一种矿用本安型电源的介绍
矿用本质安全型开关电源的研究
矿用本质安全型开关电源的研究随着科技的发展和矿业的不断深入，矿山安全问题日益凸显。
矿山作为一个复杂的工作环境，存在着极高的危险性和不可预测性，因此对于矿山设备的安全性要求也越来越高。
在矿山中，电源是设备正常运行的基础，因此矿用本质安全型开关电源的研究显得尤为重要。
本质安全型开关电源是一种能够在异常情况下自动切断电源，以保护设备和人员安全的电源装置。
它具有以下几个特点：首先，它能够自动检测电流、电压等参数，并在出现异常情况时迅速切断电源，避免事故的发生。
其次，本质安全型开关电源采用了防爆技术，能够有效地防止火花、电弧等危险物质的产生和蔓延，减少爆炸风险。
第三，该电源还具备过载保护、短路保护等功能，能够有效地防止电路过载和短路引起的事故。
矿用本质安全型开关电源的研究主要集中在以下几个方面：首先，如何提高电源的安全性能，尽量减少事故的发生。
研究人员通过对电源的结构、材料等进行改进，使其更加耐高温、耐压、抗干扰能力更强。
其次，如何提高电源的自动监测和切断功能，使其能够在异常情况下迅速切断电源，避免事故的发生。
研究人员通过引入先进的传感器技术、智能控制技术等手段，提高电源的自动监测和切断能力。
第三，如何提高电源的防爆能力，减少爆炸风险。
研究人员通过采用防爆材料、防爆结构等措施，提高电源的防爆能力。
矿用本质安全型开关电源的研究对矿山的安全生产具有重要意义。
一方面，它能够保护设备和人员的安全，在异常情况下及时切断电源，减少事故的发生。
另一方面，它还能够提高矿山的生产效率和经济效益，减少因事故造成的停工和损失。
因此，加强对矿用本质安全型开关电源的研究，提高其安全性能和可靠性，对于矿山的安全生产具有重要的现实意义。
综上所述，矿用本质安全型开关电源的研究是目前矿山安全领域的热点问题。
通过对电源的结构、材料等进行改进，提高其安全性能和可靠性，能够有效地保护设备和人员的安全，提高矿山的生产效率和经济效益。
因此，在今后的工作中，需要进一步加。
矿用隔爆兼本安型稳压电源-说明书
安装、使用本产品前请认真阅读本使用说明书！矿用隔爆兼本安型稳压电源使用说明书版本号：NO.1发布日期：2009-10-01执行标准：MT/T 408-1995，Q/HL J406-2009矿用隔爆兼本安型稳压电源1概述KDW127 / 18矿用隔爆兼本安型稳压电源是向Ⅰ类本质安全型设备提供电源，具有双重化的过流、过压保护。
2型号含义、防爆型式、重量及外壳尺寸2.1型号含义KD W 127 / 18本安额定输出电压：18V.DC最高额定输入工作电压：127V.AC直流稳压矿用电源2.2防爆型式：矿用隔爆兼本质安全型；防爆标志：Exd[ib]I。
2.3产品重量及外壳尺寸：18kg，320mm×240mm×143mm。
3 主要技术参数3.1 环境条件3.1.1系统在下列环境条件下能正常工作a. 工作温度：0℃～﹢40℃b. 湿度：≤98%c. 大气压力：80kPa～110kPad. 储存温度：-40℃～﹢60℃e. 无显著振动和冲击的场合f. 在具有甲烷，煤尘等爆炸性混合物的煤矿井下，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合3.1.2 KDW127/18矿用隔爆兼本安型稳压电源能承受的最恶劣的贮运条件为：a．高温： +60℃；b．低温： -40℃；c．平均相对湿度： 95％（±25℃）；d．振动：加速度50m/s2；e．冲击：峰值加速度500m/s2。
3.2 KDW127/17.5矿用隔爆兼本安型稳压电源技术参数3.2.1 额定工作电压127V.AC3.2.2 电压波动范围：额定值的75%～110%；3.2.3 电源频率：48Hz～52Hz；3.2.4 电源电压失真：总的谐波分量应≤10%。
3.2.5 本安电源输出表13.2.6 本安参数a)最高开路电压U0：19.2V；b)最大输出电流I0：1.1A；c)最大外部电容C O：4.7μF；d)最大外部电感L O：0.1mH。
3.3 KDW127/18矿用隔爆兼本安型稳压电源及外形尺寸KDW127/18矿用隔爆兼本安型稳压电源安装方式：用螺钉固定在液压机上，通过电缆连接；KDW127/18矿用隔爆兼本安型稳压电源外形尺寸：外形尺寸（长×宽×高）：320mm×240mm ×143mm；具体如图一:图一4 工作原理4.1 内部电路采用如图二所示电路方式：图二4.2 基本原理图中输入电路采用最新的POWER公司的芯片完成电源的转换，该转换方式具有转换效率高、电路体积小的特点，大大降低了电路的发热。
KDW12712B矿用浇封兼本安型直流稳压电源
KDW127/12B矿用浇封兼本安型直流稳压电源KDW127-12/6B Mine casting-seal & Intrinsically Safe DC Stable Power
主要特点Main features
1. 采用矿用浇封兼本安型防爆结构，后备电源的充放电及投入切换全部
由单片机系统智
能管理；
Adopting mine casting-seal and intrinsically safe explosion-proof structure, the charge/discharge, in-put and switching of backup power supplies are all intelligent managed by the MCU system;
2. 具有体积小、重量轻、两路电压输出，使用中无需断电即可对用电设
备进行连接操作等特点，可为各种本质安全型设备提供电源。
With the characteristics of small size, light weight, two-way voltage output, can connect the electric equipment without having to power down it, can provide power for a variety of intrinsically safe equipment.
技术参数Technical parameters。
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。
矿用本安型直流电源 作用
矿用本安型直流电源作用随着我国工业经济的不断发展，矿业生产得到了迅速发展。
随之而来的是对矿用电器设备的需求日益增长。
在煤矿、金矿和铁矿等行业，矿用本安型直流电源已经逐渐成为不可或缺的设备之一。
那么，矿用本安型直流电源到底有什么作用呢？下面就给大家详细介绍。
一、什么是矿用本安型直流电源？首先，我们需要了解什么是矿用本安型直流电源。
矿用本安型直流电源是矿用电器设备中的一种。
其主要特点是：在使用过程中，其输出电流和电压能够准确稳定，且电路具备一定的安全特性，能够在一定范围内稳定工作。
矿用本安型直流电源结合了一些专门的保护措施，能够抵御电磁干扰和浪涌功率等不利因素对矿用电器设备的影响。
二、矿用本安型直流电源的作用1. 保障矿用电器设备的可靠性在矿山生产中，矿用电器设备长期工作在高压、高低温、高湿度等复杂恶劣的环境中。
这些因素都会对设备的可靠性造成影响。
矿用本安型直流电源能够在此类环境下，为矿用电器提供稳定的电源，保证电器设备的可靠性和稳定性，从而确保生产效益。
2. 减少矿山生产事故在矿山生产过程中，由于各种原因（如过载、短路等），电器设备的电路极易受到干扰，从而导致事故的发生。
而矿用本安型直流电源可以通过采用固定短路电流、稳定电压输出等控制电路的方式，来确保矿用电器设备正常工作。
同时，其还能有效地减少因电器设备事故而导致的矿产资源浪费和生产成本的增加。
3. 降低电器设备故障率在矿山生产中，矿用电器设备需要经常进行维护和保养。
而采用矿用本安型直流电源可以有效地减少电器设备的故障率。
由于其具备稳定的输出电流和电压，能够有效地避免石英晶体的衰减和耐磨陶瓷的损坏等电器设备故障的发生。
4. 保障矿山生产的安全和生产效益矿用本安型直流电源不仅是一种安全稳定的电源，同时也是保证矿山生产效益的重要设备。
在矿山生产中，矿用本安型直流电源可以提供高质量的电源，保证矿用电器设备的性能，同时还能有效地防止生产中因为电器设备事故造成矿物资源的浪费，确保矿山生产的安全和生产效益。
本安型电源箱技术参数
平均相对湿度： 不大于95％（25℃）；
大气压力： 86kPa～106 kPa； 防爆类型： 矿用隔爆兼本质安全型； 防爆标志： Exd [ib] I。
本安型电源箱图片
本安型电源箱特点
（1）将127V交流电压转变成12V的本安直流电压； （2）双重过流保护； （3）双重过压保护； பைடு நூலகம்4）短路保护。
本安型电源箱技术参数
工作输入电压： 127VAC、50Hz (波动范围-25~+20%)； 整机工作电流： 不大于200mA； 保险丝规格： F1:1A(Φ5×20mm)，F2:2A(Φ5×20mm)； 环境温度： 0℃～45℃；
本安型电源箱
中煤信息部 zmjt04
本安型电源箱介绍
本安型电源箱是矿用隔爆兼本安型设备。具有双重过流、双重过压、及短路保护功能。本 电源箱体积小，重量轻，装拆移位使用方便。适用于向各种矿用本质安全型设备提供电源。
本安型电源箱适用于一般工作场所或煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸危险的场所，主要用途是 对各种本安设备提供供电电源。
矿用隔爆兼本安型电源
山东中煤集团
01 矿用隔爆兼本安型电源产品介绍 02 矿用隔爆兼本安型电源使用条件 03 矿用隔爆兼本安型电源相关参数
目录
矿用隔爆兼本安型电源产品介绍
矿用隔爆兼本安型电源采用高性能集成电路输出稳定的高电流直流电压，电源 输出有过压、过流、短路等保护，并实时显示出交流电压、直流12V电压、直 流 18V电压等状态，备用电池采用体积小、容量大的镍氢干电池，断掉交流电 后仍可持续输出电压时间大于2小时。本电源可以同时输出两路不共地的电压， 每一路都有较高的带载能力。本电源可以用在煤矿井下给各种监控设备、传感 器提供稳定的不间断的电源。zmjt052
矿用隔爆兼本安型电源使用条件
a)环境温度：-0℃～＋40℃； b)平均相对湿度：≤95%；（+25℃）； c)大气压力：80kPa～106kPa； d)振动：加速度50m/s²； e)冲击：峰值加速度500m/s²； f)煤矿井下有甲烷、煤尘爆炸性混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的混合。
矿用隔爆兼本安型电源相关参数
电源：AC127V； 输出电压：5V1.8A，12V1.3A，15V1A，18V0.5A按用户要求选择； 输出组数：2组。 矿用隔爆兼本安型电源结构特征 矿用隔爆兼本安型电源采用隔爆箱形式，在隔爆箱壳体侧面有三个喇叭口，较 大的一个是交流输入口，另外两个是本安输出口，箱盖上有观察窗，可以查看 电源的输入、输出等的状态。 主要部件作用： a)变压器：输入电压为交流127V/660V，给电源板提供电压； b)备用电池：给电源板提供备用电源，有充放电电路控制电池工作； c)电源板：输出稳定的两组不共地电源。
矿用本安直流电源的
矿用本安直流电源的设计摘要电力是现代煤炭工业的主要动力，在煤炭生产中占有重要的地位，是保证矿业生产的先决条件。
矿井供电要求保证可靠，矿井供电中断时不仅会影响原煤的生产产量，而且会导致矿井排水系统停止工作，同时井下停电停风后，还会造成瓦斯积累，从而导致设备损坏、生产停顿、危害井下人身安全，造成矿井的破坏，后果比较严重。
随着煤矿管理现代化的提高, 本安设备越来越多地被煤矿所采用。
本安电源作为本安系统不可缺少的组成部分 ,关系到矿井安全生产、抗灾能力和矿工安危，其技术先进性和产品质量决定了本安设备的可靠性 , 从而直接影响到监测系统数据采集的准确性、可靠性、稳定性。
据资料统计 ,电子设备的故障大约有80%是由于电源引起的。
因此 ,本安电源的质量、技术发展水平越来越得到人们的重视。
本文结合新版国家标准 GB3836. 4 -- 2010 和安标国家矿用产品安全标志中心的相关要求, 介绍了一种矿用本安直流电源的设计，并通过仿真软件Multisim的调试验证，基本实现了矿用电源的要求。
关键词：本安直流电源故障 Multisim 调试验证AbstractElectric power is the main driving force of modern coal mining industry, coal production occupies an important position, is to ensure that the mining production prerequisites.Mine power supply requirements to ensure reliable power supply interruption, the mine will not only affect the coal production yield, but also causes the mine drainage system to stop working, and the underground power to stop the wind, can cause gas accumulation, leading to equipment with bad, production to a standstill, endanger personal safety under the coal mine well, causing damage, more serious consequences.With the development of coal mine management modernization to improve, intrinsically safe equipment is increasingly being used in coal mine. Intrinsically safe power as an indispensable part of intrinsically safe system, its advanced technology and product quality has decided the intrinsically safe equipment reliability, which directly affects the accuracy of data acquisition monitoring system, reliability, stability, matter to the safety in production of coal mine, the ability that fight calamity and miners. According to statistics, the electronicequipment fault about 80% is the result caused by power supply. Therefore, intrinsically safe power supply quality, developing level of technology has been paid more and more attention. This paper introduces a kind of mine intrinsically safe DC power supply design, and through the Multisim simulation software debugging test, the basic realization of the mine power supply. Key words: intrinsically safe power supply fault Multisim debugging verification目录摘要第一章绪论 0第二章矿用本安电源的简介 (1)2.1本质安全型电路的基本原理 (1)2.2应用矿用本安电源的特殊性 (2)2、3 矿山企业对供电的基本要求 (3)第三章矿用本安直流电源的的设计 (5)3.1过压过流保护电路的设计 (6)3.2稳压电路的设计 (16)3.3开关控制电路的设计 (18)3.4整体设计电路图 (21)第四章矿用本安直流电源设计电路的仿真实验 (23)4.1 Multisim仿真软件 (24)4.2过压过流保护电路的仿真实验 (29)4.3稳压电路的仿真实验 (35)4、4开关控制电路的仿真实验 (37)4.5总体矿用本安直流电源电路的仿真实验 (37)第五章毕业设计总结和体会 (41)参考文献： (41)致谢 (43)附录： (44)第一章绪论不间断电源（uninterrupted power supply，UPS），是针对电网环境和网络监控和网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求，克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题，以全新的数字技术研制出的第三代工频纯在线式智能型UPS。
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一种矿用本安型电源的介绍
摘要：本文详细介绍了一种矿用本安型直流电源各部分的组成及设计原理，该电源采用两级保护设计，具有保护完善、体积小、成本低、本质安全型输出、带负载能力较好等特点，有效的解决了煤矿井下设备配套电源的需求。
关键字：本安电路；电源；LM317；
0 引言
煤矿井下环境特殊，存在有瓦斯、粉尘、一氧化碳等易燃易爆物质，因此矿井下的各类通信、监控、仪表和自动化等系统设备的供电电源必须满足防爆要求，本质安全型是防爆的最佳形式，所谓本质安全电路是指在正常工作或规定的故障状态下，产生的任何电火花或效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路[1]。
本文所介绍的电源，是针对煤矿井下复杂的环境要求，设计了的具有两级保护的矿用本质安全型直流电源，该电源在正常工作和故障状态下，其输出的最大电流和电压均满足本安要求。
在正常工作时，电源能稳定的提供12VDC/的驱动能力，可满足矿井下大多数低压电气设备的供电需求。
1 电源总体设计
该本质安全型电源有降压、整流、滤波，直流稳压及保护电路组成，如图1所示：
图1：本安电源总体框图
2 各单元电路介绍
降压、整流、滤波电路
降压电路主要有电源变压器构成，它的作用是将交流高电压降低到所需的电压值，由于矿井下常采用AC127V或AC36V为低压设备供电，故本电源采用AC127V/AC36V双输入，AC20V输出的工频变压器实现降压；
整流电路的作用是将降压电路输出的交流电转化成具有单向脉动性的直流电，本电
到三端可调稳压模块LM317，输出得到稳定的电压，为后面的过流、过压电路模块提供工作电压，同时得到ref V 比较电压，为过压、过流控制提供基准比较电压[4]。
图3：LM317稳压输出
在本文介绍的电源电路中，采用2级LM317双重稳压保护，正常情况下U2的输入和输出之间的电压差大于，三极管Q1导通通，R3和R5并联，过合理设置电阻R3、R4、R5、
R7、R8的值，使得满足
7
135
1.25(1)17()//R U V R R =⨯+
= （1）
7
13
` 1.25(1)12()R U V R =⨯+
= （2） 8
24
1.25(1)12()R U V R =⨯+
= （3） 这样当U1或U2出现故障短路（只要有一个LM317还能正常工作）时，电源仍可以继续输出稳定的12V 电压，实现了两级稳压保护。
图4：两级稳压保护原理图
过流保护电路介绍
通过电阻分压取样，采用高灵敏电压比较器LM393组成两级过流保护电路，如图5所示，
为第二级过流保护电路，当本安输出端短路或输出电流大于预定值时，一方面通过R9、R10串联分压，使得U3的正向输入端输入电压降低，另一方面电流经过R11形成回路产生压降，使得U3的反向输入端的输入电压降低，使得电压比较器U3输出低电平[5]
，本电路中U3的输出端连接在U2的调整管脚（第一脚）处，当本安输出过流时，U3输出低电平，使电阻R8对地短路，根据LM317输出电压特性可知：稳压芯片U2的输出电压为，故此时电路形成保护。
同理，使用同样的过流保护电路对稳压芯片U1进行保护，使电路形成两级过流保护。
同时在本安输出端使用两个相同的12V 稳压管D1、D2双重稳压保护，防止输出端电压意外增大。
本安输出
图5：过流保护原理图
3 测试
任意抽取一块电源进行测试，测得输出电压，过流保护动作值，短路电流稳定在23mA ，达到了关于本安的要求。
接上负载使电源连续工作72h 后再测试，电源参数仍满足要求，在实际设计中可以通过调整分压电阻R9、R10的大小来改变电源的过流保护动作值的大小。
该电源取证的本安参数为：O U :12V ，o I ：1200mA ，o C ：3uf ，o L :mH ，短路稳定电流值:40mA 。
4 结束语
本文介绍了一种矿用本质安全型电源，该电源已取得煤矿安标证，广泛应用于煤矿井下的各类设备的供电，经过长期的使用，电源性能可靠、工作稳定。
事实上该电源不仅可以应用于煤矿井下，还可以用于石油、化工等含有易燃易爆气体的环境中。
参考文献
[1] ，爆炸性环境第四部分：由本质安全型“i ”保护的设备[S]. [2] 康华光. 电子技术基础[M]. 北京: 高等教育出版社,2006. [3] LM317 Data Sheet.
[4] 张兴华，刘玉英，冯小龙，王鸿建，蒋海明. 数字化本质安全型UPS 的设计［J ］. 工
矿自动化，2008，05 : 72-74.
[5]王增福，李 昶，魏永明．新编常用稳压电源电路[M]．北京：电子工业出版社，2005．。