專利名稱：包含響應(yīng)第一跳閘電路提供重復(fù)信號(hào)故障的第二跳閘電路的電氣開關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電氣開關(guān)設(shè)備，特別涉及這樣的設(shè)備其包含跳閘電 路，例如基于微處理器的跳閘電路。本發(fā)明也涉及電弧故障或接地故障電 路中斷器，例如插座。
背景技術(shù)：
接地故障電路中斷器(GFCI)包括例如接地故障斷路器、接地故障插 座以及線纜(cord)安裝的接地故障保護(hù)裝置。GFCI與電弧故障電流中 斷器(AFCI)在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。接地故障與電弧故障斷路器的實(shí)例 在美國(guó)專利No.4，081,852、 5,260,676、 5,293,522、 5,892,593、 5,896,262中 公開。
美國(guó)消費(fèi)品安全委員會(huì)(CPSC)和電路保護(hù)工業(yè)擔(dān)心AFCI與GFCI 裝置故障而用戶不知道不存在對(duì)應(yīng)的電弧故障或接地故障保護(hù)。由于AFCI 與GFCI安全與保護(hù)要求變得相對(duì)較為復(fù)雜，基于微處理器的解決方案變 得更有必要。然而，微處理器作為其復(fù)雜性的結(jié)果通常為良好沒(méi)計(jì)的電氣 開關(guān)設(shè)備中當(dāng)其他部件沒(méi)有過(guò)載時(shí)最可能故障的部件。
許多AFCI/GFCI制造商使用機(jī)械閉鎖方法，但這需務(wù)使用測(cè)試^fe 或跳閘事件。例如，參見美國(guó)專利No，6,040，967 (可重設(shè)GFCI插座，其 包含復(fù)位閉鎖機(jī)構(gòu)，以便防止如果用于斷開連接的電路中斷機(jī)構(gòu)不工作或 如果斷開中性條件存在時(shí)輸入與輸出導(dǎo)體之間電氣連接的復(fù)位)、6,829,124 (GFCI在被復(fù)位時(shí)自動(dòng)測(cè)試功能性，但不能在故障電路中斷器電路不工 作時(shí)復(fù)位)、6,867,954 (在線路和負(fù)栽誤接線時(shí)，用于GFCI的相反接線 保護(hù)裝置不能復(fù)位)。例如，如果跳閘電路或檢測(cè)電路的故障被檢測(cè)到， 則對(duì)應(yīng)的電路中斷器不能閉合。這為消費(fèi)者留下不能在沒(méi)有電工的情況下
糾正的電力斷供。這種電力喪失對(duì)于測(cè)試電路中斷器來(lái)說(shuō)是抑制因素。因
此，存在這樣的可能性較少的電路中斷器能被測(cè)試，且可能較多的故障 電路中斷器將留在現(xiàn)場(chǎng)。
使用采用微處理器的自測(cè)試方法是已知的，但這恰恰依賴于最有可能 故障的元件。參見例如美國(guó)專利No.6，807,035和6,807,036。
僅指示故障而不跳閘也是已知的。參見例如美國(guó)專利No.6，744,254。
使用"看門狗"電路來(lái)連續(xù)監(jiān)視斷路器的微計(jì)算機(jī)的狀態(tài)是已知的。 如果"看門狗"電路未能以規(guī)則的間隔接收來(lái)自微計(jì)算機(jī)的脈沖信號(hào)，則 其試圖對(duì)微計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)位。例如參見美國(guó)專利No.5，311,392。也參見美 國(guó)專利No.5,822,165、 6,262,871、 6,330,141。
美國(guó)專利No.4,539,618公開了數(shù)字控制的過(guò)載繼電器，其對(duì)在電路中 流動(dòng)的電流進(jìn)行檢測(cè)，并在檢測(cè)到過(guò)電流務(wù)泮時(shí)觸發(fā)電/f茲中斷器以斷開電 路。對(duì)于正常電流條件，微處理器產(chǎn)生脈沖串，該脈沖串由電磁中斷器接 收，以便將電路保持為閉合。脈沖串在檢測(cè)到過(guò)電流M時(shí)中斷。
電弧故障或接地故障電路中斷器以及插座等電氣開關(guān)設(shè)備存在改進(jìn)的 空間。

發(fā)明內(nèi)容
這些以及其他需求由本發(fā)明滿足，其提供了一種電氣開關(guān)設(shè)備，該設(shè) 備包含笫一跳閘電路以及第二跳閘電路，第二跳閘電路用筒單但高可靠的 電路監(jiān)視第一跳閘電路，如果第一跳閘電路故障，則;^設(shè)備的單獨(dú)跳閘 (separate trip )。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)，電氣開關(guān)設(shè)備包含可分離觸點(diǎn)；操作機(jī)構(gòu)， 其被結(jié)構(gòu)化為斷開以及閉合可分離觸點(diǎn)；跳閘^IM勾，其包含第一跳閘電路、 第二跳閘電路、第三電路，第一跳閘電路包含第一輸出與第二輸出，第一 輸出具有第一跳閘信號(hào)，笫二輸出具有重復(fù)信號(hào)，笫二跳閘電路包含具有 該重復(fù)信號(hào)的輸入以及具有第二跳閘信號(hào)的輸出，第二跳閘電路被結(jié)構(gòu)化 為響應(yīng)于第一跳閘電路的提供重復(fù)信號(hào)的故障，以輸出第二跳閘信號(hào)，第
三電路響應(yīng)于第一跳閘信號(hào)與第二跳閘信號(hào)并與操作機(jī)構(gòu)協(xié)作，以便跳閘 斷開可分離觸點(diǎn)。
第一跳閘電路可包含處理器，處理器被結(jié)構(gòu)化為提供電弧故障保護(hù)與
接地故障保護(hù)中的至少一個(gè)；第二跳閘電路可被結(jié)構(gòu)化為響應(yīng)于處理器的 故障以及電弧故障保護(hù)或接地故障保護(hù)的喪失通過(guò)第二跳閘信號(hào)檢測(cè)并提 供保護(hù)性跳閘。
第一跳閘電路可包含處理器；第二跳閘電路的輸出可以為第一輸出； 跳閘機(jī)構(gòu)可進(jìn)一步包含電源和電源監(jiān)視器，電源被結(jié)構(gòu)化為對(duì)處理器供電， 電源監(jiān)視器包含第二輸出，該第二輸出具有響應(yīng)于電源故障的第三跳閘信 號(hào)；笫三電路可進(jìn)一步響應(yīng)于第三跳閘信號(hào)跳閘斷開可分離觸點(diǎn)。
電源可包含對(duì)處理器供電的電壓；當(dāng)該電壓小于預(yù)定值時(shí)，電源監(jiān)視 器可響應(yīng)于電源的故障。
笫三電路可包含跳閘線圏，其包含與操作才幾構(gòu)協(xié)作以跳閘斷開可分 離觸點(diǎn)的機(jī)械連接；驅(qū)動(dòng)電路，其被結(jié)構(gòu)化為驅(qū)動(dòng)跳閘線圏，驅(qū)動(dòng)電路包 含響應(yīng)于第 一跳閘信號(hào)的第 一輸入以及響應(yīng)于第二跳閘信號(hào)的第二輸入。
第一跳閘電路可包含處理器；跳閘機(jī)構(gòu)可進(jìn)一步包含電源，其包含 被結(jié)構(gòu)化為對(duì)處理器進(jìn)行供電的電壓；電源監(jiān)視器，其被結(jié)構(gòu)化為當(dāng)該電 壓小于預(yù)定值時(shí)響應(yīng)于電源故障。
作為本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)，電弧故障或接地故障電路中斷器包含可 分離觸點(diǎn)；操作機(jī)構(gòu)，其^L結(jié)構(gòu)化為斷開與閉合可分離觸點(diǎn)；第一電弧故 障或接地故障跳閘電路，其包含具有第一電弧故障或接地故障跳閘信號(hào)的 第一輸出以及具有重復(fù)信號(hào)的第二輸出；第二跳閘電路，其包含具有該重 復(fù)信號(hào)的輸入以及具有第二跳閘信號(hào)的輸出，第二跳閘電路被結(jié)構(gòu)化為響 應(yīng)于第一跳閘電路的提供重復(fù)信號(hào)的故障，輸出第二跳閘信號(hào)；第三電路， 其響應(yīng)于第一電弧故障或接地故障跳閘信號(hào)以及第二跳閘信號(hào)并與操作機(jī) 構(gòu)協(xié)作，以便跳閘斷開可分離觸點(diǎn)。
作為本發(fā)明另一實(shí)施形態(tài)，插座包含可分離觸點(diǎn)；操作機(jī)構(gòu)，其被 結(jié)構(gòu)化為斷開與閉合可分離觸點(diǎn)；第一跳閘電路，其包含具有第一跳閘信
號(hào)的第一輸出以及具有重復(fù)信號(hào)的第二輸出；第二跳閘電路，其包含具有 該重復(fù)信號(hào)的輸入以及具有第二跳閘信號(hào)的輸出，笫二跳閘電路被結(jié)構(gòu)化 為響應(yīng)于第一跳閘電路的提供重復(fù)信號(hào)的故障，以輸出第二跳閘信號(hào)；第 三電路，其響應(yīng)于第一跳閘信號(hào)與第二跳閘信號(hào)并與操作機(jī)構(gòu)協(xié)作，以便 跳閘斷開可分離觸點(diǎn)。


結(jié)合附圖，通過(guò)閱讀下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的介紹可獲得對(duì)本發(fā)明的全面 了解。在附圖中
圖1為根據(jù)本發(fā)明的電弧故障/接地故障插座的框圖； 圖2為圖l的電源和電源監(jiān)^f見器的框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明結(jié)合電弧/接地故障插座介紹，然而，本發(fā)明適用于寬廣范圍的 電氣開關(guān)設(shè)備。
參照?qǐng)D1，電路中斷器等電氣開關(guān)設(shè)備一一例如，示例性電弧故障/接 地故障插座2——包含可分離觸點(diǎn)4;操作機(jī)構(gòu)6，其被結(jié)構(gòu)化為斷開與 閉合可分離觸點(diǎn)4;跳閘機(jī)構(gòu)8。跳閘機(jī)構(gòu)8包含第一跳閘電路IO，其 包含具有第一跳閘信號(hào)(例如電弧故障/接地故障跳閘)14的第一輸出12 以及具有重復(fù)信號(hào)(例如OK信號(hào))18的第二輸出16;第二跳閘電路20， 其包含具有重復(fù)信號(hào)18的輸入22以及具有第二跳閘信號(hào)26的輸出24; 電源電路32，其具有有著第三跳閘信號(hào)114的輸出115;第三電路28。第 二跳閘電路20被結(jié)構(gòu)化為響應(yīng)于第一跳閘電路10的提供重復(fù)信號(hào)18的故 障，以輸出笫二跳閘信號(hào)26。第三電路28響應(yīng)于第一跳閘信號(hào)14、第二 跳閘信號(hào)26以及第三跳閘信號(hào)114并與操作機(jī)構(gòu)6協(xié)作，以便跳閘斷開可 分離觸點(diǎn)4。
在圖1中，示例性第一跳閘電路IO包含合適的處理器(例如微處理器 30)，其被結(jié)構(gòu)化為提供電弧故障保護(hù)與接地故障保護(hù)。電弧故障檢測(cè)器
的非限制性實(shí)例在例如美國(guó)專利No.5,224，006中以美國(guó)專利No.5,691，869 中描述的優(yōu)選類型公開，其并入此處作為參考。接地故障檢測(cè)器的非限制 性實(shí)例在美國(guó)專利No.5,293，522、 5,260,676、 4,081,852、 3,736,468中公開， 其并入此處作為參考。
示例性跳閘電路IO由包含分流器31C——其與可分離觸點(diǎn)4串聯(lián)電氣 連接一一以及電流互感器31D的合適的檢測(cè)電路31B接收與電弧故障以及 接地故障有關(guān)的信號(hào)31A。
示例性;微處理器30可能以幾種方式中的一種或一種以上發(fā)生故障。例 如，其可簡(jiǎn)單停止工作，在這種情況下，其輸出——例如12、 16——可祐L 留在例如高狀態(tài)或低狀態(tài)。微處理器30也可由于內(nèi)部斷路而發(fā)生故障，由 此使電源32負(fù)載過(guò)重(load down)。因此，第一跳閘電路10輸出重復(fù)信 號(hào)18，例如周期性波形。例如，如圖所示的OK信號(hào)18為周期性脈沖信 號(hào)，其每秒大約一次地重復(fù)具有預(yù)定脈寬(例如但不限于大約100ms)的 脈沖。換句話說(shuō)，在正常條件下，在重復(fù)示例性的100ms脈沖與示例性的 卯0ms低周期之前，示例性O(shè)K信號(hào)18為高持續(xù)大約100ms，并接著為低 持續(xù)大約卯0ms，然而，可以使用任何合適的脈沖寬度和/或周期。
第二跳閘電路20有利地提供了故障安全電路，其用于微處理器控制的 AFCI/GFCI跳閘電路10。如果OK信號(hào)18變?yōu)榉€(wěn)態(tài)信號(hào)(例如高或是低) 達(dá)預(yù)定時(shí)間(例如但不限于大于兩秒到大約三秒)，則第二跳閘信號(hào)26 被第二跳閘電路20發(fā)布。如將要介紹的那樣，第二跳閘信號(hào)20使用相對(duì) 簡(jiǎn)單但高可靠的電路監(jiān)視來(lái)自微處理器30的OK信號(hào)18 (例如但不限于 周期性的脈沖波形)。通過(guò)響應(yīng)于處理器30并因此響應(yīng)于電弧故障/接地 故障保護(hù)的喪失的故障的第二跳閘信號(hào)26，第二跳閘電路20檢測(cè)并提供 保護(hù)性跳閘。
特別地，在示例性周期性O(shè)K信號(hào)18的每個(gè)下降沿上，第一 NAND 門輸出34變?yōu)楦叱掷m(xù)預(yù)定的時(shí)間，其將由電容器40與電阻器42構(gòu)成的 RC電路38的共用節(jié)點(diǎn)36充電到V+供電電壓44 (例如但不限于大約 +5VDC)。只要示例性周期性O(shè)K信號(hào)18足夠經(jīng)常地發(fā)生(例如大約1
秒一次)，第二 NAND門48的輸入46不會(huì)變低于其開關(guān)閾值，且第二 NAND門輸出50保持為低。否則，如果OK信號(hào)18變?yōu)榉€(wěn)態(tài)(例如對(duì)于 適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔，對(duì)于大約2到大約3秒)高信號(hào)或穩(wěn)態(tài)(例如對(duì)于適當(dāng) 的時(shí)間間隔，對(duì)于大約2到大約3秒)低信號(hào)，則第一 NAND門輸入52 通過(guò)電阻器54的上拉作用變?yōu)楦?。因此，第一NAND-門輸出34變低，其 通過(guò)電阻器88、 42驅(qū)動(dòng)第二 NAND門48的輸入46。于是，在電容器40 變低后，第二NAND門輸出50變高，其輸出第二跳閘信號(hào)26，并因此導(dǎo) 致跳閘，如下面將要闡釋的那樣。否則，當(dāng)?shù)谝籒AND門輸出34變高時(shí)， 其通過(guò)二極管56以及電阻器42對(duì)電容器40進(jìn)行充電，直到第二 NAND 門輸出50變低。
盡管示出了兩個(gè)NAND門48、 58,可使用任何合適的Schmitt觸發(fā)器 反相器(inverter)。
仍然參照?qǐng)Dl的笫二電路20，輸入電路60接收重復(fù)信號(hào)18并輸出反 相(inverted)信號(hào)62。電容器40包括電壓，電阻器42用反相信號(hào)62對(duì) 電容器40進(jìn)行充電。輸出電路66接收來(lái)自電容器40的電壓，并在該電壓 適當(dāng)?shù)氐蜁r(shí)輸出第二觸發(fā)信號(hào)26。輸入電路60包括電容器68，電容器68 具有接收重復(fù)信號(hào)18的第一端子70與第二端子72。電阻器74具有第一 端子76與第二端子78,第一端子76電氣連接到電容器68的第二端子72。 電阻器54具有第一端子82和第二端子84，第一端子82電氣連接到電阻 器74的第二端子78,第二端子84電氣連接到電源32的輸出86。第一反 相器輸入52電氣連接到電阻器54的第一端子82以及電阻器74的第二端 子78。電路87包含與電阻器42串聯(lián)電氣連接的電阻器88以及與電阻器 88并聯(lián)電氣連接的二極管56。
如圖l所示，OK信號(hào)18優(yōu)選為驅(qū)動(dòng)指示器(例如LED卯)，指示 器給出正確運(yùn)行的可視指示。示例性周期性脈沖OK信號(hào)18可被用于以響 應(yīng)于OK信號(hào)18的開關(guān)連續(xù)序列閃爍LED 90，因此，提供處理器30的 正確運(yùn)行的可視指示(例如確認(rèn))。
第三電路28包含跳閘線圏92，其具有與操作機(jī)構(gòu)6協(xié)作以跳閘斷開
可分離觸點(diǎn)4的機(jī)械連接94。驅(qū)動(dòng)電路96被結(jié)構(gòu)化為驅(qū)動(dòng)跳閘線圏92。 驅(qū)動(dòng)電路96包含笫一輸入98，其響應(yīng)于第一跳閘信號(hào)14;第二輸入100， 其響應(yīng)于第二跳閘信號(hào)26。驅(qū)動(dòng)電路96包含可控硅整流器(SCR) 102， 其具有柵極104與驅(qū)動(dòng)跳閘線圏92的陽(yáng)極106。 OR門108包含輸出110， 其通過(guò)電阻器112驅(qū)動(dòng)SCR柵極104。第一輸入98響應(yīng)于第一跳閘信號(hào) 14，第二輸入100響應(yīng)于第二跳閘信號(hào)26。 OR門108的輸出110包含電 氣連接到SCR柵極104的電阻器112。
跳閘機(jī)構(gòu)8還包含具有電壓44的電源32，其被結(jié)構(gòu)化為對(duì)第一跳閘 電路IO、特別;1;微處理器30進(jìn)行供電。例如，電源電壓44可以為大約5 伏的標(biāo)稱電壓。由于電源32的故障可由微處理器30的故障導(dǎo)致，電源電 壓V+44可能故障，因此，希望有替代性的跳閘路徑。
如圖2所示，電源32優(yōu)選為受到監(jiān)視。如果圖1的微處理器30使得 電源32過(guò)載，則第二跳閘信號(hào)"C" (PS故障跳閘)114在輸出115上被 發(fā)布，從而導(dǎo)致跳閘。當(dāng)齊納二極管124處于調(diào)節(jié)時(shí)，大約5.4VDC的基 準(zhǔn)電壓116被/沒(méi)置在電阻器120、 122的7>共節(jié)點(diǎn)118上。如果電源電壓 V+M被設(shè)置為標(biāo)稱為5.0VDC，并被過(guò)栽，以便使其下降大約2個(gè)二極管 電壓降(例如大約4.0VDC)，則晶體管126、 128通過(guò)電阻器130傳導(dǎo)大 約700 ji A，并使114上的跳閘信號(hào)"PS故障跳閘，，跳開SCR 102。
當(dāng)電壓44小于預(yù)定值(例如但不限于大約+4VDC)時(shí)，圖2的電源 監(jiān)視器132響應(yīng)于電源32的故障，并做出響應(yīng)地驅(qū)動(dòng)SCR柵極104。特 別地，電源監(jiān)4見器132的輸出具有響應(yīng)于電源32的故障的跳閘信號(hào)114。 除了跳閘信號(hào)114以夕卜，電路28也響應(yīng)于來(lái)自O(shè)R門108的輸出110的跳 閘信號(hào)，以1更跳閘斷開可分離觸點(diǎn)4。來(lái)自電源32的信號(hào)A在對(duì)于微處理 器30產(chǎn)生合適的電壓過(guò)零信號(hào)(未示出)中使用。
電源還包含輸入濾波器與整流器電路134以及輸出濾波器136。
示例性故障安全電路20不需要任何用戶干預(yù)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)并在與微處 理器30故障相關(guān)聯(lián)的保護(hù)喪失時(shí)進(jìn)行保護(hù)性跳閘。
盡管詳細(xì)介紹了本發(fā)明的具體實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明了，在
本公開的總體教導(dǎo)下，可開發(fā)對(duì)于細(xì)節(jié)的多種修改和替代。因此，所公開 的特定布置意P未著僅僅是限制性的，不對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制，本發(fā)明 的范圍由所附權(quán)利要求的全部寬度及其所有等價(jià)物給出。
權(quán)利要求
1.一種電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其包含:可分離觸點(diǎn)(4)；操作機(jī)構(gòu)(6)，其被結(jié)構(gòu)化為斷開與閉合所述可分離觸點(diǎn)(4)；以及跳閘機(jī)構(gòu)(8)，其包含:第一跳閘電路(10)，其包含第一輸出(12)與第二輸出(16)，所述第一輸出(12)具有第一跳閘信號(hào)(14)，所述第二輸出(16)具有重復(fù)信號(hào)(18)，第二跳閘電路(20)，其包含具有所述重復(fù)信號(hào)(18)的輸入(22)以及具有第二跳閘信號(hào)(26)的輸出(24)，所述第二跳閘電路(20)被結(jié)構(gòu)化為響應(yīng)于所述第一跳閘電路(10)的提供所述重復(fù)信號(hào)(18)的故障，以輸出第二跳閘信號(hào)(26)，以及第三電路(28)，其響應(yīng)于所述第一跳閘信號(hào)(14)與所述第二跳閘信號(hào)(26)并與所述操作機(jī)構(gòu)(6)協(xié)作，以便跳閘斷開所述可分離觸點(diǎn)(4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述第一跳閘電路 (10)包含處理器(30),所述處理器被結(jié)構(gòu)化為提供電弧故障保護(hù)與接地故障保護(hù)中的至少一個(gè)；且其中，所述第二跳閘電路(20)被結(jié)構(gòu)化為 響應(yīng)于所述處理器(30)的故障以及所述電弧故障保護(hù)或所述接地故障保 護(hù)的喪失通過(guò)所述第二跳閘信號(hào)(26)檢測(cè)并提供保護(hù)性跳閘。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述第一跳閘電路 (10)包含處理器(30);其中，所述第二跳閘電路(20)的輸出U4)為第一輸出；其中，所^匕閘機(jī)構(gòu)(8)進(jìn)一步包含電源(32)和電源監(jiān)視 器(132),所迷電源;陂結(jié)構(gòu)化為對(duì)所述處理器(30)供電，所述電源監(jiān)視 器(132)包含第二輸出(115),所述第二輸出具有響應(yīng)于所述電源(32) 的故障的第三跳閘信號(hào)(114);且其中，所述笫三電路(28)進(jìn)一步響應(yīng) 于所述第三跳閘信號(hào)(114)以跳閘斷開所述可分離觸點(diǎn)(4)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述電源(32)包 含對(duì)所述處理器(30)供電的電壓(44);且其中，當(dāng)所迷電壓(44)小 于預(yù)定值時(shí)，所迷電源監(jiān)視器(132)響應(yīng)于所述電源(32)的所述故障。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述電源(32)的 所述故障由于所述處理器(30)的故障引起。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述第三電路(28) 包含跳閘線圏(92)，其包含與所述操作機(jī)構(gòu)(6)協(xié)作以跳閘斷開所述可 分離觸點(diǎn)(4)的機(jī)械連接(94)，以及驅(qū)動(dòng)電路(96)，其被結(jié)構(gòu)化為驅(qū)動(dòng)所述跳閘線圏(92)，所述驅(qū)動(dòng) 電路(96)包含響應(yīng)于所述笫一跳閘信號(hào)(14)的第一輸入(98)以及響 應(yīng)于所述第二跳閘信號(hào)(26)的第二輸入(100)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述第一跳閘電路 (10)包含處理器(30);其中，所述跳閘機(jī)構(gòu)(8)進(jìn)一步包含電源(32)以及電源監(jiān)視器(132 )，所述電源包含被結(jié)構(gòu)化為對(duì)所述第一跳閘電路(10 ) 進(jìn)行供電的電壓(44),所述電源監(jiān)視器被結(jié)構(gòu)化為當(dāng)所述電壓(44)小 于預(yù)定值時(shí)響應(yīng)于所述電源(32)的故障；且其中，所述驅(qū)動(dòng)電路(96) 還包含可控硅整流器(102 )以及OR門(108 )，所述可控硅整流器(102 ) 具有柵極(104)以及驅(qū)動(dòng)所述跳閘線圈(92)的陽(yáng)極(106)，所迷O(shè)R 門(108 )具有驅(qū)動(dòng)所述可控硅整流器(102 )的所述柵極(104 )的輸出(110 )， 所述第一輸入(98 )響應(yīng)于所述第一跳閘信號(hào)(l4 )，所述第二輸入(100 ) 響應(yīng)于所述第二跳閘信號(hào)(26)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述OR門(108) 的輸出(110 )包含電氣連接到所述可控硅整流器(102 )的柵極(104 )的 電阻器(112);且其中，所述電源(32)包含對(duì)所述第一跳閘電路(10) 進(jìn)行供電的電壓(44)以及被結(jié)構(gòu)化為當(dāng)所述電壓(44)小于預(yù)定值時(shí)響 應(yīng)于所述電源(32 )的所述故障并驅(qū)動(dòng)所述可控珪整流器(102 )的柵極(104 ) 的電源監(jiān)浮見器(132)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的電氣開關(guān)設(shè)備(2),其中，所述重復(fù)信號(hào)為周 期性波形(18 )。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述重復(fù)信號(hào)為周 期性脈沖信號(hào)(18)，所述周期性脈沖信號(hào)大約每秒一次地重復(fù)具有預(yù)定 脈寬的脈沖。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述預(yù)定脈沖寬 度為大約100亳秒。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述第二跳閘電路 (20 )被結(jié)構(gòu)化為響應(yīng)于具有大于第一預(yù)定時(shí)間的高狀態(tài)或具有大于第二預(yù)定時(shí)間的低狀態(tài)的所述重復(fù)信號(hào)(18)輸出所述第二跳閘信號(hào)(26)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述第一預(yù)定時(shí) 間與所述第二預(yù)定時(shí)間的至少一個(gè)為大約2到大約3秒。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述第一跳閘電 路(10 )包含處理器(30 );其中，所述跳閘機(jī)構(gòu)(8 )還包含電源(32 )， 所述電源(32)包含電壓(44)與電源監(jiān)視器(132)，所述電壓(44)被 結(jié)構(gòu)化為對(duì)所述處理器(30)供電，所述電源監(jiān)視器(132)被結(jié)構(gòu)化為當(dāng) 所述電壓(44)小于預(yù)定值時(shí)響應(yīng)于所述電源(32)的故障。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述電源(32) 包含大約5伏的標(biāo)稱電壓(44);且其中，所述預(yù)定值為大約4伏。
16. 根據(jù)權(quán)利要求l的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述第二跳閘電路 (20)包含第四電路(60)，其接收所述重復(fù)信號(hào)(18)并輸出反相信號(hào)(62); 電容器(40)，其包含電壓，電阻器(42),其用所M相信號(hào)(62)對(duì)所述電容器(40)進(jìn)4亍充 電，以及第五電路(66)，其接收來(lái)自所述電容器(40)的電壓，并輸出所迷 第二跳閘信號(hào)(26)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述笫四與第五 電路(60， 66)均包含Schmitt觸發(fā)器反相器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16的電氣開關(guān)設(shè)備(2 ),其中，所i^i^閘機(jī)構(gòu)(8 ) 還包含電源(32)，所述電源(32)包含輸出(86);其中，所述電容器 為第一電容器(40);其中，所述電阻器為第一電阻器(42);且其中， 所述第四電路(60)包含第二電容器(68)、第二電阻器(74)、第三電 阻器(54)、反相器(58)，所述第二電容器(68)具有接收所述重復(fù)信 號(hào)(18)的第一端子(70)以及第二端子(72),所述第二電阻器(74) 具有電氣連接到所述第二電容器(68)的第二端子(72)的第一端子(76) 以及第二端子(78)，所述第三電阻器(54)具有電氣連接到所述第二電 阻器(74)的第二端子(78)的第一端子(82)以及電氣連接到所述電源(32)的輸出(86)的笫二端子(84)，所述反相器(58)電氣連接到所 述第三電阻器(54)的所述第一端子(82)以及所述第二電阻器(74)的 所述第二端子(78)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述電阻器為第 一電阻器(42);且其中，所述笫二跳閘電路(20)進(jìn)一步包含第二電阻 器(88)與二極管(56)，所述第二電阻器(88)與所述第一電阻器(42) 串聯(lián)電氣連接，所述二極管(56)與所述第二電阻器(88)并聯(lián)電氣連接。
20. 根據(jù)權(quán)利要求l的電氣開關(guān)設(shè)備(2)，其中，所述第一跳閘電路 (10)包含處理器(30);且其中，所述笫二跳閘電路(20)還包含指示器(卯)，所述指示器(卯)響應(yīng)于所述重復(fù)信號(hào)(18)以指示所述處理 器(30)的正確運(yùn)行。
21. —種電弧故障或接地故障電路中斷器(2),其包含 可分離觸點(diǎn)(4);操作機(jī)構(gòu)(6)，其被結(jié)構(gòu)化為斷開與閉合所述可分離觸點(diǎn)(4);第一電弧故障或接地故障跳閘電路(10)，其包含具有笫一電孤故障 或接地故障跳閘信號(hào)(14)的第一輸出(12)以及具有重復(fù)信號(hào)(18)的 第二輸出(16); 笫二跳閘電路(加)，其包含具有所述重復(fù)信號(hào)(18)的輸入(22) 以及具有第二跳閘信號(hào)(26)的輸出(24)，所述笫二跳閘電路(20)被 結(jié)構(gòu)化為響應(yīng)于所述第一跳閘電路(10)的提供所述重復(fù)信號(hào)(18)的故 障，以輸出所述第二跳閘信號(hào)(26);以及第三電路(28 )，其響應(yīng)于所述第一電弧故障或接地故障跳閘信號(hào)(14 ) 以及所述第二跳閘信號(hào)(26)并與所述操作機(jī)構(gòu)(6)協(xié)作，以便跳閘斷開 所述可分離觸點(diǎn)(4)。
22. —種插座(2),其包含可分離觸點(diǎn)(4);操作機(jī)構(gòu)(6)，其被結(jié)構(gòu)化為斷開與閉合所述可分離觸點(diǎn)(4);笫一跳閘電路(IO)，其包含具有第一跳閘信號(hào)(14)的第一輸出(l2) 以及具有重復(fù)信號(hào)(18)的第二輸出(16);第二跳閘電路(20)，其包含具有所述重復(fù)信號(hào)(l8)的輸入(22) 以及具有第二跳閘信號(hào)(26)的輸出(24)，所述笫二跳閘電路(加)被 結(jié)構(gòu)化為響應(yīng)于所述第一跳閘電路(10)的提供所述重復(fù)信號(hào)(18)的故 障，以輸出所述第二跳閘信號(hào)(26);第三電路(28)，其響應(yīng)于所述第一跳閘信號(hào)(l4)與所述第二跳閘 信號(hào)(26)并與所述操作機(jī)構(gòu)(6 )協(xié)作，以便跳閘斷開所述可分離觸點(diǎn)(4)。
全文摘要
一種插座，其包含可分離觸點(diǎn)、被結(jié)構(gòu)化為斷開與閉合可分離觸點(diǎn)的操作機(jī)構(gòu)以及兩個(gè)跳閘電路。第一基于微處理器的跳閘電路包含具有第一電弧故障/接地故障跳閘信號(hào)的第一輸出以及具有周期性脈沖信號(hào)的第二輸出。第二故障安全電路包含具有該周期性脈沖信號(hào)的輸入以及具有第二跳閘信號(hào)的輸出。第二故障安全跳閘電路被結(jié)構(gòu)化為響應(yīng)于第一基于微處理器的提供周期性脈沖信號(hào)的故障，以輸出第二跳閘信號(hào)。第三電路響應(yīng)于第一跳閘信號(hào)與第二跳閘信號(hào)并與操作機(jī)構(gòu)協(xié)作，以便跳閘斷開可分離觸點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H3/05GK101375478SQ200780003282
公開日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2007年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月18日
發(fā)明者R·T·埃爾姆斯 申請(qǐng)人:伊頓公司