本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究改課件

1、本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*摘要研究了煤礦井下本質安全防爆直流電源的特點，詳細闡述了本質安全防爆開關電源的設計思路，對開關電源中儲能元件的保護方法進行了分析。 設計了一種隔爆兼本安直流開關電源系統(tǒng)（帶有備用電源），將不間斷供電、輸出電壓穩(wěn)定與調節(jié)等功能集成在一個功率變換級上。進行了電路試驗，試驗結果證明了理論分析的正確性和設計的可行性。設計了礦用隔爆直流電源的防爆殼體，包括從防爆外殼的選材，到接線方式，以及電源與外殼之間的填料，達到隔爆防爆的目的。 關鍵詞：隔爆兼本安；開關電源；DC-DC ；防爆外殼 本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*引言本質安全電路是指在規(guī)定的試驗條件下，正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)

2、下產生的電火花和熱效應均不能點燃規(guī)定的爆炸性氣體混合物的電路。 相對普通直流穩(wěn)壓開關電源，有以下特點 1. 對電路內的較大的儲能元件要進行防護； 2. 輸出端要有限壓限流保護環(huán)節(jié)； 3. 結構上要隔爆防爆。本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*本安電源防爆結構防爆外殼，殼體采用優(yōu)質鋼板壓制而成。接線采用航空插頭，接觸良好，內外隔絕本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*電源內部灌注樹脂灌注樹脂前內部結構灌注樹脂后本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*本質安全防爆開關電源設計思路 1.電路中較大電容的保護 電容不作為濾波元件時，可采用電阻放電的方法減小電火花放電能量。 2.電路中較大電感的保護直流電路里電感并聯二極管交流電路里

3、電感并聯穩(wěn)壓管本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*本質安全防爆開關電源設計思路 3.增加穩(wěn)壓限流環(huán)節(jié) 作為電源穩(wěn)壓輸出保護的多重化措施，也解決了電感斷路火花問題 4.備用電源與主電路的連接方式 通過三端口變壓器連接 本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*本質安全防爆開關電源設計 電路原理框圖 本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*主電路的工作模式 電源主電路拓撲 正常模式 后備模式 充電模式 本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*交流直流變換 交流直流變換包括EMI濾波和整流及直流直流變換良部分。交流直流變換輸入電壓為交流127V，50hz。交流直流變換輸出7.7V直流電壓，此輸出直流電作為二級DC/DC變換的輸入電源。主電路等效

4、為一個反激式AC/DC變換器， 圖中所用控制芯片是UC3843A本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*充電模塊電路為保證電池長期供電，備用電源模塊還需配加充電模塊，充電模塊直接從市電引入，經過一系列變換將市電轉換為適合充電的直流電。 本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*DC3.3V本安模塊 DC3.3V本安模塊由保護電路，控制電路和一3.3VDC/DC模塊構成 1.保護電路2.DC3.3V DC/DC變換 BSI-3.3SR0A 實物圖圖中所用保護芯片為VC90本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*DC12V本安模塊 DC12V本安模塊也由保護電路，控制電路和一3.3VDC/DC模塊構成 1.保護電路圖中所用保護芯片為美

5、上美公司的MM1414本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*DC12V本安模塊 2. 12VDC/DC 上海恒率的WRD12S12-40W模塊 本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*試驗與結論 （1）正常工作模式的試驗波形3.3V電壓輸出波形 12V電壓輸出波形 本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究 （2）過流保護特性*結論：通過上述試驗可以看出，電源系統(tǒng)的電壓、電流都分別滿足電阻負載最小點燃電流曲線、電感負載（電感小于0.24mH）最小點燃電流曲線和電容負載（電容小于8uF）最小點燃電壓曲線的要求，空載短路和額定負載短路時電源放電能量被限制在很小范圍內，在正常工作時安全系數為2，當一級故障時安全系數為1.5，因此直流開關

6、電源系統(tǒng)輸出具有ib級的本質安全防爆特性。本安直流穩(wěn)壓開關電源的研究*總結：1.從本質安全的角度出發(fā)，研究了電容性電路閉合放電過程，確定了電路放電時放電間隙上的電壓和電流變化規(guī)律，初步建立了電容性電路低能火花放電的數學模型，并對電容性電路經電感放電的特點進行分析，為本安電路設計提供必要的理論基礎 2.研究了煤礦井下本質安全防爆直流電源的特殊性，針對煤礦井下的特殊要求，詳細闡述了本質安全防爆開關電源的設計思路，對開關電源中儲能元件的保護進行了分析，給出特殊處理方法 3.研究了本質安全電源與備用電源的多種連接方案，設計了一種新型隔爆兼本安直流開關電源系統(tǒng)（帶有備用電源），將不間斷供電、輸出電壓穩(wěn)定與調節(jié)等功能集成在一個功率變換級上，具有電路拓撲簡潔、變換效率高、不間斷供電、成本低等優(yōu)點。詳細給出了系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的基本原理、設