专利名称：触发一个过压保护单元的电路装置和方法
在器件组上，尤其是在用户连接器件组上设有过压保护单元以在干扰之前通过存储的外电压保护设在器件组上的有源和无源元件。此外电压例如能够是通过短暂闪光所带来的高压脉冲。现在器件组上的过压保护单元的启动是通过冲击电压发生器的冲击电压脉冲检测的。检测结果的评定是通过随后的器件组的功能检测和可能的信号过程的分析实现的，其在冲击电压脉冲期间记录在器件组的器件单元上。然而这种用于启动过压保护单元的检测也存在缺点，时间较长并且需要经过训练的人员进行分析。
本发明的任务在于给出用于触发过压保护单元的电路装置和方法。
此任务的解决是通过权利要求1、8和9的特征实现的。
本发明的优点在于快速和安全地触发了过压保护单元，另一个优点是自动实现了过压检测并且是价格经济的。
本发明的另一个优点是不需要冲击电压发生器来产生过电压。
本发明的再一个优点是通过将一个无功阻抗连接到信号输出端并且将一个信号电压从信号发生单元馈入设在器件组上的过压保护单元能够以简单的方式进行启动。
本发明的还一个优点是应用了无源器件以进行过压保护。
其他的有利之处在从属权利要求中给出。
本发明的电路装置和方法下面借助附图通过实施例进行详细解释。
图1用于检测过压保护单元的电路装置，图2用于检测过压保护单元的电路装置的结构。
图1示出了一个器件组BG，尤其是一个用户连接器件组，其在信号输入端SE1、SE2、SEn与至少一个信号发生单元S相连接。此信号发生单元S产生例如呼叫和信号电压，并且在与没有示出的器件组BG的信号输出端SA1、SA2、SA3相连的至少一个用户电路工作时提供呼叫和信号电压或者一个供电电压。在此电路结构中为了对器件组BG的信号输出端SA1、SAn的过压进行检测，在可控的开关S1上设置一个感性的无功阻抗B。在此结构中，可控的开关S1、S2、Sn和感性无功阻抗B设置在模块I上。信号发生单元S和可控开关Sn以及感性无功阻抗B能够在另一实施例变形中集成在器件组BG中。此感性无功阻抗B，例如是一个线圈，能够通过可控开关S1、Sn与器件组BG的一个信号输出端SA1、SAn相连接。信号输出端SA2和可控开关S2的错误连接只示范性表明。触发的过压保护单元通过信号输入端SE2接收的电压线路在器件组BG上通过一个从信号发生单元S产生的电流保持在释放状态。
在器件组BG上设置的过压保护单元UEE含有第一单元UEE1和第二单元UEE2，其分别监视在信号输入端SEn和信号输出端SAn之间的电压线路SPn上所出现的电压电平。此第一单元UEE1由大量的与电压线路SPn相应数量的第一二极管D11、D1n、一个第一判断单元T1和一个第一参考电压源REF1构成。此第二单元UEE2由大量的与电压线路SPn相应数量的第二二极管D21、D2n、一个第二判断单元T2和一个第一参考电压源REF2构成。
在第一单元UEE1中，第一二极管D11的阴极与第一电压线路SP1的导线部分SL1相连接，而另一个电压线路SPn的导线部分SLn与另一个第一二极管D12、D1n的各个阴极相连接。第一二极管D1n的阳极相互连接并且与第一判断单元T1相连。为了与第一电压电平相比较，第一判断单元T1与第一参考电压电平REF1相连接。
在第二单元UEE2中，第二二极管D21、D2n的阳极与第一二极管D1n的阴极相连接。第二二极管D2n的阴极相互连接并且与第二判断单元T2相连。第二参考电压源REF2与第二判断单元T2相连接以预先提供一个第二电压电平。
第一和第二判断单元T1、T2基本通过一个晶闸管或者一个比较器构成。如果在判断单元T1、T2的输入端上的用于监视的电压线路SPn上的电压电平超过了第一或者第二参考电压源REF1、REF2所给出的第一和第二电压电平，该单元例如通过晶闸管与地电势相连。导线部分SLn分别与电压线路SPn的各个元件Bn相连接，该元件设置在器件组BG的信号输入端SEn和相应的信号输出端SAn之间的器件组BG上。
在此描述中，信号输出端SA1、SA2、SAn分别通过可控开关S1、S2、Sn与感性无功阻抗B相连接。此可控开关S1、S2、Sn能够是一个继电器或者一个电子开关。为了在无功阻抗B、Cn中存储触发能量，该开关通过至少一个电压线路SPn与信号输出单元S的输出端上的电压电势相连接。信号输入端SE1、SE3、SEn是高欧姆的并且信号输入端SE1、SEn与信号发生单元S分开，无功阻抗B中的电磁能量产生一个电压脉冲，其与预先存在的电压为反向。如果电压脉冲的电势超过了通过第一和第二参考电压REF1、REF2所给出的电势，电压脉冲的电势相对于大地接通。通过集成在器件组BG上的智能逻辑，过压保护单元UEE的第一或者第二单元UEE1、UEE2的启动是已知的。所触发的过压保护单元UEE通过一个从信号发生单元S给出的电压电势进行保持。
下面给出触发过压保护单元UEE中的第一单元UEE1的方法步骤在第一方法步骤中，信号输入端SE1、SE2、SEn同时连接到由一个或者多个由高压部分组成的信号发生单元S，以电压进行加载并且通过感性无功阻抗B的可控开关S1、S3、Sn连接到信号输出端SA1、SAn。流过感性无功阻抗B的电流在此被量化，感性无功阻抗B的切断电流例如能够满足判断单元T1中的晶闸管的导通。
在第二方法步骤中，用于感性无功阻抗B的电压源通过信号发生单元S进行断路。判断单元T1中的导通的晶闸管通过电压线路SP2由信号发生单元S的电压进行供电。一个在器件组BG上的或者与器件组BG相连的在此没有详细构成的判断逻辑登记了晶闸管的导通并且以此触发第一单元UEE。
下面给出触发过压保护单元UEE中的第二单元UEE2的方法步骤第一方法步骤相应于第一方法步骤以触发过压保护单元UEE的第一单元UEE1。信号发生单元S的电压电势SP1、SPn为了此测试具有相反的符号。
在第二方法步骤中，与信号输出端SA1、SAn相连的可控开关S1、Sn朝向可控开关S1的方向进行导通，并且与导通的开关S相应的器件组BG的信号输入端SE1、SEn切换到高欧姆。在启动第二单元UEE2之后，第二单元UEE2的电路状态通过由信号发生单元S所给出的电压电势进行保持。
图2给出了电路装置的另一个结构以测试器件组BG上的过压保护单元UEE。
在此结构中，器件组BG的两个信号输出端SA1、SA2、SA3、SAn分别与电容C1、Cn相连接。电容C1、Cn的电极通过可控开关S1、S2、S3、Sn与器件组BG的信号输出端SA1、SA2、SAn相连接。
在第一方法步骤中，电容Cn的第一电极通过第一电压线路SP1加载到例如第一电压-60V。在充电过程结束之后，器件组BG的信号输入端SE1通过信号发生单元S例如通过一个高欧姆阻抗进行连接。在第二方法步骤中，电容Cn的第二电极充电到第二的与第一电势的符号相应的电势。此电势差使电容Cn的第一电极上的电子进行移动，并且相应于过压保护单元UEE的第一单元UEE1。
过压保护单元的第二单元UEE2能够通过与第一和第二电势相反的所述方法步骤进行启动。
权利要求
1．用于触发至少一个设置在一个器件组(BG)上的过压保护单元(UEE)的电路装置，其与至少一个设置在器件组(BG)的信号输入端(SEn)和所属信号输出端(SAn)之间的连接导线(Sln)进行连接，其特征在于，在信号输入端(SEn)上能够连接至少一个信号发生单元(S)以产生至少一个电压电势，并且在信号输出端(SAn)上能够连接至少一个无功阻抗(B、Cn)以产生一个触发电压。
2．如权利要求1的电路装置，其特征在于，该无功阻抗(B)是一个电感。
3．如权利要求1的电路装置，其特征在于，至少两个信号输出端(SAn)分别通过一个感性无功阻抗(Cn)相连接。
4．如权利要求1的电路装置，其特征在于，在信号输出端(SAn)含有一个振荡回路，其由一个容性无功阻抗和一个感性无功阻抗组成。
5．如权利要求1的电路装置，其特征在于，该信号发生单元(S)是一个呼叫和信号单元。
6．如权利要求1的电路装置，其特征在于，该信号发生单元(S)是一个供电电路。
7．如权利要求1的电路装置，其特征在于，该过压保护单元(UEE)含有一个第一和第二单元(UEE1、UEE2)以监视一个超过第一和第二电势的电势，其中该第一或者第二单元(UEE1、UEE2)在超过第一和第二电势时施加一个相应于地电势的电势到该连接导线(Sln)。
8．用于触发至少一个设置在器件组(BG)上的过压保护单元(UEE)的方法，该单元与至少一个设置在一个信号输入端(SEn)和所属的信号输出端(SAn)之间的连接导线(SL1)相连接，其特征在于，在第一方法步骤中，至少一个感性无功阻抗(B)通过可控开关(Sn)连接到信号输出端(SAn)，并且在信号输入端(SEn)上施加一个电势，在第二方法步骤中，信号输入端(SEn)到一个信号输入端(SEx)同时被切换到高欧姆，其中在无功阻抗(B)上的电势被测量，在关断之后从感性无功阻抗(B)所产生的电压保证过压保护单元(UEE)的触发，并且所触发的过压保护单元(UEE)通过另一个从信号发生单元(S)所给出的电流进行保持。
9．用于触发至少一个设置在器件组(BG)上的过压保护单元(UEE)的方法，该单元与至少一个设置在一个信号输入端(SEn)和所属的信号输出端(SAn)之间的连接导线(SLn)相连接，其特征在于，在第一方法步骤中，至少两个信号输出端(SAn,SAn+1)通过一个感性无功阻抗(Cn)由可控开关(Sn)进行连接，在第二方法步骤中，容性无功阻抗(Cn)的一个第一电极充电到一个电势，并且在第三方法步骤中，容性无功阻抗(Cn)的第二电极充电到同样的电压电势，其中在第一和第二电极之间的电势差保持在第三方法步骤的开始状态，并且第一电极上的电势起到保证过压保护单元(UEE)的触发的作用。
全文摘要
在此电路装置和所属的方法步骤中,用于过压保护单元的触发电压或者通过线圈的断路电压或者通过电容器的充电过程达到。为了对无功阻抗进行供电使用了信号发生器。
文档编号G01R31/327GK1221242SQ98126020
公开日1999年6月30日 申请日期1998年12月22日 优先权日1997年12月22日
发明者B·西本, R·克里默, L·迪舍尔 申请人:西门子公司