[发明专利]能量供给装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于本质安全的负载电路的本质安全的能量供给的能量供给装置，其具有电压源、功率限制电路、电流限制电路和负载电路端子，其中在负载电路端子上可连接负载电路，其中功率限制电路和电流限制电路在电压源与负载电路端子之间起作用，和其中功率限制电路由至少两个可控制的半导体器件构成。

背景技术

由标准IEC 60079-11确定针对确定用于气体爆炸危险区域中的本质安全的运行装置的构造和检验的规定以及针对用于连接在通往这样的区域的本质安全的电路的所属运行装置的规定。所述标准还适用于位于气体爆炸危险区域以外或者通过根据IEC 60079-0的其他点火保护类型保护的电运行装置或者电运行装置的部分，只要气体爆炸危险区域中的电路的本质安全性可能与所述电运行装置或者所述运行装置的部分的设计和结构相关。

点火保护类型“本质安全性(Eigensicherheit)”基于：将遭受可爆炸的气氛的运行装置和连接线路内的电能限制到如下水平，其中在该水平之下或者通过火花形成或者加热均不再能够引起点火。

在有关标准内，概念“故障”是特别重要的。其指的是任意部件的、部件之间的分离、绝缘或连接的每个缺陷，其未由IEC 60079-11确定为非易受干扰的并且电路的本质安全性与其相关。这些故障区分为可计算的故障和不可计算的故障。可计算的故障是在电运行装置的与IEC 60079-11的结构要求相一致的部件中出现的故障。其他故障称作不可计算的故障。

由标准中例如对于保护水平“ia”的电运行装置得出以下要求：在定义的施加电压下，运行装置的本质安全的电路在不受干扰的运行中以及在存在两个可计算的故障加上由最不利条件得出的不可计算的故障时不允许造成点火。

为了避免热点火，必须在最高温方面评价和/或检验部件、外壳和/或布线的所有可能与可爆炸的气体气氛相联系的表面。由此对于器件根据表面大小和最大环境温度得出允许的损耗功率的上限。因此，需要限制最大提供给所述器件的功率。

然而，用于电流限制的允许的器件的选择是有限的。可控制的半导体器件仅仅在保护水平“ib”和“ic”的电运行装置中用作串联的电流限制元件。然而，对于用于保护水平“ia”的运行装置的功率限制，允许使用由可控制的和不可控制的半导体器件组成的串联电流限制器。

由DE 3622268C1公知一种用于保护位于爆炸危险区域中的通过线路与位于爆炸危险区域以外的电路部分连接的耗电器和/或测量值传送器的电安全电池。在所述安全电池中的情况下，使用两个串联的纵向控制环节，其通过四个控制回路控制。在此，控制回路的控制电压是电流测量环节的输出电压的至少一部分和相应于纵向控制环节中的电压降的电压的至少一部分的总和。尤其是，电流测量环节是欧姆电阻，并且纵向控制环节和控制回路由晶体管构成。在此，如此选择欧姆电阻，使得在所期望的极限电流时在所述电阻上产生这样的电压降，使得控制电压达到足够高的值、例如0.6V，以便导通控制回路的晶体管，由此又使所分配的纵向控制环节的晶体管转换到非导通状态中。在此，欧姆电阻不用于限制所连接的耗电器中的短路电流而是用于调节所期望的极限电流，其导致半导体器件的相应驱动。电安全电池也不满足保护水平“ia”，因为在两个纵向控制环节或第一纵向控制环节或所属的控制回路的晶体管短路时不确保对所连接的耗电器中的短路电流的足够限制。

由现有技术公知，使用熔断保险装置用于电流或功率限制。然而在导致熔断保险装置的触发和熔断的故障情况下，必须更换熔断保险装置，这在难以接近的能量供给装置时会导致巨大的耗费。同样，由现有技术公知，使用电阻进行功率限制。例如为了将功率限制到避免热点火所需的值1瓦特上，在12伏特的给定电压下需要至少144欧姆的电阻。然而，使用电阻进行功率限制具有以下缺点：在所述电阻处分到(abfallen)不受欢迎的高损耗功率。

发明内容

因此，本发明的任务在于说明一种能量供给装置，其具有尽可能小的损耗功率。

事先引出和指明的任务从开头所述的能量供给装置出发通过以下方式解决：电流限制电路由至少一个电阻构成，其中所述电阻具有恰好足够将短路电流限制到不存在火花点火危险的电流强度上的电阻值。