基于STM32的矿用本质安全型电源设计

　　（2）过压保护及其恢复电路

　　调节图4 中的变阻器R5设定过压保护值为12.5 V,本安电源的输出Urout经过R44、R47的分压通

　　过U7和设定值相比较。当分压值大于设定值时，BH1 输出为低电平，本安电源输出为零。调节R37使得本安电源输出为零时U6的反向输入端电压大于同向输入端的电压。当Urout=0 时，D7、D8导通，比较器的输出BH1为高电平， 那么本安电源有输出，如果Urout仍然大于保护值，U7

　　输出BH1为零，D7、D8导通U6输出BH1为高电平， 如此反复直到本安电源输出在正常范围内。第2 级过压保护及其恢复电路同理。

图4 过压保护

2 软件保护

　　图2 的主回路中有BPC1 和BPC2 这2 个管脚和STM32普通的GPIO 管脚相连。图3 中的AD0

　　管脚是第1 级过流保护的监视管脚，AD1是第2 级过流保护的监视管脚。图5 中的AD2、AD3、AD4、AD5是过压监控管脚。它们分别连接到STM32的AD 转换管脚，经过AD 转换后，判断本安电源是否过压、过流然后控制主回路中得BPC1、BPC2 两个管脚，确保本安电源工作在安全范围。

　　图6 是软件保护的程序流程图， 因为AD 转换是多路的，所以在数据传输的时候采用DMA 传输，在STM32初始化的过程中除了包括系统时钟RCC、通用输入输出端口GPIO、嵌套向量中断控制器、定时器、串口、AD 转换的初始化，也要包括DMA传输的初始化。完成初始化后启动AD 转换，把转换结果进行相应的处理后判断是否超出过压过流限定值， 如果超过就清零BPC1、BPC2, 当软件保护把BPC1、BPC2 置零后，恢复只能由硬件电路来完成。

图5 软件保护

图6 软件保护流程图

3 结语

　　从软件和硬件2 个方面介绍了本安电源，硬件方面介绍主回路、过流保护、过压保护及其恢复

　　电路的工作原理， 软件方面主要是通过STM32 进行控制的，可以加上通信模块ADM2483,通过串口把AD 采集的结果通过MODBUS 通信传到上位机，可以实时地观察到本安电源的输出情况，同时可以充分利用芯片的管脚。测试该本安电源工作正常，保护及时，作为传感器，弯道报警器的工作电源。