24W DC-DC矿用本质安全型电源设计

        随着我国煤矿事业的蓬勃发展，煤矿电气化越来越发展迅猛。煤矿的特殊环境，要求电气设备在有瓦斯、煤尘等爆炸性气体的危险环境中使用，且无论设备出现任何故障，设备产生的任何火花或任何热效应均不能引起周围气体的爆炸，谓之本质安全型电路。作为电气化装置的“心脏”--电源，它的设计就更成为电气设备设计的重中之重。本安电源的主要功能是将非本质安全输入通过一定的措施转换成本质安全输出,是关联电气设备的一种。本质安全是从限制电路中的能量入手,通过可靠的控制电路参数将潜在的火花能量降低到可点燃规定的气体混合物能量以下,导线及元件表面发热温度限制在规定的气体混合物的点燃温度之下。通过限制电气设备电路的各种参数，或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现了电气防爆，这种电气设备的电路本身就具有防爆性能，也就是从“本质”上就是安全的，故称为本质安全型。采用本安电路的电气设备称为本质安全型电气设备。

       通常所说的电源，通常首先要提到它的输出功率，从本质上来说就是它的额定输出电压及最大输出电流，本安电源也是如此，它的过电流保护以及过电压保护电路是本质安全电路在设计时需要重点考虑的方向。过电压保护主要通过分压电路采集供电主回路上的电压值，从而通过一系列电路处理反馈到开关管的控制端。当输出端电压超过一定值时控制电路使输出拉低，使输出电压控制在要求范围之内。过电流保护是在主回路加上一定功率的限流电阻，将通过此限流电阻的电流转化为电压信号，同样将该电压信号反馈到开关管的控制端。本文主要分析本质安全电源电路的基本原理，论述了本安电源的过流保护、过压保护电路在煤矿本质安全型稳压电源电路中的应用。
     煤矿井下本质安全电源是将普通稳压电源的输出通过一些多方位的保护手段使输出电源变成本质安全输出，所以本质安全电源的设计方式大多是对电源输出电压及电源输出电流的合理保护来限制该稳压电源的能量，限制后的稳压电源就可以认定为本质安全电源。电源电压的保护方式是通过判断输出端电压，该电压高了就断开输出，终而复始。而电源电流的保护方式大致上分为两种，即恒电流型及截电流型，这两种保护电路方式在煤矿井下本质安全电源的使用最为普遍。恒电流型本质安全电源具有外围电路简单、可靠性高、电流持续性的特点，尤其是对音视频负载，能够最大限度保证负载电路供电正常，不易受外界因素的干扰而中断能量供给；截流型保护电路相比较而言有电路功耗低、效率高的特点，往往可以将本质安全电源输出参数（功率）设计的相对更大些。