安全型电源电路的设计探讨

摘 要 随着我国供电的快速发展，本质安全型电路的安全越来越受到人们的重视。通过分析研究影响本质安全型电路安全性能的因素，能够很好地控制本质安全型电路的设计与运行，提高电路运行的稳定性与可靠性。本文综合多方面因素，论证分析了影响本质安全型电路安全性能的因素。

【关键词】本质安全型 电路安全 性能 因素分析

1 前言

我国的煤矿矿井用电需求与日俱增，这便对我国矿井供电电网的构建与运行提出了更高的要求。正确分析影响本质安全型电路安全性能的因素，能够更好地指导矿井供电网络的构建与维护，达到安全供电的目的。

2 在供电安全生产中本质安全管理体系的应用

2.1 从设备的角度来看

在矿井供电安全生产系统中，相关电力设备占有着极为重要的作用，因此，设备的安全在整个供电安全生产中都占有重要的地位。矿井供电生产设备的本质安全在整个本质安全管理体系中是很重要的一部分，对矿井供电工作有着重要影响。供电设备的相关管理工作主要就是对设备进行及时的检修，设备安全的可靠在一定程度上保证了供电的安全生产以及本质安全。在对设备安全进行管理的时候，要选择科学设备对其进行安装，对相关设备进行科学管理。

2.2 从运行的角度来看

在对整个矿井供电系统运行过程中，对相应的管理制度进行严格执行，从本质上对相关人员的不合理操作进行杜绝，从而使整个供电设备以及系统的运行处在一个安全稳定的状态下。在安全管理系统运行时，对其相应的两票三制的制度进行严格执行，结合相关的管理系统，对其相关标准化工作流程进行建立。

2.3 从管理的角度来看

矿山企业高层管理者对其相关管理目标进行实际管理以及控制的过程，就是矿井供电安全管理的过程。在对安全管理工作进行实行的过程中，要注意对其进行及时的改变，对其安全管理系统进行改革，结合其对相关生产体系的具体掌控，保障生产过程的持续运行。对相关责任制度进行合理建立，从而保证对安全生产的管理，对相应的个人责任制度进行严格落实。

3 致力于人的本质安全

3.1 营造“习惯性遵章”安全氛围

以安康杯、安全月、安全学习周等活动为载体，组织全员安全承诺，开展员工安全宣誓签名，组织安全文化问卷调查、安全警句竞赛、安全演讲、安全征文；利用多媒体和网络平台，将矿井电力运行和检修中的典型安全作业项目制作成网页动漫游戏，建立网络虚拟安全培训平台，寓教于乐；建立“安康生活”QQ群、微博等，提供员工讨论安全生产的专门互动平台。

3.2 健全反违章工作机制

完善现场安全稽查组织，组建公司、厂矿、科队三级安全专职稽查网，成立安全稽查专家库，在生产计划任务布置时，同步部署开展现场安全稽查，严格违章记分考核；采用专业稽查、飞行检查、持卡检查相结合，实行多层次稽查方式；用3G视频监控，依靠技术设备实行作业现场关键节点和关键环节动态监督全覆盖；制定领导干部和管理人员到岗到位规定。

4 本安电源电路硬件设计

（1）本安电源主回路的设计。本安电源主回路采用反激式拓扑结构，选用DSP芯片TMS320F2812作为控制芯片，由芯片发出PWM信号，经驱动电路光耦TLP250放大控制变换电路中开关管Q1的通断，并通过对电流、电压信号的采集反馈来调节PWM信号。

（2）整流滤波后电流直接送给变压器T1原边， C1和R5构成吸收回路，可在Q1关断时吸收由高频变压器初级漏感产生的尖峰电压，保护Q1不受损坏，平滑直流信号，旁路可能存在的高频信号；R4、R6为过流检测电阻，检测电压输入到TMS320F2812中来控制输出矩形波；次级绕组输出经过二极管D3整流以及电容器C2的滤波后，通过采样电阻R10，R11分压，与TL431内部基准2.5V比较，将误差电压送入光耦，再通过光耦的导通能力来控制PWM芯片TMS320F2812进而来控制开关管导通和关断的时间从而实现恒流。此外，采样电阻R12，R13分压与TL431内部基准2.5V比较，将误差电压送入光耦。

（3）二级过流过压保护电路的设计。根据对本质安全电路的要求，在电源主电路的输出端要设计第二级过流保护电路。并且在过流保护电路后接上三端稳压器，这样可使过流保护电路的输出端能够输出稳定直流电。如果在电源电路工作时，由于元器件损坏而使电路出现故障导致输出的电压超过规定值，输出电压就会迅速升高。

5 截止型输出短路保护电路的设计

（1）在输出保护电路部分，本文选用截止型输出短路保护电路，短路检测电路检测输出电压送往比较器，当输出电压降低到低于给定值时，判定发生短路，比较器输出高电平。由于开关变换器在启动期间输出电压较低，为防止短路保护电路误动作，设置了一个启动延时电路，该启动延时电路由变换器输入电压的上升沿或单稳态触发器的下跳沿触发，触发后使逻辑与门封锁，此时即使比较器输出为高电平保护电路也不动作，延时时间到后逻辑与门解封。当在开关变换器正常工作中检测到输出短路时，单稳态触发器被迅速触发，经驱动电路使开关变换器的功率开关管迅速关断，输入电源被彻底切断，单稳电路延时一段时间后，如果短路故障消除，电路恢复到正常工作状态。启动延时电路和单稳态触发器确保了该截止型输出短路保护电路能够实现自恢复。

（2）低压限流保护电路正常情况下处于封锁状态，当输出电压降低到低于给定设定值时，低压限流保护电路解封，此时若检测到变换器的输出电流高于设置值，低压限流保护电路立即通过驱动电路关断变换器的功率开关管，避免了在长时间输出短路情况下，因自恢复而造成的向短路处传输较大电流的问题。

6 结束语

煤矿矿井供电的发展离不开安全供电的电路与电网设计。只有控制好了影响本质安全型电路安全性能的因素，才能真正做到供电系统的安全运行，从而进一步对大规模供电网络起到应有的作用。

参考文献

[1]王小岗.论本质安全管理体系在电力安全生产中的应用[J].科技与企业，2013，22（6）：192-193.

作者单位

川煤达竹柏林煤矿思海技术工作室 四川省大竹县 635117