[發明專利]本質上安全的功率調節電路

有效

• 申請號: 201710207664.9
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107276401B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: M.K.貝扎瓦達;B.梅耶;J.貝特格爾;S.B.德特夫斯
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10;H02M1/15
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 胡莉莉;張濤

公開了一種本質上安全的功率調節電路。功率調節電路（105）包括至少一個功率存儲設備110，至少一個功率存儲設備110具有被耦接以用于從DC功率源160接收功率的電極110a、110b。至少一個有源電流限制（ACL）電路115a、115b、115c耦接到功率存儲設備的電極以用于在故障狀況下限制從功率存儲設備輸出的最大功率。DC至DC轉換器120使其輸入耦接到ACL電路。至少一個消弧電路130a、130b具有第一端子和第二端子以及耦接到DC至DC 120轉換器的輸出以用于為功率調節電路（105）提供輸出端子131、132的短路設備。

技術領域

所公開的實施例涉及諸如用于為蜂窩調制解調器供電的本質上安全的功率調節電路和電源。

背景技術

蜂窩調制解調器需要高峰值功率（例如，6W或7W）以用于通過蜂窩網絡無線地傳送數據。為了在諸如石油化工工業、石油和天然氣管道以及某些自動化工廠環境之類的危險位置中操作，蜂窩調制解調器設備中耗散的故障功率、電流、電壓和能量需要被限制在危險氣體的點火能量極限內，并且另外在故障狀況下的蜂窩調制解調器設備的表面溫度需要被限制在危險氣體的點火溫度極限內。一種簡單的已知方法是將可靠的電阻器（其失效模式僅為開路的薄膜型電阻器）用于功率和電流限制，并且將可靠的齊納二極管用于限制電壓。

發明內容

提供本發明內容來以簡化形式介紹對所公開概念的簡要選擇，所公開的概念在下面在包括所提供的附圖的具體實施方式中被進一步描述。本發明內容不意圖限制要求保護的主題的范圍。

所公開的實施例認識到作為蜂窩調制解調器需要高峰值功率（例如，6W或7W）以用于通過蜂窩網絡無線地傳送數據，使用常規的電阻器和齊納二極管實現本質上的安全將使調制解調器電源顯著損耗并且還使得難以滿足所要求的電池壽命（例如，5年）和尺寸約束，因為高功率齊納二極管一般在尺寸上太大。所公開的本質上安全（IS）的功率調節電路通過包括諸如超級電容器或電池之類的功率存儲設備、（多個）有源電流限制（ACL）電路、DC至DC轉換器和（多個）消弧電路來提供高效率電源。

放置在功率存儲設備和DC至DC轉換器之間的（多個）ACL電路有助于向蜂窩調制解調器供給低波紋和被調整的功率。ACL電路限制到蜂窩調制解調器和其它電子組件的故障電流、功率。ACL電路還像保險絲一樣起作用，以用于在故障狀況下保護（多個）消弧電路，消除為（多個）消弧電路放置額外的保險絲的需要。

一個公開的實施例包括功率調節電路，其包括具有被耦接以用于從DC功率源接收功率的電極的至少一個功率存儲設備（例如，超級電容器/電池）。至少一個ACL電路被耦接到功率存儲設備的電極，以用于限制在故障狀況下從功率存儲設備輸出的最大功率。DC至DC轉換器使其輸入耦接到ACL電路。至少一個消弧電路具有第一端子和第二端子以及耦接到DC至DC轉換器的輸出以用于為功率調節電路提供輸出端子的短路設備。

附圖說明

圖1是根據示例實施例的包括被示出為從電源接收功率并向蜂窩調制解調器提供功率的示例IS功率調節電路的蜂窩調制解調器系統的框圖。

圖2是根據示例實施例的示例ACL電路的框圖。

圖3是根據示例實施例的示例消弧電路的示意圖。

具體實施方式

參照所附各圖描述所公開的實施例，其中貫穿于各圖使用同樣的附圖標記來表示類似或等同的元件。各圖不是按比例繪制的，并且它們僅被提供以圖示某些所公開的方面。以下參照示例應用來描述若干所公開的方面以用于說明。應當理解的是，闡述了許多具體細節、關系和方法以提供對所公開的實施例的完全理解。