[发明专利]用于电子设备的电压保护装置

说明书

本文说明并描述了用于电子设备的电压保护装置，尤其是在自动化技术中用于控制器的电压保护装置。由此，电压保护装置由此具有较高的性能并因此也具有较大的应用范围，其中该电压保护装置具有断路单元(2)和与断路单元(2)的输出端(3)连接的电压识别单元(4)，其中断路单元(2)具有电压比较器(7)和与电压比较器(7)的输出端(8)连接、设置在断路单元(2)的输入端(9)和输出端(3)之间且在通常情况下闭合的电气开关(10)，其中电压识别单元(4)具有电压比较器(12)和与电压比较器(12)的输出端(13)连接以用于报告不允许的电压的开关输出端(14)，其中当在断路单元(2)的输入端(9)处存在不允许的电压Ui时打开电气开关(10)，并且当随后存在允许的电压U2时再次闭合开关(10)。

本发明涉及一种用于电子设备的电压保护装置，例如用于自动化技术中控制器的电压保护装置。

电子设备，尤其是自动化技术中的控制器，需要特定的DC电压供给，该DC电压供给的值仅允许在特定的范围之内波动。如果供给电压在预给定的电压范围之外，那么这将导致电子设备中的错误，例如控制器接通错误或虚假报告，或者甚至会导致损坏电子设备。损坏电子设备或电子设备的构件可尤其在存在过电压时出现。此外，由现有技术已知，敏感及高质量的电子设备借助于过压保护装置来保护其免于受到有害的过电压损坏。

另外，在本发明中电压保护装置主要应用的DC电压范围中，在实际当中，迄今为止应用包括保险装置(Sicherung)和齐纳二极管或抑制二极管(Suppressordiode)的过压保护电路。如果此类过压保护电路上存在过电压，这导致通常构造为保险丝的保险装置断开，要保护的电子设备由此与电压供给分离。过压保护电路起作用时过电压的值，可通过选择合适的齐纳二极管或抑制二极管来确定。

此类过压保护电路的原理性缺点在于，用于保护串联的电子设备的保险装置在过压情况下-如所期望地-被损坏，使得在消除过电压之后所述要保护的电子设备也与电压供给分离。所述电子设备在修复过压保护电路之后，也即更换过保险装置后才再次起作用。

在过去几年中，安全技术在机械制造和设施制造中意义重大。因此，对于控制器的电压保护和故障保护和其它安全相关的电子设备有额外的要求。尤其要求机械和设施在故障状况下可转变到安全状态，以避免人或环境受到危险。此外常常希望，在出现错误时，例如过电压，不仅关断要保护的电子设备，而且也报告错误。

发明的目的在于，提供用于电子设备的电压保护装置，尤其是用于自动化技术中的控制器的电压保护装置，其具有较强的功能性并且由此具有较大的应用范围。

根据本发明，此目的实现如下，即前文所述的电压保护装置具有断路单元和与断路单元的输出端连接的电压识别单元，其中断路单元具有电压比较器和与电压比较器的输出端连接、设置在断路单元的输入端和输出端之间且在通常情况下闭合的电气开关，其中电压识别单元具有电压比较器和与电压比较器的输出端连接以用于报告不允许的电压的开关或信号输出端(Schalt- bzw. Signalausgang)，其中当断路单元的输入端上存在不允许的电压U₁时打开电气开关并且当随后存在允许的电压U₂时再次闭合开关。

根据本发明的电压保护装置的特征首先在于，其在功能上具有至少两级，断路单元和电压识别单元，其中断路单元的任务主要在于出现不允许的电压时关断所述要保护的电子设备，而电压识别单元的任务主要在于，在出现不允许的电压时，通过开关或信号输出端来指示出现不允许的电压。

断路单元的基本优点在于，不是通过保险装置而是通过电子开关来实现对要保护的电子设备的关断。这首先导致，在消除不允许的电压之后可再次闭合开关，使得可向所述要保护的电子设备再次供给允许的操作电压。因而，在出现不允许的电压时不需要干涉服务(Serviceeingriff)，因为断路单元“自行”处理。一旦断路单元的电压比较器确定在其输入端上再次存在允许的电压，则再次闭合电气开关，由此在要保护的电子设备上同样再次存在允许的电压。此外，晶体管，尤其是场效应晶体管或继电器可用作电子开关。