交通工具AC接地故障检测系统技术方案

一种用于检测接地故障的交通工具ＡＣ接地故障检测系统，其包括具有阻抗元件的故障检测电路。阻抗元件的一端连接到供电电压。电切换电路被连接到阻抗元件，用于将阻抗元件的另一端选择性地耦合到次级接地。故障检测电路进一步包括故障检测传感线，其连接到阻抗元件的另一端和电切换电路之间的接点。控制器将阻抗元件选择性地耦合到次级接地。控制器被耦合到故障检测传感线以接收电压信号，用于在ＡＣ升压电源转换启动之前检测接地故障。控制器基于响应于电压信号和预定的比较值的比较来确定接地故障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一^殳涉及交通工具中的AC高电源电压(power voltage )系统， 以及特别涉及交通工具的AC接地故障检测系统。
技术介绍
交通工具正变得越来越适应交通工具内乘客电子便利(convenience) 设备的使用。这种设备典型地由主DC电源系统运行，其中在交通工具的 一个或更多位置提供典型的12Vdc电源，以适应为乘客的电子便利设备提 供动力。为使交通工具系统适应使用AC电源的个人便利设备，交通工具系统 必须将DC电压转换为AC电压。来自于电池的DC电压被转换为低AC 电压(例如12Vac)。其后，该低AC电压被提供给变压器以将该电压升高 到高电压(例如400Vac )。其后，降压转换器可被用于将电压降低(step down) 至220Vac或110Vac,用于为交通工具内的电源插座(power outlet)提供 电源。电源插座和其它AC负载设备被置于乘客可能接触到AC电压的位置。如果交通工具中的乘客接触到高电压电源的仅一相(phase ),则电源系统 的初级(primary)和次级(secondary)之间的隔离失效。电流通过4妻触部分(例 如手)流入乘客的身体并通过与地面(例如交通工具)接触的身体的另一 个部分(例如脚)流出。乘客的身体本质上被电耦合到交通工具，导致电 击到乘客并导致对乘客的可能的严重伤害。
技术实现思路
本专利技术具有如下优点检测如果乘客接触高电压插座的单相则将发生 的接地故障状况，并为防止电击到接触高电源电路的单条相线的乘客，而 向配电系统提供信号以禁止由低到高的电源转换的启动。在本专利技术的一个方面中，提供了一种用于交通工具AC电系统的交通 工具接地故障电检测系统。该AC电系统包括AC升压(stepup)变压器，该 变压器具有初级线圈和次级线圈，用于增加供给变压器的电压。次级线圈 被耦合到次级接地。提供给变压器的初级线圈的电压是来自于具有电池接 地的交通工具电池的被变换的电压。接地故障电检测系统包括故障检测电 路，其用于检测变压器的次级接地和电池接地之间的短路。故障检测电路包括具有预定的阻抗值的阻抗元件。阻抗元件的一端连接到供电电压。电 切换电路被连接到阻抗元件，用于选择性地将阻抗元件的另 一端耦合到次 级接地。故障检测电路进一步包括故障检测传感线，该故障检测传感线连 接到阻抗元件的另 一端与电切换电路之间的接点(junction)。控制器选择性 地将阻抗元件耦合到次级接地。控制器被耦合到故障检测传感线以接收电 压信号，用于在启动AC升压电源转换前检测接地故障。控制器基于响应 于电压信号与预定的比较值的比较来确定接地故障。在本专利技术的另 一个方面中，提供一种用于检测交通工具电路中的接地 故障的交通工具接地故障检测系统。该系统包括AC升压电路，该AC升 压电路包括具有初级线圈和次级线圈的AC变压器，用于增加提供给AC 变压器的整流电压。微处理器用于确定AC升压电路中的故障检测。故障 检测电路用于检测变压器的次级接地和电池接地之间的短路。故障检测电 路包括具有预定的阻抗值的阻抗元件。阻抗元件被连接到供电电压。电切 换电路被连接到阻抗元件和次级接地。故障检测传感线被连接在阻抗元件和次级接地之间。电切换电路通过阻抗元件将供电电压选择性地耦合到次 级接地。微处理器监测故障检测传感线，用于在启动AC升压电源转换之 前确定接地故障的发生。在本专利技术的又一个方面中，提供一种用于检测交通工具AC电系统中 的接地故障的方法。交通工具AC电系统包括AC升压变压器，该AC升 压变压器具有初级线圈和次级线圈，用于增加提供给AC变压器的电压。 故障检测电路包括连接到阻抗元件的供电电压输入线。故障检测电路进一 步包括电切换电路和故障检测传感线。用于检测接地故障的方法包括通过 电切换电路选择性地将供电电压输入线耦合到次级接地的步骤。故障检测 传感线被监测。在AC电压升高转换之前，确定在交通工具AC电系统中 是否出现接地故障。当根据附图阅读时，由以下优选的实施方式的详细描述，本专利技术的各 种目的和优点对于本领域技术人员来说将变得明显。附图说明图1是本专利技术的交通工具电源转换系统的结构图。图2是根据本专利技术的第一实施方式的故障检测系统的电原理图。图3是根据本专利技术的第二实施方式的故障检测系统的电原理图。优选实施方式的详细描述现参照这些附图，电源电路在图1中示出， 一般以IO表示，用于增 加到负载设备的供电电压。电源电路10包括提供给变压器16的初级线圈 14的供电电压12。该供电电压是从DC电源15变换的低AC电压(例如 12VAC)。 DC电源通过一般以17表示的逆变器(inverter)被变换为供电电 压。提供给初级线圈14的电源被升高到在次级线圈18处的高AC电压， 例如220VAC或400VAC。电插座20被耦合到次级线圈18，用于电耦合到 基于AC的个人便利设备。电源电路10可包括一个或更多用于降压或升压 的附加的变压器19,以通过交通工具将AC电源提供到各种负载19。本发 明提供了一种用于检测与变压器16的高电压侧生成的各相接触的物体的 方法。图2示出了故障检测系统22的电原理图。故障检测系统22包括连接 到次级接地26的电切换电路24。次级接地26是与AC变压器16 (图1 ) 的次级线圈18的接地相同的接地。电切换电路24被电连接到输入供电电 压线28。输入供电电压线28包括阻抗元件30,例如具有预定阻抗值的电 阻器。输入供电电压线28连接到来自DC电源的供电电压32。阻抗元件 30被耦合在供电电压源和电切换电路24之间的输入供电电压线28上。控制输入命令信号34在连接到电切换电路24的控制信号线36上被 传输。传输到电切换电路24的控制输入命令信号34命令电切换电路24 将输入供电电压线28内部地(internally)耦合到次级接地26。这就提供 了输入到次级接地26的已知的电压和电流。故障检测传感线38被耦合到阻抗元件30和电切换电路24之间的输 入供电电压线28。故障检测传感线38被耦合到用于监测故障检测传感线 38上的电压的微处理器40或类似设备。优选地，因为单独用于故障监测处理器40不是集成为电切换电路24的部分而是作为另一电组件/子系统的 部分。但是，在可选的实施方式中，微处理器可被集成在电切换电路内或 微处理器本身可用作电切换电路。故障检测操作在启动AC升压电源转换之前发生。即在开启点火装置 和激励AC变压器以升高AC电压之前，开始故障检测程序。供电电压(例 如5Vdc )被提供在输入供电电压线28上。在电切换电路24接收控制输入 命令信号34之前，输入供电电压线28被断路或至少不被耦合到次级接地 26。当控制输入命令信号34被提供到电切换电路24时，电切换元件24 将输入供电电压线28内部地连接到次级接地26。微处理器40监测故障检 测传感线38。故障检测传感线38、阻抗元件30、以及次级接地26的结构 形成了电压桥分压器(voltage bridge divider )。微处理器40测量的电压代 表低侧电阻器电压。测量的电压或作为测量电压的函数的比较值能够与预 定的比较值进行比较，以确定接地故障。作为所测量的电压的函数的比较 值，这样的隔离阻抗可利用下式基于电压桥分压器来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交通工具接地故障电检测系统，其用于交通工具ＡＣ电系统，所述ＡＣ电系统包括具有初级线圈和次级线圈的ＡＣ升压变压器，所述ＡＣ升压变压器用于增加提供给所述变压器的电压，所述次级线圈被耦合到次级接地，提供给所述变压器的所述初级线圈的所述电压是来自于具有电池接地的交通工具电池的被变换的电压，所述接地故障电检测系统包括：　故障检测电路，其用于检测所述变压器的次级接地和电池接地之间的短路，所述故障检测电路包括：　阻抗元件，其具有预定的阻抗值，所述阻抗元件具有连接到供电电压的 一端；　电切换电路，其连接到所述阻抗元件，所述电切换电路用于将所述阻抗元件的另一端选择性地耦合到所述次级接地；　故障检测传感线，其连接到所述阻抗元件的所述另一端与所述电切换电路之间的接点；以及　控制器，其用于将所述阻抗元件 选择性地耦合到所述次级接地，所述控制器被耦合到所述故障检测传感线以接收电压信号，用于在ＡＣ升压电源转换的启动之前检测所述接地故障，所述控制器基于响应于所述电压信号与预定的比较值的比较来确定接地故障。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：艾伯特特伦奇斯，雅恩达罗曼，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]