由于工业物联网技术的广泛应用,煤矿井下开采的自动化程度越来越高。电源作为众多自动化设备的供能核心,其安全性对于煤矿的安全生产至关重要。因此,煤矿井下供电电源必须具备防爆功能。目前,在众多防爆方式中,本安电源的防爆性能最为优良。因此,本文从提高本安电源效率、减小体积出发,对本质安全型有源箝位反激变换器进行研究。首先,通过对保护方式的分析,选择后端截流型保护结构。通过对有源箝位反激拓扑工作原理的分析,推导了实现其零电压开通的必要条件、能量传输过程,以及输出短路释放能量。依据GB3836.4中简单电容电路最小点燃曲线,从最小点燃能量的角度给出其输出本安性能的非爆炸评价判据。接着,对输出本安型有源箝位反激变换器的功率电路、保护电路进行设计。通过其等效电路图,推导出了其传递函数,对其幅频特性进分析。以此为基础,设计反馈电路。通过仿真与样机实验表明,主功率开关管、辅助开关管均能实现零电压开通,其他性能也能达到了设计指标。根据非爆炸评价判据,样机达到了输出本质安全要求,证明理论分析和设计的正确性。针对传统有源箝位反激变换器需要增加额外漏感、副边整流管无法实现零电流关断的情况,本文对临界导通模式有源箝位反激变换器展开分析与设计。通过仿真与实验样机验证,实现了原边功率开关管的零电压开通,副边整流管的零电流关断,证明了理论与实验的一致性。该论文有图119幅,参考文献78篇。