[发明专利]本质上安全的功率调节电路

说明书

公开了一种本质上安全的功率调节电路。功率调节电路（105）包括至少一个功率存储设备110，至少一个功率存储设备110具有被耦接以用于从DC功率源160接收功率的电极110a、110b。至少一个有源电流限制（ACL）电路115a、115b、115c耦接到功率存储设备的电极以用于在故障状况下限制从功率存储设备输出的最大功率。DC至DC转换器120使其输入耦接到ACL电路。至少一个消弧电路130a、130b具有第一端子和第二端子以及耦接到DC至DC 120转换器的输出以用于为功率调节电路（105）提供输出端子131、132的短路设备。

技术领域

所公开的实施例涉及诸如用于为蜂窝调制解调器供电的本质上安全的功率调节电路和电源。

背景技术

蜂窝调制解调器需要高峰值功率（例如，6W或7W）以用于通过蜂窝网络无线地传送数据。为了在诸如石油化工工业、石油和天然气管道以及某些自动化工厂环境之类的危险位置中操作，蜂窝调制解调器设备中耗散的故障功率、电流、电压和能量需要被限制在危险气体的点火能量极限内，并且另外在故障状况下的蜂窝调制解调器设备的表面温度需要被限制在危险气体的点火温度极限内。一种简单的已知方法是将可靠的电阻器（其失效模式仅为开路的薄膜型电阻器）用于功率和电流限制，并且将可靠的齐纳二极管用于限制电压。

发明内容

提供本发明内容来以简化形式介绍对所公开概念的简要选择，所公开的概念在下面在包括所提供的附图的具体实施方式中被进一步描述。本发明内容不意图限制要求保护的主题的范围。

所公开的实施例认识到作为蜂窝调制解调器需要高峰值功率（例如，6W或7W）以用于通过蜂窝网络无线地传送数据，使用常规的电阻器和齐纳二极管实现本质上的安全将使调制解调器电源显著损耗并且还使得难以满足所要求的电池寿命（例如，5年）和尺寸约束，因为高功率齐纳二极管一般在尺寸上太大。所公开的本质上安全（IS）的功率调节电路通过包括诸如超级电容器或电池之类的功率存储设备、（多个）有源电流限制（ACL）电路、DC至DC转换器和（多个）消弧电路来提供高效率电源。

放置在功率存储设备和DC至DC转换器之间的（多个）ACL电路有助于向蜂窝调制解调器供给低波纹和被调整的功率。ACL电路限制到蜂窝调制解调器和其它电子组件的故障电流、功率。ACL电路还像保险丝一样起作用，以用于在故障状况下保护（多个）消弧电路，消除为（多个）消弧电路放置额外的保险丝的需要。

一个公开的实施例包括功率调节电路，其包括具有被耦接以用于从DC功率源接收功率的电极的至少一个功率存储设备（例如，超级电容器/电池）。至少一个ACL电路被耦接到功率存储设备的电极，以用于限制在故障状况下从功率存储设备输出的最大功率。DC至DC转换器使其输入耦接到ACL电路。至少一个消弧电路具有第一端子和第二端子以及耦接到DC至DC转换器的输出以用于为功率调节电路提供输出端子的短路设备。

附图说明

图1是根据示例实施例的包括被示出为从电源接收功率并向蜂窝调制解调器提供功率的示例IS功率调节电路的蜂窝调制解调器系统的框图。

图2是根据示例实施例的示例ACL电路的框图。

图3是根据示例实施例的示例消弧电路的示意图。

具体实施方式

参照所附各图描述所公开的实施例，其中贯穿于各图使用同样的附图标记来表示类似或等同的元件。各图不是按比例绘制的，并且它们仅被提供以图示某些所公开的方面。以下参照示例应用来描述若干所公开的方面以用于说明。应当理解的是，阐述了许多具体细节、关系和方法以提供对所公开的实施例的完全理解。