用于確定在電器中電功率向地面分散的方法和電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及家用和專業(yè)用途兩者的電器，如洗滌機(jī)、干燥機(jī)、洗滌/干燥 機(jī)、洗碗機(jī)。更具體而言，本發(fā)明涉及對(duì)此類電器的電氣故障的確定，如向地或地面的功率 分散。
【背景技術(shù)】
[0002] 每個(gè)家用和專業(yè)電器（為了簡(jiǎn)明目的，在下文中為器具）通常包括內(nèi)隔室和用于 完成預(yù)期處理的電部件/機(jī)電部件（例如，電動(dòng)機(jī)、電加熱電阻器），該內(nèi)隔室容納使用者可 接近的、用于裝載待處理（例如，洗滌和/或干燥）的物品（例如，衣物或餐具）并且用于 在已經(jīng)完成預(yù)期處理之后卸載這些物品的旋轉(zhuǎn)滾筒。
[0003] 如已知的，耦合在交流電源的線路電位與中性電位之間的此類部件可能受到電功 率向地面分散的現(xiàn)象影響。
[0004] 考慮到例如電動(dòng)機(jī)中出現(xiàn)的絕緣故障（例如，由于使用磨損、過(guò)熱、污染物和/或 機(jī)械應(yīng)力），不希望的電功率（例如，電流）可能向地面泄漏（泄漏電流）。
[0005] 除了增加功率消耗以外，泄漏電流可能造成安全危險(xiǎn)。確實(shí)，當(dāng)向地面泄漏時(shí)， 泄漏電流還可能流過(guò)在正常條件下本來(lái)預(yù)期不導(dǎo)電的器具部分（經(jīng)常是使用者容易觸及 的）。
[0006] 要避免電功率向地面分散，因?yàn)樵诎惭b電器處的使用者處所中的交流配電網(wǎng)受到 正確保護(hù)的情況下，保護(hù)裝置干預(yù)并引起使用者處所的所有或至少多個(gè)部分?jǐn)嚯?；甚至?糟糕的是，當(dāng)不存在正確保護(hù)時(shí)，使用者的觸電風(fēng)險(xiǎn)是非常高的。
[0007] 本領(lǐng)域中已知的大多數(shù)解決方案基于泄漏電流監(jiān)測(cè)。一旦監(jiān)測(cè)到的泄漏電流升 高到臨界值，就發(fā)出警報(bào)狀況信號(hào)（可能通過(guò)顯示適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤代碼），并且電器運(yùn)行異常中 斷。
[0008] 例如，JP 2006177973披露了一種基于以下內(nèi)容的監(jiān)測(cè)：感測(cè)在電機(jī)控制器電路 的接地導(dǎo)線電纜中流動(dòng)的共模泄漏電流，從所感測(cè)到的共模泄漏電流中生成平均泄漏電流 信號(hào)，將該平均泄漏電流轉(zhuǎn)換成第一 PWM信號(hào)，在該第一 PWM信號(hào)的上升沿和下降沿生成脈 沖信號(hào)，將脈沖信號(hào)的上升沿和下降沿轉(zhuǎn)調(diào)至以地面為基準(zhǔn)的電壓，并且（從這些脈沖信 號(hào)中）重構(gòu)出其占空比根據(jù)共模泄漏電流的幅值變化的第二PWM信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 申請(qǐng)人已經(jīng)意識(shí)到已知的解決方案對(duì)于現(xiàn)代技術(shù)要求而言不是令人滿意的。
[0010] 具體而言，根據(jù)申請(qǐng)人，隨著要求相對(duì)高的計(jì)算處理（并且因此相對(duì)高的電路復(fù) 雜度），基于泄漏電流監(jiān)測(cè)確定電功率向地面分散不是高效的。
[0011] 確實(shí)，就JP 2006177973而言，需要電流互感器（用于感測(cè)共模泄漏電流）、低通 濾波器（用于生成平均泄漏電流信號(hào)）、PWM轉(zhuǎn)換器（用于提供第一 PWM信號(hào)）、脈沖發(fā)生 器（用于生成脈沖信號(hào)）、電平位移器（用于轉(zhuǎn)調(diào)脈沖信號(hào)）、以及脈沖重構(gòu)電路（用于提 供第二PffM信號(hào)）。
[0012] 由于高復(fù)雜度，泄漏電流監(jiān)測(cè)電路不能容易且低成本地被復(fù)制用于確定可能源自 其他電負(fù)載（例如，栗、加熱電阻器等等）向地面的電功率分散。因此，此類方法具有非常 有限的實(shí)際應(yīng)用。
[0013] 最后（但并不是最不重要的），以相同（或甚至更小）的空間占用而具有的功能數(shù) 量越來(lái)越大的現(xiàn)代電器需要盡可能簡(jiǎn)單且零件數(shù)少。
[0014] 申請(qǐng)人已經(jīng)解決了設(shè)計(jì)一種能夠克服以上討論的缺點(diǎn)的、令人滿意的解決方案的 問(wèn)題。
[0015] 申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在電器中已經(jīng)可用的一些電信號(hào)能夠用于確定/推斷出電負(fù)載 向地面的功率分散，其條件是為此類電負(fù)載設(shè)計(jì)連接/耦合正確的電路系統(tǒng)。
[0016] 換言之，申請(qǐng)人已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種不具有復(fù)雜的感測(cè)和處理電路的那些一樣簡(jiǎn)單且 零件數(shù)少的電路系統(tǒng)（包括電負(fù)載，如用于滾筒旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)），以及一種用于如果某些明 顯不相關(guān)的電信號(hào)（例如，電源信號(hào)、電動(dòng)機(jī)三端雙向可控硅元件（triac)信號(hào)、門(mén)鎖信號(hào)） 彼此之間處于某種關(guān)系下則確定/推斷出功率向地面分散的方法。
[0017] 獨(dú)立權(quán)利要求中闡述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的解決方案的一個(gè)或多個(gè)方面，并且 在從屬權(quán)利要求中指示了同一解決方案的有利特征（其中參照根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的解 決方案的特定方面、加上必要的變更提供了適用于其任何其他方面的任何有利特征）。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的解決方案的一方面涉及一種電器。該電器包括 電負(fù)載、和用于使該電負(fù)載選擇性地通電/斷電的驅(qū)動(dòng)元件。該驅(qū)動(dòng)元件具有耦合至該電 負(fù)載的第一負(fù)載端子上的第一驅(qū)動(dòng)端子、耦合至第一電源端子上的第二驅(qū)動(dòng)端子、以及用 于接通/斷開(kāi)該驅(qū)動(dòng)元件由此對(duì)應(yīng)地允許所述選擇性的通電/斷電的控制端子。該電器還 包括用于將第二電源端子選擇性地耦合至該電負(fù)載的第二負(fù)載端子上的開(kāi)關(guān)元件。該電器 進(jìn)一步包括檢測(cè)安排，該檢測(cè)安排被配置成用于檢測(cè)在該第一驅(qū)動(dòng)端子處的第一電量、和 在第二負(fù)載端子處的第二電量與在該第二電源端子處的電源電量之中的至少一項(xiàng)。該檢測(cè) 安排包括將該第一驅(qū)動(dòng)端子耦合至該第二負(fù)載端子上的耦合元件、以及控制單元，該控制 單元耦合至該第一驅(qū)動(dòng)端子、并且耦合至在該第二負(fù)載端子與該第二電源端子之中的至少 一項(xiàng)。該控制單元被進(jìn)一步配置成用于根據(jù)這些檢測(cè)到的電量確定在該電負(fù)載中電功率向 地面分散。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該控制單元被配置成
[0020] 將該第一電量與在該第二電量和該電源電量之中的至少一項(xiàng)進(jìn)行比較，并且
[0021] 根據(jù)這種比較的結(jié)果確定在該電負(fù)載中電功率向地面分散。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該控制單元被進(jìn)一步配置成用于提取這些檢測(cè)到的電量的 拾取值，其中所述比較包括
[0023] 將該第一電量的拾取值與在該第二電量的拾取值和該電源電量的拾取值之中的 至少一項(xiàng)進(jìn)行比較。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該開(kāi)關(guān)元件可操作用于對(duì)應(yīng)地根據(jù)器具門(mén)的關(guān)閉/打開(kāi)構(gòu) 型而允許/防止在該第二負(fù)載端子與該第二電源端子之間的電耦合。該第二電量的拾取值 采取指示該關(guān)閉構(gòu)型的第一峰值、或指示該打開(kāi)構(gòu)型的第二峰值。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在該關(guān)閉構(gòu)型下
[0026] 所述比較包括
[0027] 將該第一電量的拾取值與該第一峰值進(jìn)行比較，并且
[0028] 所述確定包括
[0029] 如果該第一電量的拾取值超出該第一峰值至少第一閾值，則確定在該電負(fù)載中電 功率向地面分散。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在該打開(kāi)構(gòu)型下
[0031] 所述比較包括
[0032] 將該第一電量的拾取值與該第二峰值進(jìn)行比較，并且
[0033] 將該第一電量的拾取值與該電源電量的拾取值進(jìn)行比較，并且
[0034] 所述確定包括
[0035] 如果該第一電量的拾取值超出該第二峰值至少第二閾值并且超出該電源電量的 拾取值至少第三閾值，則確定在該電負(fù)載中電功率向地面分散。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，
[0037] 在該關(guān)閉構(gòu)型下，該第二電源端子和該第二負(fù)載端子基本上彼此短路，從而使得 該第一峰值基本上等于該電源電量的拾取值，并且
[0038] 在該打開(kāi)構(gòu)型下，該第二電源端子和該第二負(fù)載端子基本上彼此隔離，從而使得 該第二峰值低于該電源電量的拾取值。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，
[0040] 所述比較包括
[0041] 將該第一電量的拾取值與該電源電量的拾取值進(jìn)行比較，并且
[0042] 所述確定包括
[0043] 如果該第一電量的拾取值超出該電源電量的拾取值至少閾值電壓，則確定在該電 負(fù)載中電功率向地面分散。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該驅(qū)動(dòng)元件包括三端雙向可控硅元件。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該檢測(cè)安排被進(jìn)一步配置成用于檢測(cè)三端雙向可控硅元件 的電流以便監(jiān)測(cè)三端雙向可控硅元件的運(yùn)行，并且該控制單元被進(jìn)一步配置成用于還基于 所檢測(cè)到的三端雙向可控硅元件的電路確定在該電負(fù)載中電功率向地面分散。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，
[0047] 所述檢測(cè)在該第一驅(qū)動(dòng)端子處的第一電量、和在第二負(fù)載端子處的第二電量與在 該第二電源端子處的電源電量之中的至少一項(xiàng)，
[0048] 所述提取這些所檢測(cè)到的電量的拾取值、以及
[0049] 所述將該第一電量與在該第二電量和該電源電量之中的至少一項(xiàng)進(jìn)行比較，
[0050] 是根據(jù)對(duì)三端雙向可控硅元件的電流的預(yù)定義變化的檢測(cè)來(lái)進(jìn)行的。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該電負(fù)載包括電動(dòng)機(jī)。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該電器包括洗滌機(jī)、干燥機(jī)、或洗滌/干燥機(jī)。
[0053] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該電器包括