用于故障隔离和漏电流检测的系统和方法技术方案

用于故障隔离和漏电流检测的系统和方法。提供了交通工具的包括壳体、初级、次级和故障检测电路的逆变器系统。初级配置成从能量功率源接收第一电压信号以产生第二电压信号。次级配置成响应于第二电压信号而产生第三电压信号。初级和次级中的至少一个限定至少一个电阻点，以响应于产生第三电压信号而释放漏电流。故障检测电路配置成电耦合初级和次级，以向次级提供第二电压信号，并测量第三电压信号的一部分，以确定通过至少一个电阻点释放的漏电流是否在预定的电流范围内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的一个或更多实施方式通常涉及用于对交通工具中的逆变器 (inverter)电路检测故障隔离和漏电流(leakage current)的系统和方法。
技术介绍
众所周知，为了给不是交通工具的部分的电气设备(例如但不限于便 携式电话、膝上型计算机或真空吸尘器)充电或使用这些电气设备，需要 购买各种配件市场适配器，以便这样的适配器可插入交通工具的电源插座 和电气设备中，以给电气设备充电或使用该电气设备。为了给交通工具中 的这样的电气设备充电和/或使用该电气设备，需要配件市场交通工具适配 器，其包括电缆和通常以圓柱形连接器的形式成形的连接器，以与交通工 具中的电源插座(例如雪茄点火插座)紧密配合。连接器包括可缩回的导 电销，该导电销与位于交通工具的电源插座内的配合端子接触，以实现其 间的功率传输。适配器可包括用于将DC功率转换成AC功率的额外的电 路(例如，逆变器电路)，以便电气设备可操作或储存交通工具所提供的 功率。原始设备制造商(OEM)试图消除交通工具乘客必须购买如上所述的 配件市场交通工具电气适配器的需要。例如，OEM实现了交通工具内的母插脚连接器，该母插脚连接器能够以与当将电气设备连接到住宅、建筑物 或其它适当设施的电气壁插座时调用的方法类似的方法来接纳公插脚连接器。OEM—贯对为用户提供安全连接的需要警觉，所述用户可能与母插
技术实现思路
"l是供了用于交通工具的包括壳体、初级(primary stage )、次级(secondary stage)和故障检测电路的逆变器系统。初级配置成从能量功率源接收第一 电压信号以产生第二电压信号。次级配置成响应于第二电压信号而产生 第三电压信号。初级和次级中的至少一个限定至少一个电阻点，以响应 于产生第三电压信号而释放(discharge)漏电流。故障检测电路配置成电耦 合初级和次级，以向次级提供第二电压信号并测量第三电压信号的一部 分，以确定通过至少一个电阻点释放的漏电流是否在预定的电流范围内。附图说明在所附权利要求中具体指出了本专利技术的实施方式。然而，通过结合附 图参考下列详细说明，各种实施方式的其它特征将变得明显并最佳地被理 解，其中图1描绘用在交通工具中的逆变器系统；图2描绘逆变器系统的各个内部电阻点；图3描绘根据本专利技术的一个实施方式的逆变器系统；图4是描绘相应于非隔离故障情况的波形的曲线；以及图5是描绘相应于一个隔离故障情况的波形的曲线。具体实施例方式这里公开了本专利技术的详细实施方式。然而，应理解，所公开的实施方 式仅仅是本专利技术的示例，本专利技术可体现在不同的和可选的形式中。附图不一定按比例绘制， 一些部件可被放大或缩小以显示特定组件的细节。因此， 这里公开的特定的结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为权 利要求的代表性基础和/或用于教导本领域的技术人员不同地使用本专利技术 的一个或更多实施方式的代表性基础。为了在交通工具中提供DC到AC的转换，以便电气设备可从基于高 AC的电压输出工作，各种安全措施可用于保护与连接器中的插脚接触的 用户，该连接器与向电气设备提供基于高AC的电压相关。在第一措施中， 通常与基于高AC的电压相关的任何组件(包括连接器和一个或更多插脚) 与交通工具的电气网络的其余部分充分隔离(例如，通过交通工具的轮胎 经由底盘到地表的接地)。这样的隔离是足够的，只要在DC到AC转换系 统(或逆变器系统)周围的各个隔离电阻点高。第二措施要求如果关于从交通工具网络的其余部分隔离高AC电压组 件存在故障，这样的高AC电压被断开以防止电击用户的危险。本专利技术的 一个或更多实施方式目的在于保护可能与连接器的插脚接触的用户，该连 接器用于将高AC电压从交通工具传送到电气设备。图1 一般地示出用在交通工具中的逆变器系统10。系统10包括功率 源12和逆变器模块14。逆变器模块14通常包括其中具有用于接纳第二连 接器(未示出)的插脚18a-18n的第一连接器16。用户20可使第二连接 器紧密配合到第一连接器16。 一般来说，逆变器模块14配置成从功率源 12接收DC电压并将DC电压转换成AC电压输出。第二连接器耦合到电 气设备。电气设备可包括便携式电话、膝上型计算机、真空吸尘器或需要 A/C电功率来操作的其它适当的设备。AC电压输出可为100Vac/50Hz、 110Vac/60Hz 、 200Vac/60Hz 、 220Vac/60Hz或230Vac/50Hz中的任何一个，但不限于此，取决于交通工 具在哪个国家使用。在一个实例中，功率源12可为产生12Vdc的交通工 具电池。在另一实例中，功率源12可为DC电源，例如电压DC/DC稳压 器或转换器，该转换器将基于高DC的电压转换到适合于输入到逆变器模 块14的DC电压电平。功率源12被认为是能够向逆变器模块14提供适当 的输入的任何这样的设备。逆变器模块14包括初级24和次级26。逆变器模块14进一步包括具 有初级线圈(coil)22a和次级线圈22b的变压器22。初级24和次级26彼此 协作以将DC电压输入转换成AC电压输出。例如，初级24可包括DC/AC 转换器(未示出)以将DC输入电压转换成具有高频分量的低AC电压。 次级26将低AC电压转换回高DC电压(例如，300V或其它适当的电压)。 高DC电压被输入到包括MOSFET、 IGBT或其它适当的功率设备的开关 元件，以产生期望的AC电压输出。将DC电压转换成AC电压输出的上 面描述在本领域中是已知的，并且将不被进一步描述。由于次级26的高 电压特性，次级26通常从初级24隔离(通过各种隔离元件)。隔离元件 包括但不限于在印刷电路板(PCB )中分离初级24和次级26中的轨道的 分离机构、变压器22中的电隔离、光耦合器或其它适当的设备。初级24 可包括变压器22的初级线圈22a，而次级26可包括变压器22的次级线圈 22b 。逆变器模块14可包括由金属(可考虑其它电导性材料)构成的壳体 25。初级24和次级26通常位于逆变器模块14内。第一连接器16可位于 交通工具中仪表板的中央堆积(stack)区内。绝缘的布线电缆可耦合到第一 连接器16和逆变器模块14,以实现其间的电通信。可定位壳体25,以便与交通工具中的表面产生足以建立到地表的适当 接地的接触。在一个实例中，壳体25可耦合到交通工具底盘(例如，见 底盘连接28 )。底盘连接28通过轮子(未示出)耦合到地。轮子可包括如 R、化表示的小电阻。连接27在壳体25和功率源12的负馈电之间形成。如上所述，次级 26 /人初级24隔离。这样的隔离通常指如下情况最小漏电流在初级24和 次级26之间流动，同时逆变器模块14将DC电压输入转换成AC电压输 出。通过/人初级24隔离次级26，这样的情况也/人负々贵电的连接27和底盘 连接28隔离次级26。 如果次级26没有从初级24适当地隔离，则电路闭 合时大量漏电流可在初级24和次级26之间流动。在用户20 4妻触第一连 接器16的负插脚的情况下，这样的情况可能伤害用户20。图2描绘了可能出现在逆变器系统10内的各个内部电阻点(RP1 、RP2、RP3和RP4 )。各个内部电阻点RP1 、 RP2 、 RP3和RP4的欧姆值确定在初 级24和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于交通工具的逆变器系统，所述逆变器系统包括：　壳体；　初级，其位于所述壳体内并配置成从能量功率源接收第一电压信号，以产生第二电压信号；　次级，其位于所述壳体内并配置成响应于所述第二电压信号而产生第三电压信号，其中所述 初级和所述次级中的至少一个级限定至少一个电阻点，以响应于产生所述第三电压信号而释放漏电流；以及　故障检测电路，其配置成电耦合所述初级和所述次级，以向所述次级提供所述第二电压信号，并测量所述第三电压信号的一部分，以确定通过所述至少一个电 阻点释放的所述漏电流是否在预定的电流范围内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：艾伯特特伦奇斯迈格纳，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]