專利名稱：外接式礦用本安電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及礦用本安電源，具體是一種外接式礦用本安電源。
背景技術：
本安電源即本質安全電源，是指在正常工作和故障狀態下，其輸出的最高 電壓、最大電流均具有本安性能的電源。而本安性能指本質安全電源電路在標 準規定的條件下產生的任何電火花或任何熱效應均不能點燃規定的爆炸性氣 體環境。礦用本安電源可分為獨立式和外接式兩種基本類型，獨立式礦用本安 電源中最常用的是干電池和蓄電池，多用于便攜式的儀器儀表，外接式礦用本 安電源是由煤礦井下低壓動力電網引入并經變壓器供電的直流電源，主要用于 如通訊、信號、監控、自動控制和各種傳感器等固定式本安型電氣設備。由于 結構設計的缺陷，現有礦用本安電源普遍存在內部耗能過大、效率低下以及體 積過大的問題，因而有必要發明一種能夠克服上述問題的礦用本安電源。
發明內容
本實用新型為了解決現有外接式礦用本安電源內部耗能過大、效率低下以 及體積過大的問題，提供了一種外接式礦用本安電源。
本實用新型是采用如下技術方案實現的外接式礦用本安電源，包括由第
一電感器、第一電容-第四電容構成的EMI濾波器，EMI濾波器的輸入端與外 接式礦用本安電源的交流輸入端相連，EMI濾波器的輸出端連接有整流橋；整 流橋的直流輸出端的正極連接有高頻變壓器；高頻變壓器的第一副邊繞組兩端 并聯有輸出整流濾波電路，輸出整流濾波電路包括由第二電感器、第十三電容 構成的LC后置濾波器，輸出整流濾波電路的輸出端與外接式礦用本安電源的 直流輸出端相連；LC后置濾波器的輸入端連接有包含開關電源、光電耦合器、三端穩壓管的反饋電路，光電耦合器的輸入端的正、負極分別通過第七電阻、
第八電阻與LC后置濾波器的輸入端相連，三端穩壓管的控制端與光電耦合器 的輸入端的負極相連；輸出整流濾波電路的輸出端連接有由第十二電阻、第十 一電阻、電位器、第十電阻串接而成的分壓電路，電位器與第十電阻之間的連 接節點接三端穩壓管的取樣端；光電耦合器的輸出端的正極通過由第七二極 管、第十四電容構成的整流濾波電路與高頻變壓器的第二副邊線圈相連，光電 耦合器的輸出端的負極與開關電源的控制端相連；開關電源的多功能端通過第 三電阻與整流橋的直流輸出端的正極相連。
工作時，由電網引入的交流電先經EMI濾波器消除共模干擾和差模干擾 后輸入整流橋，經整流橋整流后變為脈動直流電，此脈動直流電與開關電源的 多功能端發出的脈動直流電一起經高頻變壓器、輸出整流濾波電路轉化為穩恒 直流電輸出；連接于輸出整流濾波電路的輸出端的反饋電路起到過壓(或欠壓) 保護作用，即當輸出整流濾波電路的輸出端的直流電壓發生變化時，三端穩壓 器的取樣端的電壓升高(或降低)，進而使得三端穩壓器的導通程度增強(或 減弱)，三端穩壓器的控制端的電壓降低(或升高)，流過光電耦合器中的發光 二極管的電流增大(或減小)，從而使得光電耦合器中的光敏三極管導通程度 增強(或減弱)，使得流經光電耦合器中的光敏三極管的電流增大(或減小)，開 關電源的控制端的電壓也隨之升高(或降低)，從而使開關電源輸出的脈動直 流電的占空比隨之減小(或增大)，從而使整流橋直流輸出端的電壓保持穩定。 而當輸出整流濾波電路的輸出端發生短路時，反饋電路內沒有電流通過，故開 關電源輸出的脈動直流電的占空比為零，即使得整個電路處于阻斷狀態，從而 起到輸出短路保護的作用，直到故障消除。
進一步地，高頻變壓器的原邊繞組與第一副邊繞組的同名端之間連接有第 十電容，起到隔離抗干擾的作用。考慮到消耗輸出電壓中的紋波的需要，輸出整流濾波電路還包括由第六二 極管、第十一電容、第十二電容、第六電阻、第九電容混接而成的支路。
另外，三端穩壓管的取樣端和控制端之間連接有第九電阻、第十六電容，
對三端穩壓管U3形成補償。
本實用新型結構簡單、設計巧妙，通過結構上的改進，有效解決了現有外 接式礦用本安電源內部耗能過大、效率低下以及體積過大的問題。
圖1是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
外接式礦用本安電源，包括由第一電感器L1、第一電容-第四電容Cl-C4 構成的EMI濾波器，EMI濾波器的輸入端與外接式礦用本安電源的交流輸入 端相連，EMI濾波器的輸出端連接有整流橋VD1;整流橋VD1的直流輸出端 的正極連接有高頻變壓器；高頻變壓器的第一副邊繞組TB兩端并聯有輸出整 流濾波電路，輸出整流濾波電路包括由第二電感器L2、第十三電容C13構成 的LC后置濾波器，輸出整流濾波電路的輸出端與外接式礦用本安電源的直流 輸出端相連；LC后置濾波器的輸入端連接有包含開關電源Ul、光電耦合器 U2、三端穩壓管U3的反饋電路，光電耦合器U2的輸入端的正、負極分別通 過第七電阻R7、第八電阻R8與LC后置濾波器的輸入端相連，三端穩壓管 U3的控制端與光電耦合器U2的輸入端的負極相連；輸出整流濾波電路的輸出 端連接有由第十二電阻R12、第十一電阻Rll、電位器R13、第十電阻R10串 接而成的分壓電路，電位器R13與第十電阻R10之間的連接節點接三端穩壓 管U3的取樣端；光電耦合器U2的輸出端的正極通過由第七二極管VD7、第 十四電容C14構成的整流濾波電路與高頻變壓器的第二副邊線圈TC相連，光 電耦合器U2的輸出端的負極與開關電源U1的控制端相連；開關電源U1的多功能端通過第三電阻R3與整流橋VD1的直流輸出端的正極相連；高頻變壓器 的原邊繞組TA與第一副邊繞組TB的同名端之間連接有第十電容C10;輸出 整流濾波電路還包括由第六二極管VD6、第十一電容Cll、第十二電容C12、 第六電阻R6、第九電容C9混接而成的支路，此支路的作用是對第六二極管 VD6進行吸收保護；三端穩壓管U3的取樣端和控制端之間連接有第九電阻 R9、第十六電容C16，主要起到濾波的作用。
具體實施時，外接式礦用本安電源的交流輸入端并聯有壓敏電阻VSR且 連接有保險絲Fu，用于防止如雷擊、電壓沖擊對電源產生危害；整流橋的直 流輸出端之間并聯有第一電阻R1、第五電容C5，第五電容C5用于穩定直流 電壓輸出，第一電阻R1則為第五電容C5提供放電回路；三端穩壓管U3的控 制端和接地端之間連接有第十五電容C15，主要起到軟啟動的作用；開關電源 Ul的源極輸出端與控制端之間連接有第五電阻R5、第八電容C8、第十八電 容C18，第五電阻R5、第八電容C8、第十八電容C18決定了開關電源的原邊 補償和自動重起頻率;開關電源U1的漏極輸出端通過由第五整流二極管VD5、 第二電阻R2、第六電容C6構成的RCD鉗位電路與整流橋VD1的直流輸出端 的正極相連，RCD鉗位電路用于消除外接式礦用本安電源關斷時產生的尖峰 電壓，防止對開關電源造成損壞；開關電源U1的源極輸出端與頻率端相連， 即開關電源選擇132KHz的開關頻率。
權利要求1、一種外接式礦用本安電源，包括由第一電感器(L1)、第一電容-第四電容(C1-C4)構成的EMI濾波器，EMI濾波器的輸入端與外接式礦用本安電源的交流輸入端相連，EMI濾波器的輸出端連接有整流橋(VD1)；其特征在于整流橋(VD1)的直流輸出端的正極連接有高頻變壓器；高頻變壓器的第一副邊繞組(TB)兩端并聯有輸出整流濾波電路，輸出整流濾波電路包括由第二電感器(L2)、第十三電容(C13)構成的LC后置濾波器，輸出整流濾波電路的輸出端與外接式礦用本安電源的直流輸出端相連；LC后置濾波器的輸入端連接有包含開關電源(U1)、光電耦合器(U2)、三端穩壓管(U3)的反饋電路，光電耦合器(U2)的輸入端的正、負極分別通過第七電阻(R7)、第八電阻(R8)與LC后置濾波器的輸入端相連，三端穩壓管(U3)的控制端與光電耦合器(U2)的輸入端的負極相連；輸出整流濾波電路的輸出端連接有由第十二電阻(R12)、第十一電阻(R11)、電位器(R13)、第十電阻(R10)串接而成的分壓電路，電位器(R13)與第十電阻(R10)之間的連接節點接三端穩壓管(U3)的取樣端；光電耦合器(U2)的輸出端的正極通過由第七二極管(VD7)、第十四電容(C14)構成的整流濾波電路與高頻變壓器的第二副邊線圈(TC)相連，光電耦合器(U2)的輸出端的負極與開關電源(U1)的控制端相連；開關電源(U1)的多功能端通過第三電阻(R3)與整流橋(VD1)的直流輸出端的正極相連。
2、 根據權利要求1所述的外接式礦用本安電源，其特征在于高頻變壓 器的原邊繞組(TA)與第一副邊繞組(TB)的同名端之間連接有第十電容(CIO)。
3、 根據權利要求1或2所述的外接式礦用本安電源，其特征在于輸出 整流濾波電路還包括由第六二極管(VD6)、第十一電容(Cll)、第十二電容(C12)、第六電阻(R6)、第九電容(C9)混接而成的支路。
4、根據權利要求1或2所述的外接式礦用本安電源，其特征在于三端 穩壓管(U3)的取樣端和控制端之間連接有第九電阻(R9)、第十六電容(C16)。
5、根據權利要求3所述的外接式礦用本安電源，其特征在于三端穩壓管(U3) 的取樣端和控制端之間連接有第九電阻(R9)、第十六電容(C16)。
專利摘要本實用新型涉及礦用本安電源，具體是一種外接式礦用本安電源。解決了現有外接式礦用本安電源內部耗能過大、效率低下以及體積過大的問題。外接式礦用本安電源包括由第一電感器、第一電容-第四電容構成的EMI濾波器，EMI濾波器的輸入端與外接式礦用本安電源的交流輸入端相連，EMI濾波器的輸出端連接有整流橋。本實用新型結構簡單、設計巧妙，通過結構上的改進，有效解決了現有外接式礦用本安電源內部耗能過大、效率低下以及體積過大的問題。
文檔編號H02H7/10GK201418038SQ200920103008
公開日2010年3月3日 申請日期2009年5月26日 優先權日2009年5月26日
發明者宋玉峰, 張晉偉, 趙瑋燁, 郝海金, 陳永峰 申請人:山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司