多电源组合电路的本质安全性评定

在设计本质安全电路系统时，应尽可能减少互相连接，并使辅助组件的数量最少。因为总是需要考虑电路系统的故障状态，因此多电源电路中没有互联的状态通常难以实现。电路系统正常运行中不作为电源的一些设备，在故障情况下有可能起到电源的作用。本文以双电源系统为例，简单介绍多电源系统的本质安全性的评定。设电源参数分别为Uo1、Io1;Uo2、Io2。

电源输出端的三类可能连接：并联连接、串联连接以及既可能串联又可能并联连接。对于线性电源，串联条件下需考虑三个电压参数：Uo1、Uo2、Uo= Uo1+ Uo2以及与其对应的电流Io1、Io2、Io=(Uo1+ Uo2)/(R1+R2)，R1= Uo1/Io1，R2= Uo2/Io2。三组电路电压电流参数均须满足GB/T 3836. 4 中电阻电路火花点燃曲线要求。进而根据电压、电流参数确定最苛刻条件下的等效电路Lo 、Co值。并联电路中Io=Io1+Io2，Uo取(Uo1R2+Uo2R1)/(R1+R2)。根据组合电路的 Uo、Io值及火花点燃曲线确定等效电路的Lo 、Co值，进而与实际电路中的Li、Ci比较，判定电源系统的本质安全性能。对于不确定情况下的电路连接，则电源电路既可能串联连接，又可能并联连接，这种情况下两种可能性均需考虑，最终得出最苛刻的组合电源电路输出参数。

非线性电源具有比线性电源大得多的电流驱动能力，若按照上述线性电源组合的评估方法仅考虑开路电压与短路电流，并根据GB/T 3836.4的火花点燃限值曲线评估组合电源的本质安全性，则很大程度上降低了安全系数。德国联邦物理技术研究院(PTB) 提出了图解求和的方法评价非线性电源组合的本质安全性。在通用电源特性极限曲线图中绘制电源组合的所有可能输出特性，进而根据曲线图得出组合电路的最佳本安输出参数。此外，PTB研发了Ispark软件，通过软件可以很方便地计算各种组合电源电路的本安参数。

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