专利名称：限制在微控制器的管脚上注入的电流的方法
技术领域：
本发明涉及限制在微控制器中注入的电流的领域。
背景技术：
通常，微控制器能够在其至少一个管脚上接收交变电流，该交变电流的过零用于微控制器的同步。在许多应用中，交变电流具有^艮大J^值的振
幅。例如可以举出这样的情况通过由220伏特及50赫兹的配电电网供给的电流而实现同步。
然而，^Bt控制器的工作标准要求注入同步管脚的电流的振幅受到限制，以免降低电特性，损坏甚至毁坏微控制器。为此，同步管脚与交变电流整形电路连接以便满足所述标准。
然而，现有技术的整形电路比较复杂，使用了可感应不可忽略的脉沖的元件，并对电磁兼容性("CEM")的敏感度较高。
而且，为避免自身的损坏，整形电路本身要符合一些工作标准。实际上，整形电路通常是特定于应用的。
发明内容
本发明的目的是提供一种对在微控制器的管脚上注入的电流的有效限制，其使用很少的元件，却允许使用很大范围的注入电流。
为此，本发明涉及一种限制在微控制器的管脚上注入的电流的方法，该管脚用于接收交变电流，用于根据所述电流的过零而同步，所述管脚与基于二极管的限幅电路和基亍MOS晶体管的电路连接，在所述限幅电路中，电流以进入所述管脚的输入模式被输送，在所述基于MOS晶体管的电路中，电流以离开所述管脚的输出模式被输送。
根据本发明，该方法包括在临近同步过零时激活所述管脚的输入模式，以及，在管脚收到所述同步过零后激活所述输出模式.换句话说，为了限制注入管脚的电流，本发明利用在微控制器中 常用的元件以及其工作模式。
所述限制是这样实现的在恰好是接收用于同步的过零所需的时 间间隔期间适当地激活所述限幅电路。在所述时间间隔内，电流的振 幅较小，因此不会损坏限幅电路元件。 一旦接收了同步过零，就解除 对限幅电路的激活，则在限幅电路中没有任何电流流通。这样，通过 基于MOS晶体管的电路处理在管脚上注入的电流，人们知道，MOS 晶体管可以接收大于可损坏二极管的电流很多倍的电流，
实际上，根据本发明的方法控制的微控制器能够耐受用于其同步 的电流的振幅峰值的变化。
通过阅读以下仅作为示例给出的、结合附图进行的描述，将更好地理 解本发明，附图中
——图l是与微控制器管脚连接的整形电路的示意——图2是示出在图1的整形电路结构中，限幅电路的激活和去激活以及 输入位生成的周期的时序图；以及
——图3至图6是示出在不具有和具有本发明的电流限制的限幅电路的二 极管中流通的电流的曲线。
具体实施例方式
在图1中，示出了装配有能够在同步结束时接收电力分配网的交变电 流14 (例如220伏特及50赫兹的交变电流)的管脚12的樹:控制器10。
微控制器10包括由在电压Vdd和Vss之间串联连接的两个相同二极 管18、 20形成的限幅电路16，管脚12被连接到该串联连接的节点A上。 当^^l管^L极化时，当注入管脚12的电流的振幅大于Vdd+Vseuil的值时， 电路16将管脚12上注入的电流限幅到Vdd+Vseuil，当注入电流的振幅 小于Vss-Vseuil的值时，将注入电流限幅到Vss-Vseuil，电压Vseuil是二 极管18、 20的阈值电压。
微控制器10还包括由串M接的两个相同MOS晶体管28、 30形成的电路26，通过电压Vdd和Vss之间的节点A， 一个晶体管的漏极被连接到另一个晶体管的源极.如众所周知的，电路26的作用是根据晶体管28、 30的导通或者截止的状态，在管脚12上形成高态或者低态.
通常，可以根据两种模式配置管脚12。在第一种模式中，即"输入模式"中，二极管18、 20被极化，抽吸输入管脚12的电流，提供这种模式通常是为了微控制器10出于同步的原因辨别在管脚12上输入的信号的状态。
在第二种模式，即"输出模式"中，在通信结束时，微控制器借助于电路26在管脚12上产生高电平和低电平，这样产生的高电平和低电平不超过电压Vdd和Vss，因此二极管18、 20不被极化。
最后，把几千欧姆的电阻32连接到管脚12上以便对在该管脚上注入的电流施以第一限制，这将在下面更详细地予以解释.
通常，当管脚12仅用于在同步结束处接收电流时(同步的结束^于电流的过零来确立的)，管脚12持续保持输入模式。因此需要确定二极管18、 20的大小以便接受电流的最大振幅而不会被损坏或者毁坏.在此方面可以注意到，由于电磁兼容问题，对电阻32提供大电阻值不足以确保对管脚12上注入的电流的有效限制。实际上，电阻32的值越高，CEM方面的敏感M大。
根据本发明，当管脚12用于接收电流时在输入模式和输出模式之间的恰当切换允许实现对管脚12上的电流的有效限制。
下面结合图2描述输入模式和输出模式之间的切换方法，图2示出配电网络的交变电流14和賴t控制器^L据电流14的值的不同工作状态。在图2的示例中，从电流14的负半波向正半波的it^点34 (以下称做"同步过零点")用作微控制器10的同步脉冲(同步标志，top desynchronisation).
在临近电流14的同步it^点34时，由于^t控制器10在输入模式"E"工作，二极管18和20被极化。当电流为负时在管脚12中注入的电流则通过二极管20，随后当电流为正时在管脚12中的注入电流通过二极管18,
一S^l控制器10接收到同步it^， 二极管18和20不再被极化，晶体管28处于截止状态且晶体管30处于导通状态。在管脚12中注入的电流则通过晶体管30。因此微控制器10在输出模式工作，此处的特征为晶体管28截止且晶体管30导通。这种输出模式的子状态在图2中标记为"SI",
当交变电流变为负值时，则晶体管28切换为导通状态，晶体管30 切换为介质状态。那么，在管脚12中注入的电流通过晶体管28。微控制 器10总是在输出模式工作，但处于一种子状态，在该子状态中晶体管28 导通而晶体管30截止。这种输出模式的子状态在图2中标记为"S2"。
已描述的不同工作模式之间的切换过程对于电流14随后的交变重复 进行，
因此，仅当在管脚12中注入的电流值较小时，在管脚12中的注入电 流流过二统管18和20，这不会影响对同步it^时刻的采集。
二极管18、 20祐7仏久连接到管脚12。因此根据本发明对电流的限制 在于当电流具有较大值时，使管脚12上的电流向微控制器内的MOS 晶体管分流，
可以注意到，众所周知，不同模式之间的切换时刻是根据对交变电流 14的频率的先验知识确定的.
另外，根据电阻32的值可以调节微控制器10在输入模式下工作的时 间间隔，例如，如果希望确保同步过零的接收，则电阻32越大，时间间 隔可以越长。
当然，其它实施模式也是可能的。
图3用粗线条示出了在没有根据本发明的限制的情况下例如在二极 管18中流通的电流，而图4示出了在具有##本发明的限制的情况下的 所述电流.可以看到，在二极管20中流通的电流受到显著的限制，
此外，图5和6用粗线条示出了借助于本发明在二极管20中获得的 对电流的限制(图6)，以及与此相对照的没有限制的情况(图5).
权利要求
1.一种限制在微控制器(10)的管脚(12)上注入的电流的方法，所述管脚(12)用于接收交变电流(14)，所述交变电流用于微控制器的根据所述电流的过零(34)的同步，所述管脚(12)与基于二极管(18、20)的限幅电路(16)和基于MOS晶体管(28、30)的电路(26)相连接，在所述限幅电路(16)中，电流(14)以进入所述管脚(12)的输入模式被输送，在所述基于MOS晶体管(28、30)的电路(26)中，电流(14)以离开所述管脚(12)的输出模式被输送，其特征在于，所述方法包括在临近同步过零时激活所述管脚(12)的所述输入模式，在所述管脚(12)接收到所述同步过零后，激活所述输出模式。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其包括对所述限幅电 路的所述输入电流的限制，特别是利用电阻进行所述限制。
全文摘要
本发明涉及一种限制在微控制器(10)的管脚(12)上注入的电流的方法，所述管脚(12)用于接收交变电流(14)，所述交变电流用于微控制器的根据所述电流的过零(34)的同步，所述管脚(12)与基于二极管(18、20)的限幅电路(16)和基于MOS晶体管(28、30)的电路(26)相连接，在所述限幅电路(16)中，电流(14)以进入所述管脚(12)的输入模式被输送，在所述基于MOS晶体管(28、30)的电路(26)中，电流(14)以离开所述管脚(12)的输出模式被输送。根据本发明，所述方法包括在临近同步过零时激活所述管脚(12)的所述输入模式，在所述管脚(12)接收到所述同步过零后，激活所述输出模式。
文档编号H02M5/00GK101599702SQ200910145219
公开日2009年12月9日 申请日期2009年5月27日 优先权日2008年6月5日
发明者托马斯·勒泰里耶, 迈克尔·伯莱 申请人:Seb公司