本质安全型有源箝位反激变换器的研究

发布时间：2021-01-04 15:34

　　由于工业物联网技术的广泛应用,煤矿井下开采的自动化程度越来越高。电源作为众多自动化设备的供能核心,其安全性对于煤矿的安全生产至关重要。因此,煤矿井下供电电源必须具备防爆功能。目前,在众多防爆方式中,本安电源的防爆性能最为优良。因此,本文从提高本安电源效率、减小体积出发,对本质安全型有源箝位反激变换器进行研究。首先,通过对保护方式的分析,选择后端截流型保护结构。通过对有源箝位反激拓扑工作原理的分析,推导了实现其零电压开通的必要条件、能量传输过程,以及输出短路释放能量。依据GB3836.4中简单电容电路最小点燃曲线,从最小点燃能量的角度给出其输出本安性能的非爆炸评价判据。接着,对输出本安型有源箝位反激变换器的功率电路、保护电路进行设计。通过其等效电路图,推导出了其传递函数,对其幅频特性进分析。以此为基础,设计反馈电路。通过仿真与样机实验表明,主功率开关管、辅助开关管均能实现零电压开通,其他性能也能达到了设计指标。根据非爆炸评价判据,样机达到了输出本质安全要求,证明理论分析和设计的正确性。针对传统有源箝位反激变换器需要增加额外漏感、副边整流管无法实现零电流关断的情况,本文对临界导通模式有源箝... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 本质安全基础理论
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究目的及意义
    1.5 本文主要研究内容
2 本质安全型有源箝位反激变换器的基本原理
    2.1 本安防爆系统的构成及特点
    2.2 本安电源的性能指标及限能保护方式
    2.3 有源箝位反激变换器的基本原理
    2.4 有源箝位反激变换器的输出本安性能分析
    2.5 本章小结
3 本质安全型有源箝位反激变换器的设计
    3.1 引言
    3.2 功率电路参数设计
    3.3 反馈电路设计
    3.4 截流型保护电路设计
    3.5 输出本质安全性能验证
    3.6 本章小结
4 本质安全型连续导通模式有源箝位反激变换器仿真与实验波形
    4.1 截流型保护电路仿真研究
    4.2 连续导通模式有源箝位反激变换器仿真波形
    4.3 连续导通模式有源箝位反激变换器实验波形
    4.4 输出保护测试结果
    4.5 本章小结
5 本质安全型临界导通模式有源箝位反激变换器仿真与实验波形
    5.1 引言
    5.2 电路参数计算
    5.3 临界导通模式有源箝位反激变换器仿真波形
    5.4 临界导通模式有源箝位反激变换器实验波形
    5.5 输出保护测试结果
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种大功率多光口本安万兆交换机设计方案[J]. 熊伟,李耀军.  工业控制计算机. 2020(03)
[2]本安电源降低火花能量的几个措施[J]. 董建国,李艳民,周兴东,张磊.  煤矿安全. 2020(03)
[3]煤矿火灾多参数感知监测装置设计[J]. 陈佩佩.  煤矿机电. 2020(01)
[4]一种新型矿用隔爆兼本质安全型电源的设计[J]. 陈佩佩.  煤矿机电. 2019(06)
[5]一种基于动态电弧识别及关断技术的截流型保护电路[J]. 孟庆海,李帅,焦政国.  电气技术. 2019(07)
[6]一种新型矿用本质安全电源的设计[J]. 齐淑萍.  电子器件. 2019(03)
[7]矿灯本质安全型输出电源的研制[J]. 李东.  煤矿机电. 2019(03)
[8]基于单片机控制的矿用大电流高稳定数字本安电源[J]. 张天兴,夏春华,刘艺平,邱选兵,曹龙山.  煤矿安全. 2018(09)
[9]矿用多路隔爆兼本质安全型线性电源设计与研究[J]. 田小超,王小龙,王博,闫文超.  煤炭技术. 2018(03)
[10]矿用本安型电源软开关电路的设计[J]. 钟宁帆,冯展华,王小婧.  煤炭技术. 2018(01)

博士论文
[1]本质安全型开关电源基础理论与应用研究[D]. 于月森.中国矿业大学 2012
[2]爆炸性气体环境下本质安全电路放电理论及非爆炸评价方法的研究[D]. 刘建华.中国矿业大学 2008
[3]本质安全开关变换器基础理论及关键技术研究[D]. 刘树林.西安科技大学 2007

硕士论文
[1]输出本安型单级PFC反激式变换器研究[D]. 郑凯.中国矿业大学 2019
[2]矿用本质安全型开关电源的研究[D]. 李帅.北方工业大学 2019
[3]有源钳位正激变换器的研究[D]. 周睿.中国矿业大学 2019
[4]基于NCP1207的矿用多路输出本安电源的设计与优化[D]. 罗伟.太原理工大学 2018
[5]原副边谐振的有源箝位反激式电源研究[D]. 郭威.哈尔滨工业大学 2018
[6]输出本质安全型EC电路放电特性及非爆炸本安评价研究[D]. 柳军停.中国矿业大学 2018
[7]矿用本安型电源优化研究[D]. 于志学.山东科技大学 2018
[8]输出型本质安全不间断电源研究[D]. 秦明.山东科技大学 2018
[9]准谐振软开关双管反激变换器研究[D]. 黄阳强.西南交通大学 2018
[10]截止型EC电路火花放电特性研究[D]. 曾羿博.中国矿业大学 2016



本文编号：2957003