专利名称：在关断特别是家用设备的电压输送电路时避免或至少降低干扰信号的方法和电路装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于避免或者至少用于降低在关断特别是属于家用设备的数据信号设备的电压输送电路时在电压输送电路的输出端上根据关断信号而出现的干扰信号的方法和装置，其中通过以下方式来避免或者至少降低所述干扰信号，即电压输送电路的输出电压根据关断信号的出现首先逐渐被降低直到所确定的最小电平，并且然后才被关断，其中所述数据信号设备可借助数据网络与另外的数据信号设备相连接。
背景技术：
如在前面已经提及的那样，干扰信号在电子开关中也以相对宽的频谱出现，该电子开关在电网交流电压电源中被用于使负载、例如白炽灯或荧光灯通断。为了消除这样的干扰信号和与此相关的EMV问题，已经公开了一种电子开关(DE 34 32 225)，其中功率半导体与控制电子设备相连接，该控制电子设备分别在电网交流电压过零点时接通有关的功率半导体并且在所规定的时间间隔之后在随后的电网半波内又关断有关的功率半导体。在此，功率半导体分别以所规定的速度被“软”关断，使得这些功率半导体使负载电流只是逐渐地变为零。然而与此相关的电路技术开销相对高。
公开了另一种电子开关(DE 100 02 507 A1)，该电子开关虽然同样保证降低的EMV干扰，然而总体上同样还需要相对高的电路技术开销。该相对高的电路技术开销在这种所公开的电子开关中首先通过以下方式产生，即该电子开关除了电压供应装置之外为了在内部借助可通过相应负载再充电的电压缓冲电路由输入交流电压为开关自身供应工作直流电压而需要所谓的再充电启动器，该再充电启动器在相应负载的接通状态下以与内部能量需求相匹配的时间间隔分别触发电压缓冲电路的再充电过程，以便进行自身供电。通过这种方式，分别短时间地控制用于关断的分开的开关装置，并且通过替代的电流路径获得工作直流电压。以这种方式，特别是在相应负载的接通状态下开关装置的相应的开关元件通过再充电启动器触发的再充电过程而变软，即以相对缓斜的转换边沿被关断或接通。
在场效应半导体器件方面公开了(EP 0 643 485 B1)，在这些场效应半导体器件中在过电流的情况下电流的关断斜率明显比在正常工作情况下高。这意味着，在这样的场效应半导体器件关断时在过电流的情况下在相应负载电路中的漏电感上所产生的过电压明显比在关断时额定负载上的过电压高。一方面，这种过电压可能导致相应的场效应半导体器件自身的损害，并且另一方面，由于在过电流的情况下电流的提高的关断斜率可能出现不期望的干扰信号。为了避免这些问题，根据EP 0 643 485 B1规定，给相应的FET半导体器件配备分开的、即附加的用于软关断的电路装置。然而与此相关的开销同样相对高。
发明内容
因此本发明所基于的任务在于，指出在开头提及的类型的方法和电路装置的情况下如何能够以比迄今更简单的方式避免或至少降低根据电压输送电路的关断在其输出端上的干扰信号的途径。
根据本发明，前面指出的任务在开头提及的类型的方法的情况下通过以下方式来解决，即在使用具有提供输出电压的可调节或可控制的电流/电压供应装置的电压输送电路的情况下，在该电流/电压供应装置中根据所述关断信号的出现通过这种方式将输出电压向下调节到所确定的最小电平，即该电流/电压供应装置被通知对要输送的输出电流的太高的和/或越来越高的需求，其中所述电流/电压供应装置允许根据可确定的功率输送输出电压和输出电流。
本发明具有以下优点，即能够以比在开头所考虑的现有技术的情况下更简单的方式保证，能够在关断特别是家用设备的电压输送电路时避免或者至少降低通常出现的干扰信号。这在利用以下原理的情况下实现，即在所使用的电压输送电路中可以根据可确定的功率输送输出电压和输出电流，该可确定的功率在其被确定之后于是不能被超过，并且通过在一定程度上虚假地通知对要输送的输出电流的太高的和/或越来越高的需求，所涉及的电压供应装置的输出电压被向下调节，直到确定的预定的最小电平，在达到该最小电平时于是进行输出电压的实际的关断。在此情况下，在这期间根据虚假的通知不提高所涉及的电压供应装置的实际输送的输出电流。利用这些用于避免或至少降低在关断电压输送电路时通常出现的干扰信号的措施，由此开辟了与在上面所考虑的已知解决方案中的每一种中所开辟的解决途径完全不同的解决途径。
在将所提及的电压输送电路用于传输数据信号的情况下，通过避免或至少降低干扰信号产生另外的优点，即所涉及的输出电压的电平、即电压输送电路的发送电平从现在起甚至可以比在没有应用本发明的情况下选择得更高，其中所述干扰信号通常在电压输送电路的输出电压被突然关断时从该输出电压的在正常工作期间所设置的幅度出发在相对宽的频谱中出现。通过发送电平的这种提高，于是有利地实现分别所传输的数据信号的更大的传输有效距离。
合理地，在所提及的电流/电压供应装置中逐级地进行输出电压的电平的向下调节。该逐级的向下调节例如可以以时间上相同的步长、例如根据5kHz时钟脉冲以1dB级进行。
优选地，在将所提及的电压输送电路用于传输由数据发送装置提供的、包含有用数据的数据信号流的情况下，在所涉及的有用数据的传输结束时，提供表示所提及的关断信号的、用于控制所涉及的电压输送电路的输出电压的向下调节和关断的控制数据。这样的控制数据可以优选地由数据发送装置输送。由此产生向下调节和关断所提及的输出电压的特别简单的可能性的优点。
在此特别有利的是，在提供控制数据期间由所涉及的电压输送电路提供空数据。由此，一方面产生以下优点，即有用数据不会由于这些有用数据以所涉及的电压输送电路的输出电压的被向下调节的电平并且由此以减小的发送有效距离被输送而丢失，并且另一方面所提及的输出电压电平的所涉及的向下调节可以以明确规定的方式进行。
另一方面，根据本发明，本发明所基于的任务在开头提及的类型的电路装置的情况下通过以下方式来解决，即在使用具有提供输出电压的可控制的电流/电压供应装置的电压输送电路的情况下，该电流/电压供应装置允许根据可确定的功率输送输出电压和输出电流，该电流/电压供应装置与控制电路相连接，该控制电路允许根据所提及的关断信号的出现通过以下方式将输出电压的输送向下调节到所确定的最小电平，即该控制电路得到针对该电流/电压供应装置的、对要输送的输出电流的太高的和/或越来越高的需求的通知。
根据本发明的电路装置以这样的电路结构有利地区别于开头所考虑的已知的电路装置，为了避免或至少降低在关断电压输送电路的输出电压时出现的干扰信号，这些已知的电路装置需要显著更高的电路开销。即本发明有可非常简单地实现的控制电路就足够了，该控制电路实施所提及的调节或控制过程。该控制电路仅仅需要在所确定的功率的情况下根据一定程度上虚假的太高的和/或越来越高的电流需求为电流/电压供应装置提供与该功率相应的输出电压；于是，所提及的输出电压基于虚假的太高的和/或越来越高的电流需求变得越来越小。
合理地，在所提及的电流/电压供应装置中，可以由控制电路逐级地实施输出电压的电平的向下调节。这具有以下优点，即可以特别简单地构造控制电路。该控制电路可以优选地以时间上相同的步长、如借助例如5kHz时钟脉冲以1dB级实施所提及的向下调节。
根据本发明电路装置的一种特别合理的扩展方案，控制电路这样被设计，使得该控制电路允许在将所提及的电压输送电路用于传输由数据发送装置提供的、包含有用数据的数据流的情况下紧接在所涉及的有用数据的传输之后将单独的、用于控制所涉及的电压输送电路的输出电压的向下调节和关断的控制数据考虑作为所提及的关断信号。这样的控制数据可以优选地由数据发送装置输送。由此产生以下优点，即所提及的输出电压电平的所涉及的向下调节可以以明确规定的方式进行。
优选地，在提供控制数据期间，可以由电压输送电路输送空数据。这具有以下优点，即有用数据不会由于这些有用数据以所涉及的电压输送电路的输出电压的被向下调节的电平被输送而丢失。
根据本发明的另一合理的扩展方案，通过以下方式产生特别低的电路技术开销，即电流/电压供应装置和控制电路被包含在集成电路中。这样的集成电路例如可以是STMicroelectronics公司的网络线路FSK发送/接收模块ST7538(参见2003年4月该公司的出版物)。
下面借助附图更详细地阐述本发明。
图1以大大简化的示意图示出一种电路装置，用于说明在本发明中所应用的工作原理。
图2以信号图说明如可由根据本发明的电路装置输送的输出电压的变化曲线。
具体实施形式在图1中以大大简化的形式示意性地示出了数据信号设备Dg的仅仅用于理解本发明所基于的工作原理的电路结构；然而所涉及的电路结构不用于说明实际的电路实现。所述数据信号设备Dg在此可以作为通信设备合理地属于家用设备、例如属于洗衣机、冰箱、炉灶、烘干机、洗碗机等等。所涉及的数据信号设备例如可以是数据调制解调器，该数据调制解调器将数据信号输送给传输线路T并且能够通过该传输线路接收数据信号。然而在图1中仅仅示意性地示出了该数据信号调制解调器的发送部分，该发送部分在此可包括电压输送电路S和数据信号发送器D。在此，电压输送电路S被连接在数据信号发送器D的输出端和传输线路T之间。
所述数据信号设备Dg可以通过传输线路T连接在数据网络上，另外的数据信号设备可以与该数据网络连接，在另外的数据信号设备与图1中所示的数据信号设备Dg之间可以交换极大不同的数据信号。这些数据信号例如可以被考虑作为简单的二进制信号或者作为用于调制高频载波信号的相位调制信号，该载波信号由数据信号设备Dg通过传输线路T传输。所涉及的传输线路T例如可以是电网电压线路，通过该电网电压线路为该数据信号设备Dg和包括该数据信号设备的家用设备供应电网交流电压。与其相连的数据网络也可以以相应的方式通过电网交流电压线路形成所涉及的传输线路T所连接的数据网络。
前面提及的数据信号通常根据确定的协议来传输；在具有用于传输和/或用于接收数据信号的数据信号设备的家用设备中，尤其使用所谓的EHS协议(欧洲家庭系统)。在根据该协议传输数据信号的过程中，至少在数据信号传输结束之后由所涉及的数据信号设备的内部控制装置输送控制信号。然后，该控制信号如还将变得清楚的那样被考虑用于干预电流调节。
在图1中示意性示出的电压输送电路S包括具有可调节的或可控制的电流源I和可控制的电压源U的、提供输出电压的可调节的电流/电压供应装置。该电流/电压供应装置允许根据可确定的功率输送输出电压和输出电流，并且该该电流/电压供应装置与控制电路相连接，在此，该控制电路如下面还将阐述的那样包括解码器Dec、除法装置Div和调制器Mod。该控制电路允许根据单独的关断信号的出现通过以下方式将输出电压的输送向下调节为所确定的最小电平，即该控制电路得到针对该电流/电压供应装置的、对要输送的输出电流的太高和/或越来越高的需求的通知。
前面提及的被设置在电压输送电路S的输入区域内的解码器Dec在现有情况中这样被设计，使得它可以识别由数据信号发送器D所输送的有用数据、表示关断信号的控制数据和空数据，并且允许在不同的输出端NL和SD上输出相应的输出信号。在输出端NL上，解码器输出有用数据或空数据或与这些数据相应的信号。在此，有用数据是这样的数据，这些数据可以被数据接收机、例如另外的数据信号设备接收并且处理。与此相反，空数据是这样的数据，这些数据与有用数据不同没有可用的内容，而是必要时可以被用作不包含另外的信息的数据。解码器Dec在其输出端SD上输出构成所提及的关断信号的、在现有情况下用于关断电压输送电路S的控制数据、或者相应的输出信号。
解码器Dec以其输出端NL(有用数据，空数据)连接在以前提及的调制器Mod的调制输入端上。所涉及的解码器Dec以其另一输出端SD连接在所述可控制的电流源I的控制输入端上。这里，由解码器Dec的输出端SD给电流源I的该控制输入端输送这样的信号作为控制信号，这些信号在一定程度上虚假地通知电流源I上升的和/或逐渐上升的电流需求。
分别由电流源I提供的输出电流或与该输出电流相应的输出信号被供给所提及的除法装置Div的一个输入端(除数)。除法装置Div的另一输入端(被除数)被连接在功率确定装置P的输出端上，并且从该输出端被供给分别所确定的功率或与该功率相应的输出信号。该可输送的功率在此可以由输入端子E调节。因此，除法装置Div将分别在功率确定装置P中所调节的或所确定的功率除以在电流源I中分别所调节的电流，以便在输出侧提供电压值作为结果，然后图1中所示的电压源U被调节到该电压值。该电压源U例如可以提供在130和150kHz之间的频率范围内的高频交流电压。根据图1，电压源U的输出电压作为要调制的电压被供给调制器Mod。如上面所提及的那样，有用数据/空数据从解码器Dec的输出端NL被供给调制器Mod，然后所提及的高频交流电压利用该有用数据/空数据被调制，以便随后通过传输线路T被输送。
在首先阐述了图1中所示的电路结构的原理之后，现在参照图2中示出的曲线图更详细地阐述根据本发明的方法以及因此该方法所基于的工作原理。关于图2中示出的曲线图，在此事先还必须说明，该曲线图在时间轴t(横坐标)上示出了具有幅度A(在纵坐标方向上)的、在根据图1的传输线路T上出现的电压输送电路S的信号电压的时间变化曲线。
在由图1中示出的数据信号设备Dg开始数据信号输送之前，根据图2，在时刻t0和t1之间出现接通阶段。在该接通阶段中，由根据图1的电压输送电路S输送的高频输出交流电压的幅度A从0V上升直到最大幅度Amax。在输送单端输出电压的情况下该最大幅度Amax可以例如为+4V或-4V至+5V或-5V；在输送推挽输出电压的情况下，该最大幅度可以具有例如±4V至±5V的值。在此，所涉及的输出交流电压的上升相对平稳地进行，如在图2中在时刻t0和t1之间所说明的那样。由电压输送电路S输送的输出电压的这种平稳的上升对应于在这样的电压输送电路成功地从关断状态出发接通之后要由该电压输送电路输送的输出电压的通常的斜升(Hochlaufen)。
但是，根据图2在时刻t1达到的、由电压输送电路S从该时刻开始输送的输出交流电压的幅度Amax例如也可以通过以下方式来确定，即图1中示出的解码器Dec在数据信号设备Dg和/或电压输送电路S接通之后、即在所提及的接通阶段期间并且根据例如数据信号的相应控制在其输出端SD上输出从高的值降低直到与有用电平值相应的值的控制数据。根据这些控制数据(这里被称为控制数据1)，电流源I被通知从首先非常高的电流值出发直到与有用电平值或Amax相应的电流需求。接着，电流源I将对应于分别所通知的电流需求的电流值输送给除法装置Div，在该除法装置Div中用这些电流值来除在功率确定装置P中所确定的功率值。由此由除法装置Div输送的输出信号导致，电压源U此后输送具有在图2中在时刻t0至t1之间所示出的变化曲线的输出交流电压。
然后，根据图2，从时刻t1直至时刻t2，由数据信号发送器D输送有用数据，电压输送电路S的输出交流电压利用这些有用数据被调制，如结合图1已经提及的那样。
在根据图2从时刻t1直至时刻t2由数据信号发送器D输送有用数据时，图1中所示出的电流源I保持在其以前到达的设定值，使得由电压源U一如既往地输送具有幅度Amax的输出交流电压。
根据图2，在时刻t2出现作为关断信号起作用的控制数据，借助这些控制数据关断数据信号设备Dg或者至少电压输送电路S。这意味着，传输线路T上的由电压输送电路S输送的输出电压从现在起消失。如果在时刻t2突然终止电压输送电路S的该输出交流电压，则这将在传输线路T上以及通过该传输线路在环境中引起显著的高频干扰。为了避免或者至少降低这些干扰，根据本发明，电压输送电路S的输出电压根据所提及的关断信号的出现首先被逐渐地降低，直到根据图2的所确定的最小电平Amin，并且然后才真正地被关断。在输送单端输出电压的情况下，所涉及的最小电平Amin可以例如为+0.5V或-0.5V或更小；在输送推挽输出电压的情况下，所提及的最小电平Amin可以例如为±0.5V或更小。如在图2中所示，电压输送电路S的输出电压的电平的向下调节以时间上优选地相同的步长(对应于例如5kHz的时钟速率)逐级地、例如以1dB级进行。为了能够进行这种逐级的向下调节，根据本发明，紧接在所提及的有用数据的传输之后例如由数据信号发送器D输送单独的控制数据(这里被称为控制数据2)作为关断信号，这些控制数据决定在时刻t2和t3之间的关断阶段期间要由电压输送电路S输送的输出电压的变化曲线。通过所涉及的控制数据2，在根据图1的电压输送电路S中，在一定程度上虚假地将太高的和/或越来越高的电流需求通知在那里被控制的电流源I。由此除法装置Div在功率确定装置P中所调节的或所确定的功率的情况下使电压源U逐步地输送越来越小的电压幅度，直到最后达到最小电平Amin，在该最小电平时于是最终关断电压输送电路S。
除了输送控制数据2之外，在关断阶段期间，可以由数据信号发送器D输送用于通过传输线路T的传输的空数据。然后，这些空数据以由电压输送电路S输送的输出电压的在关断阶段中变得更小的幅度通过传输线路T被传输。
通过前面描述的根据本发明的措施，可以毫无困难地实现，所谓的线路关联的、即与传输线路T有关的干扰发送比在图1中所示的电压输送电路S在根据图2的时刻t2突然被关断的情况下例如小6dB。作为传输线路T上的信噪比的改善的结果，由电压输送电路S输送的输出电压的电平例如可以被选择为高了6dB，由此由根据图1的电压输送电路S输送的有用信号的传输有效距离被明显增大。
参考符号列表A 幅度Amax最大幅度Amin最小电平D 数据信号发送器Dec 解码器Dg 数据信号设备Div 除法装置E 输入端子I 电流源Mod 调制器NL 输出端P 功率确定装置S 电压输送电路SD 输出端T 传输线路t 时间轴t0，t1，t2，t3 时刻U 电压源
权利要求
1.用于避免或者至少用于降低在关断特别是属于家用设备的数据信号设备的电压输送电路的输出电压时在该电压输送电路的输出端上根据关断信号而出现的干扰信号的方法，其中所述数据信号设备可借助数据网络与另外的数据信号设备相连接，其中通过以下方式来避免或者至少降低所述干扰信号，即该电压输送电路的输出电压根据关断信号的出现首先逐渐地被降低直到所确定的最小电平，并且然后才被关断，其特征在于，在使用具有提供输出电压的、可控制或可调节的电流/电压供应装置(I，U)的电压输送电路(S)的情况下，在该电流/电压供应装置(I，U)中根据(在t2时)所述关断信号的出现通过以下方式将输出电压(A)向下调节到所确定的最小电平(Amin)，即该电流/电压供应装置(I，U)被通知对要输送的输出电流的太高的和/或越来越高的需求，其中所述电流/电压供应装置(I，U)允许根据可确定的功率输送输出电压和输出电流。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在所述电流/电压供应装置(I，U)中逐级地进行输出电压的电平的向下调节。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在将所述电压输送电路(S)用于传输由数据发送装置(D)提供的、包含有用数据的数据信号流的情况下，在所涉及的有用数据的传输结束时，提供表示所述关断信号的、用于控制所涉及的电压输送电路(S)的、输出电压的电平的向下调节和输出电压的关断的控制数据。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，在提供所述控制数据期间，由所涉及的电压输送电路(S)输送空数据。
5.用于避免或者至少用于降低在关断特别是属于家用设备的数据信号设备的电压输送电路的输出电压时在该电压输送电路的输出端上根据关断信号而出现的干扰信号的电路装置，其中所述数据信号设备可借助数据网络与另外的数据信号设备相连接，其中通过以下方式来避免或者至少降低所述干扰信号，即该电压输送电路的输出电压根据关断信号的出现首先逐渐地被降低直到所确定的最小电平，并且然后才被关断，其特征在于，在使用具有提供输出电压的、可控制或可调节的电流/电压供应装置(I，U)的电压输送电路(S)的情况下，该电流/电压供应装置(I，U)与控制电路(Dec，Div，Mod)相连接，其中该电流/电压供应装置(I，U)允许根据可确定的功率(P)输送输出电压和输出电流，该控制电路允许根据(在t2时)所述关断信号的出现通过以下方式将输出电压向下调节到所确定的最小电平(Amin)，即该控制电路得到针对该电流/电压供应装置(I，U)的、对要输送的输出电流的太高的和/或越来越高的需求。
6.根据权利要求5的电路装置，其特征在于，在所述电流/电压供应装置中逐级地进行输出电压的电平的向下调节。
7.根据权利要求5或6的电路装置，其特征在于，所述控制电路(Dec，Div，Mod)被这样设计，使得在将所述电压输送电路(S)用于传输由数据发送装置(D)提供的、包含有用数据的数据流的情况下，紧接在所涉及的有用数据的传输之后，该控制电路允许将单独的、用于控制所涉及的电压输送电路(S)的输出电压的向下调节和关断的控制数据考虑作为所述关断信号。
8.根据权利要求7的电路装置，其特征在于，在提供所述控制数据期间，可由所述电压输送电路(S)输送空数据。
9.根据权利要求5至8之一的电路装置，其特征在于，所述电压供应装置(I，U)和所述控制电路(Dec，Div，Mod)被包含在集成电路中。
全文摘要
为了避免或者至少为了降低在关断特别是属于家用设备的数据信号设备(DG)的电压输送电路(S)时在电压输送电路(S)的输出端上根据关断信号而出现的干扰信号，电压输送电路的输出电压首先通过以下方式逐渐地被降低直到所确定的最小电平，即根据所述关断信号的出现将对要输送的输出电流的太高的和/或越来越高的需求通知给被设置在电压输送电路(S)中的可控制的电流/电压供应装置(I，U)，接着将输出电压向下调节到所确定的最小电平，并且随后关断，其中所述数据信号设备可借助数据网络与另外的数据信号设备相连接，所述电流/电压供应装置(I，U)允许根据可确定的功率输送输出电压和输出电流。
文档编号H03G3/30GK1947366SQ200580012429
公开日2007年4月11日 申请日期2005年4月21日 优先权日2004年4月21日
发明者T·布奇纳, S·皮尔梅尔 申请人:Bsh博施及西门子家用器具有限公司