專利名稱：用于檢測(cè)一個(gè)輸入直流電壓的電平或電平變化的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)一個(gè)輸入直流電壓的電平或電平變化的電路，包括一個(gè)輸入端，該輸入直流電壓能夠被提供給該輸入端、一個(gè)比較器，該比較器具有一個(gè)第一輸入端，一個(gè)第二輸入端和一個(gè)輸出端，其中第一輸入端與輸入端連接，第二輸入端被設(shè)置用于接收一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，在輸出端上能夠獲得一個(gè)比較信號(hào)、一個(gè)控制信息產(chǎn)生裝置，利用該控制信息產(chǎn)生裝置能夠產(chǎn)生與比較器的比較信號(hào)相對(duì)應(yīng)的控制信息、一個(gè)可控脈沖發(fā)生器，用于產(chǎn)生脈沖，該脈沖在可控脈沖發(fā)生器的一個(gè)輸出端上能夠被獲得，并且該脈沖借助于與比較信號(hào)對(duì)應(yīng)的并且由控制信息產(chǎn)生裝置提供給該脈沖發(fā)生器的控制信息根據(jù)它們的充電量而變化、一個(gè)積分器，該積分器具有一個(gè)與脈沖發(fā)生器的輸出端連接的輸入端和一個(gè)與比較器的第二輸入端連接的輸出端，以便借助于脈沖發(fā)生器的脈沖形成一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，該基準(zhǔn)信號(hào)具有一個(gè)與脈沖發(fā)生器的脈沖的瞬時(shí)充電量相對(duì)應(yīng)的直流分量和一個(gè)疊加在該直流分量上的交流分量。
在開(kāi)始段落中限定類型的電路例如在EP0381217A2中是公知的。在該公知的電路中，僅僅根據(jù)從脈沖發(fā)生器來(lái)的脈沖的充電量的值來(lái)檢測(cè)一個(gè)輸入直流電壓的電平和電平變化，該輸入直流電壓是能夠變化的，利用這些脈沖的持續(xù)時(shí)間來(lái)確定充電量，其結(jié)果是在待檢測(cè)的電平或電平變化的一個(gè)給定范圍內(nèi)能夠獲得一個(gè)比較低的分辨率，以致于能夠?qū)﹄娖交螂娖阶兓M(jìn)行比較粗糙的檢測(cè)。因此，在依次循環(huán)的操作周期期間，在公知電路中的脈沖發(fā)生器不能夠連續(xù)的操作而是間斷地操作，它由間歇時(shí)間間隔相互地被隔開(kāi)，它在每個(gè)操作周期的開(kāi)始時(shí)，可能產(chǎn)生不希望瞬態(tài)效應(yīng)。此外，應(yīng)該注意的是在公知的電路中，根據(jù)脈沖發(fā)生器的脈沖一個(gè)在積分器中的電容器依次循環(huán)地被充電隨后基本上完全地被放電，以致于在放電之后留在該電容器中的剩余電荷具有不利的影響。
本發(fā)明的一個(gè)目的是消除上述的問(wèn)題并且利用最簡(jiǎn)單可能的方法來(lái)改進(jìn)在開(kāi)始段落中限定類型的一個(gè)電路。本發(fā)明的另一個(gè)目的是利用對(duì)開(kāi)始段落限定類型的電路改進(jìn)的電路來(lái)保證對(duì)輸入直流電壓的電平或電平變化進(jìn)行非常靈敏的檢測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)這些目的，根據(jù)本發(fā)明，一種在開(kāi)始段落中限定類型的電路的特征是積分器適合于形成一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，在該基準(zhǔn)信號(hào)中交流分量的頻率與脈沖發(fā)生器的脈沖的頻率相對(duì)應(yīng)，比較器具有與一個(gè)檢測(cè)裝置連接的輸出端，利用該檢測(cè)裝置能夠檢測(cè)一個(gè)比較器直流電壓的存在和比較器脈沖的存在，利用該檢測(cè)裝置能夠以這樣的方式控制該控制信息產(chǎn)生裝置即當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)比較器直流電壓存在時(shí)，能夠產(chǎn)生用于改變脈沖發(fā)生器的脈沖的充電量的控制信息，并且在檢測(cè)到比較器脈沖出現(xiàn)之后，能夠終止產(chǎn)生用于脈沖發(fā)生器的控制信息，比較器還包括與一個(gè)時(shí)間測(cè)量裝置連接的輸出端，借助于該時(shí)間測(cè)量裝置，在終止產(chǎn)生用于脈沖發(fā)生器的控制信息之后，能夠獲得關(guān)于比較器脈沖或比較器脈沖間隔的時(shí)間信息，并且設(shè)置有一個(gè)邏輯電路裝置，在終止產(chǎn)生用于脈沖發(fā)生器的控制信息之后，借助于關(guān)于脈沖發(fā)生器的脈沖的充電量的特征信息和借助于關(guān)于比較器脈沖或比較器脈沖間隔的持續(xù)時(shí)間的時(shí)間信息，該邏輯電路裝置檢測(cè)輸入直流電壓的一個(gè)電平或一個(gè)電平變化，其中特征信息和時(shí)間信息能夠被提供給所述邏輯電路裝置。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)電路中，基于關(guān)于脈沖發(fā)生器的脈沖的充電量的特征信息和基于關(guān)于比較器脈沖或比較器脈沖間隔的持續(xù)時(shí)間的時(shí)間信息來(lái)檢測(cè)一個(gè)能夠變化的輸入直流電壓的一個(gè)電平或一個(gè)電平變化，以致于由于附加地處理時(shí)間信息，所以在待檢測(cè)的電平或電平變化的一個(gè)給定范圍內(nèi)能夠獲得一個(gè)比較好的分辨率，以致于能夠?qū)﹄娖交螂娖阶兓M(jìn)行比較好和精確的檢測(cè)。因此，應(yīng)該注意的是在根據(jù)本發(fā)明的電路中，脈沖發(fā)生器是連續(xù)的操作而沒(méi)有間斷并且連續(xù)地提供脈沖，以致于由循環(huán)地重復(fù)導(dǎo)通瞬變過(guò)程引起的希望的瞬態(tài)效應(yīng)能夠產(chǎn)生。此外，應(yīng)該注意的是為了利用積分器來(lái)形成基準(zhǔn)信號(hào)，一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電路不需要一個(gè)依次循環(huán)地被充電并且隨后基本上完全地被放電的電容器，該電路具有能夠產(chǎn)生由完全充電和放電引起的的有利效果的優(yōu)點(diǎn)。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)電路中，如果積分器適合于形成一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，該基準(zhǔn)信號(hào)的交流分量是一個(gè)疊加在該基準(zhǔn)信號(hào)的直流分量上鋸齒波信號(hào)，那么該電路已經(jīng)被證明是有利的，利用這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)在比較器脈沖的持續(xù)時(shí)間或比較器脈沖間隔的持續(xù)時(shí)間之間具有一個(gè)線性關(guān)系，它在檢測(cè)一個(gè)輸入直流電壓的電平或電平變化中對(duì)關(guān)于比較器脈沖或比較器脈沖間隔的時(shí)間信息的簡(jiǎn)單處理是有利的。
如果利用一個(gè)單個(gè)計(jì)數(shù)裝置來(lái)構(gòu)成檢測(cè)裝置和時(shí)間測(cè)量裝置，那么該電路也已經(jīng)被證明是有利的。它對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單裝置，特別是如果利用一個(gè)微處理機(jī)來(lái)構(gòu)成該裝置是有利的。
如果利用一個(gè)微處理機(jī)來(lái)構(gòu)成檢測(cè)裝置、控制信息產(chǎn)生裝置、脈沖發(fā)生器、時(shí)間測(cè)量裝置和邏輯電路裝置，那么在這方面該電路已經(jīng)被證明是特別有利的。它導(dǎo)致了特別簡(jiǎn)單和便宜的實(shí)施例。
對(duì)于一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電路，如果該電路構(gòu)成了用于對(duì)至少一個(gè)可充電電池進(jìn)行充電的電路裝置的部分電路，并且在一個(gè)充電過(guò)程期間，在該電路裝置中檢測(cè)在電池上出現(xiàn)的充電電壓的電平或電平變化，那么該電路已經(jīng)被證明是非常有利的。在這樣的一種結(jié)構(gòu)中，由于它能夠使非常小的充電電壓變化被檢測(cè)，所以已經(jīng)證明根據(jù)本發(fā)明的電路是特別有利的。
如果在用于充電的電路裝置中檢測(cè)在充電電壓的電平中的一個(gè)電平下降，那么在這方面對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的電路已經(jīng)被證明是特別有利的。因此，一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電路能夠消除一個(gè)可充電電池不希望的過(guò)充電，正如所知道的，該過(guò)充電使充電電壓產(chǎn)生下降，利用根據(jù)本發(fā)明的電路能夠非常精確地檢測(cè)充電電池的過(guò)充電。
本發(fā)明的上述及其它的方面從下面描述的示范實(shí)施例中將變得更明顯并且借助于這些實(shí)施例來(lái)解釋本發(fā)明。
下面通過(guò)結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，這些附圖示出了三個(gè)示范實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于這些示范實(shí)施例。


圖1示出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電路方框圖，其中基本的電路元件已經(jīng)由一個(gè)微處理機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖2示出了在圖1的電路中的一個(gè)脈沖發(fā)生器的輸出端上、一個(gè)積分器的輸出端上和一個(gè)比較器的輸出端上信號(hào)的第一信號(hào)波形圖。
圖3示出了在圖1的電路中的一個(gè)脈沖發(fā)生器的輸出端上、一個(gè)積分器的輸出端上和一個(gè)比較器的輸出端上信號(hào)的第二信號(hào)波形圖。
圖4示出了在圖1的電路中的一個(gè)脈沖發(fā)生器的輸出端上、一個(gè)積分器的輸出端上和一個(gè)比較器的輸出端上信號(hào)的第三信號(hào)波形圖。
圖5示出了與圖1類似的根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的一部分電路，其中利用一個(gè)計(jì)數(shù)裝置來(lái)構(gòu)成一個(gè)檢測(cè)裝置和一個(gè)時(shí)間測(cè)量裝置。
圖6是一個(gè)在圖5中所示計(jì)數(shù)裝置中執(zhí)行的程序的流程圖。
圖7是一個(gè)方框圖，該方框圖示出了一個(gè)用于對(duì)一個(gè)可充電電池進(jìn)行充電的電路裝置，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)電路構(gòu)成了該電路裝置的一部分電路。
圖8表示一個(gè)在由根據(jù)圖7的電路裝置充電的電池上的充電電壓。
圖9表示一個(gè)由圖7的電路提供給一個(gè)電池的充電電流。
圖1示出了一個(gè)電路1，該電路1用于檢測(cè)一個(gè)電平或一個(gè)能夠變化的輸入直流電壓UX的電平變化。電路1具有一個(gè)輸入端2，輸入直流電壓UX能夠提供給該輸入端2。輸入端2與比較器4的一個(gè)第一輸入端3連接，該第一輸入端3用于接收輸入直流電壓UX。比較器4還具有一個(gè)第二輸入端5，該第二輸入端5用于接收基準(zhǔn)信號(hào)UR，該基準(zhǔn)信號(hào)UR將在后面被描述。比較器4用于把輸入直流電壓UX的值與基準(zhǔn)信號(hào)UR進(jìn)行比較，并且比較器4具有一個(gè)輸出端6，在該輸出端6上比較器4提供一個(gè)比較信號(hào)UC，該比較信號(hào)UC取決于輸入直流電壓UX的值和基準(zhǔn)信號(hào)UR的值。如在后面將描述的，在目前情況下的比較信號(hào)UC即可以由兩個(gè)不同電平的比較器直流電壓UCD中的一個(gè)電壓構(gòu)成，也可以由比較器脈沖UCI構(gòu)成。
一個(gè)時(shí)間測(cè)量裝置8具有一個(gè)與比較器4的輸出端6連接的輸入端7，以便把由比較器4提供的比較信號(hào)UC提供給時(shí)間測(cè)量裝置8。借助于時(shí)間測(cè)量裝置8能夠產(chǎn)生一個(gè)與提供給它的比較信號(hào)UC的持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息ZI。時(shí)間測(cè)量裝置8的一個(gè)輸出端9與一個(gè)邏輯電路裝置11的第一輸入端10連接，以致于借助于時(shí)間測(cè)量裝置8確定的時(shí)間信息ZI能夠被提供給邏輯電路裝置11。借助于邏輯電路裝置11能夠獲得一個(gè)關(guān)于輸入直流電壓UX的一個(gè)電平或一個(gè)電平變化的瞬時(shí)值的值信息WI。在邏輯電路裝置11的一個(gè)輸出端12上能夠獲得關(guān)于由邏輯電路裝置11檢測(cè)的輸入直流電壓UX的一個(gè)電平或一個(gè)電平變化的瞬時(shí)值的值信息WI，該輸出端12與電路1的一個(gè)輸出端13連接。
比較器4的輸出端6還與一個(gè)檢測(cè)裝置15的輸入端14連接，利用檢測(cè)裝置15能夠檢測(cè)當(dāng)比較器直流電壓UCD和比較器脈沖UCI存在時(shí)在比較器4的輸出端6上的一個(gè)比較信號(hào)UC，并且利用檢測(cè)裝置15能夠產(chǎn)生與瞬時(shí)檢測(cè)結(jié)果和瞬時(shí)比較信號(hào)UC對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信息DI。檢測(cè)裝置15的一個(gè)輸出端16與控制信息產(chǎn)生裝置18的一個(gè)輸入端17連接，因此能夠把由檢測(cè)裝置15檢測(cè)的檢測(cè)信息DI提供給控制信息產(chǎn)生裝置18。利用控制信息產(chǎn)生裝置18能夠產(chǎn)生與提供給它的檢測(cè)信息DI對(duì)應(yīng)并因此與瞬時(shí)比較信號(hào)UC對(duì)應(yīng)的控制信息SI?？刂菩畔a(chǎn)生裝置18具有一個(gè)與一個(gè)可控脈沖發(fā)生器21的輸入端20連接的輸出端19，結(jié)果，利用控制信息產(chǎn)生裝置18產(chǎn)生的控制信息SI能夠被提供給可控脈沖發(fā)生器21。
可控脈沖發(fā)生器21用于產(chǎn)生脈沖I，該脈沖I借助于由控制信息產(chǎn)生裝置18提供給可控脈沖發(fā)生器21的控制信息SI能夠在充電量方面產(chǎn)生變化，其中控制信息SI與比較信號(hào)UC相對(duì)應(yīng)。在目前的情況下，該裝置是這樣的，以致于為了改變由可控脈沖發(fā)生器21產(chǎn)生的脈沖I的充電量，它們的脈沖持續(xù)時(shí)間能夠被改變同時(shí)脈沖I的頻率和幅值保持不變。然而，為了改變由一個(gè)可控脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖的充電量，也能夠改變這些脈沖的頻率同時(shí)保持脈沖的持續(xù)時(shí)間和幅值不變，或改變這些脈沖的幅值同時(shí)保持脈沖的頻率和脈沖持續(xù)時(shí)間不變。在實(shí)際中，由根據(jù)圖1的電路1中的可控脈沖發(fā)生器21提供的可變脈沖持續(xù)時(shí)間的脈沖I的恒定頻率大約是2.0kHz。
可控脈沖發(fā)生器21也適合于產(chǎn)生和提供關(guān)于瞬時(shí)充電量的值的特征信息KI，即在目前的情況下，產(chǎn)生和提供關(guān)于由其產(chǎn)生的脈沖I的瞬時(shí)脈沖持續(xù)時(shí)間的值的特征信息KI。
可控脈沖發(fā)生器21具有一個(gè)第一輸出端22和一個(gè)第二輸出端23。在第一輸出端22上，可控脈沖發(fā)生器21產(chǎn)生可變持續(xù)時(shí)間的脈沖I。在第二輸出端23，可控脈沖發(fā)生器21提供關(guān)于瞬時(shí)充電量的特征信息KI，即在目前的情況下，提供關(guān)于脈沖I的瞬時(shí)脈沖持續(xù)時(shí)間的特征信息KI?？煽孛}沖發(fā)生器21的第二輸出端23與邏輯電路裝置11的第二輸入端24連接。利用這種方法，在可控脈沖發(fā)生器21的第二輸出端上產(chǎn)生的特征信息KI能夠被提供給邏輯電路裝置11。
可控脈沖發(fā)生器21具有一個(gè)與積分器26的輸入端25連接的第一輸出端22。積分器26包括一個(gè)電阻器27、28和29和一個(gè)電容器30。從可控脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖I能夠借助于輸入端25被提供給積分器26。借助于從可控脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖I積分器26適合于產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)UR。積分器26通過(guò)對(duì)提供給它的脈沖I進(jìn)行積分來(lái)形成基準(zhǔn)信號(hào)UR，并且該積分器26是這樣的一種結(jié)構(gòu)，以致于基準(zhǔn)信號(hào)UR具有一個(gè)與脈沖I的瞬時(shí)充電量對(duì)應(yīng)的直流分量URD，即與從可控脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖I的瞬時(shí)脈沖持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的直流分量URD，和一個(gè)疊加在直流分量URD上的交流分量URA，該交流分量URA實(shí)際上是由一個(gè)鋸齒波信號(hào)構(gòu)成的和該交流分量URA的頻率與由可控脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖I的頻率相對(duì)應(yīng)。積分器26具有一個(gè)與比較器4的第二輸入端5連接的輸出端31，以便把基準(zhǔn)信號(hào)UR提供給比較器4的第二輸入端5。
應(yīng)該注意的是比較器4是這樣的一種結(jié)構(gòu)，以致于在基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD與輸入直流電壓UX不同的情況下，它能夠產(chǎn)生作為比較信號(hào)UC的一個(gè)比較器直流電壓UCD，該比較器直流電壓UCD取決于直流分量URD與輸入直流電壓UX的偏差，并且以致于在基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD實(shí)際上與輸入直流電壓UX相對(duì)應(yīng)的情況下，它能夠產(chǎn)生作為比較信號(hào)UC的比較器脈沖UCI，該比較器脈沖UCI取決于交流分量URA，并且在目前的情況下，取決于基準(zhǔn)信號(hào)UR的交流分量URA的變化。
應(yīng)該注意的是在圖1所示的電路中，利用一個(gè)由在圖1中虛線表示的微處理機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間測(cè)量裝置8、邏輯電路裝置11、檢測(cè)裝置15、控制信息產(chǎn)生裝置18和可控脈沖發(fā)生器21。
下面結(jié)合圖2、3和4來(lái)描述在圖1中所示的電路的操作。
一個(gè)提供給電路1的輸入端2的輸入直流電壓UX被傳送給比較器4的第一輸入端3。根據(jù)這個(gè)輸入直流電壓UX，比較器4在它的輸出端6上產(chǎn)生一個(gè)比較信號(hào)UC。這個(gè)比較信號(hào)UC取決于提供給比較器4的第二輸入端5上的基準(zhǔn)信號(hào)UR。在圖1所示的實(shí)施例中，比較器4的第一輸入端3是一個(gè)非反相輸入端而比較器4的第二輸入端5是一個(gè)反相輸入端，以致于如果基準(zhǔn)信號(hào)UR連續(xù)地比輸入直流電壓UX更大，那么比較信號(hào)UC呈現(xiàn)一個(gè)低電平L，如果基準(zhǔn)信號(hào)UR連續(xù)地比輸入直流電壓UX更小，那么比較信號(hào)UC呈現(xiàn)一個(gè)高電平H。在上述的兩種情況下，比較器4在它的輸出端6上產(chǎn)生一個(gè)以一個(gè)比較器直流電壓UCD形式的比較信號(hào)UC，在所述第一種情況下該比較信號(hào)UC具有一個(gè)低電平L和在所述第二種的情況下該比較信號(hào)UC具有一個(gè)高電平H。如果基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD基本上與輸入直流電壓UX相對(duì)應(yīng)，并因此基準(zhǔn)信號(hào)UR的交流分量URA在輸入直流電壓UX上波動(dòng)，那么比較信號(hào)UC根據(jù)交流分量URA的變化交替地呈現(xiàn)高電平和低電平，以致于比較器脈沖UCI在比較器4的輸出端6上呈現(xiàn)為比較信號(hào)UC。
瞬時(shí)比較信號(hào)UC被提供給檢測(cè)裝置15，該檢測(cè)裝置15檢測(cè)是否存在一個(gè)具有低電平的比較器直流電壓UCD，或是否存在一個(gè)具有高電平的比較器直流電壓，或是否存在比較器脈沖UCI，并且獲得和提供與該瞬時(shí)檢測(cè)結(jié)果對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信息DI。瞬時(shí)檢測(cè)信息DI被提供給控制信息產(chǎn)生裝置18，該控制信息產(chǎn)生裝置18響應(yīng)檢測(cè)信息DI以便產(chǎn)生控制信息SI，該控制信息SI用于控制可控脈沖發(fā)生器21。當(dāng)輸入直流電壓UX明顯地偏離基準(zhǔn)信號(hào)UR時(shí)，比較器4在它的輸出端6上產(chǎn)生一個(gè)比較器直流電壓UCD。只要檢測(cè)裝置15一檢測(cè)到一個(gè)比較器直流電壓UCD的存在，它就把檢測(cè)信息DI提供給控制信息產(chǎn)生裝置18以致于控制信息產(chǎn)生裝置18產(chǎn)生和提供控制信息SI，該控制信息SI使在可控脈沖發(fā)生器21中產(chǎn)生的脈沖I在它們的充電量方面被改進(jìn)，通過(guò)改變脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)這種改進(jìn)。在圖1中所示電路的情況下，其中利用一個(gè)微處理機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)可控脈沖發(fā)生器21，為了改變脈沖I的充電量，利用一種特別簡(jiǎn)單方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間的改變。應(yīng)該注意的是由可控脈沖發(fā)生器21產(chǎn)生的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間的變化與由可控脈沖發(fā)生器21提供的脈沖串的占空因數(shù)的變化相對(duì)應(yīng)。
根據(jù)上述控制信息SI，脈沖發(fā)生器21改變由該發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖I的脈沖寬度，該脈沖被提供給積分器26的輸入端25。該積分器26以這樣的方式被設(shè)計(jì)，以致于當(dāng)由脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖I的高電平存在時(shí)電容器30被充電，而當(dāng)由脈沖發(fā)生器21來(lái)的低電平存在時(shí)電容器30被放電。利用這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)在積分器26的輸出端31上產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)UR的交流分量URA的頻率與由脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖I的頻率相對(duì)應(yīng)。此外，由脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖的頻率以這樣的方式被選擇，以致于當(dāng)脈沖I的高電平存在時(shí)電容器30沒(méi)有被充滿電，而當(dāng)脈沖I的低電平存在時(shí)電容器30沒(méi)有被完全放電。
當(dāng)在一個(gè)時(shí)間間隔期間脈沖I已經(jīng)由脈沖發(fā)生器21利用相同的充電量提供給積分器26時(shí)，即具有相同的脈沖持續(xù)時(shí)間和脈沖寬度時(shí)，在積分器26的輸出端31上獲得一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)UR，該基準(zhǔn)信號(hào)UR包括一個(gè)給定值的直流分量URD和一個(gè)給定值的交流分量URA，其中交流分量URA疊加在直流分量URD上。如果充電量，即由脈沖發(fā)生器21提供給積分器26的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間被增加，那么基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD的值也增加，在該直流分量URD上疊加有交流分量URA。相反，如果充電量，即由脈沖發(fā)生器21提供給積分器26的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間被減小，那么基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD的值也減小，在該直流分量URD上疊加有交流分量URA。因此，通過(guò)改變充電量，即改變由脈沖發(fā)生器21提供給積分器26的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間，基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD能夠在與電路1的測(cè)量范圍對(duì)應(yīng)的一個(gè)寬的范圍上被改變，該電路1用于檢測(cè)一個(gè)輸入直流電壓UX的電平或電平變化。
當(dāng)由控制信息產(chǎn)生裝置18的檢測(cè)裝置15來(lái)的檢測(cè)信息DI指示一個(gè)具有高電平的比較器直流電壓UCD存在時(shí)，如在圖2的C部分中所示的，它意味著基準(zhǔn)信號(hào)UR完全具有一個(gè)比輸入直流電壓UX更低的電平，如在圖2的B部分中所示的，控制信息產(chǎn)生裝置18提供控制信息SI用于逐漸地增加充電量，即由脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH，在圖2的A部分中示出了該脈沖I。由脈沖發(fā)生器21來(lái)的增加的脈沖I的充電量引起基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD的增加，其結(jié)構(gòu)是基準(zhǔn)信號(hào)UR一步一步地1接近輸入直流電壓UX。
當(dāng)由控制信息產(chǎn)生裝置18的檢測(cè)裝置15來(lái)的檢測(cè)信息DI指示一個(gè)具有低電平的比較器直流電壓UCD存在時(shí)，如在圖3的C部分中所示的，它意味著基準(zhǔn)信號(hào)UR完全具有一個(gè)比輸入直流電壓UX更高的電平，如在圖3的B部分中所示的，控制信息產(chǎn)生裝置18提供控制信息SI用于逐漸地減小充電量，即由脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH，在圖3的A部分中示出了該脈沖I。由脈沖發(fā)生器21來(lái)的減小的脈沖I的充電量引起基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD的減小，其結(jié)構(gòu)是在這種情況下基準(zhǔn)信號(hào)UR一步一步地接近輸入直流電壓UX。
利用上述的方法，由脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間或脈沖寬度TPH的逐漸變化引起了基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD被改變直到輸入直流電壓UX的值僅相互不同或相互偏差一點(diǎn)為止，如在圖4的B部分中所示的。在這種情況下，疊加在基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD上的交流分量URA在輸入直流電壓UX上的一個(gè)電平變化范圍UP之內(nèi)波動(dòng)。如在圖4的C部分中所示的，然后比較器脈沖UCI呈現(xiàn)在比較器4的輸出端6上。如從圖中能夠看到的，比較器脈沖UCI具有一個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間TCH并且比較器脈沖UCI由脈沖間隔持續(xù)時(shí)間TCL相互分開(kāi)。脈沖持續(xù)時(shí)間TCH和脈沖間隔持續(xù)時(shí)間TCL的和產(chǎn)生了在比較器4的輸出端6上出現(xiàn)的比較器脈沖UCI序列的周期TC。利用檢測(cè)裝置15來(lái)檢測(cè)作為比較信號(hào)UC的比較器脈沖UCI的存在。
由于基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD總是由來(lái)自脈沖發(fā)生器21的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH確定，所以在所述比較器脈沖UCI存在期間，脈沖持續(xù)時(shí)間TPH與直流分量URD的一個(gè)值相對(duì)應(yīng)，該值非常接近輸入直流電壓UX的值。
在直流分量URD已經(jīng)達(dá)到其非常接近輸入直流電壓UX的值并且檢測(cè)裝置15已經(jīng)檢測(cè)到比較器脈沖UCI的存在之后，檢測(cè)裝置15借助于它的輸出端16把檢測(cè)信息DI提供給控制信息產(chǎn)生裝置18，其結(jié)果是在控制信息產(chǎn)生裝置18中把為了改變脈沖發(fā)生器21的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH而產(chǎn)生待提供給脈沖發(fā)生器21的控制信息SI終止或停止。此外，檢測(cè)裝置15在另一個(gè)輸出端33上產(chǎn)生另一個(gè)檢測(cè)信息ADI，該檢測(cè)信息ADI被傳送給邏輯電路裝置11的另一個(gè)輸入端34，其結(jié)果是關(guān)于在脈沖發(fā)生器21中限定的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH的值的特征信息KI被用于在邏輯電路裝置11中進(jìn)行處理，在接收另一個(gè)檢測(cè)信息ADI之后，特征信息KI由脈沖發(fā)生器21提供給邏輯電路裝置11的第二輸入端24。利用通過(guò)把特征信息KI與存儲(chǔ)的額定值相比較來(lái)處理這個(gè)關(guān)于脈沖持續(xù)時(shí)間TPH的值的特征信息KI，以便確定直流分量URD的值，該值已經(jīng)位于非常接近輸入直流電壓UX的值。利用這種方法，輸入直流電壓UX的電平已經(jīng)粗略地或近似地被確定。
由于利用時(shí)間測(cè)量裝置8也已經(jīng)確定了比較器脈沖UCI的脈沖持續(xù)時(shí)間TCH，所以現(xiàn)在也已經(jīng)獲得了關(guān)于這個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間TCH的時(shí)間信息ZI。該時(shí)間信息ZI與在直流分量URD的值和輸入直流電壓UX的值之間的差值相對(duì)應(yīng)，其中直流分量URD的值已經(jīng)位于非常接近輸入直流電壓UX的值，如在下面參照?qǐng)D4將要描述的，因此，通過(guò)確定和處理該時(shí)間信息ZI能夠精確地確定輸入直流電壓UX的電平值。所述時(shí)間信息ZI借助于時(shí)間測(cè)量裝置8的輸出端9和邏輯電路裝置11的第一輸入端10從時(shí)間測(cè)量裝置8被提供給邏輯電路裝置11，在此之后，邏輯電路裝置11根據(jù)關(guān)于脈沖持續(xù)時(shí)間TPH的特征信息KI和所述的時(shí)間信息ZI精確地確定輸入直流電壓UX的電平或電平變化。
圖2示出了在脈沖發(fā)生器21的輸出端22上、在積分器26的輸出端31上和在比較器4的輸出端6上信號(hào)的第一信號(hào)波形圖。圖2的A部分示出了一個(gè)脈沖串，該脈沖串包括從脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖I，該脈沖I的周期TP是由脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH和脈沖間隔持續(xù)時(shí)間TPL構(gòu)成的。在圖2的A部分中所示的脈沖串具有一個(gè)TPHTPL的占空因數(shù)，確定脈沖I的充電量的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH相對(duì)地比較短并且等于周期TP的40％。圖2的B部分示出了一個(gè)提供給輸入端2的輸入直流電壓UX和一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)UR，該基準(zhǔn)信號(hào)UR具有一個(gè)直流分量URD和一個(gè)交流分量URA，其中交流分量URA在一個(gè)電平變化范圍UP之內(nèi)變化。利用積分器26來(lái)獲得該基準(zhǔn)信號(hào)UR，該積分器26對(duì)在圖2的A部分中所示的脈沖I進(jìn)行積分。
圖2的C部分示出了一個(gè)比較信號(hào)UC，該比較信號(hào)UC是通過(guò)把在圖2的B部分中所示的輸入直流電壓UX與基準(zhǔn)信號(hào)UR相比較而獲得的，并且比較信號(hào)UC是一個(gè)具有一個(gè)高電平的比較器直流電壓UCD。這個(gè)因?yàn)榛鶞?zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD基本上偏離輸入直流電壓UX，即基本上它是較小的，從而輸入直流電壓UX位于電平變化范圍UP的外面。
利用檢測(cè)裝置15來(lái)檢測(cè)在圖2的C部分中所示的比較信號(hào)UC，該檢測(cè)裝置15產(chǎn)生相應(yīng)的檢測(cè)信息DI并且把該檢測(cè)信息DI提供給控制信息產(chǎn)生裝置18。根據(jù)這個(gè)檢測(cè)信息DI，控制信息產(chǎn)生裝置18產(chǎn)生控制信息SI，該控制信息SI提供給脈沖發(fā)生器21以便增加包括脈沖I的脈沖串的占空因數(shù)，即增加脈沖發(fā)生器21的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH。增加脈沖持續(xù)時(shí)間TPH的結(jié)果是基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD被增加。這個(gè)增加脈沖持續(xù)時(shí)間TPH并因此增加基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD的過(guò)程被重復(fù)直到直流分量URD的值非常接近輸入直流電壓UX的值為止，如在圖4的B部分中所示的。
圖3示出了在脈沖發(fā)生器21的輸出端22上、在積分器26的輸出端31上和在比較器4的輸出端6上信號(hào)的第二信號(hào)波形圖。圖3的A部分示出了一個(gè)脈沖串，該脈沖串包括從脈沖發(fā)生器21來(lái)的另外脈沖I并且具有一個(gè)TPH∶TPL＝90∶10的占空因數(shù)，確定這些另外脈沖I的充電量的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH相對(duì)地比較長(zhǎng)并且等于周期TP的90％。當(dāng)這些另外脈沖I被提供給積分器26的輸入端25時(shí)，電容器30在該脈沖相對(duì)長(zhǎng)的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH期間被充電并且在該脈沖的相對(duì)短的脈沖間隔持續(xù)時(shí)間TPL期間被放電，以致于在圖3的B部分中所示的基準(zhǔn)信號(hào)UR具有一個(gè)比在圖2的B部分中所示的基準(zhǔn)信號(hào)UR更大的直流分量。此外，在圖3的B部分中所示基準(zhǔn)信號(hào)UR的交流分量URA具有比在圖2的B部分中所示的交流分量URA更小的幅值，以致于這個(gè)交流分量URA的另一個(gè)電平變化范圍UP被獲得。圖3的B部分還示出了一個(gè)比基準(zhǔn)信號(hào)UR更小的輸入直流電壓UX。
圖3的C部分示出了一個(gè)比較信號(hào)UC，該比較信號(hào)UC是通過(guò)把在圖3的B部分中所示的輸入直流電壓UX與基準(zhǔn)信號(hào)UR相比較而獲得的，并且比較信號(hào)UC是一個(gè)具有一個(gè)低電平的比較器直流電壓UCD。這個(gè)因?yàn)榛鶞?zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD基本上偏離輸入直流電壓UX，即基本上它是較大的，從而輸入直流電壓UX位于電平變化范圍UP的外面。
利用檢測(cè)裝置15來(lái)檢測(cè)在圖3的C部分中所示的比較信號(hào)UC，該檢測(cè)裝置15產(chǎn)生相應(yīng)的檢測(cè)信息DI并且把該檢測(cè)信息DI提供給控制信息產(chǎn)生裝置18。根據(jù)這個(gè)檢測(cè)信息DI，控制信息產(chǎn)生裝置18產(chǎn)生控制信息SI，該控制信息SI提供給脈沖發(fā)生器21以便減小包括脈沖I的脈沖串的占空因數(shù)，即減小脈沖發(fā)生器21的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH。減小脈沖持續(xù)時(shí)間TPH的結(jié)果是基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD被減小。這個(gè)減小脈沖持續(xù)時(shí)間TPH并因此減小基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD的過(guò)程被重復(fù)直到直流分量URD的值非常接近輸入直流電壓UX的值為止，如在圖4的B部分中所示的。
圖4示出了在脈沖發(fā)生器21的輸出端22上、在積分器26的輸出端31上和在比較器4的輸出端6上信號(hào)的第三信號(hào)波形圖。圖4的A部分示出了一個(gè)脈沖串，該脈沖串包括從脈沖發(fā)生器21來(lái)的另外脈沖I并且具有一個(gè)TPH∶TPL＝70∶30的占空因數(shù)，確定這些另外脈沖I的充電量的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH等于周期TP的70％。
假設(shè)對(duì)于這個(gè)占空因數(shù)，或?qū)τ诿}沖I對(duì)應(yīng)的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH，在圖4的B部分中所示的輸入直流電壓UX在一個(gè)電平變化范圍UP之內(nèi)變化，一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)UR的交流分量URA在該電平變化范圍內(nèi)也變化，其中基準(zhǔn)信號(hào)包括一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD和一個(gè)交流分量URA。所述直流分量URD的值已經(jīng)位于非常接近輸入直流電壓UX的值，以致于交流分量URA在輸入直流電壓UX上的一個(gè)電平變化范圍UP之內(nèi)波動(dòng)。其結(jié)果是如在圖4的C部分中所示的，利用比較器4來(lái)提供比較器脈沖UCI。比較器脈沖UCI具有一個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間TCH并且比較器脈沖UCI由脈沖間隔持續(xù)時(shí)間TCL相互分開(kāi)。脈沖持續(xù)時(shí)間TCH和脈沖間隔持續(xù)時(shí)間TCL的和產(chǎn)生了比較器脈沖串的周期TC。該比較器脈沖UCI的脈沖串的周期TC總是與脈沖發(fā)生器21的脈沖I的脈沖串的周期TC相對(duì)應(yīng)。
如果由于上述從脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH逐漸地變化使基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD的值已經(jīng)變得精確地等于輸入直流電壓UX的值，那么基準(zhǔn)信號(hào)UR的交流分量URA在圖4的B部分中由虛線表示。它在比較器4的輸出端6上將產(chǎn)生比較器脈沖UCIM，如在圖4的C部分中虛線表示的，該比較器脈沖UCIM具有一個(gè)與脈沖間隔持續(xù)時(shí)間TCLM相等的脈沖持續(xù)時(shí)間TCHM，以致于由比較器4提供的比較器脈沖串具有一個(gè)TCHM∶TCLM＝50∶50的占空因數(shù)。該TCHM∶TCLM＝50∶50的占空因數(shù)和其相關(guān)的脈沖持續(xù)時(shí)間TCHM提供了這樣的信息，即基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD的值與輸入直流電壓UX的值相對(duì)應(yīng)的信息。在本電路中，由于選擇了脈沖發(fā)生器21的脈沖I的給定頻率，所以在邏輯電路裝置11中周期TP和相同的周期TC是已知的，以致于在比較器脈沖的脈沖串的TCHM∶TCLM＝50∶50的占空因數(shù)的情況下，脈沖持續(xù)時(shí)間TCHM也是已知的。應(yīng)該再次注意的是該脈沖持續(xù)時(shí)間TCHM提供了這樣的信息，即基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD的值與輸入直流電壓UX的值相對(duì)應(yīng)的信息。
如果由于上述從脈沖發(fā)生器21來(lái)的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間TPH逐漸地變化使基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD的值沒(méi)有變得精確地等于輸入直流電壓UX的值，如在通常的情況下，那么基準(zhǔn)信號(hào)UR的交流分量URA在圖4的B部分中由實(shí)線表示。它產(chǎn)生了比較器脈沖UCI，如在圖4的C部分中實(shí)線表示的。該比較器脈沖UCI具有一個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間TCH，該脈沖持續(xù)時(shí)間TCH與脈沖持續(xù)時(shí)間TCHM的值不同，并且與輸入直流電壓UX和直流分量URD的偏差值相對(duì)應(yīng)。由于鋸齒波形的交流分量URA基本上是直線的邊緣，所以能夠獲得這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在輸入直流電壓UX與直流分量URD的所述偏差值和脈沖持續(xù)時(shí)間TCHM的值與脈沖持續(xù)時(shí)間TCH的值的所述偏差值之間具有一個(gè)線性關(guān)系。因此，通過(guò)確定脈沖持續(xù)時(shí)間TCH的值或確定它與脈沖持續(xù)時(shí)間TCHM的偏差值能夠確定輸入直流電壓UX的值與直流分量URD的值的偏差值，該偏差值在邏輯電路裝置中是已知的。
因此，利用時(shí)間測(cè)量裝置8能夠獲得表示脈沖持續(xù)時(shí)間TCH的時(shí)間信息ZI，并且把該時(shí)間信息ZI提供給邏輯電路裝置11。通過(guò)把獲得的時(shí)間信息ZI與存儲(chǔ)的額定值相比，邏輯電路裝置11能夠確定輸入直流電壓UX的值與直流分量URD的已知值之間的偏差值。最后，通過(guò)加上或減去輸入直流電壓UX的值與基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD的已知值之間的偏差值能夠精確地確定輸入直流電壓UX的值，其中基準(zhǔn)信號(hào)UR的直流分量URD的已知值通過(guò)處理所述的時(shí)間信息ZI已經(jīng)被確定。在利用邏輯電路裝置11精確地確定輸入直流電壓UX的值之后，邏輯電路裝置11在它的輸出端12上產(chǎn)生關(guān)于輸入直流電壓UX的值的值信息WI。這個(gè)值信息WI在電路1的輸出端13上被獲得，用于進(jìn)一步的處理。也能夠把關(guān)于輸入直流電壓UX的值的值信息WI存儲(chǔ)到邏輯電路裝置11中、能夠把隨后確定的關(guān)于輸入直流電壓UX的新的值信息WI與先前被確定的并被存儲(chǔ)的值信息WI相比較，并且能夠從這個(gè)比較值中獲得一個(gè)關(guān)于輸入直流電壓UX的電平變化的信息。
應(yīng)該注意的是并不是精確地需要確定一個(gè)輸入直流電壓UX與一個(gè)直流分量URD的偏差值，借助于比較器脈沖UCI的脈沖持續(xù)時(shí)間TCH直流分量URD已經(jīng)非常接近輸入直流電壓UX，但是借助于比較器脈沖間隔的持續(xù)時(shí)間TCL也能夠使直流分量URD非常接近輸入直流電壓UX，這是因?yàn)楸容^器脈沖間隔的持續(xù)時(shí)間TCL也是所述偏差值的一種度量值。
也應(yīng)該注意的是表示脈沖發(fā)生器21已經(jīng)設(shè)置的脈沖持續(xù)時(shí)間TCH的特征信息KI不一定需要從脈沖發(fā)生器21提供給邏輯電路裝置11，但是也能夠由控制信息產(chǎn)生裝置18來(lái)提供。
此外，應(yīng)該注意的是設(shè)置用于接收一個(gè)輸入直流電壓UX的輸入端也能夠與一個(gè)比較器的反相輸入端連接并且一個(gè)積分器的輸出端也能夠與該比較器的非反相輸入端連接，在這種情況下信號(hào)波形被反相。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例用于檢測(cè)輸入直流電壓的電平或電平變化的一部分電路。利用一個(gè)微處理機(jī)35來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)電路部分。在圖5所示的電路中，利用單個(gè)計(jì)數(shù)裝置36來(lái)構(gòu)成一個(gè)檢測(cè)裝置和一個(gè)時(shí)間測(cè)量裝置。計(jì)數(shù)裝置36具有一個(gè)與一個(gè)比較器的輸出端連接的輸入端37，在圖中沒(méi)有示出。計(jì)數(shù)裝置36被設(shè)置用于接收從一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器38來(lái)的時(shí)鐘脈沖CL，該時(shí)鐘脈沖CL與微處理機(jī)35的內(nèi)部時(shí)鐘脈沖相對(duì)應(yīng)。通過(guò)計(jì)算時(shí)鐘脈沖CL，計(jì)數(shù)裝置36檢測(cè)瞬時(shí)比較信號(hào)UC和測(cè)量比較器脈沖UCI的脈沖持續(xù)時(shí)間TCH。
計(jì)數(shù)裝置36具有一個(gè)與邏輯電路裝置11的第一輸入端連接的第一輸出端39。計(jì)數(shù)裝置36具有一個(gè)與控制信息產(chǎn)生裝置18的輸入端17連接的第二輸出端40。計(jì)數(shù)裝置36具有一個(gè)與邏輯電路裝置11的另一個(gè)輸入端34連接的第三輸出端41。
為了執(zhí)行一個(gè)時(shí)間測(cè)量裝置和一個(gè)檢測(cè)裝置的功能，下面將結(jié)合在圖6中所示的一個(gè)流程圖42來(lái)描述在計(jì)數(shù)裝置36中執(zhí)行的一個(gè)程序。
在計(jì)數(shù)裝置36中的程序在一個(gè)方塊43中啟動(dòng)，執(zhí)行該程序是為了檢測(cè)一個(gè)具有高電平的比較器直流電壓UCD或具有低電平的比較器直流電壓UCD或確定比較器脈沖UCI的脈沖持續(xù)時(shí)間TCH。所述比較器直流電壓UCD和比較器脈沖UCI被提供給計(jì)數(shù)裝置36的輸入端37。在一個(gè)隨后的方塊44中，一個(gè)第一計(jì)數(shù)器C1和一個(gè)第二計(jì)數(shù)器C2每個(gè)加載有“0”值。在跟隨著方塊44的一個(gè)方塊45中，檢測(cè)是否由時(shí)鐘發(fā)生器38產(chǎn)生的一個(gè)時(shí)鐘脈沖CL已經(jīng)出現(xiàn)，該時(shí)鐘脈沖CL能夠被提供給計(jì)數(shù)裝置36。當(dāng)這種情況不存在時(shí)，該程序保留在方塊45中。然而，當(dāng)由時(shí)鐘發(fā)生器38來(lái)的一個(gè)時(shí)鐘脈沖CL被檢測(cè)到時(shí)，該程序進(jìn)入到方塊46。在方塊46中，檢測(cè)在計(jì)數(shù)裝置36的輸入端37上的比較信號(hào)UC是否具有一個(gè)高電平。如果該比較信號(hào)UC具有一個(gè)高電平，那么在隨后的方塊47中第一計(jì)數(shù)器C1的計(jì)數(shù)被加“1”并且隨后該程序進(jìn)入到下一個(gè)方塊48。然而，如果比較信號(hào)UC不具有一個(gè)高電平，那么該程序直接從方塊46進(jìn)入到方塊48。在方塊48中，檢測(cè)第二計(jì)數(shù)器C2的計(jì)數(shù)是否已經(jīng)達(dá)到一個(gè)常數(shù)C的值，該常數(shù)C等于在比較器脈沖UCI的周期TC與時(shí)鐘脈沖CL的周期之間的比。如果在方塊48中的檢測(cè)是負(fù)的，那么在方塊49中第二計(jì)數(shù)器C2的計(jì)數(shù)被加“1”并且隨后該程序進(jìn)入到方塊45。然而，如果在方塊48中的檢測(cè)是正的，即當(dāng)?shù)诙?jì)數(shù)器C2的計(jì)數(shù)已經(jīng)達(dá)到常數(shù)C的值時(shí)并因此由于該程序的啟動(dòng)使與周期TC對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔已經(jīng)終止時(shí)，那么該程序進(jìn)入到方塊50。在方塊50中，檢測(cè)第一計(jì)數(shù)器C1的計(jì)數(shù)是否已經(jīng)達(dá)到“0”值，該計(jì)數(shù)的值與比較信號(hào)UC在周期TC內(nèi)已經(jīng)具有一個(gè)高電平的時(shí)間等效。當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)器C1的計(jì)數(shù)具有“0”值時(shí)，它意味著比較信號(hào)UC在周期TC中永遠(yuǎn)不會(huì)有一個(gè)高電平，該程序進(jìn)入到方塊51。在方塊51中產(chǎn)生檢測(cè)信息DI，該檢測(cè)信息DI表示比較信號(hào)UC是一個(gè)具有低電平的比較器直流電壓UCL并且在計(jì)數(shù)裝置36的第二輸出端40上獲得。如果在方塊50中第一計(jì)數(shù)器C1的計(jì)數(shù)被發(fā)現(xiàn)不是“0”值，那么該程序進(jìn)入到方塊52。在方塊52中，檢測(cè)第一計(jì)數(shù)器C1的計(jì)數(shù)是否已經(jīng)達(dá)到常數(shù)C的值，它意味著比較信號(hào)UC在整個(gè)周期TC期間具有一個(gè)高電平H。如果是這種情況，那么該程序進(jìn)入到方塊53。在方塊53中產(chǎn)生檢測(cè)信息DI，該檢測(cè)信息DI表示比較信號(hào)UC是一個(gè)具有高電平H的比較器直流電壓UCH并且在計(jì)數(shù)裝置36的第二輸出端40上獲得。然而，當(dāng)在方塊52中發(fā)現(xiàn)第一計(jì)數(shù)器CI的計(jì)數(shù)沒(méi)有達(dá)到常數(shù)C的值，那么該程序進(jìn)入到方塊54。由于在方塊50和方塊52中，第一計(jì)數(shù)器C1的計(jì)數(shù)即沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)具有“0”值也不是常數(shù)C的值，所以它意味著比較信號(hào)UC在周期TC之內(nèi)一會(huì)兒具有高電平H一會(huì)兒具有低電平L。因此，在方塊54中產(chǎn)生檢測(cè)信息DI以便表示比較器脈沖UCI已經(jīng)呈現(xiàn)為比較信號(hào)UC，并且在計(jì)數(shù)裝置36的第二輸出端40上能夠獲得該檢測(cè)信息DI，在控制信息產(chǎn)生裝置18中該檢測(cè)信息DI能夠使控制信息SI的發(fā)生終止，該控制信息SI能夠被提供給脈沖發(fā)生器21以便改變脈沖發(fā)生器21的脈沖I的脈沖持續(xù)時(shí)間TCH。隨后在另一個(gè)方塊55中產(chǎn)生另一個(gè)檢測(cè)信息ADI，該信息能夠在計(jì)數(shù)裝置36的第三輸出端41上獲得，并且由于該該檢測(cè)信息ADI，使得在邏輯電路裝置11中關(guān)于在脈沖發(fā)生器21中設(shè)置的脈沖持續(xù)時(shí)間TCH值的特征信息KI被用于進(jìn)行處理，其中根據(jù)接收到的檢測(cè)信息ADI已經(jīng)把特征信息KI提供給邏輯電路裝置11。
隨后，在方塊56中產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間信息ZI，該時(shí)間信息ZI是比較器脈沖UCI的脈沖持續(xù)時(shí)間TCH的一個(gè)度量并且根據(jù)等式TCH＝[TC×Z(C1)/C被計(jì)算，其中TC是比較器脈沖UCI的周期，Z(C1)是第一計(jì)數(shù)器C1的計(jì)數(shù)值，和C是上述的常數(shù)。在計(jì)數(shù)裝置36的第一輸出端39上能夠得到計(jì)算的時(shí)間信息ZI。
在檢測(cè)信息DI、另一個(gè)檢測(cè)信息ADI、和時(shí)間信息ZI這三種可能的形式中的一種形式已經(jīng)被提供給計(jì)數(shù)裝置36的輸出端40、41和39之后，該程序在方塊57中結(jié)束。為了能夠連續(xù)地獲得檢測(cè)信息DI、另一個(gè)檢測(cè)信息ADI和時(shí)間信息ZI，一旦該程序在方塊57中終止，在方塊43中就能夠重新啟動(dòng)上述根據(jù)在圖6中的流程圖42描述的程序，但是在一個(gè)給定的時(shí)間間隔結(jié)束之后也可以重新啟動(dòng)該程序。
結(jié)合在圖6中所示的流程圖42所描述的程序是可變化的，以便利用在一個(gè)電路中的單個(gè)計(jì)數(shù)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)檢測(cè)裝置和一個(gè)時(shí)間測(cè)量裝置，其中電路用于檢測(cè)一個(gè)輸入直流電壓的電平或電平變化，但是該電路不限于這種特殊的變化。
圖7示出了一個(gè)電路裝置58，該電路裝置58用于對(duì)一個(gè)可充電電池59進(jìn)行充電。該電路裝置58也適合于同時(shí)對(duì)多個(gè)電池進(jìn)行充電，例如二個(gè)、三個(gè)或多個(gè)電池。該電路裝置58包括一個(gè)電路1、該電路1僅用一個(gè)方塊來(lái)表示，它用于檢測(cè)一個(gè)電平變化，即，在一個(gè)充電過(guò)程期間在電池59上呈現(xiàn)的充電電壓UL的電平變化。電路裝置58包括一個(gè)開(kāi)關(guān)60，該開(kāi)關(guān)60具有一個(gè)與一個(gè)電源電壓U+連接的第一端61和一個(gè)與一個(gè)電阻器63連接的第二端62，該電阻器63與一個(gè)接地端64連接。開(kāi)關(guān)60的第二端62與一個(gè)觸發(fā)器66的S輸入端65連接。觸發(fā)器66具有一個(gè)與充電電路69的一個(gè)輸入端68連接的Q輸出端67，充電電路69具有一個(gè)與電源電壓U+連接的輸入端70。電池59與充電電路69的兩個(gè)端71和端72連接，在一個(gè)充電過(guò)程期間，在電池59上呈現(xiàn)一個(gè)充電電壓UL，在圖8中示出了該充電電壓UL。端72與地連接，其連接方式?jīng)]有示出。
此外，充電電路69的端71與開(kāi)關(guān)74的一個(gè)輸入端73連接。該開(kāi)關(guān)74具有一個(gè)與電源電壓U+連接的另一端75和一個(gè)與電路1的輸入端2連接的輸出端76。當(dāng)開(kāi)關(guān)74位于一個(gè)第一位置時(shí)，如在圖7中實(shí)線所示的，開(kāi)關(guān)74把它的輸入端73與它的輸出端76連接。當(dāng)開(kāi)關(guān)74位于一個(gè)第二位置時(shí)，如在圖7中虛線所示的，開(kāi)關(guān)74把它的另一個(gè)輸入端75與它的輸出端76連接。電路1的輸出端13與觸發(fā)器66的一個(gè)R輸入端77連接。
通過(guò)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)60來(lái)起動(dòng)用于對(duì)電池59進(jìn)行充電的充電過(guò)程，其結(jié)果是一個(gè)電流借助于開(kāi)關(guān)60和電阻器63流動(dòng)。由于電流在電阻器63上產(chǎn)生了電壓降，觸發(fā)器66的S輸入端65位于高電位，其結(jié)果是觸發(fā)器66被置位并且在Q輸出端67上也產(chǎn)生一個(gè)高電位直到觸發(fā)器66在R輸入端77上檢測(cè)到一個(gè)高電位并因此被復(fù)位為止。由于在觸發(fā)器66的Q輸出端67上的高電位，充電電路69與Q輸出端67連接的輸入端68也是高電位，該高電位激發(fā)產(chǎn)生了一個(gè)充電電流IL并且提供該充電電流IL，該充電電流IL從充電電路69的端71借助于電池59流入到充電電路69的端72，在圖9中示出了該充電電流IL。如在所述的圖中示出的，該電流是一個(gè)脈沖型充電電流IL，利用該電流電池59在時(shí)間間隔TL中被充電，而在時(shí)間間隔TM中電池59沒(méi)有被充電。
在上述的時(shí)間間隔TM中，開(kāi)關(guān)74被設(shè)置到它的第一位置，在該位置中，與充電電路69的端71連接的電池接點(diǎn)與開(kāi)關(guān)74的輸入端73連接，因此，在電池59上的充電電壓UL被提供給電路1的輸入端2。利用與上面結(jié)合圖1-6描述的電路1相同的方法，在目前情況下電路1檢測(cè)一個(gè)輸入直流電壓的電平下降，即，提供給電路1的輸入端2上的充電電壓UL。檢測(cè)一個(gè)電平下降的原因是在電池59充電期間，如果充電電壓UL已經(jīng)達(dá)到一個(gè)最大值并且然后開(kāi)始下降，那么充電過(guò)程必須被結(jié)束。
如果電路1已經(jīng)檢測(cè)到在充電電壓UL中的一個(gè)下降，那么它把以具有一個(gè)高電位的控制信號(hào)形式的值信息WI提供給輸出端13。在該輸出端上的控制信號(hào)被提供給觸發(fā)器66的R輸入端77，其結(jié)果是觸發(fā)器66被復(fù)位。這就導(dǎo)致在Q輸出端67上產(chǎn)生一個(gè)低電位，該低電位被提供給充電電路69的輸入端68。根據(jù)這個(gè)低電位，充電電路69結(jié)束充電過(guò)程。
當(dāng)開(kāi)關(guān)74被設(shè)置到它的第二位置時(shí)，在開(kāi)關(guān)74的另一端75上的電源電壓U+被提供給開(kāi)關(guān)74的輸出端76，由此利用電路1使電源電壓U+的電平被確定。因此不僅能夠檢測(cè)在電池59上的充電電壓UL的電平下降也能夠檢測(cè)電源電壓U+的電平變化。這是特殊的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槟軌蛱貏e精確地確定充電電壓UL的電平或電平的下降，因此允許在電源電壓U+的電平中的一個(gè)變化，該變化導(dǎo)致了在利用電路1檢測(cè)的充電電壓UL的電平中的一個(gè)變化，以便考慮確定充電電壓UL的電平或確定在充電電壓UL的電平中的下降。
如上所述，圖8示出了在充電過(guò)程期間電池59上的充電電壓UL。如所能夠看到的，充電電壓UL基本上從充電過(guò)程開(kāi)始連續(xù)地增加，直到電池59在一個(gè)時(shí)刻T1上被充電到接近100％為止。在時(shí)刻T1之后電池59的進(jìn)一步充電將減小電池59的壽命，因此進(jìn)一步的充電絕對(duì)地被避免。當(dāng)已經(jīng)充電到接近100％的電池59的充電被繼續(xù)充電時(shí)，電池59上的充電電壓UL略微地下降是公知。利用電路1來(lái)檢測(cè)充電電壓UL的電平下降，其結(jié)果是電池59的充電過(guò)程在圖8中表示的關(guān)斷時(shí)刻T2上被停止。利用電路1對(duì)在電電壓UL的電平下降的特別精確的檢測(cè)保證了電池59的過(guò)充電被消除。
在圖7中所示的電路裝置中，也可以把端72接地或不必接地，但是要把端72保持在相對(duì)于地能夠變化的一個(gè)電位上。在這種情況下，在時(shí)間間隔TM中端71和端72依次地與電路1的輸入端2連接，隨后在端72與地之間的電平值和在端71與地之間的電平值被檢測(cè)，并且通過(guò)在所述兩個(gè)電平值之間形成差值來(lái)確定在電池59上的充電電壓UL的電平值，因此通過(guò)依次地比較充電電壓UL的電平的檢測(cè)值來(lái)檢測(cè)在充電電壓UL的電平下降。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)一個(gè)輸入直流電壓的電平或電平變化的電路，包括一個(gè)輸入端，該輸入直流電壓能夠被提供給該輸入端；一個(gè)比較器，該比較器具有一個(gè)第一輸入端、一個(gè)第二輸入端和一個(gè)輸出端，其中第一輸入端與該輸入端連接，第二輸入端被設(shè)置用于接收一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，在輸出端上能夠獲得一個(gè)比較信號(hào)；一個(gè)控制信息產(chǎn)生裝置，利用該控制信息產(chǎn)生裝置能夠產(chǎn)生與比較器的比較信號(hào)相對(duì)應(yīng)的控制信息；一個(gè)可控脈沖發(fā)生器，用于產(chǎn)生脈沖，該脈沖在可控脈沖發(fā)生器的一個(gè)輸出端上能夠被獲得，并且該脈沖借助于與比較信號(hào)對(duì)應(yīng)的并且由控制信息產(chǎn)生裝置提供給該脈沖發(fā)生器的控制信息根據(jù)它們的充電量而變化；一個(gè)積分器，該積分器具有一個(gè)與脈沖發(fā)生器的輸出端連接的輸入端和一個(gè)與比較器的第二輸入端連接的輸出端，以便借助于脈沖發(fā)生器的脈沖形成一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，該基準(zhǔn)信號(hào)具有一個(gè)與脈沖發(fā)生器的脈沖的瞬時(shí)充電量相對(duì)應(yīng)的直流分量和一個(gè)疊加在該直流分量上的交流分量，其特征在于該積分器適合于形成一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，在該基準(zhǔn)信號(hào)中交流分量的頻率與脈沖發(fā)生器的脈沖的頻率相對(duì)應(yīng)，該比較器具有與一個(gè)檢測(cè)裝置連接的輸出端，利用該檢測(cè)裝置能夠檢測(cè)一個(gè)比較器直流電壓的存在和比較器脈沖的存在，利用該檢測(cè)裝置能夠以這樣的方式控制控制信息產(chǎn)生裝置即當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)比較器直流電壓存在時(shí)，能夠產(chǎn)生用于改變脈沖發(fā)生器的脈沖的充電量的控制信息，并且在檢測(cè)到比較器脈沖出現(xiàn)之后，能夠終止產(chǎn)生用于脈沖發(fā)生器的控制信息，比較器還包括與一個(gè)時(shí)間測(cè)量裝置連接的輸出端，借助于該時(shí)間測(cè)量裝置，在終止產(chǎn)生用于脈沖發(fā)生器的控制信息之后，能夠獲得關(guān)于比較器脈沖或比較器脈沖間隔的信息，并且設(shè)置有一個(gè)邏輯電路裝置，在終止產(chǎn)生用于脈沖發(fā)生器的控制信息之后，借助于關(guān)于脈沖發(fā)生器的脈沖的充電量的特征信息和借助于關(guān)于比較器脈沖或比較器脈沖間隔的持續(xù)時(shí)間的時(shí)間信息，該邏輯電路裝置來(lái)檢測(cè)輸入直流電壓的一個(gè)電平或一個(gè)電平變化，其中特征信息和時(shí)間信息能夠被提供給所述邏輯電路裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電路，其特征在于，該積分器適合于形成一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)，該基準(zhǔn)信號(hào)的交流分量是一個(gè)疊加在該基準(zhǔn)信號(hào)的直流分量上的鋸齒波信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電路，其特征在于，利用一個(gè)單個(gè)計(jì)數(shù)裝置來(lái)構(gòu)成檢測(cè)裝置和時(shí)間測(cè)量裝置。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的電路，其特征在于，利用一個(gè)微處理機(jī)來(lái)構(gòu)成檢測(cè)裝置、控制信息產(chǎn)生裝置、脈沖發(fā)生器、時(shí)間測(cè)量裝置和邏輯電路裝置。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的電路，其特征在于，該電路構(gòu)成了用于對(duì)至少一個(gè)可充電電池進(jìn)行充電的電路裝置的部分電路，并且在一個(gè)充電過(guò)程期間，在該電路裝置中檢測(cè)在電池上出現(xiàn)的充電電壓的電平或電平變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電路，其特征在于，在用于充電的電路裝置中檢測(cè)在充電電壓的電平中的一個(gè)電平下降。
全文摘要
一種用于檢測(cè)一個(gè)輸入直流電壓(U
文檔編號(hào)H03M1/34GK1189216SQ97190368
公開(kāi)日1998年7月29日 申請(qǐng)日期1997年2月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月1日
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