用于改進診斷的采用非易失性存儲器的電路斷續(xù)器的制造方法
【專利說明】用于改進診斷的采用非易失性存儲器的電路斷續(xù)器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求來自2012年9月10日提交的美國專利申請序列號N0.13/608，495的優(yōu)先權(quán)并要求其權(quán)益，其通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開的概念一般涉及電路斷續(xù)器，并且更特別地涉及斷路器。本公開的概念還涉及微型斷路器。
【背景技術(shù)】
[0004]諸如斷路器的電路斷續(xù)器在本領(lǐng)域中一般是早已知并且熟知的。斷路器用于保護電氣線路免于由于諸如過載情況或相對高電平短路或故障情況之類的過流情況的損壞。在用于住宅以及輕型商業(yè)應(yīng)用的小型斷路器(通常稱為微型斷路器)中，該保護通常由熱-磁跳閘裝置提供。該跳閘裝置包括響應(yīng)于持續(xù)過流情況發(fā)熱并彎曲的雙金屬。雙金屬依次地解除閂鎖以彈簧為動力的操作機構(gòu)，該操作機構(gòu)斷開斷路器的可分離觸點以中斷在受保護電力系統(tǒng)中流動的電流。
[0005]工業(yè)斷路器常常使用裝有跳閘單元的斷路器框架。參見例如美國專利N0.5，910，760以及6，144，271。跳閘單元可以是模塊化的并可被替換，以便于改變斷路器的電特性。
[0006]眾所周知的是采用利用微處理器檢測各種類型的過流跳閘情況并提供諸如例如長延時跳閘、短延時跳閘、瞬時跳閘和/或接地默認跳閘之類的各種保護功能的跳閘單元。長延時跳閘功能保護由受保護電氣系統(tǒng)供應(yīng)的負載免于過載和/或過流。短延時跳閘功能可用于協(xié)調(diào)在斷路器層級中的下游斷路器的跳閘。瞬時跳閘功能保護斷路器所連接到的電導(dǎo)體免于諸如短路之類的損壞性過流情況。如所暗示的，接地故障跳閘功能保護電氣系統(tǒng)免于接地故障。
[0007]最早的電子跳閘單元電路設(shè)計利用諸如晶體管、電阻器和電容器之類的分立部件。
[0008]更近地，諸如在美國專利N0.4，428，022以及5，525，985中公開的設(shè)計已經(jīng)包括了提供改進的性能和靈活性的微處理器。這些數(shù)字系統(tǒng)對電流波形周期性地采樣以生成電流的數(shù)字表示。微處理器使用采樣以執(zhí)行實施一個或多個電流保護曲線的算法。
[0009]當(dāng)診斷電弧故障電路斷續(xù)器(AFCI)的現(xiàn)場問題時，工程師常常嚴重地依賴圍繞每個問題的情形的傳聞報告。這些報告可來自用戶、電工和銷售人員。雖然提供信息的人肯定是善意的并且他們的努力是大受重視的，但從現(xiàn)場報告回的信息的質(zhì)量常常是粗劣的或有問題的值。事實上，評價從現(xiàn)場報告提供的信息的質(zhì)量常常如確定原始問題可能是什么一樣是很大的挑戰(zhàn)。
[0010]當(dāng)可提供的信息的模式是混淆或不清楚的時，工程師則被迫做出關(guān)于現(xiàn)場問題可能是什么的非常廣泛的猜測。因此，采用很少的可信賴信息幫助診斷問題很難診斷現(xiàn)場問題。在這些情況下，常常需要派遣帶有示波器和其它診斷器具的電路斷續(xù)器設(shè)計工程師到現(xiàn)場位置以便收集關(guān)于問題的附加的第一手信息。如果現(xiàn)場問題不是可重復(fù)的，這可能是耗時、昂貴并且甚至是徒勞的。
[0011]在微型斷路器中需要“黑匣子”，以便當(dāng)診斷例如在現(xiàn)場中遇到的AFCI問題時改進可得到的信息的數(shù)量和質(zhì)量。
[0012]在已知微型斷路器中，斷路器用于做出每個跳閘決定的信息被丟失，因為沒有全面的存儲機構(gòu)。例如，已知AFCI微處理器對每個跳閘事件僅將單個字節(jié)的信息(即“跳閘原因”)存儲在其內(nèi)部數(shù)據(jù)EEPROM中。這是由于各種限制所致。
[0013]AFCI的最高優(yōu)先級是每當(dāng)懷疑異常情況時中斷受保護的電路。處理器不能為了存儲信息而使電路中斷延時。因此，微處理器僅在已經(jīng)識別故障并且已經(jīng)發(fā)送信號以跳閘斷開斷路器操作機構(gòu)之后將“跳閘原因”存儲在EEPROM中。而且，在AFCI中斷受保護的電路之后，處理器存儲信息的時間有限。這是因為AFCI使用由公共設(shè)施源提供的電力，當(dāng)斷路器可分離觸點斷開時該電力中斷。例如，當(dāng)與電力供應(yīng)保持時間相比時，將信息存儲在EEPROM中所需的時間相對長(例如大約5到10毫秒(mS))，使得對于每個跳閘事件只能可靠地保存單個字節(jié)的信息。
[0014]與EEPROM相關(guān)聯(lián)的另一個問題是當(dāng)將信息寫入到單個AFCI微處理器的EEPROM的同時，該單個AFCI微處理器可能停止執(zhí)行代碼。結(jié)果，在處理器正在尋找故障的任何時候，處理器不寫入EEPR0M。否則，如果這被允許，則每次微處理器存儲數(shù)據(jù)時將對電弧故障情況“失明”。此外，對EEPROM寫循環(huán)數(shù)的限制(例如最大300，000個寫循環(huán))意味著可將有限量的信息存儲在EEPROM中。
[0015]傳統(tǒng)的分支饋線電弧故障斷路器為并聯(lián)電弧和30mA接地故障提供保護。這一般不采用處理器，并且不提供數(shù)據(jù)錄入(Logging)、狀態(tài)日志的提取或用戶通信。而且，不提供跳閘原因?目息。
[0016]已知的第一代組合斷路器為并聯(lián)電弧、串聯(lián)電弧和30mA接地故障提供保護。這采用處理器，提供包含在數(shù)據(jù)EEPROM中的用于數(shù)據(jù)錄入的一個字節(jié)的信息(即，最近跳閘原因)的單個跳閘記錄，并且提供用于通過將第三方EEPROM開發(fā)工具直接連接到斷路器印刷電路板來提取跳閘原因，但不提供用戶通信。不將跳閘原因提供給用戶。
[0017]已知的第二代組合斷路器為并聯(lián)電弧和串聯(lián)電弧以及可選地30mA接地故障提供改進的保護。這采用處理器，提供幾百個跳閘記錄，每個記錄包含在數(shù)據(jù)EEPROM中的用于數(shù)據(jù)錄入的指示對于每個跳閘事件的跳閘原因的一個字節(jié)的信息，并且提供用于通過可選的閃爍LED來提取跳閘原因，但僅用于最近的跳閘事件。通過將專有工具直接連接到斷路器印刷電路板，可提供完整跳閘歷史的狀態(tài)日志，但不將其提供給用戶。
[0018]在電路斷續(xù)器方面有改進的空間。
[0019]在諸如微型斷路器之類的斷路器方面也有改進的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]這些需要和其它需要由本公開概念的實施例來滿足，在所述實施例中，電路斷續(xù)器的處理器的例程輸入感測的電力電路信息，并且確定針對電路斷續(xù)器的操作壽命的電路斷續(xù)器信息，并將其存儲在非易失性存儲器中。
[0021]依照本公開概念的一個方面，一種包含操作壽命的微型斷路器包括:可分離觸點；操作機構(gòu)，其被構(gòu)造為斷開以及閉合所述可分離觸點；跳閘機構(gòu)，其與所述操作機構(gòu)配合以跳閘斷開所述可分離觸點；處理器，其包括例程；多個傳感器，其感測與所述可分離觸點操作地關(guān)聯(lián)的電力電路信息；以及非易失性存儲器，其可由所述處理器存取，其中所述處理器的所述例程被構(gòu)造為:輸入感測的電力電路信息，確定針對多個跳閘周期中的每一個的跳閘信息并將其存儲在所述非易失性存儲器中，將針對多個線半周期中的每一個的感測的電力電路信息存儲在所述非易失性存儲器中，以及確定針對所述微型斷路器的所述操作壽命的斷路器信息并將其存儲在所述非易失性存儲器中。
[0022]作為本公開概念的另一個方面，一種包含操作壽命的電路斷續(xù)器包括:可分離觸點；操作機構(gòu)，其被構(gòu)造為斷開以及閉合所述可分離觸點；跳閘機構(gòu)，其與所述操作機構(gòu)配合以跳閘斷開所述可分離觸點；處理器，其包括例程；多個傳感器，其感測與所述可分離觸點操作地關(guān)聯(lián)的電力電路信息；以及非易失性存儲器，其可由所述處理器存取，其中所述處理器的所述例程被構(gòu)造為:輸入感測的電力電路信息，確定針對所述電路斷續(xù)器的所述操作壽命的電路斷續(xù)器信息并將其存儲在所述非易失性存儲器中，并且其中從包括如下項的組中選擇所述電路斷續(xù)器信息:在所述操作壽命期間通過所述電路斷續(xù)器遞送的總能量；在所述操作壽命期間所述可分離觸點被閉合并通電的線半周期的總數(shù)；在所述操作壽命期間已經(jīng)啟用所述跳閘機構(gòu)的電弧檢測算法的線半周期的總數(shù)；以及在所述操作壽命期間以預(yù)定范圍的額定電流加載所述電路斷續(xù)器的線半周期的總數(shù)。
【附圖說明】
[0023]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，從優(yōu)選實施例的如下描述中可獲得本公開概念的充分理解，所述附圖為:
[0024]圖1是依照本公開概念的實施例的微型斷路器的框圖；
[0025]圖2A-2D是由圖1的處理器執(zhí)行的例程的頂層流程圖；
[0026]圖3A(示出為圖3A1-3A2)、圖3B(示出為圖3B1-3B2)、圖3C和圖3D(示出為圖3D1-3D2)是由圖1的處理器執(zhí)行的例程的流程圖；
[0027]圖4是針對圖3B的中斷例程在每個線半周期存儲一段數(shù)據(jù)的循環(huán)緩沖區(qū)的框圖；
[0028]圖5是圖1的非易失性存儲器的內(nèi)容的框圖。
【具體實施方式】
[0029]如在本文中采用的，術(shù)語“數(shù)”將意為一或超過一的整數(shù)(即多個)。
[0030]如在本文中采用的，術(shù)語“處理器”將意為可存儲、檢索并處理數(shù)據(jù)的可編程模擬和/或數(shù)字裝置；計算機；工作站；個人計算機；微處理器；微控制器；微計算機；中央處理單元；主機計算機；小型計算機；服務(wù)器；聯(lián)網(wǎng)的處理器；或任何適合的處理裝置或設(shè)備。
[0031]如在本文中采用的，兩個或更多個部分“連接”或“耦接”在一起的陳述將意為所述部分或直接地或通過一個或多個中間部分接合在一起。而且，如在本文中采用的，兩個或更多個部分附接的陳述將意為所述部分直接地接合在一起。
[0032]如在本文中采用的，術(shù)語“操作壽命”將意為在將合適的電力施加到電路斷續(xù)器的(一個或多個)線端時電路斷續(xù)器的操作存在的持續(xù)時間。
[0033]雖然本公開概念適用于寬范圍的具有任意極數(shù)的電路斷續(xù)器，但與單極微型斷路器相關(guān)聯(lián)地描述本公開概念。
[0034]參照圖1，示出諸如示例微型斷路器2的電路斷續(xù)器。示例微型斷路器2具有操作壽命并且包括: