AC電壓數(shù)據(jù)信號(hào)方面進(jìn)行協(xié)作，所述限壓設(shè)備包括: 輸入端子，用于從所述干線電路接收一輸入電壓； 輸出端子，用于將一輸出電壓提供至所述支線電路； 電壓調(diào)節(jié)設(shè)備，用于將所述輸入端子與所述輸出端子連接，所述電壓調(diào)節(jié)設(shè)備配置為基于來(lái)自所述干線電路的所述輸入電壓來(lái)將一輸出電壓傳遞至所述輸出端子，所述電壓調(diào)節(jié)設(shè)備可操作于所述輸出電壓等于所述輸入電壓的第一模式，所述電壓調(diào)節(jié)設(shè)備可操作于所述輸出電壓等于一閾值電壓的第二模式； 控制設(shè)備，連接至所述輸出端子且連接至所述電壓調(diào)節(jié)設(shè)備，所述控制設(shè)備被配置為當(dāng)所述輸出端子處的電壓低于所述閾值電壓時(shí)將所述電壓調(diào)節(jié)設(shè)備置于第一操作模式，所述控制設(shè)備配置為如果所述電壓調(diào)節(jié)設(shè)備正以第一模式操作則當(dāng)所述輸出端子處的電壓超過(guò)所述閾值或?qū)⒁^(guò)所述閾值時(shí)將所述電壓調(diào)節(jié)設(shè)備置于第二操作模式；和 AC信號(hào)設(shè)備，被連接至輸入和輸出端子且與所述電壓調(diào)節(jié)設(shè)備并聯(lián)，所述AC信號(hào)設(shè)備配置為在所述電壓調(diào)節(jié)設(shè)備以所述第二模式操作的同時(shí)在輸入和輸出端子之間攜載AC數(shù)據(jù)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述電壓調(diào)節(jié)設(shè)備包括線性電壓調(diào)節(jié)器。
3.如權(quán)利要求2所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述線性電壓調(diào)節(jié)器包括可變阻抗設(shè)備。
4.如權(quán)利要求3所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述可變阻抗設(shè)備包括與所述輸入端子和所述輸出端子串聯(lián)連接的MOSFET。
5.如權(quán)利要求2所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述線性電壓調(diào)節(jié)器包括一固定電阻和一電流吸收器，所述固定電阻與所述輸入端子和所述輸出端子串聯(lián)，且所述電流吸收器連接至所述固定電阻。
6.如權(quán)利要求5所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述固定電阻是分壓計(jì)。
7.如權(quán)利要求1所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述電壓調(diào)節(jié)設(shè)備包括開關(guān)模式電壓調(diào)節(jié)器。
8.如權(quán)利要求7所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述開關(guān)模式電壓調(diào)節(jié)器包括如下中的一項(xiàng):降壓轉(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器、降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、回掃轉(zhuǎn)換器、半正激轉(zhuǎn)換器、推挽式轉(zhuǎn)換器、半橋式轉(zhuǎn)換器、全橋式轉(zhuǎn)換器、庫(kù)克轉(zhuǎn)換器、單端主-電感轉(zhuǎn)換器、和電荷泵。
9.與限流設(shè)備串聯(lián)的如權(quán)利要求1所述的限壓設(shè)備。
10.如權(quán)利要求9所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述限壓設(shè)備與一個(gè)或多個(gè)附加限流設(shè)備串聯(lián)。
11.如權(quán)利要求1所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述限壓設(shè)備位于一外殼內(nèi)，所述外殼包括外部干線電路端子組和一個(gè)或多個(gè)外部支線電路端子組，所述一個(gè)或多個(gè)限流設(shè)備位于所述外殼內(nèi)，所述干線電路端子組與所述限壓設(shè)備串聯(lián)且被配置為將所述干線電路電連接至所述限壓設(shè)備，每一支線電路端子組與所述一個(gè)或多個(gè)限流設(shè)備中的各個(gè)限流設(shè)備串聯(lián)，且其中所述限壓設(shè)備與所述一個(gè)或多個(gè)限流設(shè)備中的每一個(gè)限流設(shè)備串聯(lián)。
12.如權(quán)利要求1所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述AC信號(hào)設(shè)備包括電容器或電容元件。
13.如權(quán)利要求1所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述AC信號(hào)設(shè)備包括可變阻抗設(shè)備。
14.如權(quán)利要求13所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述可變阻抗設(shè)備也形成所述電壓調(diào)節(jié)設(shè)備的至少一部分。
15.如權(quán)利要求1所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述控制設(shè)備包括監(jiān)測(cè)設(shè)備，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備將與所述輸出端子處的電壓有關(guān)的第一電壓與參考電壓比較。
16.如權(quán)利要求15所述的限壓設(shè)備，其特征在于，當(dāng)將所述第一電壓與所述參考電壓比較時(shí)，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備可操作用于從所述第一電壓中移除AC電壓的至少一部分。
17.如權(quán)利要求16所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備包括運(yùn)算放大器和AC跟隨器電路，所述AC跟隨器電路將AC電壓反饋回所述運(yùn)算放大器。
18.如權(quán)利要求16所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述控制設(shè)備包括具有柵極的MOSFET，所述運(yùn)算放大器的輸出連接至所述柵極。
19.連接至分布式控制網(wǎng)絡(luò)的干線電路的如權(quán)利要求1所述的限壓設(shè)備，所述干線電路傳輸疊加在DC電壓上的AC數(shù)據(jù)信號(hào)。
20.如權(quán)利要求19所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述分布式控制網(wǎng)絡(luò)是如下網(wǎng)絡(luò)中的一項(xiàng):基本現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)、Profibus PA網(wǎng)絡(luò)、和基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。
21.如權(quán)利要求19所述的限壓設(shè)備，其特征在于，所述限壓設(shè)備與位于風(fēng)險(xiǎn)地域內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備串聯(lián)連接，且所述干線電路連接至位于安全區(qū)域內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)附加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
22.—種用于限制從分布式控制網(wǎng)絡(luò)的干線電路傳輸至支線電路的DC電壓的方法，在所述分布式控制網(wǎng)絡(luò)中所述干線電路與所述支線電路在附連至所述支線電路的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和附連至所述干線電路的控制處理器之間傳輸疊加在所述DC電壓上的AC電壓數(shù)據(jù)信號(hào)方面進(jìn)行協(xié)作，所述方法包括如下步驟: a)監(jiān)測(cè)從所述干線電路傳遞至所述支線電路的電壓； b)如果所監(jiān)測(cè)的電壓處于或低于預(yù)定最大電壓，則在基本不改變所傳遞的電壓的情況下將電壓從所述干線電路傳遞至所述支線電路； c)如果所監(jiān)測(cè)的電壓大于所述最大電壓，則將傳遞到所述支線電路的電壓限制為所述最大電壓；和 d)在執(zhí)行步驟c)的同時(shí)，在所述干線電路和所述支線電路之間傳送AC數(shù)據(jù)信號(hào)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，包括以下步驟: e)將表示傳遞到所述支線電路的電壓的第一電壓與用作參考電壓的第二電壓相比較； f)如果所述第一電壓小于或等于所述第二電壓，則執(zhí)行步驟b);且 g)如果所述第一電壓大于所述第二電壓，則執(zhí)行步驟c)。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述步驟e)包括如下步驟: h)將傳遞到所述支線電路的電壓的至少一部分傳輸至運(yùn)算放大器的第一輸入，且將所述參考電壓傳輸至所述運(yùn)算放大器的第二輸入。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，一AC電壓跟隨器被連接在所述運(yùn)算放大器的輸出和所述運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入之間。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，包括步驟: i)通過(guò)來(lái)自所述運(yùn)算放大器的輸出來(lái)調(diào)節(jié)可變電阻設(shè)備的電阻；且 j)通過(guò)改變所述可變電阻設(shè)備的電阻來(lái)控制步驟b)和c)的選擇。
27.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述步驟e)包括如下步驟: f)當(dāng)將所述第一電壓與所述第二電壓比較時(shí)，從所述第一電壓中移除AC電壓分量的一些或全部。
28.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)包括如下步驟: e)使用線性電壓調(diào)節(jié)器來(lái)限制傳遞至所述支線電路的電壓。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述線性電壓調(diào)節(jié)器包括串聯(lián)連接在所述干線電路和所述支線電路之間的可變電阻設(shè)備。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述線性電壓調(diào)節(jié)器包括與所述干線電路和所述支線電路串聯(lián)的固定電阻、以及連接在所述固定電阻和地之間的電流吸收器。
31.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，步驟d)包括通過(guò)所述線性電壓調(diào)節(jié)器的至少一部分來(lái)傳送所述AC數(shù)據(jù)信號(hào)。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，步驟d)包括通過(guò)可變電阻設(shè)備傳送所述AC數(shù)據(jù)信號(hào)。
33.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)包括如下步驟: e)使用開關(guān)模式電壓調(diào)節(jié)器來(lái)限制傳遞至所述支線電路的電壓。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述開關(guān)模式電壓調(diào)節(jié)器包括如下中的一項(xiàng):降壓轉(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器、降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、回掃轉(zhuǎn)換器、半正激轉(zhuǎn)換器、推挽式轉(zhuǎn)換器、半橋式轉(zhuǎn)換器、全橋式轉(zhuǎn)換器、庫(kù)克轉(zhuǎn)換器、單端主-電感轉(zhuǎn)換器、和電荷泵。
35.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，由與限流設(shè)備串聯(lián)的限壓設(shè)備來(lái)執(zhí)行步驟c)。
36.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備位于要求固有安全的風(fēng)險(xiǎn)地域內(nèi)，且所述干線電路還在位于安全區(qū)域內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)附加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和命令處理器之間傳輸AC數(shù)據(jù)信號(hào)。
【專利摘要】一種限壓設(shè)備，用于限制從分布式控制網(wǎng)絡(luò)的干線電路傳遞到支線電路的電壓，該限壓設(shè)備包括使AC數(shù)據(jù)信號(hào)在干線電路和支線電路之間傳送的AC信號(hào)設(shè)備。
【IPC分類】G05F1-613, H02H9-00, G05F1-56
【公開號(hào)】CN104685439
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380049030
【發(fā)明人】M·C·謝魯卡, B·E·赫爾夫里克, A·R·克雷德, T·E·沙德爾, B·J·沃格特
【申請(qǐng)人】鳳凰通訊發(fā)展及制造股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年9月20日
【公告號(hào)】EP2898390A1, US20150212529, WO2014047409A1