專利名稱：采用有限狀態(tài)機(jī)的熔絲和斷路器報(bào)警裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及在采用電路保護(hù)裝置的電路中的檢測(cè)和報(bào)警。具體而言， 本公開涉及有限狀態(tài)機(jī)的采用以檢測(cè)電路保護(hù)裝置的情況。
背景技術(shù)：
直流(DC)電路通常向工作在特定電壓的下游裝置提供電流源。提供 給下游裝置的電流通常落入與裝置期望的負(fù)載電阻相對(duì)應(yīng)的可接受的范圍 之內(nèi)。由于活性的改變或一個(gè)或多個(gè)下游裝置可能的故障，負(fù)載電阻可能 發(fā)生變化。負(fù)載的變化，或連接到負(fù)載的電壓或電流源的變化，這將導(dǎo)致 不希望的高電流水平，如果電路汲取的電流超過閾值量，則器件發(fā)生故障。
報(bào)警電路通常用于保護(hù)負(fù)載裝置，防止其電流超過特定負(fù)載的額定閾 值。在該報(bào)警電路中通常采用電路保護(hù)裝置和報(bào)警觸發(fā)機(jī)構(gòu)。諸如熔絲或 電路斷路器的電路保護(hù)裝置通常位于與負(fù)載串聯(lián)的"上游"位置，使得由 電路保護(hù)裝置引起的中斷破壞了通過負(fù)載電路的電流路徑。當(dāng)電路保護(hù)裝 置中斷電路時(shí)，報(bào)警啟動(dòng)裝置生成報(bào)警信號(hào)以指示該中斷的發(fā)生。
圖1A-1C示出了采用次報(bào)警熔絲的現(xiàn)有技術(shù)報(bào)警電路的操作，該次報(bào) 警熔絲能夠用在直流電路中。圖1A示出了報(bào)警電路的正常操作，在該報(bào)警 電路中電流通過主電路保護(hù)裝置，如示出為主熔絲10。圖1B示出了當(dāng)主 熔絲10熔斷時(shí)的電流路徑，并示出了電流切換至通過次熔絲，該次熔絲與 主熔絲10并聯(lián)布置，如GMT熔絲12所示。因?yàn)閷MT瑢絲12選擇成具有比主熔絲IO低的電流額定值，因此其同樣很快熔斷，產(chǎn)生如圖1C中 所示的報(bào)警信號(hào)14。由于主熔絲10每次熔斷，都必須替換主熔絲10和次 熔絲，增加電路的維護(hù)成本，因此該配置具有成本缺點(diǎn)。另外，對(duì)于兩個(gè) 熔絲需要額外的用戶接入空間。因?yàn)樗休斎腚妷撼霈F(xiàn)在電路的輸出端， 所以該次熔絲還產(chǎn)生潛在的觸電。并且，當(dāng)熔斷時(shí)，未保護(hù)的GMT熔絲可 能從熔絲架彈出熔斷的熔絲的金屬熔絲部分，產(chǎn)生火災(zāi)或危險(xiǎn)。
圖2A-2B示出了采用監(jiān)控電路的現(xiàn)有技術(shù)報(bào)警電路的操作。圖2示出 了報(bào)警電路的正常操作，在該報(bào)警電路中，監(jiān)控電路16并聯(lián)連接至主熔絲 10。電流通過主熔絲10和負(fù)載20。圖2B示出了在主熔絲IO熔斷之后報(bào) 警電路的操作。電流通過監(jiān)控電路16和負(fù)載20。因此，即使當(dāng)主熔絲10 熔斷時(shí)，存在通過監(jiān)控電路16的電流路徑，且電壓出現(xiàn)在輸出端。因此， 對(duì)于監(jiān)控者檢測(cè)故障的位置或存在是困難的。
圖2C示出了其中兩個(gè)電源饋送連接至負(fù)載的報(bào)警電路的操作，該負(fù)載 裝備有兩個(gè)用于電源冗余的OR-ing 二極管。在該配置中，當(dāng)主熔絲10熔 斷時(shí)，泄露電流流過OR-ing二極管，反過來OR-ing 二極管阻止監(jiān)控電路 檢測(cè)主熔絲的狀態(tài)。結(jié)果，不生成熔絲報(bào)警信號(hào)，且利用雙電源饋送不再 保護(hù)該負(fù)載。另外，泄露電流在負(fù)載的電源輸入端生成電勢(shì)，阻止板上的 電壓傳感器檢測(cè)到故障狀態(tài)。由于沒有故障狀態(tài)的警告，所以這能夠?qū)е?災(zāi)難性的系統(tǒng)故障。
因此，需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的實(shí)施例提供一種采用可編程電路的報(bào)警電路。所述報(bào)警電路 在負(fù)載的輸入電壓處具有串聯(lián)連接的電路保護(hù)裝置，并且所述可編程電路 并聯(lián)連接至所述電路保護(hù)裝置。所述可編程電路包括多種功能狀態(tài)，并控 制報(bào)警信號(hào)。所述功能狀態(tài)中的至少一個(gè)與所述報(bào)警信號(hào)的激活相對(duì)應(yīng)。 所述報(bào)警信號(hào)的激活與電路保護(hù)裝置中的中斷的情況相對(duì)應(yīng)。
另一方面，公開了一種監(jiān)控電路保護(hù)裝置的方法。該方法包括將可編 程電路并聯(lián)連接至所述電路保護(hù)裝置。所述可編程電路被編程為包括多種 功能狀態(tài)，且至少一個(gè)功能狀態(tài)與所述報(bào)警信號(hào)的激活相對(duì)應(yīng)。該方法還
7包括檢測(cè)電路保護(hù)裝置的不存在。該方法還包括檢測(cè)所述電路保護(hù)裝置的 存在。該方法還包括檢測(cè)所述電路保護(hù)裝置中的故障。該方法包括， 一旦 檢測(cè)到所述電路保護(hù)裝置中的故障，進(jìn)入所述至少一種功能狀態(tài)，從而使 能報(bào)警信號(hào)。
能夠?qū)λ隹删幊屉娐愤M(jìn)行鐘控或非鐘控，且所述可編程電路能夠控 制指示器和下拉電路。所述指示器可視地顯示所述電路保護(hù)裝置的狀態(tài)。
所述下拉電路確保當(dāng)所述電路保護(hù)裝置已經(jīng)中斷所述電路時(shí)，在一般DC 電路的負(fù)載存在小于1VDC的電壓差。能夠在諸如電源分配面板的電路面 板中實(shí)現(xiàn)所述可編程電路。


圖1A-1C示出了具有次熔絲的現(xiàn)有技術(shù)熔絲報(bào)警電路在正常狀態(tài)和熔 斷狀態(tài)下的示意圖2A-2B示出了具有監(jiān)控電路的現(xiàn)有技術(shù)熔絲報(bào)警電路在正常狀態(tài)和 熔斷狀態(tài)下的示意圖2C示出了其中通過監(jiān)控電路來監(jiān)控兩熔絲電源電路的現(xiàn)有技術(shù)熔 絲報(bào)警電路的示意圖3是并入根據(jù)本發(fā)明的可能實(shí)施例的可編程電路的報(bào)警電路的示意
圖4是并入根據(jù)本發(fā)明的可能實(shí)施例的可編程電路的中斷報(bào)警電路的 示意圖5是根據(jù)本發(fā)明的可能實(shí)施例的可編程電路的操作的有限狀態(tài)示意
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一可能實(shí)施例的可編程電路的操作的有限狀態(tài) 示意圖7是根據(jù)本發(fā)明的可能實(shí)施例的電路面板的立體示意圖；以及 圖8是圖7的電路面板的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
本公開涉及有限狀態(tài)機(jī)的使用，以控制用于直流電路的報(bào)警電路中的報(bào)警狀態(tài)。所述報(bào)警電路包括與負(fù)載元件串聯(lián)放置的電路保護(hù)裝置，例如 熔絲或電路斷路器。所述負(fù)載元件為將要向其供應(yīng)直流電流的裝置或端口。
現(xiàn)在參考圖3-4，示出了在正常操作狀態(tài)和中斷的情況下添加到直流電 路的報(bào)警電路100的示意圖。該概括直流電路包括輸入電壓50、返回端60 和負(fù)載20。在直流電路的標(biāo)準(zhǔn)操作期間，電流路徑從輸入電壓50通過負(fù)載 20，并通過返回端60返回。直流電源與輸入電壓50和回路60相連，以向 電路供電。負(fù)載20能夠是任何需要直流電來進(jìn)行操作的電氣設(shè)備，或能夠 是需要直流電流的電路的連接。
報(bào)警電路IOO包括電路保護(hù)裝置，以主熔絲IO示出，和可編程電路102。 主熔絲10電連接在輸入電壓50和負(fù)載20之間，以防止負(fù)載電流過大，如 圖3所示。主熔絲10具有閾值電流額定值，在該閾值電流額定值之上，熔 絲10將熔斷，引起如圖4所示的電流路徑的不連續(xù)。在替代實(shí)施例中，電 路斷路器或其他電跨保護(hù)裝置取代主熔絲10。
報(bào)警電路100能夠用在多種裝置中，包括容納電源輸出端和輸入端的 電源分配面板，以及用于電路保護(hù)的線路。例如，報(bào)警電路100能夠在多 端口面板部件中實(shí)現(xiàn)，在所述多端口面板部件中通過六個(gè)報(bào)警電路100來 保護(hù)六個(gè)主熔絲10。美國專利No 6,456,203示出了用于本發(fā)明的報(bào)警電路 100的面板結(jié)構(gòu)的一個(gè)范例。通過參考將美國專利No 6,456,203并入本文。
能夠?qū)⒖删幊屉娐?02的多種實(shí)現(xiàn)結(jié)合諸如美國專利No 6，456，203公 開的面板使用。在采用該面板的一個(gè)實(shí)施例中，可編程電路102位于安裝 在單熔絲模塊上的線路內(nèi)部。在另一實(shí)施例中，多個(gè)可編程電路102位于
與一個(gè)或多個(gè)熔絲模塊分開的報(bào)警電路模塊上，并且能夠選擇性地添加報(bào) 警電路模塊或從面板去除報(bào)警電路面板。在另一實(shí)施例中，多個(gè)可編程電 路102位于并入到面板內(nèi)部的線路內(nèi)部，并監(jiān)控模塊地在面板中添加或去 除的多個(gè)熔絲。
可編程電路102包括若干個(gè)輸入和輸出連接端。對(duì)于可編程電路102 的輸入包括輸入電壓50和輸出電壓70，通過輸入電壓50和輸出電壓70將 可編程電路與電路保護(hù)裝置并聯(lián)連接?？删幊屉娐?02經(jīng)由比較器(未示 出)連接至輸入電壓50和輸出電壓70，所述比較器輸出基于輸入電壓50 和輸出電壓70之間的電壓差的邏輯值，所述邏輯值表示熔絲10或其他電路保護(hù)裝置的狀態(tài)。輸入電壓和輸出電壓之間的差大于給定的閾值表示好
的熔絲的存在，并向可編程電路102輸出邏輯電平"1"。輸入電壓和輸出電 壓之間的差小于給定的閾值表示熔絲不存在或存在熔斷的熔絲，并導(dǎo)致向 可編程電路102提供邏輯電平"O"。
在可能實(shí)施例中，可編程電路102包括用于接收諸如由振蕩器(未示 出)生成的時(shí)鐘信號(hào)的輸入端。在該實(shí)施例中，可編程電路102工作在達(dá) 到和超過10Hz的頻率。編程電路102的替代實(shí)施例是非鐘控的，且基于可 編程電路的輸入值來改變狀態(tài)。
可編程電路102的輸出包括報(bào)警信號(hào)14、下拉箝位電路控制信號(hào)104 和指示器控制信號(hào)106。附加的控制輸出任意地控制報(bào)警電路100的其他方 面，或產(chǎn)生附加的報(bào)警通知。 一旦可編程電路102檢測(cè)到電路保護(hù)裝置故 障，則報(bào)警信號(hào)14輸出報(bào)警指示信號(hào)，且報(bào)警信號(hào)14電連接至遠(yuǎn)程系統(tǒng) 監(jiān)視器，以便允許遠(yuǎn)程感測(cè)熔絲10的故障。
下拉箝位電路控制信號(hào)104使下拉箝位電路108使能或禁用，下拉箝 位電路108與負(fù)載20并聯(lián)連接。在如圖3所示的正常的操作中，下拉箝位 電路108保持禁用以得到輸出電壓70和返回端60之間的電壓差，以便為 負(fù)載20供電。當(dāng)熔絲10熔斷且使能下拉箝位電路控制信號(hào)104時(shí)，下拉 箝位電路108使輸出電壓70和返回端電壓60相等，例如通過將兩個(gè)連接 端接地，從而限制輸出電壓70和返回端電壓60之間的電勢(shì)小于1VDC。
指示器控制信號(hào)106控制指示器，如所示的雙色發(fā)光二極管110。在如 圖3所示的系統(tǒng)正常操作期間，雙色發(fā)光二極管110顯示綠光，而在如圖4 所示的配置中，顯示表示熔斷的熔絲或其他電路中斷的紅光。在另一實(shí)施 例中，將一個(gè)或多個(gè)單色發(fā)光二極管或其他可視指示器用來顯示正常和中 斷的情況中的一個(gè)或兩個(gè)。
在一個(gè)實(shí)施例中，可編程電路102為微控制器。所述微控制器可以采 用諸如匯編語言、C或其他低級(jí)語音的若干編程語音中的任意一個(gè)來進(jìn)行 編程。在替代實(shí)施例中，可編程電路102是諸如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、 復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)、或功耗ASIC (專用集成電路)的可編程邏 輯器件(PLD)。在這些實(shí)施例中，諸如Verilog、 ABEL或VHDL的硬件描 述語音限定了可編程電路102的操作。在具有多個(gè)報(bào)警電路100的實(shí)施例中，每個(gè)報(bào)警電路能夠位于單獨(dú)的邏輯器件上，或者能夠?qū)⒍鄠€(gè)報(bào)警電路
被編程到相同的邏輯器件中。在可編程電路102為微控制器的實(shí)施例中， 如果需要，通過實(shí)現(xiàn)分時(shí)調(diào)度系統(tǒng)來將多個(gè)可編程電路實(shí)現(xiàn)在單個(gè)微控制 器中，在所述分時(shí)調(diào)度系統(tǒng)中每個(gè)可編程電路工作在由微控制器的頻率和 需要的可編程電路的數(shù)量確定的有效頻率。
盡管在圖3-4中示出了概括的報(bào)警電路100，但是能夠?qū)⒈竟_的可編 程電路102和方法和系統(tǒng)在多個(gè)其他電路中實(shí)現(xiàn)，例如在上述圖2中所示 的冗余電源傳輸電路應(yīng)用。
圖5示出了根據(jù)本公開的可能實(shí)施例的有限狀態(tài)機(jī)200，該有限狀態(tài)機(jī) 200限定了圖3-4的可編程電路102的操作。有限狀態(tài)機(jī)200包括多個(gè)狀態(tài)， 這些狀態(tài)中的至少一些與報(bào)警電路100的物理狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，例如熔斷的熔 絲，正常操作或其他狀態(tài)。有限狀態(tài)機(jī)200工作在可編程電路102的"鐘控" 實(shí)施例中，即具有使能時(shí)鐘信號(hào)輸入的PLD。在該鐘控實(shí)施例中，有限狀 態(tài)機(jī)將周期性地改變狀態(tài)或確定是否應(yīng)發(fā)生狀態(tài)變化。該周期能夠?qū)?yīng)于 時(shí)鐘周期，或其中的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，有限狀態(tài)機(jī)200被編程為 每個(gè)時(shí)鐘周期改變狀態(tài)。在另一實(shí)施例中，有限狀態(tài)機(jī)200被編程為在由 多個(gè)時(shí)鐘周期限定的周期中改變狀態(tài)。
每個(gè)狀態(tài)包括由狀態(tài)來表示的輸出信號(hào)的定義。在圖3-4所示的示范性 實(shí)施例中，報(bào)警信號(hào)14、指示器控制信號(hào)106和下拉箝位電路控制信號(hào)104 控制報(bào)警電路100的各個(gè)方面。
在202以狀態(tài)SO例示了有限狀態(tài)機(jī)200。狀態(tài)SO與起始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)， 在該起始狀態(tài)中可以安裝熔絲IO或可以沒有安裝熔絲10。在起始狀態(tài)中， 去激活報(bào)警信號(hào)14，表示不存在熔斷的熔絲。激活下拉箝位電路控制信號(hào) 104。指示器控制信號(hào)106去激活指示器，使得LED關(guān)閉。
操作流程進(jìn)行至檢査熔絲模塊204。該檢査熔絲模塊204確定是否存在 熔絲10。如果熔絲存在，則操作流程進(jìn)行至206的狀態(tài)Sl。如果熔絲10 不存在，則操作流程保持在202的狀態(tài)SO。
206處的狀態(tài)Sl對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到熔絲10之后的起始階段，在該起始階段 中有限狀態(tài)機(jī)200等待檢測(cè)熔絲。該延遲確?？删幊屉娐?02的比較器輸 入穩(wěn)定，且不受在熔絲插入(即去抖動(dòng)控制)期間生成的電噪聲的影響。該延遲還確保在有限狀態(tài)機(jī)200檢測(cè)到熔絲插入之后立即產(chǎn)生熔斷的熔絲。 在206的狀態(tài)Sl期間，去激活報(bào)警信號(hào)14，表示沒有檢測(cè)到熔斷的熔絲。 指示器控制信號(hào)106保持為去激活，表示仍然還沒有檢測(cè)到熔絲。去激活 下拉箝位電路控制信號(hào)104，得到輸出電壓70和返回端電壓60之間的電壓 差。
有限狀態(tài)機(jī)200持續(xù)預(yù)定的時(shí)間長度保持在狀態(tài)Sl 。在所示的實(shí)施例 中，有限狀態(tài)機(jī)200持續(xù)五秒鐘地保持在狀態(tài)S1。在替代實(shí)施例中，采用 更長或更短的時(shí)間，只要去抖動(dòng)控制且快速熔斷熔絲狀態(tài)是可檢測(cè)的。
操作流程進(jìn)行至208的狀態(tài)S2。狀態(tài)S2表示如以上圖3所示的電路的 正常操作。在狀態(tài)S2中，去激活報(bào)警信號(hào)14，表示不存在熔斷的熔絲。指 示器控制信號(hào)106使得圖3-4中的雙色發(fā)光二極管108的輸出綠光。與正常 操作電路狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的其他指示器模式也是可能的。再次去激活下拉箝位 電路控制信號(hào)104。
操作流程進(jìn)行至檢查熔絲模塊210。檢查熔絲模塊210確定插入到報(bào)警 電路中的熔絲IO是否已熔斷。如果熔絲IO沒熔斷，則操作流程維持在208 的狀態(tài)S2。如果熔絲已熔斷，則操作流程進(jìn)行至在212的狀態(tài)S3。
212的狀態(tài)S3對(duì)應(yīng)于如上圖4所示的報(bào)警電路的熔斷的熔絲狀態(tài)。報(bào) 警信號(hào)14激活，并用于指示報(bào)警電路的遠(yuǎn)程監(jiān)視器該熔絲10已熔斷。指 示器控制信號(hào)106驅(qū)動(dòng)從圖3-4的雙色發(fā)光二極管108輸出的紅光。對(duì)應(yīng)于 中斷電路狀態(tài)的其他指示器模式也是可能的。激活下拉箝位電路控制信號(hào)， 限制輸出電壓70和返回端電壓60之間的電勢(shì)小于1VDC。
操作流程進(jìn)行至檢查熔絲模塊214。檢查熔絲模塊214確定熔斷的熔絲 是否已經(jīng)被技術(shù)人員或其他用戶替換。如果熔絲10沒有被替換，則操作流 程保持在212的狀態(tài)S3。如果熔絲已被替換，則操作流程進(jìn)行至在216的 狀態(tài)S4。
在216的狀態(tài)S4對(duì)應(yīng)于在替換了在如上圖3-4所示的報(bào)警電路100的 熔斷的熔絲之后的延遲狀態(tài)。該延遲狀態(tài)確保穩(wěn)定的比較器輸出，與狀態(tài) Sl的操作類似。該延遲還確保在功能狀態(tài)機(jī)200檢測(cè)到熔絲插入之后立即 產(chǎn)生熔斷的熔絲。在所示的實(shí)施例中，該延遲持續(xù)10秒鐘。然而，同樣能 夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)到故障熔絲的更長或更短的時(shí)間。在216的狀態(tài)S4中，去激活報(bào)警信號(hào)14，表示已經(jīng)去除了熔斷的熔絲。 指示器控制信號(hào)106用于產(chǎn)生從圖3-4的雙色發(fā)光二極管108中輸出的綠 光。對(duì)應(yīng)于中斷電路狀態(tài)的其他指示器模式也是可能的。去激活下拉箝位 電路控制信號(hào)104，得到輸出電壓70和返回端電壓60之間的電壓差。
操作流程進(jìn)行至檢查熔絲模塊218。檢査熔絲模塊218確定插入到報(bào)警 電路的替換熔絲10在插入后是否立即熔斷，替換熔絲IO插入到報(bào)警電路 使得有限狀態(tài)機(jī)200從狀態(tài)S3切換至狀態(tài)S4。如果替換熔絲10已經(jīng)熔斷， 則接著操作流程進(jìn)行至212的狀態(tài)S3。如果替換熔絲10沒有熔斷，則操作 流程進(jìn)行至220的狀態(tài)S5。
在220的狀態(tài)S5對(duì)應(yīng)于進(jìn)一步的延遲狀態(tài)。該延遲使得替換報(bào)警電路 中的熔絲的技術(shù)人員或其他個(gè)人能夠有接著去除替換熔絲IO的機(jī)會(huì)，使得 電路重置。因此狀態(tài)S5能夠被希望確定熔絲是否已經(jīng)熔斷的技術(shù)人員用來 作為熔絲測(cè)試方法。在狀態(tài)S5中，指示器控制信號(hào)用于產(chǎn)生從圖3-4的雙 色發(fā)光二極管108輸出的閃爍的綠光。這指示技術(shù)員能夠通過去除插入到 報(bào)警系統(tǒng)100中的熔絲10來重置有限狀態(tài)機(jī)200。去激活下拉箝位電路控 制信號(hào)104。去激活報(bào)警信號(hào)14，表示不存在熔斷的熔絲。
操作流程從狀態(tài)S5進(jìn)行至檢查熔絲狀態(tài)222。檢查熔絲狀態(tài)222確定 是否存在熔絲IO。如果熔絲存在，則操作流程返回至208的狀態(tài)S2。如果 不存在熔絲，則系統(tǒng)的技術(shù)人員或其他用戶已經(jīng)去除了熔絲，并且操作流 程返回至202的狀態(tài)SO。
通常參考圖5，能夠?qū)⒍鄠€(gè)有限狀態(tài)機(jī)編程到單個(gè)可編程電路102中， 且多個(gè)有限狀態(tài)機(jī)能夠監(jiān)控多個(gè)報(bào)警電路。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)單有限狀態(tài)機(jī)， 以便監(jiān)控多個(gè)報(bào)警電路100，其中每個(gè)報(bào)警電路依次采用時(shí)鐘周期，以監(jiān)控 報(bào)警電路100狀態(tài)。在該配置中，通過由有限狀態(tài)機(jī)200監(jiān)控的電路的數(shù) 量來有效地劃分時(shí)鐘頻率，且適當(dāng)?shù)卦黾訒r(shí)鐘頻率從而確保精確的報(bào)警操 作和避免狀態(tài)機(jī)故障。
在其他替代實(shí)施例中，除圖3-4的雙色發(fā)光二極管之外，指示器顯示報(bào) 警電路100的狀態(tài)。在該實(shí)施例中，設(shè)置適當(dāng)?shù)闹甘酒餍盘?hào)以指示正常操 作、中斷操作、或不存在電路保護(hù)裝置。例如，能夠采用單色發(fā)光二極管、 LCD顯示器、白熾燈泡或其他可視的指示器。
13在另一實(shí)施例中，電路斷路器或其他電路保護(hù)模塊可用來替換報(bào)警電
路100中的熔絲10,同時(shí)相應(yīng)改變上述有限狀態(tài)機(jī)200。例如，檢査熔絲 模塊204、 210、 214、 218和222可代替檢查電路斷路器的存在或不存在狀 態(tài)，該電路斷路器用在圖3和4的熔絲IO的位置。
圖6示出了根據(jù)本公開的另一可能實(shí)施例限定圖3-4的可編程電路102 的操作的有限狀態(tài)機(jī)300。有限狀態(tài)機(jī)300包括對(duì)應(yīng)于報(bào)警電路的物理狀態(tài) 的多個(gè)狀態(tài)，例如熔斷的熔絲、正常操作或重置狀態(tài)。有限狀態(tài)機(jī)300工 作在可編程電路102的"非鐘控"實(shí)施例中，即可編程電路用于基于輸入值來 改變狀態(tài)，而不是如圖5所示的實(shí)施例中的基于時(shí)鐘信號(hào)和輸入值來改變 狀態(tài)。
302例示了操作流程狀態(tài)S0，。狀態(tài)S0'與圖5的狀態(tài)S0相關(guān)聯(lián)，因?yàn)?這兩個(gè)狀態(tài)都對(duì)應(yīng)于開始狀態(tài)，在開始狀態(tài)中可以安裝熔絲或可以不安裝 熔絲。在狀態(tài)SO，中，去激活報(bào)警信號(hào)14，表示不存在熔斷的熔絲。激活下 拉箝位電路控制信號(hào)104。指示器控制信號(hào)106去激活指示器，使得LED 關(guān)閉。有限狀態(tài)機(jī)300的操作保持在狀態(tài)SO，直到將熔絲插入到該報(bào)警電路 中。
一旦基于如由并入到報(bào)警電路中的比較器確定的電壓差檢測(cè)到熔斷的 熔絲，則操作流程進(jìn)行至304的狀態(tài)Sl'。狀態(tài)Sl'與圖5的狀態(tài)S2相關(guān)聯(lián)， 因?yàn)檫@兩個(gè)狀態(tài)都對(duì)應(yīng)于如圖3中所示的報(bào)警電路100的正常操作。去激 活報(bào)警信號(hào)14，且指示器控制信號(hào)16驅(qū)動(dòng)圖3-4的雙色發(fā)光二極管輸出的 綠光。去激活下拉箝位電路控制信號(hào)104，使得電流流過負(fù)載20。有限狀 態(tài)機(jī)保持在304的狀態(tài)Sl，直到比較器輸出表示熔絲10已經(jīng)熔斷。
一旦基于如由并入到報(bào)警電路100中的比較器確定的電壓差檢測(cè)到熔 斷的熔絲，則操作流程進(jìn)行至306的狀態(tài)S2'。狀態(tài)S2，與圖5的狀態(tài)S3 相關(guān)聯(lián)，因?yàn)閮蓚€(gè)狀態(tài)都對(duì)應(yīng)于如圖4中所示報(bào)警電路100的中斷操作。 激活報(bào)警信號(hào)14,且報(bào)警信號(hào)14任意地用于向報(bào)警電路的遠(yuǎn)程監(jiān)視器發(fā)送 熔絲已經(jīng)熔斷的指示。指示器控制信號(hào)106驅(qū)動(dòng)雙色發(fā)光二極管108輸出 的紅光。激活下拉箝位電路控制信號(hào)104。有限狀態(tài)機(jī)保持在狀態(tài)S2'，直 到比較器檢測(cè)到熔斷的熔絲已被替換。 一旦檢測(cè)到替換的熔絲10，則操作 流程返回至狀態(tài)S1'。再次參考圖5和6，可在鐘控或非鐘控有限狀態(tài)機(jī)中采用另外的或更少 的狀態(tài)，以監(jiān)控諸如熔絲或電路斷路器的電路保護(hù)裝置的狀態(tài)?？梢栽黾?其他的狀態(tài)以及手動(dòng)輸入，例如與分別將返回狀態(tài)SO或SO'的任一有限狀 態(tài)機(jī)相關(guān)聯(lián)的重置按鈕。另外，能夠并入其他的輸入或輸出信號(hào)，以向報(bào) 警電路提供其他的電路保護(hù)或故障指示特征。
現(xiàn)在參考圖7和8，示范電路箱400并入如上結(jié)合圖3-4描述的報(bào)警電 路IOO。電路面板400具有頂部面板、底部面板、以及限定前端和后端的側(cè) 面板。在所示的實(shí)施例中，面板400為電源分配面板，且前端包括多個(gè)電 路保護(hù)模塊402和指示器408。面板400的后端包括一個(gè)或多個(gè)電源模塊 410和負(fù)載模塊412。
電源模塊410包括一個(gè)或多個(gè)用于連接直流電源至面板400的電壓和 返回端(returnpost)。負(fù)載模塊包括一個(gè)或多個(gè)用于連接需要從直流電源供 電的設(shè)備的負(fù)載和回程電壓連接。面板400中的內(nèi)部線路通過一個(gè)或多個(gè) 電路保護(hù)模塊402將電源模塊410連接至負(fù)載模塊412 (或其部分)。
在所示的實(shí)施例中，每個(gè)電路保護(hù)模塊402包括熔絲404和指示器404。 熔絲404能夠是多種類型的熔絲中的任意一種，例如GMT熔絲、TPM熔 絲或其他任何合適的熔絲。在替代實(shí)施例中，電路保護(hù)模塊402能夠包括 多個(gè)熔絲、電路斷路器或兩者的組合。
指示器404包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管，且在所示的實(shí)施例中指示器 404為雙色發(fā)光二極管。同意能夠采用諸如白熾燈泡或LCD顯示器的其他 指示器。
并入面板400的內(nèi)部線路中的可編程電路414并聯(lián)連接至如上結(jié)合圖 3_4公開的一個(gè)或多個(gè)電路保護(hù)模塊?？删幊屉娐房刂泼總€(gè)模塊上的指示器 404。可編程電路414包括一個(gè)或多個(gè)圖3-4的可編程電路102，且可以在
一個(gè)或多大可編程邏輯器件上或在一個(gè)或多個(gè)微控制器中實(shí)現(xiàn)可編程電路 414?？蛇x地，可將可編程電路合并到每個(gè)電路保護(hù)模塊402上。可選地， 能夠?qū)⒖删幊屉娐凡⑷氲矫總€(gè)電路保護(hù)模塊402上。報(bào)警輸出端(未示出) 可選地允許連接至遠(yuǎn)程系統(tǒng)，該遠(yuǎn)程系統(tǒng)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控電路保護(hù)模塊402 的狀態(tài)。
當(dāng)將電壓差施加到與指示器408相關(guān)聯(lián)的電源模塊410時(shí)，電路面板400的前端上的指示器408照亮。因此，當(dāng)電流流過電路面板400前表面上 的電路保護(hù)模塊408時(shí)，指示器408可視地顯示。
電路面板的各種其他實(shí)施例也是可能的?？梢詫⒖删幊屉娐?14并入 在單獨(dú)的模塊，該單獨(dú)的模塊也能夠包括指示器404。因此，該單獨(dú)的模塊 將監(jiān)控并顯示面板中存在的其他模塊上的電路保護(hù)裝置的狀態(tài)。在另一實(shí) 施例中，電路保護(hù)裝置不在模塊上，而連接至面板。
這里公開的各個(gè)實(shí)施例可用在直流電源分配面板中。諸如所示的報(bào)警 電路100的報(bào)警電路提供緊湊的電流保護(hù)結(jié)構(gòu)，通過該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)蓚€(gè) 或多個(gè)電流保護(hù)電路裝配至DC電源分配面板，不會(huì)妨礙包括在系統(tǒng)中的其 他電子設(shè)備，例如面板中存在的電壓監(jiān)控系統(tǒng)。
以上說明書、示例和數(shù)據(jù)提供了制造和使用本發(fā)明的組成的完整說明。 由于在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能夠進(jìn)行本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施 例，本發(fā)明以所附的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種報(bào)警電路，包括(a)負(fù)載的輸入電壓處串聯(lián)連接的電路保護(hù)裝置；(b)并聯(lián)連接至所述電路保護(hù)裝置的可編程電路，所述可編程電路包括報(bào)警信號(hào)，所述可編程電路被編程為包括多個(gè)功能狀態(tài)，至少一個(gè)功能狀態(tài)對(duì)應(yīng)于所述報(bào)警信號(hào)的激活；(c)其中，激活所述報(bào)警信號(hào)的所述至少一個(gè)功能狀態(tài)對(duì)應(yīng)于所述電路保護(hù)裝置中的電路中斷的情況。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)警電路，其中，所述保護(hù)裝置包括熔絲。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)警電路，其中，所述保護(hù)裝置包括電路斷 路器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)警電路，還包括具有控制輸入端的下拉箝 位電路，所述控制輸入端電連接至所述可編程電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的報(bào)警電路，其中，所述下拉箝位電路并聯(lián)連 接至所述負(fù)載。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)警電路，還包括指示器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的報(bào)警電路，其中，所述指示器發(fā)射至少兩種 不同的顏色。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的報(bào)警電路，其中，所述指示器為雙色發(fā)光二 極管。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)警電路，其中，所述可編程電路為可編程邏輯器件。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)警電路，其中，所述可編程電路為微控制器。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)警電路，其中，不同于所述至少一個(gè)功 能狀態(tài)的第二功能狀態(tài)對(duì)應(yīng)于所述報(bào)警電路不存在電路保護(hù)裝置。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)警電路，其中，所述至少一個(gè)功能狀態(tài) 對(duì)應(yīng)于熔絲熔斷。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)警電路，其中，功能狀態(tài)對(duì)應(yīng)于所述報(bào) 警電路中的延遲的情況。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)警電路，還包括施加到所述可編程電路 的時(shí)鐘信號(hào)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的報(bào)警電路，其中，所述時(shí)鐘信號(hào)的頻率約 為10Hz。
16、 一種監(jiān)控電路保護(hù)裝置的方法，所述方法包括 將可編程電路并聯(lián)連接至所述電路保護(hù)裝置，所述可編程電路被編程為包括多個(gè)功能狀態(tài)，至少一個(gè)功能狀態(tài)對(duì)應(yīng)于報(bào)警信號(hào)的激活； 檢測(cè)電路保護(hù)裝置的不存在； 檢測(cè)所述電路保護(hù)裝置的存在； 檢測(cè)所述電路保護(hù)裝置中的故障；以及一旦檢測(cè)到所述電路保護(hù)裝置的故障，則進(jìn)入所述至少一個(gè)功能狀態(tài), 從而使能報(bào)警信號(hào)。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，檢測(cè)所述電路保護(hù)裝置中的故障包括在所述電路保護(hù)裝置的輸入電壓和所述電路保護(hù)裝置的輸出電 壓之間基本沒有檢測(cè)到電壓差。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，檢測(cè)所述電路保護(hù)裝置的不 存在包括在所述電路保護(hù)裝置的輸入電壓和所述電路保護(hù)裝置的輸出電 壓之間基本沒有檢測(cè)到電壓差。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，檢測(cè)所述電路保護(hù)裝置的存 在包括在所述電路保護(hù)裝置的輸入電壓和所述電路保護(hù)裝置的輸出電壓 之間檢測(cè)到的電壓差大于預(yù)定的閾值。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括一旦檢測(cè)到所述電路保護(hù)裝置中的故障，則激活雙色發(fā)光二極管中的紅光。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括一旦檢測(cè)到所述電路保護(hù)裝置的存在，則激活雙色發(fā)光二極管中的綠光。
22、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括一旦檢測(cè)到電路保護(hù)裝置不 存在，則禁用雙色發(fā)光二極管。
23、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括，一旦檢測(cè)到所述電路保護(hù) 裝置中的故障，則激活與電路負(fù)載并聯(lián)連接的下拉箝位電路。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括一旦檢測(cè)到所述電路保護(hù)裝 置的存在，則去激活所述下拉箝位電路。
25、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述電路保護(hù)裝置為熔絲。
26、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述電路保護(hù)裝置為電路斷 路器。
27、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述可編程電路為微控制器。
28、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述可編程電路為可編程邏 輯器件。
29、 一種電路面板，包括(a) 限定前側(cè)和后側(cè)的電路面板體，所述后側(cè)包括電源模塊和負(fù)載模塊；(b) 電路保護(hù)裝置，其安裝到所述面板的前端且串聯(lián)連接在所述電源 模塊和所述負(fù)載模塊之間；(c) 對(duì)應(yīng)于所述電路保護(hù)裝置的指示器，所述指示器用于顯示所述電 路保護(hù)裝置的狀態(tài)；以及(d) 可編程電路，其并聯(lián)連接至所述電路保護(hù)裝置且包括報(bào)警信號(hào)， 所述可編程電路被編程為包括多個(gè)功能狀態(tài)，至少一個(gè)功能狀態(tài)對(duì)應(yīng)于所 述報(bào)警信號(hào)的激活，其中，激活所述報(bào)警信號(hào)的所述至少一個(gè)功能狀態(tài)對(duì) 應(yīng)于所述電路保護(hù)裝置中的電路中斷的情況。
全文摘要
公開了一種監(jiān)控電路保護(hù)裝置的報(bào)警電路和方法。該報(bào)警電路包括與負(fù)載的輸入電壓串聯(lián)連接的電路保護(hù)裝置。該報(bào)警電路還包括與電路保護(hù)裝置并聯(lián)連接的可編程電路，且包括報(bào)警信號(hào)。該可編程電路被編程為包括多個(gè)功能狀態(tài)，且至少一個(gè)功能狀態(tài)對(duì)應(yīng)于所述報(bào)警信號(hào)的激活。激活所述報(bào)警信號(hào)的所述至少一個(gè)功能狀態(tài)對(duì)應(yīng)于所述電路保護(hù)裝置中的電路中斷的情況。
文檔編號(hào)H02H3/02GK101563823SQ200780047405
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日
發(fā)明者B·J·布里希費(fèi)爾特, J·C·科菲 申請(qǐng)人:Adc電信公司