电路断路器的电子跳闸单元制造技术

本发明专利技术涉及电路断路器的电子跳闸单元，具体而言，提供了一种电子跳闸单元（２０），其包括处理单元（２２）和比较电路（２４）。处理单元（２２）接收输入电压（ＶＣＣ）以及使电子跳闸单元（２０）复位的复位信号（ＲＥＳＥＴ），并在所感测的电子跳闸单元（２０）的电流超过预定的阈值时产生跳闸信号（ＴＳ）。比较电路（２４）包括第一比较器（３８）和第二比较器（４６），第一比较器（３８）接收来自处理单元（２２）的跳闸信号（ＴＳ），并将跳闸信号（ＴＳ）与基于复位信号（ＲＥＳＥＴ）而确定的预定的参考电压（ＶＲＥＦ）进行比较，第二比较器（４６）将电源（１１）所产生的电压与预定的参考电压（ＶＲＥＦ）进行比较。比较电路（２４）基于第一比较器（３８）和第二比较器（４６）的比较结果而确定跳闸信号（ＴＳ）是否针对有效的跳闸事件。？

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电子跳闸单元。更具体地说，本专利技术涉及一种电子跳闸单元，其能够消除低功率下的电子跳闸单元中的有害的跳闸。
技术介绍
电子跳闸单元是一种控制电路断路器的智能装置。通常，微处理器控制的电子跳 闸单元在诸如短路或过电流的电流故障状况下，自动地操作电路断路器。微处理器控制的 跳闸单元发生跳闸以断开电路，并从而中断电流。电子跳闸单元采用一种微控制器，该微 控制器将所感测的电流输入与预定值进行比较，并在所感测的电流超过预定值时产生跳闸 脉冲。然后使用所产生的跳闸脉冲来开启金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)，该 M0SFET激励螺旋管/通量移相器以使电路断路器跳闸。 常规的电子跳闸单元存在着若干问题。 一个问题是电子跳闸单元可能出现有害的 跳闸，这可能是由微控制器的故障或在低功率下来自微控制器端口的假信号造成的。也就 是说，在电子跳闸单元的固有功率模式的期间，当电子跳闸单元的电压在微控制器处于复 位(RESET)反复(toggling)状况(S卩，当复位信号不稳定且在高低值之间变化时)的范围 内时，印刷电路板(PCB)的噪声拾取沿着微控制器至MOSFET的栅极之间。因此，需要一种 滤去微控制器的假信号和PCB噪声以确保跳闸信号基于有效的故障情况的电子跳闸单元。
技术实现思路
本专利技术的一个示范性的实施例提供了一种电路断路器的电子跳闸单元。电子跳闸 单元包括处理单元和比较电路。处理单元接收输入电压以及使电子跳闸单元复位的复位信 号，并在所感测的电子跳闸单元的电流超过预定的阈值时产生跳闸信号。比较电路包括第 一比较器和第二比较器，第一比较器接收来自处理单元的跳闸信号，并将跳闸信号与基于 复位信号而确定的预定的参考电压进行比较，第二比较器将电源所产生的电压与预定的参 考电压进行比较。比较电路基于第一比较器和第二比较器的比较结果而确定跳闸信号是否 针对有效的跳闸事件。 本专利技术的另一示范性的实施例提供了一种控制电路断路器的电子跳闸单元的方 法。该方法包括当所感测的电子跳闸单元的电流超过预定的阈值时通过电子跳闸单元的处 理单元产生跳闸信号，通过第一比较器将跳闸信号与预定的参考电压进行比较，通过第二 比较器将电源所产生的电压与预定的参考电压进行比较，以及当跳闸信号和电源所产生的 电压超过预定的参考电压时确定跳闸信号针对有效的跳闸事件。 通过本专利技术的示范性的实施例的技术可实现其他的特征和优点。本专利技术的其它的 实施例和方面在本文中被详细地描述，并被认为是所要求保护的本专利技术的一部分。为了更 好地理解本专利技术及其优点和特征，可参照说明书和附图。附图说明 图1是可以在本专利技术的实施例中实施的电路断路器的示意图。 图2是可以在本专利技术的实施例中实施的图1的电路断路器的电子跳闸单元的示意 图。 图3是可以在本专利技术的实施例中实施的图2的电子跳闸单元的比较电路的电路示 意图。 图4是可以在本专利技术的备选实施例中实施的图2的电子跳闸单元的比较电路的电路示意图。 部件列表 10电路断路器；11电源；20电子跳闸单元；22处理单元；24比较电路；26开关装 置；30额定插头；36致动器；38第一比较器；40滤波电路；42电阻分压器；46第二比较器； 48逻辑门；50带通滤波器；52比较器；RESET复位信号；R1电阻；R2电阻；R3电阻；R4上拉 电阻；R5上拉电阻；R6电阻；R7电阻；C1电容器；C2电容器；C3电容器；TS跳闸信号；VCC输入电压；VHR干线高压(voltage high rail) ;VREF预定的参考电压；V0UT输出电压；具体实施例方式现转到更详细的附图，将可以看出在图1中有电路断路器IO，该电路断路器包括 电子跳闸单元20和耦合到电子跳闸单元20上的额定插头30。电路断路器10的跳闸单元 20在必要时发生跳闸以断开电路，并从而中断电流。额定插头30设定额定电流并向电子跳 闸单元20供给规定的额定电流，该额定电流是在各个单相期间电子电路中所允许的最大 持续电流。电路断路器10中的电流变压器(CT)(在多相系统中与电流的各个相位结合一 个)(未显示)向电子跳闸单元20提供电流。电流被发送至印刷电路板(PCB)(未显示)， 并被整流且被用来对干线高压(VHR)电容器(未显示)充电，该电容器是输入电容器。横 跨输入电容器的电压，例如VHR电压，由电压调节电路(未显示)进行调整，该电压调节电 路确保VHR电压在正常工作下处于预定电压限制内。因此，根据本专利技术的一个实施例，电 压由电源11产生(例如，如图2中所示)。电源11可以是以上提到的电路断路器10中的 CT，或者是位于电路断路器10之外的外部电源。该电压代表了电源ll的稳定性。此外，还 向PCB和致动器(如图3中所示)提供电压以在必要时使电路断路器10跳闸。出于图中 的图示的目的，在这里讨论了 VHR电压，然而，本专利技术并不限于此。 图2图示了可以在本专利技术的实施例中实施的电子跳闸单元的示意图。如图2中所 示，电子跳闸单元20包括处理单元即微控制器22、比较电路24以及开关装置26。微控制 器22接收输入电压VCC和通电复位信号RESET以使电子跳闸单元复位，并在所感测的电路 断路器10的电流超过预定的阈值时产生跳闸信号TS。根据本专利技术的一个示范性的实施例， 复位信号RESET来源于输入电压VCC或电压复位监视集成电路(未显示)。如果复位信号 RESET来源于输入电压VCC，那么，使用RC延迟充电电路，通过比较器(未显示)将复位信 号RESET与输入电压VCC进行比较。只有当RC延迟充电电路的电压高于约4. 6V时，比较 器的输出将为高电平。备选地，如果复位信号RESET来源于电压复位监视IC，那么，电压复 位监视IC的输出在输入电压VCC升高至约4. 6V之上时为高电平，在输入电压VCC下降至 约4.6V之下时为低电平。根据一个示范性的实施例，输入电压VCC约为5V。此外，根据一个示范性的实施例，输入电压VCC来源于VHR电压。 根据一个示范性的实施例，比较电路24接收来自微控制器22的跳闸信号TS并确 定由微控制器22产生的跳闸信号TS是否基于有效的跳闸事件或无效的跳闸事件，该有效 的跳闸事件例如为短路、过电流或接地故障等，该无效的跳闸事件例如为微控制器故障或 假信号以及PCB迹线的噪声拾取。微控制器22的跳闸脉冲引脚连接到比较电路24上。根 据一个实施例，比较电路24包括第一比较器38(如图3中所示)和第二比较器46(如图3 中所示)。以下将参照图3描述比较电路24的详细说明。 此外，如图2中所示，电子跳闸单元20还包括开关装置26和致动器36(如图3中所示)，开关装置26在比较电路24的输出代表有效的跳闸事件时接收来自比较电路24的跳闸信号TS，致动器36在确定已发生有效的跳闸事件时接收来自开关装置26的跳闸信号TS并使电路断路器10跳闸。根据一个示范性的实施例，开关装置26例如为金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)、可控硅整流器(SCR)或绝缘栅双极性晶体管(IGBT)。然而，本专利技术并不限于此，可以使用任何合适的开关装置。现将参照图3描述图2中所示的比较电路24的说明。 图3是电路示意图，其图示了可以在本专利技术的实施例中实施的图2的比较电路。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子跳闸单元（２０），包括：处理单元（２２），接收输入电压（ＶＣＣ）和复位信号（ＲＥＳＥＴ），并在所感测的所述电子跳闸单元（２０）的电流超过预定的阈值时产生跳闸信号（ＴＳ）；以及比较电路（２４），包括：第一比较器（３８），接收来自所述处理单元（２２）的所述跳闸信号（ＴＳ），并将所述跳闸信号（ＴＳ）与基于所述复位信号（ＲＥＳＥＴ）而确定的预定的参考电压（ＶＲＥＦ）进行比较；和第二比较器（４６），将电源（１１）所产生的电压与所述预定的参考电压（ＶＲＥＦ）进行比较，其中，所述比较电路（２４）基于所述第一比较器（３８）和第二比较器（４６）的比较结果而确定所述跳闸信号（ＴＳ）是否针对有效的跳闸事件。

【技术特征摘要】
US 2008-9-12 12/209672一种电子跳闸单元(20)，包括处理单元(22)，接收输入电压(VCC)和复位信号(RESET)，并在所感测的所述电子跳闸单元(20)的电流超过预定的阈值时产生跳闸信号(TS)；以及比较电路(24)，包括第一比较器(38)，接收来自所述处理单元(22)的所述跳闸信号(TS)，并将所述跳闸信号(TS)与基于所述复位信号(RESET)而确定的预定的参考电压(VREF)进行比较；和第二比较器(46)，将电源(11)所产生的电压与所述预定的参考电压(VREF)进行比较，其中，所述比较电路(24)基于所述第一比较器(38)和第二比较器(46)的比较结果而确定所述跳闸信号(TS)是否针对有效的跳闸事件。2. 根据权利要求l所述的电子跳闸单元(20)，其特征在于，当所述跳闸信号(TS)和所 述电压超过所述预定的参考电压(VREF)时，所述比较电路(24)的输出为逻辑高电平，有利 于所述跳闸信号(TS)的传输以使所述电路断路器(10)跳闸。3. 根据权利要求2所述的电子跳闸单元(20)，其特征在于，还包括开关装置(26)，在所述比较电路(24)的输出代表有效的跳闸事件时，接收来自所述比 较电路(24)的所述跳闸信号(TS);以及致动器(36)，接收来自所述开关装置(26)的所述跳闸信号(TS)，并使所述电路断路器 (10)跳闸。4. 根据权利要求3所述的电子跳闸单元(20)，其特征在于，所述开关装置(26)包括金 属氧化物半导体场效应晶体管、可控硅整流器以及绝缘栅双极性晶体管中的至少一个。5. 根据权利要求3所述的电子跳闸单元(20)，其特征在于，当所述比较电路(24)的输 出为逻辑低电平时，所述比较电路(24)确定所述跳闸信号(TS)基于无效的跳闸事件。6. 根据权利要求l所述的电子跳闸单元(20)，其特征在于，所述比较电路(24)还包括第一比较器(38)，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：SR托普查拉，CB威廉斯，SR科马拉沃卢，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]