專利名稱：接地故障電路中斷器監(jiān)控器及接地故障模擬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及電子保護設(shè)備，具體地說，涉及接地故障電路中斷器(GFCI)監(jiān)控器。
背景技術(shù)：
電路通常使用ー個或多個保護設(shè)備，所述保護設(shè)備被配置為響應(yīng)于檢測到的故障狀況而禁用供給負載的電源。ー種此類保護設(shè)備是接地故障電路中斷器(GFCI)控制器。在一個示例中，GFCI控制器可以被配置為檢測故障等，例如檢測危險電流路徑(例如，短路或其它低阻抗或高電流路徑，其在從諸如電源引出線插座(例如，120V、60Hz的 電源引出線插座等)的源線(例如，火線)之類的電源流出的電流與流過諸如電源引出線插座的返回線(例如，零線)等返回的電流之間產(chǎn)生差)，如果這些故障未被檢測到，那么可能導(dǎo)致觸電或電擊、火災(zāi)、連接到所述電源引出線插座的一個或多個連接的電子部件損壞。一旦檢測到故障，GFCI電路就可以被配置為從源頭中斷電源，從而消除故障。GFCI產(chǎn)品需要包括諸如測試開關(guān)之類的測試和復(fù)位按鈕，以手動地驗證該GFCI系統(tǒng)在正確工作。某些エ業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推薦每月測試一次GFCI系統(tǒng)以確保正確的操作。然而，在操作中，對于很多GFCI系統(tǒng)，它們的正確運行狀況(functionality)并沒有被定期地測試。

發(fā)明內(nèi)容
除其它內(nèi)容之外，本文討論了ー種接地故障電路中斷器(GFCI)系統(tǒng)，包括自測(ST)接地故障電路中斷器(GFCI)監(jiān)控器，其被配置為在從AC電源的第一周期的前半周期開始并延伸到AC電源的第一周期的后半周期的時段生成模擬接地故障，其中，AC電源的第一周期的前半周期先于AC電源的第一周期的后半周期。此外，ST GFCI監(jiān)控器可以檢測對模擬接地故障的響應(yīng)。其中，所述AC電源的第一周期的前半周期先于所述AC電源的第一周期的后半周期。本文還討論了ー種接地故障模擬方法，包括在從AC電源的第一周期的前半周期開始并延伸到所述AC電源的第一周期的后半周期的時段，使用自測(ST)接地故障電路中斷器(GFCI)監(jiān)控器生成模擬接地故障；以及檢測對所述模擬接地故障的響應(yīng)，其中，所述AC電源的第一周期的前半周期先于所述AC電源的第一周期的后半周期。本發(fā)明內(nèi)容g在提供對本專利申請的主題的概述，而并非g在提供對本發(fā)明的排 他性或窮盡性解釋。本發(fā)明包括具體實施方式
以提供與本專利申請有關(guān)的其它信息。


在附圖(其不一定按比例繪制)中，相似的數(shù)字可以描述不同視圖中的類似部件。具有不同字母后綴的相似數(shù)字可以表示類似部件的不同例子。附圖以舉例說明而非限制的方式大體地示出了本文中討論的各個實施例。圖I大體地示出了示例性的接地故障電路中斷器(GFCI)應(yīng)用。
圖2大體地示出了被配置為在AC電源的正半周期和負半周期期間執(zhí)行自測操作的接地故障電路中斷器(GFCI)應(yīng)用電路的示例。圖3大體地示出了被配置為例如在不斷開GFCI檢測電路的負載觸點的情況下驗證幾個GFCI檢測電路部件的運行狀況的接地故障電路中斷器(GFCI)檢測電路的示例。圖4大體地示出了被配置為提供壽命結(jié)束(EOL)信號的自測(ST)接地故障電路中斷器(GFCI)監(jiān)控器的示例。圖5大體地示出了被配置為在AC電源的正半周期期間而不是在AC電源的負半周期期間執(zhí)行自測操作的接地故障電路中斷器(GFCI)應(yīng)用電路的示例。圖6大體地示出了被配置為例如在不斷開GFCI檢測電路的負載觸點的情況下驗證幾個GFCI檢測電路部件的運行狀況的接地故障電路中斷器(GFCI)檢測電路的示例。
圖7大體地示出了被配置為在無需上電復(fù)位(POR)的情況下執(zhí)行自測操作的接地故障電路中斷器(GFCI)應(yīng)用電路的示例。圖8A至圖IlB大體地示出了針對諸如圖2的示例中所示的GFCI應(yīng)用電路200之類的接地故障電路中斷器(GFCI)應(yīng)用電路的有效(functional)螺線管、無效(non-functional)螺線管、模擬接地故障和無效可控娃整流器(SCR)的模擬結(jié)果的示例。圖12A至圖13B大體地示出了諸如圖5的示例中所示的GFCI應(yīng)用電路500之類的接地故障電路中斷器(GFCI)應(yīng)用電路的模擬接地故障和無效可控硅整流器(SCR)的模擬結(jié)果的示例。
具體實施例方式圖I大體地示出了示例性的接地故障電路中斷器(GFCI)應(yīng)用100，其包括感應(yīng)線圈105、中性線圈110、測試開關(guān)115、螺線管120、開關(guān)S1-S4121、可控硅整流器(SCR) 125和GFCI控制器130。在該示例中，感應(yīng)線圈105可以被配置為監(jiān)控諸如火線(line hot) 160之類的源(source)與諸如零線(line neutral) 107之類的返回(return)之間的電流差。如果電流差為零，則所有電流流入負載(在圖I中示為負載電阻(RlMd)108)。然而，如果在源與返回之間存在電流差，則可能存在泄漏電流，例如，存在通過接地故障電阻(Rgnd故障)109到地的泄漏電流。在一個示例中，泄漏電流可以由感應(yīng)線圈105感測并且由GFCI控制器130處理(例如，快捷半導(dǎo)體公司的低功耗接地故障電路中斷器(GFI) RV4141A產(chǎn)品等)。如果泄漏電流超過閾值(例如，4mA RMS、5mARMS、6mARMS、8mARMS等)，則GFCI控制器130可以生成被配置為開啟或啟用SCR 125的故障信號，SCR 125可以給螺線管120通電以斷開開關(guān)S1-S4 121，從而使電源不再通過接地故障電阻器109 (例如，使人們不再受到從負載火線到地的電擊等)。本發(fā)明人已經(jīng)認識到的，除了其它內(nèi)容之外，可以模擬接地故障以定期地測試GFCI系統(tǒng)的ー個或多個部件的運行狀況的自測(ST)GFCI監(jiān)控器。在一個示例中，一個或多個被測部件可以包括GFCI系統(tǒng)的ー個或多個重要部件，例如，感應(yīng)變壓器、SCR、GFCI控制器、螺線管、整流器ニ極管、限流降壓電阻或ー個或多個其它無源或其它GFCI電路部件。在某些示例中，GFCI電路可以被配置為以最小數(shù)量的部件、最小的系統(tǒng)材料清單(BOM)成本、最大板空間節(jié)省或最小功耗且在不解扣(tripping)負載觸點或者放棄供給負載的電源的情況下測試GFCI系統(tǒng)部件的運行狀況。在一個示例中，GFCI電路可以具有針對錯誤相位檢測或者錯誤自測檢測的抗擾度，并且可以在不對正常接地故障檢測進行折衷的情況下提供運行狀況自測。在一個示例中，在AC電源的正半周期期間，其中火線電壓相對于零線電壓為正，STGFCI監(jiān)控器可以被配置為監(jiān)控可控硅整流器(SCR)的陽極處的電壓，以確定被配置為將AC電源與負載連接或斷開的SCR和螺線管的連續(xù)性。如果電壓未超過閾值(例如，在65V RMS和105V RMS之間的85V RMS等)，則ST GFCI可以提供關(guān)于ー個或多個部件已經(jīng)失效的指示(例如，壽命結(jié)束(EOL)信號)。在一個示例中，在從AC電源的正半周期結(jié)束時開始并繼續(xù)進入緊接著的負半周期的時段，ST GFCI監(jiān)控器可以將SCR的陽極偏置，生成模擬接地故障，并且確定GFCI控制器是否檢測到模擬接地故障并且作為響應(yīng)啟用SCR。在一個示例中，與SCR和螺線管串聯(lián)的ニ極管可以防止SCR在AC電源的負半周期期間給螺線管通電。此外，即使模擬接地故障在正半周期結(jié)束時開始，在很多示例中，在時鐘被觸發(fā)的點處(例如，170°等)，也沒有足夠 的電流來偏置螺線管以中斷供給負載的AC電源。雖然本文討論的各個示例參照了在AC電源的正半周期或負半周期中的一個或多個正半周期或負半周期中的具體測試，但是在其它示例中，在整體電路設(shè)計中可以通過一些改變來翻轉(zhuǎn)上面的半周期參照。在一個示例中，ST GFCI監(jiān)控器可以被配置為在AC電源的負半周期期間監(jiān)控SCR的陽極處的電壓，并且ST GFCI監(jiān)控器可以被配置為在AC電源的負半周期結(jié)束并繼續(xù)進入AC電源的緊接著的正半周期時生成模擬接地故障。此外，本發(fā)明人已經(jīng)認識到由GFCI控制器和自測(ST)GFCI監(jiān)控器組成的雙集成電路(IC)方案。在一個示例中，GFCI控制器的模擬接地故障電路中斷器(GFCI)功能塊在電壓高于5V時具有較好的性能。因此，在某些示例中，GFCI控制器可以使用15V的低成本高精度雙極エ藝(BCH5)來實現(xiàn)。相反，在某些示例中，ST GFCI監(jiān)控器可能需要大量的數(shù)字門(例如，500個等)，因此，不能使用15V的低成本高精度雙極エ藝(BCH5)。此外，通過將GFCI控制器與ST GFCI監(jiān)控器分離為獨立的1C，針對每個IC可以使用低成本且高密度的封裝(例如，SS0T6等)。在一個示例中，兩個SS0T6封裝的成本可能小于具有組合設(shè)備的所有功能所需的足量管腳的單個更大封裝(例如，MLP14、S0IC14等)的成本。在其它示例中，雙IC方案可以提供更大的板布局靈活性，或者可以允許用于僅將ST GFCI監(jiān)控器IC添加到他們已有的GFCI應(yīng)用上。此外，在失效模式下，在ST GFCI監(jiān)控器電路失效的情況下，與ST GFCI電子設(shè)備的故障可能會負面影響整個IC的單IC方案相比，GFCI控制器操作未受影響。因此，雙IC方案可以增加GFCI應(yīng)用的整體安全性和魯棒性。在某些示例中，在檢測到一個或多個失效的GFCI測試或者檢測到ー個或多個失效的GFCI系統(tǒng)部件的情況下，GFCI電路可以被配置為生成鎖存的壽命結(jié)束(EOL)指示符，例如，EOL指示符警報或其它信號?？梢允褂们穳荷想姀?fù)位(POR)檢測信號等來對鎖存的EOL指示符進行復(fù)位。在一個示例中，可以在檢測到手動自測周期或者正常接地故障并且斷開負載觸點的情況下復(fù)位鎖存的EOL指示符。圖2大體地示出了被配置為在AC電源的正半周期和負半周期期間執(zhí)行自測操作的接地故障電路中斷器(GFCI)應(yīng)用電路200的示例。GFCI應(yīng)用電路200包括連接到GFCI應(yīng)用100的自測(ST)GFCI監(jiān)控器135 (例如，快捷半導(dǎo)體公司的FAN4150自測GFI監(jiān)控器)、包括GFCI控制器130 (例如，快捷半導(dǎo)體公司的FAN4149GFI控制器)在內(nèi)的GFCI應(yīng)用100。在圖2的示例中，ST GFCI監(jiān)控器135包括連接到GFCI應(yīng)用100的獨立1C。在其它示例中，GFCI控制器130或一個或多個其它GFCI應(yīng)用100部件可以包括ST GFCI監(jiān)控器 135。在一個示例中，GFCI應(yīng)用100可以包括測試開關(guān)115，該測試開關(guān)115被配置為觸發(fā)手動自測，從而生成通過測試電阻器(Rtesti)的接地故障電流并且使ST GFCI監(jiān)控器135復(fù)位。模擬接地故障電流可以在感應(yīng)線圈105中生成可以由GFCI控制器130檢測到的差分電流。如果接地故障電流超過由設(shè)置電阻器(RSET)設(shè)置的閾值，則GFCI控制器130可以向可控硅整流器(SCR) 125的柵極輸出高信號。SCR 125可以給螺線管120通電并且斷開負載觸點(例如，開關(guān)121)，從而消除接地故障并且驗證GFCI應(yīng)用100在正確工作。在其它示例中，可以始終使用一個或多個其它半導(dǎo)體開關(guān)來替代SCR 125，或者負載觸點可以包括一個或多個其它繼電器等。ST GFCI監(jiān)控器135可以被配置為在不斷開負載觸點并且不中斷供給負載的電源 的情況下定期地監(jiān)控GFCI應(yīng)用100的部件。當(dāng)電源首先施加于線路端子時，可以使用全波橋式ニ極管(D2-D5) 122和電阻器(R2)來給ST GFCI監(jiān)控器135加電。在一個示例中，ST GFCI監(jiān)控器135可以包括欠壓封鎖(UVLO)檢測電路，其被配置為當(dāng)VCC電壓達到諸如約2. 5V之類的閾值時復(fù)位所有邏輯。ST GFCI監(jiān)控器135可以包括可以鉗位VCC電壓的5. 25V并聯(lián)調(diào)節(jié)器。在某些示例中，ST GFCI監(jiān)控器135可以在ー個或多個時間閾值以后被觸發(fā)例如以確保上電或復(fù)位以后的正確操作，并且在此之后定期地被觸發(fā)。在一個示例中，ST GFCI監(jiān)控器135可以在上電或復(fù)位以后一秒時被觸發(fā)并且在此之后每隔90分鐘被觸發(fā)。在其它示例中，可以使用ー個或多個其它時間閾值或周期，其從一秒的若干分之幾到數(shù)天或數(shù)月不等。在一個示例中，ニ極管(Dl)可以防止SCR 125的陽極在AC電源的負半周期期間給螺線管120通電。在某些示例中，圖2中所示的電阻器(R2-R5)可以分別包括75kQ、1ΜΩ、1ΜΩ和100Ω的值，測試電阻器(RTEST2)可以包括15kQ的值，電容器(C5)可以包括I μ F的值，晶體管(Q2)可以包括FMMT458。在其它示例中，可以使用一個或多個其它部件或部件值。圖3大體地示出了被配置為例如在不斷開GFCI檢測電路300的負載觸點的情況下驗證幾個GFCI檢測電路部件的運行狀況的接地故障電路中斷器(GFCI)檢測電路300的示例。在一個示例中，當(dāng)時鐘相位(CLK相位)為高(例如，參考電壓約為2. IV等)并且第一比較器(Cl) 140的輸出為高時，例如，當(dāng)VAC(例如，火線上的電壓)高于80V RMS或者一個或多個其它閾值時，第一觸發(fā)器141的輸出(Ql)可以為高。在其它示例中，可以使用ー個或多個其它電阻器值或參考電壓。類似地，在一個示例中，當(dāng)時鐘B相位(CLKB相位)為高時，第二比較器(C2) 145可以在可控硅整流器(SCR) 125被觸發(fā)并且SCR測試變低時變高，并且第二觸發(fā)器146的輸出(Q2)可以為高。自測脈沖可以觸發(fā)可以設(shè)置通過自測周期鎖存的一次通過(one shot)。在一個示例中，自測周期可以在時鐘信號為高時開始，這意味著VAC正在啟動AC電源的正半周期(例如，火線相對于零線是正的)。通過連接到火線電壓的ニ極管，可以將螺線管120的陽極充電到高電壓。螺線管120可以通過電阻器(R4)連接到ST GFCI監(jiān)控器的SCR TEST管腳。在一個示例中，例如可以通過PNP晶體管139或者通過ー個或多個其它部件(例如，PMOS晶體管、JFET晶體管等)將SCR TEST管腳鉗位到VDD (例如，5. 25V)，并且可以將SCR TEST管腳處的電流鏡像到檢測電路，例如，第一比較器(Cl)140。流過電阻器R4的電流可以流入電阻器R1。在一個示例中，電阻器R4/R1的比值可以是50 1，使得當(dāng)連接到SCR 125的陽極的螺線管120上的電壓超過100V時，第一比較器(Cl) 140可以向第一觸發(fā)器141輸出高信號。因為這是在時鐘為高時發(fā)生的，因此第一觸發(fā)器141的輸出(Ql)可以變高，這可以觸發(fā)對螺線管120或其它電路的運行狀況的針對有效或無效操作的檢查。在AC電源的負半周期期間，當(dāng)時鐘B為高時，火線與螺線管120的陽極之間的ニ極管可以被反向偏置，從而限制電流流過螺線管120。當(dāng)時鐘B為高時，可以 通過使用圖2的示例的晶體管(Q2)和電阻器(Rtest2)來模擬接地故障信號。在一個示例中，ST GFCI監(jiān)控器135可以針對管腳“故障測試”生成高信號，從而啟用晶體管(Q2)并且生成模擬接地故障。在一個示例中，可以在從AC電源的正半周期結(jié)束時(例如，在約165°處，當(dāng)時鐘B轉(zhuǎn)換時)開始通常到在負半周期期間當(dāng)SCR 125被觸發(fā)時結(jié)束(例如，通常，在AC電源的負半周期的前一半，例如，在約225°處等)的時段內(nèi)，模擬接地故障。然而，如果例如在自測故障期間SCR 125未觸發(fā)，那么自測周期可以在AC電源的下ー個正半周期開始時或附近(例如，在下ー個負半周期的約1°處)結(jié)束。在正半周期結(jié)束時，控制信號可以例如通過使用電阻器R2來將SCR TEST管腳偏置到等于VDD的電壓，從而模擬接地故障。模擬接地故障可以使GFCI控制器啟用SCR 125。在一個示例中，第二比較器(C2) 145可以被配置為在模擬接地故障期間感測SCR TEST。然而，當(dāng)SCR 125被啟用吋，SCR TEST節(jié)點電壓可以被放電并且第二比較器(C2) 145的輸出可以變高。在一個示例中，這可以在時鐘B為高并且第二觸發(fā)器146的邏輯信號Q2被鎖存為高時發(fā)生。當(dāng)NAND門150的所有三個輸入都為高時，可以生成自測通過脈沖以觸發(fā)自測通過狀態(tài)。如果第一觸發(fā)器141或第二觸發(fā)器146的輸出(Ql或Q2)中的任意一個未能在自測周期期間進入邏輯高狀態(tài)，那么可以啟用壽命結(jié)束(EOL)信號。在它示例中，在EOL信號可以被啟用之前，必須將EOL標(biāo)準(zhǔn)維持閾值數(shù)量的連續(xù)周期(例如，4個等)，以確保準(zhǔn)確的EOL檢測。在自測周期時間窗ロ期間，在超時電路期滿(例如，66ms等)以后，可以發(fā)出EOL信號。在某些示例中，EOL信號可以是視覺或聽覺生成信號。EOL信號還可以用于在正半周期期間觸發(fā)SCR并且斷開負載觸點。在一個示例中，上面所描述的自測可以測試GFCI應(yīng)用電路的各種部件(例如，關(guān)鍵部件)，例如，GFCI控制器130、電阻器R1、ニ極管D7、SCR 125、感應(yīng)線圈105、螺線管120、或者這里所闡述的ー個或多個部件。圖4大體地示出了被配置為提供壽命結(jié)束(EOL)信號的自測(ST)接地故障電路中斷器(GFCI)監(jiān)控器135的示例。在該示例中，VAC輸入的相位是時鐘信號，并且在正半周期期間為高，在負半周期期間為低。在某些示例中，時鐘檢測僅能在正半周期開始和結(jié)束附近時發(fā)生，這是因為ー個或多個部件是從正VCC(例如，5. 25V)偏置的，并且邏輯輸入閾值通常為VCC/2。因此，作為簡單相位檢測與魯棒相位檢測的折衷，時鐘轉(zhuǎn)換可能不能剛好在過零處發(fā)生。圖5大體地示出了被配置為在AC電源的正半周期期間而不是在AC電源的負半周期期間執(zhí)行自測操作的接地故障電路中斷器(GFCI)應(yīng)用電路500的示例。GFCI應(yīng)用電路500包括連接到GFCI應(yīng)用100的自測(ST)GFCI監(jiān)控器135 (例如，快捷半導(dǎo)體公司的FAN4150自測部件)、包括GFCI控制器130 (例如，快捷半導(dǎo)體公司的FAN4149GFI控制器)在內(nèi)的GFCI應(yīng)用100。GFCI應(yīng)用電路500包括直接連接到可控硅整流器(SCR) 125的陽極的螺線管120。與圖2的示例相比，GFCI應(yīng)用電路500不包括連接在螺線管120與SCR 125之間的ニ極管。因此，GFCI應(yīng)用電路700中的故障電流獨立于VAC。在一個示例中，可以在不偏置螺線管120并且不斷開負載觸點(例如，開關(guān)121)的情況下執(zhí)行GFCI應(yīng)用電路500的關(guān)鍵部件的自測。螺線管120通常需要I至3安培的偏置電流來斷開負載觸點。在一個示例中，可以在正半周期結(jié)束時(其中火線不能提供足夠的功率來操作螺線管120)但是在過零點之前檢查GFCI應(yīng)用電路500的關(guān)鍵部件的運行狀況。
ST GFCI監(jiān)控器135可以針對管腳“故障檢測”生成高信號以啟用晶體管Q2并且生成模擬接地故障。晶體管Q2可以被配置為射極跟隨器，并且如果VAC電壓大于VCC (5. 25V)，那么集電極電流可以在正半周期期間獨立于VAC電壓流動。在某些示例中，用戶可通過電阻器RTEST2對集電極電流編程。在一個示例中，電阻器RTEST2可以具有被選擇以提供足以使GFCI控制器130可以使用感應(yīng)線圈105檢測接地故障的集電極電流(例如，15mA等)的值(例如，約200 Ω等)。在某些示例中，一旦已經(jīng)檢測到模擬接地故障，GFCI控制器130就可以觸發(fā)內(nèi)部時間延遲電路，并且當(dāng)VAC電壓達到諸如30V等的閾值時啟用SCR 125的柵極。當(dāng)SCR 125被啟用時，其可以使SCR 125的陽極放電例如到約IV等的電平。圖6大體地示出了被配置為例如在不斷開GFCI檢測電路600的負載觸點的情況下驗證幾個GFCI檢測電路600部件的運行狀況的接地故障電路中斷器(GFCI)檢測電路600的示例。在一個示例中，當(dāng)時鐘相位(CLK相位)為高時，Vref約為2. IV，在VAC高于IlOV時，第一比較器(Cl) 140可以變高，從而將第一觸發(fā)器141的輸出(Ql)設(shè)置為高。當(dāng)火線處于8V到30V之間時，可控硅整流器(SCR) 125可以被啟用，并且第二比較器(C2) 145可以檢測SCR 125何時被觸發(fā)，從而將第二觸發(fā)器146的輸出(Q2)設(shè)置為高。在一個示例中，自測脈沖可以觸發(fā)可以設(shè)置通過自測周期鎖存的一次通過。在一個示例中，GFCI檢測電路600可以包括窗ロ檢測器151，該窗ロ檢測器151被配置為當(dāng)VAC線電壓處于正半周期并且在ー個或多個閾值之間(例如，在約90V至IOV之間或者在ー個或多個其它閾值之間)時生成窗ロ檢測脈沖(Win Det) 0在一個示例中，例如，窗ロ檢測脈沖可以是用戶可編程的，例如可使用外部電阻器(例如，電阻器R4等)來編程。在一個示例中，當(dāng)圖5的示例的SCR 125被啟用吋，例如，在模擬接地故障測試期間，第二比較器(C2) 145可以輸出邏輯高信號。因為在ー個示例中窗ロ檢測脈沖(Win Det)為高，因此，第二觸發(fā)器146的輸出(Q2)可以被鎖存為邏輯高。在一個示例中，例如，如上面參照圖2至圖3所描述的，第一觸發(fā)器141的輸出(Ql)可能已經(jīng)被鎖存為邏輯高，因此，可以使用NAND門150來生成自測通過脈沖。在一個示例中，自測通過脈沖可以復(fù)位自狀態(tài)周期定時器。在一個示例中，因為螺線管120在60Hz處的阻抗通?？赡艽笥?0歐姆，因此小于IA的電流可以流過螺線管120，而該電流在某些示例中不是足以斷開負載觸點121的電流偏置。圖7大體地示出了被配置為在無需上電復(fù)位(POR)的情況下執(zhí)行自測操作的接地故障電路中斷器(GFCI)應(yīng)用電路700的示例。GFCI應(yīng)用電路700包括自測(ST)GFCI監(jiān)控器135 (例如，快捷半導(dǎo)體公司的FAN 4150自測部件)和GFCI控制器130 (例如，快捷半導(dǎo)體公司的FAN4149GFI控制器)。在圖2的示例中，如果按下測試開關(guān)115，那么可以啟動手動自測，并且通過使電容器(C5)通過電阻器(R5)放電來觸發(fā)ST GFCI監(jiān)控器135的POR周期。該方案可以允許用戶在已經(jīng)發(fā)生假警報的情況下復(fù)位壽命結(jié)束(EOL)警報。然而，在某些示例中，該方案可能需要雙極復(fù)位開關(guān)，與單極開關(guān)相比，該雙極復(fù)位開關(guān)更加昂貴并且需要更寬的空間。相反，在一個示例中，GFCI應(yīng)用電路700可以包括單極測試開關(guān)115，該單極測試開關(guān)115被配置為當(dāng)被按下時生成手動自測。然而，在某些示例中，如果電源與VAC輸入端斷開，則ST GFCI監(jiān)控器135可以僅檢測P0R(并且復(fù)位該邏輯)。當(dāng)在AC電源的正半周期期間發(fā)生正常接地故障時，則GFCI控制器130可以感測接地故障電流并且啟用可控硅整流器(SCR) 125。SCR 125可以使陽極電壓放電(例如，通常放電到小于3V)。ST GFCI監(jiān)控器135的SCR測試管腳可以通過連接的ニ極管(D6)和電阻器(R4)被放電至低電壓。正常情況下，在AC電源的正半周期期間，該電壓為高(鉗位于5. 25V)。ST GFCI監(jiān)控器135邏輯可以檢測到SCR TEST管腳電壓在“非”自測周期期間被放電并且可以檢測到已經(jīng)發(fā)生正常接地故障。在一個示例中，用于該檢測的邏輯電路還可以被配置為在手動接地故障中斷器(GFI)測試、螺線管120上的有缺陷的連接(例如，開路)和自動自測周期測試之間進行區(qū)分。在一個示例中，ST GFCI監(jiān)控器135可以被配置為例如通過查找特定的檢測模式來區(qū)分手動自測和斷開的螺線管120。在一個示例中，ST GFCI監(jiān)控器135可以在AC正半周期期間檢測到四個連續(xù)的SCR高脈沖，并且之后檢測到一低SCR。在某些示例中，ST GFCI監(jiān)控器135可以包括用于在AC正半周期期間檢測SCR電壓狀態(tài)的ー個或多個置位復(fù)位(SR)鎖存器以及五位串入并出輸出移位寄存器。ST GFCI監(jiān)控器135可以檢測何時四個高狀態(tài)被一低狀態(tài)跟隨，并且使用所述信息做出決定。在它示例中，可以使用ー個或多個其它鎖存器或寄存器來檢測ー個或多個其它數(shù)量的狀態(tài)。此外，ST GFCI監(jiān)控器135可以被配置為在手動測試和自動自測之間進行區(qū)分，并且例如如果自動自測周期在進行中，則可以禁用上面討論的示例的五位移位寄存器的“復(fù)位”信號。圖8A至圖IlB大體地示出了諸如圖2的示例中所示的GFCI應(yīng)用電路200之類的接地故障電路中斷器(GFCI)應(yīng)用電路的有效螺線管、無效螺線管、模擬接地故障和無效可控硅整流器(SCR)的模擬結(jié)果的示例。圖8A大體地示出了針對正常運行的螺線管測試的模擬結(jié)果800的示例。在ー個示例中，可以在AC電壓的正半周期期間檢查可控硅整流器(SCR)的陽極電壓。在一個示例中，比較器(Cl)可以檢測到SCR的陽極電壓大于閾值(例如，IlOV等)。圖8B大體地示出了模擬結(jié)果801的示例，包括圖8A中所示的模擬結(jié)果800的一部分的分解圖。圖9大體地示出了針對不運行的螺線管測試的模擬結(jié)果900的示例。在一個示例中，在ST_Cycle處，檢測邏輯(例如，諸如圖3的示例中所示的接地故障電路中斷器(GFCI)檢測電路300之類的GFCI檢測電路的邏輯)可能要求自測在某一數(shù)量的時鐘周期(例如，4個時鐘周期)內(nèi)通過，或者可以生成或鎖存壽命結(jié)束(EOL)信號或警報。在一個示例中，可以在正半周期期間檢查可控硅整流器(SCR)的陽極電壓，并且比較器(Cl)可能從未使第一觸發(fā)器的輸出(Ql)鎖存高。圖IOA大體地示出了模擬接地故障的模擬結(jié)果1000的示例。在一個示例中，模擬接地故障可以測試如圖2的示例中所示的那些可控硅整流器(SCR)、接地故障電路中斷器(GFCI)控制器、感應(yīng)線圈等的正常運行狀況。在一個示例中，SCR可以在負半周期期間觸發(fā)，并且比較器(C2)可以檢測到放電的SCR陽極電壓。圖IOB大體地示出了模擬結(jié)果1001的示例，包括圖IOA中所示的模擬結(jié)果1000的一部分的分解圖。圖11大體地示出了無效可控硅整流器(SCR)、接地故障電路中斷器(GFCI)控制器或感應(yīng)線圈的模擬結(jié)果1100的示例。在一個示例中，在SCR測試期間，可以偏置SCR陽 極電壓，并且檢測邏輯(例如，圖3的示例中所示的GFCI檢測電路300的邏輯)可以檢測SCR是否觸發(fā)。如果SCR測試未在閾值數(shù)量的時鐘周期(例如，4個時鐘周期等)內(nèi)通過，那么可以生成并且在某些示例中鎖存壽命結(jié)束(EOL)信號或警報。圖12A至圖13B大體地示出了諸如圖5的示例中所示的GFCI應(yīng)用電路500之類的接地故障電路中斷器(GFCI)應(yīng)用電路的模擬接地故障和無效可控硅整流器(SCR)的模擬結(jié)果的示例。圖12A大體地示出了模擬接地故障的模擬結(jié)果1200的示例。在一個示例中，模擬接地故障可以測試可控硅整流器(SCR)、接地故障電路中斷器(GFCI)控制器、感應(yīng)線圈或如圖5的示例中所示的部件之類的ー個或多個其它部件等的正常運行狀況。在一個示例中，SCR可以在正半周期結(jié)束時觸發(fā)，例如，當(dāng)SCR陽極電壓約為30V并且正在下降(例如，電流不足以斷開負載觸點)時觸發(fā)。圖12B大體地示出了模擬結(jié)果1201的示例，包括圖12A中所示的模擬結(jié)果1200的一部分的分解圖。圖13A大體地示出了無效可控硅整流器(SCR)、接地故障電路中斷器(GFCI)控制器或感應(yīng)線圈的模擬結(jié)果1300的示例。在一個示例中，在SCR測試期間，可以在正半周期結(jié)束時觸發(fā)SCR。如果SCR測試未在閾值數(shù)量的時鐘周期(例如，4個時鐘周期)內(nèi)通過，那么可以生成并且在某些示例中鎖存壽命結(jié)束(EOL)信號或警報。在一個示例中，無效SCR在正半周期結(jié)束時不會使SCR陽極電壓放電。圖13B大體地示出了模擬結(jié)果1301的示例，包括圖13A中所示的模擬結(jié)果1300的一部分的分解圖。補充注釋&示例在示例I中，系統(tǒng)可以包括自測(ST)接地故障電路中斷器(GFCI)監(jiān)控器，其被配置為在從AC電源的第一周期的前半周期開始并延伸到AC電源的第一周期的后半周期的時段，生成模擬接地故障，并且檢測對模擬接地故障的響應(yīng)，其中，AC電源的第一周期的前半周期先于AC電源的第一周期的后半周期。在示例2中，示例I的ST GFCI監(jiān)控器可以可選擇地被配置為在不中斷供給負載的AC電源的情況下生成所述模擬接地故障以測試半導(dǎo)體開關(guān)的運行狀況，所述半導(dǎo)體開關(guān)被配置為可選擇地控制所述AC功率與所述負載的連接或斷開。在示例3中，示例I至2中的任意ー個或多個的半導(dǎo)體開關(guān)可選擇地包括可控硅整流器(SCR)，并且示例I至2中的任意ー個或多個的ST GFCI監(jiān)控器被可選擇地配置為檢測所述SCR是否響應(yīng)于所述模擬接地故障而被啟用。在示例4中，示例I至3中的任意ー個或多個的ST GFCI監(jiān)控器被可選擇地配置為如果所述SCR未響應(yīng)于所述模擬接地故障而被啟用，則生成壽命結(jié)束(EOL)信號。在示例5中，示例I至4中的任意ー個或多個可選擇地包括負載觸點、被配置為斷開或閉合所述負載觸點的螺線管以及半導(dǎo)體開關(guān)，所述半導(dǎo)體開關(guān)包括可控硅整流器(SCR)，所述SCR被配置為控制所述螺線管，其中，閉合的負載觸點被可選擇地配置為將所 述AC電源與所述負載連接，而斷開的負載觸點被可選擇地配置為斷開所述AC電源與所述負載的連接。在示例6中，示例I至5中的任意ー個或多個可選擇地包括ニ極管，其被配置為防止所述螺線管在所述AC電源的第一周期的所述后半周期期間斷開所述負載觸點，其中，所述ST GFCI監(jiān)控器被可選擇地連接到所述SCR和所述ニ極管，其中，所述ニ極管被可選擇地連接到所述SCR、所述ST GFCI監(jiān)控器和所述螺線管，其中，所述螺線管被可選擇地連接到所述ニ極管和所述負載觸點，并且其中，所述SCR被可選擇地配置為控制通過所述螺線管的電流。在示例7中，示例I至6中的任意ー個或多個的ST GFCI監(jiān)控器可選擇地包括比較器，所述比較器被配置為在AC電源的所述前半周期期間將可控硅整流器(SCR)的陽極電壓與閾值電壓進行比較，所述SCR被配置為控制螺線管，并且其中，所述ST GFCI監(jiān)控器被可選擇地配置為使用所述SCR的所述陽極電壓與所述閾值電壓的所述比較來檢測在AC電源的所述前半周期期間的開路或高阻抗?fàn)顩r。在示例8中，示例I至7中的任意一個或多個的閾值電壓可選擇地包括在約60VRMS至約105V RMS范圍內(nèi)的電壓。在示例9中，示例I至8中的任意ー個或多個的ST GFCI監(jiān)控器被可選擇地配置為如果所述SCR的陽極電壓小于閾值電壓，則生成壽命結(jié)束(EOL)信號。在示例10中，示例I至9中的任意ー個或多個的ST GFCI監(jiān)控器被可選擇地配置為檢測手動自測，并且如果檢測到手動自測，則復(fù)位ST GFCI監(jiān)控器。在示例11中，示例I至10中的任意ー個或多個的AC電源的前半周期可選擇地包括AC電源的正半周期，并且示例I至10中的任意ー個或多個的AC電源的后半周期可選擇地包括AC電源的負半周期。在示例12中，示例I至11中的任意ー個或多個的AC電源的前半周期可選擇地包括AC電源的負半周期，并且示例I至11中的任意ー個或多個的AC電源的后半周期可選擇地包括AC電源的正半周期。在示例13中，示例I至12中的任意ー個或多個的ST GFCI監(jiān)控器被可選擇地配置為在不中斷供給所述負載的AC電源的情況下，生成所述模擬接地故障以測試可控硅整流器(SCR)的運行狀況，在AC電源的第一周期的后半周期期間偏置SCR，以及自動檢測SCR是否響應(yīng)于模擬接地故障而被啟用以測試SCR的運行狀況。
在示例14中，示例I至10中的任意ー個或多個可選擇地包括連接到ST GFCI監(jiān)控器的GFCI控制器，該GFCI控制器被配置為使用感應(yīng)線圈來檢測接地故障并且響應(yīng)于所檢測到的接地故障向半導(dǎo)體開關(guān)提供啟用信號，所述半導(dǎo)體開關(guān)被可選擇地配置為響應(yīng)于所檢測到的接地故障而中斷供給負載的AC電源。在示例15中，示例I至14中的任意ー個或多個的半導(dǎo)體開關(guān)可選擇地包括可控硅整流器(SCR)，示例I至14中的任意ー個或多個的GFCI控制器被可選擇地配置為響應(yīng)于所檢測到的接地故障，啟用SCR以中斷供給負載的AC電源。在示例16中，示例I至15中的任意ー個或多個的ST GFCI監(jiān)控器被可選擇地配置為以周期性間隔自動生成模擬接地故障。在示例17中，示例I至16中的任意ー個或多個的ST GFCI監(jiān)控器被可選擇地配置為在ST GFCI監(jiān)控器的上電和復(fù)位中的至少ー個之后的第一時間段生成模擬接地故障，并且在首個模擬故障以后以周期性間隔生成模擬接地故障。 在示例18中，示例I至17中的任意ー個或多個可選擇地包括第一集成電路，其包括ST GFC監(jiān)控器，和第二集成電路，其包括GFCI控制器，所述GFCI控制器被配置為檢測接地故障并且響應(yīng)于檢測到的接地故障而向半導(dǎo)體開關(guān)提供啟用信號，半導(dǎo)體開關(guān)被配置為響應(yīng)于檢測到的接地故障而中斷供給負載的AC電源。在示例19中，方法包括使用自測(ST)接地故障電路中斷器(GFCI)監(jiān)控器，在從AC電源的第一周期的前半周期開始并延伸到AC電源的所述第一周期的后半周期的時段，生成模擬接地故障；以及檢測對所述模擬接地故障的響應(yīng)，其中，AC電源的所述第一周期的所述前半周期先于AC電源的所述第一周期的所述后半周期。在示例20中，示例I至19中的任意ー個或多個可選擇地包括使用半導(dǎo)體開關(guān)選擇性地將AC電源與負載連接或斷開；以及在不中斷供給所述負載的AC電源的情況下使用所述模擬接地故障測試所述半導(dǎo)體開關(guān)的運行狀況。在示例21中，示例I至20中的任意ー個或多個可選擇地包括檢測所述半導(dǎo)體開關(guān)是否響應(yīng)于所述模擬接地故障而被啟用，其中，半導(dǎo)體開關(guān)可選擇地包括可控硅整流器(SCR)。在示例22中，示例I至21中的任意ー個或多個可選擇地包括如果所述SCR未響應(yīng)于所述模擬接地故障而被啟用，則生成壽命結(jié)束(EOL)信號。在示例23中，示例I至22中的任意ー個或多個可選擇地包括在AC電源的所述前半周期期間將可控硅整流器(SCR)的陽極電壓與閾值電壓進行比較；以及使用所述將所述陽極電壓與所述閾值電壓的比較來檢測在所述AC電源的所述前半周期期間的開路或高阻抗?fàn)顩r。在示例24中，示例I至21中的任意ー個或多個可選擇地包括如果所述SCR的所述陽極電壓小于所述閾值電壓，則生成壽命結(jié)束(EOL)信號。在示例25中，示例I至21中的任意ー個或多個可選擇地包括檢測手動自測；以及如果檢測到手動自測，則復(fù)位所述ST GFCI。在示例26中，示例I至25中的任意ー個或多個的AC電源的前半周期可選擇地包括AC電源的正半周期，示例I至25中的任意ー個或多個的AC電源的后半周期可選擇地包括AC電源的負半周期。
在示例27中，示例I至26中的任意ー個或多個的AC電源的前半周期可選擇地包括AC電源的負半周期，示例I至26中的任意ー個或多個的AC電源的后半周期可選擇地包括AC電源的正半周期。在示例28中，示例I至27中的任意ー個或多個可選擇地包括在不中斷供給負載的AC電源的情況下測試可控硅整流器(SCR)的運行狀況，在AC電源的所述第一周期的所述后半周期期間偏置所述SCR ；以及檢測所述SCR是否響應(yīng)于所述模擬接地故障而被啟用。在示例29中，示例I至28中的任意ー個或多個可選擇地包括使用感應(yīng)線圈來檢測接地故障，并且響應(yīng)于檢測到的接地故障而向半導(dǎo)體開關(guān)提供啟用信號，半導(dǎo)體開關(guān)被配置為響應(yīng)于檢測到的接地故障而中斷供給負載的AC電源。
在示例30中，示例I至29中的任意ー個或多個可選擇地包括響應(yīng)于檢測到的接地故障，啟用半導(dǎo)體開關(guān)以中斷供給負載的AC電源。在示例31中，示例I至30中的任意ー個或多個的生成模擬接地故障可選擇地包括以周期性間隔自動生成模擬接地故障。在示例32中，示例I至31中的任意ー個或多個的生成模擬接地故障的步驟可選擇地包括在ST GFCI監(jiān)控器的上電和復(fù)位中的至少ー個之后的第一時間段生成模擬接地故障，并且在首個模擬故障以后以周期性間隔生成模擬接地故障。在示例33中，系統(tǒng)包括負載觸點；被配置為斷開或閉合負載觸點的螺線管，其中，閉合的負載觸點被配置為將AC電源與負載連接，并且斷開的負載觸點被配置為斷開AC電源與負載的連接；可控硅整流器(SCR)，其被配置為控制所述螺線管；自測(ST)接地故障電路中斷器(GFCI)監(jiān)控器，其被配置為在從AC電源的第一周期的前半周期開始并延伸到AC電源的第一周期的后半周期的時段，自動生成模擬接地故障，在不中斷供給負載的AC電源的情況下，在ST GFCI監(jiān)控器的上電和復(fù)位中的至少ー個之后的第一時間段測試SCR的運行狀況并且首個模擬故障以后以定期間隔測試SCR的運行狀況，以及如果SCR未響應(yīng)于模擬接地故障而被啟用則生成壽命結(jié)束(EOL)信號；ニ極管，其被配置為防止所述螺線管在AC電源的所述第一周期的所述后半周期期間斷開所述負載觸點，所述GFCI控制器，其被配置為使用感應(yīng)線圈來檢測接地故障，并且響應(yīng)于所檢測到的接地故障而向SCR提供啟用信號，所述ST GFCI監(jiān)控器包括比較器，所述比較器被配置為在AC電源的所述前半周期期間將可控硅整流器(SCR)的陽極電壓與閾值電壓進行比較以檢測開路或高阻抗?fàn)顩r，其中，所述ST GFCI監(jiān)控器被配置為如果所述SCR的陽極電壓小于閾值電壓，則生成EOL信號，其中，閾值電壓包括在約60V RMS至約105V RMS范圍內(nèi)的電壓，其中，AC電源的所述第一周期的所述前半周期先于AC電源的所述第一周期的所述后半周期，并且其中，所述ST GFCI監(jiān)控器被配置為檢測手動自測，并且如果檢測到手動自測，則復(fù)位所述ST GFCI監(jiān)控器。在示例34中，示例I至33中的任意ー個或多個的AC電源的前半周期可選擇地包括AC電源的正半周期，示例I至33中的任意ー個或多個的AC電源的后半周期可選擇地包括AC電源的負半周期。在示例35中，系統(tǒng)或裝置可以包括以下各項或者可選擇地可以與示例I至34中的任意ー個或多個的任意部分或任意部分的組合相結(jié)合以包括以下各項用于執(zhí)行示例I至34的功能中的任意一個或多個的模塊或者包括當(dāng)由機器執(zhí)行時使機器執(zhí)行示例I至34的功能中的任意ー個或多個的指令的機器可讀介質(zhì)。
上述詳細說明書參照了附圖，附圖也是所述詳細說明書的一部分。附圖以圖解的方式顯示了可應(yīng)用本發(fā)明的具體實施例。這些實施例在本發(fā)明中被稱作“示例”。這些示例可包括除了所示或描述的元件以外的元件。然而，發(fā)明人還設(shè)想到其中僅提供示出或描述的那些元件的示例。此外，發(fā)明人還設(shè)想到針對本文所示的或所描述的特定示例(或其一個或多個方面)，或針對本文所示的或所描述的其它示例(或其ー個或多個方面)，使用所示或所描述的那些元件的任意組合或排列(或其ー個或多個方面)的示例。本發(fā)明所涉及的所有出版物、專利及專利文件全部作為本發(fā)明的參考內(nèi)容，盡管它們是分別加以參考的。如果本發(fā)明與參考文件之間存在用途差異，則將參考文件的用途視作本發(fā)明的用途的補充，若兩者之間存在不可調(diào)和的差異，則以本發(fā)明的用途為準(zhǔn)。 在本發(fā)明中，與專利文件通常使用的一祥，術(shù)語“一”或“某一”表示包括一個或多個，但其他情況或在使用“至少ー個”或“ー個或多個”時應(yīng)除外。在本發(fā)明中，除非另外指明，否則使用術(shù)語“或”指無排他性的或者，使得“A或B”包括“A但不是B”、“B但不是A” 以及“A和B”。在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“包含”和“在其中”等同于各個術(shù)語“包括”和“其 中”的通俗英語。同樣，在本文中，術(shù)語“包含”和“包括”是開放性的，即，系統(tǒng)、設(shè)備、物品或步驟包括除了權(quán)利要求中這種術(shù)語之后所列出的那些部件以外的部件的，依然視為落在該條權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。而且，在下面的權(quán)利要求中，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等僅僅用作標(biāo)簽，并非對對象有數(shù)量要求。本文所述的方法示例至少部分可以是機器或計算機執(zhí)行的。一些示例可包括計算機可讀介質(zhì)或機器可讀介質(zhì)，其被編碼有可操作為將電子裝置配置為執(zhí)行如上述示例中所述的方法的指令。這些方法的實現(xiàn)可包括代碼，例如微代碼，匯編語言代碼，高級語言代碼等。該代碼可包括用于執(zhí)行各種方法的計算機可讀指令。所述代碼可構(gòu)成計算機程序產(chǎn)品的部分。此外，在一個示例中，所述代碼可例如在執(zhí)行期間或其它時間被有形地存儲在ー個或多個易失、非暫時或非易失性有形計算機可讀介質(zhì)上。這些有形計算機可讀介質(zhì)的示例包括但不限于，硬盤、移動磁盤、移動光盤(例如，壓縮光盤和數(shù)字視頻光盤)，磁帶，存儲卡或棒，隨機存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(ROM)等。上述說明的作用在于解說而非限制。例如，上述示例(或示例的ー個或多個方面)可結(jié)合使用?？梢栽诶斫馍鲜稣f明書的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有技術(shù)的某種常規(guī)技術(shù)來執(zhí)行其他實施例。遵照37C.F.R. § 1.72(b)的規(guī)定提供摘要，允許讀者快速確定本技術(shù)公開的性質(zhì)。提交本摘要時要理解的是該摘要不用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或意義。同樣，在上面的具體實施方式
中，各種特征可歸類成將本公開合理化。這不應(yīng)理解成未要求的公開特征對任何權(quán)利要求必不可少。相反，本發(fā)明的主題可在于的特征少于特定公開的實施例的所有特征。因此，下面的權(quán)利要求據(jù)此并入具體實施方式
中，每個權(quán)利要求均作為ー個單獨的實施例，并且可設(shè)想到這些實施例可以在各種組合或排列中彼此結(jié)合。應(yīng)參看所附的權(quán)利要求，以及這些權(quán)利要求所享有的等同物的所有范圍，來確定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種接地故障電路中斷器(GFCI)系統(tǒng)，包括 自測(ST)GFCI監(jiān)控器，其被配置為在從AC電源的第一周期的前半周期開始并延伸到所述AC電源的第一周期的后半周期的時段，生成模擬接地故障，并檢測對所述模擬接地故障的響應(yīng)， 其中，所述AC電源的第一周期的前半周期先于所述AC電源的第一周期的后半周期。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的GFCI系統(tǒng)，其中，所述STGFCI監(jiān)控器被配置為在不中斷供給負載的AC電源的情況下生成所述模擬接地故障以測試半導(dǎo)體開關(guān)的運行狀況，所述半導(dǎo)體開關(guān)被配置為控制所述AC電源與所述負載的連接或斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GFCI系統(tǒng)，其中，所述半導(dǎo)體開關(guān)包括可控硅整流器(SCR)， 其中，所述ST GFCI監(jiān)控器被配置為檢測所述SCR是否響應(yīng)于所述模擬接地故障而被啟用；并且 其中，所述ST GFCI監(jiān)控器被配置為如果所述SCR未響應(yīng)于所述模擬接地故障而被啟用，則生成壽命結(jié)束(EOL)信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GFCI系統(tǒng)，包括 負載觸點； 螺線管，其被配置為斷開或閉合所述負載觸點，其中，閉合的負載觸點被配置為將所述AC電源與所述負載連接，而斷開的負載觸點被配置為斷開所述AC電源與所述負載的連接；所述半導(dǎo)體開關(guān)，其包括被配置為控制所述螺線管的可控硅整流器(SCR);以及ニ極管，其被配置為防止所述螺線管在所述AC電源的第一周期的后半周期期間斷開所述負載觸點， 其中，所述ST GFCI監(jiān)控器被連接到所述SCR和所述ニ極管， 其中，所述ニ極管被連接到所述SCR、所述ST GFCI監(jiān)控器和所述螺線管， 其中，所述螺線管被連接到所述ニ極管和所述負載觸點，并且 其中，所述SCR被配置為控制通過所述螺線管的電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的GFCI系統(tǒng)，其中，所述STGFCI監(jiān)控器包括比較器，所述比較器被配置為在所述AC電源的所述前半周期期間將可控硅整流器(SCR)的陽極電壓與閾值電壓進行比較，所述SCR被配置為控制螺線管，并且 其中，所述ST GFCI監(jiān)控器被配置為使用所述SCR的陽極電壓與所述閾值電壓的所述比較來檢測在所述AC電源的所述前半周期期間的開路或高阻抗?fàn)顩r，并且如果所述SCR的陽極電壓小于所述閾值電壓，則生成壽命結(jié)束(EOL)信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的GFCI系統(tǒng)，其中，所述STGFCI監(jiān)控器被配置為檢測手動自測，并且如果檢測到手動自測，則復(fù)位所述ST GFCI監(jiān)控器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的GFCI系統(tǒng)，其中，所述STGFCI監(jiān)控器被配置為以周期性間隔自動生成所述模擬接地故障。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的GFCI系統(tǒng)，包括 第一集成電路，其包括所述ST GFCI監(jiān)控器；以及 第二集成電路，其包括GFCI控制器，所述GFCI控制器被配置為使用感應(yīng)線圈來檢測接地故障，并且響應(yīng)于所檢測到的接地故障而向半導(dǎo)體開關(guān)提供啟用信號，所述半導(dǎo)體開關(guān)被配置為響應(yīng)于所檢測到的接地故障而中斷供給負載的AC電源。
9.一種接地故障模擬方法，包括 在從AC電源的第一周期的前半周期開始并延伸到所述AC電源的第一周期的后半周期的時段，使用自測(ST)接地故障電路中斷器(GFCI)監(jiān)控器生成模擬接地故障；以及檢測對所述模擬接地故障的響應(yīng)， 其中，所述AC電源的第一周期的前半周期先于所述AC電源的第一周期的后半周期。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接地故障模擬方法，包括 使用半導(dǎo)體開關(guān)選擇性地將所述AC電源與負載連接或斷開； 在不中斷供給所述負載的AC電源的情況下，使用所述模擬接地故障來測試所述半導(dǎo)體開關(guān)的運行狀況； 檢測所述半導(dǎo)體開關(guān)是否響應(yīng)于所述模擬接地故障而被啟用；以及 如果所述SCR未響應(yīng)于所述模擬接地故障而被啟用，則生成壽命結(jié)束(EOL)信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接地故障模擬方法，其中，所述半導(dǎo)體開關(guān)包括可控硅整流器(SCR)，所述方法進ー步包括 在所述AC電源的所述前半周期期間，將可控硅整流器(SCR)的陽極電壓與閾值電壓進行比較； 使用所述將所述陽極電壓與所述閾值電壓的所述比較，檢測在所述AC電源的所述前半周期期間的開路或高阻抗?fàn)顩r；以及 如果所述SCR的所述陽極電壓小于所述閾值電壓，則生成壽命結(jié)束(EOL)信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接地故障模擬方法，包括 檢測手動自測；以及 如果檢測到手動自測，則復(fù)位所述ST GFCI。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的GFCI系統(tǒng)或者根據(jù)權(quán)利要求9所述的接地故障模擬方法，其中，所述AC電源的所述前半周期包括所述AC電源的正半周期，并且其中，所述AC電源的所述后半周期包括所述AC電源的負半周期。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的GFCI系統(tǒng)或者根據(jù)權(quán)利要求9所述的接地故障模擬方法，其中，所述AC電源的所述前半周期包括所述AC電源的負半周期，并且其中，所述AC電源的所述后半周期包括所述AC電源的正半周期。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接地故障模擬方法，包括 在不中斷供給負載的AC電源的情況下，測試可控硅整流器(SCR)的運行狀況，其包括 在所述AC電源的第一周期的所述后半周期期間偏置所述SCR ;以及 檢測所述SCR是否響應(yīng)于所述模擬接地故障而被啟用。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接地故障模擬方法，其中，生成模擬接地故障包括以周期性間隔自動生成所述模擬接地故障。
全文摘要
除其它內(nèi)容以外，本文討論了自測(ST)接地故障電路中斷器(GFCI)監(jiān)控器及接地故障模擬方法，ST GFCI監(jiān)控器被配置為在從AC電源的第一周期的前半周期開始并延伸到AC電源的所述第一周期的后半周期的時段，生成模擬接地故障，其中，所述AC電源的第一周期的所述前半周期先于所述AC電源的第一周期的所述后半周期。此外，ST GFCI監(jiān)控器可以檢測對所述模擬接地故障的響應(yīng)。
文檔編號G01R31/327GK102694364SQ20121007370
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者布魯斯·阿姆斯特朗 申請人:快捷半導(dǎo)體(蘇州)有限公司, 快捷半導(dǎo)體公司