电子设备应用到石油、化工、煤矿等易燃易爆危险环境必须满足防爆要求。本质安全型电气设备在设计时需要限制电路中的能量,通过参数选择、控制电路设计将电路中潜在的火花能量限制在最小点燃能量之下,将电子元器件及导线的表面发热温度限制在限定温度之下,因此研究本质安全电路的放电理论可对本安电路设计提供理论支持,对本质安全电气产品,特别是对本质安全开关变换器的设计提供技术支持,还可以缩短本安产品开发、设计、研制周期,降低成本,具有积极的现实意义。本文利用数学建模与电路分析方法对本质安全电路放电模型进行了研究,在分析现有本质安全电路放电模型的基础上,改进了简单本质安全电路模型,建立了电感电容组合本质安全电路模型,为设计、检测、评价本质安全电路的性能提供理论分析依据。在此基础上,研究了输出本质安全型正激变换器,为了提高本质安全性能,同时减小正激变换器体积、提高功率密度、减小输出电流纹波,对正激变换器的滤波电感与正激变压器进行了磁集成。对磁集成正激变换器的CCM和DCM工作方式进行了工作模态分析,获得了磁集成正激变换器在CCM和DCM工作方式的电压增益表达式;对耦合电感进行分析,给出了正激变换器滤波电感与变压器磁集成的端电压条件,采用图示化方法获得了磁集成正激变换器绕组匝比与耦合度取值的设计范围;采用特性曲线对正激变换器滤波电感电流表达式进行描述,得到了减小电感电流纹波的最佳耦合度取值范围。对电感电流表达式等效处理,获得了正激变换器各个工作模态的等效电感,根据CCM和DCM工作方式的临界条件,利用等效电感获得了正激变换器的临界电感,为变换器的输出纹波电压分析提供了研究划分变换器本质安全电感设计区域的依据;根据设计区域划分,利用区域临界电感分析了 CCM和DCM工作方式下的变换器输出最大电压纹波,获得了变换器本质安全电感设计最佳范围。分析了变换器整个工作范围内CCM和DCM工作方式下的输出短路释放能量,得到了最大输出短路释放能量与滤波电容、电感、耦合度、次级绕组及电感绕组匝比的关系,获得了输出本安磁集成正激变换器集成磁件最佳耦合度设计范围。设计了磁集成正激变换器集成磁件,利用磁路—电路对偶变换法推导得到了磁集成磁件等效电路模型;利用等效电路模型对磁集成正激变换器进行了电路仿真,仿真结果验证了设计理论的正确性;设计了实验样机,通过对实验测试获得的实验波形进行分析,结果验证了输出本安磁集成正激变换器理论分析和仿真分析的正确性。本文所提出的改进本质安全电路放电模型对于本质安全电气设计具有重要的指导作用,所提出的输出本质安全磁集成正激变换器设计理论对于本质安全型开关变换器的设计具有借鉴意义和指导作用。该论文有图89幅,表11个,参考文献167篇。