[发明专利]电压检测系统和方法

说明书

一种感测设备用于感测远程设备的操作电压。通信接口通过通信总线接收来自远程设备的通信信号。数据采样器在由感测设备定义的预定的一组定时时刻获取通信信号的数据读数。根据数据读数获得数据度量(例如高占空比态和低占空比态)，并基于电压与数据度量之间的关系，根据该数据度量获得远程设备的操作电压。本发明基于检测由电压变化引起的定时变化。特别地，通信信号的上升沿和下降沿的斜率受电压电平的影响，而这进而影响高态(1)和低态(0)的定时。

技术领域

本发明涉及例如用于电子电路的电压检测，并且特别地涉及在不需要本地电压传感器的情况下远程地电压检测。

背景技术

电路的电源电压的电压电平是系统健康的关键因素，例如对于数字照明系统和其他智能系统。电压波动将影响数字系统的性能，还将影响诸如半导体和电容器的组件的寿命。因此，电压监控功能在智能系统中越来越流行。

当前，最典型的解决方案是在电路中提供特定的电压测量模块，并将测量数据传输到控制系统。由于使用了特定的电路设计，因此该解决方案具有良好的性能。测量模块可以基于模拟或数字电压表。数字电压表广泛地用于智能系统和应用中。例如，它基于集成模数转换器，因此必须使用专用的IC和外围电路。由于硬件的复杂性，该解决方案具有成本和可靠性方面的担忧。此外，当电压测量模块需要设置在诸如紧凑型灯具的小形状因子的系统中时，其封装尺寸，也将是一个问题。

因此，需要一种简单、低成本并且灵活的用于测量组件电压的解决方案。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据本发明的第一方面的示例提供一种用于感测远程设备的操作电压的电压感测设备，包括：

通信接口，其用于通过通信总线接收来自远程设备的通信信号；

定时器；

数据采样器，其用于在由定时器定义的一组定时时刻来获取通信信号的数据读数；和

处理器，其适于根据数据读数确定数据度量，并基于操作电压与数据度量之间的关系，根据数据度量确定远程设备的操作电压。

该电压感测设备使得能够通过分析来自设备的通信信号来确定设备的电压。该通信信号不需要针对与电压感测设备的通信而被专门生成，而是可以是针对网络系统内的正常操作而生成的信号。因此电压感测设备可以简单地监听现有的通信。本发明基于检测由电压变化引起的定时变化。特别地，通信信号的上升沿和下降沿的斜率受电压电平的影响，而这进而影响1和0的定时。数据度量是取决于该定时的测量。

通信接口例如是仅用于接收通信信号的单向接口。通过具有仅监听的电压感测设备，不需要更改通过通信总线进行通信的现有设备。

该设备可以适于在远程设备的一个或多个已知操作电压下执行校准过程。这可以包含：在处于电压感测设备进行处理所期望的电压时，提供合适的通信信号。

处理器可以适于通过将所确定的数据度量应用于所存储的表示远程设备的操作电压-数据度量特性的函数或查找表来确定操作电压。数据度量以该方式转换为电压值。功能或查找表例如由校准过程配置，还要考虑与远程设备有关的制造商信息。

处理器可以适于对数据读数进行过滤，使得根据数据读数得出数据度量，该数据读数均涉及：通信信号的01转换或10转换(或者数据读数可以用于01转换或10转换)。以该方式，可以确保用于生成数据度量的数据读数来自具有相等数目的1和0的数据序列。这提供了一种标准化形式。

数据度量例如包括通信信号的1值和0值的占空比。例如慢的上升时间和慢的下降时间可以(对于反相栅极)延长通信信号的1的阶段并缩短通信信号的0的阶段。因此，通过确定在特定时间的有效占空比，可以进行到操作电压的映射。