專利名稱：一種電脈沖邊緣的計(jì)數(shù)裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電脈沖邊緣的計(jì)數(shù)裝置和方法，更具體地說是計(jì)數(shù)電脈沖的邊緣以使電子熔斷器的電流閥在閥脈動了預(yù)定次數(shù)之后能夠關(guān)閉。雖然本發(fā)明最好用于電話系統(tǒng)中，但是它的用途并不局限于這種系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
的描述電子熔斷器或電流限制器中流過的電流太大時(shí)，它們就會被觸發(fā)。這種大電流產(chǎn)生的原因有兩個(gè)，其中之一的原因是與網(wǎng)絡(luò)連接的負(fù)載超過網(wǎng)絡(luò)所能承受的負(fù)載，另一個(gè)原因是發(fā)生了短路。電路暫時(shí)承受非常大的負(fù)載時(shí)，例如啟動一容性負(fù)載，值得注意的是非常大的電流通過電路時(shí)就能啟動電子熔斷器，而且與此同時(shí)，又能保證負(fù)載供電以便實(shí)現(xiàn)正常操作，這是因?yàn)樵谶@種工作條件下非常大的電流僅僅在啟動模式時(shí)產(chǎn)生。EP-A2-0 288 015描述了一種用于方便地關(guān)閉和打開電子熔斷器中的電流閥的裝置，盡管該裝置用于感性負(fù)載中。然而，這種公知的裝置沒有在上述的閥脈動過設(shè)定的時(shí)間周期之后就能關(guān)閉電流閥的功能，具有這種功能的有益之處在于防止電流閥破裂。因此，對控制電流閥激活和去激活的脈沖計(jì)數(shù)，并在過載或短路時(shí)這些脈沖存在的情況下，在設(shè)定的時(shí)間周期之后關(guān)閉、去激活電流閥或電流限制器是非常有益的，以避免由于上述的脈動而使電流閥破裂。在暫時(shí)產(chǎn)生非常大的負(fù)載時(shí)，脈沖因數(shù)也將會產(chǎn)生變化，因而就難于對不同類型的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。
US-A 4,127,886描述了一種過電流保護(hù)電路，該電路包括一個(gè)檢測到過電流就開始導(dǎo)通，并通過對電容器的充電保持在導(dǎo)通狀態(tài)以避免晶體管振蕩。
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明提出了在廉價(jià)又簡單的裝置中如何對電脈沖邊緣進(jìn)行計(jì)數(shù)而又不取決于脈沖因數(shù)(pulse quotient)以避免電流閥破裂的問題。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種廉價(jià)又簡單的裝置，該裝置能夠?qū)﹄娒}沖邊緣進(jìn)行計(jì)數(shù)而又不取決于脈沖因數(shù)以避免電流閥的破裂。
這個(gè)問題是用每個(gè)脈沖按其中之一的脈沖邊緣產(chǎn)生的電壓連續(xù)地對第一和第二電容器充電來解決的。第一電容器獲得的充電是由第二電容器決定的。第一電容器上的電壓與閾值電壓相比較，一給定的脈沖計(jì)數(shù)顯示該電壓是否大于或不大于閾值電壓。
因此，這個(gè)問題是通過一種計(jì)數(shù)電脈沖的裝置和一包括這種裝置的電子熔斷器來解決的，其中第一電容器串聯(lián)于激勵(lì)電路上，該電路包括與第一二極管串聯(lián)的第二電阻，第一二極管和第二電阻再與第一電阻并聯(lián)，第二電容器與第二電阻并聯(lián)。由電脈沖邊緣的其中之一產(chǎn)生的電壓作用于第一電容器和激勵(lì)電路上時(shí)，第一和第二電容器就以主要由第二電容器確定的電荷量被連續(xù)地充電。比較器的第一輸入端連接于第一電容器和激勵(lì)電路之間的連接點(diǎn)，而比較器的第二輸入端連接于比較電位以便在第一電容器上的電壓大于比較電位所確定的閾值電平時(shí)能夠顯示經(jīng)過計(jì)數(shù)的給定脈沖的大致數(shù)目。
這個(gè)問題還通過一種方法來解決，其中下面的步驟是為每個(gè)發(fā)生脈沖而實(shí)現(xiàn)的根據(jù)電脈沖的其中之一邊緣對第一電容器和第二電容器連續(xù)地充電，其中第一電容器以主要由第二電容器確定的電荷量被充電的，此后它保持上述的電荷量，把第一電容器上的電壓與閾值電平相比較，在該電壓大于閾值電平時(shí)顯示經(jīng)過計(jì)數(shù)的給定脈沖數(shù)。
本發(fā)明具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，由于它不包含數(shù)字計(jì)數(shù)器電路，它的結(jié)構(gòu)就簡單而且價(jià)格低廉。第二，它與數(shù)字電路有所差異，不取決于某些特定的電壓電平。它還可不考慮脈沖的脈沖因數(shù)的影響對脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。
現(xiàn)在參考較佳的實(shí)施例和結(jié)合附圖將本發(fā)明作詳細(xì)地描述。
附圖的簡述

圖1表示本發(fā)明的脈沖計(jì)數(shù)裝置的電路框圖，該裝置與過電流保護(hù)電路及與供電網(wǎng)絡(luò)連接的一對導(dǎo)體相連接。
圖2表示本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例的脈沖計(jì)數(shù)裝置的電路框圖。
圖3A表示圖2中產(chǎn)生的電壓的特性曲線圖。
圖3B和3C表示具有不同脈沖因數(shù)的脈沖圖。
圖4表示適合與本發(fā)明脈沖計(jì)數(shù)裝置一起使用的過電流保護(hù)電路圖。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1表示與第一和第二導(dǎo)體相連接的供電網(wǎng)絡(luò)8，第一導(dǎo)體的電位為Ov，第二導(dǎo)體的電位為-Vin，后者的電位一般為-48v。供電網(wǎng)絡(luò)輸送直流電，它最好包括一交流電壓網(wǎng)和直流變換器。負(fù)載，一般是容性的或部分容性的，連接于兩個(gè)導(dǎo)體之間。例如負(fù)載可以是電話交換機(jī)。許多元件連接在負(fù)載和供電網(wǎng)絡(luò)8之間的第二導(dǎo)體中。因此，此第二導(dǎo)體中的負(fù)載與扼流圈L連接，該扼流圈依次地與以場效應(yīng)晶體管形式出現(xiàn)的可控電流閥Q1相連接。該場效應(yīng)晶體管依次地與連接于供電網(wǎng)絡(luò)8的第一測量電阻RK相連接。與第二測量電阻Rm串聯(lián)的單向二極管D連接在第一導(dǎo)體以及電流閥Q1和扼流圈L之間的連接點(diǎn)之間。脈沖計(jì)數(shù)器10連接在電流閥Q1的柵極和電源電位VO之間。最后，跨接在第一測量電阻兩端的過電流保護(hù)電路12與輸入端相連接，與場效應(yīng)晶體管的柵極相連接，與第二測量電阻Rm和單向二極管D之間的連接點(diǎn)相連接，它還與第一導(dǎo)體相連接。兩個(gè)測量電阻RK和Rm，單向二極管D，電流閥Q1，過電流保護(hù)電路12和脈沖計(jì)數(shù)器10一起形成一個(gè)電子熔斷器。通過分配兩導(dǎo)體上的電壓或接入一個(gè)調(diào)壓器可方便地形成。位于導(dǎo)體電位之間的電位VO由一個(gè)導(dǎo)體上的有效電壓而形成不同電位的方式對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的，因此，本文獻(xiàn)將不作詳細(xì)地解釋。
圖1所示裝置的工作原理如下電流閥Q1開始是開通的，過電流保護(hù)電路12檢測供電網(wǎng)絡(luò)8輸送給負(fù)載的電流。在電流由網(wǎng)絡(luò)8開始流向負(fù)載以使負(fù)載工作時(shí)，如果負(fù)載是容性的，那么起始的電流是非常大的。但由于扼流圈L的充電，將會減弱部分電流。然而扼流圈L充電完畢后，如果負(fù)載非常大的話，大電流仍然會繼續(xù)上升。負(fù)載上的電流在第一測量電阻RK上就能檢測到，如果電流大于給定的第一值，例如為12A，過電流保護(hù)電路12就會給閥門柵極發(fā)送一個(gè)低電位的控制信號以便關(guān)閉閥。這樣就能避免電流由負(fù)載經(jīng)過第二導(dǎo)體流向供電網(wǎng)絡(luò)8。而存儲在扼流圈11中的電流流過包括負(fù)載，扼流圈L，單向二極管D和第二測量電阻Rm的單向環(huán)路。因此，過電流保護(hù)電路12就能檢測流過第二測量電阻Rm的電流，然后如果上述電流下降到比第一值低的預(yù)定第二值(例如為8A)之下時(shí)，過電流保護(hù)電路12就重新打開電流閥Q1。本領(lǐng)域的技術(shù)人員非常明白以場效應(yīng)晶體管形式出現(xiàn)的電流閥是通過作用于其柵極上的電壓來實(shí)現(xiàn)開通和關(guān)閉的。這樣，如果容性負(fù)載需要大電流充電時(shí)，就能形成開通和關(guān)閉閥Q1的脈沖。由此電流閥就能被開通和關(guān)閉以便平均值大約為10A的電流將會由網(wǎng)絡(luò)8流向負(fù)載。這樣脈沖計(jì)數(shù)器10就對輸送至電流閥Q1的柵極的脈沖邊緣進(jìn)行計(jì)數(shù)，在給定的脈沖邊緣數(shù)被計(jì)數(shù)完畢之后，裝置10關(guān)閉閥Q1，以避免過電流保護(hù)電路輸出脈沖。這樣做的目的是保護(hù)閥Q1，否則閥Q1就會有擊穿的危險(xiǎn)。
如上所述，例如啟動時(shí)萬一超載，過電流保護(hù)電路12就由電流閥Q1關(guān)閉。然而應(yīng)該明白在短路的情況下閥也會關(guān)閉該電路。由于這兩種不同的情況，在脈沖寬度內(nèi)電流閥關(guān)閉的時(shí)間將會產(chǎn)生顯著的變化，當(dāng)然，脈沖因數(shù)也將會產(chǎn)生變化。然而，必須對所有脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)以保證電流閥不會擊穿。
圖2表示本發(fā)明的脈沖計(jì)數(shù)器10。第一電容器C1連接在電源電位VO和以比較器形式出現(xiàn)的比較裝置14的第一輸入端或正輸入端之間，電源電位最好比圖1中的第二導(dǎo)體的電位高出大約10V，因此其電位為-Vin+10V。激勵(lì)電路連接在比較器14的正輸入端和電流閥Q1的柵極之間，它包括與第一二極管D1串聯(lián)的第二電阻R2及與前二者并聯(lián)的第一電阻R1。第一二極管D1的陽極與第二電阻R2連接，上述二極管的陰極與閥Q1的柵極連接。激勵(lì)電路還包括一與第二電阻R2并聯(lián)的第二電容器C2。第一電容器C1比第二電容器C2大得多，例如至少大10倍。第一電阻R1也比第二電阻R2大得多，例如至少大10倍。此外，圖中所示的還有與閥門柵極連接的過電流保護(hù)電路12。電路1 2能夠產(chǎn)生電壓在前述電位VO和-Vin之間變化的信號。第三電阻R3與第一雙極晶體管Q2串聯(lián)后，它們再與第一電容器C1并聯(lián)。第一雙極晶體管Q2的發(fā)射極與比較器14的正輸入端連接，晶體管Q2的集電極與第三電阻R3連接。第四電阻R4連接在電源電壓V0與閥Q1的柵極之間。第四電阻R4是一個(gè)工作電阻，它能夠保證作用于閥門柵極上的控制脈沖實(shí)際地接近電位VO。參考電壓或比較電位Vref加在比較器14的第二輸入端負(fù)輸入端，其中所述的比較電位Verf適于由分配電源電壓VO而獲得。圖中還顯示比較器14的正輸入端的電位Vm，閥Q1柵極的電位Vg，和在雙極晶體管Q2基極的復(fù)位信號的Reset。
圖3A表示作為時(shí)間t的函數(shù)的不同電位和信號的示意圖，其中t表示時(shí)間軸。這里示出的閥柵極電位Vg在兩個(gè)電壓狀態(tài)之間變化，上述的狀態(tài)就是前述的電位-Vin和VO，它們首先是以一個(gè)高電位出現(xiàn)，后面有脈沖因數(shù)為50％的兩個(gè)脈沖形式出現(xiàn)的周期性變化的電壓。在這些脈沖中第一脈沖在時(shí)間t1的第一點(diǎn)開始形成，最后的脈沖在時(shí)間t4的第四點(diǎn)終止，在這些脈沖之后，電位Vg在整個(gè)長周期時(shí)間內(nèi)具有一個(gè)低電平。為了減小圖的尺寸，通過以虛線畫出電壓和以設(shè)定的間隔切斷時(shí)間軸，在圖中僅僅顯示該時(shí)間周期的起點(diǎn)和終點(diǎn)。電流閥柵極的電位Vg最后在時(shí)間軸上的第七點(diǎn)t7又返回高電平。這里比較器的正輸入端的電位Vm開始具有和電流閥的柵極的電位Vg相同的電平，此時(shí)電位較高。柵極在時(shí)間t1的第一點(diǎn)獲得一個(gè)低電平，比較器14正輸入端的電位Vm就下降，開始是迅速的，然后在時(shí)間t2的第二點(diǎn)就非常緩慢，接著保持一個(gè)平穩(wěn)的電平，直至柵極后來在時(shí)間t3的第三點(diǎn)獲得一個(gè)高電平。然后電壓Vm每次以這樣的方式下降，柵極就得到一個(gè)低電平。柵極接收到第二和最后的脈沖后，該脈沖在時(shí)間t4的點(diǎn)終止，電位Vm以前面相同的方式下降，雖然柵極沒有新的脈沖出現(xiàn)，但電位Vm也會繼續(xù)緩慢下降至柵極的低電位。其中在和時(shí)間軸的切斷相一致的部位比較器14的正輸入端全部電位Vm的曲線部分是以陡傾斜度顯示的。當(dāng)然，電位不是以圖中所示的方式在此間隔內(nèi)迅速下降的，曲線以這樣獨(dú)特的方式畫出是為了更清楚地顯示曲線如何連接在一起的。然后電位Vm從時(shí)間t6的第六點(diǎn)迅速上升至?xí)r間t8的第八點(diǎn)，此后它就非常緩慢地上升。比較器14的負(fù)輸入端的比較電位Vref也以一條水平線畫出，該電位大致是最大柵極電位的一半。電位Vm在時(shí)間t5的第五點(diǎn)跨過該比較電位Vref。復(fù)位脈沖Reset在曲線的末端畫出，它起始于時(shí)間t6的第六點(diǎn)，在此點(diǎn)該脈沖與比較器14正輸入端電位Vm的最后上升同時(shí)發(fā)生，在時(shí)間t8的第八點(diǎn)終止。電壓，電位和時(shí)間沒有按比例畫出，但是它們以單純示意性的方式顯示是為了提供對本發(fā)明更好的理解。
現(xiàn)在參考圖3A將對圖2中裝置的工作方式作描述。正常工作時(shí)，過電流保護(hù)電路12輸出端至電流閥Q1柵極的電壓通常是比較高的，電容器C2和C1沒有充電。以后在過電流保護(hù)電路12的電壓輸出端轉(zhuǎn)換為一個(gè)低電位(圖1中的電位-Vin)，即在時(shí)間t1第一點(diǎn)的第一脈沖的負(fù)向邊緣，在電位VO和電流閥Q1的柵極之間產(chǎn)生電壓差。該電壓差將會使第一和第二電容器C1和C2連續(xù)充電。電容器連續(xù)充電幾乎是瞬時(shí)的，雖然圖3A中沒有顯示。由于第二電容器C2比第一電容C1小得多，第二電容器C2在第一電容器C1被完全充電之前將會充電很久，第二電容器C2在時(shí)間t2的第二點(diǎn)被完全充電。然后第一電容器C1以與第二電容器C2相同的電量被充電，當(dāng)然，盡管這次充電沒有完全充滿第一電容器C1，但它僅作出非常小部分貢獻(xiàn)即第一電容器C1上增加了小量的電壓。即使大量的超額增加，這種電壓的變化因電位Vm在圖3A中的時(shí)間t1和t2的第一點(diǎn)及第二點(diǎn)之間下降的事實(shí)變得較為明顯。然后第一電容器C1經(jīng)過第二電阻R2充電直到時(shí)間t3的第三點(diǎn)。這次充電比電容器在時(shí)間t1的第一點(diǎn)和時(shí)間t2的第二點(diǎn)之間的充電還要緩慢得多，與之相比可忽略不計(jì)。然后電流閥Q1柵極的電位Vg在時(shí)間t3的第三點(diǎn)上升時(shí)，第一電容器C1基本上保持它在時(shí)間t1的第一點(diǎn)和時(shí)間t3的第三點(diǎn)之間所接收到的充電量。無可否認(rèn)，然后第一電容器C1就要放電，但是，由于第一二極管D1的原因，該放電過程是通過第一電阻R1來實(shí)現(xiàn)的。由于第一電阻R1比第二電阻R2大許多，該電容器的放空比第一電容器在時(shí)間t1的第一點(diǎn)和時(shí)間t3的第三點(diǎn)之間的緩慢充電還要慢。另一方面，第二電容器C2在柵極電位Vg較高的時(shí)間期經(jīng)過第二電阻R2完全放空。
然后這個(gè)過程對所有的脈沖都以相同的方式重復(fù)進(jìn)行，直到第一電容器C1上的電壓變得非常高以致比較器14正輸入端的電位Vm變得低于比較器電位Vref，此過程是在圖3A中時(shí)間t5的第五點(diǎn)的第二脈沖之后發(fā)生的。因此，具體的脈沖數(shù)在此點(diǎn)被及時(shí)的計(jì)數(shù)完畢。通過努力使Vg降至最低電位，進(jìn)而使電位Vm繼續(xù)緩慢下降直至它達(dá)到柵極的最低電平，從而比較器14正輸入端的低電位Vm使比較器14能夠顯示已計(jì)數(shù)完的大致脈沖數(shù)，并利用其輸出關(guān)閉電流閥。該低電平保持到復(fù)位脈沖Reset作用于雙極晶體管Q2的基極上，這是在時(shí)間t6的第六點(diǎn)發(fā)生的。第一電容器C1上的電壓等于電位VO與電位Vm的差。因此，它與比較器中的電位Vref相比，實(shí)際上不是第一電容器C1的電壓。然而電位Vm是由第一電容器C1上的電壓決定的，這樣在與閥電平相比時(shí)，正如上述所表明在第一電容器上的電壓高于閥電平時(shí)，第一電容器C1上的電壓可以看作是電位VO與電位Vref的差。復(fù)位脈沖Reset啟動第一雙極晶體管Q2以便比較器14的正輸入端能夠與第三電阻R3相連接。于是第一電容器C1通過第三電阻R1放電。第三電阻R3的阻值較小，比第二電阻R2還小很多，例如電阻R2至少是電阻R3的10倍，這樣上述的放電過程相對來說就非常迅速。然而復(fù)位脈沖僅有一部分時(shí)間段使第一電容器C1經(jīng)過第三電阻R3放電至比較器14正輸入端的電位Vm上升到比較器電位Vref之上的那個(gè)點(diǎn)，這發(fā)生在時(shí)間t7的第七點(diǎn)。這樣就會使比較器14努力維持閥門柵極的電位Vg為高電平。正常情況下，即在調(diào)整短路時(shí)產(chǎn)生大電流的原因之后該高電位將會一直存在。然后第一電容器C1經(jīng)過第一電阻R1放電，這是因?yàn)闁艠O電位Vg再次升高的緣故。
上述的脈沖計(jì)數(shù)裝置具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。它價(jià)格低廉，在脈沖因數(shù)發(fā)生非常大的變化時(shí)，也能計(jì)數(shù)大致的脈沖數(shù)。它還僅占用少量的空間，能夠用于數(shù)字電路通常出現(xiàn)麻煩的電壓電平。
圖3B表示具有低脈沖因數(shù)的一個(gè)脈沖，即高電位的時(shí)間段比低電位的時(shí)間段短，圖3C表示具有高脈沖因數(shù)的一個(gè)脈沖，即低電位的時(shí)間段比高電位的時(shí)間段短。兩個(gè)脈沖具有組合的時(shí)間周期T。
現(xiàn)已表明通常情況下該時(shí)間周期相對來說是恒定的，例如以上述方式工作的過電流保護(hù)電路12產(chǎn)生的脈沖持續(xù)時(shí)間為10μs。時(shí)間周期對于一特定的負(fù)載基本上是由扼流圈的大小來確定的。然而，短路表明具有一個(gè)低脈沖因數(shù)，如圖3B所示，而過載具有不同的脈沖因數(shù)，經(jīng)常是高脈沖因數(shù)，如圖3C所示，容性負(fù)載充電所需的電流僅稍微大于過電流保護(hù)電路關(guān)閉電流閥的電流值。然后包括脈沖計(jì)數(shù)器在內(nèi)的元件大小的選定取決于許多不同因數(shù)。這種選定是從研究電流閥能夠振動(觸發(fā))多久，并用易于產(chǎn)生的數(shù)個(gè)脈沖(周期)來劃分這個(gè)時(shí)間開始的。由于脈沖計(jì)數(shù)器10不能精確地計(jì)數(shù)脈沖數(shù)，此閥最好向下轉(zhuǎn)動以得到一合適的邊緣。此后具有最高脈沖因數(shù)的脈沖被選中，第二電容器和第二電阻也被選中以便完全充好電的第二電容器將會在此脈沖下降的時(shí)間期間完全放電。具有低脈沖因數(shù)的脈沖充電的轉(zhuǎn)換度沒有必要相同。然后再選定第一電容器的大小。如果比較電位假定為脈沖大小的一半，第一電容器的大小是由分為兩個(gè)周期T的數(shù)目等于第一電容器和第二電容器之間的比來確定的，這里采用分為兩個(gè)周期是為了考慮到所選的比較電位。因此，如果要計(jì)數(shù)5,000個(gè)脈沖，就要選擇第一電容器使其比第二電容器大10,000倍。與此同時(shí)，第二電阻必須足夠大以便在第二電容器完全充電后，第一電容器C1僅能勉強(qiáng)地充上電，即在圖3A中時(shí)間的第二和第三點(diǎn)之間充電。第一電阻也要選用足夠的大以便在脈沖發(fā)生時(shí)不影響放電/充電過程。當(dāng)然第三電阻的選擇要盡可能的小以便第一電容器迅速地放電。在某一情況下，第一電容器的電容量為1μF，第二電容器的電容量為100pF，第一電阻的阻值為1MΩ，第二電阻的阻值為100KΩ和第三電阻的阻值為1KΩ，在此情況下，脈沖電位在-38v和-48v之間變化，而比較電位為-43v。關(guān)閉電流閥和顯示給定脈沖數(shù)的計(jì)數(shù)所花費(fèi)的時(shí)間也能隨比較電位的變化而產(chǎn)生變化。
圖4表示適于與本發(fā)明脈沖計(jì)數(shù)器一起使用的過電流保護(hù)電路的一個(gè)例子。圖4例中那些與圖1中相同的部件用相同的參考標(biāo)號表示，也與圖1所示的那樣以相同的方式相互連接。因此，參考圖4這些部件相互連接的方式就不作描述了。正如上述情況的那樣，第一導(dǎo)體的電位為OV，第二導(dǎo)體的電位為-Vin。過電流保護(hù)電路包括輸出端與電流閥Q1的柵極連接的比較器16。該比較器16具有一個(gè)經(jīng)過第五電阻R5連接于第一測量電阻RK和電流閥Q1之間連接點(diǎn)的負(fù)輸入端。比較器16還具有經(jīng)過第六電阻R6連接于第一導(dǎo)體，和經(jīng)過第七電阻R7連接于供電網(wǎng)絡(luò)(未圖示)和第一測量電阻RK之間連接點(diǎn)的正輸入端。第二雙極晶體管Q3的發(fā)射極連接于第二測量電阻Rm和單向二極管D之間的連接點(diǎn)，第二晶體管的基極經(jīng)過第八電阻Rb與第一導(dǎo)體連接，同時(shí)，上述晶體管的集電極經(jīng)過第九電阻Rc與比較器16的負(fù)輸入端連接。
該電路以下面的方式工作首先假定該電路工作了一定的時(shí)間，即電流經(jīng)過電位為OV的第一導(dǎo)體從網(wǎng)絡(luò)流向負(fù)載(未圖示)，再經(jīng)過電位為-Vin的第二導(dǎo)體流回網(wǎng)絡(luò)。由此電能被存儲在扼流圈(未圖示)中。然后如果經(jīng)過第一測量電阻RK的電流超過一給定值，比較器16就改變狀態(tài)，同時(shí)關(guān)閉晶體管Q1，存儲在扼流圈中的電能以電流的形式流向包括單向二極管D和第二測量電阻Rm的單向環(huán)路。在關(guān)閉電流閥Q1之前單向電流初期具有和立即通過第二導(dǎo)體的電流一樣的值。然后第二雙極晶體管Q3在與通過第二測量電阻Rm的電流相應(yīng)的電壓作用下就完全導(dǎo)通。對于此數(shù)值的單向電流，電阻Rc和R5的確定要使比較器16負(fù)輸入端的電壓高于其正輸入端的電壓。這樣就會使比較器16能夠保持電流閥Q1關(guān)閉，盡管存在沒有電流流過第一測量電阻RK的事實(shí)。然后單向電流就減小，在上述電流減小至一設(shè)定值，比較器16就轉(zhuǎn)換為第二狀態(tài)，重新啟動晶體管Q1。這是可能的，因?yàn)殡娮鑂c、Rb、R5和Rm的設(shè)定使得雙極晶體管Q3對于較低值的單向電流將會截止。
應(yīng)該明白本發(fā)明并不局限于前面描述和說明的具體實(shí)施例，因此，在后面的權(quán)利要求的范圍內(nèi)可對它作出各種修改。例如，脈沖計(jì)數(shù)器中的比較裝置不必是一個(gè)比較器，它同樣僅可以是一個(gè)晶體管。電流閥不必是一個(gè)場效應(yīng)晶體管，它可以是任意其它類型的晶體管或另一類型的可控電流閥，例如，象一些可控硅之類的。第一雙極晶體管Q2也可以用其它一些形式的開關(guān)來替換。例如，可以使用繼電器。本發(fā)明普遍地適用于所有一切情況，而在此脈沖能夠被計(jì)數(shù)，脈沖計(jì)數(shù)的精確性在此是一個(gè)次要的影響。上述脈沖計(jì)數(shù)是關(guān)于脈沖負(fù)邊緣的計(jì)數(shù)，但是脈沖正邊緣的計(jì)數(shù)通過確保脈沖作用于圖2中電位VO的那個(gè)點(diǎn)也能實(shí)現(xiàn)。在此情況下，當(dāng)然比較器的輸出端就不能經(jīng)過工作電阻連接于第一電容器，但是可以其它的方式連接于電源電位，本領(lǐng)域的熟練人員非常清楚。在上述中，所描述的比較電位連接于比較器的負(fù)輸入端，對應(yīng)于第一電容器上電壓的電位連接于上述比較器的正輸入端。當(dāng)然，對于顯示已被計(jì)數(shù)的一定的脈沖數(shù)，相反的情況也是可行的，即比較電位連接于比較器正輸入端，對應(yīng)于第一電容器上電壓的電位連接于上述比較器的負(fù)輸入端。
權(quán)利要求
1．一種電脈沖邊緣的計(jì)數(shù)裝置，其特征在于第一電容器(C1)串聯(lián)于激勵(lì)電路上，該激勵(lì)電路包括與第一二極管(D1)串聯(lián)的第二電阻(R2)，第一二極管(D1)和第二電阻(R2)再與第一電阻(R1)并聯(lián)，第二電容器(C2)與第二電阻并聯(lián)，這樣當(dāng)由電脈沖邊緣的其中之一產(chǎn)生的電壓作用于第一電容器和激勵(lì)電路上時(shí)，第一和第二電容器就以主要由第二電容器確定的電荷量被連續(xù)地充電，上述的裝置還包括比較器(14)，該比較器的第一輸入端連接于第一電容器和激勵(lì)電路之間的連接點(diǎn)，而比較器的第二輸入端連接于比較電位(Vref)以便在第一電容器上的電壓(Vm)大于比較電位所確定的閾值電平時(shí)能夠顯示經(jīng)過計(jì)數(shù)的給定脈沖的大致數(shù)目。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于第一電阻(R1)比第二電阻(R2)大很多，最好是第二電阻的10倍。
3．如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于第一電容器(C1)比第二電容器(C2)大很多，其電容量最好是第二電容器電容量的10倍。
4．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于第二電容器(C2)和第二電阻(R2)的選定使得第二電容器在具有最小電流脈沖因數(shù)的脈沖具有高電平的時(shí)間期間，或具有最大電流脈沖因數(shù)的脈沖具有低電平的時(shí)間期間能夠完全放電。
5．如上面任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于第一和第二電容器(C1,C2)具有一個(gè)相互的大小關(guān)系，即至少部分是由將被計(jì)數(shù)的脈沖邊緣數(shù)來確定的。
6．如上面任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于比較器(14)的輸出端用于連接可控電流閥(Q1)，其中在第一電容器(C1)上的電壓超過比較電位(Vref)所確定的閾值時(shí)，比較器適于關(guān)閉電流閥。
7．如上面任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于第三電阻(R3)與第一晶體管(Q2)串聯(lián)，它們再與第一電容器(C1)并聯(lián)以便在作出上述顯示時(shí)能夠放空第一電容器(C1)。
8．一種電子熔斷器，它包括電流閥(Q1)，該電流閥和連接于負(fù)載的導(dǎo)體相連接；連接于電流閥柵極的過電流保護(hù)電路(12)，上述的過電流保護(hù)電路根據(jù)負(fù)載上的電流幅值產(chǎn)生脈沖(Vg)以關(guān)閉和打開電流閥，其特征在于它還包括計(jì)數(shù)上述脈沖邊緣的計(jì)數(shù)裝置(10)，該裝置(10)包括與激勵(lì)電路串聯(lián)的第一電容器(C1)，該激勵(lì)電路具有與第一二極管(D1)串聯(lián)的第二電阻(R2)，第一二極管(D1)和第二電阻(R2)與第一電阻(R1)并聯(lián)，第二電容器(C2)與第二電阻并聯(lián)，這樣當(dāng)由電脈沖邊緣的其中之一和過電流保護(hù)電路產(chǎn)生的電壓作用于第一電容器和激勵(lì)電路上時(shí)，第一和第二電容器就以主要由第二電容器確定的電荷量被連續(xù)地充電，其中比較器(14)的第一輸入端連接于第一電容器和激勵(lì)電路之間的連接點(diǎn)，而上述比較器的第二輸入端連接于比較電位(Vref)，上述比較器的輸出端連接于電流閥(Q1)的柵極以便在第一電容器上的電壓大于比較電位所確定的閾值電平時(shí)能夠顯示經(jīng)過計(jì)數(shù)的給定脈沖的大致數(shù)目和關(guān)閉電流閥。
9．一種電脈沖邊緣的計(jì)數(shù)方法，其特征在于它包括下列步驟對于每個(gè)發(fā)生脈沖，根據(jù)電脈沖(Vg)的其中之一邊緣對與第二電容器(C2)串聯(lián)的第一電容器(C1)充電，其中第一電容器以主要由第二電容器確定的電荷量充電，此后它保持上述的電荷量，把第一電容器上的電壓(Vm)與閾值電平相比較，在第一電容器上的電壓大于閾值電平時(shí)顯示經(jīng)過計(jì)數(shù)的給定脈沖數(shù)。
10．如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于第一電容器(C1)的充電比其放電過程發(fā)生得迅速，最好快10倍。
11．如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于第二電容器(C2)在脈沖邊緣的其中之一產(chǎn)生時(shí)就基本上被完全充電，在下一個(gè)脈沖相對應(yīng)的邊緣產(chǎn)生之前就完全放電。
12．一種電脈沖邊緣的計(jì)數(shù)裝置，包括與激勵(lì)電路串聯(lián)的第一電容器；其中該激勵(lì)電路包括與第一二極管串聯(lián)的第二電阻，第一二極管和第二電阻再與第一電阻并聯(lián)，第二電容器與第二電阻并聯(lián)，這樣在由電脈沖邊緣的其中之一產(chǎn)生的電壓作用于第一電容器和激勵(lì)電路上時(shí)，第一和第二電容器就以主要由第二電容器確定的電荷量被連續(xù)地充電；以及其中比較器的第一輸入端連接于第一電容器和激勵(lì)電路之間的連接點(diǎn)，而上述比較器的第二輸入端連接于比較電位以便在第一電容器上的電壓大于比較電位所確定的閾值電平時(shí)能夠顯示經(jīng)過計(jì)數(shù)的給定脈沖的大致數(shù)目。
13．一種電子熔斷器，它包括與電導(dǎo)體連接的電流閥，該電流閥還與負(fù)載相連接；與電流閥柵極連接的過電流保護(hù)電路，上述的過電流保護(hù)電路根據(jù)流過負(fù)載電流的大小產(chǎn)生脈沖以關(guān)閉和打開電流閥；以及用于計(jì)算上述脈沖邊緣的計(jì)數(shù)裝置，該計(jì)數(shù)裝置包括與激勵(lì)電路串聯(lián)的第一電容器，其中該激勵(lì)電路包括與第一二極管串聯(lián)的第二電阻，第一二極管和第二電阻再與第一電阻并聯(lián)，第二電容器與第二電阻并聯(lián)，這樣當(dāng)由過電流保護(hù)電路發(fā)生的電脈沖邊緣的其中之一產(chǎn)生的電壓作用于第一電容器和激勵(lì)電路上時(shí)，上述的第一和第二電容器就以主要由第二電容器確定的電荷量被連續(xù)地充電；其中比較器的第一輸入端連接于第一電容器和激勵(lì)電路之間的連接點(diǎn)，而上述比較器的第二輸入端連接于比較電位，上述比較器的輸出端連接于電流閥的柵極以便在第一電容器上的電壓大于比較電位所確定的閾值電平時(shí)能夠顯示經(jīng)過計(jì)數(shù)的給定脈沖的大致數(shù)目。
14．一種電脈沖邊緣的計(jì)數(shù)方法，包括下列步驟，對于每個(gè)發(fā)生脈沖；根據(jù)電脈沖的其中之一邊緣對第一電容器和第二電容器連續(xù)地充電，其中第一電容器以主要由第二電容器確定的電荷量被充電的，此后它保持上述的電荷量；把第一電容器上的電壓與閾值電平相比較；以及在第一電容器上的電壓大于閾值電平時(shí)顯示經(jīng)過計(jì)數(shù)的給定脈沖數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電脈沖邊緣的計(jì)數(shù)裝置(10),它包括與激勵(lì)電路串聯(lián)的第一電容器(C1),該激勵(lì)電路包括與第一二極管(D1)串聯(lián)的第二電阻(R2),第一二極管(D1)和第二電阻(R2)再與第一電阻(R1)并聯(lián),第二電容器(C2)與第二電阻并聯(lián)。在由電脈沖邊緣的其中之一產(chǎn)生的電壓(Vg)作用于第一電容器和激勵(lì)電路上時(shí),第一和第二電容器就以主要由第二電容器確定的電荷量被連續(xù)地充電。比較器(14)的第一輸入端連接于第一電容器和激勵(lì)電路之間的連接點(diǎn),而上述比較器的第二輸入端連接于比較電位(Vref)以便在第一電容器上的電壓大于比較電位所確定的閾值電平時(shí)能夠顯示經(jīng)過計(jì)數(shù)的給定脈沖的大致數(shù)目。
文檔編號H03K25/04GK1227016SQ97196958
公開日1999年8月25日 申請日期1997年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月2日
發(fā)明者S·瑟德爾貝里, R·加多爾 申請人:艾利森電話股份有限公司