Добрый день, форумчане!

Решил заняться вопросом обеспечения искробезопасности и взрывобезопасности устройства.
С обеспечением искробезопасности вопросов нет, решений много.
Устройство портативное, питается от одной ячейки SAFT MP144350. Для контроля уровня заряда на борту использую DS2782.
Зарядное устройство предполагаю использовать импульсное с максимальным током до 1 А.
Встал вопрос о реализации гальванической развязки питания от вешнего мира.
Из готовых решений нашел MAX13253 и LT3439. Возможно, есть более дешевые и эффективные варианты реализации. Буду признателен, если подскажете.
Пока выбор пал на MAX13253. Предполагаемая структурная схема включения на рисунке.
Использовал ли кто-нибудь данную микросхему аналогичным образом? Как она может повлиять на зарядку аккумулятора?
Конструктивная критика приветствуется

такая безопасность вроде как решается конструктивным исполнением, а не схемотехническими решениями, разве не так?

Наверное, сначала нужно читать не апноты от MAXIM, а ПУЭ в части искровзрывобезопасности.

Нет. И конструктивным исполнением, и схемотехническими решениями. Например, в тех же самых радиостанциях взрывобезопасного исполнения контакты для зарядки аккумулятора выведены наружу.


Согласен с Вами. ГОСТы серии 30852 уже изучаю. Может еще материалы порекомендуете?

Это допустимо только если зарядное устройство и зарядные цепи АКБ внутри устройства имеют вид взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь".
Если это не так, то на устройстве цепи заряда должны иметь степень защиты не хуже, чем IP30, и иметь специальную предупреждающую надпись рядом с этим разъёмом. Устройство в этом случае классифицируется, как используемое, но не заряжаемое во взрывоопасной зоне.

Можно почитать ГОСТ Р МЭК 60079-0-2014, и остальные из этой-же серии в зависимости от применяемых способов взрывозащиты. В искробезопасной электрической цепи самым неприятным может оказаться ограничение на допустимые токи и ёмкости. Причём сначала нужно определиться с уровнем (классом ) взрывозащиты, которому собираетесь соответствовать.

Если собираетесь заряжать во взрывоопасной зоне, с использованием взрывозащиты типа искробезопасная цепь, то могут возникнуть следующие проблемы: Существующие барьеры искрозащиты в основном имеют ограниченную выходную мощность, мне в основном попадались 24 В с током менее 100 мА, таким образом чтобы завести во взрывоопасную зону 5В х 1 А Вам придётся создавать свои барьеры искрозащиты (если вообще возможны такие параметры в искробезопасной цепи) Т.е может оказаться так, что заряжать вы сможете только во взрывобезопасной зоне, где достаточно гальваноразвязки импульсного ЗУ.

Именно этот вариант я и рассматриваю - используемое, но не заряжаемое во взрывоопасной зоне. Получается, что ЗУ находится за пределами взрывоопасной зоны, а портативное устройство эксплуатируется внутри этой зоны. Вот и возникает вопрос, какие существуют решения, обеспечивающие искро и взрывобезопасность подобных устройств, чтобы и контакты для подключения ЗУ, выведенные наружу, можно было безопасно трогать, и попадание влаги на них не приводило к КЗ (крышкой закрыть - не вариант)? С требованиями к оболочке вопросов нет.

пробегитесь по каталогу Кортэм Горэлтех, у них есть сертифицированные Exd разъёмы

Это не совсем то, что я пытаюсь получить. Речь о том, чтобы можно было на корпусе разместить контактные площадки для ЗУ, а со стороны ЗУ что-то вроде разъема на магнитах. Практически, как в умных часах или радиостанциях.

Ставьте магнитный контакт.

Не должно быть контактов. Всё остальное это способы реализации. Хоть QI-зарядку применяйте.

Портативное устройство тоже находится вне зоны, когда к нему подключено ЗУ.

Существуют, но это противоречит первой цитате. Это возможно, когда всё устройство полностью соответствует виду взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь", включая зарядные цепи и выходные цепи зарядного устройства.

А разве я как-то иначе написал? Вы цепляетесь к словам. Разумеется, что устройство эксплуатируется во взрывоопасной зоне, а заряжается за ее пределами.

По поводу вашего второго комментария. Это гениально! Воду лить может каждый, особенно если не читать топик целиком. Остается только добавить: необходимо изучить ГОСТы серии 30852 и т.д.)) На конкретные решения и примеры реализации вас, видимо, не хватило.


Не соглашусь с вами. Не сочтите за рекламу. Привел первый попавшийся на глаза пример. Взрывозащищенная радиостанция Motorola DP4401.

former, взрывозащищённость - это не маркетинговый ход, а комплекс конструкторских решений, подтверждаемых сертификатами аккредитованных испытательных лабораторий. Если эта рация - взрывозащищённая, то на первом месте среди характеристик у неё должен быть не диапазон частот и число каналов, а указание класса взрывозащиты.

Что такое взрывозащищённое оборудование? Это означает, что любой процесс, происходящий внутри оборудования, не должен приводить к воспламенению окружающей взрывоопасной среды. Если внутри оборудования происходит взрыв, то любыми способами этот взрыв должен оставаться внутри оборудования. Взрывозащищённое оборудование обычно изготавливается из 7-10-миллиметрового металла, а крышки стягиваются болтами, к примеру, М8.

У этой рации я не могу найти класса взрывозащиты. Может потому, что пластмассовый корпус не выдержит взрыв, увы.
Максимум - Стандарт по ударопрочности и вибрации Военный стандарт MIL-STD-810 C/D/E/F/G

Потому Кортэм Горэлтех и делает взрывозащищённые разъёмы, потому что они могут гарантировать невоспламенение окружающей среды от коммутационных процессов. А открытые контактики на корпусе - нет.

Motorola DP4401 - цифровая радиостанция VHF-диапазона системы связи MotoTRBO DMR. DP4401 одна из станций, обладающих наиболее широким функционалом среди цирофвых радиоустройств. Из основных характеристик станции можно выделить:

- Повышенную надежность, в соответствии со стандартом IP57 (Защита от пыли, способность выдержать 30 мин. под водой).
- Наличие системы интелектуального регулирования громкости в зависимости от уровня шума.
- Возможность изпользования bluetooth-гарнитуры.
- Способность передавать данные и текстовые сообщения.
- Наличие системы GPS.


Вы понимаете разницу между защитой от пыли и взрывобезопасностью?

А вот воспринимать информацию - далеко не каждый, и вам бы стоило поработать над этим, а не на форуме выделываться.

Да, конечно по-другому. Вот как вы написали:


Это совсем другое. Взрывозащита, особенно для портативных приборов - это жизни людей. Из-за вашего неумения читать и писать могут одни люди погибнуть, а другие сесть. Так что это не "придирки к словам", как вы изволили ляпнуть, а конкретизация.


Виды взрывозащиты не ограничиваются типом взрывозащиты d - Взрывонепроницаемая оболочка (кстати, она может быть и тоненькой сеткой). Имеются и другие, например, герметизация компаундом, кварцевое заполнение оболочки и другие. Но открытые контакты во взрывоопасной среде могут быть только при использовании вида взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь".

Согласен, пример не удачный) Посмотрите Hytera PD792Ex

Теперь вы меня еще и изни будуте учить? Речь была исключительно про электрическую цепь.

Именно... именно про реализацию этого я и спрашивал в самом начале! Не уже ли вы таки прочли https://electronix.ru/forum/index.php?showt...t&p=1458228

Ydaloj! Вероятно вы не совсем правильно меня понимаете. Речь не идет о коммутации во взрывоопасной среде. Коммутация в моем случае предполагается за ее пределами.
Т.е. вы хотите сазать, что газоспасатели используют радиостанции с толщиной корпуса 7-10мм и из металла?))))

я перефразирую вашу фразу - газоспасатели используют сертифицированные радиостанции, имеющие среди своих ТТХ указание класса взрывозащиты (чего нет у приведённой вами в пример моторолы)

В этой взрывобезопасной портативной радиостанции используется запатентованная компанией Hytera антистатическая конструкция и технология формовки из двух компонентов. Статический дисперсионный материал (синий) значительно уменьшает накопление статического заряда на поверхности, уменьшая тем самым вероятность статического разряда в устройстве. При этом износостойкий материал (черный) увеличивает прочность корпуса.

Входные контакты батареи могут давать большой ток и искру, при замыкании, например золотой цепочкой или стружкой.
Предлагаю их обесточить внутренним реле с нормально разомкнутыми контактами и питанием обмотки от зарядного устройства.
Но лучшей считаю индукционную запитку.

ок, как вы смотрите на отказ какого-нибудь силового компонента внутри радиостанции, вызвавший разрыв корпуса?
в рации же есть мощные аккумуляторы, ток и напряжение которых достаточны для возникновения искры; ясно же, что она уже не может быть искробезопасной цепью
или там исключается попадание взрывоопасной среды вовнутрь радиостанции? меры, способы, сертификаты?

впрочем, если считать отказ компонента ненормальным режимом работы, то да - рация является искробезопасной цепью. Но это же аварийный режим, т.е. меры всё равно должны быть какие-то.

Извинюсь, я не очень в теме мер, способов и технических решений, но вот, к примеру, передо мной лежит рация Моторола, и на ней есть бирка из которой ясно, что станция таки сертифицирована как искробезопасная. В нулевую зону, правда, с ней нельзя, но хоть что-то. Картинку приложил.

Аккумулятор съемный, литий-ион 5.2 Wh. Контакты зарядки выведены наружу. Понятно, что заряжать разрешается только в безопасной зоне. Так же как и сама радиостанция сертифицирован как Ex ib.

Хм... похоже, вы взрывобезопасное оборудование спутали с танком.
Суть взрывобезопасного оборудования - гарантировано не образовать искр или дуги в среде , наполненной взрывоопасной смесью газов. Т.е. не инициировать взрыв, а вовсе не способность выдержать прямое попадание снаряда гаубицы. Характерно, что такое оборудование вовсе не обязано быть герметичным или даже пылезащищенным. Я давно разрабатывал последний раз оборудование с такими требованиями, деталей не помню.
Лучше всего почитать таки стандарты. А то наугад, умозрительно, можно закаленных болтов М12 много наставить, но вызвать взрыв.
Помню, например, что все детали и инструменты которыми пользуются во взрывоопасной зоне должны быть либо не из стали (латунь, бронза) , либо из стали омедненной. Персонал должен быть обут в обувь без гвоздей либо в войлочные бахилы и т.д. Там много интересных и неожиданных требований.

Болты омедняют для того, чтобы не было электрической пары. А радиостанция с контактным соединением аккумулятора вполне взрывоопасна.
Изучение вопроса можно начать отсюда: http://www.ruscable.ru/info/pue/7-3.html
Это первая ссылка что попалась в поиске.

Не совсем так. Та радиостанция, на картинке выше - она да, сертифицирована как не образующая искр достаточной энергии для воспламенения газо-воздушной смеси.

Но, к примеру, оборудование категории Ex d не обязано быть герметичным (более того, не должно быть герметичным) и поэтому вполне может инициировать взрыв. Но только внутри себя. Корпус обязан этот взрыв выдержать и не выпустить наружу. Поэтому какой-нибудь несколько мегаваттный мотор действительно будет иметь корпус спосбный выдержать прямое попадание снаряда. Представьте себе какой объем газа может находиться (и взорваться) внутри подобного двигателя. И какое при этом будет давление на стенки корпуса изнутри.



Motorola с Вами не согласна. См картинку выше.

Это проблема Motorola(ы).

С зарядкой аккумулятора производимой вне взрывоопасных условий, все не просто, а очень просто. Oна заводится через три последовательно включенных диода.



Все именно так. Взрывозащищенные оболочки это только один из семи способов обеспечения взрывобезлпасности.

больше похоже, что я не указал класс защиты у такого оборудования, а вы с таким просто не сталкивались, но спешите делать выводы.
а за примерами далеко ходить не надо, тот же горэлтех http://exd.ru/cortemqfm000r08u80028a.html
Взрывозащищённая рация, говорите? Как вам стеночка 28 миллиметров?

А это ничего, что понятия "класс защиты" не существует в принципе . Есть уровень взрывозащиты. Причем чем он обеспечивается не принципиально. Взрывозащитные оболочки есть только один из способов - самый тупой. Для подавляющей части электронного, а не силового оборудования, взрывозащитные оболочки не используются, по причине космической цены, неудобства при эксплуатации и НЕ возможности решения с их помощью задачи обеспечения взрывозащиты (то, что нужно автору топика) внешних электрических цепей.

Да нет, не для этого. Для того чтобы не образовывались искры при ударе. Медь и ее популярные сплавы не дают искры при ударе.
А в смысле гальванической пары так это даже ухудшает условия эксплуатации во влажной среде. Медь и сталь как раз образуют недопустимую гальваническую пару.

Не совсем так. Оно может быть любым, просто герметичность НЕ может признаваться мерой обеспечения взрывобезопасности.

Может и наружу выпустить, только этот выброс не должен воспламенить окружающую среду. По этой причине нормируются максимальные зазоры в корпусе возникающие при взрыве внутри корпуса. При изготовлении каждый такой корпус проверяется под высоким давлением воды на непоявление таких зазоров и к каждому прилагается сертификат производителя.


Наличие существенных индуктивностей, есть верный путь к получению проблем при обеспечении искробезопасности, особенно для особо искробезопасного оборудования.



Может. Надо только правильно уметь их готовить комбинируя виды взрывозащиты и, естественно, не из первых попавшихся аккумуляторов.

И какая толщина покрытия?

P.S. На самом деле покрытие спасает болты от ржавчины.

Ну почему же?
Автору топика надо использовать разъёмное соединение, обеспечивающее искробезопасность.
Сама его железка должна быть ещё и взрывобезопасна.
Это исходные данные.

То есть, корпус Ex d плюс разъём Ex d должны решить обе задачи. То и то есть в продаже и/или делается на заказ. Да, стоит денег. Но я предложил решение. Предложите и вы.

То, что ему надо для обеспечения ЛЮБЫХ ТРЕБОВАНИЙ, я уже написал. Если будет известна требуемая маркировка, то можно и еще упростить

Прочитайте еще раз https://electronix.ru/forum/index.php?showt...t&p=1466305 и увидите.

Нет таких . Разъем помещеный во взрывозащитную оболочку перестает быть разъемом, ибо требует открытия оболочки, чего делать в опасной зоне нельзя. Разъем помещенный НА взрывозащитной оболочке может коммутировать ТОЛЬКО искробезопасные цепи. Простейший способ сделать цепь заряда искробезопасной назвал.

Это вы просто так ляпнули или в гугле не смогли найти "взрывозащищённый разъём Ex d"?

Трансформаторная развязка, в данном случае, предлагалась в качестве решения не искробезопасности, а для того, что бы при попадании воды или замыкании контактов (в том числе кожными покровами) на корпусе устройства не происходило КЗ аккумулятора и схемы устройства.

Уважаемые участники обсуждения! Еще раз обращаю Ваше внимание, что я прекрасно понимаю, что обеспечение искро- и взрывобезопасности - это комплекс мероприятий, как конструктивных , так и схемотехнических. В данном случае меня интересуют именно схемотехнические решения. А именно, обеспечение безопасности контактов питания для случаев попадания воды, непосредственного закорачивания и т.п.

Ну так ответ на этот сразу вопрос дал. Закрывайте тему. А то умельцев поиска в гугле ответов, смысла которых они не понимают , все больше набегает.

zltigo, признаю ваше техническое поражение.

ТС: существуют взрывозащищённые индуктивные концевые датчики, содержащие "существенную индуктивность". Она не мешает им успешно проходить сертификацию и применяться во взрывоопасных зонах. Используя 2 таких болванки, содержащих "существенную индуктивность", можно организовать и беспроводное питание от внешнего мира. Кстати, вариант предлагался страницей ранее. И контактов открытых не будет.

Увы, это Вы только продемонстрировали свою некомпетентность. И ничего больше .

Cущественность индуктивности для взрывоопасности определяется максимальным проходящем через нее током, а не собственно индуктивностью. Индуктивные датчики НЕ работают при больших токах, которые характерны для зарядных устройств. В датчиках, использующих даже большие индуктивности, безопасность легко достигается ограничением на пассивных компонентах тока и соответственно запасаемой в индуктивности энергии. При больших токах тупое ограничение тока резисторами обычно малоприемлимо ввиду неприемлимых потерь. А любые активные ограничители должны быть для особоопасных условий резервированы, что приводит к резкому усложнению. В данном случае ни гальваническая развязка, ни бесконтактная зарядка не нужны. Все очень просто.

Почему именно три диода? Поясните, пожалуйста.

Это если для особовзрывоопасных условий, когда есть требование сохранение взрывобезопасности при появлении любых двух неисправностей. - два диода вышли из стоя, а третий остался. Для вызрывобезопасных достаточно двух - там однократная неисправность. Если перед аккумулятором есть еще какая то электроника для которой Вы сможете документально доказать, что она тоже диодобразная, то есть а рабочем состоянии у нее на входе нет напряжения с аккумулятора, то тогда один диод можно сократить. Но вообще в российских реалиях сертификаторы на такое смотрят очень подозрительно, типа а завтра производитель чипа чего-то изменит не известив и все станет опасным. Лучше отдаться и поставить тупо три диода.
Вообще ВСЯ разработка взрывобезопасного оборудования должна начинаться с того, под какие условия должно быть разработано оборудование.
Абстрактного "взрывобезопасого" не бывает.

Хм... С увеличением компонентов в схеме её надёжность только падает.

Надежность и взрывобезопасность не есть одно и то же. И в жертву взрывобезопасности приносится, увы, не только надежность.

Перед ними ещё три ограничителя, сертификаторы такие наивные. И кстати то, что заряжаемые литиевые разрешены без оболочки, нонсенс.

О чем и к чему эти слова? Ограничения тока заряда, если заряд производится вне опасных зон, не требуется.

Не возводите напраслину на сертификаторов. Разрешены не любые "литиевые", а те, которые разогреваются при прямом (без цепей заряда и защиты) коротком замыкании БАНКИ до температуры ниже воспламенения конкретной газовой смеси для которой прибор сертифицируется. Этот параметр должен быть подтвержден документом производителя (как гарантия повторяемости) и обязательно будет проверен в испытательной лаборатории.

https://en.wikipedia.org/wiki/Transient-vol...ppression_diode

Без данных компонентов, вне зоны любые хоть три сотни диодов последовательно моментом все сразу сдохнут от первого же кота, пуховика, эбонитовой палочки и т.п.


Любые заряжаемые литиевые способны никак не "всего лишь разогреться", и ни от какого дополнительного пинка, а самовоспламениться. Странно по-прежнему слышать подобные изречения после того, как данные компоненты эволюционировали от банального поджога карманов штанов и самолётов до реального разорения транснациональных корпораций.

Вопиющую безграмотность продемонстрировали в своих познаниях в требованиях ESD. Ваша ссылка на TVS тоже ни к селу, ни к городу, ни к поставленной задаче.

И продолжили демонстрировать воинственное невежество по отношению и литиевым батареям. Глупо переносить "знания" почерпнутые из желтой прессы на все батареи в мире хоть как то использующие литий. Реальность же такова, что литиевые батареи создаваемые под безопасные применения есть и выпускаются (смотрим в документации на раздел UL Recognition), как минимум специализированные LiFePО4. Соответственно успехом выдерживают испытания и используются в том числе и в моих разработках.

А зачем они в данном случае? Тем более, что TVS-диоды ниже 5В малоэффективны.


Что скажете про SAFT MP 144350?

zltigo, Вы предлагаете использовать три последовательных диода. А чем схема на стабилитронах из ГОСТ 30852.10-2002 (приложение А1) хуже?

Тем, что в огороде бузина а в киеве дядька.
Вы очевидно даже не понимаете, что делаете .
Нет, конечно, Вы можете запихнуть для ограничения тока до искробезопасного уровня резистор с предохранителем пусть нафиг греется при заряде и сгорает предохранитель при замыкании контактов подключения зарядного устройства. Причем стабилитроны вообще не нужны в этой цепи, ибо ограничивать напряжение не надо.
Но вы задавали вопрос об изоляции КОНКРЕТНО ЗАРЯДНОЙ цепи, а не какой то абстрактной цепи, и получили мой ответ, как ограничить ток именно в цепи заряда на уровне близком к 0 на диодах.


Это не батарея, это бомба . Читаем протокол Underwriters Laboratories на который есть ссылка в документации на эту батарею:


http://www.elteconline.com/download/pdf/SA...Recognition.pdf

Я только учусь понимать)

То есть Вы предлагаете следующее.