[实用新型]用于监测交变电压形信号的一个确定幅度阈值的电路装置

说明书

本实用新型涉及用于监测交变电压形信号的一个确定幅度阈值的电路装置，尤其涉及监测电子控制装置如可存储器编程的控制装置或逻辑继电器的交变电压形输入信号或电源装置的交变电压形输入信号的电路装置。

对于识别作为这类控制装置输入信号的AC信号来说，区分或识别一定极限值或阈值是必不可少的。这个确定阈值的精确及快速检测对于各种应用是特别有利的。一种公知的用于检测超过或低于一个确定阈值的交变电压形输出信号的电路装置表示在图3中，及它在于：将AC输入电压转换成DC输入电压并然后测量其电平。对此使用了一种电路，它由一个半波或全波整流器、降压器(分压器)、滤波器(电容)及一个比较器组成。这种解决方案的缺点是，在输入回路中必须使用RC滤波元件进行滤波，这就导致了过长的输入及输出延时。对于通用115/230V(50Hz)控制装置，根据标准规程EN61131其电平值确定为V_H＝79V_eff及V_L＝40V_eff(电压有效值)。因此在两个半波之间的时间(半波整流时为20ms；全波整流时为10ms)中电容器的放电量必须小于：。对此所必须使用的放电时间常数τ＝R^*C将导致：在输入端从高信号到低信号转换时，当最大输入电压(U+10％)为的情况下、到电容电压达到低的阈值时将持续一个相当长的时间。相反的过程、即在输入端从低信号到高信号转换时电容器充电在最小输入电压时也持续相当长的时间。在实践中该延时约为至少50-100ms。

此外，根据EN61131(6.3.7.3)对用于可存储器编程的控制装置的交变电压电源装置或类似装置应这样进行不灵敏度试验，即在低于确定的输入电压极限值时，控制装置必须处于一个确定的状态(例如关断)。相反地在供电电压回升时，控制装置必须可靠地接通。为此，用于对这类电源装置输入电压阈值监测的可靠测量是必不可少的。

在传统的电源装置中，通常在进行整流及平波后对电源装置的供电电压进行检测和监视(对此见图1中点a和b)，并当一旦超过或低于一预定电压阈值时将给予中央单元一个信号。尤其在用于小控制装置及逻辑继电器的电源装置中，其中由于提供的安装位置及成本原因，不可能使用大的平波电容器，用这种方法有所欠缺。在由于开或关的输出端(如具有相应大电流消耗的各继电器输出端)的数目不同引起大的电流消耗区别的情况下，该传统的方法将产生这样的问题：在一定的负载以上再不能保证确定的开及关。例如当在超过开通阈值时接通供电电压及接通输出端的情况下，供电电压的平波将这样的变坏，以致重新小于阈值，然后输出端被关断，负载下降及平波又得以改善，由此又超过了阈值，及输出端又被接通、如此这般进行下去。这种变化重复下去，直到供电电压具有距离相应阈值足够的幅值或出现较小的负载时为止。

本实用新型的任务在于，给出一种电路装置，借助它能可靠地及快速地对低于或高于一确定幅度阈值的交变电压形信号进行检测。

根据本实用新型，该任务通过独立权利要求的特征来解决。借助根据本实用新型的电路装置，检测最好其频率与待监测交变电压形信号(AC信号)频率相同的参考信号的过零点，不断地检测待监测信号半波的峰值点，与一阈值相比较，并当低于或高于该阈值时产生出一个逻辑信号。最好在过零点监测时所获得的信号用于使一个微处理机产生中断并由微处理机作进一步处理。通过本实用新型的主题实现阈值监测，它能在最短时间内可靠确定待监测AC信号的幅值高度。检测时间在这里仅与AC信号的周期T有关，其中在半波整流的情况下检测时间等于周期T，而在全波整流的情况下检测时间等于半周期T/2。

在将根据本实用新型的电路装置用于监测电子装置如可存储器编程的控制装置的AC输入信号时，通过在尽早识别出电压消失时产生出一个信号及进一步处理，以避免读入信号输入端，因此可以避免读入非人为的信号状态一例如由电压消失引起的“逻辑零”。

此外，当另外应用本实用新型直接监测电源装置的交变电压形供电电压时，能保证可靠的监测并能与输出侧负载无关地对电源装置的供电电压进行确定的开或关。

本实用新型另外的优点包括在从属权利要求及以下对附图的说明中。附图为：

图1：用于监测电源装置供电电压的一个电路装置的可能实施形式；

图2：图1中电路装置的各种输入、中间及输出信号的状态波形图；

图3：用于检测交变电压形输入信号的阈值的传统电路装置；