[发明专利]本质安全电路的驱动器电路

说明书

本发明涉及本质安全电路的驱动器电路。驱动器电路包括：耦合电容器，其对AC电压信号开放并去耦DC电压信号，其中，耦合电容器包括第一端子且通过第一端子电连接至驱动器电路的第一输出线；用于检测耦合电容器的从耦合电容器的第一端子流向驱动器电路的第一输出线的输出电流的电路；可切换元件，其至少间接地电连接到耦合电容器的第二端子；用于控制可切换元件的切换特性的电路，其中，该电路用于当耦合电容器的所述第一端子处的输出电流超过预定阈值时将可切换元件从电阻断状态切换到导电状态，使得处于导电状态的可切换元件使耦合电容器的电荷经由第二端子释放。

技术领域

本发明涉及处理并提供用于本质安全电路(intrinsically safe circuit)的电气装置(尤其是填充物位测量装置、压力测量装置或流量测量装置)的电信号的驱动器电路，并涉及具有对应驱动器电路的本质安全电路。

背景技术

技术系统的本质安全性是一种例如通过或借助专门的构造原理来确保即使在技术系统中的故障的情况下也不会发生不安全状态的性能。可以采用各种不同的措施来实现本质安全性，使得尽可能使发生危险情形的风险最小化。通常，可以将故障描述为存在风险或可能发生风险的情形。特别地，例如，可以将这种风险定义为在存在爆炸风险的区域中在闭合电路时产生火花的可能性。

本质安全电路通常由电源、驱动器电路和电气装置组成。驱动器电路由电源供应电力，并产生控制信号和/或电源信号，并且将所述信号传送到电气装置。

本质安全电路中的电子装置和设备尤其在它们在具有爆炸风险的氛围或环境中的使用或预期使用期间可以通过电源线中的电阻器来限制它们的功耗，以避免形成可燃性火花，从而绝对不会发生爆炸的风险。

在许多电子系统中，使用AC电压信号来调制信号并将所述信号传送至电气装置。为了进行去耦(特别是进行DC去耦)，能够使用AC电压信号电容器(所谓的耦合电容器)。然而，在这种情况下，必须确保在故障(例如，电容器的突然放电)的情况下使电容器中存储的电力不以任何可形成可燃性火花的方式耗散。

发明内容

人们已经认识到，在为了防止在故障的情况下形成可燃性火花而使用耦合电容器时，通常使用具有高电阻值的串联电阻器。根据使用的电压值和电流值并根据允许流出装置的电流(和/或器件输出端处的电压)来计算电阻值，以防止发生欲要避免的事件。串联电阻器通常在电气装置的方向上连接在驱动器电路的输出端的上游，使得驱动器电路的输出端处的电信号不能引起可燃性火花。类似地，人们已经认识到，高电阻值的缺点在于，通过驱动器电路传送到电气装置的AC电压信号也会衰减。换言之，在故障的情况下不仅不期望的信号发生衰减，驱动器电路的期望的有用信号也发生衰减。然而，这种方法要求驱动器电路对有用信号进行放大，使得该信号在被串联电阻器衰减之后的电平仍然足够高，以便被待被控制的电气装置识别和使用。可替代地，接收电气装置可以设置有适当灵敏的接收器电路。然而，并不总是能够调整驱动器电路或接收电气装置来针对所述功能来使用附加模块(例如，驱动器电路侧的放大器模块或连接在电气装置的上游的接收器模块)，这些附加模块可能对系统的复杂性和功耗具有负面影响。

基于这些发现，需要降低本质安全电路的驱动器电路的复杂性和功耗。

根据本发明的一个方面，说明了用于处理并提供用于本质安全电路的电气装置的电信号的驱动器电路。电气装置例如是填充物位测量装置、流量测量装置或压力传感器。