模拟电路的制作方法

本实用新型涉及一种能将电压可变地设定到定义限度内的模拟电路。

背景技术：

电子电路几乎始终需要恒定的参考电压，即与输入电压无关又稳定的参考电压，即与电流消耗无关又在期望的公差范围内保持足够精确的参考电压。但还期望能够按应用情况将这个电压可变地设定到某一值。

为此，现有技术中已公知数字电路的解决方案，但它们在安全相关组件方面存在问题，从而在vde和ul批准程序方面存在问题。在产品批准过程中，均须遵守相关的产品标准，由此对可批准产品的选择提出要求。ul通常需要所谓的“认可组件”来获得设备的批准。

另外还存在可以数字编程的模拟ic组件(例如凭借spi)。这在实践中也存在问题，即在vde和ul批准程序中可能出现难题。

也可能使用简单的分压器按照印刷电路板的装配选项来实现所需的参考电压，这样就无法再可变地设定参考电压。现有技术中还已公知可编程的数字电位计。使用这种电位计，可以通过控制器以数字方式将电阻器网络编程到期望值。

其缺点在于，在装配选项中，已在生产过程中设置参考电压。但期望稍后在客户应用中确定这种设置。用户应能在一定电压限度内为其应用自由选择所需的参考电压，以便例如可将他选择的电动机连接到相应的电子器件。

还须以模拟方式产生电压。如果需要安全相关的电路，则无法凭软件对其进行编程/更改。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是克服上述缺点并提供一种可安全操作的电路布置，并且利用该电路布置能够将电压设定到一定电压限度内，并且优选在设定后确保一旦设定的电压可以不按预期变化。

本实用新型用以达成上述目的的解决方案为根据如下所述的特征组合。

根据本实用新型，提供一种用于将电压uout可变地设定到定义的电压限度内的模拟电路布置，包括：具有正输入端的非反相加法器，其中，至少由第一级和第二级组成的分压器连接到加法器的正输入端，其中，至少一级由n个电阻器的并联电路组成，这些电阻器均在分压器的线路中串联到过电流保护装置；以及至少一个器件，用于激活其中一个或多个过电流保护装置(例如，通过故意启动的过电流)置于使其中一个相应受影响的线路中断的状态。

在特别有利的实施方案中提出，过电流保护装置构造为有针对性地熔断以停用的熔断器。

在本实用新型的同样有利的实施方案中提出，优选两级分压器的第一级由固定电阻器构成。

通过使熔断器在控制下熔断，就能更改并联电路的总电阻，从而更改与加法器的输入端连接的分压器的中心抽头处的总电压。结果，能够更改或调整非反相加法器的输出端处的电压uout。

根据哪些或多少熔断器熔断，能够以模拟方式“编程”、即永久性设定各不相同的输出电压。

在完成熔断或激励过电流保护装置的措施之后，联锁剩余未熔断的熔断器，以防燃烧过程。这就表明，一旦设定电压，完成联锁后就无法再按预期进行更改。

为了确保并控制电路的功能，在完成熔断过程后，通过控制器的adc读回参考电压。这样检出不规则或不成功的熔断过程。

因此，在本实用新型的优选实施方式中提出，所述用于“停用分压器的并联电路中的线路”的器件借助npn晶体管和pnp晶体管实现为电流负反馈的发射极电路，所述pnn晶体管的基极通过另外一个分压器的中心抽头与npn晶体管的集电极连接。

还有利地提出，npn晶体管的基极由微控制器(μc)来控制，优选通过串联电阻器来控制。用于熔断相应熔断器或过电流保护装置的控制信号可以例如由微控制器(μc)的典型i/o输出端或针床适配器来提供。

通过串联电阻器，能够根据需要来设定npn晶体管的基极中的电流。基极与发射极之间的下拉电阻器防止不受控制地接通npn晶体管。此外，基极也可以连接到另外一个信号(lock)，该信号确保可能需要“隐藏”或“停用”控制信号。

为此，根据本实用新型提出，与信号端子(lock)连接的基极通过所述的下拉电阻器与npn晶体管的发射极连接。

还有利的是这样一种实施方式：用于触发过电流保护装置的(相应)器件的pnp晶体管的集电极与这些过电流保护装置能相应连接或相应连接，以选择性将相应连接的过电流保护装置置于使相关线路中断的状态。

在本实用新型同样优选的实施方案中提出，进一步设置用于停用或联锁器件的电路，这就表明，该器件被构造成使线路中的那种状态保持稳定并阻止后续更改这种状态，具体方式是，例如阻止尚未触发的过电流保护装置的继续触发过程。

本实用新型的另一方面涉及一种用于使用上述电路布置将电压uout可变地设定到定义的电压限度内的方法，包括以下一个或多个步骤：

随着器件产生过电流而选择性激励其中一个或多个过电流保护装置，以使相关的线路均置于断电状态，从而更改输入端处的分压器的电压，因而按预期更改加法器的输出。

更优选的是，所述方法设计成：在随着过电流选择性触发或激励其中一个或多个过电流保护装置之后，借助联锁电路停用与尚未触发的过电流保护装置或尚未熔断的熔断器的相应器件。

附图说明

本实用新型的其他有利改进方案将在下文参照附图结合本实用新型的优选实施方案的描述来详细说明。图中：

图1示出用于可设定电压产生的根据本实用新型的电路布置；

图2示出用于触发过电流保护装置或熔断器的根据本实用新型的电路布置；

图3示出熔断器的触发过程的时序图；

图4示出用于联锁电路布置以触发参照图2的过电流保护装置的根据本实用新型的电路布置；以及

图5示出用于设定期望电压的示例性时序图。

具体实施方式

下面将参照图1至图5结合实施例详细说明本实用新型。

图1示出根据本实用新型的模拟电路布置1。模拟电路布置1构造成在所示的非反相加法器10处将电压uout可变地设定到定义的电压限度内。

加法器10具有正输入端11和负输入端12。模拟参考接地电位标记为agnd。两级分压器20连接到加法器10的正输入端11。分压器20由具有固定电阻器rf的第一级21和第二级22组成。第二级22由4个电阻器r1、r2、r3和r4的并联电路组成，这些电阻器分别布置在参考接地电位与分压器20处的中心抽头23之间的并联线路l1、l2、l3和l4中。

每个电阻器r1、r2、r3和r4在相应的线路l1、l2、l3和l4中与过电流保护装置f1、f2、f3、f4串联。在从模拟参考接地电位延伸到加法器10的负输入端12的线路中设置有电阻器rx，并且到加法器10的输出端的链路中设置有另外一个电阻器ry。根据按预期应触发过电流保护装置f1、f2、f3、f4中的哪一个，对加法器10的输出端施加要设定的电压uout。

图2示出根据本实用新型的用于触发过电流保护装置f1、f2、f3、f4的器件30。器件30构造为电流负反馈的发射极电路并借助npn晶体管和pnp晶体管，其中，b表示基极，e表示发射极，并且c表示集电极。

pnp晶体管的基极b1通过由两个电阻器r20、r30形成的分压器33的中心抽头31与npn晶体管的集电极c2连接。

npn晶体管的基极b2通过串联电阻器rb与微控制器μc连接，以便能够由微控制器μc控制基极。通过串联电阻器rb，能够根据需要设定npn晶体管的基极中的电流。

基极b2还与信号端子(lock)连接，该信号端子与如图4所示的联锁电路连接。这用于实现可能需要“隐藏”或“停用”控制信号，以便联锁尚未按预期触发的过电流保护装置f1、f2、f3、f4，以防不按预期触发。下拉电阻器rdp防止不受控制地接通npn晶体管。在pnp晶体管之前还设置电阻器re。该电阻器用于限制流过pnp晶体管的电流和pnp晶体管两端的电压降。

流入npn晶体管的电流使其导通，由此产生流过两个电阻器r20和r30的电流。通过相应地标定这两个电阻器r20和r30的规定，能够相应地设定需要流入pnp晶体管的基极b1的电流。此时促使电流流过熔断器f1，该熔断器f1的规格须标定成使得熔断器在期望时间内熔断。图3示出熔断器的触发过程的时序图。

为此，通过测量技术记录通过熔断器下降的电压。晶体管产生的电流在熔断器处首先产生电位升高。熔毁过程正在进行中。在大约11ms之后，熔断器完全熔毁，并且整体施加的电压通过熔断器下降了pnp晶体管的饱和电压。

图4示出用于联锁电路布置以触发参照图2的过电流保护装置的根据本实用新型的电路布置。

电路40同样是电流负反馈的发射极电路。在这种实施方案中，熔断器f1用于使另外一个npn晶体管保持锁止状态。一旦熔断器f1按预期触发或熔断，将npn晶体管的基极拉到更高的电位并且使其导通。

除用于联锁的信号之外，器件30用于触发熔断器的全部控制信号都通过所示的二极管d传导到该npn晶体管的集电极。这就导致，能够不再激活相应受影响的器件30。在熔断器熔断而联锁之后，参考电压的“设定过程”就不可逆转地终止。

图5示出用于设定期望电压uout的示例性时序图。

在熔断器f1的触发过程之前，待设定的参考电压(uout＝上曲线)处于大约1100mv的电位。此时，首先第一熔断器f1熔断。在触发第一熔断器f1之后，参考电压处于约1300mv的电压电平。此后，第二熔断器f2熔断。参考电压uout此时已达到约1600mv的期望电压电平。此后，激活联锁，以固定所获的状态。

本实用新型就其实施方案而言不限于上述优选实施例。而是可以设想诸多变型方案，即使在基本不同类型的实施中也能使用所示的解决方案。