嘉兴设计本安电源产品

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嘉兴本安电源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，本安电源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℃)测得本安电源产品其引脚上的温度TL=99.3℃，则RθLA = (TL - TA) / P = (99.3-26)/1.5 ≈ 49K/W

结合爆炸危险区域的防爆设计要点，设计了一种防爆电伴热智能控制器，提出了在特殊领域智防爆电器产品一体化设计的理念。关键词: 防爆；本安嘉兴本安电源电伴热智能控制器；设计随着电子技术和互联网技术突飞猛进的发展及物联网概念的提出，各种控制设备向智能化发展是大势所趋，应用于爆炸危险区域的智能型控制设备仅采用过去传统的方式，例如将普通的电气产品装入隔爆外壳中制成隔爆型，也即对普通设备简单防爆处理而实现防爆的方法是不适宜的，或是不可实现的。防爆电器特别是智能控制产品，结合产品功能需求综合利用各种防爆措施进行一体化设计是防爆电器设计的发展方向电气设备本安电源产品的功能与防爆要求往往是互相制约的，如何在满足功能的前提下实现防爆要求是一体化设计的关键，本文通过对化工行业本安电源产品电伴热系统现场防爆智能控制器的设计来阐述一体化设计的理念。

防火与防爆工程《普通高等院校安全工程专业"十二五"规划教材防火与防爆工程》可作为高等院校安全工程专业和消防工程专业教材,也可作为安全管理人员和安全工程技术人员自学与培训教材《普通高等院校安全工程专业嘉兴本安电源"十二五"规划教材防火与防爆工程》的知识体系主要侧重于安全工程、消防工程、石油化工等领域内的防火防爆技术措施和防火防爆安全设计。编写过程中强调了基础性、全面性、系统性、前沿性,且注重基本理论与实例分析相结合。全书共分10章,包括绪论,燃烧与爆炸的化学热力学基础,燃烧基本原理,爆炸及其破坏作用本安电源产品,火灾与防火技术理论,防爆原理与基本技术措施,防本安电源产品火防爆安全设计,火灾与爆炸灾害危险性分析,火灾爆炸事故调查与管理,典型火灾爆炸事故案例分析。

1 爆炸危险区域电伴热现场智能控制器的设计智能控制器用于电伴热系统中，做现场管道电伴热回路的智能控制，以实现如下功能：1）实时温度监控；2）温度、报警等信息现场显示；3）与中央控制室通讯实时传输信息。控制器基本设计参数嘉兴本安电源为：输入电压AC220V；负载电流32A；防护等级不低于IP65；安装方式：管道上安装。基于以上需求给出产品需求功能框图（见图1）图1 需求功能框图从需求功能框图可见，实现上述功能按常规思路采用成品传感器、变送器、温度控制器（或PLC）和功率控制器件的控制盘方案是可行的，但不可取，原因是：成品组装外加考虑防爆措施势必造成产品体积和成本上的大幅提高且回路扩展能力差。因此本控制器合理的设计思路只能是：从电子硬件和软件入手、采用紧凑的防爆结构设计，达到本安电源产品功能和结构上的优化。图2即为本控制本安电源产品器实现后的功能和结构框图，其防爆措施综合采用了本安、增安、浇封三种方法，下面重点从硬件设计中的本安设计、软件流程和防爆结构三个维度进行论述。

限流值计算：I= Vb*R ，其中Vb为Q3、Q4的嘉兴本安电源动作电压（0.5~0.7V），R为R5、R6的阻值限压值计算：U2、U3为TL431，电路关断电压为：V=2.495*（1+R10/R15）本电路特点和注意事项如下1）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倍的安全系数核算本安电源产品，但最终以火花试验为准4）本安电源考核时需要施加最不利的计数故障即输出端完全短路的情况，因此电子本安电源产品限压、限流电路中的开关管在故障情况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。

安全装置：（静态正压除外）12.1 对于Px型嘉兴本安电源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，当达到最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—最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。 12.6正压值最低正压值：Px、Py型为50Pa本安电源产品，pz型为25Pa制造商应规定最低、最高正压值和最大泄漏速度。正压的安全装置可以是断电（Px）、声光本安电源产品报警（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。