供电电压监控器制造技术

本发明专利技术涉及一个供电电压监控器，其包括一个开关电路能够用来连接交流电源与一个负载。当供电电压信号介于第一个过电压阈值和第一个电压不足阈值之间时，一个控制电路能够将开关电路从非导通状态转换为导通状态。当供电电压信号超过第二个更高的过电压阈值时，由控制电路记录过电压事件，并维持开关电路在导通状态。当供电电压信号超过第三个最高的过电压阈值时，控制电路将开关电路转换为非导通状态。当供电电压信号低于第二个较低的电压不足阈值时，由控制电路记录电压不足事件，将开关电路维持在导通状态。当供电电压信号低于第三个最低的电压不足阈值时，控制电路将开关电路转换为非导通状态。

【技术实现步骤摘要】
供电电压监控器
本专利技术涉及电源保护领域，特别涉及一种供电电压监控器。
技术介绍
很多可用的电源保护设备，例如电涌保护器（SPD）和混合滤波器，都具有一个自动开关电路，能够根据不同的供电布线故障和/或过电压或电压不足条件断开供电设备的交流电源。检测过电压或电压不足的电路，需要在交流电源流经设备输出和连接装置之前达到额定线电压。线性电压状况，例如电压升高和过电压，能够引起某种电力保护设备部件（例如金属氧化物压敏电阻和其他抑制器元件）的故障。此外，一些设备的电源在受到持续的过电压时会有损伤。连接设备故障，例如短路，由电压不足引起，进而导致电力保护设备或连接设备本身内出现潜在的、有危害的或不安全的高强度电流。尽管电源保护设备的优势在于根据故障情况，例如过电压或电压不足，断开对设备的供电，由此产生的电力中断在许多情况下会造成不便或问题。为了避免频繁出现电力中断，其中一个解决方法是将电源断开时的电压水平设置在正常操作范围外，但依然在设备能够承受的范围内。然而，该方法可能会导致频繁发生或长期具有过电压或电压不足的情况，这种情况具有很难被察觉到的更小的规模，这最终会导致对电涌保护器或连接设备的损伤。因此，仍然需要一种供电电压监控系统，能够在不引起频繁电力中断的情况下提供过电压和电压不足保护，同时提供充分的对小规模的过电压和电压不足的通告，来表明系统内或与连接设备有关的问题。
技术实现思路
本文描述的是一种供电电压监控器，用于监测交流电源的过电压情况。该监控器包括一个开关电路、一个供电信号调节电路和一个控制电路。该开关电路选择性地将能与交流电源连通的输入导线连接至能与负载连通的输出导体。例如，开关电路能够位于监控器的输入端与输出端的火线导线之间。在导通状态时，开关电路电性连接输入导线和输出导线，而在非导通状态时，开关电路则断开输入导线与输出导线的电性连接。供电信号调节电路产生一个代表交流电源电压的供电电压信号。例如，供电电压信号与交流电源的火线和零线之间的电压成比例。控制电路监测过电压时的供电电压信号，控制该开关电路根据特定的条件来记录过电压事件。尤其是，当开关电路位于非导通状态时，根据介于第一个“重建”过电压阈值和第一个“重建”电压不足阈值之间的供电电压信号，由控制电路控制开关电路转换为导通状态。一旦开关电路处于导通状态，则当供电电压信号超过一个高于重建过电压阈值的第二个“记录”过电压阈值时，控制电路会记录过电压事件并使开关电路保持导通状态。此外，当供电电压信号超过一个高于记录过电压阈值的第三个“断开”过电压阈值时，控制电路会控制开关电路从导通状态转变到非导通状态，并记录另一个过电压事件。记录一个过电压事件包括递增过电压事件计数和过电压事件计时。类似地，一旦开关电路处于导通状态，当供电电压信号低于一个小于重建电压不足阈值的第二个“记录”电压不足阈值时，控制电路会记录电压不足事件，并使开关电路保持导通状态。此外，当供电电压信号低于一个小于记录电压不足阈值的第三个“断路”电压不足阈值时，控制电路会控制开关电路从导通状态转变到非导通状态，并记录另一个电压不足事件。结合对优先实施例的以下定义、描述和附图，本专利技术前述的和其他的特点和优势将得以进一步明确，其中各图示中的参考数字用于指定相似组件。虽然这些描述是为了更具体地描述本专利技术的细节，但仍可以理解的是本领域的技术人员能够在本文描述的基础上想到很多其他的变体。附图说明图1是一种能够选择性连接一个交流电源到负载设备的供电电压监控器的具体实施例的方框图。图2以图表方式说明了图1所示供电电压监控器发挥供电电压水平时的开关电路状态。图3以状态图方式说明了图1所示供电电压监控器的操作状态。图4A和图4B描述了在供电电压条件下，图1所示供电电压监控器进行操作的一个逻辑实例的功能流程图。图5描述了在供电电压条件下，图1所示供电电压监控器进行操作的另一个逻辑实例的功能流程图。图6是包含图1所示供电电压监控器的一个功率滤波电路的具体实施例的示意图。具体实施方式本专利技术所描述的供电电压监控器利用多个电压阈值水平来监测与负载设备连接的交流电源电压，并能够，在例如其中有阈值被越过的情况下，来执行不同操作。例如，如果交流电源的电压超过“记录”的过电压阈值，即会被记录并进行实时或稍后的审查和评估，确定是否存在某种问题。如果交流电源电压超过更高的“断路”过电压阈值，则会被记录并将负载设备与交流电源断开，保护负载设备和监控器本身。同样地，如果交流电源电压低于“记录”的电压不足阈值，即会被记录，并且如果交流电源电压低于更低的“断开”电压阈值，即会被记录，并将该设备与交流电源断开。以这种方式，能保护负载设备和监控器免受严重过电压和电压不足的损害，并且可以监测更小的过电压和电压不足却不会引起电源的即刻中断。如果连续存在较小的低电压和过电压情况，那么可以在方便的时候进行矫正测量。图1是一种能够选择性连接一个交流电源到负载设备的供电电压监控器100的具体实施例的方框图。正如将要更为详细描述的那样，供电电压监控器100可合并到多种电力保护与调节设备中，例如电涌保护器（SPD）和混合滤波器中，来发挥多种能够确保向负载设备输送可靠能源供应的其他功能。如图1所示，在供电端一侧，监控器100输入接线端的火线、零线和地线，被设置为与交流电源供电系统的相应接线端相连接（例如，接线端可以是一个插入交流电源插座的插头）。在负载一侧，输出接线端的火线、零线和地线，被设置为与一个或多个负载设备相应的接线端相连接。设备的火线与零线的导线，分别提供输入到输出的火线和零线的接线端之间的路线。一个开关电路140沿火线导线的路线分布，并有选择地将位于输入和输出火线接线端之间的输入端（供电侧）的火线导线与输出端（负荷侧）的火线导线进行连接。在导通状态时，开关电路140电性连接输入火线导线与输出火线导线，在非导通状态时，开关电路140电性断开输入火线导线与输出火线导线。开关电路140可采用多种开关装置中的任何一种装置。对于一种选择来说，开关电路140可以包括一个电磁继电器（EMR），其中继电器线圈的电压用于关闭常开的继电器触点，从而闭合/断开在输入和输出火线导线之间的线路连续性，并选择性地将交流电输送给监控器的输出端和连接的设备。对于另一种选择来说，开关电路140可采用一种功率半导体，例如一种双向三极管开关。还有另一种选择，开关电路140可采用一种混合开关电路，包括一个功率半导体和一个电磁继电器的并联组合，正如申请号为2011/0063759的美国专利申请中描述的那样，该申请中所公开的对象作为一个参考。在这种配置中，可实现具有最小通态电压下降和功率损耗的过零投切开关。在正确的设计下，根据过电压或电压不足进行控制的自动开关电路能够保护易受损的下游设备组件（例如，金属氧化物压敏电阻（MOV）和其他抑制器元件）免受过电压和电压不足带来的损伤。除了保护易受损的设备组件，这些电路也可保护会受到过电压或电压不足损伤的连接设备。如图1所示的开关电路140被设置为闭合/断开输入和输出的火线导线之间的连接，或者，以同样方式控制的开关电路可以位于输入和输出的零线导线之间，或者开关可同时位于监控器100的火线和零线的线路中。一个供电信号调节电路110连接至监控器100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供电电压监控器，用于监测交流电源的过电压情况，其特征在于，包括：一个开关电路，用于连接能与交流电源连通的输入导线和能与负载连通的输出导线，在导通状态时，所述开关电路电性连接所述输入导线和输出导线，而在非导通状态时，所述开关电路则断开所述输入导线与输出导线之间的电性连接；一个供电信号调节电路，用于产生代表交流电源电压的供电电压信号；一个控制电路，用于监测过电压状态的供电电压信号，其中：当供电电压信号低于第一个过电压阈值，且所述开关电路处于非导通状态时，所述控制电路设定为能够控制开关电路转换为导通状态；当供电电压信号超过一个高于第一个过电压阈值的第二个过电压阈值，且所述开关电路处于导通状态时，所述控制电路设定为能够记录过电压事件，并控制开关电路保持在导通状态；当供电电压信号超过一个高于第二个过电压阈值的第三个过电压阈值，且所述开关电路处于导通状态时，所述控制电路设定为能够控制开关电路转换为非导通状态。

【技术特征摘要】
2011.08.04 US 13/198,1371.一种供电电压监控器，用于监测交流电源的过电压情况，其特征在于，包括：一个开关电路，用于连接能与交流电源连通的输入导线和能与负载连通的输出导线，所述开关电路受到控制处于导通状态时，通过该开关电路使所述输入导线与输出导线电性连接，而所述开关电路受到控制处于非导通状态时，通过该开关电路断开所述输入导线与输出导线之间的电性连接；一个供电信号调节电路，用于产生代表交流电源电压的供电电压信号；一个控制电路，用于监测供电电压信号，以及：当所述供电电压信号低于第一个过电压阈值，且所述开关电路处于非导通状态时，该控制电路用于控制开关电路为处于导通状态；当所述供电电压信号超过一个高于第一个过电压阈值的第二个过电压阈值，且所述开关电路处于导通状态时，所述控制电路用于记录一个表示发生了一个过电压事件的标示，并控制开关电路保持在导通状态；当所述供电电压信号超过一个高于第二个过电压阈值的第三个过电压阈值，且所述开关电路处于导通状态时，所述控制电路用于控制开关电路为处于非导通状态。2.如权利要求1所述供电电压监控器，其特征在于，当所述供电电压信号超过第三个过电压阈值，且开关电路处于导通状态时，所述控制电路设定为能够进一步记录一个表示发生了另一个过电压事件的标示。3.如权利要求2所述供电电压监控器，其特征在于，所述控制电路通过增加过电压事件计数，来记录表示发生了一个过电压事件或另一个过电压事件的标示。4.如权利要求1所述的供电电压监控器，其特征在于：所述控制电路被进一步设定为：当供电电压信号超过一个第一个电压不足阈值，且所述开关电路处于非导通状态时，所述控制电路能够控制开关电路为处于导通状态；当供电电压信号低于一个小于第一个电压不足阈值的第二个电压不足阈值，且所述开关电路处于导通状态时，所述控制电路能够记录一个表示发生了一个电压不足事件的标示，并控制所述开关电路保持在导通状态；当供电电压信号低于一个小于第二个电压不足阈值的第三个电压不足阈值，且所述开关电路处于导通状态时，所述控制电路能够控制所述开关电路为处于非导通状态。5.如权利要求4所述供电电压监控器，其特征在于，当所述供电电压信号低于第三个电压不足阈值，且开关电路处于导通状态时，所述控制电路设定为能够进一步记录一个表示发生了另一个电压不足事件的标示。6.如权利要求5所述供电电压监控器，其特征在于，所述控制电路通过增加电压不足事件计数，来记录表示发生了一个电压不足事件或另一个电压不足事件的标示。7.如权利要求3所述供电电压监控器，其特征在于，所述控制电路被进一步设定为能够记录表示一个过电压事件或另一个过电压事件发生时间的标示。8.如权利要求6所述供电电压监控器，其特征在于，所述控制电路被进一步设定为能够记录表示一个电压不足事件或另一个电压不足事件发生时间的标示。9.如权利要求1所述供电电压监控器，其特征在于，所述控制电路被进一步设定为在发生一次供电电压信号低于第一个过电压阈值的情况之前先发生有任何一次供电电压信号超过第二个过电压阈值的情况时，该控制电路能够对表示发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·J·比林斯利，罗伯特·A·达利，
申请(专利权)人：电子系统保护有限公司，
类型：发明
国别省市：