基于纹波和本质安全的要求,对矿用本安电源Buck变换器连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)下,载入电压-负载构成的平面上4个工作区域的工作原理进行分析,分析输出纹波的影响因素。根据最大输出纹波电压和本安判据的要求,得出Buck电路中电容电感参数的范围,给出矿用本安电源Buck变换器的设计方法和步骤。根据实际应用搭建系统测试平台,实验结果验证了理论分析的正确性和有效性。

鉴于煤矿井下封闭、可燃性气体多,矿用本安电源及各种电气设备均须稳定可靠。针对输入电压突变时产生的过电压或过电流易引发电火花等危险,以降压型buck变换器为例,对连续导电模式下变换器的输出电压的动态特性进行了建模分析,探索了开关变换器的设计准则,得出了系统产生过冲电压的条件、幅值及频率,并利用PSPICE仿真和实验进行了验证。结果表明理论分析是正确的。