專利名稱：用于電弧故障檢測的系統(tǒng)、設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉朋于電弧故障檢測的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。
技術(shù)背景美國專利No. 6， 459， 273 (Dollar)的全文被弓間于此以作參考，其講 述了 "用于具有電導(dǎo)體(14)的系統(tǒng)的濺射電弧故障檢測器(10)，該電導(dǎo)體 向負(fù)載導(dǎo)電"。鵬寸電弧故障檢測器包括與導(dǎo)體連接的電纟雄測器(64)，該電 流監(jiān)測器響應(yīng)于導(dǎo)體中電流狀態(tài)，產(chǎn)生可變信號。電平檢測器(58)與電流監(jiān) 測器相連，并且當(dāng)可變信號艦第一電平時產(chǎn)錢一脈沖。級別檢測器(62) 與電流監(jiān)測器相連，并M"可變信號級別的fflil增，行響應(yīng)。當(dāng)可變信號超 過第二電平時，級別檢測器產(chǎn)生第二脈沖。電弧檢驗器(48)連接于電平檢測 器和級別檢測器，對第一脈沖和第二脈沖進(jìn)行合成，然后當(dāng)合成后的脈沖超過 第三電平時產(chǎn)生故障信號。"參見該專利的摘要。美國專利No. 6， 707， 651 (Elms)的全文被弓l用于此以作參考，其講述了 "用于電弧故障或接地故障跳閘單元的跳閘信號發(fā)生器包括兩^Mr入，這兩個輸入分別電連接于電弧故障檢測電路和接地故障檢測電路的兩，出。第二 輸入電連接于半導(dǎo)體開關(guān)裝置的正極，例如，三端雙向可控硅開關(guān)(triac)或 者可控硅整流器(SCR)，其驅(qū)動跳閘螺線管的跳閘繞組。 一個電路對電源的 輸出進(jìn)行監(jiān)測，并且當(dāng)電源輸出是可操作的時提供輸出。當(dāng)電源進(jìn)行輸出、兩 個第一輸A^—有效并且第二輸入無效時，跳閘邏輯電路驅(qū)動半導(dǎo)體開關(guān)裝置 的一個門電極。"參見該專利的摘要。 發(fā)明內(nèi)容某些示例性實施例包括一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括配置成提供輸出信號的專用 集成電路。輸出信號雨己置成使電路中的體響應(yīng)于檢測至啲故障而跳閘。專 用集成電路可包括纟鵬傳麟。專用集成電路可配置成響應(yīng)于t驢傳感翻幌 的》鵬，校正至少一個測得的電值。某些示例性實施例包括一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括配置成樹共輸出信號的專用 集成電路(ASIC)。輸出信號TO己置成使電路中的裝置在檢觀倒故障時跳閘。專用集成電路可包括M傳，。專用集成電路TO置成響應(yīng)于 ，傳S^測得的鵬，校IEM少一個測得的電值。某些示例性實施例包含用于電弧故障電路中斷和/或接地故障電路中斷的電路。該電路可包含特定設(shè)計的ASIC元件，該ASIC元件肯^^收和處 自電弧故障傳感器和/或接地故障傳感器的信號，識別是否發(fā)生了故障和/或如 果發(fā)生故障，貝撥出輸出信號使電路跳閘，等等。基于這種ASIC的系統(tǒng)可具有相對簡單的結(jié)構(gòu)。M:例如加電復(fù)位、電平和定時控制、帶有持續(xù)時間檢查 的大信號事件、片上精確調(diào)壓禾n/^^補(bǔ)償功能等措施，可增強(qiáng)該電路的性能， 其中纟鵬補(bǔ)償功能可校正一個或多個傳^l讀數(shù)和/或故障閾值。某些示例性實施例包含加電復(fù)位功能，其可酉虛成避免在系統(tǒng)加電期間發(fā) 生亂真跳閘。加電復(fù)位功能TO虔成忽略一個或多個傳麟讀數(shù)和/或運算，這些讀數(shù)秒^it算表示在系統(tǒng)啟動期間的預(yù)定時間周期內(nèi)發(fā)生了故障。片iiU^傳繊可補(bǔ)償一個或多個測得的電值和/或與故障輸入電路相關(guān)的閾働蹄啲由 溫度導(dǎo)致的變化。因為某些實施例中用于故障檢査的傳，可掛共與^^成線 性變化的信號，并且從故障檢測傳繊到電弧檢測器的信號調(diào)節(jié)電路也可與溫 度成線性變化，所以片上a^傳繊的線性類型可用于故障檢領(lǐng)啲傳感值和/或 閾值電平的相對校正。電平和定時控制電路觀己置鵬不同的應(yīng)用或噪聲斜牛下盡魏免不必要 的亂真跳閘。電平和定時控帝他路可采用聯(lián)合的電平和信號持續(xù)時間的時間校驗，從而盡M免亂真跳閘。大信號事件控制電路可配置成允許某些示例性實施例對強(qiáng)電弧故障和/或接地故障作出非常艦的反應(yīng)。當(dāng)電弧故障禾n/或接地故障信號電平增大時，會 增加著火或發(fā)生致命電弧放電的危險。在這種情況下，需M"效的和非常迅速、片上調(diào)壓器會,對于相順單的電源設(shè)計麟電壓輸出。在ASIC內(nèi)進(jìn)行最佳的和精確的設(shè)計可M^和/或避M包含在示例性系統(tǒng)中的電阻進(jìn)行激光修 整處理。


參標(biāo)例性的附圖，m下頓某些示例性實施例進(jìn)行的詳細(xì)說明，可更 容易地 各種可能的實用和有益的實施例圖1是方框圖，標(biāo)系統(tǒng)1000的示例性實施例；圖2是灘圖，^t用集成電路(ASIC) 2000的示例性實施例；圖3是灘圖，表示系統(tǒng)3000的示例性實施例；圖4是，圖，^系統(tǒng)4000的示例性實施例；以及圖5愚凝呈圖，表示方法5000的示例性實施例。
具體實施方式
定義在本文中實際使用下列術(shù)語，所附的定皿用如下 一或一個至少一個。動作執(zhí)行某種^^力?；顒?一種動作、行為、步驟和域過程，或者這些動作、行為、步驟和/ 或過程的一部分。適于使得便于或者適合W定應(yīng)用或瞎況。適配器 一種設(shè)備，用于實現(xiàn)^g或系統(tǒng)中一個或多個元件中的不同部分 之間的操作兼容性。交流電在電路中每隔固定時間就反轉(zhuǎn)電流方向的電流。幅度體的大小。和域和…一起或者二者擇一。體 一種用于某種特定目的的儀器或設(shè)備。專用集成電路刻蝕皿印在芯片上的一套電子元件和元件之間的相互連 接電路，該芯片被設(shè)計用于執(zhí)行某種特定功能。 大約幾乎與...相同。電弧故障兩個頓多導(dǎo)體之間的放電，這種放電至少與預(yù)定的腿大小、電流大小禾n/或功率大小相關(guān)。關(guān)聯(lián)與.4目關(guān)的。自動工作或運行的方式實質(zhì)上與外界影響或者控制無關(guān)。例如 一旦在 視野內(nèi)"看見"人，自動照明開關(guān)可打開，而無需手工操作該照明開關(guān)。避免防止或者盡力ffiih^:生。纖進(jìn)行計算o育,至少在某些實施例中倉嫩。起因于由...引起。 電路電傳導(dǎo)路徑。斷路器適于自動斷開交流電電路的設(shè)備。 比較為了發(fā)現(xiàn)相鵬者差異而進(jìn)行檢查。 包括包含但不限于。 配置成會^MT^寺定功能。 連接結(jié)合自中在一起?？刂沏?行使命令和域決定性的影響；，際；按需求調(diào)整；和域調(diào)節(jié)。校正調(diào)整到更f始要求的值。可耦合的能夠結(jié)合、連接和/或縣在一起。耦合以某種方式連接。數(shù)據(jù)明確的信息i央，通常具有特定的或者預(yù)定的格式，和域被組織起 定義粒其概要、微或結(jié)構(gòu)。檢測感覺、察覺禾n/或識別。設(shè)備機(jī)器、機(jī)器產(chǎn)品和域難合。差動電流第一導(dǎo)體中第一電流與第二導(dǎo)體中第二電流之間的差異。 持續(xù)時間發(fā)生和域存在某種情況的時間周期的量度。 電的與電有關(guān)的。 能量可利用的功率。 故障電弧故障或接地故障。頻率在指定時間間隔內(nèi)發(fā)生特定周期U^的次數(shù)。增益信號的功率、電壓和域電流的增減，標(biāo)繊出與輸入的比率。 接地故障電氣體或電路對地短路。觸覺的涉及人類肌肉運動的感覺和/或人類的接觸感覺。許多潛在觸覺 鵬包括各種感覺，身體位置的感覺差異以賠少部分地以非視覺、非聽覺和 非嗅覺方式所感知的在時間的感覺變化，包括以下這些感覺有觸覺的(正接 觸的)織4、主動角級、緊握、壓縮、摩擦、牽引、滑動、拉伸、推動、扭轉(zhuǎn)、 石對童、擊穿、振動、運動、力口速、痙攣、脈動、定向、四肢定位、重力、紋理、 裂開、凹陷、粘稠、魏、辦、潮濕、鵬、導(dǎo)熱性和熱容量等。表示用于f際。信息設(shè)備會巨夠處理信息的任何設(shè)備，例如任何通用計算機(jī)和/或?qū)Ｓ糜?穀幾，這些計穀幾比如是個人計穀幾、工作站、服務(wù)器、小型計輙、大型機(jī)、 巨型計穀幾、計穀幾終端、膝上計穀幾、便攜計穀幾和域個人數(shù)字助理(PDA)、移動終端、藍(lán)牙設(shè)備、通信裝置、"智能"電話(比如類似Treo的設(shè)備)、消 息服務(wù)(比如黑莓(blackberry))接收器、傳呼機(jī)、傳真機(jī)、蜂窩電話、傳統(tǒng) 電話、電iS^備、禾1^七的微處理器或 制器和域周邊*^電路元件、ASIC 或其他的集成電路、硬件電子邏輯電路、比如離散元件電路和域PLD、 PLA、 FPGA或PAL等可編禾驟^I件，等等?？傊?，只要某種設(shè)備中具鋪限狀態(tài) 豐腦少倉,實現(xiàn)本文戶脫方法、結(jié)構(gòu)和域圖形用戶界面的1分，那么倒可這 樣的設(shè)備都可用作信息設(shè)備。信息設(shè)備可包括比如一個或多個網(wǎng)絡(luò)接口、 一個 或多個處理器、 一個或多4^含指令的存儲器和/或一個或多個輸A/輸出(I/O) 設(shè)備、 一個或多個與I/O設(shè)備耦合的用戶界面等元件。 輸入涉及向一種設(shè)備輸入的電。輸A/輸出(I/O)設(shè)備任何與感覺相關(guān)的輸入和/或輸出設(shè)備，比如聽覺 設(shè)備、視覺設(shè)備、觸覺設(shè)備、嗅覺設(shè)備和/或味覺設(shè)備，糊來說，這鎌入輸 出設(shè)備包括監(jiān)視器、顯示器、投影儀、頭頂顯示器、鍵盤、袖^^:、鼠標(biāo)、 車A^球、游戲桿、游戲,、滾輪、觸盤、觸板、指示器、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、 攝像機(jī)、照相機(jī)、掃描儀、打印機(jī)、觸覺設(shè)備、振動體、觸覺仿麟和/劍蟲 覺襯墊，還可能包括附屬于^i接于輸入輸出設(shè)備的端口。安裝在適當(dāng)皿連接或設(shè)置，并為^ffi作好準(zhǔn)備。 綜合確定總和。電平和定時控制電路 一個或多個電耦合的元件，這些元件酉擅成確定信 號幅度是否皿了第一預(yù)定閾值并且信號持續(xù)時間是否超過了第二預(yù)定閾值。機(jī)器指令適于使機(jī)器(比如信息設(shè)備)執(zhí)很寺定操作或?qū)崿F(xiàn)特定功能的 指示。機(jī)器可讀介質(zhì) 一種物理結(jié)構(gòu)，機(jī)器可從中獲取數(shù)據(jù)和域信息。機(jī)器可 讀介質(zhì)的例子包括存儲器、穿孔卡片等。 管理指導(dǎo)或控制?？梢灾辽僭谀承嵤├锌蓽?zhǔn)許和域允許。測量相對于某一標(biāo)準(zhǔn)，觀咄某事物的值。 機(jī)構(gòu)Kg成實ii^一功能的一個或多個元件。存儲設(shè)備 一種裝置，會嫩存儲如指令和域數(shù)據(jù)之類的模擬信息或數(shù)字 信息。存儲設(shè)備的例偉括非易失存儲器、易失性存儲器、隨機(jī)存取存儲器、 RAM、只游儲器、ROM、閃存、磁性介質(zhì)、石贜、軟盤、磁帶、光學(xué)介質(zhì)、光盤、高密度纖、CD、數(shù)字多用趟、勵和鄉(xiāng)余纖陣列等。存儲設(shè)備可耦M信息處理器，和/^ ^s于信息處理器執(zhí)行的指令(如本文公開的 實施例鵬。方法 一種用于完皿事的過程、步驟和/或相關(guān)目的集合。 中性電流配電系統(tǒng)中共用載流導(dǎo)體上的電流。 中性線路電流傳離配置源則量中性電流的設(shè)備或系統(tǒng)。 噪聲隨機(jī)的和/或間歇的非 {言號。亂真瑕U、司(nuisance trip):不必要的瑕^閘。 獲取接收、運算、確定和/或計算。片上線性離傳感器 一種駐留在集成電路上的設(shè)備或系統(tǒng)，它配置成提供^^鵬的值，該值與、鵬之間基本呈線性變化關(guān)系。振蕩電路 一個或多個電耦合的元件，配置成控制波形的頻率。 輸出產(chǎn)生和/或形成的某事物。輸出電路 一個或多個電耦合的元件，配置成向包含于電路中的設(shè)鍋供 相移(動詞)改變波形的相位。多個^m秒或大于一個的情況。電源 一個或多個電孝給的元件，酉遣成向設(shè)備^^統(tǒng)供電。 加電涉及在電路中啟動一個電流。力口電復(fù)位電路 一個或多個電耦合的元件，配置j^l重設(shè)否則會掛共跳 閘信號的系統(tǒng)或值，從而避免在加電期間跳閘。預(yù)定的預(yù)先^z:的。防止Plih^錢事件。信息處理器 一種用于執(zhí)行一個或多個預(yù)定任務(wù)的設(shè)備謝幾器可讀指令集 合。信息處理器可包括倒可硬件、固件和/或軟件，或者它們的總合。信息處理器可運用機(jī)械的、氣體的、水力的、電的、磁的、光的、信息的、化學(xué)的和/或 生物的原理、信號和域輸入來執(zhí)行任務(wù)。錢些實施例中，^3 作、分析、 修改、轉(zhuǎn)換、傳輸可執(zhí)行禾驕和/或信息設(shè)備所用的信息，和域?qū)⑦@對言息發(fā) 送到輸出裝置，信息處理器可根據(jù)這對言息進(jìn)行動作。信息處理器可用作中央 處理器、局部控制器、遠(yuǎn)禾鵬制器、并行控制器和域分布式控制器等。除非另 有說明，信息處理器可以是比如鵬制器和/或微處理器之類的通用設(shè)備，比如，位于加利福尼亞圣克拉拉的^^寺爾公司制造的Pentium IV系列微處理器。在某 ^#定實施例中，信息處理器可以是專用設(shè)備，比如專用誠電路(ASIC)或 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，該ASIC或FPGA己被設(shè)計成以在硬件和/或固件 實現(xiàn)本文公開實施例的至少1分。生產(chǎn)鵬蜮制造。鵬供應(yīng)禾P/或供給。ffi3I:非?？?，時間短于約20毫秒。反應(yīng)XtiW]進(jìn)行響應(yīng)。接收得到、取得、獲得和域被舒。 相沐跟...比較。呈現(xiàn)比如借助于任何視覺、聽覺和/劍蟲覺體，以繊、命令、文本、 圖像、聲音、柳頻、動畫和/ &妾等形式讓人感知，這些，比如，示器、監(jiān)測器、電子J鬆氏(electric paper)、視覺HA (ocular implant)、耳蝸禾IA (cochlear implant)、揚(yáng)聲器等等。重復(fù)地 一次又一次；反復(fù)地。作出響應(yīng)的對感應(yīng)和/或WM乍出反應(yīng)。傳繊適于自動進(jìn)行檢測鵬測的設(shè)備縣統(tǒng)。集合相關(guān)多個數(shù)量。信號可檢測至啲傳輸能量，比如脈沖或諸如電壓、電流或電場纟驢之類 的變動電量?？煽毓枵髌骶哂腥齻€端子的有源器件，作為門控二極管。仿真^:為另一事物的^或模型。仿真電路 一個或多個電耦合的元件，配置,生類似于表示電弧故障或 接地故障的波形的波形。狀態(tài)和描述設(shè)備和/或系統(tǒng)特征相關(guān)的信息(例如，開、關(guān)、出錯等)。 存儲通常在存儲器中存放、保存和/或保留 。 強(qiáng)表現(xiàn)為測得的電流幅度大于大約250安培。實質(zhì)上很対鍍上。支持承魏量，尤指從下向_ 受重量。系統(tǒng)機(jī)構(gòu)、設(shè)備、數(shù)據(jù)和/或指令的集合，該集合被設(shè)計成實現(xiàn)一種或 多種特定功能。^it:物質(zhì)樣本分子的平均動能的度量標(biāo)準(zhǔn)，按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸指定的計量單 位劍度標(biāo)。閾值 一個點，當(dāng)超過該點時會產(chǎn)生特定的效果或結(jié)果。 時延原因和原因的結(jié)束之間的時間間隔。 跳閘斷開電路；自動中斷電路中的電流。用戶4頓設(shè)備的倒可人、過程、設(shè)備、禾驕、協(xié)議禾P/縣統(tǒng)。 用戶界面向用戶呈現(xiàn)信息和域向用戶請求信息的任何設(shè)備。用戶界面至少包括文本元件、,元件、聲音元件、鵬元件、動畫元件禾n/繊覺元件之一。比如，文本元件可由打印機(jī)、監(jiān)測器、顯示器、投影儀^f共。比如， 圖形元件可由監(jiān)測器、顯示器、投影儀和/或可見指示設(shè)備提供，以光、標(biāo)記(flag)、信標(biāo)(beacon)等形式出現(xiàn)。比如，聲音元件可由揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)和/ 或其他產(chǎn)生和/或接收聲音的設(shè)^f共。比如，視頻元件或動畫元件可由監(jiān)測器、顯示器、投影儀禾n/或其他視覺設(shè)鍋供。比如，觸覺元件可由超低頻揚(yáng)聲器、振蕩器、有觸覺的激勵器、有觸覺的襯墊、仿難、鵬、袖^m、鼠標(biāo)、 車tt球、游7新、游戲鵬、滾輪、角tt、觸板、指示器和域其他的觸覺體 等提供。用戶界面可包括一個或多個文本元件，比如一個或多個字母、數(shù)字、 符號等。用戶界面可包括一個或多個圖形元件，比如圖形、圖像、圖片、圖標(biāo)、 窗、標(biāo)題欄、面板、圖表、+礎(chǔ)、繪圖、矩陣、表格、表單、日歷、大綱視圖、 框架、對話框、靜態(tài)文本、文灘、列表、選項表、彈出列表、下拉列表、菜 單、工具條、停靠條、復(fù)選框、單選按鈕、超鏈接、瀏覽器、按鈕、控件、調(diào) 色板、預(yù)覽面板、M、刻離、滑塊、滾動條、光標(biāo)、狀態(tài)欄、^a器和/或鵬條等。文本禾n/或圖形元件可用于對外形、背雜、背景鵬、邊界鵬、邊界厚度、前雜、字體、字體鵬、字體大小、對齊、行距、縮進(jìn)、最大數(shù)據(jù)長度、確認(rèn)、査詢、光標(biāo)類型、指針類型、自動控制大小、布局和/g寸等 的選擇、編程、校正、改變、指定鞭作。用戶界面可包括一個或多個聽覺元 件，比如音量控制、音調(diào)控制、速度控制、聲識#^和域一個或多個用于控 制音頻播放、速度、暫停、快進(jìn)、倒帶等的元件。用戶界面可包括一個或多個 視頻元件，比如用于控制視頻播放、速度、暫停、快進(jìn)、倒帶、放大、縮小、 旋轉(zhuǎn)種或傾斜等的元件。用戶界耐包括一個或多個動畫元件，比如用于控制 動畫播放、暫停、快進(jìn)、倒帶、放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、傾斜、顏色、離、鵬、 頻率、夕卜形等的元件。用戶界面可包括一個或多領(lǐng)覺元件，例如禾擁觸覺刺 激、推九壓力、振動、運動、位移、鵬等W元件。借助用…方法和域利用。電壓電路中倒可兩個導(dǎo)體之間的電j，。調(diào)壓器用于控制電路中電壓幅度的設(shè)備。波導(dǎo)致電能在介質(zhì)中逐步地從一點到另一點傳輸?shù)母蓴_、變化和/或事件。波形電壓和域電流隨著時間變化而變化的輪廓圖、圖表和域可禾財難。 圖1是系統(tǒng)畫0的示例性實施例的灘圖，該系統(tǒng)包括ASIC 1100中的電弧故P對tl/或接地故障檢測器。在中性線上4OT的電流傳,1600 TO己置成 用在電弧故障監(jiān)測中。差動電流傳繊1500用在中性線和導(dǎo)線上，雨3置成 用于接地故障監(jiān)測中。可向ASIC 1100跑共來自電流傳繊1600和/聽動電 流傳繊1500的輸入信號。在某些示例性實施例中，ASIC 1100邴遣成調(diào)節(jié) 信號、放大信號、檢測電弧故障、檢測接地故障、調(diào)整電壓、響應(yīng)于來自推式 測試開關(guān)的信號而測試系統(tǒng)1000的一個或多個元件、在加電期間重置故障檢 測計數(shù)器、補(bǔ)償電流傳繊1600和/鹺動電流傳繊1500的a^變化、和/ 或控制斷路器跳閘功能等。具有ASIC的電路中的一纟欣件1700，比如多個電 阻和多個電容器，可!細(xì)來控制和校準(zhǔn)電平或定時參數(shù)。系統(tǒng)1000的功率消 耗可以相當(dāng)?shù)?。系統(tǒng)1000可以包括具^f俞出電壓(比如在大約10伏到大約15 伏之間)的直流電源1800 (獨立電源或非ai電源)，并且雨己置成提供小于 大約15毫安的直流電流容量。ASIC 1100可酉遣成如果檢測到電弧故障或接地 故障，貝U產(chǎn)頓胸控制信號，該信號可驅(qū)動螺線管1200，從而麵機(jī),讕裝 置1300 ffijl打開開關(guān)1400，斷開與負(fù)載(未示出)連接的電源。圖2是ASIC 2000的示例性實施例的灘亂該系統(tǒng)兩己置成Mf共輸出信 號。輸出信號^1遣成使電路中的驢響應(yīng)于檢測妾啲故障而跳閘。ASIC 2000 可包括樹可合理的管腳數(shù)目，例如管腳數(shù)目為12、 14、 16、 18、 19、 20和/或 24等。管腳可按比如從Pl到P16的JiJ^Mfi1i號。對于包括16個管鵬己 置的某些示例性實施例，管腳和/或電路的分布和說明如下PI (REG):片上調(diào)壓器輸出(比如+5V直流)管腳和/或電路，可接 自片上調(diào)壓器2100的電流。片上調(diào)壓器2100可以是相對精確的直流電壓源， 用于ASIC 2000內(nèi)部的電弧故障信號調(diào)節(jié)電路2200和/或經(jīng)過Pl連接的ASIC 2000外部的第二電路(未示出)。片上調(diào)壓器2100可為芯片測試的目的而劍共 電能。P2 (PTT): —種用于觀賦輸入管腳和域電路的激勵，可以是用于常開開 關(guān)輸入信號的一種輸入。開幾通時，可向電弧故障檢測電路的輸入級產(chǎn)生仿 真電弧信號。如果被測元件正常工作，夷，么在P8 (SCR)管腳上產(chǎn)獨胸輸出 信號，從而斷開電氣系統(tǒng)和/或電耦合到該系統(tǒng)的負(fù)載的電力傳輸。這個管腳還 可用于元件或產(chǎn)品測試的目的。P3 (OSC):振蕩器控制輸入管腳和域電路，可配置成控制用于漏測試 電路的仿真波形頻率。管腳P3可電耦合于電容器，該電容器可影響波形頻率 并且可艦"AFOUT"管腳進(jìn)行校驗。P4 (GFINPUT):接地故障輸入管腳和/或電路，可用于來自差動電流傳感 器的輸入信號。P5 (GFOUT):接地故障輸出信號輸出管腳和域電路，可用于校準(zhǔn)ASIC 2000內(nèi)部的接地故障輸入信號放大電路的增益。在某些示例性實施例中，為了 ASIC 2000內(nèi)部的固定增益，可不向P5Jlf斜言號。管腳P5還可用于信號領(lǐng)賦的目的。P6 (POR):加電復(fù)位輸入管腳和域電路，可用于校準(zhǔn)或設(shè)置加電時延， 時延范圍通常是幾毫秒到大約100毫秒。P7 (GFDLY):時延輸入管腳和域電路，可用于體或調(diào)整來自于接地故 障檢測頓各的信號的時延。該時延觀置成避免亂真和域噪聲弓胞的瑕胸。P8 (SCR):可控硅整流器(SCR)控制輸出管腳和域電路，可用于控制 SCR的狀態(tài)。當(dāng)管腳P8的信號為高時，可導(dǎo)通SCR，并且可fflil螺線管的動徹敫活跳閘機(jī)構(gòu)。P9 (GND): ASIC 2000的接地管腳和/或電路。P10 (AFINT):電弧故障^^信號控制或調(diào) 1入管腳和/或電路。Pll (AFPHSHIFT):電弧故障信號相移輸入管腳禾n/或電路，可用于使ASIC2000內(nèi)部信號同步，便于電弧故Pt^測。P12 (AFOUT):電弧故障輸出管腳種或頓各，可用于校準(zhǔn)ASIC 2000內(nèi)部的電弧故障輸入信號放大電路的增益。某些示例性實施例為了ASIC 2000內(nèi)部的固定增益，可不向這個管腳提供信號。錢些示例性實施例中，這個管腳可用于信號測試的目的。P13 (AFINTISET):電弧故障綜合電流控制或設(shè)置輸入管腳和/或電路，可用于設(shè)置，準(zhǔn)信號電平。信號電平可影響已連接電路對電弧故障信號的靈P14 (AFINPUT):電弧故障輸入管腳和/或電路，可為中性線接收來自電 流傳繊的輸入信號。P15 (NEUT):用于電弧故障輸入管腳禾n/或電路的輸入管腳，可以用于中性線的電流傳自的接地端。P16 (VDD):直流(DC)電壓輸入管腳和/或電路，可接收大約10伏到 大約15伏之間的電壓。包含在ASIC 2000中的管腳可按倒可物理或邏歸ij^或排列方式實現(xiàn)。圖 2所描述的管腳和/或電^>布的 例僅僅是說明性的實施例，而不，發(fā)明 本質(zhì)的限制。針與ASIC 2000相關(guān)的管腳可電耦合到對應(yīng)的電路，i^t應(yīng)的電路配置 成傳輸種或處理與^h各自管腳關(guān)聯(lián)的信號。例她ASIC 2000可包括 加電復(fù)位電路，配置成避免在系統(tǒng)加電期間發(fā)生亂真跳閘； 一個電路，配置成為接地故障而接收輸入；一個電路，配置成控制電路的增益，該電路被配置為接收接地故障輸入信號.一個電路，配置成控制與接地故障輸入信號關(guān)聯(lián)的時延； 一個電路，配置成控制可控硅整流器的狀態(tài)； 一個電路，配置成控制電弧故(t^;一個電路，配置成移相電弧故障信號；一個電路，配置成控制為電弧故障接收輸入的電路的增益；一個電路，配置成控制電弧故障信號幅度；一個被酉歷成從中性線路電流傳S^收輸入的,；和域一個被配置為接收電弧故障輸入信號的電路，等等。ASIC 2000可包翻壓器2100，調(diào)壓器2100 ^JM己置成向ASIC 2000的內(nèi)部禾n/或外部的一個或多個電路和/或子電^i共相當(dāng)穩(wěn)定的電壓。調(diào)壓器2100樹共的電壓可超流電壓，電壓大小比如為20伏、18.2伏、15伏、12.1伏、10 伏、8.4伏、6伏、5伏、4.2伏、3.1伏、1.8伏、1,5伏，和/或電壓大小是這些值之間的任何值或者{對可子范圍。ASIC 2000可包括PTT信號發(fā)生器2840， PTT信號發(fā)生器2840可是波形 發(fā)生器頓各。PTT信號發(fā)生器2840可以是仿真電路，酉擅成向ASIC 2000的 輸入仿真表示電弧故障的信號。比如， 至頓賦(PTT)信號發(fā)生器2840的 輸出頻率可由連接于比如P3的電容，制和/或設(shè)置，并且如果從比如P2檢 測出信號發(fā)^人高到低的變化，那么啟動一個信號，禾口域?qū)⑦@個信號総到電 弧故障信號調(diào)節(jié)電路2200的輸入端。PTT信號發(fā)生器2840可包括仿真電路， 該仿真電路配置成向ASIC 2000的輸入仿真g指示電弧故障的信號?？梢皂?應(yīng)于用戶動作而產(chǎn)生信號，而這種用戶動作比如是按下按鈕向諸如P2的管腳 樹共輸入。PTT信號發(fā)生器2840可包括振蕩電路，該振蕩電路配置成控制仿真電路的仿^ 頻率。電弧故障信號調(diào)節(jié)電路2200可從電流傳ii^收輸入，該電流傳自配 置成基于M比如P14和P15以及PTT信號發(fā)生器2840 、^^中性線的電流而 獲取的信號。i織入可調(diào)節(jié)至斷需的電平，并且i^俞入代表真正的電弧信號。 該輸入可由電弧故障信號調(diào)節(jié)電路2200 ^!U電弧故障檢測扭各2300，以便 進(jìn)行事件分析。ASIC 2000可包括鵬?？?600，該傳繊可是片上傳繊。鵬傳感 器2600可劍共隨鵬緣性變化的、鵬信號。來自驗傳麟2600的驢信號 激鵬卜償后，可用于校正一個或多個信號禾喊閾值。ASIC 2000可包括用于電弧事件2500的閾值電平控制器，該控制器可接 自^^傳,2600的輸入信號。用于電弧事件2500的閾值電平控制器可校準(zhǔn)用于電弧故障檢測電路2300的閾值電平，從而補(bǔ)償由來自于電流傳感器 的輸入信號的變化導(dǎo)致的^^變化，該電流傳自電耦合于例如P4和/或P14。電弧故障檢測電路2300 ,己置成識別是否正在由電弧故障輸入發(fā)生電弧 事件，并且如果已經(jīng)確認(rèn)發(fā)生電弧，那么該電路可向接地故障信號調(diào)節(jié)電路2880 發(fā)送輸出信號，然后通過大信號事件控制電路2700或電平和定時控制電路 2800?？上蛱l控制頓各2940^^兆閘信號。比如，經(jīng)過PIO、 P11禾口/或P13 獲取的參數(shù)設(shè)置，可校卿胸控制頓各2940。來自鵬傳繊2600的信號可 影響跳閘控制電路2940。 Mil由PTT信號發(fā)生器2840錢的輸入信號，可測 i舒n/或 li正ASIC 2000的性能。大信號事# 制電路2700可包括辦賣時間校驗。在某些實施例中，大信 號事〗瞎制電路2700可用于監(jiān)測是否存在故障電平艦預(yù)定閾值的情況。如 果故障電平皿預(yù)定閾值，那么ASIC 2000 TO擅，IJ斷故障持續(xù)時間是否短 于預(yù)定^^賣時間。ASIC 2000兩歷成如果故障搟賣時間低于預(yù)定搟賣時間， 那么不向電氣設(shè)備發(fā)湖M司的信號，從而可M^不必要的瑕讕或舌L真跳閘的概 率。否則，通娜胸控制電路2940樹共的信號，具有特定電平的真正故障信 號可導(dǎo)致斷路體非常鵬i艄嗣。例如大信號事4權(quán)制電路2700則己置自強(qiáng)電弧故P對n/或接地故障作出快速反應(yīng)。電平和定時控制電路2800可處理故障信號，這種故障信號的特征在于幅 度不夠高，使大信號事f^制電路2700無法進(jìn)行處理。故障信號可表明一種 故障情況，這種情況可能在一個預(yù)定的時間量內(nèi)存在。為高電平事件而產(chǎn)生跳 閘信號的時間量可以較短些，而為低電平事件而產(chǎn)生跳閘信號的時間量可以較 長些。定時可以由經(jīng)過P7所獲得的輸入來校準(zhǔn)。電平和定日報制電路2800可 配置成防itt自于連接電路的接收信號中的噪聲弓胞亂真跳閘。電平和定時控 制電路2800可配置劇^收信號的幅度與預(yù)定幅度閾值進(jìn)行對比。電平和定 時控制電路2800可配置劍tS收信號的持續(xù)時間與第二預(yù)定,時間閾值進(jìn) 行對比。跳閘控制電路2940可以翻于控制可控硅整流器(SCR)的接口電路。 ASIC 2000可包括加電復(fù)位電路2900，該電路15]l己置j^ASIC2000和/或涉及 ASIC 2000的系統(tǒng)加電期間的短時間內(nèi)避免發(fā)生舌L真跳閘。這個短時間可以由 例如會S1管腳P6 Jif共的參M設(shè)置。圖3是系統(tǒng)3000的示例性實施例的方框圖，可包括ASIC3100， ASIC3100 與圖2的ASIC 2000類似。系統(tǒng)3000包含的全部電阻或電容器可用于配合緊 急情況、設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)或者過濾噪聲。系統(tǒng)3000可包括導(dǎo)線3200和中性線 3300。 M電流傳繊3400可測^^31中性線3300的電流。差動電流傳繊 3500可監(jiān)控導(dǎo)線3200和中性線3300之間的差動電流。系統(tǒng)3000可包括測試 按鈕3600的 ，其可向ASIC 3100衝共一個信號，^i青求測試系統(tǒng)3000 所包含的一個或多個元件。電源3700可向ASIC 3100供電。ASIC 3100的輸出 3750可^f共給SCR，以對SCR進(jìn)行控制。圖4是灘圖，標(biāo)系統(tǒng)4000的示例性實施例。系統(tǒng)4000可包括電弧校 對器4400、接地故障檢測器4500、電平校驗器4600和/或SCR緩沖器4700。 在某些示例性實施例中，可在如圖2的ASIC 2000這樣的ASIC中包含電弧校 對器4400、接地故障檢測器4500、電平校驗器4600禾n/或SCR緩沖器4700。圖5是流程圖，表示方法5000的示例性實施例。在糊5100，設(shè)計ASIC。 比如，ASIC可設(shè)計成提供一個輸出信號，該輸出信號設(shè)置成響應(yīng)于檢測到的 故障而使電路中的裝置跳閘。ASIC可設(shè)計成包括片上線性》鵬傳繊。ASIC可設(shè)計戯tJ/或麗度成響應(yīng)于片上線性驗傳/i^則得的鵬，校正至少一個測得的電值。ASIC可包括電平和定時控制電路，該電路配置成避免因來自該 電路的接收信號中的噪聲而產(chǎn)生亂真跳閘。電平和定時控制電路TO擅劍每接收信號的幅度與預(yù)定幅度閾值進(jìn)行對比。電平和定時控制電路可設(shè)計成禾n/或配置成將接收信號的持續(xù)時間與預(yù)定時間閾值進(jìn)行對比。ASIC可設(shè)計成包括一個或多個電路，這些電路配置成提供一個或多^il入信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換。例如ASIC可配置録電流傳ii^收模擬形式的輸入信號。ASIC可包括將輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字^^形式的電路。在^S力5200，可以生產(chǎn)ASIC?？刹捎胇i可制造方法妒ASIC?？膳?:用于光刻蝕法的光刻掩膜的方^*生產(chǎn)ASIC。生產(chǎn)ASIC可包括濕嫩lj和/或^pt蟲刻、等離子體灰化、熱處理、化學(xué)氣相淀積、物理汽相淀積、M束外延、電鍍、化學(xué)機(jī)MM光、晶片測試、晶片背磨、沖切、集成電路焊接、集 成電路封裝禾n/或倒可其他本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的處理技術(shù)等。在活動5300， ASIC可被安裝為電弧故障和/或接地故障保護(hù)系統(tǒng)的一部分。該系統(tǒng)可包括帶有連接負(fù)載的電路。該系統(tǒng)可包括配置成測量中性線上的電流的電流監(jiān)測器。該系統(tǒng)可包括酉ea成測量導(dǎo)線和中性線之間差動電流的差動電流監(jiān)測器。這個系統(tǒng)可包括ASIC，該ASIC可電耦合至鵬^閘體，跳閘體配置成響應(yīng)于檢測到的電弧故卩對n/或接地故障使設(shè)備跳閘，從而停止電路 中的電流。在$輸5400，可以測試ASIC。 fflil自動產(chǎn)生的波形，可測試ASIC的電 弧故障性能。自動產(chǎn)生的波形可被產(chǎn)生以響應(yīng)于已檢測到的電弧故障，對系統(tǒng) 所包含的一個或多個設(shè)備的固有性會繼行校驗。在某些示例性實施例中，可測 試ASIC響應(yīng)于接地故障的固有性能。標(biāo)mt也故障的信號可以被ASIC仿真， 和/或被提供給ASIC，從而觀賦響應(yīng)于接地故障的固有性能。ASIC可向一個 或多個電氣裝置掛共輸出信號，這些電氣裝置配置成停ll^膽接的電路中的電 流。在活動5500，可獲得電測量值。例如可獲得中性線電流測量值和域?qū)?線與中性線之間的差動電流測量值。在^赫5600,基于艦ASIC的電測量值，可在電路中檢測到故障。ASIC可按與風(fēng)險相稱的比率響應(yīng)于已檢測至啲故障，該風(fēng)險與故障的電平和^^賣時 間相關(guān)。響應(yīng)于檢測到的故障，ASIC可提供一個信號，請求停止電路中的電 流。響應(yīng)于該信號，可使設(shè)備跳閘，并且使電路去能。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀±^某些示例性實施例的詳細(xì)說明和附圖，可以 很容易地明白其他實用、有效的實施例。應(yīng)當(dāng)理解，可能出現(xiàn)各種變化、修改 和其他實施例，因而所有這酸化、修改和實施例都被認(rèn)為是落A^申請的精 神和范圍內(nèi)。因此，不管本申請的任一部分的內(nèi)容(例如，標(biāo)題、技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、 概要、說明書摘要、附圖等)，除非通過明確定義、聲明或論證等來明確地指 出相反內(nèi)容，否則，無論是否是本申請、和域倒可要求優(yōu)先權(quán)的申請中的權(quán)利要求，也無論是否是原始提出的，就權(quán)利要求而言不需要包含任何特定描述或說明的特征、功能、糊、^;件，倒可特定 的^^| 或扭可特定的元件相互^^;樹可元件tN"集成、分離禾n/或復(fù)制；招可^^力者阿重復(fù)，M多個實^l行和域在多個權(quán)限中執(zhí)行；以及任何活動或元件都可特別地除去，活動的順序可以變化，和域元件的相互關(guān)系可以變化。因此，說明書和附圖實質(zhì)上是說明性的，而不是限制性的。另外，本文所述的任何數(shù)字或范圍，除非明確指出，否則這些數(shù)字和范圍都^ia似值。當(dāng)本文描述樹可范圍時，除非明確指出，否則這些范圍包括范圍內(nèi)的頓值以及其 全部子范圍。在這里被引作參考的^{可資料上的{封可信息(例如，美國專利、 美國專利申請、書籍、論文等)，只有那些與本文所述內(nèi)容和附圖沒有沖突的 信息才作為參考。如有沖突，包括使本文的fti可權(quán)利要求或要求優(yōu)先權(quán)的任何 權(quán)利要求無效的沖突，另I3么本文特別不弓閱這種被弓l作參考的資料中的招可這 種沖突信息。
權(quán)利要求
1. 一種系統(tǒng)，包括專用集成電路，配置成提供一個輸出信號，所述輸出信號配置成響應(yīng)于已檢測到的故障使電路中的設(shè)備跳閘，所述專用集成電路包括片上線性溫度傳感器，所述專用集成電路配置成響應(yīng)于所述片上線性溫度傳感器測得的溫度，校正至少一個測得的電值；以及電平和定時控制電路，配置成避免由來自于所述電路的接收信號中的噪聲所引起的亂真跳閘，所述電平和定時控制電路配置成比較所述接收信號的幅度和第一預(yù)定閾值，所述電平和定時控制電路配置成比較所述接收信號的持續(xù)時間和第二預(yù)定閾值。
2. 如權(quán)利要求i戶，的系統(tǒng)，戶;M專用集成^進(jìn)一步地包括加電復(fù)位電路，配置鵬系統(tǒng)加電期間避免亂真跳閘。
3. 如權(quán)利要求i戶腿的系統(tǒng)，戶脫專用集成電路M34—射也包括 仿真電路，配置成向所述專用集成電路的輸入仿真一個表示電弧故障的信號，戶腿輸入響應(yīng)于用戶的動作而產(chǎn)生。
4. 如權(quán)利要求i戶服的系統(tǒng)，戶;M專用集成電路Hit—步地包括 振蕩電路，配置成控制仿真^^各的仿真波形頻率。
5. 如權(quán)利要求i戶脫的系統(tǒng)，戶;M專用集成鵬M3t—步地包括 一個電路，酉遣成接鵬于接地故障的輸入。
6. 如權(quán)利要求l臓的系統(tǒng)，臓專用集成電路頓一對也包括 一個電路，配置成控制電路的增益，該電路被配置成接收接地故障輸入信號。
7. 如權(quán)利要求i戶做的系統(tǒng)，戶脫專用集成電路MiS—步地包括 一個電路，配置成控制與接地故障輸入信號相關(guān)的時延。
8. 如權(quán)利要求i戶腿的系統(tǒng)，戶;M專用集成鵬魏一步地包括 一個電路，配置成控制可控鵬流器的狀態(tài)。
9. 如權(quán)利要求i戶誠的系統(tǒng)，戶誠專用集成電路MS—步地包括 一個電路，配置成控制電弧故障餘。
10. 如權(quán)利要求i戶脫的系統(tǒng)，戶腿專用集成電路魏一對也包括一個電路，配置成移相電弧故障信號。
11. 如權(quán)利要求l戶脫的系統(tǒng)，臓專用集成電路^it一步地包括 一個電路，配置成控制電路的增益，該電路被配誠接收電弧故障的輸入。
12. 如權(quán)利要求l戶脫的系統(tǒng)，戶;M專用集成電路Mit—^itk包括 一個電路，配置成控制電弧故障信號幅度。
13. 如權(quán)利要求l戶腿的系統(tǒng)，戶;f^專用集成電路魏一與也包括 一個電路，配置録中性線電流傳ii^收輸入。
14. 如權(quán)利要求i戶服的系統(tǒng)，戶;f^專用集成電路魏一對也包括 一個電路，配置成接收電弧故障輸入信號。
15. 如權(quán)利要求i戶腿的系統(tǒng)，戶;M專用集成電路魏一與也包括 控制電路，配置自強(qiáng)電弧故障作出，反應(yīng)。
16. 如權(quán)利要求i戶脫的系統(tǒng)，戶服專用集成電路魏一對也包括 控制電路，配置艦接地故障作出鵬反應(yīng)。
17.如權(quán)利要求i戶腐的系統(tǒng)，戶腿專用集成電路魏一^i也包括 調(diào)壓器，配置jtAA^;f^專用,電^f共輸出電壓。
18. 如權(quán)利要求i戶腿的系統(tǒng)，魏一步地包括 電源。
19. 如權(quán)利要求i戶腿的系統(tǒng)，魏一步地包括 一種體，配置鵬戶腐電路中f妙艦設(shè)備跳閘。
20. 如權(quán)利要求i戶腿的系統(tǒng)，魏一步地包括 傳繊，配置航戶服電路中領(lǐng)糧中性電流。
21. 如權(quán)利要求i臓的系統(tǒng)，魏一射也包括 傳 ，配置,戶;M電路中測量差動電流。
22. —種方法，包括生產(chǎn)專用集成頓各，該電路配置成劍共一個輸出信號，戶;M輸出信號配置成響應(yīng)于已檢測至啲故障使敏各中的設(shè)備跳閘，戶艦專用誠電S飽括片上線性皿傳 ，戶，專用集成電路配M響應(yīng)于0M片上線性M^傳li^則得的驢，校正至少一個測得的電值；以及電平和定時控制電路，配置成避免由來自所述電路的接收信號中的噪聲所弓胞的舌L真跳閘，戶腿電平和定時控制電路配置成比^^腿接收信號的幅度和第一預(yù)定閾值，戶艦電平和定時控制電路配置成比^0M接收信號的持續(xù)時間和第二預(yù)定閾值。
23. —種專用誠電路，包括輸出電路，配置成樹共一錯出信號，戶誠輸出信號配置成響應(yīng)于已檢測到的故障使電路中的設(shè)備跳閘；片上線性M傳自，戶腿專用集成電路配置成響應(yīng)于戶;M片上統(tǒng)性^傳ii^則得的》鵬，M至少一個測得的電值；以及電平和定時控制電路，配置成避免由來自戶腿電路的接收信號中的噪聲所 弓胞的亂真跳閘，戶脫電平禾啶時控制電路配置成比^^腿接收信號的幅度和第一預(yù)定閾值，戶脫電平和定時控制電路配置成比^^M接收信號的持續(xù)時間和第二預(yù)定閾值。
全文摘要
某些示例性實施例包括一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括配置成提供輸出信號的專用集成電路。輸出信號可配置成使電路中的裝置響應(yīng)于檢測到的故障而跳閘。專用集成電路可包括溫度傳感器。專用集成電路可配置成響應(yīng)于溫度傳感器測得的溫度，校正至少一個測得的電值。
文檔編號G01R31/02GK101246195SQ20071009231
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月16日
發(fā)明者B·張, C·雷斯特雷波 申請人:西門子能量及自動化公司