保护电路10中，开关电路300包括第一电阻R1、晶体管Q1和MOS管Q2。放大比较电路包括放大电路500和比较电路400。比较电路400包括比较器U2、第二电阻R2和第三电阻R3。放大电路500包括放大器U1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及电容器C1。采样电阻RS的一 端504与输出端负极204连接，采样电阻RS的另一端506与MOS管Q2的漏极306连接。MOS管Q2的源极308与输入端负极104连接。第一电阻R1的一端314与输入端正极102连接，第一电阻R1的另一端和MOS管Q2的栅极304均与晶体管Q1的集电极310连接，晶体管Q1的发射极312和输入端负极104均接地。
第四电阻R4连接在采样电阻RS的一端504与放大器U1的第一输入端之间，第五电阻R5连接在采样电阻RS的另一端506与放大器U1的第二输入端之间。且电容器C1连接在放大器U1的第一输入端与放大器U1的第二输入端之间。第六电阻R6连接在放大器U1的第二输入端与放大器U1的输出端之间。
第三电阻R3连接在放大器U1的输出端402与比较器U2的第一输入端406之间，第二电阻R2连接在预设基准电压Vref与比较器U2的第二输入端408之间，比较器U2的输出端404与晶体管Q1的基极302连接。
在本实施方式的本安过流保护电路10中，晶体管Q1为NPN晶体管，MOS管Q2为N沟道MOS管。
在本实施方式的本安过流保护电路10中，电源优选为矿用电源，负载优选为矿井设备。
在本安过流保护电路10的工作过程中，输入端J1接上电源（未示出），电流经限流电阻RL在输出端J2输出至负载（未示出）。MOS管Q2接第一电阻R1（上拉电阻）上拉后，MOS管Q2闭合导通。工作时，限流电阻RL上的电流随着输出端J2后端的负载电流增大而增大。采样电阻RS上的电流也随着输出端J2后端负载电流增大而增大。在电流流经采样电阻RS时，采样电阻RS上的电流被放大电路500转换放大成电压信号。该电压信号被传输至比较器U2中。此时，比较器U2将电压信号与参考电压端的预设基准电压Vref做比较。当电压信号小于预设基准电压Vref时，比较器U2的输出端404输出低电平。晶体管Q1截止，MOS管 Q2的栅极304接高电平，MOS管Q2导通 ，电路正常运行。当电压信号大于或等于预设基准电压Vref时，比较器U2的输出端404输出高电平，晶体管Q1导通，MOS管Q2的栅极304接低电平，MOS管Q2截止，电路断开，即电源与负载之间的连接断开。
根据本实用新型的本安过流保护电路可以通过电流采样单元检测负载电流的大小，通过放大比较电路将负载电流转换放大成电压信号，并将其与预设基准电压进行比较，通过开关电路控制电路的开启和关闭，从而可以在负载电流过大的情况下，及时断开负载与电源之间的连接，保障设备安全。
以上具体实施方式对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新型的限制。本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (6)
1.一种本安过流保护电路，连接在电源与负载之间，其特征在于，所述本安过流保护电路包括：
电流采样单元，用于检测所述负载的电流值；
放大比较电路，用于将所述负载的电流值放大成电压信号，并将所述电压信号与预设基准电压进行比较；
开关电路，用于根据所述放大比较电路的比较结果控制所述电源与所述负载之间的通断。
2.根据权利要求1所述的本安过流保护电路，其特征在于，所述电流采样单元为采样电阻。
3.根据权利要求2所述的本安过流保护电路，其特征在于，所述本安过流保护电路具有输入端和输出端，所述输入端具有输入端正极和输入端负极，所述输出端具有输出端正极和输出端负极；所述本安过流保护电路还包括连接在所述输入端正极与所述输出端正极之间的限流电阻。
4.根据权利要求3所述的本安过流保护电路，其特征在于，所述开关电路包括第一电阻、晶体管和MOS管，所述放大比较电路包括放大电路和比较电路， 所述比较电路包括比较器、第二电阻和第三电阻，所述放大电路包括放大器、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及电容器；所述采样电阻的一端与所述输出端负极连接，所述采样电阻的另一端与所述MOS管的漏极连接，所述MOS管的源极与所述输入端负极连接，所述第一电阻的一端与所述输入端正极连接，所述第一电阻的另一端和所述MOS管的栅极均与所述晶体管的集电极连接，所述晶体管的发射极和所述输入端负极均接地，所述第四电阻连接在所述采样电阻的一端与所述放大器的第一输入端之间，所述第五电阻连接在所述采样电阻的另一端与所述放大器的第二输入端之间，且所述电容器连接在所述放大器的第一输入端与所述放大器的第二输入端之间，所述第六电阻连接在所述放大器的第二输入端与所述放大器的输出端之间，所述第三电阻连接在所述放大器的输出端与所述比较器的第一输入端之间，所述第二电阻连接在所述预设基准电压与所述比较器的第二输入端之间，所述比较器的输出端与所述晶体管的基极连接。
5.根据权利要求4所述的本安过流保护电路，其特征在于，所述晶体管为NPN晶体管，所述MOS管为N沟道MOS管。
6.根据权利要求1至5任一项所述的本安过流保护电路，其特征在于，所述电源为矿用电源，所述负载为矿井设备。
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