接地故障电路中断器系统技术方案

本文讨论了接地故障电路中断器系统，包括自测(ST)接地故障电路中断器(GFCI)监控器，其被配置为在从AC电源的第一周期的前半周期开始并延伸到AC电源的所述第一周期的后半周期的时段，生成模拟接地故障，其中，所述AC电源的第一周期的所述前半周期先于所述AC电源的第一周期的所述后半周期。此外，ST?GFCI监控器可以检测对所述模拟接地故障的响应。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术总体涉及电子保护设备，具体地说，涉及接地故障电路中断器(GFCI)系统。
技术介绍
电路通常使用一个或多个保护设备，所述保护设备被配置为响应于检测到的故障状况而禁用供给负载的电源。一种此类保护设备是接地故障电路中断器(GFCI)控制器。在一个示例中，GFCI控制器可以被配置为检测故障等，例如检测危险电流路径(例如，短路或其它低阻抗或高电流路径，其在从诸如电源引出线插座(例如，120V、60Hz的电源引出线插座等)的源线(例如，火线)之类的电源流出的电流与流过诸如电源引出线插座的返回线(例如，零线)等返回的电流之间产生差)，如果这些故障未被检测到，那么可能导致触电或电击、火灾、连接到所述电源引出线插座的一个或多个连接的电子部件损坏。一旦检测到故障，GFCI电路就可以被配置为从源头中断电源，从而消除故障。GFCI产品需要包括诸如测试开关之类的测试和复位按钮，以手动地验证该GFCI系统在正确工作。某些工业标准推荐每月测试一次GFCI系统以确保正确的操作。然而，在操作中，对于很多GFCI系统，它们的正确运行状况(functionality)并没有被定期地测试。
技术实现思路
除其它内容之外，本文讨论了一种接地故障电路中断器(GFCI)系统，包括自测(ST)接地故障电路中断器(GFCI)监控器，其被配置为在从AC电源的第一周期的前半周期开始并延伸到AC电源的第一周期的后半周期的时段生成模拟接地故障，其中，AC电源的第一周期的前半周期先于AC电源的第一周期的后半周期。此外，ST GFCI监控器可以检测对模拟接地故障的响应。其中，所述AC电源的第一周期的前半周期先于所述AC电源的第一周期的后半周期。本
技术实现思路
旨在提供对本专利申请的主题的概述，而并非旨在提供对本技术的排他性或穷尽性解释。本技术包括具体实施方式以提供与本专利申请有关的其它信息。附图说明在附图(其不一定按比例绘制)中，相似的数字可以描述不同视图中的类似部件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示类似部件的不同例子。附图以举例说明而非限制的方式大体地示出了本文中讨论的各个实施例。图I是接地故障电路中断器(GFCI)应用的电路图。图2是被配置为在AC电源的正半周期和负半周期期间执行自测操作的接地故障电路中断器(GFCI)应用的电路图。图3是被配置为例如在不断开GFCI检测电路的负载触点的情况下验证几个GFCI检测电路部件的运行状况的接地故障电路中断器(GFCI)的检测电路图。图4是被配置为提供寿命结束(EOL)信号的自测(ST)接地故障电路中断器(GFCI)监控器的电路图。图5是被配置为在AC电源的正半周期期间而不是在AC电源的负半周期期间执行自测操作的接地故障电路中断器(GFCI)应用的电路图。图6是被配置为例如在不断开GFCI检测电路的负载触点的情况下验证几个GFCI检测电路部件的运行状况的接地故障电路中断器(GFCI)的检测电路图。图7是被配置为在无需上电复位(POR)的情况下执行自测操作的接地故障电路中断器(GFCI)应用的电路图。图8A是针对正常运行的螺线管测试的模拟结果800的波形图。·图8B是模拟结果801的波形图，包括图8A中所示的模拟结果800的一部分的分解图。图9是针对不运行的螺线管测试的模拟结果900的波形图。图IOA是模拟接地故障的模拟结果1000的波形图。图IOB是模拟结果1001的波形图，包括图IOA中所示的模拟结果1000的一部分的分解图。图IlA是无效可控硅整流器(SCR)、接地故障电路中断器(GFCI)控制器或感应线圈的模拟结果1100的波形图。图IlB是模拟结果1101的波形图，包括图IlA中所示的模拟结果1100的一部分的分解图。图12A是模拟接地故障的模拟结果1200的波形图。图12B是模拟结果1201的波形图，包括图12A中所示的模拟结果1200的一部分的分解图。图13A是无效可控硅整流器(SCR)、接地故障电路中断器(GFCI)控制器或感应线圈的模拟结果1300的波形图。图13B是模拟结果1301的波形图，包括图13A中所示的模拟结果1300的一部分的分解图。具体实施方式图I大体地示出了示例性的接地故障电路中断器(GFCI)应用100，其包括感应线圈105、中性线圈110、测试开关115、螺线管120、开关S1-S4121、可控硅整流器(SCR) 125和GFCI控制器130。在该示例中，感应线圈105可以被配置为监控诸如火线(line hot) 160之类的源(source)与诸如零线(line neutral) 107之类的返回(return)之间的电流差。如果电流差为零，则所有电流流入负载(在图I中示为负载电阻(RlMd)108)。然而，如果在源与返回之间存在电流差，则可能存在泄漏电流，例如，存在通过接地故障电阻(Rgnd故障)109到地的泄漏电流。在一个示例中，泄漏电流可以由感应线圈105感测并且由GFCI控制器130处理(例如，快捷半导体公司的低功耗接地故障电路中断器(GFI) RV4141A产品等)。如果泄漏电流超过阈值(例如，4mA RMS,5mA RMS,6mA RMS,8mA RMS等)，则GFCI控制器130可以生成被配置为开启或启用SCR 125的故障信号，SCR 125可以给螺线管120通电以断开开关S1-S4 121，从而使电源不再通过接地故障电阻器109(例如，使人们不再受到从负载火线到地的电击等)。本专利技术人已经认识到的，除了其它内容之外，可以模拟接地故障以定期地测试GFCI系统的一个或多个部件的运行状况的自测(ST)GFCI监控器。在一个示例中，一个或多个被测部件可以包括GFCI系统的一个或多个重要部件，例如，感应变压器、SCR、GFCI控制器、螺线管、整流器二极管、限流降压电阻或一个或多个其它无源或其它GFCI电路部件。在某些示例中，GFCI电路可以被配置为以最小数量的部件、最小的系统材料清单(BOM)成本、最大板空间节省或最小功耗且在不解扣(tripping)负载触点或者放弃供给负载的电源的情况下测试GFCI系统部件的运行状况。在一个示例中，GFCI电路可以具有针对错误相位检测或者错误自测检测的抗扰度，并且可以在不对正常接地故障检测进行折衷的情况下提供运行状况自测。在一个示例中，在AC电源的正半周期期间，其中火线电压相对于零线电压为正，STGFCI监控器可以被配置为监控可控硅整流器(SCR)的阳极处的电压，以确定被配置为将AC·电源与负载连接或断开的SCR和螺线管的连续性。如果电压未超过阈值(例如，在65V RMS和105V RMS之间的85V RMS等)，则ST GFCI可以提供关于一个或多个部件已经失效的指示(例如，寿命结束(EOL)信号)。在一个示例中，在从AC电源的正半周期结束时开始并继续进入紧接着的负半周期的时段，ST GFCI监控器可以将SCR的阳极偏置，生成模拟接地故障，并且确定GFCI控制器是否检测到模拟接地故障并且作为响应启用SCR。在一个示例中，与SCR和螺线管串联的二极管可以防止SCR在AC电源的负半周期期间给螺线管通电。此外，即使模拟接地故障在正半周期结束时开始，在很多示例中，在时钟被触发的点处(例如，170°等)，也没有足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接地故障电路中断器系统，包括：自测接地故障电路中断器监控器，其被配置为在从AC电源的第一周期的前半周期开始并延伸到所述AC电源的第一周期的后半周期的时段，生成模拟接地故障，并检测对所述模拟接地故障的响应，其中，所述AC电源的第一周期的前半周期先于所述AC电源的第一周期的后半周期。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·阿姆斯特朗，
申请(专利权)人：快捷半导体苏州有限公司，快捷半导体公司，
类型：实用新型
国别省市：