硬件设计:Altium Designer软件。
软件编程:keil3软件
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本安型全称为本质安全型,有国家制定的设计标准:GB3836.4-2000爆炸性环境用防爆电气设备_第4部分-本质安全型”i“,设计本安型电路的主要目的是严格控制能量从非危险侧灌入到危险侧,导致引燃非危险侧的可燃性气体的危险后果。本安型电路就是阻碍上述事件的发生,这也是本安型电路与民用型电路最大的区别。本安电路的设计步骤:1,明确项目要求,制定设计方案,主要确定电路的输入电压等级和正常工作电流等参数。
2,利用Altium Designer软件进行电路的原理图和PCB板图设计。原理图中电源部分应该加入自恢复保险丝、过压保护、过流保护器件,以及在LDO的输出侧应加入并联的稳压管,目的是测量当LDO失效时,单独加在稳压管上的额定电压能否启动后续电路。
3,特殊的通讯电路应该增加电源和信号的双隔离性能。例如485通讯电路,本质安全型电路中要求对485通讯的电源和信号分别实现隔离。电源隔离通过DC-DC电源模块实现,信号的隔离一般通过光电耦合器实现。
4,电路中电容的容值和电感的亨值需要满足“GB3836.4-2000爆炸性环境用防爆电气设备_第4部分-本质安全型”i“”标准中的要求。因为两者都为储能元件,如果容值和亨值太大,储能太多,从根本上不符合本安电路的设计要求。
5,设计好的PCB电路要进行整体输入与整体输出间的耐压测试。耐压测试一般为500VDC和500VDC条件上的漏电流和阻抗测试。漏电流一般不能大于1.00mA,阻抗须大于2000K欧姆。
6,PCB板图一般须进行外观检查。主要检查部分为重要元器件或者微小型元器件“腹部”不能走线。电源地线应足够粗且走线方式尽量减少共模干扰。各元器件之间不能挨的太近。PCB安装孔中若有焊盘,焊盘不能与电路中的走线物理连接,即不能使金属外壳中走电。PCB安装孔与整体电路的距离至少为3mm。
7,程序设计。若硬件选用8051内核的MCU,程序编写可以用keil3的开发环境。本安型电路与其它电路的程序设计基本没有什么区别,都需要程序语言精简,尽量占用较少的CPU。
本安型电路中电容和电感的选择需要慎重选型。
本安型电路中主要使用DC-DC电源模块实现电源部分的隔离,其耐压一般在1500VDC左右,严格控制了危险侧能量导入。