[发明专利]漏电流检测和中断电路

说明书

技术领域

本发明涉及电源电路，尤其涉及用于在检测到漏电流时断开电源连接的电路。

背景技术

现有技术中提出了各种类型的电气保护装置以降低危险电击的可能性以及电火灾的可能性。一大类现有技术的电气保护装置被统称为接地故障电路断流器(GFCI)。在检测到不希望出现的输电线路接地时，例如人无意中被连接到输电线路和地之间，接地故障电路断流器会断开电源连接。其他类型的电气保护装置包括电器漏电流断流器(ALCI)、设备漏电流断流器(ELCI)和浸水检测电路断流器(IDCI)。Underwriters Laboratories，Inc.在Reference StandardUL943A中将电气保护装置分类为漏电流保护装置。如下的美国专利代表了现有技术的漏电流保护装置。

授予Tsuchiya等人的美国专利4,131,927披露了一种电流浪涌，通常与一开始将标称交流电流施加到感性负载上有关，该专利用于防止感性负载的磁心被驱动到饱和。一开始，电流受到半波整流和限幅。限幅确保了磁心不会被驱动到饱和。跨接在感性负载两端的电压检测器仅仅感测极性与半波电流的极性相反的反电动势。当所感测到的电压达到预定值时，在交流电源和感性负载之间提供直接连接，绕过半波整流器和限幅器。

授予Baker等人的美国专利4,352,998披露了一种具有可变共模电压的电力开关系统中的共模排斥耦合器，包括第一光学隔离器电路，用于接收输入信号并响应于其生成第一信号，第一信号正常情况下相对于共模电压被隔离。第二光学隔离器电路接收输入信号的补充并生成第二信号，第二信号正常情况下也相对于共模电压被隔离。第一和第二信号是彼此互补的。比较器接收第一和第二信号并产生输出信号，该输出信号仅在第一和第二信号状态互补时改变状态。提供用于比较器的反馈控制电路，以限制第一和第二信号之一中的瞬变，在共模电压变化导致第一和第二信号之一发生瞬变时，防止比较器改变输出状态。

授予Chang等人的美国专利4,424,544披露了一种以光学方式转换的双向常开开关，通过包括一对极性相反的晶闸管，保护其不受双边电压和双向电流浪涌的影响。一个版本在其主要路径上使用了大的结型场效应晶体管，在辅助路径上使用了一对较小的结型晶体管。光电二极管阵列控制着每个晶体管上的栅极电压，当受到光照时截止它们。辅助路径中的控制节点连接到SCR的栅极，使得该路径中过量的电流导通极性适当的晶闸管，以为电路提供额外的分路。

授予Norbeck等人的美国专利4,554,463披露了一种触发电路，用于选通半导体开关。通过采用恒定电流源来提供栅极触发电流，该触发电路中消耗的功率得到了最小化。这确保了足够的触发，而与电源电压变化或开关本征控制电压要求无关。通过仅仅提供驱动半导体开关使之接通所需的电流节省了功率，由此防止了过驱动。利用恒定直流栅极电流，提供了打开和闭合开关所需的精确量的功率，同时由于开关的栅极本征电压变化或输入线路电压变化而浪费了相对较少的能量。

授予Dumortier等人的美国专利4,717,841披露了一种具有电源开关元件的静态电源开关电路。该静态电源开关具有双向电源开关，其具有至少一个晶闸管或三端双向可控硅型的可控半导体，其功率端子连接到交流电源，交流电源与负载和用于控制电源开关元件的电路串联，该元件具有第一控制开关，其电流路径通过全波整流桥连接到功率半导体的栅极。该开关连接到能够响应于输入信号产生开关的控制能量的电路。

授予Bailey等人的美国专利5,262,691披露了一种设备，用于对栅极截止晶闸管中的短路栅极作出响应。利用可控开关将其栅电极连接到相对于晶闸管的阴极电势具有负电势的控制电压端子。布置可控开关以响应于晶闸管截止命令传导负栅极电流。将电压比较装置耦合到可控开关，以检测该开关何时传导相对较高幅度的负栅极电流。在晶闸管截止命令开始后的预定时间段定时装置是激活的，如果在该间隔结束时电压比较装置检测到高栅极电流，则逻辑装置工作，以使开关停止传导负栅极电流。