本申請涉及本質安全電路技術領域，特別涉及一種本質安全buck電路。

背景技術：

應用于爆炸性氣體環(huán)境的本質安全電路，按gb3836.4-2000標準定義為：在本標準規(guī)定條件(包括正常工作和規(guī)定的故障條件)下產生的任何電火花或任何熱效應均不能點燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的電路，其具體表現(xiàn)為：在iec(國際電工委員會)火花試驗裝置上進行規(guī)定條件的檢測試驗，電路的任何一處出現(xiàn)短路、開路和接地三種情況下均不能點燃規(guī)定的爆炸性氣體。

buck安全電路是一種廣泛應用于爆炸性氣體環(huán)境中的電路，但是由于現(xiàn)有的buck電路中存在電容和電感兩種基本元件，會因為電感所在回路發(fā)生斷路，導致電感因為存儲能量產生電弧，還會因為電容短路，導致電容因為存儲能量產生電弧，這些都導致現(xiàn)有的buck電路的本質安全性能較低。

現(xiàn)有技術中至少存在如下問題：現(xiàn)有的buck電路，會因為電感所在回路發(fā)生斷路，導致電感因為存儲能量產生電弧，還會因為電容短路，導致電容因為存儲能量產生電弧，這些都導致現(xiàn)有的buck電路的本質安全性能較低。.

技術實現(xiàn)要素：

本申請實施例的目的是提供一種本質安全buck電路，以提高buck電路的本質安全性能。

本申請實施例提供一種本質安全buck電路是這樣實現(xiàn)的：

一種本質安全buck電路，包括：

buck電路，包括電源、第一mosfet管、二極管、電感、電容、電阻；

電感旁路支路；

開關單元，包括第二mosfet管、第三mosfet管，所述第二mosfet管串聯(lián)在電感旁路支路，所述第三mosfet管與所述電容串聯(lián)；

檢測驅動單元，包括輸入端，所述輸入端用于檢測所述buck電路的斷路或短路，還包括輸出端，所述輸出端用于控制所述mosfet管的導通或截止。

優(yōu)選實施例中，所述檢測驅動單元包括：

第一輸入端，包括兩個接點，分別與所述電感的第一端、所述第一端與所述二極管負極之間的結點電性連接；

第二輸入端，包括兩個接點，分別與所述電感的第二端、所述第二端與所述第二mosfet管漏極之間的結點電性連接；

第三輸入端，包括兩個接點，分別與所述電阻所在支路的兩端結點電性連接；

第四輸入端，包括兩個接點，分別電性連接在所述電容的上極板和所述第三mosfet管之間的限流電阻的兩端；

第一輸出端，與所述第一mosfet管的柵極電性連接，用于控制所述第一mosfet管的導通或截止；

第二輸出端，與所述第二mosfet管的柵極電性連接，用于控制所述第二mosfet管的導通或截止；

第三輸出端，與所述第三mosfet管的柵極電性連接，用于控制所述第三mosfet管的導通或截止。

優(yōu)選實施例中，當所述第一輸入端的兩個接點之間發(fā)生斷路時，所述第一輸入端檢測到所述兩個接點之間電壓升高，驅動所述第一輸出端控制所述第一mosfet管截止，使電源停止供電；

所述第三輸出端控制所述第三mosfet管截止，所述第二輸出端控制所述第二mosfet管導通，所述電感與所述二極管、所述第二mosfet管組成續(xù)流回路，使所述電感的存儲能量耗散。

優(yōu)選實施例中，當所述第二輸入端的兩個接點之間發(fā)生斷路時，所述第二輸入端檢測到所述兩個接點之間電壓升高，驅動所述第一輸出端控制所述第一mosfet管截止，使電源停止供電；

所述第三輸出端控制所述第三mosfet管截止，所述第二輸出端控制所述第二mosfet管導通，所述電感與所述二極管、所述第二mosfet管組成續(xù)流回路，使所述電感的存儲能量耗散。

優(yōu)選實施例中，當所述電容支路兩端發(fā)生短路時，電容支路電流快速上升，所述第四輸入端檢測到所述限流電阻兩端的電壓上升，同時所述第三輸入端檢測到所述兩個接點之間電壓下降，驅動所述第三輸出端控制所述第三mosfet管截止，驅動所述第一輸出端控制所述第一mosfet管截止，使電源停止供電，使得電弧能量無源而終止。

利用本申請實施例提供的一種本質安全buck電路，可以通過所述檢測驅動單元，實時檢測到所述buck電路中的斷路或者電容短路情況，通過所述檢測驅動單元的輸出端，控制所述mosfet管的導通和截止。這樣，就可以有效地使因電容短路或者電感斷路產生的存儲能量耗散，避免電弧的產生，從而有效提高所述buck電路的本質安全性能，得到一種本質安全的buck電路。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是buck電路的電路結構示意圖；

圖2是本申請一個實施例提供的一種本質安全buck電路的電路結構示意圖；

圖3是本申請一個實施例提供的一種檢測驅動單元的電路結構示意圖。

具體實施方式

本申請實施例提供一種本質安全buck電路。

為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。

圖2是本申請所述一種的方法流程圖。雖然本申請?zhí)峁┝巳缦率鰧嵤├蚋綀D所示的電路結構，但基于常規(guī)或者無需創(chuàng)造性的勞動在所述電路中可以包括更多或者更少的模塊單元。在邏輯性上不存在必要因果關系的結構中，這些電路結構不限于本申請實施例或附圖所示的電路結構。

具體的如圖2所述，本申請?zhí)峁┑囊环N本質安全buck電路的一種實施例可以包括：

buck電路，包括電源e、第一mosfet管m1、二極管d、電感l(wèi)、電容c、電阻r1；

電感旁路支路；

開關單元，包括第二mosfet管m2、第三mosfet管m3，所述第二mosfet管m2串聯(lián)在電感旁路支路，所述第三mosfet管m3與所述電容串聯(lián)；

檢測驅動單元，包括輸入端，所述輸入端用于檢測所述buck電路的斷路或短路，還包括輸出端，所述輸出端用于控制所述mosfet管的導通或截止。

所述buck電路的電路結構圖如圖1所示。一般的，如圖1所示，所述buck電路可以包括電源e、mosfet管m、二極管d、電感l(wèi)、電容c、電阻r。

如圖2所示，所述檢測驅動單元可以包括：

第一輸入端j1，包括兩個接點a1和a2，分別與所述電感l(wèi)的第一端、所述第一端與所述二極管d負極之間的結點電性連接；

第二輸入端j2，包括兩個接點a3和a4，分別與所述電感l(wèi)的第二端、所述第二端與所述第二mosfet管m2漏極之間的結點電性連接；

第三輸入端j3，包括兩個接點a5和a6，分別與所述電阻r1所在支路的兩端結點電性連接；

第四輸入端j4，包括兩個接點a7和a8，分別電性連接在所述電容c的上極板和所述第三mosfet管m3之間的限流電阻r2的兩端；

第一輸出端s1，與所述第一mosfet管m1的柵極電性連接，用于控制所述第一mosfet管m1的導通或截止；

第二輸出端s2，與所述第二mosfet管m2的柵極電性連接，用于控制所述第二mosfet管m2的導通或截止；

第三輸出端s3，與所述第三mosfet管m3的柵極電性連接，用于控制所述第三mosfet管m3的導通或截止。

利用上述實施例提供的一種本質安全buck電路的實施方式，可以通過所述檢測驅動單元，實時檢測到所述buck電路中的斷路或者電容短路情況，通過所述檢測驅動單元的輸出端，控制所述mosfet管的導通和截止。這樣，就可以有效地使因電容短路或者電感斷路產生的存儲能量耗散，避免電弧的產生，從而有效提高所述buck電路的本質安全性能，得到一種本質安全性能更高的buck電路。

圖3本申請一個實施例中，所述檢測驅動單元的電路結構示意圖，如圖3所示，檢測驅動單元可以包括j1、j2、j3和j4四個輸入端和s1、s2和s3三個用于mosfet管驅動的輸出端。檢測驅動單元的電路結構，如圖3所示，來自j1、j2、j3和j4的輸入信號，依次經過差動放大器、基本rs觸發(fā)器、邏輯運算電路和mosfet管驅動電路后由s1、s2和s3輸出。當j1和j2所檢測的電路任何一處或兩處都發(fā)生開路產生電弧時，采集到電弧電壓經過差動放大器后輸出高電平，高電平對基本rs觸發(fā)器置位，觸發(fā)器輸出高電平并保持，經過或門的邏輯電路，通過mosfet的驅動電路從而導通mosfet管。當發(fā)生電容短路產生電弧時，j3和j4檢測到的電弧電壓和電弧電流經過差動放大器后輸出高電平，高電平對基本rs觸發(fā)器置位，觸發(fā)器輸出高電平并保持，經過與門和非門的邏輯電路，輸出低電平，通過mosfet的驅動電路從而斷開mosfet管。當電路發(fā)生電感開路或者電容短路時，s3都會立即輸出信號，關斷電源的開關。電路結構增加了隔離電源dc_dc_3，輸入為電源e，輸出正為vcc_3,輸出負為gnd_3，以隔離控制電路對主電路的影響。

本申請一個實施例中，當所述第一輸入端的兩個接點之間發(fā)生斷路時，所述第一輸入端檢測到所述兩個接點之間電壓升高，可以首先驅動所述第一輸出端控制所述第一mosfet管截止，使電源停止供電；

然后所述第三輸出端控制所述第三mosfet管截止，在此之后，所述第二輸出端控制所述第二mosfet管導通，所述電感與所述二極管、所述第二mosfet管組成續(xù)流回路，使所述電感的存儲能量耗散。

本申請另一個實施例中，當所述第二輸入端的兩個接點之間發(fā)生斷路時，所述第二輸入端檢測到所述兩個接點之間電壓升高，可以首先驅動所述第一輸出端控制所述第一mosfet管截止，使電源停止供電；

然后所述第三輸出端控制所述第三mosfet管截止，在此之后，所述第二輸出端控制所述第二mosfet管導通，所述電感與所述二極管、所述第二mosfet管組成續(xù)流回路，使所述電感的存儲能量耗散。

利用上述兩個實施例提供的實施方式，可以在斷路后有效耗散所述電感中的存儲能量，有效避免電弧的產生，提高所述buck電路的本質安全性能。

本申請又一個實施例中，當所述電容發(fā)生短路時，電容支路電流快速上升，所述第四輸入端檢測到所述限流電阻兩端的電壓上升，同時所述第三輸入端檢測到所述兩個接點之間電壓下降，可以首先驅動所述第三輸出端控制所述第三mosfet管截止，然后驅動所述第一輸出端控制所述第一mosfet管截止，使電源停止供電，使得電弧能量無源而終止。

利用上述實施例提供的實施方式，可以在電容所在支路兩端發(fā)生短路后，快速的斷開與電容串聯(lián)的開關和電源開關，使得電弧的能量因無源而終止，提高所述buck電路的本質安全性能。

利用上述各實施例提供的一種本質安全buck電路的實施方式，可以通過所述檢測驅動單元，實時檢測到所述buck電路中的斷路或者電容短路情況，通過所述檢測驅動單元的輸出端，控制所述mosfet管的導通和截止。這樣，就可以有效地使因電容短路或者電感斷路產生的存儲能量耗散，避免電弧的產生，從而有效提高所述buck電路的本質安全性能，得到一種本質安全的buck電路。

雖然通過實施例描繪了本申請，本領域普通技術人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。