多电源系统本质安全性的评估方法

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在设计本质安全电路系统时,我们追求的是最小化组件间的相互连接和辅助组件的数量,以降低故障风险。本文通过双电源系统案例,探讨了多电源系统本质安全性的评估方法。本内容假设电源参数定义为Uo1、Io1和Uo2、Io2

多电源系统本质安全性的评估方法-图片1

线性电源的连接与评估

线性电源的输出端可能的连接方式包括并联、串联和混合连接。

在串联条件下,关键参数包括电压Uo1、Uo2、Uo= Uo1+ Uo2和电流Io1、Io2、Io=(Uo1+ Uo2)/(R1+R2),其中R1= Uo1/Io1R2= Uo2/Io2。这些参数必须符合GB/T 3836.4标准中电阻电路火花点燃曲线的要求。基于这些参数,我们可以确定最苛刻条件下等效电路的Lo 、Co值。对于并联电路,总电流Io=Io1+Io2,而总电压Uo则取(Uo1R2+Uo2R1)/(R1+R2)。通过比较组合电路的Uo、Io值与实际电路中的Lo 、Co,我们可以评估电源系统的本质安全性能。

非线性电源的评估

非线性电源的电流驱动能力远超线性电源。如果仅依据线性电源的评估方法,即考虑开路电压与短路电流,并依据GB/T 3836.4的火花点燃限值曲线来评估,可能会降低安全系数。

多电源系统本质安全性的评估方法-图片2

德国联邦物理技术研究院(PTB)提出了图解求和方法,通过在通用电源特性极限曲线图上绘制所有可能的电源组合输出特性,得出组合电路的最佳本质安全输出参数。PTB开发的Ispark软件能够方便地计算各种组合电源电路的本质安全参数。

本文提供了一个关于多电源系统本质安全性评定的框架,强调了在设计中减少连接和辅助组件的重要性,并详细介绍了线性和非线性电源的评估方法。通过这些方法,可以确保电路系统在各种故障状态下的安全性,从而提高整体的本质安全性能。

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  • 本文由 中澎防爆 发表于 2024年11月29日11:28:07
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