本发明专利技术涉及一种电路装置，由该电路装置确定电源（SV）或开关电源（SV）的输入电压（Ue）的电压类型和电压值、尤其平均值。为此该电路装置（ME）被布置，使得所述电源（SV）的输入电压（Ue）降落在所述电路装置（ME）的输入侧上。所述电路装置（ME）至少包括差分放大器（DIF），用于将所述输入电压（Ue）转换为有用信号（NS），所述有用信号经由布置在所述差分放大器（DIF）的输出端上的第一整流器单元（GL1）被整流，所述第一整流器单元被分配有第一补偿二极管（K1），使得补偿第一整流器单元（GL1）的正向电压。此外该电路装置包括反相器（INV），用于从所述有用信号（NS）产生被反相的有用信号（negNS）。所述被反相的有用信号（negNS）由布置在所述反相器（INV）的输出端上的第二整流器单元（GL2）整流，所述第二整流器单元被分配有第二补偿二极管（K2），使得补偿第二整流器单元（GL2）的正向电压。此外，该电路装置包括混合单元（MS），由该混合单元从经整流的有用信号（NS）和经整流的被反相的有用信号（NegNS）产生第一输出信号（AS1），从所述第一输出信号借助滤波器单元导出第二输出信号（AS2）。在此可以从第一输出信号（AS1）确定输入电压（Ue）的电压类型并且从所述第二输出信号（AS2）确定所述输入电压的电压值、尤其平均值。尤其平均值。尤其平均值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定输入电压的类型和值的电路装置和相关的方法
[0001]本专利技术一般来说涉及电子
，尤其涉及功率电子以及功率电子电路领域。具体而言，本专利技术涉及一种电路装置，由该电路装置分析电源或开关电源的输入电压，即确定电源的输入电压的电压值、尤其平均值以及输入电压的相应的电压类型。此外，本专利技术涉及一种相关的用于确定电源的输入电压的电压类型的方法。
技术介绍
[0002]在制造和自动化技术中，电源或开关电源大规模地被用于耗电器、诸如电子控制器、泵、阀、传感器等的供给。这些耗电器由电源或开关电源供给合适的、常常预先定义的电压。典型地，为此将在输入侧高的电压水平、诸如230V交流电压或120V交流电压在电源的输出侧上转换为针对耗电器预先定义的、更低的和通常恒定的电压水平（例如24V直流电压作为额定输出电压和28V直流电压作为最大输出电压）。
[0003]电源或开关电源通常被供给来自单相或三相供电网、尤其三相电网的电网电压作为输入电压。单相电源例如可以被馈送交流电压（例如230V交流电压）作为输入电压，该交流电压通常作为供电网的所谓的相导体和所谓的中性导体之间的差降落。因此，在这样的电源中经常设置有例如整流器单元形式的输入级，通过所述输入级将来自供电网的交流电压转换为用于电源的直流电压。然后，由电源或开关电源将大多不稳定的输入电压转换为恒定的输出电压或转换为用于耗电器的预先定义的供电电压，其中所述输出电压和/或输出电流的恒定性通过能量流的调节来实现。
[0004]输出电压的恒定性例如导致：在输入电压下降时电源的输入电流开始升高。这例如可能导致电源或开关电源的组件的变热或甚至可能导致损坏。因此，通常出于安全原因，监控电源的输入电压，并且当例如输入电压低于预先给定的值时必要时切断电源的输出。为了防止电源、尤其单相电源由于输入侧的欠压或来自供电网的欠压而过热或损坏，电源的输入电压例如借助自己的测量电路的连续的和尽可能精确的测量是必要的，由该测量电路使用例如电源的初级侧的参考电位或接地电位。
[0005]输入电压的测量例如可以借助输入电压的单向整流并且借助欧姆分压器进行，在单向整流中例如分别针对供电电压的相导体和中性导体设置有一个二极管。不过，输入电压的该测量变型方案具有如下缺点：例如在空转的情况下或在部分负载的情况下，在电源或开关电源的输出侧上由所谓的Y型电容器形成电容分压器。所谓的Y型电容器用于电磁兼容性（EMC），以便防止对其他设备的不期望的相互影响。所述Y型电容器安置在相导体或中性导体和保护导体或保护接地（Protective Earth（PE））之间。通过由Y型电容器形成的电容分压器例如影响初级侧的参考电位或接地电位，并且输入电压、尤其平均值或电压水平的测量因此可能变得非常不精确。
[0006]此外，利用该测量变型方案例如也不能确定输入电压的电压类型。在由电压源或供电网提供的电压的情况下，作为电压类型可以区分直流电压和交流电压。直流电压是如下电压：该电压的瞬时值在较长的观察时间段上几乎不变化或完全不变化。也就是说，该直
流电压在任何时刻都具有相同的符号和（近似）相同的数值。如下电压被称为交流电压，该电压的极性以有规律的重复变换，但是该电压的时间平均值通常为零。
[0007]确定电源或开关电源的输入电压的另一变型方案例如可以经由双向整流器或桥式整流器并借助于差分放大器进行，通过该双向整流器或桥式整流器对输入电压进行整流，经整流的输入电压被输送给所述差分放大器。不过，该测量变型方案具有如下缺点：在网络侧过电压（所谓的浪涌（Surge））的情况下，用于测量输入电压的整流器单元必须经受住与电源的输入侧整流器单元相同的过电压值。这可能导致被用于输入电压测量的组件（例如整流器单元的二极管等）的高负荷，或者这些组件必须相应地被设计，以便能够经受住可能出现的过电压。这种尺寸确定例如可能导致相对高的成本，并且由于所需的组件的数量和大小，导致相对大的空间需求。
技术实现思路
[0008]因此本专利技术所基于的任务是说明一种电路装置以及一种相关的方法，利用该电路装置和方法以简单和成本低的方式实现电源或开关电源的输入电压的电压类型的确定以及输入电压的电压值的尽可能精确的确定。
[0009]该任务通过根据独立权利要求所述的电路装置以及相关的方法来解决。本专利技术的有利的实施方式在从属权利要求中予以描述。
[0010]根据本专利技术，该任务的解决通过用于确定输入电压的电压类型和电压值、尤其平均值的电路装置来进行。该电路装置被布置，使得电源的输入电压降落在电路装置的输入侧上。该电路装置包括至少一个差分放大器，用于将输入电压转换为有用信号，所述有用信号经由第一整流器单元被整流。第一整流器单元布置在差分放大器的输出端处并且第一整流器单元被分配有第一补偿二极管，使得第一整流器单元的正向电压被补偿。此外，该电路装置包括反相器，该反相器从有用信号产生被反相的有用信号。被反相的有用信号借助布置在反相器的输出端处的第二整流器单元被整流，其中第二整流器单元被分配有第二补偿二极管，使得第二整流器单元的正向电压被补偿。此外，该电路装置包括混合单元，由该混合单元从经整流的有用信号和经整流的、被反相的有用信号产生第一输出信号。此外，该电路装置在输出侧具有滤波器单元、诸如RC滤波器，由该滤波器单元从该电路装置的第一输出信号产生第二输出信号（例如经整流的输入电压信号的平均值）。
[0011]根据本专利技术提出的解决方案的主要方面在于，以简单的和成本低的方式实现对电源或开关电源的输入电压的精确分析。也就是说，尽可能精确地确定输入电压的电压类型（交流电压或直流电压）以及电压值、尤其平均值。在此，产生第一输出信号，基于该第一输出信号可以确定输入电压的电压类型（例如直流电压或交流电压）。从第一输出信号导出第二输出信号，该第二输出信号可以被用于精确地测量输入电压的电压值、诸如平均值。通过在输出侧安置例如可以设计为整流二极管的整流器单元，可以使用成本更低的组件，因为可以在比在该电路装置的输入侧上更低的电压水平的情况下进行测量。通过被分配给整流器单元的补偿二极管来补偿相应的整流器单元或相应的整流二极管的相对高的正向电压。由此可以实现尤其在确定输入电压的电压值或平均值的情况下非常精确的测量结果。
[0012]通过该电路装置的布置在输出侧的滤波器单元、诸如RC滤波器，理想地从该电路装置的第一输出信号产生第二输出信号（例如经整流的输入电压信号的平均值）。以此方式
可以从第一输出信号确定输入电压的电压类型并且从第二输出信号确定输入电压的电压值或者平均值的测量值。
[0013]为此，理想地为了评估可以将第一输出信号和第二输出信号经由数据连接（例如过程现场网络或缩写Profinet等）转发给控制单元。该控制单元例如可以布置在本地或在中央并且例如实施为微控制器。
[0014]此外有利的是，差分放大器被实施为在输入侧为高欧姆的。由此可以以简单的方式将在所产生的有用信号中输入电压的相对高的电压水平（例如84V到278V）降低到显著更低的电压水平本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定电源（SV）的输入电压（Ue）的电压类型和电压值的电路装置（ME），其特征在于，所述电路装置（ME）被布置，使得所述电源（SV）的输入电压（Ue）降落在所述电路装置（ME）的输入侧，并且所述电路装置（ME）至少包括：
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差分放大器（DIF），用于将所述输入电压（Ue）转换为有用信号（NS），所述有用信号经由第一整流器单元（GL1）被整流，所述第一整流器单元布置在所述差分放大器（DIF）的输出端上并且所述第一整流器单元被分配有第一补偿二极管（K1）；
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反相器（INV），用于从所述有用信号（NS）产生被反相的有用信号（negNS），其中所述被反相的有用信号（negNS）经由第二整流器单元（GL2）被整流，所述第二整流器单元布置在所述反相器（INV）的输出端上并且所述第二整流器单元被分配有第二补偿二极管（K2），
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混合单元（MS），用于从经整流的有用信号（NS）和经整流的被反相的有用信号（NegNS）产生第一输出信号（AS1），以及
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滤波器单元（R
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，C
F
），所述滤波器单元被设立用于从所述第一输出信号（AS1）产生第二输出信号（AS2）。2.根据上述权利要求中任一项所述的电路装置，其特征在于，为了评估，所述第一输出信号（AS1）和第二输出信号（AS2）能够经由数据连接被转发给控制单元（SE）。3.根据上述权利要求中任一项所述的电路装置，其特征在于，所述差分放大器（DIF）被实施为在输入侧为高欧姆的。4.根据上述权利要求中任一项所述的电路装置，其特征在于，所述第一整流器单元（GL1）和所分配的第一补偿二极管（K1）以及所述第二整流器单元（GL2）和所分配的第二补偿二极管（K2）分别设...
【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：
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