一种新型的本质安全型电源

文章介绍了一种本质安全型电源的组成、各组成部分的设计等。该电源采用MC34603开关稳压芯片稳压,保护完善,具有体积小、成本低、本质安全输出、带负载能力强等特点,可以用作为煤矿井下设备的配套电源。     

矿用本质安全型电源设计分析

针对本质安全型电源必须要有多重过流、过压保护的要求,介绍了一种基于LM317稳压器的矿用本质安全型电源电路工作原理,分析了该电路中熔断器、滤波电容、稳压器的设计要求,详细介绍了过流及短路保护电路和过压保护电路的参数计算方法。该电源电路中的过流及过压双重保护设计可为技术人员设计合理、可靠的本质安全型电源提供参考。     

一种新型矿用本质安全型电源设计

根据煤矿井下常用的隔爆兼本安电源的功能要求,参照Exib I本安防爆的基本标准、本安电源的工作原理和系统构成的基本要求,利用浪涌抑制器芯片LT4356作为过压过流保护器件,采用双重过压过流保护电路,设计了一种具有自动恢复功能、欠压馈电检测功能、电源输出为双路18V/1A的本安电源。在实际使用中,它具有输出可靠、带负载能力强、体积小、装配调试简单、安装方便等优点。     

一种高性能矿用本质安全型电源设计

针对目前本质安全型电源电磁抗扰性差、带载能力弱等问题,设计了一种高性能矿用本质安全型电源。该电源基于准谐振反激式开关电源和双重过压、过流保护设计,可将AC85～250V宽输入电压转换为稳定的DC12V/2A输出。测试结果表明,该电源纹波小,效率高,电磁抗扰性强,符合GB 3836.4—2010《爆炸性环境第4部分:由本质安全型"i"保护的设备》中本质安全性能要求。     

基于LT4356的本质安全型电源保护模块设计

针对目前本质安全型电源保护模块存在保护功能简单、转换效率低、抗干扰能力差、本质安全电流较小等问题,设计了一种基于LT4356浪涌抑制器的本质安全型电源保护模块;详细分析了该模块中软启动,过压、过流及电压跌落故障保护,保护锁定功能的实现原理。该模块实现输出电压DC5~18V,输出本质安全电流850~1 000mA,故障保护时间在2μs以内,符合GB 3836.4—2010本质安全要求。     

一种新型矿用本质安全型电源的设计

针对目前煤矿井下多输入电压等级本质安全型电源的笨重和单输入电压等级本质安全型电源的局限性问题,提出了一种新型本质安全型电源的设计方案。该新型本质安全型电源采用R型隔离变压器,体积小;采用高性能的DC/DC开关转换电源,提高了本质安全型电源的转换效率,且减小了输出纹波噪声;同时采用由过流检测芯片、单稳态触发芯片、大功率三极管等组成的双重化过流和过压保护电路,提高了本质安全型电源的可靠性。     

数字化本质安全型UPS的设计

文章介绍了一种数字化的矿用本质安全型UPS的工作原理、硬件、软件设计。针对井下特殊环境,该电源设计了双重过流、过压保护、电池过放保护功能,并可根据客户要求准确输出4种不同电压来满足电器设备使用。该电源通过数字化控制,电路更简易、功能更灵活,具有较高的应用价值。     

矿用宽电压自适应防爆本质安全型电源设计

针对煤矿井下供电电源输入电压等级多、用电设备易受到大型设备启停影响的特点,提出了宽电压自适应防爆本质安全型电源设计方案。该电源采用智能移相调压技术和宽电压开关电源技术,通过单片机实现了85～825V宽输入电压的自动高低压段识别、自动切换、智能移相调压处理;通过脉宽调制方式将波动的电压转换为稳定的直流电压。实验结果表明,该方案很好地解决了矿井电源多电压等级、输入电压波动范围大的问题。     

一种矿用本质安全型设备软启动电路的设计

针对矿用设备启动时产生的瞬间大电流易导致供电电源截止、进而导致设备启动异常的问题,介绍了一种由简单元件组成的矿用本质安全型设备软启动电路的设计;给出了该电路原理,分析了该电路的软启动性能、限流特性、延时特性和欠压断电特性。试验结果验证了该电路的有效性和可靠性。     

一种带定位标识卡的本质安全型矿灯设计

针对由于定位标识卡单独设计、独立供电而造成下井人员随身携带设备增加,并会引发因定位标识卡充电不及时或电池更换不及时导致定位失败的问题,设计了一种融照明与定位标识卡于一体的本质安全型矿灯,重点介绍了双向定位标识卡的设计、锂离子电池充放电管理设计和本安型保护电路的设计。该设计减少了下井人员随身携带的设备,同时,采用矿灯电池给人员定位标识卡供电,免去了人员定位标识卡更换电池的麻烦,避免了由于电池缺电而引起的漏卡现象。     

矿用本质安全型远程中继电源设计

为满足井下超长工作面传感器的远距离传输需求,设计了矿用本质安全型远程中继电源。在本安电源与传感器之间并联一级输出为24V的矿用本质安全型远程中继电源,可补偿单级24V本安电源在供电电缆上产生的压差,从而延长本安电源的供电距离。测试结果表明,该中继电源可使24V本安电源的供电距离延长至少2km,且具有启动电流小、输出电压稳定、性价比高等优点。     

ia等级电源中的熔断器再保护电路设计

分析了在瓦斯抽放管道设备ia等级电源串联限流电路中设计熔断器的必要性,提出了一种熔断器再保护电路设计方案,详细介绍了再保护电路的特点与设计注意事项。     

用于本质安全电源的新型截流型保护电路

针对传统截流型保护电路截流值小、抗负载冲击能力差、过流故障解除后需增加恢复电路或手动电路等问题,设计了一种用于本质安全电源的新型截流型保护电路。该电路采用双重并联控制结构,提高了电路可靠性;在负载过流时能够迅速截流,故障解除后可快速投入,且投入点可调节;具有微功耗电路,降低了轻载或空载时的电源损耗。实验结果表明,该电路能够在过流故障解除后自动恢复,负载效应低,带载能力较强。     

基于故障电流变化率的大功率本安电源设计

针对现有本安电源存在的输出功率小、保护效果差、动态响应速度慢等问题,设计了一种基于故障电流变化率的大功率本安电源。将本安电源等效为电势电容(EC)电路,分析了EC电路短路故障特性:短路初始阶段火花放电电流迅速上升,电流变化率会发生突变。通过检测短路故障后电路中故障电流变化率的值,可以提前预知故障状态,在故障电流达到传统电流保护方法所设置的保护阈值之前便触发保护功能,并在短路故障的初始阶段切断输出回路,提高本安电源的输出功率。大功率本安电源包括开关电源和本安保护电路2个部分:开关电源采用反激变换结构,其控制电路以UC3842为核心,反馈电路以光耦与三端稳压器TL431为核心;本安保护电路基于故障电流变化率来限制火花放电的能量,主要包括故障检测电路、比较电路、自恢复电路、软启动电路、驱动电路。本安电源样机性能测试结果表明,交流输入电压在90~265 V波动时,本安电源功率因数不小于0.96,输出直流电压纹波在20 mV以内,电源效率在85%以上。短路实验结果表明,本安电源在发生短路故障后的瞬态输出能量为65μJ,满足设计要求。     

多重保护本安电源测试装置

针对现有本安电源测试方法存在操作不便、流程复杂、准确率低等问题,设计了一种多重保护本安电源测试装置。该装置由自适应电压模块、自适应电流模块、控制模块等核心部件组成,具有测试12、18、24V电源等多种本安电源及本安电源模块的功能。测试本安电压时,自适应电压模块向被测本安电源加载额定电压值的输入电源,被测本安电源输出端空载,控制模块控制自适应电压模块的输出电压值,并监控本级本安保护电路的输出电压值是否正常,从而实现本级本安电压的测试;测试本安电流时,自适应电压模块向被测本安电源加载额定电压值的输入电源,自适应电流模块加载于被测本安电源输出端,控制模块控制自适应电流模块的负载电流值,并监控本级保护电路的输出电压值是否正常,从而实现本级本安电流的测试;控制模块可控制多重保护电路测试之间的切换。测试结果表明,该装置能自动识别不同电压等级的本安电源,自动加载不同电源负载,可自动预警及准确分析本安电源的性能状态,实现了本安电源测试的自动化及智能化。     

矿用本安型无线透地通信系统设计

介绍了矿用本安型无线透地通信系统的组成结构和关键技术,分析了系统的工作原理。该系统采用低频电磁波辐射技术、数字通信技术和本安电源技术,具有体积较小、重量较轻、使用方便的特点。样机实验结果表明,该系统实现了50m的双向透地通信,通信速率约为150bit/s,误码率不大于0.2%,具有一定的实用价值。     

矿用本质安全型线阵列X射线接收箱设计

针对矿用隔爆型线阵列X射线接收箱不适应高带速输送带无损探伤,且对于宽带面输送带无损探伤时存在隔爆外壳加工困难、质量大等问题,设计了一种以FPGA为核心的矿用本质安全型线阵列X射线接收箱。该X射线接收箱由信号探测板及信号处理板组成,信号处理板支持4条总线接入,每条总线最多级联6块信号探测板,每块信号探测板搭载4个X射线探测器,X射线探测器的像元间距为1.6mm且具备16个探测通道,因此X射线接收箱检测宽度可达2.4m。信号探测板用于采集经输送带衰减后的X射线信号并转换为线阵列X射线图像数据,信号处理板实现对信号探测板图像数据的同步高速采集和处理,同时采集输送带实时运行速度,并通过千兆以太网接口传输数据。测试结果表明,该X射线接收箱具有质量小、安装方便等特点,满足高带速、宽带面的煤矿钢丝绳芯输送带X射线无损探伤的需求。     

本质安全型低照度视频采集激光辅助光源设计

针对现有低照度视频采集辅助光源存在功耗高、体积大、照射距离近、隐蔽性差等问题,提出了一种本质安全型低照度视频采集激光辅助光源设计方案。选用光源波长为940nm的半导体激光二极管,利用多模光纤、匀光片和透镜使半导体激光二极管输出光束形状规则、光照强度均匀;本质安全型驱动电路采用恒流驱动方式,具有过压、防反接和防静电保护;通过散热装置降低半导体激光二极管工作温度,使激光辅助光源能长时间稳定工作。测试结果表明,该激光辅助光源照射距离可达20m,功耗小于3 W,持续工作温度低于50℃。