用作主控制器时断路器内ETU中功率管理的方法和设备技术

技术编号:11872746 阅读:99 留言:0更新日期:2015-08-12 23:46
本发明专利技术提供配置成用作主控制器的ETU(102)。ETU(102)包括至少一个电流传感器输入(126)、功率分配器(106)(其耦合到至少一个电流传感器输入(126))、存储器(117)、处理器(115)(其耦合到存储器(117)并且耦合到功率分配器(106))以及电力总线端口(122)(其耦合到处理器(115))。存储器(117)包括处理器可执行指令,其在由处理器(115)运行时使ETU(102)确定外围装置(124)连接到电力总线端口(122),确定充分输入功率可用于使ETU(102)经过电力总线端口(122)向外围装置(124)提供输出功率,以及经过电力总线端口(122)向外围装置(124)提供输出功率。

【技术实现步骤摘要】

一般来说,本专利技术的领域涉及电子脱扣单元(ETU),以及更具体来说,涉及ETU中的功率管理。
技术介绍
电子脱扣单元是一种装置,其保护电路以及连接到该电路的设备。例如,在工业环境中,ETU用于防止对设备和机器(其在许多情况下代表企业的重大投资,并且企业依靠其运作)的损坏。ETU通过监测线路上的电流来执行这个功能,以及如果电流超过某个阈值,则将断开线路中的开关,由此防止更多的电流到达会被过电流损坏的装置。开关可由例如机电致动器来断开和闭合。给定ETU在保护与其连接的设备中起到的作用,有益的是,经过诊断和维护来确定ETU是否处于正常工作状态。一般来说,ETU外部的至少一个电气设备用于确定ETU的状态,其中包括任何故障是否已经发生。通常,这种设备由技术人员(“用户”)携带,并且要求外部功率源,用户必须对其定位并且从其中吸取功率,以便继续服务于ETU。在许多情况下,外部功率源不是现成可用的。在ETU中简单地包含用于外围装置的电力总线端口会将ETU置于丢失其保护电路的主要功能性的风险。也就是说,ETU通常是自供电装置,其没有可预测输入功率(其通常与断路器负载电流成比例)。相应地,ETU在低输入功率条件下可能无法向外围装置提供输出功率而不使ETU总线衰弱和危害标准ETU保护。
技术实现思路
在一个方面,提供一种用于使ETU能够用作主控制器的方法。ETU包括电力总线端口、电流传感器输入以及功率分配器(其耦合到电力总线端口和电流传感器输入)。该方法包括确定外围装置连接到电力总线端口,以及确定充分输入功率是ETU可用的,以经过电力总线端口向外围装置提供输出功率。另外,该方法包括经过电力总线端口向外围装置提供输出功率。在另一方面,提供一种ETU,其配置成用作主控制器。ETU包括至少一个电流传感器输入、功率分配器(其耦合到至少一个电流传感器输入)、存储器、处理器(其耦合到存储器并且耦合到功率分配器)以及电力总线端口(其耦合到处理器)。存储器包括处理器可执行指令,其在由处理器运行时使ETU确定外围装置连接到电力总线端口,确定充分输入功率可用于使ETU经过电力总线端口向外围装置提供输出功率,以及经过电力总线端口向外围装置提供输出功率。在另一方面,提供一种用于监测和诊断ETU中的差错的系统。该系统包括ETU,其中包括电力总线端口。该系统还包括ETU诊断装置,其连接到电力总线端口。ETU配置成仅在确定充分功率是ETU可用时,才经过电力总线端口向ETU诊断装置提供功率,以便维持ETU和ETU诊断装置的操作。【附图说明】图1是按照本专利技术的一个示范实施例、用于使ETU能够用作主控制器的系统的框图; 图2是按照本专利技术的一个示范实施例、用于使ETU能够用作主控制器的方法的流程图; 图3是按照本专利技术的一个示范实施例、用于确定充分功率是否可用于使ETU能够用作主控制器的方法的流程图。【具体实施方式】图1是按照本专利技术的一个示范实施例、用于使ETU 102能够用作主控制器的系统100的框图。在本说明书的上下文中,术语“电力总线”表示一种数据通信介质,其把来自一个电子装置、即主控制器的功率提供给另一个电子装置、即外围装置。电力总线的示例包括依照通用串行总线(USB)标准的电力总线以及按照电气和电子工程师协会(IEEE) 1394标准的电力总线。ETU 102包括信号调节组件104,其耦合到功率分配器106。功率分配器106耦合到电压调制和电流限制组件108。电压调制和电流限制组件108耦合到开关110。开关110耦合到大容量电容器112。在备选实施例中,大容量电容器112位于ETU 102中的其它位置或者根本没有被包含。功率分配器106还耦合到功率测量组件114。功率测量组件114还耦合到微控制器116。微控制器116还耦合到开关110、保护组件118和主检测组件120。耦合到大容量电容器112、保护组件118和主检测组件120的电力总线端口 122提供使外围装置与ETU 102耦合的接口。耦合到信号调节组件104的是电流传感器输入126和辅助功率输入128。在一些实施例中,辅助功率输入128还耦合到功率测量组件114。另外,在一些实施例中,功率测量组件114耦合到开关110。ETU 102经过至少一个电流传感器输入126从至少一个电流变换器或者其它电流传感器来吸取功率。在一些实施例中,辅助功率源耦合到辅助功率输入128,以便提供附加或备选功率源。如上所述,信号调节组件104耦合到电流传感器输入126和辅助功率输入128。信号调节组件104改进从电流传感器输入126和/或辅助功率输入128提供给ETU102、更具体来说是功率分配器106的功率质量。在一些实施例中,信号调节组件104可结合在功率分配器106中。功率分配器106从电流传感器输入126和/或辅助功率输入128接收经调节的功率,并且向ETU 102提供功率。例如,在一个实施例中,功率分配器106充当ETU 102的内部功率供应,从而使功率基于按需要和按可用性可用于ETU 102的组件,以便使ETU 102能够按照本文所述来起作用。电压调制和电流限制组件108用于保持来自电流传感器输入126和/或辅助功率输入128的恒定电压和电流电平,以便保护ETU 102的其它组件免受因不规则电压或电流引起的损坏。在一些实施例中,电压调制和电流限制组件108可结合在功率分配器106中。开关110至少通过电压调制和电流限制组件108以及微控制器116来控制。在一些实施例中,功率测量组件114还耦合到开关110,以便控制开关110的操作。开关110可闭合以将功率从ETU 102提供给外围装置124,或者可断开以防止功率从ETU 102提供给外围装置124。下面更详细论述向外围装置124提供和不提供功率。在按照本专利技术的实施例中,开关110可以是例如机械的、机电的继电器或半导体、例如晶体管或者可控硅整流器(SCR)。耦合在开关110与电力总线端口 122之间的是大容量电容器112。大容量电容器112在ETU 102的正常操作期间存储能量,以及在用于外围装置124的功率暂时不可用时释放任何所存储能量。相应地,大容量电容器112用于“消除”外围装置124可用的功率的下降(其例如通过开关110在闭合状态与断开状态之间进行交替所引起)。在备选实施例中,大容量电容器112位于ETU 102中的其它位置或者根本没有被包含。功率测量组件114确定从与电流传感器输入126耦合的一个或多个电流变换器或其它电流传感器可用的功率是否足以允许ETU 102执行关键功能并且向外围装置124提供功率。ETU 102的关键功能包括例如对电路的状态进行计量和监测、记录差错以及激活机电开关以允许或者阻止电流通过ETU 102所监测的电路。在一些实施例中,ETU 102可要求例如5伏特下的25毫安来维持关键功能,以及外围装置124可要求5伏特下的100毫安来工作在低功率模式。外围装置124可要求附加电流来工作在一个或多个附加模式。例如,夕卜围装置124可要求高达500毫安来工作在第二模式(其提供比低功率模式要大的功能性)。在一些实施例中,功率测量组件114包含在功率分配器106中。功率测量组件116包括例如用于测量来自电流传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子脱扣单元(ETU)(102),配置成用作主控制器,所述ETU(102)包括:至少一个电流传感器输入(126);功率分配器(106),耦合到所述至少一个电流传感器输入(126);存储器(117);处理器(115),耦合到所述存储器(117)和所述功率分配器(106);电力总线端口(122),耦合到所述处理器(115)和所述功率分配器(106);所述存储器(117)包括处理器可执行指令,所述指令在由所述处理器(115)运行时使所述ETU(102):确定外围装置(124)连接到所述电力总线端口(122);确定充分输入功率可用于使所述ETU(102)经过所述电力总线端口(122)向所述外围装置(124)提供输出功率;以及经过所述电力总线端口(122)向所述外围装置(124)提供所述输出功率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:CB威廉斯TR杰克逊R波尔蒂洛
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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