[發明專利]均方根檢波器及使用所述均方根檢波器的斷路器

有效

• 申請號: 201410054948.5
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103995173B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 宣鍾局
• 申請（專利權）人: LS產電株式會社
• 主分類號: G01R19/02
• 分類號: G01R19/02
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司11225
• 代理人: 黃威,徐愛萍

技術領域

本公開涉及均方根（下文縮寫為RMS）檢波器及使用所述RMS檢波器的斷路器，且更特別地，涉及用于直接計算通過模擬電路檢測到的信號以測量其RMS值的RMS檢波器，以及使用所述RMS檢波器的斷路器。

背景技術

通常，在用來檢測電、燃氣和水的用量以及測量繼電器等的電功率的系統中，將RMS檢波器應用于用來計算和檢測電功率等的技術，在擁有斷路器的系統中，該斷路器帶有不必要的噪聲以防止其故障等，將RMS檢波器應用于用來對電流或電壓進行均方根計算的技術。

RMS檢波器可包括用于檢測電流、電壓等的電壓/電流信號檢測器、用于將模擬信號轉換成數字信號的模擬-數字轉換器、用于計算并處理轉換后的數字信息并控制整個系統的微控制器或信號處理器，以及用于存儲所收集的數據的數據收集器或存儲器。

現有技術信息

專利文獻1：登記號為10-0705548的韓國專利

發明內容

本公開的一個方案是為了提供用于直接計算通過模擬電路檢測到的信號以測量其均方根值的RMS檢波器，以及使用所述RMS檢波器的斷路器。

本公開的另一方案是為了提供用于直接計算通過模擬電路檢測到的信號以測量其RMS值的RMS檢波器，以及使用所述RMS檢波器的斷路器，在所述模擬電路中，整個系統通過互補金屬氧化物半導體（下文簡稱為CMOS）工藝集成于一體。

本公開的又一方案是為了提供適用于諸如需要高速RMS值的斷路器的應用領域的用于測量RMS值的RMS檢波器，以及使用所述RMS檢波器的斷路器。

本公開的又一方案是為了提供一種即使當噪聲包含于所檢測到的電壓或電流中也能防止斷路器由于噪聲而發生故障的RMS檢波器，以及使用所述RMS檢波器的斷路器。

通過提供RMS檢波器可以實現如上所述的本公開的一個方案，所述RMS檢波器包括：

多個電壓/電流感測單元，其被配置為檢測任意電負載的電壓或電流形式的模擬信號，并且在檢測到電流形式的模擬信號時將所檢測到的電流形式的模擬信號轉換成電壓形式的模擬信號；

多個平方電路單元，其被配置為分別基于從多個電壓/電流感測單元輸出的電壓來計算平方函數；

求和電路單元，其被配置為對分別從多個平方電路單元輸出的多個輸出電壓求和；以及

根電路單元，其被配置為基于從求和電路單元輸出的電壓來計算RMS值。

通過配置RMS檢波器可以實現本公開的另一個方案，其中，包括多個電壓/電流感測單元、多個平方電路單元、求和電路單元以及根電路單元的所述RMS檢波器被制造為通過CMOS工藝集成于一體的模擬電路，且直接計算通過相關制成的模擬電路所檢測到的信號以測量RMS值。

另外，通過提供斷路器可以實現本公開的另一個方案，所述斷路器包括：

電壓/電流感測單元，其被配置為檢測任意電負載的電壓或電流形式的模擬信號；

RMS檢波器，其被配置為基于電壓/電流感測單元的輸出電壓來計算RMS值；以及

比較器，其被配置為將從RMS檢波器計算出的RMS值與預設參考電壓做比較以控制斷路器的開關操作。

通過提供用于計算RMS值的RMS檢波器，可以實現如上所述的本公開的又一方案，無需進行諸如采用微處理器和處理程序的數字信號處理的計算和處理過程，從而將RMS檢波器應用于諸如需要高速RMS值等以提高斷路速度的斷路器的應用領域，所述RMS檢波器配置有包括上述多個電壓/電流感測單元、多個平方電路單元、求和電路單元以及根電路單元的模擬電路。

因為具有采用用于對所檢測到的電流或電壓值進行均方根計算的RMS檢波器的配置，通過防止斷路器發生故障可以實現如上所述的本公開的又一方案，且另外地，根據本公開的斷路器具有以下配置，其中通過比較器將RMS檢波器的輸出值與預設參考值做比較以得到合成輸出，使得斷路器不會響應于具有比預設參考值更高電壓的任何噪聲而輸出跳閘控制信號。

根據本公開的一個方案，所述平方電路單元包括：

平方函數單元，其計算平方函數；

根函數單元，其計算根函數；以及

差動電路部，其被配置為從平方函數單元的輸出電流中減去根函數單元的輸出電流。

根據本公開的另一方案，所述平方函數單元包括:

第一電流源，其一端被連接至電流供應單元，而其另一端被連接至第一晶體管的源極；

第二電流源，其一端被連接至電流供應單元，而其另一端被連接至第二晶體管的源極；