齊納安全柵是基于齊納二極管反向擊穿的性能而工作的。齊納安全柵由電壓限制回路、電流限制回路和保險絲等組成,電壓限制回路的作用,是將安全回路側(cè)電壓限制在額定工作電壓下。在電源電壓V
1等于
齊納安全柵額定工作電壓時,齊納二極管DW
1和DW
2均不導(dǎo)通,此時安全火花回路側(cè)電壓V
2等于現(xiàn)場儀表所需供電電壓。當(dāng)電源電壓V
1超過額定工作電壓時,齊納二極管DW
1先被擊穿而導(dǎo)通,因此安全火花回路側(cè)電壓V
2仍保持不變。當(dāng)V
1升高到等于zui大安全保持額定電壓時,流過DW
1和DW
2中的電流將造成齊納二極管發(fā)熱和燒壞時,保險絲RD熔斷,而將電源切斷,達(dá)到對安全火花回路側(cè)進(jìn)行保護(hù)的目的。保險絲熔斷時間Tf和齊納二極管熔斷時間TZ,應(yīng)滿足10T
f<T
Z的要求。在齊納安全柵中,由于采用了厚膜快速熔斷保險絲,使得非安全火花回路側(cè)電壓V
1的zui大安全保持額定電壓為340V DC。
電流限制回路的作用,是將安全火花回路側(cè)的電流限制在35mA DC以下。對于與變送器配套的齊納安全柵,在
變送器輸出電流為4~20mA DC范圍內(nèi),安全柵對變送器的工作沒有影響。但在變送器發(fā)生事故,譬如短路時,則限流回路將安全火花回路側(cè)的電流限制在此35mA DC以下。