齐纳安全栅是基于齐纳二极管反向击穿的性能而工作的。齐纳安全栅由电压限制回路、电流限制回路和保险丝等组成,电压限制回路的作用,是将安全回路侧电压限制在额定工作电压下。在电源电压V
1等于
齐纳安全栅额定工作电压时,齐纳二极管DW
1和DW
2均不导通,此时安全火花回路侧电压V
2等于现场仪表所需供电电压。当电源电压V
1超过额定工作电压时,齐纳二极管DW
1先被击穿而导通,因此安全火花回路侧电压V
2仍保持不变。当V
1升高到等于zui大安全保持额定电压时,流过DW
1和DW
2中的电流将造成齐纳二极管发热和烧坏时,保险丝RD熔断,而将电源切断,达到对安全火花回路侧进行保护的目的。保险丝熔断时间Tf和齐纳二极管熔断时间TZ,应满足10T
f<T
Z的要求。在齐纳安全栅中,由于采用了厚膜快速熔断保险丝,使得非安全火花回路侧电压V
1的zui大安全保持额定电压为340V DC。
电流限制回路的作用,是将安全火花回路侧的电流限制在35mA DC以下。对于与变送器配套的齐纳安全栅,在
变送器输出电流为4~20mA DC范围内,安全栅对变送器的工作没有影响。但在变送器发生事故,譬如短路时,则限流回路将安全火花回路侧的电流限制在此35mA DC以下。