双态开关位置的传输制造技术

本发明专利技术涉及一种通过被编码的切换对双态开关位置进行的简化的监控和传输，其中消除了由于不同的脉冲边沿延迟引起的校准。根据本发明专利技术，在开关位置闭合的情况下待传输的辅助电压（Ｕ↓［０］，Ｕ↓［０］’）通过不同的两个脉冲（３１，３２）的两个相同的脉冲边沿来编码，即通过两个脉冲的两个接通边沿或者断开边沿来编码。由此，已经公开的脉宽调制被两个脉冲之间的延迟时间（ｔ，ｔ’）的调制取代。优选地，所述两个脉冲在与辅助电压无关的基本时段（Ｔ）中被重复生成，并且为了不同的目的具有不同的、而与辅助电压无关的接通时间或者脉冲宽度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及保护技术和电站管理技术的领域。本专利技术涉及一种根据权利要求1和6的前序部分所述的用于传输双态开关位置的方法和装置。
技术介绍
在欧洲专利申请EP - A1 137 024中公开了 一种用于监控和传输开关 位置的装置，例如一种为高压开关设备或者中压开关设备监控和传输开关 位置的装置。图l示意性地示出了这种装置，该装置具有开关l，该开关 通过辅助电压源2与编码器3相连。编码器3通过传输装置4与解码器5 相连。该装置的任务^:控开关1的位置并且传输辅助电压的大小Uo， 其中编码器3与解码器5通过例如包括光学部件的传输装置4直流隔离。在此，在开关1闭合的情况下，只通过辅助电压源2为编码器3提供 电能。编码器3产生具有确定的接通时间或者脉冲宽度的、被脉宽调制的 脉冲序列，其中接通时间是辅助电压Uo的函数。对辅助电压U。的任意小 的值，接通时间为50%,即脉沖宽度正好对应于半个周期。当辅助电压 Uo的值变得更大，则接通时间减小，然而并不小于预先给定的最小接通 时间。这样，被脉宽调制的信号的存在意味着开关闭合，并且接通时间说 明了辅助电压U。的值。被脉宽调制的脉冲序列的产生优选在特别针对编 码而构造的模块(专用集成电路ASIC)中实现。同样，为了检测和分析 信号，可以设置有特别针对解码而构造的并且独立于后接的微处理器的模 块(现场可编程门阵列FPGA)。合适的是，用于,宽调制的信号的传输装置包括光耦合器，该光耦 合器将来自编码器的输入电流1。pt。转换成待由解码器处理的输出电压 U。pt。。在已经公开的脉宽调制方法中，要考虑的是，脉冲的接通边沿和断 开边沿通过光耦合器被不同地延迟，尤其是与温度有关地延迟，这会引起 在确定相关的时间点时以及由此在确定脉冲宽度时的不精确性。在校准监 控装置时，出于上述原因可以测量延迟，例如测量光耦合器的输出电压的上升边沿的延迟，并且为了工作而引入相应的修正值。
技术实现思路
输，以及减小由于不同的脉冲边沿延迟引起的修正。该任i通过一种具有权利要求1和6所述特征的用于传输双态开关位置的方法和装置来解决。 由从属权利要求中得到其他有利的实施形式。本专利技术的核心是消除由于分析单个脉冲的两个不同延迟的脉冲边沿 引起的不精确性，其方式是在开关位置闭合时待编码的辅助电压通过两个 不同脉冲的两个相同的脉冲边沿来编码，即通过两个脉冲的两个接通边沿 或者两个关断边沿来编码。由此，已公开的脉宽调制被脉冲频率调制替代。优选地，两个所提及的脉沖在与辅助电压无关的基本时段内被重复地 生成，并且为了区分的目的具有不同的、但与辅助电压无关的接通时间或 者脉冲宽度。附图说明以下将结合附图参照实施例来对本专利技术进行更为详细的阐述。其中图1示意性地示出了用于传输开关位置的装置，图2示出了M冲频率调制的信号的第一和第二时间曲线；以及图3示出了与辅助电压有关的延迟时间的特性曲线。在附图中所使用的参考标记汇总在参考标记表中。基本上，相同的部 分设置有同样的参考标记。具体实施例方式图1示出了 一种用于监控和传输开关1的开关位置的装置的框图。在 馈电电路或者电池电路中，开关1与辅助电压源2相连，该辅助电压源2 产生恒定的辅助电压U。。在开关l闭合时，辅助电压U。施加在与开关1 和辅助电压源2相连的编码器3上。编码器3检测开关1的双态开关位置 并且将该信息转换成电信号。该电信号被传输装置4、优选被光耦合器传输到直流隔离的次级侧。在该次级侧上通过解码器5分析所传输的信号， 即在解码器5中，辅助电压的编码被恢复成脉宽调制或者被解码，由此不 仅实现了开关2的开关位置的与辅助电压无关的传输，而且同时还能够传 输关于辅助电压U。的大小的信息。开关l例如是高压开关的辅助开关，并且;Wfe上与该高压开关耦合， 使得能够以简单的方式根据辅助开关的位置推断出高压开关的位置。这种 辅助开关是非常重要的，它能够以小的功率水平实现对高压开关的监控。 为了监控更多的开关，可以将相应数量的编码器3和传输装置4设置在印 刷电路板上，其中优选的是，光耦合器的各独立的输出电压U。pt。由唯一 的解码器5来分析。在开关闭合时被施加在编码器3的输入端上的辅助电压U。通过编码 器被转换成脉冲频率调制的脉冲序列。该脉冲序列的延迟时间或者编码时 间t关于特性曲线与辅助电压U。的大小相关。为了检测和分析到达的脉 沖序列，解码器也已知了该特性曲线。图2示出了示例性的脉冲序列，尤 其是在最上面示出了笫一脉冲频率调制的电流信号1。pt。的时间曲线，借助 该电流信号来驱动光耦合器。对应于电流信号I。pt。，在光耦合器的输出端 上产生具有在图2的中部所示的曲线的电压信号UQpt。。电压信号U。pt。的 两个相继的脉冲31、 32的接通边沿限定了延迟时间t。分别在与辅助电压 无关的基本时段或者周期时间T之后，重新产生两个脉冲31、 32。第一 脉冲或者起始脉冲31的接通时间或者脉沖宽度 Mt短于第二脉冲或者延 迟脉冲32的接通时间，由此这两个脉冲在解码器中能够被区分，并且可 明确地确定延迟时间。针对辅助电压的第二值U。，，在图2中的最下面示 出了第二电压信号U。pt。，的时间曲线。该第二值比第一值低并且通过在两 个相同的信号边沿之间的更短的延迟时间t，来编码。最后，图3示出了上述用于将辅助电压U。编码为祝咏冲频率调制的 信号的延迟时间t的特性曲线的例子。在此，延迟时间t在最小值U0min 与最大值U。咖x之间随辅助电压U。线性地上升。在U。min以下以及在Uo咖x 以上的值通过最小延迟Un和最大t^x延迟来表示。在此，偏移At引M 始脉沖31的脉冲宽度小于最小延迟tmin。此外，M迟的脉冲32的脉冲 宽度小于基本时段T与最大延迟tmax之间的差，在常用的24V至250V直流电压的辅助电压的情况下，选择辅助电压范围的端值U。min、 U。，x来保证足够的信息传输以及对可能的波动的足够的预留，例如lVi^l5V且Uo咖x-221V。在后提及的上限值仅对应于 最大电池电压的至少80 %并且4吏得通过该上限值来编码所有更大的辅助 电压值。回过来，该信息损失允许使用每比特IV的8比特A/D转换器的 辅助电压分辨率。延迟时间t以基本时段T的分lt^示，在8比特分辨率的情况下，例 如t曲确定为21/256而t皿确定为227/256， ^f吏得所-沈明的边^IHi之间的 延迟分别每1V提高T/256。通过在制造过程中对振荡器和参考进行附加 的校准，使得可以直接测量延迟时间t，而对此不必还确定基本时段T的 值。在开关的接触部闭合时，编码器负责通过馈电电路或者电池电路中的 初始电流脉冲熔合开关的接触部。由此，毁坏在接触面上可能存在的绝缘 膜并且保证了开关的可靠接触状态。这种例如强度为15mA并且持续时间 为10ms的初始电流脉冲通常超过典型为600ps的基本时段T的持续时间 数倍。参考标记表1 开关2 辅助电压源3 编码器4 传输装置5 解码器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于传输开关（１）的双态开关位置的方法，其中在闭合的开关位置情况下，辅助电压（Ｕ↓［０］）施加在编码器（３）上，并且通过编码器（３）生成将辅助电压（Ｕ↓［０］）的大小编码的脉冲序列（Ｉ↓［ｏｐｔｏ］）用以传输给解码器（５），其特征在于，辅助电压（Ｕ↓［０］）的大小通过两个脉冲（３１，３２）共同地编码。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2005-11-25 05405664.31. 一种用于传输开关(l)的双态开关位置的方法，其中在闭合的开关位置情况下，辅助电压(U。)施加在编码器(3)上，并且通过编码器 (3)生成将辅助电压(U。)的大小编码的脉冲序列(I。Pt。)用以传输给解 码器(5)，其特征在于，辅助电压(Uq)的大小通过两个脉冲(31， 32) 共同地编码。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过编码器(5)以不 同的脉冲宽度生成所述两个脉冲(31, 32)。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，辅助电压(U。)的大 小通过在相继的两个脉冲(31， 32)的相同边沿之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安博尔纳，伊万梅特勒，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]