关于本质安全Boost变换器的探讨
关于本质安全boost变换器的探讨
1 引言
直流电源应用于煤矿、井下等危险环境时必须满足防爆的要求，而本质安全是近年来发展迅速的一种防爆形式，因此，直流电源的本质安全特性是一个值得探讨的课题。
所谓本质安全，即在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸混合物。因此，本质安全的关键是降低直流电源在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应，也就是减小直流电源中使用的储能元件。在给定的输入电压和负载变化范围内，探讨boost变换器的最大电感电流并总结出电感的设计方法。
2 boost变换器的工作原理
boost变换器的组成原理电路如图1所示。当boost变换器的开关s处于闭合状态时，电源给电感充电，电感存储能量；电容放电向负载提供能量。此时的工作过程比较简单。当boost变换器的开关s处于断开状态时，输入电源、电感和电容同时向负载提供能量，此时工作过程比较复杂。
3 boost变换器的工作模式
当开关s断开后能量的传输过程要复杂得多，电感、电容和负载三者间的能量传输与电感的大小密切相关，存在一个临界电感lc。
当l>lc时，boost变换器工作于连续导电模式(ccm)；而当l2ra/27f1，则电感的最小值为：
8 实验验证
为验证上述理论分析，以一个典型的boost变换器为例进行实验研究。其参数为：输入电压范围为10～14 v，负载范围为36～180 ω，输出电压为18 v，工作频率为200 khz，输出滤波电容值为7μf。
假如将该变换器输出电流大于0．25 a(rl=72 ω)的工作范围设计在ccm，则由式(16)可得，lmin=26．7μh。将电感选为50μh。当rl=36 ω，vi=12 v时，示波器测得该变换器的电感电流和电容电压波形如图6所示。
由图6的纹波电压波形看出：该变换器的输出纹波电压为270 mv，小于2％vo=360 mv。可见，设计的boost变换器满足纹波电压指标要求；由图6的电感电流波形看出：此时变换器的电感峰值电流为1．0 a，考虑安全系数，则1．0×1．5=1．5 a9 结语
通过比较和分析，当输入电压为最低输入电压，负载电阻为最小负载电阻时。且boost变换器工作在ccm下的最大电感电流就是其在整个工作范围内的最大电感电流。boost变换器的本质安全主要考虑电感断开造成的火花，在考虑安全系数后，若电感电流的最大值小于电感电路的最小点燃电流则变换器是本质安全的。实验结果验证了理论分析的正确性。
PLC闪存即将上线 比QLC闪存再渣一等
!销售/回收HP6675A直流电源HP6675A 小兵/李S
整车业务恢复缓慢，众泰汽车上半年亏损2.84亿元
大数据对智慧医疗行业有什么帮助
蓝牙定时开关怎么接线，蓝牙定时开关怎么设置定时
关于本质安全Boost变换器的探讨
智能叉车AGV小车车载系统功能特点
ABLIC推出业界首款(*1)具有报警功能的S-82L1/T1/U1/V1系列单节电池保护IC
音圈模组3D打印加持的趣味科普活动
印度也要建“网络长城”？后发优势还是后发劣势？
植物病虫害诊断仪的原理及技术指标
PCB走线中需要注意的7个点
常用金属材料的电导率及其趋肤深度
大疆、极飞科技、亿航智能暗战不断 探索工业级无人机的商业模式
开放原子开源基金会理事长杨涛调研润和软件
同茂不同类别音圈电机的主要应用范围
ERDUOW3云播放蓝牙音箱评测 基础设备很完善单元发声很有力
低价战恶果显现，夏普想拿多元化续命并不靠谱？
TRINAMIC推出小型单轴伺服驱动器TMCM-1617，采用磁场定向控制技术
模块化超薄旗舰Moto Z：骁龙820处理器+极速涡轮快充
1 引言
直流电源应用于煤矿、井下等危险环境时必须满足防爆的要求，而本质安全是近年来发展迅速的一种防爆形式，因此，直流电源的本质安全特性是一个值得探讨的课题。
所谓本质安全，即在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸混合物。因此，本质安全的关键是降低直流电源在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应，也就是减小直流电源中使用的储能元件。在给定的输入电压和负载变化范围内，探讨boost变换器的最大电感电流并总结出电感的设计方法。
2 boost变换器的工作原理
boost变换器的组成原理电路如图1所示。当boost变换器的开关s处于闭合状态时，电源给电感充电，电感存储能量；电容放电向负载提供能量。此时的工作过程比较简单。当boost变换器的开关s处于断开状态时，输入电源、电感和电容同时向负载提供能量，此时工作过程比较复杂。
3 boost变换器的工作模式
当开关s断开后能量的传输过程要复杂得多，电感、电容和负载三者间的能量传输与电感的大小密切相关，存在一个临界电感lc。
当l>lc时，boost变换器工作于连续导电模式(ccm)；而当l
8 实验验证
为验证上述理论分析，以一个典型的boost变换器为例进行实验研究。其参数为：输入电压范围为10～14 v，负载范围为36～180 ω，输出电压为18 v，工作频率为200 khz，输出滤波电容值为7μf。
假如将该变换器输出电流大于0．25 a(rl=72 ω)的工作范围设计在ccm，则由式(16)可得，lmin=26．7μh。将电感选为50μh。当rl=36 ω，vi=12 v时，示波器测得该变换器的电感电流和电容电压波形如图6所示。
由图6的纹波电压波形看出：该变换器的输出纹波电压为270 mv，小于2％vo=360 mv。可见，设计的boost变换器满足纹波电压指标要求；由图6的电感电流波形看出：此时变换器的电感峰值电流为1．0 a，考虑安全系数，则1．0×1．5=1．5 a
通过比较和分析，当输入电压为最低输入电压，负载电阻为最小负载电阻时。且boost变换器工作在ccm下的最大电感电流就是其在整个工作范围内的最大电感电流。boost变换器的本质安全主要考虑电感断开造成的火花，在考虑安全系数后，若电感电流的最大值小于电感电路的最小点燃电流则变换器是本质安全的。实验结果验证了理论分析的正确性。
PLC闪存即将上线 比QLC闪存再渣一等
!销售/回收HP6675A直流电源HP6675A 小兵/李S
整车业务恢复缓慢，众泰汽车上半年亏损2.84亿元
大数据对智慧医疗行业有什么帮助
蓝牙定时开关怎么接线，蓝牙定时开关怎么设置定时
关于本质安全Boost变换器的探讨
智能叉车AGV小车车载系统功能特点
ABLIC推出业界首款(*1)具有报警功能的S-82L1/T1/U1/V1系列单节电池保护IC
音圈模组3D打印加持的趣味科普活动
印度也要建“网络长城”？后发优势还是后发劣势？
植物病虫害诊断仪的原理及技术指标
PCB走线中需要注意的7个点
常用金属材料的电导率及其趋肤深度
大疆、极飞科技、亿航智能暗战不断 探索工业级无人机的商业模式
开放原子开源基金会理事长杨涛调研润和软件
同茂不同类别音圈电机的主要应用范围
ERDUOW3云播放蓝牙音箱评测 基础设备很完善单元发声很有力
低价战恶果显现，夏普想拿多元化续命并不靠谱？
TRINAMIC推出小型单轴伺服驱动器TMCM-1617，采用磁场定向控制技术
模块化超薄旗舰Moto Z：骁龙820处理器+极速涡轮快充