煤礦井下本質安全開關電源的研究.pdf

1、現階段社會的迅猛發(fā)展，我國煤炭的需求日益增多，煤炭仍然作為重要能源被廣泛應用。同時煤礦井下也順應科技的發(fā)展，新型的高度集成智能化電氣設備被廣泛應用到煤礦井下等易燃易爆場所。為建設數字礦山的需求，井下的檢測監(jiān)控設備的數量不斷增加，這些電子設備都需要由井下電源來供電，供電電源相當于電氣設備的“心臟”，對井下設備的安全運行起著關鍵作用，因此，本質安全電源是本質安全系統(tǒng)的一個重要組成部分。與傳統(tǒng)線性本安電源相比，本質安全開關電源具有外形小巧、安

2、全度高等優(yōu)點，能夠更好地實現本質安全輸出，保證危險性環(huán)境下的用電設備安全供電。本文基于Buck-Boost變換器對本質安全開關電源進行了深入分析，并設計了一款12V/1A輸出的本質安全開關電源。
　　根據本質安全的要求，對電路中的元器件進行選型分析。首先，對于電容、電感及復合電路的放電電路建模分析，分析電感、電容取值不同對放電的影響。然后針對Buck-Boost變換器進行具體分析，分別對其各個不同模式的能量傳輸進行探討，計算出對應

3、模式下的電感電流、電容電壓、最大紋波電壓、最大輸出能量等參數值。在整個動態(tài)范圍進行比較，求得極限值，以此作為判斷本質安全的依據，對Buck-Boost變換器中的電感和輸出濾波電容進行設計。
　　主電路中以Buck-Boost變換器為基礎，對本質安全開關電源的重要元器件的參數進行了計算，并對其進行選型分析，設計了雙重過壓、過流保護電路，最終實驗測試結果顯示:此本質安全型開關電源輸出比較穩(wěn)定，紋波電壓小于規(guī)定值，與仿真結果相符，在電路