本安直流穩(wěn)壓開關(guān)電源的研究改課件

1、本安直流穩(wěn)壓開關(guān)電源的研究*摘要研究了煤礦井下本質(zhì)安全防爆直流電源的特點(diǎn)，詳細(xì)闡述了本質(zhì)安全防爆開關(guān)電源的設(shè)計(jì)思路，對(duì)開關(guān)電源中儲(chǔ)能元件的保護(hù)方法進(jìn)行了分析。 設(shè)計(jì)了一種隔爆兼本安直流開關(guān)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(diào)節(jié)等功能集成在一個(gè)功率變換級(jí)上。進(jìn)行了電路試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果證明了理論分析的正確性和設(shè)計(jì)的可行性。設(shè)計(jì)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(dá)到隔爆防爆的目的。 關(guān)鍵詞：隔爆兼本安；開關(guān)電源；DC-DC ；防爆外殼 本安直流穩(wěn)壓開關(guān)電源的研究*引言本質(zhì)安全電路是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)

2、下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體混合物的電路。 相對(duì)普通直流穩(wěn)壓開關(guān)電源，有以下特點(diǎn) 1. 對(duì)電路內(nèi)的較大的儲(chǔ)能元件要進(jìn)行防護(hù)； 2. 輸出端要有限壓限流保護(hù)環(huán)節(jié)； 3. 結(jié)構(gòu)上要隔爆防爆。本安直流穩(wěn)壓開關(guān)電源的研究*本安電源防爆結(jié)構(gòu)防爆外殼，殼體采用優(yōu)質(zhì)鋼板壓制而成。接線采用航空插頭，接觸良好，內(nèi)外隔絕本安直流穩(wěn)壓開關(guān)電源的研究*電源內(nèi)部灌注樹脂灌注樹脂前內(nèi)部結(jié)構(gòu)灌注樹脂后本安直流穩(wěn)壓開關(guān)電源的研究*本質(zhì)安全防爆開關(guān)電源設(shè)計(jì)思路 1.電路中較大電容的保護(hù) 電容不作為濾波元件時(shí)，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(hù)直流電路里電感并聯(lián)二極管交流電路里

3、電感并聯(lián)穩(wěn)壓管本安直流穩(wěn)壓開關(guān)電源的研究*本質(zhì)安全防爆開關(guān)電源設(shè)計(jì)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(hù)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(guān)電源的研究*本質(zhì)安全防爆開關(guān)電源設(shè)計(jì) 電路原理框圖 本安直流穩(wěn)壓開關(guān)電源的研究*主電路的工作模式 電源主電路拓?fù)?正常模式 后備模式 充電模式 本安直流穩(wěn)壓開關(guān)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(jí)DC/DC變換的輸入電源。主電路等效

4、為一個(gè)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(guān)電源的研究*充電模塊電路為保證電池長(zhǎng)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(jīng)過一系列變換將市電轉(zhuǎn)換為適合充電的直流電。 本安直流穩(wěn)壓開關(guān)電源的研究*DC3.3V本安模塊 DC3.3V本安模塊由保護(hù)電路，控制電路和一3.3VDC/DC模塊構(gòu)成 1.保護(hù)電路2.DC3.3V DC/DC變換 BSI-3.3SR0A 實(shí)物圖圖中所用保護(hù)芯片為VC90本安直流穩(wěn)壓開關(guān)電源的研究*DC12V本安模塊 DC12V本安模塊也由保護(hù)電路，控制電路和一3.3VDC/DC模塊構(gòu)成 1.保護(hù)電路圖中所用保護(hù)芯片為美

5、上美公司的MM1414本安直流穩(wěn)壓開關(guān)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(guān)電源的研究*試驗(yàn)與結(jié)論 （1）正常工作模式的試驗(yàn)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(guān)電源的研究 （2）過流保護(hù)特性*結(jié)論：通過上述試驗(yàn)可以看出，電源系統(tǒng)的電壓、電流都分別滿足電阻負(fù)載最小點(diǎn)燃電流曲線、電感負(fù)載（電感小于0.24mH）最小點(diǎn)燃電流曲線和電容負(fù)載（電容小于8uF）最小點(diǎn)燃電壓曲線的要求，空載短路和額定負(fù)載短路時(shí)電源放電能量被限制在很小范圍內(nèi)，在正常工作時(shí)安全系數(shù)為2，當(dāng)一級(jí)故障時(shí)安全系數(shù)為1.5，因此直流開關(guān)

6、電源系統(tǒng)輸出具有ib級(jí)的本質(zhì)安全防爆特性。本安直流穩(wěn)壓開關(guān)電源的研究*總結(jié)：1.從本質(zhì)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(shí)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(shù)學(xué)模型，并對(duì)電容性電路經(jīng)電感放電的特點(diǎn)進(jìn)行分析，為本安電路設(shè)計(jì)提供必要的理論基礎(chǔ) 2.研究了煤礦井下本質(zhì)安全防爆直流電源的特殊性，針對(duì)煤礦井下的特殊要求，詳細(xì)闡述了本質(zhì)安全防爆開關(guān)電源的設(shè)計(jì)思路，對(duì)開關(guān)電源中儲(chǔ)能元件的保護(hù)進(jìn)行了分析，給出特殊處理方法 3.研究了本質(zhì)安全電源與備用電源的多種連接方案，設(shè)計(jì)了一種新型隔爆兼本安直流開關(guān)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(diào)節(jié)等功能集成在一個(gè)功率變換級(jí)上，具有電路拓?fù)浜?jiǎn)潔、變換效率高、不間斷供電、成本低等優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)給出了系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的基本原理、設(shè)