专利名称：具有用于参数和换算因子的电子存储器的电功率开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电功率开关，具有电子保护装置和与该保护装置在空间上分离地置于功率开关内的、并可由该保护装置读和写的用于功率开关的运行数据的电子存储器。
背景技术：
这种类型的功率开关例如由DE10019092A1公开。其中，按照公知方式作为电子过电流触发器构成的保护装置设置在位于一个操作台后的功率开关的前部区域。相反，电流转换器或电流传感器设置在功率开关的与该操作台相对的背面，该电流转器或电流传感器用于采集功率开关的每个极中的电流的测量值，并提供运行保护装置所需的辅助能量。一个电缆束将功率开关的这两个区域连接在一起。用于存储参数和转换因子的电子存储器设置在该电缆束的支路中，这些参数和转换因子取决于功率开关的大小和实现。
根据US4958252，与保护装置在空间上分离的电子存储器的另一种公知应用是测量电流插头。在这种情况下，存储器用于记录运行事件，尤其是开关过程的次数以及每次中断的电流的大小，以便从中确定对功率开关进行必要的维护的时刻。
如果所述类型的电子存储器与保护装置在空间上分离地设置在功率开关中，则为了在这两个单元之间通信需要连接导线或电缆束。其中，可以将电子存储器设置在电缆束的支路上，如所提到的DE10019092A1中描述的那样。由此，所有共同作用的组件或单元都会受到出现在功率开关中的磁场、电场和电磁场的干扰的影响。由于电组件和电路对这种类型影响的敏感度是已知的，因此设置了屏蔽保护来防止对保护装置的功能的干扰(US5303113)。
但是，不断增长的对功率开关的开关能力的要求也使得对功率开关的所有电组件的电磁影响相应增加。尽管存在控制这种影响的各种方法，对可靠性的关注还是期望尤其是提高单独设置的电子存储器的电磁相容性(EMV)。在此，首先考虑在保护装置和存储器之间通信时可以通过偶然极大升高的干扰场来改变地址信息和读写信息。例如，可以不进行读过程而进行写过程，而使用者不会察觉到这一点。通过这种方式可能影响保护装置的性能，这可能导致不期望的触发功率开关或者抑制保护装置，尽管需要该保护装置。
与此相关，通过使用电子存储器的内部写保护可以消除这种不期望的影响。为此，存储器组件(EEPROM)利用一个单独的输入端(WC＝写控制)，该输入端根据所施加的电位来取消或产生写保护，如US5363334中描述的那样。但在功率开关中无法访问该存储器，例如当根据DE10019092A1那样将存储器设置在电缆束的支路中时。因此，无法使用通常设置的插件桥(跳接线)。存储器(EEPROM)写保护输入端的电接通也会遭遇困难，因为没有为此所需的附加导线，并且配备这样的附加导线也会增加不期望的费用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，在使用功率开关中的电子存储器时以尽可能简单而有效的方法显著改善数据可靠性。
根据本发明是这样来解决该技术问题的，电子存储器通过数据总线与保护装置连接，通过该数据总线可以传送由保护装置输出的、用于激活或抑制该电子存储器的写保护装置的控制信号。通过将保护装置与存储器的连接构成为数据总线，不会出现附加费用，因为只需要两个导线用于数据传输(串行总线)。为此还使用两个导线来供电，从而总共需要4个导线。目前也在采用这个数量的导线，但是不允许使用电子存储器的写保护。
在本发明的范围内，可以将数据总线构成为I2C总线，其中，为可借助I2C总线控制的电子存储器配制一个同样可借助I2C总线通过保护装置控制的数字I/O组件，通过该数字I/O组件的输出端可以激活或抑制电子存储器的写保护。
在DE10019092A1中描述的设置也可以用于本发明的范围，而且是按照下述方式，将构成为EEPROM的电子存储器和数字I/O组件安放在设置于四芯电缆束路径中的公共外壳内。
下面借助附图中所示的实施例详细说明本发明。其中，图1示出的低压功率开关的示意图；图2示出电子存储器的示意图。
具体实施例方式
图1中示出的低压功率开关1的示意图，其按照公知的方式具有一个外壳2，其中为每个极设置了一个具有所属燃烧室(Loeschkammer)4的开关触头装置3，和一个用于一起操作所有现有开关触头装置的传动装置5。每个开关触头装置3都具有一个上部汇流排6和一个下部汇流排7，从而将功率开关1与一个电流回路连接起来。下部汇流排7中的每一个都具有一个换能器组8，该换能器组8采集流过对应的开关触头装置3的电流，并附加地提供辅助能量来运行电子过电流触发器10。为此，每个换能器组8包括一个电流转换器11和一个能量转换器12。
汇流排6和7以及换能器组8置于外壳2的背面，而作为保护装置10设置的电子过电流触发器置于与背面相对的外壳2的正面。为了将换能器组8与保护装置10连接，设置了电缆束13，并置于为此而设置在外壳2内的通道中，这些通道围绕传动装置5和开关触头装置3。
要使保护装置10和电流转换器11符合规定地共同作用，需要保护装置10利用换算因子对输入该保护装置的电流信号进行处理，该换算因子取决于电流转换器的额定电流、功率开关的大小和必要时的其它参数。为此，公知设置称为测量电流插头(Rating Plug，额定插头)、接口模块或开关特征模块的电和/或电子组件，这些组件并没有设置在保护装置10本身中，而是作为外围组件与保护装置10连接。图1中示出了若干这种常规设置。在此，14表示大致根据DE10027934A1或US4958252制成的测量电流插头。此外，根据EP0847587B1(对应于US6034859)的所述类型的信息存储器设置在保护装置10的背面，并用15表示。信息存储器的其它可能设置在DE10019092A1中有描述，根据该文献，信息存储器设置在连接保护装置10和换能器组的电缆束的支路中，并以16表示。在将所述信息存储器实施为电可擦除的、可编程的只读存储器(EEPROM)时，根据本发明通过使用在电子存储器中具有的写保护系统来获得显著改善的数据可靠性。下面借助图2详细说明该写保护系统的细节。
图2示出设置在电缆束13路径中的电子存储器16的电路。该存储器与I/O组件17一起安放在外壳18内。只示出了电缆束13的插入外壳18和保护装置10之间的一部分，因为引向电流转换器11和12的其它部分对于理解本发明没有意义。电子存储器16是结构类型为EEPROM(电可擦除、可编程的只读存储器)的存储器，而且是按照与I2C总线一起使用的结构形式。I2C总线(如在互联网址http//www.embedded.com/97/feat9711.htm的文档中描述的)作为串行控制装置用于连接集成电路。因此，存储器16只具有4个运行所需的接头，也就是两个用于供电，另外两个用于数据传输。在图2中，用于供电的接头用+5V和GND标示，而用于数据传输的接头用SDA(data＝数据)和SCL(clock＝时钟)标示。作为其它接头，存储器还具有一个接头/WC(写保护)，该接头在加以高电位(高)时激活写保护，而在加以低电位(低)时抑制写保护，也就是允许对存储器写入。通过电缆束13的相应芯线将存储器16的4个接头与保护装置10连接。这样，通过保护装置10控制的、以及在采用外部或与保护装置10连接的操作装置的条件下，可将数据写入存储器16或从中读出。特别是所涉及的数据包含电流转换器11的测量值的换算因子，以及其它关于功率开关的结构类型所涉及的功率开关1的参数。
存储器16通常在制造商生产和装备功率开关1时获得基本数据。在运行中，保护装置10访问所存储的数据，也就是读取所存储的数据，并与由换能器组8提供的电流测量值一起处理该数据，以便在过电流、接地和短路时释放。就功率开关1配置的电流转换器或改变的运行方式而言，功率开关1的变化可能是改变存储器16中存储数据的原因。由此，在功率开关1(图1)在运行时有规则地读出存储器16的存储内容。但是，通过电缆束13进行的数据传输，象其它安放在功率开关1中的电组件一样，会受到由引入电流的开关触头装置和电弧燃烧室4内的开关电弧产生的干扰磁场、电场和电磁场的影响。如果考虑到功率开关在开关设备中经常设置成紧密相邻，则类似地还可有由相邻的功率开关产生的、较弱的干扰影响。尽管运行中在较长的时间内确定了，所述干扰场不会影响保护装置10和存储器16之间的数据传输，但是也不能排除根据干扰场的强度和统计学上同时发生的不利条件可能会出现故障。这种故障例如可能发生在用写过程来替代读过程时。如果由此例如改变表示换算因子的存储值，则这可能成为在电流太低时导致触发的原因，这又可能产生运行干扰。如果与此相反将触发推迟到电流的较高值，则这可能表现出对可靠性的严重影响。
根据本发明，通过将存储器16上作为标准设置的写保护装置投入运行来消除上述类型的过程。这意味着，不必为此增加在电缆束13中现有导线的数量。因此可以不加改变地使用具有4个导线的现有电缆束。通过一个附加的I/O组件17来控制存储器16的写保护输入端/WC，该I/O组件17按照与存储器16相同的方式设置在I2C总线系统中用于运行。由此，I/O组件17具有相同的接头+5V、SDA、SCL和GND。此外还设置了用户可以按照需要使用的输出端。其中一个输出端直接与存储器16的写保护接头/WC连接。通过将存储器16的写保护接头/WC经电阻R1与接头+5V连接，可以在正常情况下激活写保护，也就是说不能将数据写入存储器16，如果由于干扰影响而错误地发出这样的指示(将数据写入存储器的指示)的话。只有当经I2C总线借助电缆束13或借助安放在外壳18中的、用于连接电缆束的插接装置将抑制存储器16输入端/WC的写保护的控制命令发送到I/O组件17时，才能更改或覆盖存储器16中存储的数据，或者写入其它数据。由此，通过将存储器16和I/O组件17直接相邻地安放在外壳18内，使得不大可能产生由于直接对这些电路组件加电而产生干扰场所导致的故障。
以上描述了在电缆束13的支路中设置的存储器16，但可以理解，这只是作为设置在功率开关1其它位置的存储器的电路例子。由此，同样在空间上与保护装置10分开设置的存储器14或15，可按照相同方式与I/O组件17组合在一起，并由此借助经I2C总线的控制来防止错误的写入。
权利要求
1.一种电功率开关(1)，其具有电子保护装置(10)和与该保护装置(10)在空间上分离地设置于该功率开关内(1)的、并可由该保护装置(10)读和写的用于该功率开关(1)的运行数据的电子存储器(14；15；16)，其特征在于，所述电子存储器(14；15；16)通过数据总线与该保护装置(10)连接，通过该数据总线可以传送由该保护装置(10)输出的、用于激活或抑制该电子存储器(14；15；16)的写保护装置(/WC)的控制信号。
2.根据权利要求1所述的电功率开关，其特征在于，所述数据总线构成为I2C总线，并且为借助该I2C总线的可控电子存储器(14；15；16)配置一个同样可利用该I2C总线通过所述保护装置(10)控制的数字I/O组件(17)，通过该数字I/O组件的输出端可以激活或抑制该电子存储器(14；15；16)的写保护。
3.根据权利要求2所述的功率开关，其特征在于，将构成为EEPROM的电子存储器(14；15；16)和数字I/O组件(17)安放在设置在四芯电缆束(13)路径中的公共外壳(18)内。
全文摘要
本发明涉及一种电功率开关(1)，其具有电子保护装置(10)和与该保护装置(10)在空间上分离地置于功率开关内(1)的、用于功率开关(1)的运行数据的电子存储器。通过用数据总线将电子存储器(14；15；16)与保护装置(10)连接，可以提高在使用该附加电子存储器(14；15；16)过程中的数据可靠性，通过该数据总线可以传送用于激活或抑制该电子存储器(14；15；16)的写保护装置的控制信号。优选数据总线是I
文档编号H02H3/00GK1653665SQ03810402
公开日2005年8月10日 申请日期2003年4月10日 优先权日2002年5月8日
发明者托马斯·德赖霍恩, 安德烈亚斯·克劳斯, 阿伦-厄恩斯特·缪西奥尔, 沃尔夫冈·罗尔, 艾卡·雷德曼, 安德烈亚斯·潘克 申请人:西门子公司