郭 锐，李 虹，韦晓璐

(太原科技大学电子信息工程学院，太原 030024)

随着我国工业生产安全性指标的不断提高，电源的过压、过流、短路保护等要求也随之提高；同时，煤矿等作业的快速和高效发展，危险环境下的特殊安全保护也越来越受到国家的重视。以煤矿用本质安全电路为例，如何有效抑制短路发生时的火花能量，保证火花热效应能量在安全阈值范围内，以确保不引爆异常情况下瓦斯等(CO、CH4、S)易爆炸性气体，达到保护煤矿等环境的安全生产要求[6]。本方案是针对通用12 V、18 V、24 V、36 V的矿用本安电源来详细地阐述短路保护电路的原理和特点，以及安全环境下的生产要求。本方案是针对通用12 V、18 V的矿用本安电源来详细地阐述短路保护电路的原理和特点。

1 系统原理

如图1所示，在电路干路上(高边检测)串入电流检测采样电阻Rs和P-MOS开关管。电流检测电路检测采样电阻Rs上流过的电流，并转变放大成电压信号，输出给比较器。比较器通过比较Uout输出值与设定值Vref的大小，得到控制电压[1-2]。当干路过流时，将触发延时电路使MOS管关断；延时一定时间后，再将MOS管开通。若过流状态消除，则MOS管开通，电路恢复正常，否则将再次触发延时电路，立即关断MOS管，并延时开通，以此反复。

图1 主电路原理示意图Fig.1 The Schematic circuit

如图2所示，Ui为受保护电源(3 V～36 V)，Vcc为供电电源(5 V～36 V).串入电路干路的检测电阻应比较小(0.01 Ω～0.1 Ω)以降低功耗，开关管也应选择较小的RDS导通电阻。

正常情况下，电流检测后的电压变送输出，满足UoutU2，运放U3输出Uo2为低电平，P-MOS管开通，向负载供电。……