專利名稱：給電路斷路器供電的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種提高電源的效率和性能的方法和系統(tǒng)，更具體地涉及一種將一致的電壓電平提供到多電極(multiple-pole)電路斷路器中的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
保護住宅區(qū)環(huán)境的電路斷路器通常為本領(lǐng)域公知并由電氣標(biāo)準(zhǔn)(electrical code)來規(guī)范。對住宅區(qū)電路斷路器的接地故障保護(groundfault protection)以及電弧放電故障電路斷流器(arcing fault circuitinterrupter)也為本領(lǐng)域公知。在配電系統(tǒng)中使用電弧放電故障電路斷流器以在存在電弧放電故障型電流流動時使電路“跳閘(trip)”。例如，當(dāng)在載流相位(current-carrying phase)和中線相位(neutral phase)之間形成了超過電氣標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的指定閾值的電弧時電弧放電故障的條件存在。
具有接地故障和電弧放電故障電路切斷功能的電路斷路器依賴于電子跳閘單元(electronic trip unit)，并且通常使用內(nèi)部電源為其供電。
電氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了故障電路斷流器加電后最大時間間隔的限制，在該時間間隔內(nèi)跳閘單元必須響應(yīng)于故障條件而起動。包括電源充電時間在內(nèi)的該時間間隔通常不超過25毫秒。對電源充電通常耗費該時間間隔的大部分，這要求電力接通(turn-on)時間相當(dāng)快。但是電源的快速充電，結(jié)合以電路中的高阻抗水平，會在電路中產(chǎn)生大量不需要的熱量。這樣，期望的是內(nèi)部電源對電子跳閘單元加電(power up)盡可能快，而同時減少快速加電后導(dǎo)致的電源內(nèi)穩(wěn)態(tài)熱量產(chǎn)生。
電路斷路器內(nèi)的跳閘單元電源通?？梢詮呐渲秒娐窋嗦菲鱽肀Ｗo的電力線直接得到電力，或者從電力線周圍的變流器間接得到電力。有利的是維持對跳閘單元的一致供電而不管流過電力線的電流如何。由于變壓器僅在電流流動期間生成電勢，所以其在期望的給跳閘單元電源提供一致電力上無效。因而，通常直接從電力線電壓對電路斷路器的跳閘單元電源供電。
現(xiàn)有的用于電路斷路器的電源沒有解決上述有關(guān)對快速充電能力同時避免電路內(nèi)生成過多熱量的需要。此外，因為一致供電的電路斷路器的優(yōu)點，所以由于前面所述的原因不應(yīng)從變流器對其供電。因而，從電路斷路器正保護的電力線直接對電路斷路器供電是有益的。這樣，需要具有對電路斷路器的跳閘單元一致供電、減少電路中產(chǎn)生的熱量、并且提高電路“接通”(或加電)時間的速度和一致性的電源。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的實施例提供了一種用于提高電源的效率和性能的方法和系統(tǒng)，更具體地，提供了一種方法和系統(tǒng)，其將一致的電壓電平提供到多電極電路斷路器中，減少了生成的熱量并且提高了“接通”時間的速度和一致性。
在本發(fā)明的一個實施例中，一種用于改變波形的電源包括用于接收至少一個具有第一和第二分量的波形的電路。提供了用于改變第一分量的電壓的電路。還提供了用于輸出包括來自電壓改變電路的輸出的波形的裝置。
在本發(fā)明的另一實施例中，一種用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的電源包括至少一個第一接線端、至少一個中性點、至少一個第二接線端、至少一個接地點。在至少一個第一接線端、至少一個中性點、至少一個第二接線端、至少一個接地點之間配置了多個二極管。電壓調(diào)節(jié)器具有輸入、第一輸出和第二輸出。該輸入和第一輸出與多個二極管的至少一個串行連接。第二輸出連接到至少一個第一接線端、至少一個中性點、至少一個第二接線端、至少一個接地點中的至少一個。
在另一實施例中，一種用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的電源橋包括用于接收至少一個交流電波形的至少一個第一接線端、中性點和接地點、用于輸出直流電的至少一個第二接線端、布置來從至少一個第一接線端傳導(dǎo)電流的第一二極管、布置來從接地點向至少一個第一接線端傳導(dǎo)電流的第二二極管。第三二極管被布置來從中性點向至少一個第二接線端傳導(dǎo)電流。第四二極管被布置來從接地點向中性點傳導(dǎo)電流。電壓調(diào)節(jié)器被布置來當(dāng)所述交流電波形的電壓小于選取值時從所述第一二極管接收電流并向至少一個第二接線端輸出電流。該電壓調(diào)節(jié)器還被布置來當(dāng)該至少一個交流電波形的電壓大于選取閾值時向接地點輸出電流。
在另一實施例中，一種電路斷路器包括外殼和外殼內(nèi)包括至少一對觸點的操作機構(gòu)。跳閘單元在外殼內(nèi)并連接到操作單元并被配置成連接到電子電路。跳閘單元還被配置成檢測電子電路內(nèi)的過電流并且一旦過電流發(fā)生就分開該至少一對觸點。跳閘單元包括連接到電子電路用于給跳閘單元供電的電源。該電源包括用于接收至少一個波形的至少一個第一接線端、至少一個中性點、用于輸出直流電的至少一個第二接線端、用作該至少一個第二接線端的電氣地的至少一個接地點、配置成對輸入到至少一個第一接線端的波形進行全波整流的多個二極管。還包括電壓調(diào)節(jié)器，其具有輸入、第一輸出和第二輸出。所述輸入和第一輸出與多個二極管中的至少一個串行連接，并且第二輸出連接到至少一個第一接線端、至少一個中性點、至少一個第二接線端、至少一個接地點中的至少一個。
在本發(fā)明另一實施例中，一種用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的方法包括下述步驟接收至少一個波形，該至少一個波形具有第一和第二分量；改變第一和第二分量之一的電壓極性；以及輸出包括來自第一和第二分量中的經(jīng)改變的一個的輸出和該第一和第二分量的另一個的波形。
在本發(fā)明另一實施例中，一種用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的方法包括下述步驟接收至少一個波形，該至少一個波形具有第一和第二分量；改變第一分量的電壓從而第一分量的極性與第二分量相同；將包括經(jīng)改變的第一分量和第二分量的電壓輸入的電壓降低到選取值之下；以及輸出經(jīng)降低的電壓。
在本發(fā)明另一實施例中，一種在接地故障條件發(fā)生時切斷電路的電路斷流器，包括跳閘機構(gòu)，被配置成電路內(nèi)一旦接地故障條件發(fā)生就切斷通過電路斷流器的電流的流動；以及電源，用于給跳閘機構(gòu)供電。該電源包括用于當(dāng)將不止一個電極提供給該電源時改變波形輸入的分量的電路并且其中給該電源提供基本相等的電壓。
從下面的說明書和權(quán)利要求并結(jié)合附圖，對本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，本發(fā)明的其它特征將變得更清楚。


參考下面的描述和附圖，前述優(yōu)點和特征，以及其它優(yōu)點和特征將變得清楚，在所述附圖中，類似的標(biāo)號表示類似的元件，其中圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電路斷路器；
圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的電源橋電路的示意圖；圖3圖示了本發(fā)明的電路斷路器的一個實施例的示意圖；以及圖4圖示了圖3所示的本發(fā)明的實施例中的在V型橋處的電壓輸出的波形示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明一般涉及一種提高電源的效率和性能的方法和系統(tǒng)，更具體地涉及一種將一致的電壓電平提供到多電極電路斷路器中的方法和系統(tǒng)。用于電路斷路器的電源通常具有穩(wěn)態(tài)操作并且耗散一定量的能量以維持所選擇的電力或電壓輸出。在使用低電力的一些方案中，存在所導(dǎo)致的較慢的啟動時間。在需要迅速加電的某些應(yīng)用中，也相應(yīng)地產(chǎn)生了較高穩(wěn)態(tài)的電力。但是，這經(jīng)常導(dǎo)致不期望的較高能量耗用。本發(fā)明通過由在6-二極管整流方案中放置線性調(diào)節(jié)器而提供低穩(wěn)態(tài)電力結(jié)合以快速啟動時間解決了這些折衷(tradeoff)問題。不使用該6-二極管整流配置，當(dāng)僅一個電極(pole)可用時僅有半波整流是可能的且導(dǎo)致較慢的啟動。6-二極管配置當(dāng)一個或多個電極可得時提供了全波整流。全波形整流將AC正弦波的負(fù)分量轉(zhuǎn)換為正，從而對正弦波的每個周期得到了兩個正分量。對于單電極電路斷路器，可以獲得全波整流，而對雙電極系統(tǒng)，存在全波整流和兩倍電壓。
這種配置允許從線電壓對住宅區(qū)AFCI和GFCI電路斷路器供電，而不需首先使用變流器(current transformer，CT)。這允許即使關(guān)閉負(fù)載且沒有電流流動也對電流斷路器供電。需要住宅區(qū)AFCI和GFCI電路斷路器監(jiān)控故障而不管負(fù)載電流如何。為了實現(xiàn)此任務(wù)，任何時候只要一個或多個電極可用就必須對該電路供電。CT只能在電流(負(fù)載)流過其時才傳送電流。因而，CT供電方案將不能無論負(fù)載電流如何都監(jiān)控故障。GFCI可以檢測出線路流入和流出之間小到5毫安的差別。如果差別大于5毫安，則將檢測到故障。也可以設(shè)置故障閾值使得安培數(shù)中的更大損失導(dǎo)致以減少的時間使電路跳閘。
參考圖1，電路斷路器10具有連接到導(dǎo)線線路8、9、12的接線端7，用于接收由具有交替的正、負(fù)分量的波形組成的交流電(AC)。在圖1中，導(dǎo)線線路12是中線或地線。電路斷路器10被容納在外殼(enclosure)11中，外殼11優(yōu)選地是模制塑料罩。電路斷路器10包括具有連接到線路8、9(常稱作“電極”)和中線12的電源14的跳閘單元15。電源14給同樣在跳閘單元15內(nèi)的電子跳閘機構(gòu)16供電。跳閘機構(gòu)16被配置成檢測其所連接到的電路斷路器的接地故障或電弧放電故障(也稱作過電流)的發(fā)生。一旦檢測到這樣的事件，跳閘機構(gòu)16引起觸點(contact)操作機構(gòu)18內(nèi)的觸頭20和22的分開，由此切斷故障電流并保護以免受故障的副面影響。因而，通過電子跳閘機構(gòu)16提供了電路斷路器10的切斷功能。
電氣標(biāo)準(zhǔn)限制電源14有關(guān)電弧放電或接地故障電路檢測的加電后的最大時間量，在該最大時間量內(nèi)必須使觸頭操作機構(gòu)18跳閘。該時間間隔包括電源充電時間并且通常不超過25毫秒。對電源14充電通常耗費該時間間隔的大部分，而僅為加電留有非常小的時間間隔。但是，達到快速加電的方法會導(dǎo)致電路中穩(wěn)態(tài)熱量產(chǎn)生增加。因而，對內(nèi)部電源14的快速加電的需要與減少快速加電之后與穩(wěn)態(tài)操作相關(guān)聯(lián)的熱量產(chǎn)生的需要相沖突。本發(fā)明通過限制流過晶體管的DC電壓以防止過量的熱量產(chǎn)生而解決了該沖突。
參考圖2，電源14的示意圖被圖示并稱作橋或整流電路。電源14包括圖示為D1-D6的6-二極管配置。為了對直流(DC)跳閘單元供電，通常需要對交流電(AC)線路電壓進行轉(zhuǎn)換。將交流電轉(zhuǎn)換成直流電需要使用整流器。整流器通常由諸如二極管或晶體管的半導(dǎo)體設(shè)備組成。交流電包括具有交替的正、負(fù)分量的波形。半波整流橋阻斷波形的負(fù)分量，從而得到僅具有正分量和半個周期持續(xù)時間的波形。全波整流橋使得波形的正分量不受影響地通過橋而將負(fù)分量反轉(zhuǎn)成正分量。因而，橋的輸出是僅具有正電壓的DC波形。通常，使電流通過橋的操作改變電壓極性并被稱為整流。
在圖2中，二極管對與給定的線路相關(guān)聯(lián)。例如，線路18連接到二極管D1和D2，線路29連接到二極管D3和D4，中線12連接到二極管對D5和D6。每個額外的線路應(yīng)該以類似于D3和D4的路徑在電路中添加額外的二極管對。本發(fā)明將一致的電壓電平提供到多電極(或多線路)電路斷路器中，而不管被供電的電極(或線路)的數(shù)目(其中每個電極提供一個波形)如何。提供了線性電壓調(diào)節(jié)器13，其可以具有輸入(V型跳閘)28、第一輸出(V型橋)26和第二輸出(AGND)25。V型跳閘28和V型橋26每個與至少一個二極管“串行”連接。第二輸出25如圖2所示經(jīng)由二極管D2、D4、D6連接到線路8和9、中線12、接地點24。在圖示的實施例中，晶體管31具有連接到V型跳閘28的集電極33和連接到V型橋26的發(fā)射極35。電阻器37具有連接到V型跳閘28的第一端和連接到晶體管31的基極39的第二端。齊納二極管41具有連接到電阻器37的第一端和連接到第二輸出25的第二端。如果到V型橋輸出26的電壓超過齊納二極管41設(shè)置的閾值，則晶體管31阻止或改變到V型橋輸出26的電壓和電流。該閾值通常在近似線路低(approximately linelow)和線路低峰值(102和145伏特)之間可調(diào)整。
在替換性實施例中，齊納二極管可用其它類型的參考電壓設(shè)備代替，諸如本領(lǐng)域公知的阻抗性分壓器。通過使用齊納二極管41來控制晶體管31的基極電壓，限制了輸出電壓26，這是因為基極電壓決定了發(fā)射極35處的電壓27。設(shè)置齊納二極管41的閾值或參考電壓低于單電極(或線路)的峰值電壓。這樣，如果中線12之間的電壓超過VBRIDGE，則有電流流過二極管D5，而如果VBRIDGE超出齊納二極管41的電壓閾值，則晶體管31截止。二極管D7保護晶體管31以確保發(fā)射極35的電壓27也不超過晶體管31的基極電壓。通常，大多數(shù)電路斷路器中的基極電壓是參考電壓。參考電壓通常盡可能高以確?？焖偌与?，但是小于低線路(low line)處特定相位的峰值電壓以防止晶體管中太多的電力耗散。否則，在多電極操作中，晶體管將永不截止并且將發(fā)生大的電力耗散。120VAC到145VAC(低線路RMS到低線路 的參考電壓通常用于120VAC的一個電極電壓。此外，線性電壓調(diào)節(jié)器13通常與諸如本發(fā)明中的二極管橋結(jié)合使用。如果發(fā)射極電壓等于或超過參考電壓，則線性調(diào)節(jié)器將截止。在一個實施例中，線性電壓調(diào)節(jié)器13可以包含在一個集成電路塊中。在其它實施例中，整流器可以由可控硅整流器(silicon-controlled rectifier，SCR)而不是二極管組成作為提供對V型橋的電流限制的橋中裝置。SCR可以是本領(lǐng)域公知的相位點火(phase-fired)SCR。在其它替換性實施例中，其它類型的線性電子設(shè)備可以用于對電壓整流，諸如本領(lǐng)域公知的MOSFET和IGBP晶體管。
參考圖3，圖示了根據(jù)本發(fā)明的電路斷路器10，其包括電源14。在本實施例中，螺線管30包含分別連接到線路8和線路9的兩個線圈32和34，并且代表本領(lǐng)域公知的兩電極螺線管。接地點36和中性導(dǎo)線12被二極管D6分開。通過激活可控硅整流器(SCR)44感應(yīng)跳閘電流，可控硅整流器(SCR)44位于跳閘電路中在晶體管31之前。該位置確保SFCI/GFCI電路斷路器的激活，因為螺線管30需要比晶體管31將流過的電流更多的電流。此外，為了確保當(dāng)僅通過單電極供電時螺線管30的激活，可以添加另一二極管D8以提供電流從中線12通過二極管D5通過二極管D8流到SCR 44流到D2或D4至給定電極的通路。
在本發(fā)明的該實施例中，SCR 44如同可導(dǎo)通和截止的二極管那樣操作。SCR常閉(或常開)。來自跳閘單元15的輸入電壓45發(fā)信號通知SCR 44跳閘，SCR然后導(dǎo)通并如同二極管那樣操作。一旦導(dǎo)通，SCR保持在“導(dǎo)通”狀態(tài)，直到電流流動停止，基于此SCR截止。當(dāng)SCR 44導(dǎo)通時，相對大的電流將流動，這給與螺線管30能量并觸發(fā)機械跳閘機構(gòu)18。
圖4圖示了通過利用橋電路“限制”或“改變”電壓而產(chǎn)生的波形。該波形表示16.6毫秒周期的波形(半周期8.3毫秒)。在“A”中所示的單相(one-phase)配置中，僅對單電極供電，諸如120VAC線路。這里波形“A”中限制的效果在106處示出(不受限制的波形在105處以虛線指示)。在交流電波形的正半周期期間(在101處示出)，從線路電壓通過晶體管31對V型橋26的電壓(來自圖3)供電。當(dāng)V型橋26的電壓達到齊納二極管41所設(shè)置的參考電壓時，晶體管31截止，由此如106處所示限制該電壓。在100，波形的負(fù)半周期，對電壓沒有限制。這里，中線12加電并且不受限制。
在如圖“B”所示的兩相(two-phase)配置中的水平分量104由齊納二極管41的調(diào)整來控制。當(dāng)V型橋26的電壓升高到超過參考電壓時，晶體管31截止。在波形中將該電壓電平圖示為水平線104。中性導(dǎo)線12不受限制，因而，當(dāng)中線電壓增加時，波形的V型橋26的電壓緩慢升高到一個電極的電壓峰值(對120VAC是170V)。在兩電極操作期間，設(shè)置參考電壓小于每個電極的峰值低線路電壓(即，每個電極為290VAC或145VAC)。晶體管31截止，并且從中線12提供V型橋26的電壓。
在本說明書中，為了說明的目的采用了美國通用的各種參數(shù)。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可用這些參數(shù)的其它值代替。本發(fā)明的方法和設(shè)備的操作是依賴于周期的，而不是依賴于頻率的。有時也使用每個電極100到277伏特的電壓，應(yīng)該理解本發(fā)明可適應(yīng)于與任何這樣期望的變更一起使用。此外，雖然就各種特定實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)可對本發(fā)明進行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于改變波形的電源(14)，所述電源(14)包括用于接收至少一個波形的電路，所述至少一個波形包括第一和第二分量；用于改變所述第一分量的電壓的電路；以及用于輸出包括來自所述電壓改變電路的輸出的波形的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源(14)，其中所述改變電路包括用于限制所述第一分量的電壓小于選取閾值的裝置。
3.一種用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的電源(14)，所述電源包括至少一個第一接線端(7)，用于接收交流電；至少一個中性點(12)，就所述至少一個第一接線端(7)而言是電中性的；至少一個第二接線端(7)，用于輸出直流電；至少一個接地點(12)，用作所述至少一個第二接線端(7)的電氣地；多個二極管，被配置在所述至少一個第一接線端、所述至少一個中性點(12)、所述至少一個第二接線端(7)、所述至少一個接地點(24)之間，以對所述交流電進行全波整流；以及電壓調(diào)節(jié)器(13)，其具有輸入(28)、第一輸出(26)和第二輸出(25)，所述輸入(28)和所述第一輸出(26)與所述多個二極管中的至少一個串行連接，并且所述第二輸出(25)連接到所述至少一個第一接線端(7)、所述至少一個中性點(12)、所述至少一個第二接線端(7)、所述至少一個接地點(12)中的至少一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源(14)，其中所述電壓調(diào)節(jié)器(13)還包括具有連接到所述輸入(28)的集電極(33)和連接到所述第一輸出(26)的發(fā)射極(35)的晶體管(31)；具有連接到所述輸入(28)的第一端和連接到所述晶體管(31)的基極(39)的第二端的電阻器(37)；以及具有連接到所述電阻器(37)的第二端、所述晶體管的基極(39)的第一端和連接到所述第二輸出(25)的第二端的齊納二極管(41)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源(14)，其中所述電壓調(diào)節(jié)器(13)還包括具有發(fā)射極(35)和連接到所述輸入(28)的集電極(33)的晶體管(31)；具有連接到所述發(fā)射極(35)的第一端和連接到所述第一輸出(26)的第二端的第一二極管；具有連接到所述輸入(28)的第一端和連接到所述晶體管(31)的基極(39)的第二端的電阻器(37)；以及具有連接到所述電阻器(37)的第二端、所述晶體管的基極(39)的第一端和連接到所述第二輸出(25)的第二端的齊納二極管(41)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源(14)，其中所述電壓調(diào)節(jié)器(13)被封裝在單個集成電路內(nèi)。
7.一種用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的電源橋，所述電源橋包括至少一個第一接線端(7)，用于接收至少一個交流電波形；至少一個中性點(12)，就所述至少一個第一接線端(7)而言是電中性的；接地點(24)；至少一個第二接線端(7)，用于輸出直流電；第一二極管，布置來從所述至少一個第一接線端(7)傳導(dǎo)電流；第二二極管，布置來從所述接地點(12)向所述至少一個第一接線端(7)傳導(dǎo)電流；第三二極管，布置來從所述中性點(12)向所述至少一個第二接線端(7)傳導(dǎo)電流；第四二極管，布置來從所述接地點(12)向所述中性點(24)傳導(dǎo)電流；以及電壓調(diào)節(jié)器(13)，被布置來當(dāng)所述交流電波形的電壓小于選取值時從所述第一二極管接收電流并向所述至少一個第二接線端(7)輸出電流，所述電壓調(diào)節(jié)器(13)還被布置來當(dāng)所述至少一個交流電波形的電壓大于選取閾值時向所述接地點(24)輸出電流。
8.一種電路斷路器(10)，包括外殼(11)；所述外殼(11)內(nèi)的操作機構(gòu)(18)，其包括至少一對觸點(20，22)；所述外殼(11)內(nèi)的跳閘單元(15)，其連接到所述操作機構(gòu)(18)并被配置成連接到電子電路，所述跳閘單元(15)還被配置成檢測所述電子電路內(nèi)的過電流并且一旦所述過電流發(fā)生就分開所述至少一對觸點(20，22)，所述跳閘單元(15)包括連接到所述電子電路用于給所述跳閘單元(15)供電的電源(14)，所述電源(14)包括用于接收至少一個波形的至少一個第一接線端(7)、至少一個中性點(12)、用于輸出直流電的至少一個第二接線端(7)、用作所述至少一個第二接線端(7)的電氣地的至少一個接地點(24)、配置成對輸入到所述至少一個第一接線端(7)的波形進行全波整流的多個二極管；以及電壓調(diào)節(jié)器(13)，其具有輸入(28)、第一輸出(26)和第二輸出(25)，所述輸入(28)和所述第一輸出(26)與所述多個二極管中的至少一個串行連接，并且所述第二輸出(25)連接到所述至少一個第一接線端(7)、所述至少一個中性點(12)、所述至少一個第二接線端(7)、所述至少一個接地點(24)中的至少一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路斷路器(10)，其中所述電壓調(diào)節(jié)器(13)還包括具有連接到所述輸入(28)的集電極(33)和連接到所述第一輸出(26)的發(fā)射極(35)的晶體管(31)；具有連接到所述輸入(28)的第一端和連接到所述晶體管(31)的基極(39)的第二端的電阻器(37)；以及具有連接到所述電阻器(37)的第二端、所述晶體管的基極(39)的第一端和連接到所述第二輸出(25)的第二端的齊納二極管(41)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路斷路器(10)，其中所述電壓調(diào)節(jié)器(13)包括具有發(fā)射極(35)和連接到所述輸入(28)的集電極(33)的晶體管(31)；具有連接到所述發(fā)射極(35)的第一端和連接到所述第一輸出(26)的第二端的第一二極管；具有連接到所述輸入(28)的第一端和連接到所述晶體管(31)的基極(39)的第二端的電阻器(37)；以及具有連接到所述電阻器(37)的第二端、所述晶體管的基極(39)的第一端和連接到所述第二輸出(25)的第二端的齊納二極管(41)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路斷路器(10)，其中所述晶體管(31)包括MOSFET和IGBP晶體管之一。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路斷路器(10)，還包括連接到所述跳閘單元(15)的螺線管(30)和整流器(44)，所述整流器(44)適合于給所述螺線管(30)提供電流以觸發(fā)所述跳閘單元(15)切斷所述電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路斷路器(10)，其中所述整流器(44)是可控硅整流器。
14.一種用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的方法，所述方法包括下述步驟接收至少一個波形，所述至少一個波形具有第一和第二分量；改變所述第一和第二分量之一的電壓極性；輸出包括來自所述第一和第二分量中的所述經(jīng)改變的一個的輸出和所述第一和第二分量的另一個的波形。
15.一種用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的方法，所述方法包括下述步驟接收至少一個波形，所述至少一個波形具有第一和第二分量；改變所述第一分量的電壓以使所述第一分量的極性與所述第二分量相同；將包括所述經(jīng)改變的第一分量和所述第二分量的電壓輸入的電壓降低到選取值之下；以及輸出所述降低的電壓。
16.一種在接地故障條件發(fā)生時切斷電路的電路斷流器(15)，包括跳閘機構(gòu)(16)，被配置成電路內(nèi)一旦接地故障條件發(fā)生就切斷通過電路斷流器(15)的電流的流動；以及用于給跳閘機構(gòu)(16)供電的電源(14)，所述電源(14)包括用于當(dāng)將不止一個電極提供給所述電源(14)時改變波形輸入的分量的電路；以及其中給所述電源(14)提供基本相等的電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電路斷流器(15)，其中所述電源(14)還包括至少一個第一接線端(7)，用于接收至少一個波形；至少一個中性點(12)，就所述至少一個第一接線端(7)而言是電中性的；至少一個第二接線端(7)，用于輸出直流電；至少一個接地點(24)，用作所述至少一個第二接線端(7)的電氣地；和多個二極管，被配置成對輸入到所述至少一個第一接線端(7)的波形進行全波整流。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路斷流器(15)，還包括電壓調(diào)節(jié)器(13)，其具有輸入(28)、第一輸出(26)和第二輸出(25)，所述輸入(28)和所述第一輸出(26)與所述多個二極管中的至少一個串行連接，并且所述第二輸出(25)連接到所述至少一個第一接線端(7)、所述至少一個中性點(12)、所述至少一個第二接線端(7)、所述至少一個接地點(24)中的至少一個。
全文摘要
一種通過將一致的電壓電平提供到多電極電路斷路器(10)中來提高效率、減少熱量產(chǎn)生和提高“接通”時間的速度和一致性從而提高電源(14)的效率和性能的方法和系統(tǒng)。用于改變波形的電源(14)包括用于接收至少一個具有第一和第二分量的波形的電路。提供了用于改變該第一分量的電路，還提供了用于輸出包括來自該改變電路的輸出的波形的裝置。
文檔編號H02H9/00GK1729602SQ200380106606
公開日2006年2月1日 申請日期2003年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月12日
發(fā)明者小亨利·H·馬森, 克雷格·B·威廉斯 申請人:通用電氣公司