青岛设计本安产品

1.增安型电机（采用电流保护装置防止超过极限温度的）有对启动电流比 IA/IN和 tE 时间的要求，并需在电机铭牌上标明，其目的是青岛本安为了在使用电机时便于选择和配置合适的保护装置，而无火花电机则不需要2.增安型和无火花型电机都对电气间隙和爬电距离有要求，但在相同电压等级下，增安型电动机带电部件间的最小电气间隙和最小爬电距离要求比无火花型电动机的大（详见表 1），并且无火花电机使用的绝缘部件的材料级别可低至 Ⅲb 级，而增安型电机需使用 Ⅲa 及以上级别的 电压等≤250V 时增安型与无火花型对爬电距离和电气间隙的不同要求由此也不难理解为什么标准规定部分增安型电机（在特定条件下）可以达到 Gb 级，本安产品而无火花型电机只能是 Gc 级。结构和性能要求对比只是最大程度上本安产品减少火花。“nA” 装置可以使得出现火花的几率很低，低到引发的风险能够达到人们可以接受的程度。

9气孔和隔板的设置：目的是保证有效换气。9.1重于空气的保护气体，青岛本安进气口在顶部，排气口在底部。9.2轻于空气的保护气体，进气口在底部，排气口在顶部。9.3在外壳的相对侧设置进气口和排气口。9.4必要时加设导风管。10内部电池：只允许pz型，可参见无火花标准。11温度组别：11.1 Px、Py型外壳高表面温度或内部零件的高表面温度。 如下列情况，内部元件可以超过标志的温度组别：1）符合GB3836.1中有关小元件的要求。2）时间间隔能满足元件冷却到温度组别。如正压中断，应采取措施在内部发热元件表面温度冷却到低于允许的高值之前防止可能出现的任何爆炸性气体环境与热元件表面接触。如：辅助通风系统进入工作状态或将热表面放在气密或浇封的壳体内。（py外壳内，在正常运行条件下有点燃能力的热元件是不允许的）11.2 pz型以外壳的高外表面温度为依据。12、安全装置：（静态正压除外）12.1 对于Px型要有要有防止换气前就通电的安全装置——定时器、压力传感器和排气口处流量传感器。（检测换气流量和正压值，当达到低流量且正压值在规定范围内可启动换气计时器，换气时间达到后才可通电，任何步骤故障都回到起始状态）。Py、pz型只要求有压力传感器。12.2如果制造商不提供安全装置，加“X”。12.3对于Px型，制造商应提供功能程序图。12.4 换气要求：考核制造商规定的两个指标—低换气流量和换气时间，可根据5倍外壳容积的保护气体量进行计算并由试验考核。对于Px型要在排气口出检测换气流量，Py、pz虽不要求实时监控，但要加标志牌12.5保护气体：洁净的空气或惰性气体（氮气、二氧化碳或其它气体）。由压缩机、鼓风机或压缩气体容器，包括压力调节器、阀等。保护气体温度不超过40℃，如超过此范围应标注在外壳上 惰性气体加警示牌本安产品。12.6正压值： 低正压值：Px、Py型为50Pa，pz型为25Pa。制造商应规定低、高正压值和大泄漏速度。 正压的安全装置可以是断电（Px）本安产品、声光报警（Py、Pz）。安全装置和正压外壳之间不应有阀门。12.7可能带电的防爆型式：当正压不起作用时仍可能带电的部件要有相应的防爆型式的保护。

本安与非本安的隔离，其典型电路例如采用光耦隔离的通讯电路⑨；2）实现了能量分散，各个模块可以采用单独的本安电源供青岛本安电，易于本安实现；3）各功能模块内的储能元件进行本安评定时以单独考核或按有保护器件的情况进行考核，避免了为实现本安性能而降低产品稳定性的问题；4）降低了传感器接口的本安参数，有利于外部电缆长度的选择。1. 1. 2 低功耗设计低功耗是硬件计追求的一项技术指标，与本安电路限能思想是一致的。本控制器主电路采用3.3V供电；主控芯采用低功耗微控制器；显示电路采用动态扫描驱动；温度检测采用PT100；电流和漏电流检测电路采用微型互感器，采集到的信号通过低功本安产品耗运放放大；采用模拟开关选通的方法，实现全部模拟信号采集共用一片18位采样精度的低功耗AD芯片；参数设置及信息查询采用低功耗蓝牙模块和轻触按键。通过本安产品上述设计需要本安限能的电路总耗电不超过110mA，对于本安实现及元器件选型非常有利。

本部分以实例的方式给出本安电路关键元器件的核算方法1.1.3.1 熔断器、可靠电阻、稳压管组成的本安电源的核算方法图2中本安电青岛本安源为熔断器、可靠电阻、稳压管组成的二极管安全栅电路，见图3图3二极管安全栅电路类似电路在本安电路中被广泛应用，其原理本文不做重复论述，下面给出较少论述的稳压二极管和熔断器的设计验证方法：㈠ 稳压二极管的验算本安电路中稳压管的结温不允许超出手册给出的数值范围；施加在稳压管上的实际功率不允许超过稳压管许用功率的2/3本电路中熔断器F1选用的是力特保险丝3720080，额定电流In=0.08A；稳压二极管Z1、Z2选用的是EIC公司的SMBJ5339B，稳压值Vz=5.6V,标称功率为5W，结温范围Tj=-65℃~150℃，RθJA= 90K/W（结到空气的热阻），RθJL=25K/W（结到引脚的热阻）。本电路中稳压管上实际消耗最大功率：PZ = 1.7*In*Vz*1.05 = 1.7*0.08*5.6*1.05 ≈ 0. 8W ①按GB3836.4取1.5倍安全余量：Pz = 1.5*0. 8=1.2W按上述数据似乎选取标称功率为1.5W的稳压管即能满足要求，但事实是查各种稳压管数据手册可本安产品知，稳压管的标称功率一般指其引脚温度为25℃时的允许值，随着稳压管温升的增高其许用功率呈现较本安产品大斜率的衰减（见下文的图4）。

结到空气的温升TJA = Pz * RθJA = 0.8*90 = 72K结到引脚上的温升TJL = Pz * RθJL = 0.8*25 = 20K引脚到空气的温升TLA = TJA - TJL= 72-20 =52青岛本安K按控制器定义的最高环境温度TA = 50℃折算，结温为：TJ = 72 + 50 =122℃＜150℃满足手册给出的结温范围。其引脚上的温度值为：TL = TLA + TA = 52+50 =102℃按功率降额曲线查其功率允许值约为1.8W，见图4虚线，计算值小于的1.2W满足本安性能要求图4 功率降额曲线需要注意的是公式⑤中的TLA系根据手册给出的数据的理论计算值，实际电路中由于焊盘、焊点、大面积铺地等因素，实测值一般会小于理论计算值，当用理论计算所得结果不能满足要求同时差值较小时，可以用实测值代替计算值。计算如下：首先需要获得引脚到空气的热阻值RθLA，本安产品在实际电路的二极管上施加一个功率，本处取P=1.5W,待其温稳定后，在环境温度下（本例中TA = 26℃)测得本安产品其引脚上的温度TL=99.3℃，则RθLA = (TL - TA) / P = (99.3-26)/1.5 ≈ 49K/W

软件设计本控制器在设计过程中充分考虑了软硬件的结合，软件功能简述如下 PT100温度检测采用查表法，实际测量精度达到±1℃青岛本安温度控制除采用ON/OFF控制外，还可选择比例算法和PID算法；3）通过测量电流和漏电流，实现了伴热带断路、漏电的检测功能；4）通过软件实现伴热带标准中的失效保护功能：即PT100故障或伴热带回路异常时停止伴热回路输出；5）采用标准modubs通讯协议，与上位机进行数据传输软件流程图见图电子限压、限流方案只适用于ib以下等级的产品，对于ia等级只能使用类似图3的线性电路2）危险测出现危险电压后，本电路自动关断输出电路，当故障消失后可自行恢复供电。根据功能需要也可以设计成锁定方式3）电子限压、限流电路因存在瞬态效应，相对于线性电路，相同电压下其允许电流大致按5倍的安全系数核算，但最终以火花试验为准4）本安电源考核时本安产品需要施加最不利的计数故障即输出端完全短路的情况，因此电子限压、限流电路中的开关管在故障情况本安产品下消耗的功率远大于正常工作时的功率，需要设计者选型时注意。