[发明专利]交通工具AC接地故障检测系统

说明书

相关申请的交叉参考

不适用

关于联邦资助的研究或发展的声明

不适用

对序列表、表格，或计算机程序列表光盘附录的参考

不适用

技术领域

本发明一般涉及交通工具中的AC高电源电压(power voltage)系统，以及特别涉及交通工具的AC接地故障检测系统。

背景技术

交通工具正变得越来越适应交通工具内乘客电子便利(convenience)设备的使用。这种设备典型地由主DC电源系统运行，其中在交通工具的一个或更多位置提供典型的12Vdc电源，以适应为乘客的电子便利设备提供动力。

为使交通工具系统适应使用AC电源的个人便利设备，交通工具系统必须将DC电压转换为AC电压。来自于电池的DC电压被转换为低AC电压(例如12Vac)。其后，该低AC电压被提供给变压器以将该电压升高到高电压(例如400Vac)。其后，降压转换器可被用于将电压降低(step down)至220Vac或110Vac，用于为交通工具内的电源插座(power outlet)提供电源。

电源插座和其它AC负载设备被置于乘客可能接触到AC电压的位置。如果交通工具中的乘客接触到高电压电源，则电源系统的初级(primary)和次级(secondary)之间的隔离失效。电流通过接触部分(例如手)流入乘客的身体并通过与地面(例如交通工具)接触的身体的另一个部分(例如脚)流出。乘客的身体本质上被电耦合到交通工具，导致电击到乘客并导致对乘客的可能的严重伤害。

发明内容

本发明具有如下优点：检测如果乘客接触高电压插座则将发生的接地故障状况，并为防止电击到接触高电源电路的乘客，而向配电系统提供信号以禁止由低到高的电源转换的启动。

在本发明的一个方面中，提供了一种用于交通工具AC电系统的交通工具接地故障检测系统。该AC电系统包括AC升压(step up)变压器，该变压器具有初级线圈和次级线圈，用于增加供给变压器的电压。次级线圈被耦合到次级接地。提供给变压器的初级线圈的电压是来自于具有电池接地的交通工具电池的被变换的电压。接地故障检测系统包括故障检测电路，其用于检测变压器的次级接地和电池接地之间的短路。故障检测电路包括具有预定的阻抗值的阻抗元件。阻抗元件的一端连接到供电电压。电切换电路被连接到阻抗元件，用于选择性地将阻抗元件的另一端耦合到次级接地。故障检测电路进一步包括故障检测传感线，该故障检测传感线连接到阻抗元件的另一端与电切换电路之间的接点(junction)。控制器选择性地将阻抗元件耦合到次级接地。控制器被耦合到故障检测传感线以接收电压信号，用于在启动AC升压电源转换前检测接地故障。控制器基于响应于电压信号与预定的比较值的比较来确定接地故障。

在本发明的另一个方面中，提供一种用于检测交通工具电路中的接地故障的交通工具接地故障检测系统。该系统包括AC升压电路，该AC升压电路包括具有初级线圈和次级线圈的AC变压器，用于增加提供给AC变压器的整流电压。提供微处理器以用于确定AC升压电路中的故障检测。提供故障检测电路以用于检测变压器的次级接地和电池接地之间的短路。故障检测电路包括具有预定的阻抗值的阻抗元件。阻抗元件被连接到供电电压。电切换电路被连接到阻抗元件和次级接地。故障检测传感线被连接在阻抗元件和次级接地之间。电切换电路通过阻抗元件将供电电压选择性地耦合到次级接地。微处理器监测故障检测传感线，用于在启动AC升压电源转换之前确定接地故障的发生。

在本发明的又一个方面中，提供一种用于检测交通工具AC电系统中的接地故障的方法。交通工具AC电系统包括AC升压变压器，该AC升压变压器具有初级线圈和次级线圈，用于增加提供给AC变压器的电压。故障检测电路包括连接到阻抗元件的供电电压输入线。故障检测电路进一步包括电切换电路和故障检测传感线。用于检测接地故障的方法包括通过电切换电路选择性地将供电电压输入线耦合到次级接地的步骤。故障检测传感线被监测。在AC电压升高转换之前，确定在交通工具AC电系统中是否出现接地故障。

当根据附图阅读时，由以下优选的实施方式的详细描述，本发明的各种目的和优点对于本领域技术人员来说将变得明显。

附图说明

图1是本发明的交通工具电源转换系统的结构图。

图2是根据本发明的第一实施方式的故障检测系统的电原理图。

图3是根据本发明的第二实施方式的故障检测系统的电原理图。

优选实施方式的详细描述