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第1章 绪论 1

1.1爆炸性环境用电气电子设备的防爆形式 1

爆炸性环境危险物质的分类及产生爆炸的条件 1

主要防爆形式原理及其标志 2

防爆形式的选择及其应用 3

1.2本质安全电路理论及其发展与现状 4

本质安全电路的基本概念 4

本质安全电路理论研究现状与发展 5

1.3本质安全型电气设备及其应用 7

本质安全型电气设备的特点与适用场所 7

本质安全型电气设备的保护等级和分类 7

本质安全型电气设备的应用 8

1.4本质安全防爆系统的组成原理和发展 9

本质安全防爆系统的组成和原理 9

本质安全防爆系统中安全栅的研究现状与发展 9

1.5本质安全防爆电源系统的组成及现状与发展 10

危险性环境对本质安全防爆电源的要求 10

本质安全防爆电源系统的组成和原理 11

本质安全防爆电源的发展和现状 12

1.6本质安全开关变换器的组成原理及分类 15

概述 15

本质安全开关变换器系统组成和原理 16

输出本质安全型开关变换器和本质安全型开关变换器 17

1.7本质安全开关变换器的主要技术性能要求和指标 18

主要技术性能要求 18

主要技术指标 21

第2章 本质安全电路及本质安全防爆电源的分析与设计 23

2.1本质安全电路的主要放电形式 23

火花放电 23

电弧放电 24

辉光放电 25

2.2本质安全电路的本质安全性能判别 25

本质安全电路的爆炸性试验方法 25

本质安全电路的非爆炸判断方法 28

2.3直流电路的本质安全性能分析及设计 30

简单电阻性电路的本质安全特性分析和设计 31

简单电感性电路的本质安全特性分析和设计 32

电容电路的本质安全特性分析和设计 33

复杂电路的本质安全特性分析和判断 35

2.4本质安全电路中的保护性元件和组件 40

保护性元件和组件及其作用 40

保护性元件和组件的分类和应用 40

2.5本质安全防爆系统中安全栅的分析和设计考虑 41

安全栅及其分类 41

齐纳式安全栅 42

晶体管保护式安全栅 44

可控硅式安全栅 45

安全栅允许的分布参数和设计考虑 46

安全栅的选择和应用 47

2.6本质安全防爆电源的分类及其设计考虑 49

本质安全防爆电源的分类 49

独立电源的设计 50

外接电源的设计考虑 51

电源电路故障对本质安全性能的影响及实现本质安全的措施 52

本质安全防爆电源的常用输出限能保护方式 54

2.7隔爆兼本质安全线性稳压电源 58

隔爆兼本质安全线性稳压电源的组成和原理 58

实用隔爆兼本质安全线性稳压电源电路分析 62

隔爆兼本质安全线性稳压电源存在的问题 64

2.8隔爆兼本质安全开关稳压电源 65

概述 65

隔爆兼本质安全开关稳压电源的组成和原理 66

隔爆兼本质安全开关稳压电源实例分析 67

隔爆兼本质安全开关稳压电源存在的问题 71

2.9本章小结 72

第3章 本质安全开关变换器的稳态特性及极限参数分析 74

3.1引言 74

3.2开关变换器的能量传输过程和工作模式分析 75

开关变换器的结构特点 75

开关变换器的能量传输过程 77

开关变换器的工作模式和临界电感 79

三种开关变换器的能量传输过程和工作模式比较 80

仿真与实验验证 82

3.3开关变换器的工作范围和工作模式分界 85

开关变换器的工作范围和工作模式分界 85

开关变换器的最小和最大临界电感 86

三种开关变换器的最小和最大临界电感 88

3.4开关变换器的输出电压纹波分析 89

CISM时的输出电压纹波分析 90

IISM-CCM时的输出电压纹波分析 90

IISM-DCM时的输出电压纹波分析 91

开关变换器的最大输出电压纹波分析 93

三种开关变换器的输出电压纹波和最小电感比较 94

仿真与实验验证 95

3.5开关变换器的电感电流分析 100

CCM变换器的电感电流分析 101

DCM变换器的电感电流分析 101

开关变换器的最大电感电流分析 102

三种开关变换器的电感电流比较 103

仿真与实验验证 106

3.6本章小结 108

第4章 开关变换器输出短路特性及非爆炸输出本质安全判据 109

4.1简单电容电路短路放电特性分析 109

简单电容电路的无触点短路放电特性 109

简单电容电路的有触点短路放电特性 110

4.2开关变换器的输出短路保护电路和本质安全型Boost变换器 113

本质安全开关变换器的输出短路保护电路 113

基于本质安全的Boost开关变换器的改进电路 117

4.3开关变换器的输出短路放电特性 120

开关变换器的输出等效电容电路及其特点 120

开关变换器的输出短路放电特性分析 120

4.4本质安全开关变换器的输出短路释放能量分析 124

开关变换器的输出短路释放能量的组成 124

CCM开关变换器的输出短路释放能量 125

DCM开关变换器的输出短路释放能量 127

开关变换器在整个动态工作范围内的最大输出短路释放能量 129

三种开关变换器的输出短路释放能量比较 131

4.5开关变换器的输出短路等效电容和输出本质安全判据 135

开关变换器的输出短路等效电容及输出短路等效电路 135

开关变换器的输出本质安全判据 135

开关变换器的输出本质安全判据验证 136

实验验证 136

4.6本章小结 140

第5章 开关变换器的电感分断放电特性及非爆炸内部本质安全判据 141

5.1引言 141

5.2简单电感电路分断放电特性分析 141

简单电感电路的分断放电过程和放电形式 141

简单电感电路的分断放电模型 144

5.3开关变换器的电感分断放电特性 145

开关变换器中的电感电路及其与简单电感电路的区别 145

开关变换器最危险的分断位置及分段时刻 147

开关变换器的电感分断放电特性分析 149

5.4开关变换器的电感分断放电特性分析方法——等效电阻法 152

等效电阻法 152

等效电阻法求解步骤 154

等效电阻法的应用 161

5.5开关变换器内部本质安全的判断 162

开关变换器的等效简单电感电路和内部本质安全判据 162

开关变换器内部本质安全的判断方法 162

理论临界点燃电容的求解方法 163

实验验证 164

5.6本章小结 167

第6章 本质安全开关变换器的设计 168

6.1引言 168

6.2输出本质安全开关变换器的设计 169

输出本质安全开关变换器的设计方法 169

三种输出本质安全开关变换器的设计方法比较 171

输出本质安全开关变换器的设计实例 173

6.3本质安全开关变换器的设计 177

本质安全开关变换器的设计方法 177

本质安全开关变换器设计实例 179

6.4本质安全开关变换器的最小工作频率设计 181

工作频率对本质安全开关变换器元器件设计区域的影响 181

输出本质安全开关变换器的最小工作频率 181

本质安全开关变换器的最小工作频率 183

6.5外接负载电路的影响及本质安全开关变换器的设计步骤 186

负载电路对本质安全电路性能的影响 186

本质安全开关变换器的设计步骤 187

6.6本章小结 187

参考文献 189

附录A 主要符号说明 198

附录B 电感和电容电路的临界点燃曲线 202

B1Ⅰ类电阻性电路最小点燃电流曲线 202

B2Ⅰ类电感电路临界点燃曲线 203

B3Ⅰ类电感电路临界点燃曲线（扩展范围） 204

B4Ⅰ类电容电路最小点燃电压曲线1 205

B5Ⅰ类电容电路最小点燃电压曲线2 206

后记 207