王　宇，孔维正，靳宝全，张红娟，王　东

(太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室，山西太原　030024)



Buck－Boost型本安超声驱动系统设计

王宇，孔维正，靳宝全，张红娟，王东

(太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室，山西太原030024)

摘要:针对常规超声设备非本质安全问题，提出了一种基于降压升压(Buck－Boost)变换器输出与多通道复用高压切换方法相融合的本质安全型超声驱动系统。首先通过计算驱动系统中储能元件的最小点燃能量来分析系统的本安性能，对Buck－Boost电路的元件参数进行了本安化研究，再设计出满足本安要求的供电单元、升压单元、切换单元和控制单元的电路结构，最后通过超声驱动平台实验验证驱动系统的实际效果，并与传统的中频变压器驱动系统进行对比。结果表明，在16～36 V驱动电压下两种系统驱动效果接近，采用灵敏超声探头检测两种驱动系统发射信号的绝对误差可控制在4 mV以内，由此判定Buck－Boost电路基本实现了超声驱动的本质安全要求，可对各类在危险环境下应用的超声波接收与发送设备提供参考。

关键词:Buck－Boost;本质安全;超声驱动

王宇，孔维正，靳宝全，等．Buck－Boost型本安超声驱动系统设计［J］．煤炭学报，2016，41(6):1582－1588．doi:10．13225/j．cnki．jccs．2016．0229

Wang Yu，Kong Weizheng，Jin Baoquan，et al．The design of intrinsic safety Buck-Boost ultrasonic driving system［J］．Journal of China Coal Society，2016，41(6):1582－1588．doi:10．13225/j．cnki．jccs．2016．0229

超声波具有不受光线影响、抗电磁干扰等优点，适用于高湿度、强腐蚀、多灰尘等各类特殊工业现场中的物位测量、机械手控制、倒车雷达和机器人避障等［1－4］。煤矿井下存在较多的燃爆性气体，电气电子设备和煤矿开采设备必须进行防爆设计，以满足安全生产的需求［5－8］。……