[发明专利]具有故障指示和辅供电器的电子断路器

说明书

发明领域

本发明涉及电子断路器，且特别是涉及具有故障指示和在断路器断开时用于故障指示的辅供电器的改进的断路器。

背景

今天的住宅电子断路器（AFCI）监测并预防很多不同类型的故障状况。当断路器跳闸时，知道断路器中断的故障是什么类型以便准确和快速地校正故障状况是有利的。在这样的断路器中的电子模块能够仅在电子设备被供电时才指示中断故障。在正常情况下，这需要使断路器重新闭合以给电子模块供电。然而，使断路器重新闭合以指示中断故障的原因也意味着重新激励故障，如果故障仍然存在的话。为了使断路器安全地重新闭合，电气技师必须断开负载中心并从断路器移除线路负载和中性负载电线。期望有给电子模块供电的辅助装置以允许电子模块指示中断故障，而不需要重新激励在将被认为危险的水平处的故障，因此消除了从断路器移除负载电线的需要。

简要概述

根据一个实施方式，电子断路器包括适合于将AC电源连接到至少一个负载的可控制机械触头和用于监测从AC电源到负载的电力的流动、探测不同类型的故障状况并响应于故障状况的探测而自动断开触头的控制电路。主供电器在触头闭合时从AC电源接收电力，并将电力提供到控制电路。由控制电路控制的故障指示器指示使控制电路断开触头的故障状况的类型，且辅供电器在触头断开和手动操作的开关闭合时将电力提供到控制电路。通过在断路器触头断开时从辅供电器给控制电路提供电力，该断路器系统避免使断路器在有危险故障时闭合以确定断路器跳闸的原因的任何需要。它也避免从断路器移除分支电路配线或从负载中心重新断开断路器来指示跳闸的原因、更新固件或执行诊断的任何需要。

在一个实现中，手动操作的开关在可控制机械触头的源侧上连接到AC电源，且该开关的另一侧耦合到控制电路，使得该开关的闭合将AC电源耦合到控制电路，用于在触头断开时向控制电路提供电力。整流器可耦合到手动操作的开关并耦合到控制电路，用于将来自AC电源的电力转换成用于控制电路的DC电力。

控制电路优选地包括适合于在触头闭合时经由触头接收电力或在触头断开时经由手动操作的开关接收电力的微控制器。微控制器被编程为探测故障状况，以响应于故障状况的探测而断开触头，并在触头闭合时的故障保护操作模式和触头断开时的故障指示操作模式之间自动切换。微控制器可被编程为探测AC电源经由触头到微控制器的耦合，并在AC电源未经由触头耦合到微控制器时自动切换到故障指示模式。

附图的简要描述

通过参考结合附图理解的下面描述，可最好地理解本发明，其中：

图1是能够指示使断路器跳闸的故障的类型的电子断路器中的电路的一部分的示意图。

图2是用于激活用于向微控制器提供电力的辅供电器的图1的电路中的微控制器和当断路器跳闸时故障指示器所执行的例程的流程图。

详细描述

虽然将结合某些优选实施方式描述本发明，将理解，本发明不限于那些特定的实施方式。相反，本发明旨在涵盖可包括在如所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有可选形式、修改和等效布置。

图1示出监测从线电源10例如120伏AC电源提供到一个或多个负载11的电电力的断路器。在正常操作期间，即，在没有故障时，电源10通过在跳闸电路13中的常闭的断路器触头12将AC电力提供到负载11，跳闸电路13自动断开以保护负载11，如本领域中已知的。此外，DC电力从主供电器提供到断路器中的微控制器14，主供电器包括全波整流器15（例如二极管桥）、预电压调节器电路17和电压调节器18。二极管桥15将来自电源10的AC电力整流以产生DC输出，DC输出被提供到预电压调节器电路16。预电压调节器电路16又将电力提供到电压调节器17，其给微控制器14提供经调节的DC输入电压。推动测试按钮18连接到微控制器14的PTT输入以允许手动发起对断路器的各种参数的测试，如例如在转让给本发明的受让人的美国专利号7,151,656中描述的。

当故障由断路器探测到时，微控制器14产生跳闸信号，其被提供到跳闸电路13以自动断开断路器触头12，从而中断到负载11的电流的流动。微控制器还存储识别跳闸的原因的信息，例如探测到接地故障或电弧击穿故障。当用户希望在跳闸之后获取所存储的信息时，必须将电力提供到微控制器14以使微控制器能够获取所存储的信息并显示该信息或以另外方式将该信息传递到用户。如果AC电源10通过重新闭合断路器开关12来重新连接到整流器15，则存在重新激发引起跳闸的故障的风险。因此，微控制器14优选地在不闭合断路器12的情况下被供电，以避免首先重新激发引起跳闸的故障。