本安限流電路及電子設(shè)備的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于供電設(shè)備保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種本安限流電路及電子設(shè)備?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]隨著生產(chǎn)力的提高，越來越多的電子設(shè)備投入到石油、煤礦、化工等含有爆炸性混合物環(huán)境中。在爆炸性混合物環(huán)境中使用的電氣設(shè)備，防爆是需要高度關(guān)注的問題之一。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)通過采用專用的防爆接線盒，或是通過限制電氣設(shè)備電路的各種參數(shù)或采取保護措施，來限制電路的火花放電能量和熱能，使其在正常工作和規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)不能點燃周圍環(huán)境的爆炸性混合物，從而實現(xiàn)電氣防爆。
[0004]然而，這些方式在實際使用中存在以下問題:
[0005]1、防爆接線盒一般是由鑄造金屬制作，其作用是工作在爆炸氣體環(huán)境下，即使盒內(nèi)具有電路火花出現(xiàn)，或者盒內(nèi)也滲透了一些爆燃性氣體，在火花作用下出現(xiàn)小范圍的爆燃，盒子可以經(jīng)受這類情況，不會因為盒子不結(jié)實而破裂，把火光泄露給環(huán)境，引起大環(huán)境的爆炸。但該技術(shù)沒有根本性地解決爆炸的問題，而僅僅是將爆炸縮小到很小的范圍內(nèi)，在實際應(yīng)用中局限性很大。
[0006]2、限制電氣設(shè)備電路的各種參數(shù)的方案，能夠有效預(yù)防發(fā)生爆炸的概率。但是限制電路的參數(shù)，容易導致部分功能模塊的性能大大降低。例如我們常見的手持設(shè)備中的無線通訊模塊(3G、WIF1、無線識別)，在限制了電路參數(shù)后，往往會導致功能模塊的性能大幅下降。有些電氣設(shè)備電路在采用該方案后甚至會出現(xiàn)系統(tǒng)宕機等問題。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的以上缺陷，提供一種本安限流電路以及使用該本安限流電路的電子設(shè)備，以能夠保證電子設(shè)備在含有爆炸性氣體環(huán)境中穩(wěn)定、可靠、安全的運行。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
[0009]—方面，提供一種本安限流電路，包括反接保護單元、防靜電浪涌過壓保護單元、采樣單元、限流保護單元和EMI濾波單元，所述反接保護單元的輸入端連接直流電源、輸出端連接采樣單元的輸入端；所述防靜電浪涌過壓保護單元的一端連接反接保護單元輸出端、另一端接地；所述采樣單元的輸出端連接限流保護單元的輸入端，采樣單元的控制端連接限流保護單元的控制端；所述限流保護單元的輸出端連接EMI濾波單元的輸入端；所述EMI濾波單元的輸出端連接負載。
[0010]—些實施例中，所述反接保護單元為肖特基二極管，肖特基二極管陽極連接直流電源、陰極連接采樣單元輸入端。
[0011]—些實施例中，所述防靜電浪涌過壓保護單元包括壓敏電阻、氣體放電管、TVS管，所述壓敏電阻、氣體放電管和TVS管相互并聯(lián)，所述壓敏電阻一端連接反接保護單元輸出端、另一端接地。
[0012]一些實施例中，所述采樣單元包括晶體管Q2、電阻R2、電阻R4、電阻R5、電阻R6和穩(wěn)壓二極管D3，電阻R2 —端連接晶體管Q2的發(fā)射極、另一端連接穩(wěn)壓二極管D3的陰極和限流保護單元的輸入端，穩(wěn)壓二極管D3的陽極連接電阻R6 —端，電阻R6另一端接地，電阻R4和電阻R5串聯(lián)后與穩(wěn)壓二極管D3并聯(lián)，晶體管Q2的發(fā)射極連接反接保護單元輸出端、集電極連接限流保護單元的控制端、基極連接在電阻R4與電阻R5之間。
[0013]一些實施例中，所述限流保護單元包括M0S管Q1、電阻R1和電阻R3，所述M0S管Q1的源極連接采樣單元的輸出端、柵極連接電阻R1—端、漏極連接EMI濾波單元的輸入端，所述電阻R1另一端接地，所述電阻R3 —端連接M0S管Q1的源極、另一端連接采樣單元的控制端和M0S管Q1的柵極。
[0014]—些實施例中，所述EMI濾波單元包括扼流圈L1、電容C1和電容C2，所述扼流圈L1的第一輸入端連接限流保護單元的輸出端、第二輸入端接地，扼流圈L1的第一輸出端連接負載、第二輸出端接地，所述電容C1連接在扼流圈L1的第一輸入端與第二輸入端之間，所述電容C2連接在扼流圈L1的第一輸出端與第二輸出端之間。
[0015]另一方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，該電氣設(shè)備中使用了如上所述的本安限流電路。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:通過引入反接保護、過壓保護、EMI濾波、高頻濾波、采樣開關(guān)過流保護等功能模塊，實現(xiàn)所有直流供電設(shè)備在含有爆炸性氣體環(huán)境中安全可靠的應(yīng)用及不掉電自恢復功能，且不降低電氣設(shè)備的性能，大大提升了含有爆炸性氣體環(huán)境中使用電子設(shè)備的靈活性，提高了電子設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性、易用性及抗干擾能力。
【【附圖說明】】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例的本安限流電路的系統(tǒng)原理圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實施例的本安限流電路的電路原理圖。
【【具體實施方式】】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明包括反接保護單元、防靜電浪涌過壓保護單元、采樣單元、限流保護單元和EMI濾波單元，所述反接保護單元的輸入端連接直流電源、輸出端連接采樣單元的輸入端；所述防靜電浪涌過壓保護單元的一端連接反接保護單元輸出端、另一端接地；所述采樣單元的輸出端連接限流保護單元的輸入端，采樣單元的控制端連接限流保護單元的控制端；所述限流保護單元輸出端連接EMI濾波單元的輸入端；所述EMI濾波單元的輸出端連接負載。具體實現(xiàn)電路如圖2所示。
[0021]圖2中，VDC為直流電源輸入節(jié)點，反接保護單元為肖特基二極管D1，肖特基二極管D1陽極連接直流電源、陰極連接采樣單元輸入端。肖特基二極管D1單向?qū)?、恢復速度快、正向壓降小、反向耐壓值高，滿足反接保護的需求。如出現(xiàn)電源正負極接反，該部分電路能夠?qū)崿F(xiàn)電路開路，有效保護電路中的元器件。
[0022]防靜電浪涌過壓保護單元包括壓敏電阻RV、氣體放電管⑶T、TVS管D2，所述壓敏電阻RV、氣體放電管GDT和TVS管D2相互并聯(lián)，所述壓敏電阻RV 一端連接反接保護單元輸出端、另一端接地。壓敏電阻RV、氣體放電管⑶T、TVS管D2這三種器件的工作原理、響應(yīng)速度、耐壓范圍、擊穿電壓范圍均不同，本發(fā)明將這三種器件組合使用，很大范圍的提升了電路的穩(wěn)定性。當VDC的電壓值超過最大反向工作電壓Vwrm時，TVS管D2開始工作，將輸入電壓VDC大于嵌位在Vwrm ;當VDC大于Vwrm且小于Vbr時，TVS管D2可以將電壓嵌位在Vwrm，整個系統(tǒng)正常工作；當VDC的電壓值超過TVS管反向擊穿電壓Vbr時，TVS管D2進入雪崩擊穿；iVDC超過Vbr達到氣體放電管GDT的啟動電壓后，氣體放電管GDT會將VDC電壓嵌位其啟動電壓；當VDC超過氣體