一种新型矿用本质安全型电源设计

根据煤矿井下常用的隔爆兼本安电源的功能要求，参照ExibI本安防爆的基本标准、本安电源的工作原理和系统构成的基本要求，利用浪涌抑制器芯片LT4356作为过压过流保护器件，采用双重过压过流保护电路,设计了一种具有自动恢复功能、欠压馈电检测功能、电源输出为双路18V/1A的本安电源。在实际使用中,它具有输出可靠、带负载能力强、体积小、装配调试简单、安装方便等优点。 【本质安全】是一种重要的安全设计理念，特别是在易燃易爆环境中，如煤矿井下。本质安全型电源设计的目标是确保即使在故障条件下，设备也不会产生足以点燃周围爆炸性环境的能量。在本文章中，作者设计了一种新型矿用本质安全型电源，满足了煤矿井下对隔爆兼本安电源的需求，参考了ExibI本安防爆的基本标准。 电源设计中，作者采用了浪涌抑制器芯片LT4356作为核心保护元件，它具备过压过流保护功能。LT4356能够提供双重保护，一旦检测到电流或电压超出预设阈值，会自动触发保护机制，防止过载和过压情况的发生。此外，该电源设计还包括自动恢复功能和欠压馈电检测，确保在电源中断后能安全恢复，并在电池电压过低时及时切断电源，避免设备损坏。 系统由隔爆外壳、变压器、交直流变换电路、直流稳压电路、电池管理电路、一级和二级过压过流保护组成。其中，变压器采用R型变压器，具有高隔离耐压、低漏磁和低噪声的特性，能将高压电源转换为低压并隔离非本安区域。交直流变换电路则通过整流桥滤波得到稳定的直流电压。 直流稳压电路采用DC/DC电源模块XL4015，输出电压可调且具有大功率输出能力，满足了GB3836.4标准的1.5倍功率余量设计，确保电源的稳定性和安全性。保护电路部分，过流保护通过LT4356的GATE端控制，当电流超过设定值时，LT4356会限制电流，防止电路过载。过压保护则是通过LT4356的FB端反馈电压控制，当电压超出设定的箝位电压时，会关闭MOS管，避免过高电压输出。 整个设计强调了体积小、输出可靠、带负载能力强以及安装简便的特点，这使得该电源适用于煤矿井下环境，能够在复杂的工况下提供安全、高效的电力供应。电池选用了24V/5Ah的磷酸铁锂电池，兼顾安全性和环保性。 这种新型矿用本质安全型电源设计结合了先进的保护技术和合理的系统架构，实现了在煤矿井下安全供电的同时，保证了设备的稳定性和操作的便捷性，对于提高煤矿作业的安全水平具有重要意义。