矿用本安冗余供电电路

技术领域

本发明属于矿用设备技术领域，涉及一种矿用本安冗余供电电路。

背景技术

目前，煤矿井下本安设备均采用单路本安电源供电。对于煤矿井下本安网络交换机和综合分站等系统关键设备来说，若为其供电的单路本安电源出现故障将导致整个系统不能工作，严重影响煤矿井下安全和煤矿正常生产。设计一种本安冗余供电电路，对煤矿井下关键本安设备进行本安冗余供电具有重要意义。

基于煤矿井下本质安全考虑，GB3836.4-2010规定煤矿井下不同回路本安电源不能“共地”且有500VAC隔离耐压要求，因此矿用本安冗余供电不能采用传统的电源冗余供电方法来实现。

发明内容

为了解决相关技术的问题，本申请提供了一种矿用本安冗余供电电路，技术方案如下：

一种矿用本安冗余供电电路，包括第一路本安电源、第二路本安电源、DPDT继电器，所述第一路本安电源的正负极分别连接所述DPDT继电器的第一常开触点和第二常开触点，所述第二路本安电源的正负极分别连接所述DPDT继电器的第一常闭触点和第二常闭触点，所述DPDT继电器的公共端作为冗余后的本安输出端。

可选的，所述矿用本安冗余供电电路还包括电压转换模块，所述第一路本安电源通过所述电压转换模块向所述DPDT继电器供电。

可选的，所述第一路本安电源通过串联的第一二极管和第二二极管连接至所述电压转换模块的输入端；

所述电压转换模块的输出端连接并联的第一TVS管和第二TVS管；

所述电压转换模块的输入端连接有第一电容，所述电压转换模块的输出端连接有第二电容。

可选的，所述矿用本安冗余供电电路还包括RS锁存器，所述第一路本安电源通过所述电压转换模块向所述RS锁存器供电。

可选的，所述RS锁存器的输入端与所述第二路本安电源的反馈信号连接，所述反馈信号通过隔离光耦实现，所述RS锁存器的输出端通过控制开关与所述DPDT继电器的线圈端连接。

可选的，所述第二路本安电源的正极串联第一电阻后与所述隔离光耦的原边连接，所述隔离光耦副边的集电极通过第二电阻连接内部供电电压VCC，所述隔离光耦副边的发射极连接RS锁存器的第一输入端并通过第三电阻连接所述第一路本安电源的负极，所述第三电阻与第三电容并联。

可选的，所述RS锁存器的第二输入端通过第四电阻连接内部供电电压VCC，所述第四电阻与第四电容并联；

所述RS触发器的输出端通过上拉电阻连接内部供电电源，并通过钳位电阻与所述控制开关的输入端连接，所述控制开关的输出端与所述DPDT继电器的线圈端连接。

可选的，所述控制开关为PNP三极管，所述RS触发器的输出端通过所述钳位电阻连接所述PNP三极管的基极，所述PNP三极管的发射极与所述DPDT继电器的输入端连接，所述PNP三极管的集电极连接至所述第一路本安电源的负极。

可选的，所述RS锁存器的电源端连接内部供电电压VCC，并在所述RS锁存器的电源端连接去耦电容至所述第一路本安电源的负极。

可选的，所述DPDT继电器线圈与续流二极管并联。

基于上述技术方案，本申请至少可以实现如下有益效果：

通过DPDT(双刀双掷)继电器实现第一路本安电源和第二路本安电源的冗余和自动切换，由于DPDT继电器的常开触点和常闭触点是隔离的，因此第一路本安电源和第二路本安电源满足隔离耐压的要求，满足GB3836.4-2010规定的本安冗余供电电路。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本申请一个实施例中提供的矿用本安冗余供电电路的电路示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是本申请一个实施例中提供的矿用本安冗余供电电路的电路示意图，本申请提供的矿用本安冗余供电电路可以包括第一路本安电源XS1、第二路本安电源XS2、DPDT继电器K1，第一路本安电源XS1的正负极分别连接DPDT继电器K1的第一常开触点8和第二常开触点9，第二路本安电源XS2的正负极分别连接DPDT继电器K1的第一常闭触点11和第二常闭触点6，DPDT继电器K1的公共端13、4作为冗余后的本安输出端。

根据本安要求，DPDT继电器K1可以选择塑料密封型信号继电器。

可选的，矿用本安冗余供电电路还可以包括电压转换模块U1，第一路本安电源XS1通过电压转换模块U1向DPDT继电器K1及内部逻辑电路供电。

第一路本安电源XS1通过串联的第一二极管VD1和第二二极管VD2连接至电压转换模块U1的输入端Vin。

电压转换模块U1的输出端3连接并联的第一TVS管VD3和第二TVS管VD4。

电压转换模块U1的输入端1连接有第一电容C1，电压转换模块U1的输出端连接有第二电容C2。可选的，第一电容C1和第二电容C2均为1μF。

为避免其中一路本安电源连续变换导致继电器频繁切换的现象发生，本申请提供的矿用本安冗余供电电路还可以包括RS锁存器，第一路本安电源XS1通过电压转换模块U1向RS锁存器供电。也就是说，RS锁存器及内部逻辑电路的供电均由第一路本安电源XS1通过非隔离电压转换模块U1转换而来。图1中RS锁存器由N2A、N2B、N2C和N2D组成。

RS锁存器的输入端1与第二路本安电源XS2的反馈信号连接，反馈信号通过隔离光耦N1实现，RS锁存器的输出端通过控制开关与DPDT继电器K1的线圈端连接。

第二路本安电源XS2的正极V2+串联第一电阻R1后与隔离光耦N1的原边连接，隔离光耦N1副边的集电极通过第二电阻R2连接内部供电电压VCC，隔离光耦N1副边的发射极连接RS锁存器的第一输入端1并通过第三电阻R3连接第一路本安电源的负极V1-，第三电阻R3与第三电容C3并联。可选的，第一电阻R1为3KΩ，第二电阻R2为10KΩ，第三电阻R3为200KΩ，第三电容C3为4.7μF。

RS锁存器的第二输入端5通过第四电阻R4连接内部供电电压VCC，为了控制上电和掉电时序，第四电阻R4与第四电容C4并联。可选的，第四电阻R4为100KΩ。

RS触发器的输出端6通过上拉电阻R5连接内部供电电源VCC，并通过钳位电阻R6与控制开关的输入端连接，控制开关的输出端与DPDT继电器K1的线圈端连接。可选的，上拉电阻R5为5.1KΩ，钳位电阻R6为10KΩ。

在一种可能的实现方式中，上述的控制开关可以为PNP三极管，RS触发器的输出端6通过钳位电阻R6连接PNP三极管的基极1，以此来控制DPDT继电器K1的线圈是否得电。PNP三极管的发射极2与DPDT继电器K1的线圈端1连接，PNP三极管的集电极3连接至第一路本安电源XS1的负极V1-。

RS锁存器的电源端连接内部供电电压VCC，并在RS锁存器的电源端连接去耦电容C5至第一路本安电源XS1的负极V1-。可选的，去耦电容C5为0.1μF。

DPDT继电器K1线圈与续流二极管VD5并联以减少冲击。

本申请所讲的内部供电电压VCC为5V供电VCC。

综上所述，本申请提供的矿用本安冗余供电电路，通过DPDT(双刀双掷)继电器实现第一路本安电源和第二路本安电源的冗余和自动切换，由于DPDT继电器的常开触点和常闭触点是隔离的，因此第一路本安电源和第二路本安电源满足隔离耐压的要求，满足GB3836.4-2010规定的本安冗余供电电路。

本申请提供的电路加入RS锁存器电路，自动锁存当前状态，避免出现某一路本安电源连续变换导致的冗余电路频繁切换问题。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。