[发明专利]本安电源装置和包括本安电源装置的变送器

说明书

技术领域

本公开涉及一种本安电源装置，更具体地，涉及一种利用绕组电压进行反馈控制的具有宽输入电压范围的本安电源装置。此外，本公开涉及一种包括本安电源装置的变送器。

背景技术

本安电源装置即本质安全电源装置，是用于爆炸性气体环境的防爆电气设备，它在极端情况下的放电能量不会点燃爆炸性气体。因此，要求本安电源装置具有稳定的电压输出，从而尽量避免放电现象。

通常，本安电源装置被供以非本安供电电压。该非本安供电电压通常具有较宽的输入电压范围。例如，如果非本安供电电压的额定值是24VDC，则供电电压通常在18VDC至30VDC的范围内波动。

出于安全考虑，通常在上述非本安供电电压的基础上使用两个电路级来构造用于为工业系统的本安电路部分供电的本安电源装置。其中一个电路级用于实现非本安电路部分和本安电路部分之间的隔离，而另一个电路级用于实现反馈稳压以获得稳定的本安电源装置的本安输出电压。

发明内容

在下文中将给出关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图确定本公开的关键或重要部分，也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本公开提出了一种本安电源装置，其中仅使用一级电路即能够实现本安电源装置中的非本安电路部分和本安电路部分之间的隔离功能以及本安电源装置的反馈稳压功能二者，同时还具有宽的非本安供电电压的输入电压范围。

根据本公开的一个方面，提供了一种本安电源装置，其包括：变压器，具有初级绕组和次级绕组，非本安供电电压经由开关电路被提供给初级绕组，开关电路控制初级绕组上的电压；控制单元，其对变压器的初级绕组上的电压进行采样并且基于所采样的初级绕组上的电压输出控制开关电路的开关的控制信号；以及输出单元，其连接到变压器的次级绕组并且提供本安输出电压。

根据本公开的一个实施例，开关电路包括开关晶体管，并且控制信号施加到开关晶体管的控制电极。

根据本公开的另一实施例，开关电路包括由开关晶体管构成的全桥电路，并且控制信号施加到构成全桥电路的各个开关晶体管的控制电极。

根据本公开的一个实施例，控制单元对变压器的初级绕组两端的电压进行采样。

根据本公开的另一实施例，控制单元对变压器的初级绕组的特定点处的电压进行采样。

根据本公开的一个实施例，输出单元包括与变压器的次级绕组串联连接的整流二极管和电容器，本安输出电压是电容器两端的电压，以及开关电路与整流二极管和电容器构成反激电路。

根据本公开的一个实施例，变压器具有两个或更多个次级绕组，以及本安电源装置具有与变压器的两个或更多个次级绕组一一对应的两个或更多个输出单元，从而能够提供两路或更多路本安输出电压。

根据本公开的另一方面，提供了一种包括上述本安电源装置的变送器。

根据本公开的本安电源装置能够简化电源电路的设计，从而具有结构紧凑、低成本和高效率的优点。

附图说明

本公开可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本公开的优选实施方式和解释本公开的原理和优点。

图1是图示了现有技术的本安电源装置的电路框图；

图2是图示了使用光耦合器O1构成的反馈环路的本安电源装置的电路框图；

图3是图示了根据本公开的一个实施例的本安电源装置的结构框图；以及

图4是图示了根据本公开的实施例的本安电源装置的一个具体示例的示意性电路图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本公开的示范性实施方式进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施方式的过程中可以做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施方式的不同而有所改变。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与根据本公开的方案密切相关的装置结构，而省略了与本公开关系不大的其他细节。