本文選題：本質(zhì)安全 + 電氣隔離　； 參考：《西安科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著礦下本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用,礦用本安電源的需求越來(lái)越大。根據(jù)GB3836.1-2010、GB3836.4-2010要求,本課題基于STM32、單端反激變換器,設(shè)計(jì)了12V/1.5A礦用本安不間斷供電電源。其具備工作穩(wěn)定、體積較小、電氣隔離、本安輸出等特點(diǎn),能為礦用電氣設(shè)備提供工作電壓。本文主要工作如下：(1)從爆炸性試驗(yàn)方面分析研究了IEC火花試驗(yàn)工作原理,推導(dǎo)出設(shè)計(jì)本安電路保護(hù)時(shí)間的合理范圍；從非爆炸理論研究方面分析研究了電路火花放電特性,在感性電路中推導(dǎo)出自然放電模式下最大放電能量趨近(?)EITn,雖然偏大但誤差極小。在容性電路中電流截止保護(hù)模式下,推導(dǎo)出截止保護(hù)時(shí)間Td在TdRC和TdRC范圍內(nèi)與火花放電能量的變化關(guān)系。(2)依據(jù)國(guó)標(biāo)GB3836.1-2010要求對(duì)礦用本安電源進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),研究設(shè)計(jì)了一款單端反激變壓器,并基于單端反激變壓器設(shè)計(jì)了AC/DC、DC/DC BOOST-BUCK電路,實(shí)現(xiàn)了較大范圍的交流輸入、輸入輸出電氣隔離,直流穩(wěn)定輸出。(3)雙重過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路的設(shè)計(jì)和防爆箱的設(shè)計(jì)使用,最終實(shí)現(xiàn)了12V/1.5A本安輸出。設(shè)計(jì)了電路電流截止保護(hù)模式,把截止保護(hù)時(shí)間控制到了2us之內(nèi),同時(shí)建立數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB仿真分析得出與自然放電模式相比截止保護(hù)模式更好的限制了電路火花放電能量。(4)基于STM32、LTC6803-3等設(shè)計(jì)了鎳氫電池管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池組充放電控制、單體電池電壓均衡控制、溫度控制等。通過(guò)該系統(tǒng)解決了單體電池在充放電過(guò)程中過(guò)充、過(guò)放、電溫度過(guò)高等問(wèn)題提高了備用電源的安全性。
[Abstract]:With the wide application of the intrinsically safe electrical equipment under the mine, the demand of the safety power supply for the mine is increasing. According to GB3836.1-2010GB 3836.4-2010, based on STM32, single-ended flyback converter, the 12V/1.5A mine intrinsically safe uninterruptible power supply is designed. It has the characteristics of stable work, small size, electrical isolation, intrinsic safety output, etc. It can provide working voltage for mine electrical equipment. The main work of this paper is as follows: (1) the working principle of IEC spark test is analyzed and studied from the aspect of explosive test, and the reasonable range of protection time for designing intrinsically safe circuit is deduced, and the characteristics of circuit spark discharge are analyzed and studied from the aspect of non-explosive theory. In the inductive circuit, the maximum discharge energy approaches EITN in the natural discharge mode, although the error is very small. Under the current cutoff protection mode in capacitive circuit, the relationship between cutoff protection time TD and spark discharge energy in the range of TdRC and TdRC is deduced. A single-terminal flyback transformer is designed, and AC / DC / DC BOOST-BUCK circuit based on single-terminal flyback transformer is designed. The AC / DC / DC / DC circuit has a wide range of AC input, input and output electrical isolation. The design of the double overvoltage overcurrent protection circuit and the design and use of the explosion-proof box finally realize the 12V/1.5A intrinsically safe output. The circuit current cutoff protection mode is designed, and the cut-off protection time is controlled within 2us. At the same time, the mathematical model is established. MATLAB simulation analysis shows that the cutoff protection mode limits the spark discharge energy of the circuit better than the natural discharge mode. Based on STM32 / LTC6803-3, the management system of Ni-MH battery is designed, and the battery charge and discharge control is realized. Single cell voltage equalization control, temperature control, etc. The system solves the problems of overcharge, overdischarge and high electric temperature in the charging and discharging process of the single cell, which improves the safety of the backup power supply.
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TD611.5;TN86

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本文編號(hào)：1837171