相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)要求于2015年10月23日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)no.62/245,591的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益。上述引用的申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用的方式被并入本文。

本公開(kāi)涉及絕緣阻障部并且更具體地涉及串聯(lián)電流隔離阻障部以及阻障部監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

本文所提供的背景描述是出于大體上呈現(xiàn)出本公開(kāi)的上下文的目的。在該背景技術(shù)部分所描述的意義上，當(dāng)前指名的發(fā)明者的工作以及在遞交時(shí)可能不被認(rèn)定為現(xiàn)有技術(shù)的描述的方面既不明確也不隱含地被承認(rèn)為本公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)。

電流隔離器可以指這樣的設(shè)備，其使用絕緣材料來(lái)將不同功率域中的電路電氣分開(kāi)，使得電流不從一個(gè)功率域中的一個(gè)電路流到另一功率域中的另一電路。電流隔離器可以將電功率或者電信號(hào)從一個(gè)功率域傳送到跨絕緣阻障部的另一功率域。僅例如，變壓器在初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間提供(電感式)電流隔離。變壓器可以用于在不同功率域的電路之間傳送功率或信號(hào)。電流信號(hào)隔離的其他示例類型包括電容電流隔離、光學(xué)電流隔離等。即使使用電流隔離器，極小的交流(ac)電流仍然能夠由于寄生電容而在功率域之間流動(dòng)。

大的電壓可以存在于功率域之間。該電壓直接出現(xiàn)在電流隔離設(shè)備的薄電絕緣材料上。然而，該絕緣材料可能例如由于老化和/或大的電壓瞬變而退化。絕緣材料的失效允許不想要的電流在功率域之間流動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一特征中，描述了系統(tǒng)。系統(tǒng)包括第一電流隔離器、第二電流隔離器、傳感器、以及監(jiān)控模塊。第一電流隔離器包括第一電絕緣體。第二電流隔離器與第一電流隔離器串聯(lián)連接，并且包括第二電絕緣體。傳感器基于第一和第二電絕緣體中的一個(gè)電絕緣體的電氣特性來(lái)生成第一輸出信號(hào)。監(jiān)控模塊基于第一輸出信號(hào)來(lái)選擇性地生成指示第一和第二電絕緣體中的至少一個(gè)電絕緣體失效的信號(hào)。

在其他特征中，至少一個(gè)額外的電流隔離器與第一和第二電流隔離器串聯(lián)連接。

在其他特征中，監(jiān)控模塊執(zhí)行以下中的至少一項(xiàng)：禁用至少一個(gè)電路；以及在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)指示符。

在其他特征中，傳感器包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)。

在其他特征中，傳感器包括電容器。

在其他特征中：第一電流隔離器是第一電容式隔離阻障部；第一電絕緣體被實(shí)現(xiàn)在第一和第二電容器極板之間；第二電流隔離器是第二電容式隔離阻障部；并且第二電絕緣體被實(shí)現(xiàn)在第二和第三電容器極板之間。

在其他特征中：第一電流隔離器是第一電感式隔離阻障部；第一電絕緣體被實(shí)現(xiàn)在第一組變壓器繞組之間；第二電流隔離器是第二電感式隔離阻障部；并且第二電絕緣體被實(shí)現(xiàn)在第二組變壓器繞組之間。

在其他特征中，第三電流隔離器包括第三電絕緣體，并且第四電流隔離器與第三電流隔離器串聯(lián)連接并且包括第四電絕緣體。第二傳感器基于第三和第四電絕緣體中的一個(gè)電絕緣體的第二電氣特性生成第二輸出信號(hào)。監(jiān)控模塊基于第二輸出信號(hào)而選擇性地生成指示第三和第四電絕緣體中的至少一個(gè)電絕緣體失效的信號(hào)。

在其他特征中，監(jiān)控模塊基于第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)而選擇性地生成指示第一、第二、第三以及第四電絕緣體中的至少一個(gè)電絕緣體失效的信號(hào)。

在其他特征中，監(jiān)控模塊基于第一輸出信號(hào)與第二輸出信號(hào)之間的差而選擇性地生成指示第一、第二、第三以及第四電絕緣體中的至少一個(gè)電絕緣體失效的信號(hào)。

在其他特征中，當(dāng)上述差在固定的預(yù)定值范圍之外時(shí)，監(jiān)控模塊生成指示第一、第二、第三以及第四電絕緣體中的至少一個(gè)電絕緣體失效的信號(hào)。

在其他特征中，當(dāng)上述差在基于一個(gè)或多個(gè)測(cè)量的參數(shù)而設(shè)定的值的范圍之外時(shí)，監(jiān)控模塊生成指示第一、第二、第三以及第四電絕緣體中的至少一個(gè)電絕緣體失效的信號(hào)。

在其他特征中，第一和第二電絕緣體中的一個(gè)電絕緣體被配置為在第一和第二電絕緣體中的另一個(gè)電絕緣體之前失效。

在其他特征中，第一和第二電流隔離器的特性是相同的。

在其他特征中，第一電絕緣體的至少一個(gè)特性是與第二電絕緣體的特性不同的。

在其他特征中，第一電絕緣體的第一電容與第二電絕緣體的第二電容是不同的。

在其他特征中，當(dāng)?shù)谝惠敵鲂盘?hào)是以下項(xiàng)中的一個(gè)時(shí)，監(jiān)控模塊生成指示第一和第二電絕緣體中的至少一個(gè)電絕緣體失效的信號(hào)：(i)小于第一參考；以及(ii)大于第二參考，其中，第二參考比第一參考大。

在其他特征中，第二雙隔離阻障部包括：包括第三電絕緣體的第三電流隔離器；以及與第三電流隔離器串聯(lián)連接并且包括第四電絕緣體的第四電流隔離器。第二傳感器基于第三和第四電絕緣體中的一個(gè)電絕緣體的第二電氣特性來(lái)生成第二輸出信號(hào)。第三雙隔離阻障部包括：包括第五電絕緣體的第五電流隔離器；以及與第五電流隔離器串聯(lián)連接并且包括第六電絕緣體的第六電流隔離器。第三傳感器基于第五和第六電絕緣體中的一個(gè)電絕緣體的第三電氣特性來(lái)生成第三輸出信號(hào)。基于第一輸出信號(hào)、第二輸出信號(hào)、以及第三輸出信號(hào)，選擇性地生成指示第一、第二、第三、第四、第五、以及第六電絕緣體中的至少一個(gè)電絕緣體失效的信號(hào)。

在其他特征中，傳感器測(cè)量以下項(xiàng)中的一個(gè)：(i)通過(guò)第一和第二電絕緣體中的一個(gè)電絕緣體的電流；以及(ii)跨第一和第二電絕緣體中的一個(gè)電絕緣體的場(chǎng)。

在其他特征中，傳感器是光學(xué)傳感器，并且對(duì)第一和第二電絕緣體中的一個(gè)電絕緣體的光子發(fā)射進(jìn)行光學(xué)測(cè)量。

本公開(kāi)的應(yīng)用范圍的其他領(lǐng)域?qū)⒏鶕?jù)具體實(shí)施方式、權(quán)利要求以及附圖而變得顯而易見(jiàn)。具體實(shí)施方式以及具體示例旨在僅用于示出的目的，并且不是要限制本公開(kāi)的范圍。

附圖說(shuō)明

本公開(kāi)將根據(jù)具體實(shí)施方式以及隨附的附圖而變得更易于充分理解，在附圖中：

圖1包括包含了雙絕緣阻障部的示例性系統(tǒng)的功能性框圖；

圖2包括包含了雙電容式絕緣阻障部的示例性系統(tǒng)的功能性框圖；

圖3包括包含了多個(gè)雙絕緣阻障部和多個(gè)監(jiān)控模塊的示例性系統(tǒng)的功能性框圖；

圖4包括包含了金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(mosfet)感測(cè)元件的示例性系統(tǒng)的功能性框圖；

圖5和圖6包括示例性監(jiān)控模塊的功能性框圖；

圖7包括示例性的隔離的直流(dc)到dc轉(zhuǎn)換器的功能性框圖；

圖8包括用接收器來(lái)實(shí)現(xiàn)雙隔離阻障部的兩個(gè)電流隔離器的示例性系統(tǒng)的功能性框圖；

圖9包括包含了雙隔離阻障部和電感式傳感器的示例性系統(tǒng)的功能性框圖；以及

圖10包括包含了兩個(gè)以上的雙隔離阻障部、用于雙隔離阻障部的傳感器、以及監(jiān)控模塊的示例性系統(tǒng)的功能性框圖。

在附圖中，附圖標(biāo)記可以重復(fù)使用來(lái)標(biāo)識(shí)類似的和/或相同的元件。

具體實(shí)施方式

發(fā)送器經(jīng)由雙絕緣阻障部將數(shù)據(jù)或功率發(fā)送到接收器。雙絕緣阻障部包括串聯(lián)連接的兩個(gè)電流隔離器。電流隔離器包括也可以被稱為隔離阻障部的絕緣阻障部。發(fā)送器在第一功率域中進(jìn)行操作，而接收器在第二功率域中進(jìn)行操作。

電流隔離器將發(fā)送器與接收器電氣絕緣。更具體地，電流隔離器阻止第一和第二功率域之間的電流流動(dòng)。電流隔離器的示例包括但不限于，光學(xué)絕緣阻障部、電容式絕緣阻障部、電感式絕緣阻障部、以及巨磁電阻(gmr)絕緣阻障部。

本公開(kāi)描述了一種監(jiān)控系統(tǒng)，其在兩個(gè)電流隔離器失效之前，發(fā)送電流隔離器中的一個(gè)正在弱化或已經(jīng)失效的信號(hào)。該信號(hào)發(fā)送使得能夠在雙絕緣阻障部完全失效之前做出修理或者關(guān)閉系統(tǒng)。雙絕緣阻障部包括串聯(lián)連接的一個(gè)較弱電流隔離器和一個(gè)較強(qiáng)電流隔離器。較弱電流隔離器將比較強(qiáng)電流隔離器更早地失效。這樣，在較弱電流隔離器失效之后，較強(qiáng)電流隔離器可以繼續(xù)發(fā)揮作用(并且提供隔離)一段時(shí)間。

現(xiàn)在參考圖1，呈現(xiàn)了包括雙絕緣阻障部的示例性系統(tǒng)的功能性框圖。發(fā)送器108包括發(fā)送器輸入116以及一個(gè)或多個(gè)發(fā)送器輸出，例如，發(fā)送器輸出120。發(fā)送器108經(jīng)由發(fā)送器輸入116接收輸入信號(hào)。

發(fā)送器108包括一個(gè)或多個(gè)有源和/或無(wú)源部件128，例如，放大器、驅(qū)動(dòng)器等。(多個(gè))部件128基于在輸入116處接收到的輸入信號(hào)來(lái)生成被輸出到接收器156的輸出信號(hào)。發(fā)送器108基于來(lái)自第一電源(ps1)130的第一電壓來(lái)在第一功率域中進(jìn)行操作。

發(fā)送器108包括第一傳感器104以及監(jiān)控模塊144。第一傳感器140檢測(cè)第一電流隔離器148的絕緣特性。例如，第一傳感器140可以檢測(cè)絕緣材料上的電壓或者通過(guò)絕緣材料的電流。絕緣傳感器的其他示例包括場(chǎng)強(qiáng)傳感器、電流傳感器、以及光學(xué)傳感器。光學(xué)傳感器測(cè)量光子發(fā)射。當(dāng)發(fā)生失效時(shí)，光子發(fā)射增加。當(dāng)達(dá)到絕緣材料的退化極限時(shí)，監(jiān)控模塊144分析來(lái)自第一傳感器140的輸出信號(hào)，并且經(jīng)由輸出152來(lái)輸出信號(hào)。在一些示例中，可以使用多個(gè)傳感器。在一些示例中，傳感器和監(jiān)控模塊可以額外地或者替代地被包括在接收器156中。

接收器156基于來(lái)自第二電源(ps2)160的第二電壓來(lái)在第二功率域中進(jìn)行操作。第一電流隔離器148從(多個(gè))部件128接收輸出信號(hào)并且在第一和第二功率域之間提供電流隔離。第一電流隔離器148連接在(多個(gè))部件128與發(fā)送器輸出120之間。

導(dǎo)體164將發(fā)送器輸出120與接收器輸入168連接。例如，導(dǎo)體164可以包括一個(gè)或多個(gè)接合線和/或其他適當(dāng)類型的電導(dǎo)體。

接收器156包括輸入168和第二電流隔離器180。第二電流隔離器180與第一電流隔離器148串聯(lián)，并且在第一和第二功率域之間提供電流隔離。接收器156還包括一個(gè)或多個(gè)有源和/或無(wú)源部件184，例如，放大器、驅(qū)動(dòng)器等。接收器156還包括接收器輸出188。

第二電流隔離器180連接在接收器輸入168與(多個(gè))部件184之間。(多個(gè))部件184基于經(jīng)由輸入168接收的信號(hào)來(lái)生成輸出信號(hào)。接收器156經(jīng)由接收器輸出188來(lái)輸出信號(hào)。

例如，第一和第二電流隔離器148和180可以包括電容式絕緣阻障部、電感式絕緣阻障部、或巨磁電阻(gmr)絕緣阻障部。在一些實(shí)現(xiàn)中，第一和第二電流隔離器148和180可以是不同類型的阻障部。

第一和第二功率域之間的電壓差由電壓vw(耐受電壓)192來(lái)表示。電壓差可以是交流(ac)電壓或直流(dc)電壓。電壓差可以是瞬時(shí)的(例如，在閃電沖擊或者功率浪涌的情況下)或者持續(xù)的。

挑選第一和第二電流隔離器148和180的絕緣阻障部中的每一個(gè)以維持耐受電壓vw192的最大可能值。僅例如，如果系統(tǒng)的最大瞬時(shí)電壓可以是2.5千伏(kv)，則第一和第二電流隔離器148和180的絕緣阻障部中的每一個(gè)能夠耐受2.5千伏(kv)或者更大?？梢蕴暨x第一和第二電流隔離器148和180的絕緣阻障部以滿足美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室(ul)標(biāo)準(zhǔn)或在其中實(shí)現(xiàn)絕緣阻障部的系統(tǒng)的另一適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)。

第一和第二電流隔離器148和180可以被設(shè)計(jì)為使得第一和第二電流隔離器148和180中的一個(gè)可以在第一和第二電流隔離器148和180中的另一個(gè)之前失效。僅例如，第一電流隔離器148的絕緣阻障部可以在物理上比第二電流隔離器180的絕緣阻障部更厚。附加地或者替代地，第一電流隔離器148的絕緣阻障部可以被配置為比第二電流隔離器180的絕緣阻障部老化得更快。使用有差異的絕緣阻障部使得第一和第二電流隔離器148和180二者不可能發(fā)生一者在另一者失效后的短時(shí)間內(nèi)失效。這允許在第一和第二電流隔離器148和180二者都失效之前有時(shí)間采取校正動(dòng)作。

圖2包括其中第一和第二電流隔離器148和180是電容式絕緣阻障部的示例性系統(tǒng)的功能性框圖。還包括第三和第四電流隔離器204和208。第三和第四電流隔離器204和208也是電容式絕緣阻障部。第一和第三電流隔離器148和204的絕緣體可以具有相同的電氣特性，例如，厚度、或材料、或電容。類似地，第二和第四電流隔離器180和208的絕緣體可以具有相同的電氣特性，例如，厚度、或材料、或電容。

然而，在各種實(shí)現(xiàn)中，第一和第三電流隔離器148和204的絕緣體的電氣特性可以與第二和第四電流隔離器180和208的絕緣體的電氣特性不同。絕緣體可以具有不同的電氣特性，例如，使得第二和第四電流隔離器180和208的絕緣體在操作期間分別維持與第一和第三電流隔離器148和204的絕緣體不同量的壓力。盡管示出并討論了發(fā)送器108和接收器156均包括兩個(gè)電流隔離器的示例，但是發(fā)送器108和接收器156均可以包括僅一個(gè)絕緣阻障部或多于兩個(gè)的絕緣阻障部。盡管絕緣體的電氣特性被提供作為示例，但是由絕緣體維持的壓力的量可以在其他方面不同，例如，通過(guò)連接電流隔離器的導(dǎo)體的特性、形狀、和/或連接角度。

作為示例，在電容式絕緣阻障部的情況下，第二和第四電流隔離器180和208的絕緣材料可以提供比第一和第三電流隔離器148和204的絕緣材料提供的電容更小的電容。以這種方式，第二和第四電流隔離器180和208與第一和第三電流隔離器148和204相比將在更大程度上承受壓力。

僅例如，第二電流隔離器180的電容可以是第一電流隔離器148的電容的一半，并且第四電流隔離器208的電容可以是第三電流隔離器204的電容的一半。在該示例中，第一電流隔離器148可以接收耐受電壓vw192的大約1/3，而第二電流隔離器180可以接收耐受電壓vw192的大約2/3。類似地，第三電流隔離器204可以接收耐受電壓vw192的大約1/3，而第四電流隔離器208可以達(dá)到耐受電壓vw192的大約2/3。第二和第四電流隔離器180和208的絕緣材料因此將比第一和第三電流隔離器148和204的絕緣材料老化得更快，并且因此，將趨向于比第一和第三電流隔離器148和204的絕緣材料失效得更早。

當(dāng)電流隔離器的絕緣材料損壞并且跨絕緣體傳導(dǎo)電流時(shí)，可以說(shuō)電流隔離器已經(jīng)失效。失效的電流隔離器不能提供想要的電氣隔離。絕緣材料的失效可以是永久性的或暫時(shí)性的。永久性失效可以指示絕緣材料的絕緣特性的永久性丟失，使得跨絕緣材料出現(xiàn)導(dǎo)電通路。絕緣材料的暫時(shí)性或者部分失效可以指示電流曾經(jīng)流過(guò)該絕緣材料但不再流過(guò)該絕緣材料，并且不存在跨絕緣材料的永久性導(dǎo)電通路?；鸹ㄏ妒菚簳r(shí)性絕緣材料失效的示例。絕緣性初始存在，當(dāng)出現(xiàn)電弧時(shí)失效，并且當(dāng)電弧消失時(shí)恢復(fù)。

由于雙絕緣阻障部包括串聯(lián)連接的兩個(gè)電流隔離器，并且絕緣體中的每一個(gè)可以維持耐受電壓vw192的最大可能值，所以電氣隔離的操作甚至可以在雙絕緣阻障部的一個(gè)電流隔離器失效之后繼續(xù)進(jìn)行。例如，甚至當(dāng)?shù)诙娏鞲綦x器180的絕緣材料失效之后，隔離的操作可以繼續(xù)進(jìn)行，因?yàn)榈谝浑娏鞲綦x器148的絕緣體繼續(xù)在第一和第二功率域之間提供隔離。在圖2的示例中，第二傳感器212被提供有第三電流隔離器204。

在圖3中，系統(tǒng)被示出為包括多個(gè)監(jiān)控模塊。發(fā)送器108和接收器156中的一個(gè)或者二者可以包括監(jiān)控模塊。例如，在圖3中，發(fā)送器108包括監(jiān)控模塊144，并且接收器156包括監(jiān)控模塊304。雖然發(fā)送器108和接收器156二者被示出為包括監(jiān)控模塊，但是在各種實(shí)現(xiàn)中，發(fā)送器108和接收器156中的僅一個(gè)包括監(jiān)控模塊。圖1示出了接收器156不包括監(jiān)控模塊的示例性系統(tǒng)。替代地，僅接收器156可以包括監(jiān)控模塊。

一個(gè)或多個(gè)傳感器被包括在每一個(gè)監(jiān)控模塊中。例如，第一和第二傳感器140和212被包括在圖3的示例中的監(jiān)控模塊144中。第三和第四傳感器308和312可以被包括在監(jiān)控模塊304中。在另一示例中，例如以下進(jìn)一步討論的，僅一個(gè)傳感器可以被包括在監(jiān)控模塊中。

監(jiān)控模塊144監(jiān)控來(lái)自第一和第二傳感器140和212的輸出信號(hào)。監(jiān)控模塊144基于來(lái)自第一和第二傳感器140和212的信號(hào)來(lái)診斷出一個(gè)或多個(gè)電流隔離器的失效或者即將發(fā)生的失效。

監(jiān)控模塊304監(jiān)控來(lái)自第三和第四傳感器308和312的輸出信號(hào)。第三傳感器308監(jiān)控第二電流隔離器180，并且第四傳感器312監(jiān)控第四電流隔離器208。監(jiān)控模塊304基于來(lái)自第三和第四傳感器308和312的信號(hào)來(lái)診斷出一個(gè)或多個(gè)絕緣阻障部的失效。

傳感器140、212、308、以及312可以包括例如電壓感測(cè)元件、(例如，厚柵極)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(mosfet)感測(cè)元件、電流感測(cè)元件、光子感測(cè)元件、或另一適當(dāng)類型的感測(cè)設(shè)備。fet的示例包括n型fet、p型fet、或n型和p型fet的組合。圖4包括其中第一、第二、第三以及第四傳感器140、212、308以及312包括mosfet感測(cè)元件的示例性系統(tǒng)的功能性框圖。mosfet感測(cè)元件的柵極端子可以是浮置的或者偏置的。

傳感器可以利用相關(guān)聯(lián)的電流隔離器的導(dǎo)體中的一個(gè)來(lái)生成各自的輸出信號(hào)。例如，在圖2和圖4的示例中，第一傳感器140基于被連接到第一電流隔離器148的輸出120的電容器極板上的電荷來(lái)生成輸出信號(hào)。類似地，第二傳感器212基于被連接到第三電流隔離器204的輸出的電容器極板上的電荷來(lái)生成輸出信號(hào)。第三和第四傳感器308和312分別基于第二和第四電流隔離器108和208的電容器極板上的電荷來(lái)生成輸出信號(hào)。

監(jiān)控模塊144可以通過(guò)單獨(dú)地分析傳感器輸出信號(hào)來(lái)確定絕緣材料的狀態(tài)，或者監(jiān)控模塊144可以通過(guò)比較傳感器輸出信號(hào)來(lái)確定絕緣材料的狀態(tài)。僅例如，監(jiān)控模塊144可以分析來(lái)自第一和第二傳感器140和212的輸出信號(hào)之間的差。監(jiān)控模塊144還將預(yù)定的增益應(yīng)用到該差。在各種實(shí)現(xiàn)中，監(jiān)控模塊144可以使用個(gè)體信號(hào)分析和相比較的分析的組合來(lái)確定絕緣材料的狀態(tài)。

圖5包括監(jiān)控模塊144的示例性實(shí)現(xiàn)的功能性框圖。監(jiān)控模塊144分析單個(gè)傳感器輸出信號(hào)404，例如，第一傳感器140的輸出信號(hào)。輸出信號(hào)404可以通過(guò)部件(例如，放大器)408來(lái)進(jìn)行放大，并且可以在分別由第一和第二比較器424和428與第一和第二參考電壓416和420進(jìn)行比較之前，通過(guò)部件(例如，一個(gè)或多個(gè)濾波器)412來(lái)進(jìn)行濾波。

邏輯門432(例如，與非(nand)邏輯門)基于第一和第二比較器424和428的輸出來(lái)確定絕緣材料的狀態(tài)。邏輯門432經(jīng)由436輸出絕緣材料的狀態(tài)。邏輯門432可以將其輸出設(shè)置為低狀態(tài)，并且當(dāng)還未檢測(cè)到絕緣材料失效時(shí)，指示絕緣材料還未失效(即，完整的)。邏輯門432可以將其輸出設(shè)置為高狀態(tài)以指示絕緣材料失效。

以下的傳感器輸出信號(hào)僅是示例，并且在一些實(shí)現(xiàn)中，可以使其反向。并且，盡管提供了使用nand邏輯門的示例，可以使用另一類型的邏輯門。在圖1的示例中，當(dāng)被輸入到第一和第二比較器424和428的信號(hào)處于第一和第二參考電壓416和420之間時(shí)，監(jiān)控模塊144可以指示第一電流隔離器148或者第二電流隔離器180都沒(méi)有失效。當(dāng)被輸入到第一和第二比較器424和428的信號(hào)處于第一和第二參考電壓416和420之間時(shí)，第一和第二比較器424和428的輸出將是高狀態(tài)，由此指示沒(méi)有絕緣材料失效。

當(dāng)僅第一電流隔離器148失效時(shí)，被輸入到第一和第二比較器424和428的信號(hào)將低于第一和第二參考電壓416和420二者。第一和第二比較器424和428的輸出因此將分別是高和低。邏輯門432因此將其輸出436設(shè)置為高狀態(tài)，以指示絕緣材料失效。

當(dāng)僅第二電流隔離器180失效時(shí)，被輸入到第一和第二比較器424和428的信號(hào)將高于第一和第二參考電壓416和420二者。第一和第二比較器424和428的輸出因此將分別是低和高，并且邏輯門432將其輸出436設(shè)置為高狀態(tài)，以指示絕緣材料失效。在一些實(shí)現(xiàn)中，第一和第二參考電壓416和420可以是固定的、預(yù)定電壓。第一和第二參考電壓416和420例如可以是耐受電壓vw192的分?jǐn)?shù)(小于1/1)。僅作為一個(gè)示例，第一和第二參考電壓416和420可以被設(shè)置為耐受電壓vw192的大約1/100，盡管可以使用另一分?jǐn)?shù)。而且，第一和第二參考電壓416和420可以是耐受電壓vw192的不同分?jǐn)?shù)。在另一實(shí)現(xiàn)中，第一和第二參考電壓416和420可以是基于第一傳感器140的歷史輸出的學(xué)得的值。

圖6包括將來(lái)自連接到輸入504和508的兩個(gè)傳感器的信號(hào)進(jìn)行比較的監(jiān)控模塊的示例性實(shí)現(xiàn)的功能性框圖。例如，示例包括圖2、圖3、或圖4的監(jiān)控模塊144、或者圖3或圖4的監(jiān)控模塊304。

差分放大器512確定來(lái)自兩個(gè)傳感器的(電壓)信號(hào)之間的差，并且將該差放大。在分別由第一和第二比較器528和532將該差與第一和第二參考電壓520和524進(jìn)行比較之前，可以由部件(例如，一個(gè)或多個(gè)濾波器)516對(duì)該差進(jìn)行濾波。

邏輯門536(例如，與非(nand)邏輯門)基于第一和第二比較器528和532的輸出來(lái)確定絕緣材料的狀態(tài)。邏輯門536經(jīng)由540來(lái)輸出絕緣材料的狀態(tài)。邏輯門536可以將其輸出設(shè)置為低狀態(tài)，并且當(dāng)還未檢測(cè)到絕緣材料失效時(shí)，指示絕緣材料未失效(即，完整的)。邏輯門536可以將其輸出設(shè)置為高狀態(tài)，以指示絕緣材料失效。盡管提供了使用nand邏輯門的示例，可以使用另一類型的邏輯門。

使用圖3的監(jiān)控模塊144的示例，第一傳感器140的輸出可以連接到輸入504，并且第二傳感器212的輸出可以連接到輸入508。如果第一和第三電流隔離器148和204具有相同或類似的電氣特性，第二和第四電流隔離器具有相同或相似的電氣特性，并且第一和第二傳感器140和212是類似的，則第一傳感器140的輸出電壓可以與第二傳感器212的輸出電壓類似。當(dāng)電流隔離器148、180、204以及208中的任一個(gè)都沒(méi)有失效時(shí)，第一和第二傳感器140和212的輸出電壓之間的差可以大約是零。而且，被輸入到第一和第二比較器528和532的差信號(hào)可以大約是中等范圍的，并且處于第一和第二參考電壓520和524之間。第一和第二比較器528和532的輸出因此將都處于高狀態(tài)，這引起輸出540為低，這指示沒(méi)有絕緣材料失效。

當(dāng)電流隔離器148和208中僅有一個(gè)失效時(shí)，第一傳感器140的輸出將比第二傳感器212的輸出低。被輸入到第一和第二比較器528和532的差因此可以比第一和第二參考電壓520和524二者低。第一和第二比較器528和532的輸出將分別是高和低。這將引起邏輯門536將輸出540設(shè)置為高狀態(tài)，以指示絕緣材料失效。如果第二和第三電流隔離器180和204中僅一個(gè)失效時(shí)，第一傳感器140的輸出將比第二傳感器212的輸出更大。被輸入到第一和第二比較器528和532的差因此可以比第一和第二參考電壓520和524二者更大。第一和第二比較器528和532的輸出將分別是低和高。這將引起邏輯門536將輸出540設(shè)置為高，以指示絕緣材料失效。在一些實(shí)現(xiàn)中，第一和第二參考電壓520和524可以是固定的、預(yù)定電壓。例如，第一和第二參考電壓520和524可以是耐受電壓vw192的分?jǐn)?shù)(小于1/1)。在其他實(shí)現(xiàn)中，第一和第二參考電壓520和524可以是基于第一和第二傳感器140和212的歷史輸出的學(xué)得的值。

例如，監(jiān)控模塊(例如，監(jiān)控模塊144和/或監(jiān)控模塊304)可以通過(guò)點(diǎn)亮指示器燈、在顯示器上生成消息、在存儲(chǔ)器中設(shè)置預(yù)定的標(biāo)志、禁用數(shù)據(jù)傳送、和/或采用另一適當(dāng)方式來(lái)指示一個(gè)或多個(gè)絕緣阻障部失效。指示絕緣阻障部已經(jīng)失效的指示可以通知用戶：包括(多個(gè))失效的絕緣阻障部的一個(gè)或多個(gè)部件(例如，芯片)應(yīng)當(dāng)被替換。

圖7是示例性的隔離的直流(dc)到dc轉(zhuǎn)換器的功能性框圖。隔離的dc到dc轉(zhuǎn)換器包括變壓器驅(qū)動(dòng)器、雙隔離變壓器、絕緣傳感器、以及監(jiān)控模塊。由于變壓器繞組之間的固有電容以及對(duì)變壓器繞組之間的絕緣的需要，用于變壓器隔離阻障部的監(jiān)控模塊和方法可以與用于電容器隔離阻障部的監(jiān)控模塊和方法是類似的或者相同的。

圖8是包括具有傳感器和監(jiān)控模塊的合并的雙電容式隔離阻障部的示例性系統(tǒng)的功能性框圖。在圖8中，所有的電容式隔離器是利用接收器156實(shí)現(xiàn)的。零電流隔離器是利用發(fā)送器108實(shí)現(xiàn)的。第一和第二(電容式)電流隔離器148和180共享公共電容器極板。第三和第四(電容式)電流隔離器204和208共享公共電容器極板。然而，絕緣阻障部保持不同。

圖9是包括雙電容式絕緣阻障部、基于電感的傳感器、以及監(jiān)控模塊的示例性系統(tǒng)的功能性框圖。在該示例中，第三和第四傳感器308和312均包括鄰近相關(guān)聯(lián)的電流隔離阻障部的線圈。當(dāng)隔離阻障部損壞時(shí)，隨著電容器放電，電流脈沖可以在電容器極板之間流動(dòng)。該電流脈沖在相關(guān)聯(lián)的傳感器的線圈中感生出電壓。當(dāng)感測(cè)到該電壓時(shí)，監(jiān)控模塊304可以識(shí)別出并且指示失效。

一些系統(tǒng)可以包括多個(gè)雙隔離阻障部。圖10包括如下的示例性系統(tǒng)的功能性框圖，所述系統(tǒng)包括多個(gè)雙隔離阻障部、多個(gè)傳感器、以及分析來(lái)自多個(gè)傳感器的信號(hào)的監(jiān)控模塊。如上所討論的，在一些實(shí)現(xiàn)中，不同類型的阻障部可以被串聯(lián)連接。

上述描述在本質(zhì)上僅僅是說(shuō)明性的，并且不是要限制本公開(kāi)、其應(yīng)用或者使用。本公開(kāi)的寬泛教導(dǎo)可以以多種形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，盡管本公開(kāi)包括特定的示例，本公開(kāi)的真實(shí)范圍不應(yīng)被如此限制，因?yàn)樵趯?duì)附圖、說(shuō)明書(shū)以及所附權(quán)利要求進(jìn)行學(xué)習(xí)后，其他修改將變得顯而易見(jiàn)。如本文所使用的，短語(yǔ)a、b和c中的至少一個(gè)可以被解釋為使用非排他的邏輯或來(lái)表示邏輯(a或b或c)，并且不應(yīng)被解釋為表示“a中的至少一個(gè)、b中的至少一個(gè)、以及c中的至少一個(gè)”。應(yīng)當(dāng)理解的是，方法中的一個(gè)或多個(gè)步驟可以以不同的順序(或同時(shí))執(zhí)行，而不改變本公開(kāi)的原理。

在包括以下定義的本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“模塊”或術(shù)語(yǔ)“控制器”可以被替換為術(shù)語(yǔ)“電路”。術(shù)語(yǔ)“模塊”可以指以下項(xiàng)的一部分，或者包括以下項(xiàng)：專用集成電路(asic)；數(shù)字、模擬、或混合模擬/數(shù)字分立電路；數(shù)字、模擬、或混合模擬/數(shù)字集成電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)；執(zhí)行代碼的處理器電路(共享、專用、或分組)；存儲(chǔ)由處理器電路執(zhí)行的代碼的存儲(chǔ)器電路(共享、專用、或分組)；提供所描述的功能的其他合適的硬件部件；或者以上各項(xiàng)中的一些或者全部的組合，例如片上系統(tǒng)。

模塊可以包括一個(gè)或多個(gè)接口電路。在一些示例中，接口電路可以包括連接到局域網(wǎng)(lan)、互聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)(wan)或其組合的有線或無(wú)線接口。本公開(kāi)的任何給定模塊的功能可以分布在經(jīng)由接口電路連接的多個(gè)模塊之中。例如，多個(gè)模塊可以允許負(fù)載均衡。在另一示例中，服務(wù)器(也被稱為遠(yuǎn)程或云)模塊可以代表客戶端模塊完成一些功能。

如上所使用的，術(shù)語(yǔ)代碼可以包括軟件、固件、和/或微代碼，并且可以指程序、例程、功能、類、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、和/或?qū)ο?。術(shù)語(yǔ)共享處理器電路包括執(zhí)行來(lái)自多個(gè)模塊的一些或者全部代碼的單個(gè)處理器電路。術(shù)語(yǔ)分組處理器電路包括結(jié)合額外的處理器電路來(lái)執(zhí)行來(lái)自一個(gè)或多個(gè)模塊的一些或全部代碼的處理器電路。對(duì)多個(gè)處理器電路的引用包括分立的管芯上的多個(gè)處理器電路、單個(gè)管芯上的多個(gè)處理器電路、單個(gè)處理器電路的多個(gè)核、單個(gè)處理器電路的多個(gè)線程、或以上各項(xiàng)的組合。術(shù)語(yǔ)共享存儲(chǔ)器電路包括存儲(chǔ)來(lái)自多個(gè)模塊的一些或全部代碼的單個(gè)存儲(chǔ)器電路。術(shù)語(yǔ)分組存儲(chǔ)器電路包括結(jié)合額外的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)來(lái)自一個(gè)或多個(gè)模塊的一些或全部代碼的存儲(chǔ)器電路。

術(shù)語(yǔ)存儲(chǔ)器電路是術(shù)語(yǔ)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的子集。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)不包括通過(guò)介質(zhì)(例如，在載波上)傳播的暫態(tài)電氣或者電磁信號(hào)；術(shù)語(yǔ)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)因此可以被認(rèn)為是有形且非暫態(tài)的。非暫態(tài)、有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性示例是非易失性存儲(chǔ)器電路(例如，閃速存儲(chǔ)器電路、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器電路、或掩模只讀存儲(chǔ)器電路)、易失性存儲(chǔ)器電路(例如，靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器電路或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)存儲(chǔ)器電路)、磁存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，模擬或數(shù)字磁帶或硬盤驅(qū)動(dòng)器)、以及光存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，cd、dvd或者藍(lán)光盤)。

在本申請(qǐng)中描述的裝置和方法可以部分地或者全部地由特殊用途計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，所述特殊用途計(jì)算機(jī)是通過(guò)將通用計(jì)算機(jī)配置為執(zhí)行被體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)程序中的一個(gè)或多個(gè)特定功能而創(chuàng)建的。功能框、流程圖組成部分、以及上文所描述的其他要素用作軟件規(guī)范，能夠通過(guò)本領(lǐng)域的技術(shù)人員或程序員的例程任務(wù)將該軟件規(guī)范轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)程序。

計(jì)算機(jī)程序包括被存儲(chǔ)在至少一個(gè)非暫態(tài)、有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)程序還可以包括或者依賴于存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)程序可以包括與特殊用途計(jì)算機(jī)的硬件進(jìn)行交互的基本輸入/輸出系統(tǒng)(bios)、與特殊用途計(jì)算機(jī)的特定設(shè)備進(jìn)行交互的設(shè)備驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)或多個(gè)操作系統(tǒng)、用戶應(yīng)用、后臺(tái)服務(wù)、后臺(tái)應(yīng)用等。

計(jì)算機(jī)程序可以包括：(i)要被分析的描述文本，例如，html(超文本標(biāo)記語(yǔ)言)或xml(可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言)，(ii)匯編代碼，(iii)由編譯器根據(jù)源代碼生成的對(duì)象代碼，(iv)用于由解釋器執(zhí)行的源代碼，(v)由即時(shí)編譯器編譯和執(zhí)行的源代碼等。僅作為示例，可以使用包括如下項(xiàng)的語(yǔ)言的語(yǔ)法來(lái)對(duì)源代碼進(jìn)行編寫：c、c++、c#、objectivec、haskell、go、sql、r、lisp、fortran、perl、pascal、curl、ocaml、html5、ada、asp(動(dòng)態(tài)服務(wù)器頁(yè)面)、php、scala、eiffel、smalltalk、erlang、ruby、visuallua、以及

在權(quán)利要求中所提到的要素中的任一個(gè)都不是在35u.s.c§112(f)的含義內(nèi)的單元加功能要素，除非使用短語(yǔ)“用于…的單元”來(lái)明確提及的要素，或者在使用短語(yǔ)“用于…的操作”或者“用于…的步驟”的方法權(quán)利要求的情況下。