12V/1.3A矿用隔爆兼本质安全型电源研究与开发

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随着我国煤矿自动化、机械化程度的提高,本质安全型电气设备越来越多地应用在井下的通讯、监控、仪表、信号和自动化系统中。电源是电气设备和本质安全系统的最关键环节。为了更好地进行安全生产和节约能源,满足现代化煤矿生产连续性和安全可靠性要求高的需要,本文通过对现有的煤矿本质安全型电源存在的问题进行研究,采用单端反激式变换器,研制了一款12V/1.3A输出的隔爆兼本质安全型电源,克服了现有本质安全型电源输出功率不足,带载能力差等问题。该电源操作方便,控制简单;故障率低,故障排除快;带载能力强;性价比适中。对确保矿井设备安全运行,推动矿山行业技术进步具有极其重要的意义。  近年来开关电源的工作频率不断提高,电源中的电感不断减小,输出滤波电容对电源的本安输出具有重要影响,从负载端看,电源属于电容性电路。电容短路或电感断路的时候会产生电火花,释放能量,因此,要控制其在出现故障时释放的电火花能量,保证不能引燃周围易燃易爆的气体混合物。本文设计了一种新型的整流滤波电路,在滤波电容上串联一个电阻,减小了电容短路时的放电电流,减小了放电能量,同时该电路还具有功率因数校正功能。  该电源采用隔离式的单端反激式变换器,保证了输入与输出的电气隔离,同时还提高了电源的工作频率,减小了变压器的存储能量。本文根据本质安全性要求,设计了电源的主电路、吸收电路、反馈电路和双重过流过压保护电路。当负载侧出现短路、过载、过压等故障时能快速、准确地切断电路,不产生火花;负载正常后,能迅速恢复。最后对该电源进行了试验验证,结果证明了设计的可行性。
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