本安防爆在衡器领域中的应用（二）

5本安电路设计

　　5.1限压、限流

　　a)限压：限压一般常用并联两只齐纳二极管来实现。电路的限压值应为齐纳二极管的齐纳击穿值加上zui大误差，自杀电路的限压值5.6v+5.6×0.05=5.88v。应注意在设计PCB板时是齐纳二极管的下面不能走线以防与走线短路。齐纳二极管应再2/3额定值一下工作，并具有适合的散热面积。

　　b)限流：zui常用的是电阻限流和保险丝限流

　　1)电阻限流应根据GB3836.4—2000和电路的实际需要来选择，其限流值为Umax/Rmin，功率为Umax2/Rmin。电压取zui大值，电阻取zui小值，电阻选择相应的绕线电阻为宜。限流电阻应能承受1.5倍额定电压，承受1.5倍额定功率，即工作再额定值2/3之下。

　　2)当采用保险丝来限流时，限流值应考虑为保险丝的额定值的1.7倍，即1.7xln。同时对保险丝有一下要求：

　　●额定电压应大于Um或者Ui

　　●保险丝的分断能力应大于电路中语预期的zui大电流(对供电电网不大于250Vac的系统来说，预期电流应认为不大于1500A)

　　●使用在危险区域的保险丝必须是迷蒙的且当过流时应具有US级的熔断速度

　　●保险丝的电阻应加以考虑。尤其是在低电压电路中，一般而言保险丝是正常温度系数元件，随着温度升高电阻值会增大，压降也会变大

　　●可以采用限流电路将预期店里现在到保险丝额定分断能力之下，该限流电路中的限流元件应是可靠元器件，且元器件的额定值应不小于：-电流额定值≥1.5×1.7xln-电压额定值≥Um或Ui-功率额定值≥1.5×(1.7xln)2×该限流器件的电阻值。

　　●用于限流电路的保险丝，只允许打开外壳进行更换;保险丝的型号，额定电流值等对于本安性能其重要作用的特性指标应显著的标注在保险丝的附近，保险丝的电路的压降也会比较小，但是对保险丝的要求很高，用于危险区域的限流保险丝价格也比较贵。另外烧保险丝的时间应该是极短的，否则达不到防爆要求。

　　5.2限制能量

　　我们在设计称重仪表是有一些元器件是储能的例如电容、电感，这时候就必须根据工作的电压和电流对其作出相应的处理。

　　a)电感电路：例如家丁有一个IIC电路，是由一个20v电池组与适当可靠元件300Ω限流电阻组成的电源，并向一个1100Ω，100mH的电感器馈电。

　　300Ω和1100Ω取为zui小值，100mH取为zui大值。这时，分别进行两个单独评定：*，保证电源本身是本质安全的;第二，考虑连接负载的影响。

　　1)电源

　　评定步骤如下：取300Ωzui小电阻作为限流电阻值，该值就电阻来说相当于zui坏的情况。如果该电阻不符合可靠元件要求，则采用一个单独故障将变成一个修改电路，此时，可家丁电阻是短路的。在这类故障情况下，该电源就认为不是本质安全的。测定电池组电压zui高值是必须的电池组的zui高电压假定为22v，所以zui大短路电路是22/300=73.3mA。因为电路是电阻性的，将导至一个修改电路，在此电路中短路电路增加到1.7×73.3=110Ma。通过GB3638可以查出，对于IIC电阻性电路，在电压22V时，zui小点燃电流为337mA。按火花点燃考虑，该电源可定位本质安全的。

　　2)负载的链接

　　评定步骤如下：组的zui高电压假定为22v，300Ω和1100Ω是zui小值，则负载中的zui大可能电流是22/(300+1100)=15.7mA不需要再施加故障，因为300Ω电阻是可靠的，并且电感器的短路故障将导致上述所考虑到的电路对于安全系数取1.5，则电路中的电路增加到1.5×1.57=23.6mA，对于IIC，可以查出，100mH电感器在电源电压为24V时，其zui小点燃电流为28mA，则该电路按火花点燃考虑，该电源可定位本质安全的，并且适用于IIC电路。

　　b)电容电路：本安内部所有的电容值之和应小于GB3836.4表A.2所规定的值。限压电路之前的电容值之和应按输入电压的zui大值考虑，限压电路之后的电容值之和应按限压值考虑。

　　6、设计PCB板时的注意事项：

　　1)载流导线截面要求

　　仪表内部的载流导线可区分为设备内绝缘导线和印制电路导线。为保证正常工作和标准规定的故障条件下由于导线上流过的电流而引起的导线文帝不超过设备规定的温度组别所规定的稳定，这些导线必须符合GB3836.4“铜导线的温度组别”和“印制板导线温度组别”的要求。

　　2)本质安全电路与非本质安全电路之间的间距

　　3)不同本质安全电路之间的距离

　　4)电路与接地或者绝缘的金属之间具体的间距要求符合GB3836.4的要求

　　7、结束语：

　　本安防爆仪表的设计关键在于限压、限流、限制能量、选择可靠的元器件、合理的布板以及适合的安全距离，要严格按照GB3836.4相关规定设计，确保符合标准的要求，不至于给用户带来生命和财产的威胁。