用于保护两线电流环路的至少一个部件的电路布置的制作方法_2

文档序号:9602776阅读:来源:国知局
由滤波器元件置于二极管的阳极上。滤波器元件用于抵消时钟信号与到达开关的实际切换信号之间的时移。如果二极管比开关更快到达,那么当脉冲已经置于二极管上而开关仍未切换时,会出现电压峰值。
[0021]在本发明的电路布置的有利的进一步发展的情况下,在比较器的输出与比较器的第一输入之间提供反馈,其中反馈具有反馈二极管,该反馈二极管用于将比较器的第一输入上的电压保持高于阈值。反馈二极管的阴极连接到比较器的第一输入。反馈二极管的阳极连接到比较器的输出并且还连接到第二电压源。当如此布置反馈二极管时,比较器的第一输入上的电压保持高于阈值并且开关元件或逻辑元件进一步阻断时钟信号。
【附图说明】
[0022]现在将基于附图更详细地解释本发明,附图的图示出如下:
[0023]图1是本发明的电路布置的实施例的第一示例的框图;
[0024]图2是本发明的电路布置的实施例的第二示例的框图;
[0025]图3是本发明的电路布置的实施例的第三示例的框图;
[0026]图4a_d是针对图2所示的本发明的电路布置的四个采样位置A、B、C、D的以电压-时间形式的时钟信号T的曲线的示意性表征。
【具体实施方式】
[0027]图1以框图形式示出本发明的电路布置的实施例的第一示例。在这样的情况下,两线测量装置11连接到AC/DC电压源16。电压源16在最大的情况下具有在19伏与253伏之间的电压。负载1在AC/DC电压源16与测量装置11之间与两线测量装置11串联。经负载1流入到测量装置11中的电流由整流器2整流,其中,在该示例中,整流器2尤其被构造为桥式整流器。该构造用于供给直流电路12,其中,在直流电路12中流动的电流经由开关3流动。在实施例的该示例中,开关3是场效应晶体管3,其中,参照电流流向,其漏极14放置在源极15前面。场效应晶体管3的栅极13受到微控制器9的控制。微控制器9将时钟信号T发送至场效应晶体管3的栅极13,场效应晶体管3使得直流电路12的电流以时钟脉冲流动。因此,操作周期被设定,并且测量装置11被供给有预定的功率。
[0028]时钟信号T经由常闭开关10供给至晶体管3的栅极13。在本发明的意义上,常闭开关10是在正常状态下可以使输入信号或电压通过的开关。在图1中的正常状态下常闭开关10使通过微控制器9输出的时钟信号T通过。因此,开关3借助于时钟信号T受到微控制器9的控制。
[0029]二极管4连接到直流电路12中的点KA,点&参照开关3的流向是在前面。二极管4布置成使得其阴极&连接到直流电路12。二极管4的阳极连接到电路布置中的节点K NO电压源6a以及到常闭开关10的路径P1连接到该节点KN。到常闭开关10的路径P1用于控制常闭开关10。对于节点KN上的或路径P1上的电压保持低于预定阈值S的情况,常闭开关10保持处于正常状态下,并且使时钟信号T通过。如果节点KN上的和路径P1上的电压超过该阈值S,则常闭开关10不再使时钟信号T通过。
[0030]电压源6a被实现为使得它输出恒定电压。该电压大于阈值S,或大于为了使常闭开关10摆脱其正常状态所需的电压。
[0031]在电路布置的正常操作中,二极管4和电压源6a不应对开关3和直流电路12的正常操作有影响。为了确保这一点,常闭开关10被选择使得阈值S高于二极管4的导通状态压降。通常,二极管4的导通状态压降相当于约0.7V。
[0032]由于负载1的大欧姆阻抗,在电路布置的正常操作中,存在跨开关3的小压降。因此,二极管4是导通的,并且节点KN上的电压受到二极管4的导通状态电压的限制。因此,常闭开关10未摆脱正常状态。
[0033]如较早已经提及的,当不存在负载1或当横跨负载1出现短路时,过电流产生。独立于过大电流的原因,该过电流状态达到的效果是,开关3被供应高电压。当开关3被供应高电压时,二极管4是不导通的。作为这种情况的结果,节点KN上的电压不再受到二极管4的导通状态压降的限制。由于电压源6a为节点&供应比常闭开关10的阈值S更高的电压,所以常闭开关10立即切换,使得没有时钟信号T通过。因此,开关3立即断开并且被保护免受过电流可能引起的损害。
[0034]图2以框图形式示出本发明的电路布置的实施例的第二示例,与图1所示的实施例的示例一样,该第二示例具有负载1、整流器2和开关3,开关3优选是场效应晶体管3。如图1,时钟信号T由微控制器9产生。与图1所示的实施例的示例不同,图2中的时钟信号T不经由常闭开关10而是代替地经由逻辑元件8被供给至场效应晶体管3的栅极13,其中,逻辑元件8优选为与非门。
[0035]此外,实施例的有利的示例包括二极管4,其中二极管4的阳极现在被连接到比较器5的第一输入Ε1。比较器5具有第二输入Ε2,第二输入Ε2被供应有电压源6b的预定阈值S。
[0036]两条路径P7、P9也连接到二极管4的阳极或连接到比较器5的第一输入E1。这两条路径中的一条路径P7通向滤波器元件7。滤波器元件7与微控制器9的输出G2连接。因此,由微控制器9产生的时钟信号供给至滤波器元件7。跨滤波器7的电压因此受到时钟信号T的控制。
[0037]此外,在微控制器9与二极管4的阳极或与比较器5的第一输入E1之间存在路径P9。图2中的路径P9可以被称为“复位短路”。
[0038]比较器5的输出G1与逻辑元件8连接。输出G1具有依赖于比较器5的状态的电压,其中,比较器5的状态或高或低。如果比较器5处于低状态下,其输出G1具有低电压,例如,无电压。如果比较器5处于高状态下,则输出G1具有高电压。
[0039]图2所示的电路布置功能如下。在正常操作中,比较器5处于低状态下,并且低电压被输出至逻辑元件8。这种情况持续,只要二极管4的阳极上的电压或比较器5的第一输入E1上的电压不超过比较器5的第二输入E2的阈值S。当然,第二输入E2的阈值S被预定为使得它大于在正常操作中在第一输入E1上存在的电压。该规范可以例如通过对电压源6b的匹配选择或在分压器的辅助下来确保。在正常操作中,比较器5的第一输入E1上的电压受到导通状态压降的限制,与图1 一样。这意味着置于比较器5的第一输入E1上的经滤波的时钟信号T总是在例如0.7V下被切断。
[0040]在过电流的情况下,二极管4阻断。置于二极管4的阳极上的电压不再受到二极管4的导通状态压降的限制,而是替代地被其它电路元件确定。首先,第一输入E1上的电压依赖于经滤波的时钟信号T。比较器5进一步执行对第一输入E1的电压和第二输入E2上的电压进行比较。如果二极管4阻断,则第一输入E1上的电压与来自滤波器元件7的经滤波的时钟信号T完全相同。在过电流状态期间,一旦存在第一个时钟脉冲,比较器5就检测到第一输入E1上的电压超过阈值S,或超过第二输入E2上的电压。作为这种情况的结果,比较器5从低状态转移到高状态,使得比较器5的输出G1立即具有高电压。归因于反馈(未示出),比较器5然后也保持处于高状态下。高电压转到逻辑元件8的输入E3。由于该高电压,逻辑元件8阻断来自微控制器9的时钟信号T。作为这种情况的结果,开关3断开,并且开关3以及测量装置11的其它部件因此被保护免于过高的电流。
[0041]逻辑元件8包括输出G3,输出G3与微控制器9连接。图2示出被称为“状态短路”的该路径P2。当存在过电流状态时,比较器5将高电压输出到逻辑元件8。在过电流的情况下,信号从逻辑元件8经由逻辑元件8与微控制器9之间的“状态短路”路径P2被传输至微控制器9。之后,在微控制器9将信号经由“复位短路”路径P9输出到比较器5的第一输入E1之前,微控制器9等待预定数量的时钟脉冲。在图2中所示的实施例的示例中,该信号直接输出到开关(未示出)优选地场效应晶体管。开关(未示出)短时间提供从比较器5的第一输入E1到地的路径。当比较器5的第一输入E1被切换至地时,第一输入E1上的电压被拉回到低于比较器5的阈值S。然后,比较器5的输出G1再次具有低电压,并且逻辑元件8使时钟信号T通过。如果过电流仍然存在,则一旦接下来的时钟脉冲tN到开关3上,二极管4再次堵塞。如已经描述的,时钟信号T再次被逻辑元件8阻断。
[0042]可以以三个方法步骤描述该过程。在步骤1)中,逻辑元件8将“状态短路”信号发送至微控制器9。在步骤2)中,微控制器9等待预定数量的时钟脉冲。在步
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