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瀏覽: 發布日期:2019-05-06
     開關型本質安全電源技術
 
      所謂開關型本質安全電路技術即是將開關電路理論應用於本質安全電路當中的一種新技術,是安全火花電路理論與開關電源拓撲電路、PWM轉換技術、以及軟開關技術的有機結合。通過運用開關電路技術,可以使得本質安全電路中的電感、電容等儲能器件數值大幅度降低,有效提高本質安全電源電路的輸出功率[24, 50, 51]。
 
 
      目前,應用於本質安全電路中的開關電源技術主要是DC/DC轉換技術,其電路拓撲主要有:降壓式Buck電路、升壓式Boost電路、降壓升壓式Buck-Boost、升降壓電路Boost-Buck、Zeta變換電路、Cuk變換電路和Sepic變換電路。上述DC/DC變換電路的顯著特點是:開關器件工作在關斷和閉合狀態、電路工作頻率高、電能轉換效率高、輸入電壓範圍寬等。因此,最近幾年在本質安全電源電路中得到了應用,以開關調節方式控製電能流動,電路中的功率器件處於開關狀態,通過調節功率器件的關斷和閉合的時間-即調節開關占空比控製電路的輸出電壓[52, 53, 54]。除此之外,開關型本質安全電源與線性本質安全電源相比具有體積、重量、轉換效率、寬電壓輸入範圍等優勢,非常適合應用在煤礦井下空間狹小的環境。
 
      現以電感性電路為例,對開關電路的放電特性進行如下描述:當電路處於斷路狀態時,在電路斷點處的能量主要有三部分組成,一部分能量來自電源,另一部分來自電感器件儲存的能量,還有濾波電容器儲存的能量。當開關電源電路處於較低的頻率工作時,表現出來的特性與線性電源相似,隨著電路開關頻率的不斷增加,電路中輸出濾波電感以及濾波電容的取值很小,最終使電路中電感和電容儲存的能量非常小,與DC/DC變換電路的供電電源能量相比可以忽略。這時DC/DC變換電路可以近似認為是純阻性電路,電路中的能量不易點燃周圍的爆炸性氣體混合物,達到本質安全電路的條件。