CN101454960A - 活门或者阀的安全驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种安全驱动装置(10)，其具有用于特别是在暖气通风空调(HLK)、防火以及空间保护的领域中将用于调节气体体积流量或液体体积流量的活门或阀回引到预先给定的安全位置中的安全电路(12)。所述安全驱动装置(10)主要包括带有可控的电动机(28)的调节驱动装置(14)、电容性能量存储器(20)、带有功率组件的能量转换器(22)和电流馈送装置(18)。在正常运行中，电流在能量转换器(22)的功率组件中被转换为较低的电压电势，并且存储在带有至少一个双层电容器的电容性能量存储器(20)中。在电压下降到预先确定的值之下或者在电力故障情况下，存储的电荷由相同的功率组件转换回较高的电压电势，并且电动机(28)***作，直到达到预先给定的安全位置。

Description

活门或者阀的安全驱动装置

技术领域

本发明涉及一种安全驱动装置，其具有安全电路，该安全电路用于特别是在暖气通风空调(HLK)、防火以及空间保护的领域中将调节气体体积流量或液体体积流量的活门或阀的到预先给定的安全位置中。此外，本发明还涉及一种用于将活门或者阀安全地回引到所提及的安全位置中的方法。当检测到电压故障或者电压下降时，安全电路才活动。

背景技术

为了移动通风***中的活门或者引水管路***中的阀，比较弱的电动机必须操作大面积的或者大体积的调节设备。精确而稳定的调整借助极大的齿轮减速比(Untersetzung)是可能的。对于活门枢转或者球阀转动锐角、直角或钝角，需要电动机的传动轴多次旋转。在阀的线性移动中，同样的也适用于比较小的移动。

在气体体积流量和液体体积流量中重要的是，在电力故障的情况下，活门和/或阀可以回引到事先确定的安全位置中，通常是关闭位置中。

这以传统的方式借助复位弹簧来进行，该复位弹簧在操作阻塞机构时(人们也将活门、阀等等称为阻塞机构)通过电动机被张紧。在电压下降时(同样是事先确定的量，其被相应的传感器检测)，或者在电力故障时，电动机的电流馈送被关断。由此，张紧的弹簧的抵抗力消失，回引实际上可以立刻进行。

然而，长时间使用的这些弹簧***始终具有的缺点是，它们引起机械装置增大的磨损，并且弹簧不久以后失去其弹性。

在US 5278454中公开了一种电安全电路，其描述了具有高电荷容量和小体积的电容器。电容器可以产生所需的回引功率。简单的传感器监视电网电压。该电容性能量存储器代替复位弹簧。替代一个电容器，可以将多个电容器串联和/或并联。通过并联电路，可以增大电容，通过串联电路可以提高电压。为了充电模式和电动机模式，在恒定的电压情况下使用两个分离的电流馈送装置。不利的是，对于电压继电器必须使用开关和传感器。在电压下降情况下的紧急运行不允许有可靠的监视，且充电电路产生明显的热量。

US 5744876公开了一种带有安全电路的安全驱动装置，与US5278454中相对，继电器仅仅在紧急状态中、即在电压下降或者电力故障情况下才活动。调节设备的回程时间通过小的电容器结合以晶体管来控制。然而继电器仍然不稳定，在电容器的放电期间不进行电压调节，并且充电电路在此也产生热量。

根据US 5744923可以借助附加的电压调节器即使在馈送电压的电压下降期间在紧急运行中也实现恒定的电压。在接近预先给定的位置中的止挡之前进行制动作用。相对于继电器技术，借助功率MOSFET开关可以实现更长的寿命。然而高损耗的电压调节器电路抵消了这些优点，此外还需要四个电源(电压/电压调节器)。

最后，US 7023163 B2公开了一种用于控制执行器的安全电路，该安全电路被以整流后的输入电压馈电。直流电压被提高到更高的水平，相应的电容器被以该电压充电。由此，可以使用具有较小电容的电容器。在用于驱动电动机的供电电流中电压下降的情况中，或者在电力故障的情况中，升高的电压被变换回到较小的直流电压并且以此驱动电动机。

首先普遍地公开的开关调节器的电路类型被称为所谓的“降压拓扑(Step-down Topologie)”或“降压模式(Step-down-Modus)”。该开关调节器也被称为Buck转换器拓扑或者降压转换器拓扑的模式相对于输入电压降低了输出电压，由此在输出侧对电容器充电。

在“升压拓扑”中，输出电压相对于输入电压升高，其也称为Boost转换器拓扑或者升压转换器拓扑。

使用了其中能量流在两个方向上进行的能量转换器，借助降压拓扑用于充电，借助升压拓扑用于电容器的放电。

发明内容

本发明的任务是，提出一种开头所述类型的安全驱动装置以及一种用于其驱动的方法，其具有进一步简化和改进的安全电路，用于回引活门或者阀。

该任务通过权利要求1和15的特征的整体来解决。本发明的核心在于，设计一种可控的功率组件，其任选地(在正常情况中)从电流馈送装置对电容性能量存储器进行充电，或者(在紧急情况中)为了驱动电动机而放电到电动机中。通过这种方式，实现了控制电路的一种特别简单的构造以及在正常情况和紧急情况中的能量流的一种可特别简单和灵活地使用的控制。

根据本发明的一种扩展方案，电容性能量存储器包括至少一个双层电容器或者超级电容器(Supercap)。特别地，功率组件是能量转换器的一部分，该能量转换器可作为DC-DC转换器工作，该转换器具有将输出电压相对于输入电压降低的降压开关模式以及将输出电压相对于能量存储器或超级电容器的输入电压升高的升压开关模式，其中优选的是电流馈送装置通过中间电路与电动机相连，能量转换器被连接到中间电路上，在能量转换器内，可控的第一开关与可控的第二开关串联设置，该第一开关带有跨接该第一开关的第一二极管，而第二开关带有跨接该第二开关的第二二极管，并且包括电容性能量存储器和电感的串联电路连接在中间电路的电极与两个开关的连接点之间。

在此，开关有利地构建为FET开关，优选具有集成的二极管。

基本上，电容性能量存储器可以包括单个的电容器。优选的是，监视单元与该电容器关联。

替代地，电容性能量存储器可以包括多个电容器，这些电容器串联和/或并联。在这种情况中，监视单元被与多个并联的电容器关联，并且监视和均衡单元分别与多个串联的电容器关联。

在一种扩展方案中，监视单元或监视和均衡单元分别包括电阻和可控开关构成的串联电路。

本发明的另一扩展方案的特征是，能量转换器的可控开关或者监视单元或监视和均衡单元的可控开关由微控制器来激励。

优选的是，电动机被激励电路(特别是以电动机ASIC的形式)激励，其中激励电路特别是通过MP(多点)总线与微控制器相连。

本发明的另一扩展方案的特征是，在中间电路中设置了二极管，该二极管在电容性能量存储器放电到电动机中时，阻止至电流馈送装置中的电流。

同样，在中间电路中可以设置传感器电路，其构建用于检测在中间电路中的电压下降。

根据本发明的方法的一种扩展方案的特征是，输入侧的频率优选为50-60Hz的交流电被转换为直流电，并且通过功率组件引导至电容性能量存储器。

在较低和较高的电压电势之间的电压振幅在此为至少大约20-40V。

根据本发明的另一扩展方案的特征是，微控制器在降压模式中借助模拟输入端测量电容性能量存储器上的电压，而通过数字输出端将PWM信号发送到功率组件的可控开关上，并且微控制器在升压模式中借助模拟输入端测量位于电流馈送装置和电动机之间的中间电路上的电压，并且通过数字输出端将PWM信号输出到功率组件的可控开关上。

优选的是，使用如下功率组件：该功率组件包括可控的第一开关与可控的第二开关的串联电路，该第一开关带有跨接该开关的第一二极管，而第二开关带有跨接该开关的第二二极管，其中包括电容性能量存储器和电感的串联电路连接在中间电路的电极与两个开关的连接点之间，并且在一个开关断开的情况下续流电流(Freilaufstrom)流经二极管期间，将另一个开关闭合。

当使用多个电容器构成的电容性能量存储器时，这些电容器的电压电势被周期性地单独测量，并且具有过高电压的电容器被至少部分放电。

在电容性能量存储器的电容器串联的情况下，优选的是进行电压均衡。

根据本发明的装置允许将两个方向中的电能量流(换言之，用于对电容性能量存储器充电和放电)明显简化，其方式是仅须设置单个的开关调节器，该开关调节器用作Buck转换器或降压转换器以及Boost转换器或升压转换器。

能量转换器的开关调节器优选是DC-DC转换器，该转换器具有将输出电压相对于输入电压降低的降压开关模式以及将输出电压相对于输入电压升高的升压开关模式，如所提及的那样设置在单个的功率组件中。

电容性能量存储器在实践中主要是双层电容器，通常简称为超级电容器，其包括缠绕的、以碳粉涂覆的金属膜，这些金属膜带有位于其间的分隔装置和电解质。在设置多个电容器时，区分具有相加的电容的并联电路和具有各个电容器的电容的倒数值相加的倒数的串联电路。串联电路例如用于将高电压分配到具有小的耐压性的多个电容器上。在施加直流电压的情况下，电流流动直到板或者膜被充电并且不能再接收电荷。交流电流必须首先被整流，以对电容器持续充电。

如果被充电的电容器的板或膜通过用电器相连，则板或膜的电荷均衡，即电流流动直到两个电极又变为电中性。

在本发明的范围中，电容器必须具有足够的电容，以便在供电中电压下降或者电力故障的情况下将活门或者阀回引到预先给定的安全位置中。因此，目前常见的弹簧的设置在功能上变得多余。

电容器必须具有足够大的电容，以便将调节设备回引到安全位置中。因此，优选使用双层电容器，简称超级电容器。因为超级电容器的额定电压通常较低，所以电源电压必须借助能量转换器变换为该电压。在超级电容器放电时，能量转换器将电压又变换回电动机的工作电压。

根据本发明的一个特别有利的实施形式，由一个或多个并联的超级电容器构成的能量存储器拥有监视单元。具有多个串联的超级电容器的能量存储器分别拥有自己的监视单元，该监视单元也用作超级电容器之间的均衡单元。由此，单个超级电容器的电压可以不变得过高。这通过将具有过高电压的超级电容器放电来实现。由此，也可以防止过快的老化。

在电容性能量存储器的充电和放电中，在实际中也称为超级电容器的电容器的充电和放电中，电压调节器在两个方向中达到大的电压振幅，优选为大约20-40V。

输入侧的例如频率为50-60Hz的交流电被变换为直流电，并且通过开关调节器或者能量转换器引导至超级电容器。

借助均衡和监视单元，周期性地单独测量超级电容器的电压电势。具有过高电压的超级电容器被至少部分放电。在串联超级电容器的情况下，在此也有规律地进行电压均衡。

附图说明

以下将借助附图中所示的实施例进一步阐述本发明。其中：

图1示出了带有电容性能量存储器(超级电容器)的安全驱动装置的框图，

图1a示出了安全驱动装置的框图，其中针对多个(多达16个)调节驱动装置设置了共同的电源单元，

图2示出了带有能量转换器的安全电路，

图3示出了根据图2的带有降压模式中的能量转换器的安全电路，

图4示出了根据图2的带有升压模式中的能量转换器的安全电路，

图5示出了监视单元，

图6示出了均衡和监视单元，

图7示出了图1中的安全驱动装置的详细的电路图，

图7a示出了安全驱动装置的一种替代图7的构型的电路图，其具有功率开关的附加的锁紧装置和能量存储器的电容器的充电和放电电流的直接监视装置。

具体实施方式

图1示出了安全驱动装置10，其具有安全电路12、带有用于活门16的电动机28的调节驱动装置14、以及电流馈送装置18。

安全电路12包括电容性能量存储器20，通常是一个或多个双层电容器，出于简单起见，通常称为超级电容器。能量转换器22具有两个方向的能量流(图2中的44)。该能量转换器降低了用于对超级电容器20进行充电的电压，并且在超级电容器20放电时将电压提高到起始值，即提高到电动机28的正常电压。均衡和监视单元24一方面用于监视能量存储器20的电容器或者各个电容器，并且另一方面用于在能量存储器20的不同电容器之间进行电压均衡。关于能量转换器22以及均衡和监视单元24的细节在图2-6中给出。安全电路12由调节器、微控制器26控制和监视，该微控制器也将控制命令发给调节驱动装置14。

调节驱动装置14主要包括电动机28，在此为无传感器和无刷的DC电动机。电动机ASIC 30(专用集成电路)通过MP总线39接收微控制器26的控制命令并控制电动机28。在本例子中，该功率比较弱的电动机28将其扭矩通过减速传动装置32传递到通风管34中的活门16上，或者(未示出)传递到阀或者线性杆上。

电流馈送装置18本身例如以电网电流230 VAC或者110VAC、或者24VAC/DC或者72VDC供电。在电流馈送装置18的输出侧，在中间电路36上有在此为24VDC的中间电路电压。在正常工作中，电动机28通过电动机ASIC 30由电流馈送装置18供电，该电流馈送装置18同时通过能量转换器22对能量存储器20充电。最后，电流馈送装置18对微控制器26提供所需的工作电流。用双箭头38、40表明在电流减小时，能量存储器20通过与在充电时相同的能量转换器22放电，并且在该紧急运行中的电流通过中间电路36和电动机ASIC 30流到电动机28，该电动机将活门16置于事先确定的安全位置中。

引起紧急运行的电压下降被传感器电路42(也参见图7)检测，该传感器电路将信号引导至微控制器26。该微控制器在它那方面通过MP总线39、主-从连接将命令转发给电动机ASIC 30。电动机ASIC 30激励电动机28以达到活门16的事先确定的安全位置。电动机28在此以可参数化的、通常较高的速度将活门16回引到安全位置中。

在正常工作中，能量存储器20被充电，直到电压高到存储了足以使调节驱动装置14返回到预先给定的安全位置中的能量。如果能量存储器20在正常工作中被过充电，则能量存储器20放电。

在图1的实施例中，调节驱动装置14及其能量供给与电流馈送装置18和安全电路12形成一个单元，而根据图1a的安全驱动装置10也可以划分为两个独立的块，即供电单元11和调节驱动装置14，它们于是也可以如在图1a中表明的那样被置于分离的壳体中。在两个块之间的连接于是通过中间电路36和MP总线39实现。借助安全驱动装置的这种配置，特别可能的是将多个(例如多达16个)调节驱动装置14连接到供电单元11上，并且由该共同的供电单元11来提供所需的能量和必需的控制命令。

由此在一种实施变形方案中，供电单元11可以作为单独的装置实施，该装置为了通过中间电路36和MP总线39与一个或多个调节驱动装置14相连而包括合适的端子和/或线缆连接部，例如用于通过中间电路36连接的一个或多个单独的端子或线缆连接部，以及用于通过MP总线连接的一个或多个单独的端子或线缆连接部。此外，供电单元11包括用于将电流馈送装置18与外部电流源相连的端子。

图2示出了能量转换器22，如其在根据图1的安全电路12中使用的那样，该能量转换器22借助相同的功率组件46而允许在两个方向上的能量流44。换言之，能量存储器20可以用相同的功率组件46充电和放电。能量转换器22和微控制器26连接在具有电压电势为24VDC的中间电路36上。

微控制器26具有模拟输入端AI1，其在能量存储器20(双层电容器C1)和电感L1之间与通过该电容器引导的回路35相连，并且具有模拟输入端AI2，其与具有电源电压的中间电路36相连。此外，微控制器26具有第一数字输出端DO1，其激励开关S1，以及第二数字输出端DO2，其激励开关S2。

功率组件46的两个开关S1和S2串联，并且分别被一个关联的截止方向的二极管D1、D2跨接。电感L1在两个开关S1和S2之间分接，并且与能量存储器20(电容器C1)相连。

如果FET(场效应晶体管)用作开关S1和S2(图7中的FET1和FET2)，则二极管D1和D2优选集成在FET中。在这种情况中可以省去附加的二极管。在续流电流流过二极管的情况下，该二极管可以以相应的开关短路。

图3示出了带有降压模式(能量流44’从中间电路流向能量存储器20)的能量转换器22的安全电路12。能量转换器22在此降低了中间电路36的电压，并且对能量存储器20的双层电容器C1充电。微控制器26用模拟输入端AI1测量电容器C1上的电压，并且在需要时将PWM(脉宽调制)信号48从数字输出端DO1发送到开关S1。如果开关S1闭合，则电流I1流过电感L1并对电容器C1充电。如果开关S1断开，则续流电流I2流过二极管D2和电感L1，电容器C1被进一步充电。在其中续流电流I2流动的时间中，开关S2可以被附加地切换，以减小二极管D2上的功率损耗。由此提高了能量转换器22的效率。

图4示出了升压模式(能量流44’从能量存储器20流向电动机28)中的能量转换器22。能量转换器22在此提高了带有双层电容器C1的能量存储器20的电压，并且将能量馈送到中间电路36中。微控制器26用模拟输入端AI2测量中间电路36上的电压，并且将PWM信号50从数字输出端DO2发送到开关S2。如果开关S2闭合，则电流I3流过电感L1并对电容器C1放电。如果开关S2断开，则续流电流I4流过二极管D1和电感L1，电容器C1被进一步放电。能量被从电容器C1转换为24V并且输送到中间电路36中。在其中续流电流I4流动的时间中，开关S1可以被附加地切换，以减小二极管D1上的功率损耗。由此提高了能量转换器22的效率。

由图2-4可以看出的是，能量转换器22以相同的开关调节器46将电能转换为较低的电压电势，该电能随后存储在能量存储器20(电容器C1)中。在电源18中电力中断或者电压下降的情况下，所存储的能量被反向转换，并且可以用与正常工作中相同的电压对电动机28(图1)供电。对于降压模式(图3)和升压模式(图4)，总是使用相同的功率组件46或者同样的能量转换器22。

在图5中示出了监视单元52，当在电容器C1上的电压高于预先给定的电压时，该监视单元使能量存储器20至少部分地放电。带有双层电容器C1的能量存储器20具有包含开关S3和串联的欧姆电阻R1的旁路。放电通过将开关S3闭合来进行。在此，放电电流流过R1和S3。

图6示出了带有两个串联的双层电容器C1和C2的能量存储器20。电容器C1具有如图5中所示的那样的包含开关S3和欧姆电阻R1的旁路。相应地，电容器C2具有包含开关S4和欧姆电阻R2的旁路。如果电容性能量存储器20还由多个电容器C1、C2、...、Cn构成，则每个电容器都具有相应的开关Sn+2和电阻Rn。换言之，在串联的电容器C1至Cn的情况下，每个单个的电容器都具有自己的监视单元52。

如果例如在电容器C2上的电压高于预先给定的电压，则通过将开关S4闭合使该电容器至少部分放电。放电电流流过电阻R2和开关S4。如果开关S3至Sn+2同时闭合，则在所有超级电容器上进行电压均衡。如果所有电容器C1、C2、...、Cn的总电压过低，则简单地将整个电容器组再充电。

所有电容器C1至Cn、即能量存储器20都被不时地单独针对其功能性进行检验。所测量的是电容C和内阻ESR。为此，例如开关S3(图6)在短的时间上闭合。通过在放电前后由此形成的电压差，可以确定电容器C1的电容C。如果测量S3开关前后在电容器C1上的电压，则可以借助放电电阻R1来计算内阻ESR。监视和均衡单元24于是允许对具有电容器C1至Cn的能量存储器20的周期性状态监视。

在正常工作中，即在能量存储器20保持电压和充电时，周期性地检测其电容。如果测量值之一给出差的结果，即过低的电容，或者过高的内阻，则微控制器将命令发送给电动机ASIC 30来结束驱动，并且例如借助LED(图7中的56)用信号表示该故障。该结束运动的能量来自电流馈送装置，并且通过这种方式可以毫无问题地完成。

图7示出了图1中的安全驱动装置10的详细视图。在中间电路36中，在能量转换器22之前设置有具有导通方向的极性的二极管53和位于其后的电容器54。二者形成了简单的整流电路。在正常情况中，二极管53允许电流从馈入侧至电动机28流动。同时还具有平滑功能的电容器54被充电。如果在馈入侧的电压降低或者完全消失，则在于是截止的二极管53上得到电压降，该电压降达到馈送电压(24VDC)的大小。该电压降在微控制器26的两个模拟输入端AI3和AI2上被测量，并且提供用于控制紧急运行。两个FET(场效应晶体管)开关FET1和FET2随后在升压模式中被激励(图4)，并且在将电压提高的情况下将来自电容性能量存储器20的能量提供给电动机ASIC 30或电动机28。FET开关FET1在此通过电平移动器(Level-Shifter)55被微控制器26的数字输出端DO1激励，FET开关FET2被数字输出端DO2激励。模拟输入端AI1和AI4以及数字输出端DO3和DO4与监视和均衡单元24关联。

模拟输入端AI5借助测量电阻RM监视能量转换器22中的电流，而数字输出端DO5激励LED 56和电阻57构成的串联电路，该串联电路可以用作针对电路的工作状态的指示器。

为了在能量存储器20中所使用的超级电容器(图7中的电容器C1和C2)情况下具有尽可能小的老化过程，所施加的电压必须低。于是，在例如2.7V的额定电压情况下，已经可以以2.3V的电压来应付。电容也应当在多年之后还大到使得还可以存储足够的能量。也就是说，在新状态中，当超级电容器还没有老化并且电容尚大时，存储过多能量。

当可以测量或者以其他方式确定存储在能量存储器20中的能量时，超级电容器尤其是可以在寿命的开始时以比2.3V低得多的电压驱动。这样的结果是，可以延长超级电容器的寿命，或者在相同寿命的情况下可以预期有更高的能量。

在图7a中示出的、与图7不同的电路的变形方案中，改变了测量电阻RM的位置。测量电阻现在设置在两个电容器(超级电容器)C1和C2之间。这样的优点是，可以测量充电和放电电流。一方面，这样可以监视最大的充电或放电电流。另一方面，由该信息结合以电压可以确定充到超级电容器中或者从中获取的能量。

在图7a中，具有FET开关FET1和FET2的半桥又作为同步的开关调节器工作。危险在于，在故障情况下，两个开关是闭合的，由此流动短路电流。在正常工作情况下，开关驱动装置由微控制器26的定时单元控制，确切地说，包括切换中的滞后时间(Totzeiten)，使得两个开关FET1和FET2从不会同时闭合。在启动阶段或者在干扰情况中也可能的是，两个激励信号DO1和DO2接通。在用于开关FET2的栅极驱动器58和开关FET1的包含栅极驱动器的电平移动器55之间的特殊的阻塞电路59有效地防止了这样的情形。

附图标记列表

10                      安全驱动装置

11                      供电单元

12                      安全电路

14                      调节驱动装置

16                      活门

18                      电流馈送装置

20                      电容性能量存储器

22                      能量转换器

24                      监视和均衡单元

26                      微控制器

28                      电动机

30                      激励电路(电动机ASIC)

32                      减速传动装置

34                      通风管

35                      回路

36                      中间电路(中间电路电压)

38，40                  双箭头(能量流)

39                      MP总线

42                      传感器电路

44，44’，44”          能量流

46                      功率组件(开关调节器)

48                      PWM信号

50                                 PWM信号

52                                 监视单元

53                                 二极管

54                                 电容器

55                                 电平移动器(和栅极驱动器)

56                                 LED

57                                 电阻

58                                 栅极驱动器

59                                 阻塞电路

AI1，...AI5                        模拟输入端

C1，...，Cn                        电容器(双层电容器或超级电容器)

D1，D2，...，Dn                    二极管

DO1，...，DO4                      数字输出端

FET1，FET2                         FET开关

I1，I3                             电流

I2，I4                             续流电流

L1                                 电感

R1，R2，...，Rn                    电阻

RM                                 测量电阻

S1，S2，...，Sn+2                  开关

Claims (22)

1.一种安全驱动装置(10)，其具有安全电路(12)，该安全电路特别是在暖气通风空调(HLK)、防火以及空间保护的领域中用于将调节气体体积流量或液体体积流量的活门(16)或阀回引到预先给定的安全位置中，所述安全驱动装置(10)主要包括：带有可控的电动机(28)的调节驱动装置(14)、用于电动机(28)的电流馈送装置(18)以及电容性能量存储器(20)，其特征在于，设计了可控的功率组件(46)，该可控的功率组件任选地从电流馈送装置(18)对电容性能量存储器(20)进行充电，或者为了驱动电动机(28)而放电到电动机(28)中。

2.根据权利要求1所述的安全驱动装置，其特征在于，电容性能量存储器(20)包括至少一个双层电容器或者超级电容器。

3.根据权利要求1或2所述的安全驱动装置，其特征在于，功率组件(46)是能量转换器(22)的一部分，该能量转换器能够作为直流-直流转换器工作，该转换器具有将输出电压相对于输入电压降低的降压开关模式(44’)以及将输出电压相对于能量存储器(20)的输入电压升高的升压开关模式(44”)。

4.根据权利要求3所述的安全驱动装置，其特征在于，电流馈送装置(18)通过中间电路(36)与电动机(28)相连，能量转换器(22)被连接到中间电路(36)上，在能量转换器(22)内，可控的第一开关(S1)与可控的第二开关(S2)串联设置，该第一开关(S1)带有跨接该第一开关的第一二极管(D1)，而第二开关(S2)带有跨接该第二开关的第二二极管(D2)，并且包括电容性能量存储器(20)和电感(L1)的串联电路连接在中间电路(36)的电极与两个开关(S1，S2)的连接点之间。

5.根据权利要求4所述的安全驱动装置，其特征在于，开关(S1，S2)构建为场效应晶体管开关(FET1，FET2)，优选具有集成的二极管(D1，D2)。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的安全驱动装置，其特征在于，电容性能量存储器(20)包括一个电容器(C1)。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的安全驱动装置，其特征在于，电容性能量存储器(20)包括多个电容器(C1，C2，...，Cn)，这些电容器串联和/或并联。

8.根据权利要求6所述的安全驱动装置，其特征在于，监视单元(52)与所述一个电容器(C1)关联。

9.根据权利要求7所述的安全驱动装置，其特征在于，监视单元(52)被与多个并联的电容器(C1，C2，...，Cn)关联，并且监视和均衡单元(24)分别与多个串联的电容器(C1，C2，...，Cn)关联。

10.根据权利要求8或9所述的安全驱动装置，其特征在于，监视单元(52)或监视和均衡单元(24)分别包括电阻(R1，R2；Rn)和可控开关(S3，S4；Sn+2)构成的串联电路。

11.根据权利要求4或10所述的安全驱动装置，其特征在于，能量转换器(22)的可控开关(S1，S2)或者监视单元(52)的可控开关(S3，S4；Sn+2)和/或监视和均衡单元(24)的可控开关(S3，S4；Sn+2)由微控制器(26)来激励。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的安全驱动装置，其特征在于，电动机(28)被激励电路(30)、特别是以电动机专用集成电路的形式激励的激励电路，并且激励电路(30)特别是通过多点总线(39)与微控制器(26)相连。

13.根据权利要求4所述的安全驱动装置，其特征在于，在中间电路(36)中设置了二极管(53)，该二极管在电容性能量存储器(20)放电到电动机(28)中时，阻止至电流馈送装置(18)的电流。

14.根据权利要求4所述的安全驱动装置，其特征在于，在中间电路(36)中设置了传感器电路(42)，该传感器电路构建用于检测在中间电路(36)中的电压下降。

15.一种当出现电压故障或者电压下降时，用于借助根据权利要求1至14中的任一项所述的安全驱动装置可靠地将用于调节气体体积流量或者液体体积流量的活门(16)或者阀回引到事先确定的位置中的方法，其特征在于，

-在正常运行中，也为电动机(28)馈电的电流借助用作能量转换器的功率组件(46)在降压模式中被转换为较低的电压电势，并且存储在电容性能量存储器(20)中，以及

-在电压下降到预先确定的值之下或者在电力故障情况下，借助相同的功率组件(46)将存储在电容性能量存储器(20)中的电能在升压模式中转换回较高的电压电势，并且用于驱动电动机(28)，直到达到预先给定的安全位置。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，输入侧的优选频率为50Hz-60Hz的交流电变换为直流电，并且通过功率组件(46)引导至电容性能量存储器(20)。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，在较低的和较高的电压电势之间的电压振幅为至少大约20V-40V。

18.根据权利要求15至17中的任一项所述的方法，其特征在于，微控制器(26)在降压模式中以模拟输入端(AI1)测量电容性能量存储器(20)上的电压，以及通过数字输出端(DO1)将脉宽调制信号(48)输出到功率组件(46)的可控开关(S1)。

19.根据权利要求15至17中的任一项所述的方法，其特征在于，微控制器(26)在升压模式中以模拟输入端(AI2)测量位于电流馈送装置(18)和电动机(28)之间的中间电路(36)上的电压，以及通过数字输出端(DO2)将脉宽调制信号输出到功率组件(46)的可控开关(S2)。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，使用如下功率组件(46)：该功率组件包括可控的第一开关(S1)与可控的第二开关(S2)的串联电路，该第一开关带有跨接该第一开关的第一二极管(D1)，而第二开关带有跨接该第二开关的第二二极管(D2)，包括电容性能量存储器(20)和电感(L1)的串联电路连接在中间电路(36)的电极与两个开关(S1，S2)的连接点之间，并且在一个开关(S1或S2)断开的情况下续流电流(I2或I4)流经二极管(D2或D1)期间，另一个开关(S2或S1)闭合。

21.根据权利要求15至20中的任一项所述的方法，其特征在于，使用多个电容器(C1，C2，...，Cn)构成的电容性能量存储器(20)，并且电容器(C1，C2，...，Cn)的电压电势被周期性地单独测量，并且具有过高电压的电容器被至少部分放电。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，在电容性能量存储器(20)的电容器(C1，C2，...，Cn)串联的情况下，进行电压均衡。

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