[发明专利]安全开关

说明书

提供了被配置成执行将负载(132)连接至电源(134)以及使负载(132)与电源(134)断开中至少之一的安全开关装置(100；200；300；400)。该安全开关装置(100；200；300；400)包括：第一组两个串联连接的可控开关元件(120a，120b)；验证第一组两个开关元件(120a，120b)的开关状态的安全电路(110)，其中，第一组两个开关元件(120a，120b)中的每个开关元件(120a，120b)被配置为拨动式开关；控制电路(180)，被配置成向安全电路(110)提供测试信号；以及去耦装置，被配置成将负载电路(130)与控制电路(180)电流去耦。该去耦装置包括变压器(112)，控制电路(180)包括被配置成经由变压器(112)向安全电路(110)提供测试信号的变压器驱动器(150)。

技术领域

本发明涉及安全开关装置，具体地，涉及用于验证开关元件的开关状态的安全开关装置以及用于操作安全开关装置的方法。

背景技术

安全开关装置通常具有用于将负载连接至电源和/或将负载与电源断开的至少一个开关元件。通常，安全开关装置被构造成用于故障安全操作，并且适当时，指示上述至少一个开关元件的状态以确定安全开关装置是否起作用。对此，这种安全开关装置的技术复杂性随着相应的安全要求变得更加严格而增加。

继电器是用于电气上执行开关操作的公知部件。在许多领域例如大功率电子器件中，重要的是了解继电器是否起作用或是否正常工作。在安全开关装置的操作期间可能发生的错误例如是继电器触点可能熔接，使得继电器不再能够被控制或断开。另一种故障情况可能是：晶体管击穿从而造成短路，这阻止了到负载的电力供给路径的中断。为了应对这样的故障，安全开关装置一般设计有多通道冗余，使得例如在一个开关元件有故障的情况下，串联布置的冗余开关元件可以中断电力供给路径。

然而，冗余实现本身不足以实现某些安全要求。此外，需要检测故障状况。为了这个目的，可以使用与安全继电器。

安全继电器通常是强制引导继电器。这些继电器包括多个机械连接的触点，以能够监视其他触点。触点包括两种类型的状态，即“常开”和“常闭”，其中，至少一个触点“常开”而剩余(至少一个)触点“常闭”。“常开”或“常闭”意味着假定该开关位置处于继电器的断电状态。

机械引导(强制引导)不可能同时闭合“常闭”和“常开”触点。如果“常闭”触点变为被熔接，则当继电器的线圈通电时，肯定不可能使“常开”触点闭合。因此，可以使用至少一个触点来监视继电器的其他触点。这允许确定继电器是否正在正常操作。此外，这类安全机制通常用来实现特定安全级别的继电器。

EP 2 089 892 B1公开了用于在没有主动驱动监视触点的情况下监视继电器触点的解决方案。提供了用于利用至少一个可控开关元件接通和关断负载的电源的安全开关系统，具体地，提供了继电器和验证开关元件的开关状态的安全电路，由此开关元件被配置为拨动式开关(toggle)。提供电容器和/或光耦合器形式的电去耦装置，以使安全电路从负载的电源去耦。然而，电容器和/或光耦合器形式的去耦装置具有如将在下面说明的一些缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的验证一个或更多个开关元件的开关状态的安全开关装置。

此目的通过独立权利要求的主题来解决。

实施方式由从属权利要求限定。

本发明涉及用于将负载连接到电源或与电源断开负载的安全开关装置。该安全开关装置包括：两个串联连接的可控开关元件，根据实施方式，其是继电器；以及验证开关元件的开关状态的安全电路。开关元件被配置为具有电连接至第二触点或第三触点的第一触点的开关。安全电路包括第二触点，负载电路包括第三触点。安全开关装置还包括被配置成向安全电路提供测试信号的控制电路。测试信号经由用作将控制电路从负载电路电流去耦的去耦装置的变压器被提供至安全电路。控制电路包括被配置成经由变压器向安全电路提供测试信号的变压器驱动器。