專利名稱：供電電壓監(jiān)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種供電電壓監(jiān)控器。
背景技術(shù)：
很多可用的電源保護(hù)設(shè)備，例如電涌保護(hù)器(SPD)和混合濾波器，都具有一個(gè)自動(dòng)開關(guān)電路，能夠根據(jù)不同的供電布線故障和/或過電壓或電壓不足條件斷開供電設(shè)備的交流電源。檢測(cè)過電壓或電壓不足的電路，需要在交流電源流經(jīng)設(shè)備輸出和連接 裝置之前達(dá)到額定線電壓。線性電壓狀況，例如電壓升高和過電壓，能夠引起某種電力保護(hù)設(shè)備部件(例如金屬氧化物壓敏電阻和其他抑制器元件)的故障。此外，一些設(shè)備的電源在受到持續(xù)的過電壓時(shí)會(huì)有損傷。連接設(shè)備故障，例如短路，由電壓不足引起，進(jìn)而導(dǎo)致電力保護(hù)設(shè)備或連接設(shè)備本身內(nèi)出現(xiàn)潛在的、有危害的或不安全的高強(qiáng)度電流。盡管電源保護(hù)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)在于根據(jù)故障情況，例如過電壓或電壓不足，斷開對(duì)設(shè)備的供電，由此產(chǎn)生的電力中斷在許多情況下會(huì)造成不便或問題。為了避免頻繁出現(xiàn)電力中斷，其中一個(gè)解決方法是將電源斷開時(shí)的電壓水平設(shè)置在正常操作范圍外，但依然在設(shè)備能夠承受的范圍內(nèi)。然而，該方法可能會(huì)導(dǎo)致頻繁發(fā)生或長(zhǎng)期具有過電壓或電壓不足的情況，這種情況具有很難被察覺到的更小的規(guī)模，這最終會(huì)導(dǎo)致對(duì)電涌保護(hù)器或連接設(shè)備的損傷。因此，仍然需要一種供電電壓監(jiān)控系統(tǒng)，能夠在不引起頻繁電力中斷的情況下提供過電壓和電壓不足保護(hù)，同時(shí)提供充分的對(duì)小規(guī)模的過電壓和電壓不足的通告，來表明系統(tǒng)內(nèi)或與連接設(shè)備有關(guān)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述的是一種供電電壓監(jiān)控器，用于監(jiān)測(cè)交流電源的過電壓情況。該監(jiān)控器包括一個(gè)開關(guān)電路、一個(gè)供電信號(hào)調(diào)節(jié)電路和一個(gè)控制電路。該開關(guān)電路選擇性地將能與交流電源連通的輸入導(dǎo)線連接至能與負(fù)載連通的輸出導(dǎo)體。例如，開關(guān)電路能夠位于監(jiān)控器的輸入端與輸出端的火線導(dǎo)線之間。在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，開關(guān)電路電性連接輸入導(dǎo)線和輸出導(dǎo)線，而在非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，開關(guān)電路則斷開輸入導(dǎo)線與輸出導(dǎo)線的電性連接。供電信號(hào)調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生一個(gè)代表交流電源電壓的供電電壓信號(hào)。例如，供電電壓信號(hào)與交流電源的火線和零線之間的電壓成比例?？刂齐娐繁O(jiān)測(cè)過電壓時(shí)的供電電壓信號(hào)，控制該開關(guān)電路根據(jù)特定的條件來記錄過電壓事件。尤其是，當(dāng)開關(guān)電路位于非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，根據(jù)介于第一個(gè)“重建”過電壓閾值和第一個(gè)“重建”電壓不足閾值之間的供電電壓信號(hào)，由控制電路控制開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)。一旦開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)，則當(dāng)供電電壓信號(hào)超過一個(gè)高于重建過電壓閾值的第二個(gè)“記錄”過電壓閾值時(shí)，控制電路會(huì)記錄過電壓事件并使開關(guān)電路保持導(dǎo)通狀態(tài)。此外，當(dāng)供電電壓信號(hào)超過一個(gè)高于記錄過電壓閾值的第三個(gè)“斷開”過電壓閾值時(shí)，控制電路會(huì)控制開關(guān)電路從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變到非導(dǎo)通狀態(tài)，并記錄另一個(gè)過電壓事件。記錄一個(gè)過電壓事件包括遞增過電壓事件計(jì)數(shù)和過電壓事件計(jì)時(shí)。
類似地，一旦開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)供電電壓信號(hào)低于一個(gè)小于重建電壓不足閾值的第二個(gè)“記錄”電壓不足閾值時(shí)，控制電路會(huì)記錄電壓不足事件，并使開關(guān)電路保持導(dǎo)通狀態(tài)。此外，當(dāng)供電電壓信號(hào)低于一個(gè)小于記錄電壓不足閾值的第三個(gè)“斷路”電壓不足閾值時(shí)，控制電路會(huì)控制開關(guān)電路從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變到非導(dǎo)通狀態(tài)，并記錄另一個(gè)電壓不足事件。結(jié)合對(duì)優(yōu)先實(shí)施例的以下定義、描述和附圖，本發(fā)明前述的和其他的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)將得以進(jìn)一步明確，其中各圖示中的參考數(shù)字用于指定相似組件。雖然這些描述是為了更具體地描述本發(fā)明的細(xì)節(jié)，但仍可以理解的是本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠在本文描述的基礎(chǔ)上想到很多其他的變體。



圖I是一種能夠選擇性連接一個(gè)交流電源到負(fù)載設(shè)備的供電電壓監(jiān)控器的具體實(shí)施例的方框圖。圖2以圖表方式說明了圖I所示供電電壓監(jiān)控器發(fā)揮供電電壓水平時(shí)的開關(guān)電路狀態(tài)。圖3以狀態(tài)圖方式說明了圖I所示供電電壓監(jiān)控器的操作狀態(tài)。圖4A和圖4B描述了在供電電壓條件下，圖I所示供電電壓監(jiān)控器進(jìn)行操作的一個(gè)邏輯實(shí)例的功能流程圖。圖5描述了在供電電壓條件下，圖I所示供電電壓監(jiān)控器進(jìn)行操作的另一個(gè)邏輯實(shí)例的功能流程圖。圖6是包含圖I所示供電電壓監(jiān)控器的一個(gè)功率濾波電路的具體實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所描述的供電電壓監(jiān)控器利用多個(gè)電壓閾值水平來監(jiān)測(cè)與負(fù)載設(shè)備連接的交流電源電壓，并能夠，在例如其中有閾值被越過的情況下，來執(zhí)行不同操作。例如，如果交流電源的電壓超過“記錄”的過電壓閾值，即會(huì)被記錄并進(jìn)行實(shí)時(shí)或稍后的審查和評(píng)估，確定是否存在某種問題。如果交流電源電壓超過更高的“斷路”過電壓閾值，則會(huì)被記錄并將負(fù)載設(shè)備與交流電源斷開，保護(hù)負(fù)載設(shè)備和監(jiān)控器本身。同樣地，如果交流電源電壓低于“記錄”的電壓不足閾值，即會(huì)被記錄，并且如果交流電源電壓低于更低的“斷開”電壓閾值，即會(huì)被記錄，并將該設(shè)備與交流電源斷開。以這種方式，能保護(hù)負(fù)載設(shè)備和監(jiān)控器免受嚴(yán)重過電壓和電壓不足的損害，并且可以監(jiān)測(cè)更小的過電壓和電壓不足卻不會(huì)引起電源的即刻中斷。如果連續(xù)存在較小的低電壓和過電壓情況，那么可以在方便的時(shí)候進(jìn)行矯正測(cè)量。圖I是一種能夠選擇性連接一個(gè)交流電源到負(fù)載設(shè)備的供電電壓監(jiān)控器100的具體實(shí)施例的方框圖。正如將要更為詳細(xì)描述的那樣，供電電壓監(jiān)控器100可合并到多種電力保護(hù)與調(diào)節(jié)設(shè)備中，例如電涌保護(hù)器(SPD)和混合濾波器中，來發(fā)揮多種能夠確保向負(fù)載設(shè)備輸送可靠能源供應(yīng)的其他功能。如圖I所示，在供電端一側(cè)，監(jiān)控器100輸入接線端的火線、零線和地線，被設(shè)置為與交流電源供電系統(tǒng)的相應(yīng)接線端相連接(例如，接線端可以是一個(gè)插入交流電源插座的插頭)。在負(fù)載一側(cè)，輸出接線端的火線、零線和地線，被設(shè)置為與一個(gè)或多個(gè)負(fù)載設(shè)備相應(yīng)的接線端相連接。設(shè)備的火線與零線的導(dǎo)線，分別提供輸入到輸出的火線和零線的接線端之間的路線。一個(gè)開關(guān)電路140沿火線導(dǎo)線的路線分布，并有選擇地將位于輸入和輸出火線接線端之間的輸入端(供電側(cè))的火線導(dǎo)線與輸出端(負(fù)荷側(cè))的火線導(dǎo)線進(jìn)行連接。在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，開關(guān)電路140電性連接輸入火線導(dǎo)線與輸出火線導(dǎo)線，在非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，開關(guān)電路140電性斷開輸入火線導(dǎo)線與輸出火線導(dǎo)線。開關(guān)電路140可采用多種開關(guān)裝置中的任何一種裝置。對(duì)于一種選擇來說，開關(guān)電路140可以包括一個(gè)電磁繼電器(EMR)，其中繼電器線圈的電壓用于關(guān)閉常開的繼電器觸點(diǎn)，從而閉合/斷開在輸入和輸出火線導(dǎo)線之間的線路連續(xù)性，并選擇性地將交流電輸送給監(jiān)控器的輸出端和連接的設(shè)備。對(duì)于另一種選擇來說，開關(guān)電路140可采用一種功率半導(dǎo)體，例如一種雙向三極管開關(guān)。還有另一種選擇，開關(guān)電路140可采用一種混合開關(guān)電路，包括一個(gè)功率半導(dǎo)體和一個(gè)電磁繼電器的并聯(lián)組合，正如申請(qǐng)?zhí)枮?011/0063759的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述的那·樣，該申請(qǐng)中所公開的對(duì)象作為一個(gè)參考。在這種配置中，可實(shí)現(xiàn)具有最小通態(tài)電壓下降和功率損耗的過零投切開關(guān)。在正確的設(shè)計(jì)下，根據(jù)過電壓或電壓不足進(jìn)行控制的自動(dòng)開關(guān)電路能夠保護(hù)易受損的下游設(shè)備組件(例如，金屬氧化物壓敏電阻(MOV)和其他抑制器元件)免受過電壓和電壓不足帶來的損傷。除了保護(hù)易受損的設(shè)備組件，這些電路也可保護(hù)會(huì)受到過電壓或電壓不足損傷的連接設(shè)備。如圖I所示的開關(guān)電路140被設(shè)置為閉合/斷開輸入和輸出的火線導(dǎo)線之間的連接，或者，以同樣方式控制的開關(guān)電路可以位于輸入和輸出的零線導(dǎo)線之間，或者開關(guān)可同時(shí)位于監(jiān)控器100的火線和零線的線路中。一個(gè)供電信號(hào)調(diào)節(jié)電路110連接至監(jiān)控器100的輸入端(供電側(cè))火線和零線的導(dǎo)線，并從這些交流電源信號(hào)中形成一個(gè)供電電壓信號(hào)Vln，該供電電壓信號(hào)Vln表示能夠用于控制電路130處理的輸入端的火線與零線之間的電壓。例如，控制電路130可以是一個(gè)微控制器。該供電電壓信號(hào)Vln的特征取決于微控制器采用的特定配置。例如，為了使微控制器能夠接受一種交流電壓信號(hào)，供電信號(hào)調(diào)節(jié)電路110產(chǎn)生的供電電壓信號(hào)Vln，能夠作為火線與零線之間電壓階梯下降的版本。對(duì)于一種用于接收直流電壓信號(hào)的微控制器來說，供電信號(hào)調(diào)節(jié)電路110產(chǎn)生的供電電壓信號(hào)Vln能夠作為直流信號(hào)(例如一種模擬信號(hào))，使該信號(hào)的值位于微控制器的操作范圍內(nèi)，與供電火線和零線之間的電壓峰值成正t匕。例如，供電信號(hào)調(diào)節(jié)電路110可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的分壓器，控制電路130可能會(huì)需要一個(gè)特定的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入。如果控制電路130具有一種標(biāo)準(zhǔn)的O至Vdd類型的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入，則供電信號(hào)調(diào)節(jié)電路HO可以包括一類峰值檢波電路。這里所述的具體實(shí)施例使用的一種選擇，將供電火線與零線之間的電壓表示為Vln，以檢測(cè)過電壓和電壓不足，根據(jù)另一種選擇來說，還可以將供電火線與地線之間的電壓表示為Vlg，來實(shí)現(xiàn)該目的。電源電路120與監(jiān)控器100供電側(cè)的火線和零線的導(dǎo)線相連接，并產(chǎn)生操作控制電路130與開關(guān)電路140所需的直流電壓信號(hào)。在圖I所示實(shí)例中，產(chǎn)生的第一直流電源電壓Vdd提供至控制電路130，而產(chǎn)生的第二直流電源電壓Vsw則提供至開關(guān)電路140。盡管電源電路120產(chǎn)生的這些直流電壓，來自于輸入端的火線到零線的交流信號(hào)，電源電路120仍然可以是一個(gè)可調(diào)節(jié)的直流電源，將其直流輸出(例如，調(diào)節(jié)其輸出)維持在非常接近于交流輸入電壓的變換形式的額定水平。為了將直流電壓水平與電源電壓的變化保持一致，可以采用多種調(diào)節(jié)形式。例如，可以使用一種齊納二極管調(diào)節(jié)器，其中包括與一個(gè)或多個(gè)齊納二極管串聯(lián)的限流電阻器。齊納二極管兩端的電壓隨流過該設(shè)備的電流級(jí)數(shù)變化而有輕微變化。其他的使直流輸出電壓能夠超過交流電源電壓范圍的調(diào)節(jié)方式可以包括脈沖寬度調(diào)制和反饋調(diào)節(jié)法?？刂齐娐?30具有一個(gè)處理器(例如，一個(gè)微處理器，一個(gè)微控制器，一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器等)，能夠執(zhí)行程序命令(例如，軟件)來實(shí)現(xiàn)各種操作和任務(wù)。例如，控制電路130能夠?qū)邮盏降臄?shù)據(jù)和命令進(jìn)行詮釋、執(zhí)行計(jì)算、儲(chǔ)存信息，并控制監(jiān)控器100的開關(guān)電路140和一個(gè)顯不器150。顯不器150可以是多種顯不機(jī)制中的任一種(例如,IXD顯不器、LED顯示器等)，提供可視的供電電壓監(jiān)控信息，且能夠被安裝至例如監(jiān)控器100的外罩或機(jī)殼部分，從而能夠在操作過程中方便查看?？刂齐娐?30還具有存儲(chǔ)性能，能夠儲(chǔ)存有關(guān)過電壓和電壓不足的信息，事件計(jì) 數(shù)信息、計(jì)時(shí)信息和其他數(shù)據(jù)或信息?？刂齐娐?30的內(nèi)存或存儲(chǔ)器也能夠存儲(chǔ)由控制電路130的處理器執(zhí)行操作時(shí)所執(zhí)行的程序指令(例如，軟件)。因此，這里描述的操作與方法可通過執(zhí)行存儲(chǔ)在控制電路130的一個(gè)或多個(gè)處理器上的非臨時(shí)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，軟件)上的指令來實(shí)現(xiàn)。正如這里使用的那樣，“電腦可讀媒介”是指非暫時(shí)性(有形的)媒介(例如，存儲(chǔ)器或內(nèi)存)?？刂齐娐?30的內(nèi)存/存儲(chǔ)器是一種有形的處理器可讀的或電腦可讀的存儲(chǔ)設(shè)備，能夠存儲(chǔ)或用命令編碼，當(dāng)由控制電路130的處理器執(zhí)行時(shí)，使處理器執(zhí)行這里描述的功能。當(dāng)控制電路130通過一個(gè)可編程的微處理器來執(zhí)行存儲(chǔ)的軟件來運(yùn)行時(shí)，一種可選擇的處理環(huán)境是一種固定數(shù)據(jù)處理元件，例如一個(gè)應(yīng)用型專用集成電路(ASIC)，通過固定的硬件邏輯進(jìn)行配置，執(zhí)行邏輯電路功能。另一種可能的數(shù)據(jù)處理環(huán)境是一種涉及一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件，或固定處理元件、固件和/或可編程邏輯設(shè)備的組合?？刂齐娐?30的存儲(chǔ)器還包括一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器，例如一個(gè)EEPR0M，用于存儲(chǔ)事件信息，例如過電壓和電壓不足事件的次數(shù)和相關(guān)的計(jì)時(shí)信息?？刂齐娐?30由電源電路120產(chǎn)生的工作電壓Vdd供電，并通過接收火線與零線之間的電壓Vln，來評(píng)估是否存在電壓不足或過電壓狀態(tài)。控制電路130根據(jù)接收到的供電電壓信號(hào)Vln，向開關(guān)電路140提供開關(guān)控制信號(hào)，并向顯示器150提供顯示控制信號(hào)。例如，控制電路130能夠使顯示器150顯示過電壓和電壓不足事件的計(jì)數(shù)信息。如下文所述，如果過電壓或電壓不足情況能夠潛在地?fù)p傷連接的設(shè)備，那么微控制器信號(hào)向開關(guān)電路140傳遞開關(guān)控制信號(hào)，斷開向設(shè)備輸出插座的供電，從而保護(hù)設(shè)備。在圖I所示的實(shí)例中，控制電路130還包括一個(gè)串行通訊接口(SCI)，允許數(shù)據(jù)(例如，狀態(tài)和事件歷史)從控制電路130傳輸至外部設(shè)備，以及從外部設(shè)備向控制電路130輸送數(shù)據(jù)(例如，控制參數(shù))?？刂齐娐愤€具有一個(gè)計(jì)時(shí)模塊，用于記錄時(shí)間(例如，秒、分鐘、小時(shí)和天數(shù)，等)。例如，計(jì)時(shí)模塊能夠維持運(yùn)行時(shí)鐘或提供一個(gè)距離上次事件所經(jīng)歷的時(shí)間，從而記錄和存儲(chǔ)過電壓與電壓不足事件的參考時(shí)間。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，供電電壓信號(hào)Vln是一個(gè)模擬直流信號(hào)，該模擬直流信號(hào)與從輸入端火線到零線的導(dǎo)線成正比的，控制電路130的固件或軟件周期性地對(duì)供電電壓信號(hào)Vln進(jìn)行模擬數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，例如，以十六進(jìn)制的“Hex”值表示。將與供電電壓直接成比例的十六進(jìn)制Hex值與各種存儲(chǔ)的閾值比較(例如，存儲(chǔ)在固件中)OVrestore (過電壓重建)，OVreeml (過電壓記錄)，ovshutd_ (過電壓斷路)，UVrestOTe (電壓不足重建)，UV_OTd (電壓不足記錄)和UVshutdwn (電壓不足斷路)?；诠╇婋妷盒盘?hào)值Vln與這些儲(chǔ)存的閾值的比較關(guān)系，控制電路130確定工作電壓是可以接受的，還是存在電壓不足(UV)或過電壓(OV)情況。舉例來說，一個(gè)美國(guó)電源，默認(rèn)“固件”十六進(jìn)制Hex值可以采用以下供電電壓水平
OVshutdown (OVsh) 150 VrmsOVrecord (OVrc)135 Vrms
OVrestore (OVrs)130 VrmsUVrestore (UVrs)105 Vrms
UVrecord (UVrc)100 Vrms
UVshutdown (UVsh) 80 Vrm
根據(jù)這些閾值對(duì)控制電路130的操作如圖2中的圖表所示，描述了供電電壓監(jiān)控器100起工作電壓水平作用時(shí)的開關(guān)電路狀態(tài)，結(jié)合圖3所示圖表，說明了供電電壓監(jiān)控器100的操作狀態(tài)。為了達(dá)到一致性，當(dāng)提及供電電壓信號(hào)Vln與多種閾值之間的比較時(shí)，操作符〈，>，<和2被用于以下描述。然而，
可以理解的是，本發(fā)明并不局限于任何一種檢測(cè)是否達(dá)到閾值的具體實(shí)施方式
(例如，通過超出/沒有達(dá)到該閾值或僅僅等同于該閾值來確實(shí)是否滿足一個(gè)閾值)。因此在本發(fā)明范圍內(nèi)，符號(hào)〈與-可互換使用，符號(hào) > 與&可互換使用。過電壓和電壓不足的重建閾值水平(OVre和UVrs)分別代表工作電壓“正?！狈秶纳舷藓拖孪?例如,過電壓或電壓不足狀態(tài))。例如,一個(gè)位于105 Vrms至130 Vrms范圍內(nèi)的交流電源電壓可以認(rèn)為是足夠接近于120 Vrms的額定工作電壓水平，這可以認(rèn)為是可接受的。在啟動(dòng)時(shí)(圖3所示狀態(tài)310)，如果供電電壓信號(hào)Vln是可以接受的(例如，介于過電壓和電壓不足的重建閾值之間，UV 和0V )，那么控制電路130執(zhí)行“通電周期”程序，將監(jiān)控器100轉(zhuǎn)為正常工作狀態(tài)320。在這種情況下，控制電路130在“通電”狀態(tài)向開關(guān)電路140提供開關(guān)控制信號(hào)，從而打開(閉合)開關(guān)電路140，例如，轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)，以連接輸入供電的火線導(dǎo)線與輸出負(fù)載的火線導(dǎo)線，從而將電力傳遞給下游的設(shè)備輸出插座，實(shí)現(xiàn)負(fù)載設(shè)備與交流電源的連接。圖2下方中間位置標(biāo)示了這種開關(guān)控制狀態(tài)，其開關(guān)狀態(tài)為閉合(連接/導(dǎo)通)，且供電電壓信號(hào)Vln位于UVrs和OVre之間。如果，在啟動(dòng)時(shí)，供電電壓信號(hào)Vln位于重建閾值水平之外(例如，Vln > OVrs或Vln< UVre),那么控制電路130構(gòu)成回路，在執(zhí)行通電周期程序并轉(zhuǎn)變?yōu)檎９ぷ鳡顟B(tài)320前，連續(xù)檢測(cè)供電電壓信號(hào)Vln，直到它處于可接受水平范圍內(nèi)(例如，UVrs- VlnS. OVrs )。在正常工作狀態(tài)320，控制電路130維持周期性地對(duì)接收到的供電電壓信號(hào)Vln進(jìn)行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換，確定工作電壓是否是可接受的，或者是否會(huì)發(fā)展成某種程度的過電壓或電壓不足。如圖3所示，如果供電電壓信號(hào)Vln升高到超過過電壓記錄閾值OVre時(shí)，控制電路130通過轉(zhuǎn)化為記錄過電壓狀態(tài)330對(duì)該狀態(tài)做出反應(yīng)，執(zhí)行一種“過電壓記錄”程 序。將過電壓事件計(jì)數(shù)儲(chǔ)存在控制電路130的非電壓存儲(chǔ)器中。過電壓記錄程序包括過電壓計(jì)數(shù)增量，存儲(chǔ)增加的計(jì)數(shù)值。此外，過電壓記錄程序決定計(jì)時(shí)模塊指示的時(shí)間，并記錄過電壓事件計(jì)時(shí)值。記錄的時(shí)間可以是自上次時(shí)間開始的一段時(shí)間，自計(jì)時(shí)周期或間隔開始的一段時(shí)間，或是一天的時(shí)間?；蛘?，控制電路130能夠向顯示器150發(fā)送顯示控制信號(hào)，以顯示增加的過電壓計(jì)數(shù)值。此外，通過SCI模塊，控制電路130能夠向外部設(shè)備發(fā)送含有過電壓事件信息(例如，計(jì)數(shù)值和計(jì)時(shí)信息)的信息。在圖3所示的記錄過電壓狀態(tài)330，盡管記錄了一個(gè)過電壓事件，控制電路130持續(xù)控制開關(guān)電路140維持閉合(導(dǎo)通狀態(tài))，負(fù)載設(shè)備保持與交流電源的連接。這種根據(jù)供電電壓信號(hào)Vln的導(dǎo)通開關(guān)狀態(tài)見圖2右下方所示，作為供電電壓信號(hào)Vln的一種功能。由于供電電壓超出過電壓重建水平(0V )，則不采取任何行動(dòng)，使開關(guān)電路140保持閉合(連接)。如果供電電壓信號(hào)持續(xù)升高，超過了過電壓記錄閾值(0V )，那么則執(zhí)行過電壓記錄程序(例如，遞增計(jì)數(shù)、記錄時(shí)間、控制顯示、提供外部通告)；然而，提供給開關(guān)電路140的開關(guān)控制信號(hào)仍然保持在打開(導(dǎo)通)狀態(tài)(例如，開關(guān)控制信號(hào)持續(xù)閉合 開關(guān)電路140)。工作電壓可能在較短的時(shí)間內(nèi)圍繞過電壓記錄閾值(OVm)上下波動(dòng)。如圖3所示的狀態(tài)圖解，為了防止產(chǎn)生一系列過電壓報(bào)告，供電電壓信號(hào)必須降回過電壓重建閾值以下(Vln < 0V )，從而在對(duì)供電電壓信號(hào)超過過電壓記錄閾值(Vln > OVm)作出反應(yīng)而執(zhí)行另一個(gè)過電壓記錄操作之前，使監(jiān)控器100回到正常工作狀態(tài)320。換句話說，一旦監(jiān)控器100處于記錄過電壓狀態(tài)330，將不再記錄過電壓狀態(tài)，直到監(jiān)控器100首先回到正常工作狀態(tài)320，然后再次轉(zhuǎn)換到記錄過電壓狀態(tài)330，或者是監(jiān)控器100轉(zhuǎn)換到如下所述的斷路狀態(tài)340。根據(jù)另一種可能的應(yīng)用來說，一旦處于記錄過電壓狀態(tài)330，即可定期估算供電電壓信號(hào)Vln，如果供電電壓信號(hào)仍位于過電壓記錄閾值(OVrc)以上，則可執(zhí)行另一個(gè)過電壓程序，從而獲得定期報(bào)告。如圖3所示，如果供電電壓信號(hào)從記錄過電壓狀態(tài)330升高到高于過電壓斷開閾值(Vln > 0Vsh)，監(jiān)控器100會(huì)轉(zhuǎn)為斷路狀態(tài)340。在這種情況下，除了再次執(zhí)行過電壓記錄程序，控制電路130還會(huì)執(zhí)行“停止周期”程序，使開關(guān)控制信號(hào)變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，使開關(guān)電路140轉(zhuǎn)換到非導(dǎo)通或“關(guān)閉”狀態(tài)(斷開)，從而斷開設(shè)備輸出插座與電源的連接，來保護(hù)設(shè)備。例如，對(duì)于一個(gè)電磁繼電器開關(guān)來說，控制電路130將發(fā)信號(hào)通知開關(guān)電路140移除繼電器線圈電壓，使常開的繼電器接頭打開，從而斷開交流電源與下游組件和相關(guān)設(shè)備的連接。在圖2開關(guān)狀態(tài)圖中最右側(cè)表示的操作中，開關(guān)電路140從導(dǎo)通/閉合(設(shè)備連接的)狀態(tài)過渡到非導(dǎo)通/打開(設(shè)備不連接)狀態(tài)。依據(jù)一種可行的選項(xiàng)，可以分別記錄供電電壓信號(hào)超過過電壓斷路閾值(Vln >OVsh)的情況，與供電電壓信號(hào)僅僅超過了過電壓記錄閾值而非過電壓斷路閾值(OVrc <Vln < OVsh)的情況，例如，可以保持兩個(gè)不同的過電壓計(jì)數(shù)，一個(gè)用于記錄僅超過較低的過電壓記錄閾值，另一個(gè)用于記錄超過較高的過電壓斷路閾值。如圖2所示，一旦監(jiān)控器100處于斷路狀態(tài)340 (執(zhí)行停止周期程序后)，不管是供電電壓信號(hào)Vln低于過電壓斷開閾值水平OVsh或供電電壓信號(hào)Vln低于過電壓記錄閾值水平OVm，開關(guān)電路140都保持非導(dǎo)通/打開(切斷電源)狀態(tài)。為了過渡回到正常工作狀態(tài)320，供電電壓信號(hào)Vln必須在控制電路130再次執(zhí)行通電周期程序前，下降到過電壓和電壓不足重建閾值之間的某一點(diǎn)(UVre^ V11 2 0V )，在此開關(guān)控制信號(hào)變?yōu)榻油顟B(tài)，從而控制開關(guān)電路140閉合并導(dǎo)通，以傳送電力到受保護(hù)的設(shè)備。例如，在使用電磁繼電器開關(guān)時(shí)，控制電路130將發(fā)信號(hào)通知開關(guān)電路140為繼電器供能，使常開的接頭閉合，從而向下游設(shè)備組件和連接設(shè)備傳輸交流電源，以連接設(shè)備。當(dāng)供電電壓信號(hào)Vln超過較高的過電壓斷路閾值OVsh時(shí)，開關(guān)電路140關(guān)閉，但不會(huì)復(fù)原到打開狀態(tài)，直到供電電壓信號(hào)Vln降低到較低的過電壓重建閾值ov 以下，開關(guān)控制機(jī)制中存在滯后現(xiàn)象，防止了由于供電電壓波動(dòng)造成的快速開關(guān)周期現(xiàn)象。
根據(jù)過電壓閾值概述控制電路130的操作，當(dāng)供電電壓信號(hào)Vln低于第一個(gè)(重建)過電壓閾值，開關(guān)電路140處于非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制電路130控制開關(guān)電路140轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)供電電壓信號(hào)Vln超過第二個(gè)(記錄)過電壓閾值時(shí)，該閾值高于第一個(gè)過電壓閾值，且開關(guān)電路140處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制電路130記錄過電壓事件，并控制開關(guān)電路140保持在導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)供電電壓信號(hào)Vln超過第三個(gè)(斷路)過電壓閾值，該閾值高于第二個(gè)過電壓閾值，開關(guān)電路140處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制電路130控制開關(guān)電路140轉(zhuǎn)換到非導(dǎo)通狀態(tài)，并可選擇地將它記錄為另一個(gè)過電壓事件。同樣，如果從正常工作狀態(tài)320，定期監(jiān)測(cè)的供電電壓信號(hào)Vln降低到低于電壓不足記錄閾值UVrc (Vln < UV,。)時(shí)，控制電路130通過過渡到記錄電壓不足條件狀態(tài)350而做出反應(yīng)，執(zhí)行電壓不足記錄程序。電壓不足事件計(jì)數(shù)存儲(chǔ)在控制電路130的非易失性存儲(chǔ)器中。電壓不足記錄程序包括增加電壓不足計(jì)數(shù)，存儲(chǔ)增加的計(jì)數(shù)值。此外，電壓不足記錄程序通過計(jì)時(shí)模塊記錄程序，確定指示時(shí)間，將該值記作電壓不足事件的計(jì)時(shí)。與過電壓事件一樣，記錄的電壓不足事件時(shí)間可以是自從上一個(gè)事件的一段時(shí)間，或自計(jì)時(shí)周期或間隔開始后的一段時(shí)間，或是一天的時(shí)間?？刂齐娐?30可選擇地向顯示器150發(fā)送顯示控制信號(hào)，以顯示增加的電壓不足計(jì)數(shù)值。此外，通過SCI模塊，控制電路130能夠向外部設(shè)備發(fā)送含有電壓不足的事件信息(例如，計(jì)數(shù)值和計(jì)時(shí)信息)。在圖3所示的記錄電壓不足狀態(tài)330中，盡管記錄了一個(gè)電壓不足事件，開關(guān)電路140還保持導(dǎo)通/閉合，負(fù)載設(shè)備保持與交流電源的連接。這種作為供電電壓信號(hào)的開關(guān)狀態(tài)，可見于圖2的左下方。當(dāng)供電電壓信號(hào)下降到電壓不足重建閾值(UV )以下，不采取任何行動(dòng)，開關(guān)電路140保持閉合(連接)。如果供電電壓信號(hào)持續(xù)下降，跌至電壓不足記錄閾值(mu以下，執(zhí)行電壓不足記錄程序(例如，遞增計(jì)數(shù)、記錄時(shí)間、控制顯示、提供外部通告)；然而，提供至開關(guān)電路140的開關(guān)控制信號(hào)維持在打開(導(dǎo)通)狀態(tài)(例如，開關(guān)控制信號(hào)持續(xù)關(guān)閉開關(guān)電路140)。供電電壓信號(hào)可能會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)圍繞電壓不足記錄閾值(UVre)上下波動(dòng)。如圖3所示的狀態(tài)圖解，為了防止產(chǎn)生一系列電壓不足報(bào)告，供電電壓信號(hào)必須超過電壓不足重建閾值(Vln > UV )，從而在對(duì)供電電壓信號(hào)下降到電壓不足記錄閾值以下(Vln < UVrc)作出反應(yīng)而執(zhí)行另一個(gè)電壓不足記錄操作之前，使監(jiān)控器100恢復(fù)到正常工作狀態(tài)320。換句話說，一旦監(jiān)控器100處于記錄電壓不足狀態(tài)350，將不再記錄電壓不足，直到監(jiān)控器100首先回到正常工作狀態(tài)320，然后再次過渡到記錄電壓不足狀態(tài)350，或是監(jiān)控器100轉(zhuǎn)換到斷路狀態(tài)340時(shí)才會(huì)再次轉(zhuǎn)為記錄電壓不足狀態(tài)350。根據(jù)另一種可能的應(yīng)用來說，一旦處于記錄電壓不足狀態(tài)350，即可定期估算供電電壓信號(hào)Vln，如果供電電壓信號(hào)仍位于電壓不足記錄閾值(UVre)以下，則可執(zhí)行另一個(gè)電壓不足記錄程序，從而獲得定期報(bào)告。如圖3所示，如果供電電壓信號(hào)從記錄電壓不足電壓狀態(tài)350降低到電壓不足斷路閾值(Vln < UVsh)以下，監(jiān)控器100會(huì)轉(zhuǎn)為斷路狀態(tài)340。在這種情況下，除了再次執(zhí)行電壓不足記錄程序，控制電路130還會(huì)執(zhí)行停止周期程序，使開關(guān)控制信號(hào)變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，使開關(guān)電路140轉(zhuǎn)換到非導(dǎo)通或“關(guān)閉”狀態(tài)(斷開開關(guān))，從而斷開設(shè)備輸出插座與電源的連接，來保護(hù)設(shè)備。在圖2開關(guān)狀態(tài)圖中最左側(cè)表示的操作中，開關(guān)電路140從導(dǎo)通/閉合(設(shè)備連接的)狀態(tài)過渡到非導(dǎo)通/斷開(設(shè)備不連接)狀態(tài)。依據(jù)一種可行的選項(xiàng)，可以分別記錄供電電壓信號(hào)低于電壓不足斷路閾值(Vln <UVsh)的情況與供電電壓信號(hào)僅僅低于電壓不足記錄閾值，而非電壓不足斷路閾值(UVsh <Vln < UVrc)的情況，例如，可以保持兩個(gè)不同的電壓不足計(jì)數(shù)，一個(gè)用于記錄低于較高電壓不足記錄閾值，另一個(gè)用于記錄低于較低的電壓不足斷路閾值。如圖2左上部所示，一旦監(jiān)控器100處于斷路狀態(tài)340 (執(zhí)行停止周期程序后)，不管是供電電壓信號(hào)Vln超出電壓不足斷路閾值UVsh*供電電壓信號(hào)Vln超過電壓不足記錄閾值UVm，開關(guān)電路140都保持非導(dǎo)通/斷開(切斷電源)狀態(tài)。為了過渡到正常工作狀態(tài)320，供電電壓信號(hào)Vln必須在控制電路130再次執(zhí)行通電周期程序前，增加到電壓不足和過電壓重建閾值之間的某一點(diǎn)(UVls S VlnS 0Vre)，在此開關(guān)控制信號(hào)變?yōu)榻油顟B(tài)，從而控制開關(guān)電路140轉(zhuǎn)化為一種導(dǎo)通狀態(tài)(閉合)，以傳送電力到受保護(hù)的設(shè)備。由于供電電壓信號(hào)Vln降低到電壓不足斷路閾值UVsh以下，開關(guān)電路140關(guān)閉但不會(huì)復(fù)原，直到供電 電壓信號(hào)Vln超過電壓不足重建閾值UVrs,開關(guān)控制機(jī)制中存在滯后現(xiàn)象，防止了由于供電電壓波動(dòng)造成的快速開關(guān)周期現(xiàn)象。概述與電壓不足閾值相關(guān)的控制電路130的操作，當(dāng)供電電壓信號(hào)Vln高于第一個(gè)(重建)電壓不足閾值，開關(guān)電路140處于非導(dǎo)通狀態(tài)來說，控制電路130控制開關(guān)電路140轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)供電電壓信號(hào)Vln低于第二個(gè)(記錄)電壓不足閾值時(shí)，該閾值低于第一個(gè)電壓不足閾值，且開關(guān)電路140處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制電路130記錄電壓不足事件，控制開關(guān)電路140保持在導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)供電電壓信號(hào)Vln低于第三個(gè)(斷路)電壓不足閾值，該閾值低于第二個(gè)電壓不足閾值，且開關(guān)電路140處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制電路130控制開關(guān)電路140轉(zhuǎn)換到非導(dǎo)通狀態(tài)，并可選擇地將它記錄為另一個(gè)電壓不足事件。圖4A和圖4B是一個(gè)功能流程圖，概述了根據(jù)供電電壓條件對(duì)供電電壓監(jiān)控器進(jìn)行操作的一個(gè)邏輯示例。在操作405中，從啟動(dòng)條件開始，控制電路130對(duì)接收到的用來表示供應(yīng)側(cè)的火線與零線之間電壓的Vln進(jìn)行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換。在操作410中確定數(shù)字化的供電電壓信號(hào)Vln是否介于電壓不足和過電壓重建閾值之間(UU Vln < 0Vrs)o如果是這樣，即執(zhí)行通電周期程序(操作415)，S卩，控制電路130向開關(guān)電路140提供一個(gè)“打開”狀態(tài)的開關(guān)控制信號(hào)，來打開開關(guān)電路140 (導(dǎo)通狀態(tài))以使輸入供應(yīng)側(cè)火線導(dǎo)線與輸出負(fù)載側(cè)火線導(dǎo)線連接，從而向下游設(shè)備輸出插座傳遞電力，來連接負(fù)載設(shè)備與交流電源(例如，正常工作狀態(tài)下)。如果不是這樣(例如，如果供電電壓信號(hào)Vln位于重建閾值水平夕KVln > OVrs或Vln < UV )，邏輯線路回到操作405，在執(zhí)行通電周期程序及回到正常工作狀態(tài)之前，控制電路130繼續(xù)檢測(cè)供電電壓信號(hào)Vln，直到它位于可接受的水平內(nèi)(例如，UVrs- Vln^ OVrs )。執(zhí)行通電周期程序后，對(duì)接收到的供電電壓信號(hào)Vln持續(xù)周期性的進(jìn)行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換(操作420)。在操作425中，比較供電電壓信號(hào)與電壓不足斷路閾值UVsh。如果供電電壓信號(hào)小于電壓不足斷路閾值(Vln < UVsh),那么執(zhí)行電壓不足記錄程序(操作430)和停止周期程序(操作435)，記錄上述電壓不足狀況，關(guān)閉開關(guān)電路140 (非導(dǎo)通狀態(tài))，來斷開輸入(供電側(cè))火線導(dǎo)線與輸出(負(fù)載側(cè))火線導(dǎo)線的連接，從而防止電能傳輸?shù)较掠卧O(shè)備輸出插座，斷開負(fù)載設(shè)備與交流電源的連接。執(zhí)行停止周期程序后，邏輯線路回到最初的操作405，定期比較供電電壓信號(hào)Vln和重建閾值。如果在操作425中，供電電壓信號(hào)不在電壓不足斷路閾值以下(Vln > UVsh),那么邏輯線路即進(jìn)入操作440，比較供電電壓與電壓不足記錄閾值UVTC。如果供電電壓信號(hào)小于電壓不足記錄閾值(Vln < UVm)，那么會(huì)執(zhí)行電壓不足記錄程序(操作445)，記錄上述電壓不足狀態(tài)，邏輯線路進(jìn)入操作450 (圖4B)。如果供電電壓信號(hào)不小于電壓不足記錄閾值(V1 _ UV )，那么該邏輯線路將直接進(jìn)入操作450，無需執(zhí)行電壓不足記錄程序。在操作450中，比較供電 電壓信號(hào)與過電壓斷路閾值0Vsh。如果供電電壓信號(hào)大于過電壓斷路閾值(Vln > 0Vsh)，那么將執(zhí)行過電壓記錄程序(操作455)和停止周期程序(操作435),記錄上述過電壓狀態(tài),關(guān)閉開關(guān)電路140 (非導(dǎo)通狀態(tài)),斷開輸入供電側(cè)火線導(dǎo)線與輸出負(fù)載側(cè)火線導(dǎo)線的連接，從而防止電能傳遞到下游設(shè)備輸出插座，斷開負(fù)載設(shè)備與交流電源的連接。執(zhí)行停止周期程序后，邏輯路線回到最初的操作405，定期地比較供電電壓信號(hào)Vln和重建閾值。在操作450中，如果供電電壓信號(hào)不大于過電壓斷路閾值(Vln^ 0Vsh)，邏輯線路進(jìn)行操作460，比較供電電壓和過電壓記錄閾值0V 。如果供電電壓信號(hào)大于過電壓記錄閾值(Vln > 0VTC)，那么過電壓記錄程序(操作465)將會(huì)如上所述記錄過電壓狀態(tài)，邏輯線路進(jìn)入操作420，重復(fù)維持開關(guān)電路閉合(連接)狀態(tài)的比較周期。如果供電電壓信號(hào)不大于過電壓記錄閾值(Vln S OVrc)，邏輯線路直接進(jìn)入操作415，無需執(zhí)行過電壓記錄程序。圖5描述的是根據(jù)供電電壓狀態(tài)執(zhí)行供電電壓監(jiān)控器操作的另一個(gè)實(shí)例的功能流程圖。在操作505中，從起始狀態(tài)，對(duì)接收到的表示火線與零線之間電壓的Vln進(jìn)行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換。在操作510中確定供電電壓信號(hào)Vln是否位于電壓不足和過電壓重建閾值之間(UV _ Vi r OVrs)0如果是這樣，在執(zhí)行通電周期程序(操作515)中，控制電路130向開關(guān)電路140提供開關(guān)控制信號(hào)，在“打開”狀態(tài)打開開關(guān)電路140 (導(dǎo)通狀態(tài))，連接輸入供應(yīng)供電側(cè)火線導(dǎo)線與輸出負(fù)載側(cè)火線導(dǎo)線，從而向下游設(shè)備輸出插座提供電能，連接負(fù)載設(shè)備與交流電源(例如，正常工作狀態(tài))。如果不是這樣(例如，如果供電電壓信號(hào)Vln位于重建閾值水平外(Vln > OVrs or Vln < UV )，邏輯線路會(huì)回到操作505，在執(zhí)行通電周期程序，并過渡到正常工作狀態(tài)前，控制電路130繼續(xù)檢測(cè)供電電壓信號(hào)Vln，直到該信號(hào)位于可接受的水平(例如，UV — Vln < OVrs) ο執(zhí)行通電周期程序后，對(duì)接收到的供電電壓信號(hào)Vln持續(xù)周期性的執(zhí)行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換(操作520)。在操作525中，比較電壓供給與電壓不足記錄閾值UVTC。如果供電電壓信號(hào)小于電壓不足記錄閾值(Vln < UV )，那么會(huì)執(zhí)行電壓不足記錄程序(操作530)，記錄上述電壓不足狀態(tài)，并且邏輯路線進(jìn)入操作535，比較供電電壓信號(hào)與電壓不足斷路閾值UVsho如果供電電壓信號(hào)小于電壓不足斷路閾值(Vln < UVsh),即執(zhí)行停止周期程序(操作540)，記錄上述電壓不足狀態(tài)，關(guān)閉開關(guān)電路140 (非導(dǎo)通狀態(tài))，斷開輸入供電側(cè)火線導(dǎo)線與輸出負(fù)載側(cè)火線導(dǎo)線的連接，從而阻止電能傳輸?shù)较掠卧O(shè)備輸出插座，斷開負(fù)載設(shè)備與交流電源。如果控制電路130從低于電壓不足記錄閾值降低到低于電壓不足斷路閾值，控制電路130還會(huì)執(zhí)行電壓不足記錄程序(圖5中未顯示)和停止周期程序。執(zhí)行停止周期程序后，邏輯線路回到最初的操作505，定期比較供電電壓信號(hào)Vln與重建閾值。在操作535中，如果供電電壓信號(hào)不高于電壓不足斷路閾值(Vln 2 UVsh)，那么邏輯路線回到操作520，重復(fù)比較供電電壓信號(hào)與各種閾值，而開關(guān)電路則保持在閉合(導(dǎo)通)狀態(tài)。在操作525中，如果供電電壓信號(hào)不小于電壓不足記錄閾值(Vln之UV )，那么邏輯路線進(jìn)入操作545，比較供電電壓信號(hào)與過電壓記錄閾值0V 。如果供電電壓信號(hào)大于過電壓記錄閾值(Vln > 0VM)，那么執(zhí)行過電壓記錄程序(操作550)，記錄上述過電壓狀態(tài)，且邏輯路線進(jìn)入操作555，比較供電電壓信號(hào)與過電壓斷路閾值0Vsh。如果供電電壓信號(hào)大于過電壓斷路閾值(Vln > 0Vsh)，那么執(zhí)行停止周期程序(操作540)，記錄上述過電壓狀態(tài)，關(guān)閉開關(guān)電路140 (非導(dǎo)通狀態(tài))，斷開輸入供電側(cè)火線導(dǎo)線與輸出負(fù)載側(cè)火線導(dǎo)線的連接，從而阻止電能傳送到下游設(shè)備輸出插座，斷開負(fù)載設(shè)備與交流電源的連接。如果控制電路130從高于過電壓記錄閾值到高于過電壓斷路閾值，那么控制電路130還會(huì)執(zhí)行過電 壓記錄程序(圖5中未顯示)和停止周期程序。執(zhí)行停止周期程序后，邏輯路線回到最初的操作505，來定期比較供電電壓信號(hào)Vln與重建閾值。在操作555中，如果供電電壓信號(hào)不大于過電壓斷路閾值(V11, __ 0Vsh)，那么邏輯路線會(huì)回到操作520，重復(fù)比較供電電壓信號(hào)與多種閾值，而開關(guān)電路則保持在閉合(導(dǎo)通)狀態(tài)。在操作545中，如果供電電壓信號(hào)不大于過電壓記錄閾值(V OVlx),那么邏輯路線會(huì)回到操作520，重復(fù)比較供電電壓信號(hào)與多種閾值，而開關(guān)電路則保持在閉合(導(dǎo)通)狀態(tài)。本發(fā)明并不局限于圖4A、圖4B和圖5所描述的任何一個(gè)具體實(shí)施例，可以采用多種不同的操作來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。具有多種不同的記錄和斷路水平，能夠允許記錄會(huì)破壞連接設(shè)備的過電壓和電壓不足(例如，創(chuàng)建過電壓和電壓不足事件的歷史)，而無需真正切斷與連接設(shè)備的供電(例如，關(guān)閉連接的設(shè)備)。可能會(huì)損傷連接設(shè)備的供電電壓水平(例如，在斷路閾值以外)，能夠通過記錄事件和斷開及保護(hù)連接設(shè)備來應(yīng)對(duì)。如圖I所示，板上安裝的串行通訊接口(SCI)模塊允許控制電路130向外部設(shè)備(例如，一臺(tái)計(jì)算機(jī)，一臺(tái)微控制器，一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，等)傳遞監(jiān)控器100的狀態(tài)和事件歷史(例如，過電壓和電壓不足計(jì)數(shù))等信息，用于信息存儲(chǔ)和分析。除了從監(jiān)控器100向外部設(shè)備傳遞數(shù)據(jù)，SCI模塊還允許從外部設(shè)備向?yàn)V波設(shè)備傳輸設(shè)備的控制參數(shù)等數(shù)據(jù)。例如，對(duì)于一種選擇來說，外部設(shè)備能夠向控制電路130提供過電壓或電壓不足閾值，覆蓋或替換先前的存儲(chǔ)值默認(rèn)值。在一種具體實(shí)施例中，例如，監(jiān)控器100能夠與一個(gè)運(yùn)行一個(gè)程序(例如，quickbasic或C語(yǔ)言程序)的計(jì)算機(jī)連接，在其他方面，允許終端用戶從一列過電壓和電壓不足閾值水平中進(jìn)行選擇。這些用戶選擇的閾值能傳輸?shù)娇刂齐娐?30?？刂齐娐?30用終端用戶選擇的閾值替換或重寫之前使用的或默認(rèn)的閾值。由于監(jiān)控器100是為保護(hù)各種敏感設(shè)備而設(shè)計(jì)的，這一特征允許終端用戶自定義適合于連接設(shè)備的記錄和斷路閾值。根據(jù)另一項(xiàng)特性，控制電路130可編程來執(zhí)行程序以響應(yīng)中斷。在一個(gè)具體實(shí)施例中，配置控制電路130，使用板上裝載的計(jì)時(shí)模塊，啟動(dòng)計(jì)時(shí)中斷，每秒執(zhí)行一個(gè)“時(shí)間增量”程序。在這種情況下，控制電路130執(zhí)行圖4A-4B或圖5中流程圖所示的操作，每秒中斷來執(zhí)行“時(shí)間增量”程序，以持續(xù)記錄自最近記錄事件(過電壓，電壓不足，供電中斷或浪涌事件)起的運(yùn)行時(shí)間(秒、分鐘、小時(shí)和天)。因此，為了響應(yīng)上述電源擾動(dòng)，除了增加和存儲(chǔ)應(yīng)用事件計(jì)數(shù)，控制電路130還存儲(chǔ)自先前事件起所經(jīng)過的時(shí)間(例如，事件之間的時(shí)間)。通過使用串行通訊接口，來連接控制電路130和一個(gè)運(yùn)行定制診斷軟件的計(jì)算機(jī)，能夠分析、顯示和存儲(chǔ)事件數(shù)據(jù)(事件計(jì)數(shù)和事件之間的經(jīng)歷時(shí)間)。通過使用窗口時(shí)間，并記錄最近事件之間的時(shí)間和與計(jì)算機(jī)的連接情況，定制診斷軟件能夠?qū)ο惹坝涗浀氖录?zhí)行計(jì)算指令，將所記錄的事件之間的時(shí)間轉(zhuǎn)化為事件發(fā)生的真實(shí)時(shí)間/日期(時(shí)間標(biāo)記)?？梢哉J(rèn)識(shí)到上述控制電路130只是代表一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，還有其他很多使用多種硬件、軟件、固件及其組合的方法，也可以用來評(píng)估并對(duì)過電壓和電壓不足做出響應(yīng)。圖6說明了一個(gè)完整的電源濾波電路600，它包括圖I所示供電電壓監(jiān)控器100與其他的電源濾波電路連接的組件。電源濾波電路600可以是線路連接的、以微控制器為基礎(chǔ)的混合濾波器(電涌抑制器，EMI電磁干擾濾波器)，來抑制交流電源瞬變和EMI電磁干擾，從而保護(hù)連接的設(shè)備免受與瞬態(tài)變化/噪聲相關(guān)的損傷和破壞。一個(gè)分流器610連接至·輸入端的火線、零線和地線，隨后一個(gè)濾波器620連接輸入端的火線和零線的導(dǎo)線(例如，供電電壓監(jiān)控組件的上游)。這些步驟抑制電壓瞬變和EMI/RFI電磁/射頻干擾。與輸出端的火線、零線和地線的導(dǎo)線連接的固定器630 (clamp stage),位于開關(guān)電路140下游，用來在經(jīng)過濾波的電能傳遞到連接的設(shè)備之前消除任何殘余的電壓瞬變?；蛘?，控制開關(guān)電路140狀態(tài)的控制電路還能控制一個(gè)繼電器的狀態(tài)，來連接和斷開固定器630與零線導(dǎo)線的連接，來協(xié)調(diào)保護(hù)固定器630的組件。分流器610，濾波器620和固定器630類似于美國(guó)專利申請(qǐng)中申請(qǐng)?zhí)枮?，136，455所描述的部分，作為示例，將它所公開的內(nèi)容全部引入本文作為參考。在這種設(shè)置中，除了監(jiān)測(cè)過電壓和電壓不足，控制電路130還能夠監(jiān)測(cè)其他類型的工作電壓干擾或謬誤。例如，控制電路130還能夠評(píng)估是否存在線路故障，例如是地線斷開(open ground)或極性反向的狀態(tài)(例如,火線和零線顛倒)。此外,控制電路130還能夠監(jiān)測(cè)超溫狀態(tài)和超電流狀態(tài)。如果發(fā)生功率干擾，控制電路還能夠增加相應(yīng)的功率干擾計(jì)數(shù)，并將該計(jì)數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中?？蛇x擇地是，控制電路130能夠在顯示器150上顯示有關(guān)功率干擾的信息(例如，線路故障類型，等)。在適當(dāng)時(shí)間內(nèi)，控制電路130也能發(fā)信號(hào)通知開關(guān)電路140斷開與設(shè)備輸出插座的電力連接，來保護(hù)設(shè)備。作為響應(yīng)，開關(guān)電路140根據(jù)是否檢測(cè)到一種不符合需要的操作狀態(tài)(例如，過電壓狀態(tài)、電壓不足、線路故障、超溫、超電流狀態(tài)，等)連接或斷開火線導(dǎo)線與負(fù)載側(cè)的連接設(shè)備之間的連接。上文描述了新的改良的供電電壓監(jiān)控器的優(yōu)先實(shí)施例，可以想象得到該領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠在上文描述的基礎(chǔ)上想到其他的修改、變化或改變。因此，這些可以想到的所有變化都屬于本發(fā)明所附具體權(quán)利要求的范圍內(nèi)。盡管這里使用了特定的術(shù)語(yǔ)，但都是以更好地描述為目的，并非為了對(duì)其進(jìn)行限制。
權(quán)利要求
1.一種供電電壓監(jiān)控器，用于監(jiān)測(cè)交流電源的過電壓情況，其特征在于，包括 一個(gè)開關(guān)電路，用于連接能與交流電源連通的輸入導(dǎo)線和能與負(fù)載連通的輸出導(dǎo)線，在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路電性連接所述輸入導(dǎo)線和輸出導(dǎo)線，而在非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路則斷開所述輸入導(dǎo)線與輸出導(dǎo)線之間的電性連接； 一個(gè)供電信號(hào)調(diào)節(jié)電路，用于產(chǎn)生代表交流電源電壓的供電電壓信號(hào)； 一個(gè)控制電路，用于監(jiān)測(cè)過電壓狀態(tài)的供電電壓信號(hào)，其中 當(dāng)供電電壓信號(hào)低于第一個(gè)過電壓閾值，且所述開關(guān)電路處于非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所述控制電路設(shè)定為能夠控制開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)； 當(dāng)供電電壓信號(hào)超過一個(gè)高于第一個(gè)過電壓閾值的第二個(gè)過電壓閾值，且所述開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所述控制電路設(shè)定為能夠記錄過電壓事件，并控制開關(guān)電路保持在導(dǎo)通狀態(tài)； 當(dāng)供電電壓信號(hào)超過一個(gè)高于第二個(gè)過電壓閾值的第三個(gè)過電壓閾值，且所述開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所述控制電路設(shè)定為能夠控制開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為非導(dǎo)通狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求I所述供電電壓監(jiān)控器，其特征在于，當(dāng)所述供電電壓信號(hào)超過第三個(gè)過電壓閾值，且開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所述控制電路設(shè)定為能夠進(jìn)一步記錄過電壓事件。
3.如權(quán)利要求I所述供電電壓監(jiān)控器，其特征在于，所述控制電路通過增加過電壓事件計(jì)數(shù)和記錄過電壓事件計(jì)時(shí)來記錄過電壓事件。
4.如權(quán)利要求I所述的供電電壓監(jiān)控器，其特征在于 當(dāng)供電電壓信號(hào)超過一個(gè)第一個(gè)電壓不足閾值，且所述開關(guān)電路處于非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所述控制電路設(shè)定為能夠控制開關(guān)電路轉(zhuǎn)化為導(dǎo)通狀態(tài)； 當(dāng)供電電壓信號(hào)低于一個(gè)小于第一個(gè)電壓不足閾值的第二個(gè)電壓不足閾值，且所述開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所述控制電路設(shè)定為能夠記錄電壓不足事件，并控制所述開關(guān)電路保持在導(dǎo)通狀態(tài)； 當(dāng)供電電壓信號(hào)低于一個(gè)小于第二個(gè)電壓不足閾值的第三個(gè)電壓不足閾值，且所述開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所述控制電路設(shè)定為能夠控制所述開關(guān)電路轉(zhuǎn)換到非導(dǎo)通狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求4所述供電電壓監(jiān)控器，其特征在于，當(dāng)所述供電電壓信號(hào)低于第三個(gè)電壓不足閾值，且開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所述控制電路設(shè)定為能夠進(jìn)一步記錄電壓不足事件。
6.如權(quán)利要求4所述供電電壓監(jiān)控器，其特征在于，所述控制電路通過增加電壓不足事件計(jì)數(shù)和記錄電壓不足事件計(jì)時(shí)來記錄電壓不足事件。
7.如權(quán)利要求I所述供電電壓監(jiān)控器，其特征在于，所述供電電壓信號(hào)是一種交流電壓信號(hào)。
8.如權(quán)利要求I所述供電電壓監(jiān)控器，其特征在于，所述供電電壓信號(hào)是一種直流電壓信號(hào)。
9.如權(quán)利要求I所述供電電壓監(jiān)控器，其特征在于，所述交流電源電壓是一種火線與零線之間的電壓。
10.如權(quán)利要求I所述供電電壓監(jiān)控器，其特征在于，所述交流電源電壓是一種火線與地線之間的電壓。
11.如權(quán)利要求I所述供電電壓監(jiān)控器，其特征在于，所述輸入導(dǎo)線是一個(gè)輸入火線導(dǎo)線，所述輸出導(dǎo)線是一個(gè)輸出火線導(dǎo)線。
12.如權(quán)利要求I所述供電電壓監(jiān)控器，其特征在于，所述輸入導(dǎo)線是一個(gè)零線導(dǎo)線，所述輸出導(dǎo)體是一個(gè)輸出零線導(dǎo)線。
13.一種用于監(jiān)測(cè)具有供電電壓監(jiān)控器的交流電源供電的過電壓狀態(tài)的方法，其特征在于，包括在所述供電電壓監(jiān)控器設(shè)置一個(gè)開關(guān)電路，來連接能與交流電源接通的輸入導(dǎo)線和能與負(fù)載接通的輸出導(dǎo)線，其中，在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，所述開關(guān)電路電性連接所述輸入導(dǎo)線與所述輸出導(dǎo)線，而在非導(dǎo)通狀態(tài)下，所述開關(guān)電路斷開所述輸出導(dǎo)線與所述輸入導(dǎo)線之間的電性連接，而所述方法包括 產(chǎn)生代表交流電源電壓的供電電壓信號(hào)； 當(dāng)供電電壓信號(hào)低于一個(gè)第一個(gè)過電壓閾值，且所述開關(guān)電路處于非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，將所述開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)； 當(dāng)供電電壓信號(hào)超過一個(gè)高于第一個(gè)過電壓閾值的第二個(gè)過電壓閾值，且所述開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，記錄過電壓事件，并將所述開關(guān)電路維持在導(dǎo)通狀態(tài)； 當(dāng)供電電壓信號(hào)超過一個(gè)高于第二個(gè)過電壓閾值的第三個(gè)過電壓閾值，且開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，將所述開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為非導(dǎo)通狀態(tài)。
14.如權(quán)利要求13所述方法，其特征在于，還包括 當(dāng)所述供電電壓信號(hào)超過第三個(gè)過電壓閾值，且開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，記錄過電壓事件。
15.如權(quán)利要求13所述方法，其特征在于，記錄所述過電壓事件時(shí)包括遞增過電壓事件計(jì)數(shù)和記錄過電壓事件時(shí)間。
16.如權(quán)利要求13所述方法，其特征在于，還包括 當(dāng)供電電壓信號(hào)超過一個(gè)第一個(gè)電壓不足閾值，且開關(guān)電路處于非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，將所述開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)； 當(dāng)供電電壓信號(hào)低于一個(gè)小于第一個(gè)電壓不足閾值的第二個(gè)電壓不足閾值，且開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，記錄電壓不足事件，并將所述開關(guān)電路維持在導(dǎo)通狀態(tài)； 當(dāng)供電電壓信號(hào)低于一個(gè)小于第二個(gè)電壓不足閾值的第三個(gè)電壓不足閾值，且開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，將所述開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為非導(dǎo)通狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求16所述方法，其特征在于，還包括 當(dāng)所述供電電壓信號(hào)低于第三個(gè)電壓不足閾值，且開關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，記錄電壓不足事件。
18.如權(quán)利要求16所述方法，其特征在于，記錄所述電壓不足事件時(shí)包括遞增電壓不足事件計(jì)數(shù)和記錄電壓不足事件時(shí)間。
19.一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒介，其特征在于，通過包含計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的軟件來編碼，當(dāng)一個(gè)處理器執(zhí)行該指令時(shí)，使所述處理器能夠執(zhí)行以下功能比較代表交流電源電壓的供電電壓信號(hào)與多個(gè)過電壓閾值； 當(dāng)供電電壓信號(hào)低于第一個(gè)過電壓閾值時(shí)，控制一個(gè)開關(guān)電路從非導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)，所述開關(guān)電路配置為連接一個(gè)能與交流電源連通的輸入導(dǎo)線和一個(gè)能與負(fù)載連通的輸出導(dǎo)線，在導(dǎo)通狀態(tài)，所述開關(guān)電路電性連接所述輸入導(dǎo)線與輸出導(dǎo)線，在非導(dǎo)通狀態(tài)，所述開關(guān)電路斷開所述輸入導(dǎo)線與輸出導(dǎo)線之間的電性連接； 當(dāng)供電電壓信號(hào)超過一個(gè)高于第一個(gè)過電壓閾值的第二個(gè)過電壓閾值時(shí)，記錄過電壓事件，并維持所述開關(guān)電路在導(dǎo)通狀態(tài)； 當(dāng)供電電壓信號(hào)超過一個(gè)高于第二個(gè)過電壓閾值的第三個(gè)過電壓閾值時(shí)，控制所述開關(guān)電路從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為非導(dǎo)通狀態(tài)。
20.如權(quán)利要求19所述的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒介，其特征在于，用于編碼該媒介的軟件中進(jìn)一步包含的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令是，當(dāng)處理器執(zhí)行該指令時(shí)，使處理器還能夠執(zhí)行以下功能比較所述供電電壓信號(hào)與多個(gè)電壓不足閾值； 當(dāng)供電電壓信號(hào)超過一個(gè)第一個(gè)電壓不足閾值時(shí)，控制所述開關(guān)電路從非導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)； 當(dāng)供電電壓信號(hào)低于一個(gè)小于第一個(gè)電壓不足閾值的第二個(gè)電壓不足閾值時(shí)，記錄電壓不足事件，維持所述開關(guān)電路在導(dǎo)通狀態(tài)； 當(dāng)供電電壓信號(hào)低于一個(gè)小于第二個(gè)電壓不足閾值的第三個(gè)電壓不足閾值時(shí)，控制所述開關(guān)電路從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為非導(dǎo)通狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個(gè)供電電壓監(jiān)控器，其包括一個(gè)開關(guān)電路能夠用來連接交流電源與一個(gè)負(fù)載。當(dāng)供電電壓信號(hào)介于第一個(gè)過電壓閾值和第一個(gè)電壓不足閾值之間時(shí)，一個(gè)控制電路能夠?qū)㈤_關(guān)電路從非導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)供電電壓信號(hào)超過第二個(gè)更高的過電壓閾值時(shí)，由控制電路記錄過電壓事件，并維持開關(guān)電路在導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)供電電壓信號(hào)超過第三個(gè)最高的過電壓閾值時(shí)，控制電路將開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為非導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)供電電壓信號(hào)低于第二個(gè)較低的電壓不足閾值時(shí)，由控制電路記錄電壓不足事件，將開關(guān)電路維持在導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)供電電壓信號(hào)低于第三個(gè)最低的電壓不足閾值時(shí)，控制電路將開關(guān)電路轉(zhuǎn)換為非導(dǎo)通狀態(tài)。
文檔編號(hào)G01R19/25GK102916388SQ20121025723
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者理查德·J·比林斯利, 羅伯特·A·達(dá)利 申請(qǐng)人:電子系統(tǒng)保護(hù)有限公司