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