Проектиране на електронни устройства с подобрена искробезопасност

Електроника • 13.12.2016

Проектиране на електронни устройства с подобрена искробезопасност
Проектиране на електронни устройства с подобрена искробезопасност

Електронните устройства, предвидени за използване в експлозивни атмосфери, се проектират съгласно действащите стандарти за искробезопасност. Така те не са в състояние да генерират достатъчно топлина или да произведат искра, за да предизвикат експлозия при наличието на запалими газове, пари, аерозоли или силно запрашаване във въздуха.

Избор на компоненти и дизайн на електрическите вериги
Често срещан подход за осигуряване на необходимото ниво на искробезопасност е ограничаване силата на тока в електрическата верига посредством резистори и ограничаване на напрежението с ценерови диоди. Общият капацитет на устройството също се свежда до определени минимални стойности. Използват се техники за поддържане температурата на компонентите под праговите стойности за възпламеняване.
Важно е да се отчете, че в техническата документация на много полупроводникови компоненти обикновено са посочени стойностите на дадени параметри (например максимална мощност на разсейване), изчислени за базови (примерни) температурни и монтажни условия. Тези стойности обаче невинаги адекватно отговарят на условията, в които компонентът реално ще бъде експлоатиран.

Характеристиките на покачване на температурата
на компонентите при повреда трябва да бъдат взети предвид, за да се определи температурният клас на искробезопасното устройство. За целта е необходимо да се измери максималната температура на корпуса на компонента при разсейване на дадена мощност и при съответната температура на експлоатационната среда.

Компонентите, съхраняващи енергия
като дросели, феритни мъниста и кондензатори, са ефективни като филтриращи компоненти, но обикновено при тях трудно се постига съответствие с регулаторните изисквания за искрово запалване. Ето защо използването им в искробезопасни устройства обикновено се ограничава.

"Поделянето" на наличната мощност в отделни електрически вериги
или независими контури е често срещан подход при проектирането на искробезопасни електронни устройства, предназначени за приложения в потенциално взривоопасни среди. Между независимите контури трябва да бъде оставено достатъчно разстояние, съобразено с препоръките на актуалните стандарти за искробезопасност и експлоатационните условия.

Изборът на подходящи защитни компоненти
е в основата на проектирането на стабилни електрически вериги с ограничение на големината на тока и напрежението, които отговарят на съответните изисквания за искробезопасност. Предпазителите, токоограничителните резистори, ценеровите диоди и т. н. са от критично значение за работата на устройството. Ето защо е препоръчително те да се задействат при не повече от две трети от номиналните напрежение, ток и мощност.

При избора на батерии
за искробезопасни електронни устройства е важно да се подберат такива, които са достатъчно надеждни да издържат на очакваните експлоатационни условия, както и да са защитени срещу теч на електролит при късо съединение.

Комуникационните портове ниско напрежение
на електронните устройства със собствена безопасност обикновено са предназначени за свързване на съответната помощна апаратура, която също е с подобрена искробезопасност. Тъй като тези портове са стандартни обаче, е възможно към системата да бъдат свързани и устройства, които не са проектирани съгласно изискванията за искробезопасност, което да създаде предпоставки за възникване на късо съединение. Ето защо на фаза дизайн е препоръчително да се обърне специално внимание на веригите на комуникационните портове.

Новият брой 2/2017

брой 2-2017

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ



ЕКСКЛУЗИВНО

Top