昆明设计防爆人机界面产品

3.1非金属外壳和外壳的非金属部件昆明防爆人机界面：起防护作用的密封圈（粘于一侧）、电缆引入装置的填料和密封圈（端面注字）a.要求提供材质报告，塑料材料温度指数应至少高20K，弹性材料的COT值下限等于或低于最低运行温度，上限值比最高运行温度高20K。也适用于粘接材料。b.对于安装条件无防止光照保护措施的，需进行光老化试验。（玻璃、陶瓷除外），如果有防护措施则不用做，加“X”。c.I类塑料外壳有阻燃性：+40℃、12d湿热试验，外壳燃烧性能试验。d.静电要求：表面电阻不大于1G欧或 限制表面积：IIB 100cm2 ，IIC 20cm2涂层厚度：IIB 2mm IIC 0.2mm加警告标志，标志“X”。e．螺纹孔要求预埋金属套。3.2金属外壳和外壳的金属部件：a.I类电气设备：15%的铝、镁、钛、鋯，7.5%镁、钛、鋯。b.II类电气设备：10%的铝、镁、钛、鋯，7.5%镁、钛、鋯。（Ga） 7.5%防爆人机界面产品的镁、钛。（Gb）。c．III类电气设备：7.5%的镁、钛。d．可直接攻丝。

限流值计算：I= Vb*R ，其中Vb为Q3、Q4的昆明防爆人机界面动作电压（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倍的安全系数核算防爆人机界面产品，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，因此电子防爆人机界面产品限压、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。

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昆明防爆人机界面电，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防爆人机界面产品耗运放放大；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。通过防爆人机界面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。

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昆明防爆人机界面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，防爆人机界面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℃)测得防爆人机界面产品其引脚上的温度TL=99.3℃，则RθLA = (TL - TA) / P = (99.3-26)/1.5 ≈ 49K/W