1、基礎知識：1.1爆炸性環境的形成：a.可燃性氣體與空氣的混合物，石家莊本安設計如裝有乙炔等爆炸性氣體的容器密封不良或保存不當、殘夜隨處傾倒； b.易燃液體蒸汽與空氣形成的混合物，即閃點（揮發的最低溫度）。如閃點小于環境溫度的液體，汽油-43℃、乙醇11℃；c. 易燃固體蒸汽與空氣形成的混合物，如萘，所謂的升華現象。d.可燃性粉塵與空氣形成的爆炸性混合物，如淀粉。某些金屬如鎂、鋁、鈦固體時不易燃，但細粉狀的金屬粉塵是可燃的，如金屬加工。尤其為導電性粉塵，一旦進入外殼內部會嚴重影響產品的電器安全性能，更嚴重的是引起電路直接短路而產生火花。此處可以展開講一下：氣體與粉塵的防爆原理不同。有的形式可以同時滿足，如隔爆型。有的就不可以，如本安型，要求外殼防護，要么IP6X，要么澆封。本安設計產品注：相互接觸就能發生爆炸的氣體和蒸汽不在此列本安設計產品，如氟與氫氣、乙炔不屬于II類。炸藥類粉塵不在III類范疇。

本安與非本安的隔離，其典型電路例如采用光耦隔離的通訊電路⑨；2）實現了能量分散，各個模塊可以采用單獨的本安電源供石家莊本安設計電，易于本安實現；3）各功能模塊內的儲能元件進行本安評定時以單獨考核或按有保護器件的情況進行考核，避免了為實現本安性能而降低產品穩定性的問題；4）降低了傳感器接口的本安參數，有利于外部電纜長度的選擇。1. 1. 2 低功耗設計低功耗是硬件計追求的一項技術指標，與本安電路限能思想是一致的。本控制器主電路采用3.3V供電；主控芯采用低功耗微控制器；顯示電路采用動態掃描驅動；溫度檢測采用PT100；電流和漏電流檢測電路采用微型互感器，采集到的信號通過低功本安設計產品耗運放放大；采用模擬開關選通的方法，實現全部模擬信號采集共用一片18位采樣精度的低功耗AD芯片；參數設置及信息查詢采用低功耗藍牙模塊和輕觸按鍵。通過本安設計產品上述設計需要本安限能的電路總耗電不超過110mA，對于本安實現及元器件選型非常有利。

本部分以實例的方式給出本安電路關鍵元器件的核算方法1.1.3.1 熔斷器、可靠電阻、穩壓管組成的本安電源的核算方法圖2中本安電石家莊本安設計源為熔斷器、可靠電阻、穩壓管組成的二極管安全柵電路，見圖3圖3二極管安全柵電路類似電路在本安電路中被廣泛應用，其原理本文不做重復論述，下面給出較少論述的穩壓二極管和熔斷器的設計驗證方法：㈠ 穩壓二極管的驗算本安電路中穩壓管的結溫不允許超出手冊給出的數值范圍；施加在穩壓管上的實際功率不允許超過穩壓管許用功率的2/3本電路中熔斷器F1選用的是力特保險絲3720080，額定電流In=0.08A；穩壓二極管Z1、Z2選用的是EIC公司的SMBJ5339B，穩壓值Vz=5.6V,標稱功率為5W，結溫范圍Tj=-65℃~150℃，RθJA= 90K/W（結到空氣的熱阻），RθJL=25K/W（結到引腳的熱阻）。本電路中穩壓管上實際消耗最大功率：PZ = 1.7*In*Vz*1.05 = 1.7*0.08*5.6*1.05 ≈ 0. 8W ①按GB3836.4取1.5倍安全余量：Pz = 1.5*0. 8=1.2W按上述數據似乎選取標稱功率為1.5W的穩壓管即能滿足要求，但事實是查各種穩壓管數據手冊可本安設計產品知，穩壓管的標稱功率一般指其引腳溫度為25℃時的允許值，隨著穩壓管溫升的增高其許用功率呈現較本安設計產品大斜率的衰減（見下文的圖4）。

在正常運行時，爆炸性環境中可能出現氣體、蒸氣或薄霧形式的爆炸性混合物，如果出現也是偶爾發生并且短時間存在的場所。通常石家莊本安設計情況下，“短時間”是指持續時間不多于2小時。如：油罐口直徑1米外區域防爆形式“d”---隔爆型：就是能承受內部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并阻止內部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播的外殼電氣設備；分IIA IIB IIC三個級別，代表產品：防爆配電箱。“e”—增安型：在正常運行條件下不會產生電弧，火花或可能點燃爆炸性混合物的高溫，結構上采取措施提高安全裕度，以避免在正常和認可的過載條件下出現電弧，火花或高溫電氣設備；代表產品：防爆接線箱。“P”—正壓型：采用介質隔離點燃源的防爆措施。即：把用戶所用的電器元件安裝在一個充滿正壓潔凈氣體的柜體內，使外部環境中易燃易爆的混合性氣體無法接觸到電器元件在正常工作時所產生的電火花或危險溫度，從而達到電器防爆的目的；代表產品：防爆正壓柜與正壓型防爆分析小屋（防爆站房）。“i”—本安型：設備內部的電路在規定的條件下，正常工作或規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不能點燃爆炸性混合物，主要為礦用井下防爆電氣。“O”—充油型：將能點燃爆炸性氣體的被固定導電部件完全埋入填充材料中，以防止點燃外部爆炸性境，代表產品：變壓器，已取消“m”—澆封型：將可能點燃爆炸性混合物的部分澆封在混合物中，使他不能點燃周圍的爆炸性氣體，代表產品：澆封型電磁閥等一些電子元件。“n”—無本安設計產品火花型：電器設備不能點燃周圍的爆炸性氣體（在正常本安設計產品的工作條件下和在確定的非正常工作條件下），代表產品：無火花防爆插銷。“q”—充砂型：將能點燃爆炸性氣體的被固定導電部件完全埋入填充材料中，以防止點燃外部爆炸性氣體環境。