本安电源主电路
矿用本安电源电路研究和Matlab仿真
要作 用。 因此 ，本安 电源安全 、稳 定、可靠的工作具有重要意 义。文 中针对矿 用本 安 电源电路 进行 了分析 ，说 明了各 个环节 电路和保护 电路 的选择使 用。最终 ，对基 于 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ在本安 电源电路 中经常使 用的滤 波电路进行 了仿真 分析 。
关键词 矿 用本 安 电 源 ；监 测 设 备 ；Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ
随着计 算 机 应 用技 术 的提 高 ， 电子 电路 设 计 仿 真 软件 被应 用到 了工 业生 产 的各个 领 域 。Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ作 为 电 子Ｃ Ａ Ｄ仿真 软件 中 的一 种 ， 依靠其 简洁、 直 观 的 特 性
被广 泛应 用于 电子 电路 虚拟 仿真 中。本次 电路建 模 仿
ａ 叶技 ２ ０ １ ３ 年 第 ２ ６ 卷 第１ １ 期
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｓ ｃ ｉ ．＆ Ｔｅ ｃ ｈ ． ／Ｎｏ ｖ ．１ ５． ２ ０１ ３
矿 用 本 安 电源 电路 研 究 和 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ仿 真
吕 峰
（ 山东科技 大学 信 电学 院，山东 青 岛 摘 要 ２ ６ ６ ５ １ ０ ） 煤矿 井下作为一个特殊的工作环境 ，矿 用本安 电源担任 着井下监 测设备 的供 电环节 ，对矿 井安全起 着重
中图 分 类 号
Ｔ Ｄ ６ １ Βιβλιοθήκη 文献标识码Ａ 文章编号
本安电路
对于塑料等非金属外壳要求其表面绝缘电阻不大 于109Ω，或在结构上采取措施避免因产生静电引 起的点燃危险，例如限制外露面积。对于轻合金 外壳要求其外壳材料，I类设备铝钛和镁含量＜ 15%，并且钛和镁＜6%，II类电气设备镁含量＜ 6%。对于便携式本质安全设备，如果采用的塑 料等非金属材料外壳不能满足要求时，可采用加 皮套保护罩方法来防止静电危险。
（6）在空气中的爬电距离
爬电距离应符合GB3836.4表4第5行规定；其绝缘 材料最小相比漏电起痕指数（CTI）测定按GB4027 标准进行，应符合表4第7行规定。
（7）涂层下的爬电距离
导体采用绝缘漆等涂覆密封层可使之免受潮气灰 尘浸入，该密封层保证不易脱落损坏。涂层下的 爬电距离应满足GB3836.4表4第6行规定。
二、导线和小元件温度
1．设备上的粉尘层 以I类（150℃）和II类T4（135℃）作为温度基础， 要求I类电气设备内部所要考虑的位置和元件上不 能形成粉尘层，如有粉尘层将提高温升，故应严 格考核其危险性。
2．设备内导线 通常，对于铜导线其最高导线自身发热温度的最 大允许电流可从GB3836.4标准表1查得。
（12）继电器
标准对电流、电压及功率的限制值的确定主要是考虑 到，在一个封闭继电器外壳内，即使电气间隙和爬电 距离满足GB3836.4表4规定要求，但在非本质安全电 路中触头接点间的电离作用，可能会产生对本质安全 电路的击穿。
5A、250V、100VA数据表示一个限制值，在该限
制内不利的电传导认为不会发生的。对于高于该
熔断器电压额定值不小于Um（一般为250V），在 本质安全设备和电路不小于Ui。
用于保护设备的熔断器应能分断电路中的最大预期 电流。对于250V/AC电网，通常最大预期电流为 1500A。
矿用本安电源产品说明(MK系列电源)
号
入电压 出电压 出电压 数： Uo 数： Io 数： Co 数： Lo
1 MK12S5-3A1
12V
5V
2000mA 5.9V
3000mA 10uF
0.1mH
2 MK12S12-1A1
12V
12V
500mA 12.9V 1100mA 10uF
1mH
3 MK12S12-2A1
12V
12V
1500mA 12.9V 2000mA 10uF
500mA 12.9V 1100mA 10uF
1mH
23 MK127S12-2A1 127V 12V
1500mA 12.9V 2000mA 10uF
0.05mH
24 MK127S18-1A1 127V 18V
700mA 18.9V 1100mA 3uF
0.1mH
25 MK127S24-0.5A1 127V 24V
6 接线示意图：MKXXSXX-XA1-ADJ 系列
北京海泰祥和科贸中心（中发电子大厦 1157 柜台）： 销售：刘燕菊 电话：62525024，13621333126 技术支持：张玉霞 电话：013075265003
附件 A
型号参数选型
序 电源型号
额定输 额定输 额定输 本 安 参 本 安 参 本 安 参 本 安 参
300mA 24.9V 600mA 3uF；
0.1mH
26
其他未列的电压可以定制.
矿用本质安全输出稳压电源
1、 本安输出电源检验 本质安全输出电源首次检验原则，建议首次形式检验把输出参数定得比需要的输出稍微
大一些，（例如：实际标准需求输出：最大输出电压本安参数： Uo：18.5V，最大输出电流 本安参数： Io：1000mA。到国家检验中心检验时，本安电源输出调整到最大输出电压本安 参数： Uo：18.9V，最大输出电流本安参数： Io：1100mA。）这样做的好处是：产品批量 生产时便于生产检验，下次安标检验容易通过检验。
本质安全电路设计要求
本质安全电路设计要求发布时间：2009-8-26 16:21:16 阅读：935次本质安全电路设计要求本质安全型：是指电路、系统及设备在正常状态下和规定的故障状态下，产生的任何电火花或任何热效应都不能引起规定的爆炸混合物爆炸的电气设备。
这个定义中的正常状态是指电气设备在设计规定条件下的正常工作（试验时在试验装置中产生的短路或断路视为正常状态）；故障状态是指在试电路，非保护性元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况。
这种设备的防爆原理，就是设法减小电路火花的能量及元件上的温度（其方法就是降低电源电压、减小电路电流，采用适当的电气元件及其参数），使其不能点燃矿井中爆炸混合物，达到防爆的目的。
由于这类设备产生的明火花不点燃爆炸性混合物，因此它的优点很多，体积小、重量轻，便于携带，而且安全程度高。
要使电路火花不点燃爆炸性混合物，那么这种电路就只能是弱电系统。
因此，本质安全型电气系统和设备，主要是用于控制、通讯、信号、测量、和监视方面。
一、基本要求本质安全电路应满足以下基本要求：1．本安电路与非本安电路在同一隔爆外壳内布置时，最基本要求是分开布置。
为了保证本安型系统的安全，免受非本安系统的影响，要求分开布置是非常必要的。
在产品设计和装配中，必须注意这个问题。
然而，由于在隔爆外壳内空间和位置都受到了限制，所以分开布置也只能是相对的，不是绝对的。
我们应该在有限的空间内合理布置，力求本安系统与非本安系统分开要符合GB3836.4-2000的要求。
为了保证质量，除了外观检查外，还应把本安参数检查耐压试验列入产品出厂试验项目。
一般，当本安系统与非本安系统在电路上有连接时，应采取隔离措施，并按标准进行耐压试验。
其次，为了易于辨别，安全火花电路用的连接导线用蓝色，接线端子应有“i”标志。
2．本质安全设备的温度组别应按6.2和GB3836.1-2000中第5章规定，以避免热表面引起点燃。
温度组别不适用于关联设备。
3．电气参数要求，系统或设备必须经过防爆检验单位检查和试验，证明它在正常状态和故障状态下的明火花不会点燃爆炸性混合物。
本质安全电路设计要求
本质安全电路设计要求本质安全电路设计要求本质安全型：是指电路、系统及设备在正常状态下和规定的故障状态下，产生的任何电火花或任何热效应都不能引起规定的爆炸混合物爆炸的电气设备。
这个定义中的正常状态是指电气设备在设计规定条件下的正常工作（试验时在试验装置中产生的短路或断路视为正常状态）；故障状态是指在试电路，非保护性元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况。
这种设备的防爆原理，就是设法减小电路火花的能量及元件上的温度（其方法就是降低电源电压、减小电路电流，采用适当的电气元件及其参数），使其不能点燃矿井中爆炸混合物，达到防爆的目的。
由于这类设备产生的明火花不点燃爆炸性混合物，因此它的优点很多，体积小、重量轻，便于携带，而且安全程度高。
要使电路火花不点燃爆炸性混合物，那么这种电路就只能是弱电系统。
因此，本质安全型电气系统和设备，主要是用于控制、通讯、信号、测量、和监视方面。
一、基本要求本质安全电路应满足以下基本要求：1．本安电路与非本安电路在同一隔爆外壳内布置时，最基本要求是分开布置。
为了保证本安型系统的安全，免受非本安系统的影响，要求分开布置是非常必要的。
在产品设计和装配中，必须注意这个问题。
然而，由于在隔爆外壳内空间和位置都受到了限制，所以分开布置也只能是相对的，不是绝对的。
我们应该在有限的空间内合理布置，力求本安系统与非本安系统分开要符合GB3836.4-2000的要求。
为了保证质量，除了外观检查外，还应把本安参数检查耐压试验列入产品出厂试验项目。
一般，当本安系统与非本安系统在电路上有连接时，应采取隔离措施，并按标准进行耐压试验。
其次，为了易于辨别，安全火花电路用的连接导线用蓝色，接线端子应有“i”标志。
2．本质安全设备的温度组别应按6.2和GB3836.1-2000中第5章规定，以避免热表面引起点燃。
温度组别不适用于关联设备。
值。
感性电路的临界点燃参数是利用空心电感在电压E=24伏时做的，如图A5电感电路最小引爆电流与电感的关系曲线所示，铁芯电感（如断电器等）可以利用磁场储能等效法进行换算。
矿用本安电源的设计
洛 阳理 工学 院学 报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
本 安 电源 的最 大 输 出 电流 为９ ０ ０ ｍＡ，超 过该 值 电源 即处 于 保护 状 态） 。两 级 过压 保 护 电路 主 要 用 于 防止 输 出 电源 的输 出 电压 过大 （ 最 大 输 出 电源 为 ｌ ３ Ｖ，超 过 该值 电源 便处 于过 压 保护 状态） 。
随着 人们 对 安 全 的重视 ，本 质安 全 型 电路 在矿 井 中 的使 用越 来 越广 泛 。本 质 安全 型 电 路是指 在 正 Байду номын сангаас
工 作和 规 定 的故 障条 件 下 ，产 生 的任 何 电火花 或 任何 热 效 应均 不 能点燃 规 定 的爆 炸性 气 体环 境 的 电路 。 在矿 井 等存 在 易 燃 、易爆 气 体 的工 作环 境 中，需 要 电气 设 备考 虑到 电路 中的 电压 、 电流 等情 况 ，防止 由 于过 流 或 过压 产 生 的火 花 点燃井 下 气 体 引发事 故 。作 为 电气化 装置 的供 电核 心 ， 电源 成 为本 安 电气 设 备
ＤＯｈ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ． １ ６ ７ ４ － ５ ０ ４ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０１ ５
中图分 类号 ： Ｔ Ｎ７ 文献标志码： Ａ 文章编号： １ ６ ７ ４ ． ５ ０ ４ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ ． ０ ０ ６ ２ ． ０ ３
基于稳压器件的矿用本安电源电路设计
结果 ４０ ２０
判定 通过 通过
５ 结 论 本文通过介绍汽车悬架用套管成型工艺以及套管
在车体上的 受 力 特 点，表 明 套 管 是 汽 车 悬 架 的 重 要 构 件，套管的性能直接决定了汽车悬架整体的性能；同时， 结 合 一 起 因 套 管 焊 缝 失 效 而 引 发 的 召 回 案 例 ，验 证 了 汽 车悬架系统用套管焊缝位置优化方案，该优化方案能够 保证制造出更高品质的产品，避免交通事故的发生。
为了提高电源效 率，我 们 对 该 电 源 进 行 了 改 进 设 计。电路设计中，主要应用了 ＰＩ公司生产的集成电力 电子开关器件 ＴＯＰ２３４Ｙ 作为电源的前级稳压电路 核 心器件，应用 ＬＩＮＥＡＲ 公司 生 产 的 ＬＴ１０８６ 作 为 电 源 两 级 限 流 、两 级 稳 压 电 路 的 核 心 器 件 。
第 ６ 期 （总 第 １７５ 期 ） ２０１２ 年 １２ 月
机械工程与自动ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ
文 章 编 号 ：１６７２－６４１３（２０１２）０６－０１８９－０１
Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．
基于稳压器件的矿用本安电源电路设计
苏丽萍
（山西晋煤集团 金鼎煤机矿业有限责任公司，山西 晋城 ０４８００６）
（下 转 第 １９２ 页 ）
收 稿 日 期 ：２０１２－０５－０２； 修 回 日 期 ：２０１２－０６－３０ 作者简介：苏丽萍 （１９８１－），女，山西晋城人，工程师，本科，主要从事技术管理工作。
· １９２ ·
机 械 工 程 与 自 动 化 ２０１２年第６期
静强度试验结果 见 表 １，耐 久 性 试 验 结 果 见 表 ２。
摘要：介绍了晋煤集团自主开发研制并成功应用于煤矿井下的矿用隔爆兼本安电源，给出了该电源的两种改 进设计方案，结合电源的电路原理结构简图，在分析几种不同设计方案电源参数和电路特点的基础上，得出 了相关结论。 关键词：本安电源；稳压器件；易电源 中 图 分 类 号 ：ＴＭ９１０．２ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
基于单端反激式变换器的矿用本安电源设计
电源与节能技术 2023年5月25日第40卷第10期· 87 ·Telecom Power TechnologyMay 25, 2023, Vol.40 No.10朱明杰：基于单端反激式变换器的矿用本安电源设计差，进而导致输出电压与输入电压不一致。
为了解决这个问题，需要将直流母线中的电流进行整流处理，并且通过调节电阻实现这一目的，将滤波器安装在变压器上，用2个同轴电缆将滤波器相连接，从而构成一个完整的系统。
在使用此方法后发现，只要频率大于20 kHz 或者是小于10 MHz ，都能够获得较为理想的效果，而且不会产生明显失真，同时没有任何 噪声[1-5]。
因为采用的是双通道的方波作为信号源，可以看到有很多高频谐波存在于其中，所以需要采取有效措施降低这些干扰信号，才能保证系统的正常运行。
首先，应该对滤波器进行预处理，主要就是去除高频分量以及低频分量，再利用差分法计算出各个通道的电平。
其次，还需要对输入输出端的阻抗进行测量，确保其处于合理范围内，这样才可以有效提高输出波形图的质量和准确度。
最后，便是要对电容C 1充电放电，当其达到饱和状态时，就可以开始向外供电，此时将会直接影响到整个系统的工作效率。
为了防止出现这种情况，通常情况下会设置一个限幅值，一般来说不超过2%。
在实际应用过程中，电流突然增大或者减少都将会使得输出功率发生变化，从而导致输出波形失真，还会造成一定的安全隐患问题，为此通过采用双级降压法来实现这一目的，具体步骤如下。
首先是经过AD 模块后，得到相应的模拟信号；其次将其转化成数字信号，并且将该信号传输至单片机芯片；最后由单片机处理完成数据采集与分析。
其中主要包括以下内容：第一个部分就是对电压信号进行采集，而且也是最为关键的一部分内容；第二个部分则是要对电流信号进行采集，这样就可以有效提高供电效率和稳定性，进而确保整个电路正常运行；第三个部分则需要利用到分压电阻，以便于后续的数据处理，还有其他的一些功能模块，如比较器以及计数器等；第四个部分是要对输入端电压进行测量；第五个部分则是要对输出端的电压进行检测，以此来达到保护电路的效果。