專利名稱：包括微機(jī)電開關(guān)(mems)裝置的配電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的主題涉及電氣控制系統(tǒng)技術(shù)，以及更具體來說，涉及包括微機(jī)電開關(guān)(MEMS)裝置的配電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
斷路器用于保護(hù)電路免受因過載狀況或短路狀況引起的損壞。某些斷路器通過感測(cè)地和電弧故障狀況來提供對(duì)使用的保護(hù)。在感測(cè)過載 時(shí)、短路狀況和/或故障吋，斷路器中斷到電路的電力，以便防止或者至少最小化對(duì)電路組件的損壞和/或防止傷害。當(dāng)前，斷路器獨(dú)立地感測(cè)和響應(yīng)關(guān)聯(lián)電路中的過電流狀況。因此，各斷路器必須包括專用電流感測(cè)裝置、熱感測(cè)裝置、控制裝置和機(jī)械開關(guān)裝置。機(jī)械開關(guān)裝置由控制裝置來操作，以便響應(yīng)來自電流和熱感測(cè)裝置的、指示過電流狀況或短路的信號(hào)而切斷經(jīng)過斷路器的電流。

發(fā)明內(nèi)容
按照示范實(shí)施例的ー個(gè)方面，配電系統(tǒng)包括至少ー個(gè)斷路器裝置，具有提供有電通路的電カ中斷系統(tǒng)，在電通路中電耦合的至少一個(gè)微機(jī)電開關(guān)(MEMS)裝置，至少ー個(gè)混合無弧限流技術(shù)(HALT)連接，以及至少ー個(gè)控制連接。HALT電路構(gòu)件電耦合到斷路器裝置上的HALT連接，并且控制器電耦合到斷路器裝置上的控制連接?？刂破髋渲煤驮O(shè)置成經(jīng)由HALT連接有選擇地連接HALT電路構(gòu)件和至少ー個(gè)斷路器裝置，以便控制流過至少ー個(gè)斷路器裝置的電流。按照不范實(shí)施例的另一方面，電カ負(fù)載中心包括具有限定內(nèi)部的多個(gè)壁的主殼體；在主殼體的內(nèi)部中延伸的母線(bus bar);以及電耦合到母線的至少ー個(gè)斷路器裝置。至少ー個(gè)斷路器包括具有電通路的電カ中斷系統(tǒng)，在電通路中電耦合的至少ー個(gè)微機(jī)電開關(guān)(MEMS)裝置，至少ー個(gè)混合無弧限流技術(shù)(HALT)連接，以及至少ー個(gè)控制連接。HALT電路構(gòu)件電耦合到斷路器裝置上的HALT連接，并且控制器電耦合到斷路器裝置上的控制連接。控制器配置和設(shè)置成經(jīng)由HALT連接有選擇地連接HALT電路構(gòu)件和至少ー個(gè)斷路器裝置，以便控制流過至少ー個(gè)斷路器裝置的電流。按照示范實(shí)施例的又一方面，ー種控制電カ負(fù)載中心中的電路的方法包括發(fā)信號(hào)到具有至少ー個(gè)微機(jī)電開關(guān)(MEMS)裝置的斷路器裝置使電流經(jīng)過電通路；閉合混合無弧限流技術(shù)(HALT)開關(guān)，以便使信號(hào)傳遞到至少ー個(gè)MEMS裝置；切換MEMS裝置，以便通過電通路傳導(dǎo)電流；感測(cè)電流的不合需要的電流參數(shù)；斷開HALT開關(guān)，以便切斷到至少ー個(gè)MEMS裝置的信號(hào)；以及切換至少ー個(gè)MEMS裝置，以便斷開電通路。通過以下結(jié)合附圖的描述，這些及其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更為顯而易見。


在本說明書的結(jié)尾處的權(quán)利要求中具體指出并明確要求保護(hù)視為本發(fā)明的主題。通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)顯而易見，附圖包括圖I是包括按照ー個(gè)示范實(shí)施例的多個(gè)微機(jī)電開關(guān)(MEMS)裝置的配電系統(tǒng)的局部透視 圖2是示出按照ー個(gè)示范實(shí)施例的MEMS斷路器裝置的示意 圖3是按照一個(gè)示范實(shí)施例的混合無弧限流技術(shù)(HALT)電路板的示意 圖4是示出按照示范實(shí)施例的ー個(gè)方面的MEMS控制板的框 圖5是示出改變圖2的MEMS斷路器裝置的狀態(tài)的方法的流程圖；以及 圖6是示出斷開圖2的MEMS斷路器裝置的方法的流程圖。詳細(xì)的描述參照附圖通過舉例來說明本發(fā)明的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，按照一個(gè)不范實(shí)施例的負(fù)載中心一般在2處表不。負(fù)載中心2包括主殼體6，具有共同限定內(nèi)部18的基底壁8、第一和第二相對(duì)側(cè)壁10、11以及第三和第四相對(duì)側(cè)壁13、14。負(fù)載中心2還示為包括第一和第二母線24和25、第一和第二中性母線27和28以及安裝到基底壁8的第一和第二控制總線30和31。主斷路器34控制將電流從供電干線(未示出)傳遞給第一和第二母線24、25。負(fù)載中心2還包括控制第一與第二母線24、25之間的電流傳遞的、基于微機(jī)電開關(guān)(MEMS)的配電系統(tǒng)40 ;以及多個(gè)分支電路(未示出)。配電系統(tǒng)40包括MEMS控制板44，MEMS控制板44連接到第一和第二母線24和25以及第一和第二控制總線30和31。MEMS控制板44有選擇地控制多個(gè)混合無弧限流技術(shù)(HALT)板46和47，HALT板46和47又發(fā)信號(hào)到多個(gè)MEMS斷路器裝置49-54和60a_60v。MEMS斷路器裝置49-54構(gòu)成連接到第一和第二母線24和25的每個(gè)的雙極斷路器元件，而MEMS斷路器裝置60a-60v構(gòu)成各連接到第一和第二母線24和25的單個(gè)母線的單極斷路器元件。也就是說，斷路器裝置60a-60k耦合到第一母線24，而斷路器板601_60v耦合到第二母線25。由于各斷路器板基本上相似，理解到斷路器板49-54和60b-60v包括相似結(jié)構(gòu)，所以詳細(xì)描述將參照描述斷路器板60a的圖2進(jìn)行。按照ー個(gè)示范實(shí)施例，斷路器板60a包括具有MEMS開關(guān)陣列74的開關(guān)系統(tǒng)70，MEMS開關(guān)陣列74緊密地耦合到多個(gè)角ニ極管(corner diode) 78-81。MEMS開關(guān)陣列74連接在ニ極管78-81所形成的平衡ニ極管電橋(沒有単獨(dú)地標(biāo)記)的中心點(diǎn)(沒有単獨(dú)地標(biāo)記)。術(shù)語“緊密地耦合”應(yīng)當(dāng)被理解為表示MEMS開關(guān)陣列74以盡可能小的環(huán)路區(qū)域(looparea)耦合到角ニ極管78_81，以使得將與環(huán)路區(qū)域關(guān)聯(lián)的雜散電感所產(chǎn)生的電壓限制到低于大約I V。環(huán)路區(qū)域定義為MEMS開關(guān)陣列74中的各MEMS裝置或管芯(die)與平衡ニ極管電橋之間的區(qū)域。按照示范實(shí)施例的ー個(gè)方面，切換事件期間在MEMS開關(guān)陣列74上的感應(yīng)電壓降通過保持MEMS開關(guān)陣列74與角ニ極管78-81之間的小環(huán)路電感來控制。切換期間在MEMS開關(guān)陣列74上的感應(yīng)電壓通過三個(gè)因素來確定建立雜散電感級(jí)別的環(huán)路區(qū)域的長度；每個(gè)并聯(lián)支路在大約I A與大約10 A之間的MEMS開關(guān)電流；以及大約為I微秒的MEMS切換時(shí)間。按照示范實(shí)施例的ー個(gè)方面，MEMS開關(guān)陣列74中的各管芯運(yùn)送大約10 A電流，并且能夠以大約I微秒進(jìn)行切換。進(jìn)ー步按照示范方面，傳遞給ニ極管電橋的總電流為兩倍于管芯能力、即20 A0給定等式V=L*di/dt，雜散電感保持為不超過大約50 nH。但是，如果MEMS開關(guān)陣列中的各管芯配置成運(yùn)送I A，則雜散電感可能高達(dá)大約500 nH。
又按照示范實(shí)施例，能夠通過例如將MEMS開關(guān)陣列74安裝在電路板(沒有単獨(dú)地標(biāo)記)的ー側(cè)，而將角ニ極管78-81與MEMS開關(guān)陣列74直接相對(duì)地安裝在電路板的另ー偵牝來實(shí)現(xiàn)預(yù)期環(huán)路區(qū)域。按照另ー個(gè)示例，角ニ極管78-81可直接定位在MEMS管芯的兩個(gè)并聯(lián)布置之間，下面將更全面地論述。按照再ー個(gè)示例，角ニ極管78-81可在MEMS管芯的一個(gè)或多個(gè)中整體形成。在任何情況下，應(yīng)當(dāng)理解，MEMS開關(guān)陣列74和角ニ極管78-81的具體布置能夠改變，只要環(huán)路區(qū)域以及擴(kuò)展來說是電感保持為盡可能小。雖然采用角ニ極管78-81來描述本發(fā)明的實(shí)施例，但是將會(huì)理解，術(shù)語“角”并不局限于ニ極管的物理位置，而是更多地針對(duì)ニ極管相對(duì)于MEMS管芯的布置。如上所述，角ニ極管78-81布置在平衡ニ極管電橋中，以使得為經(jīng)過MEMS開關(guān)陣列74的負(fù)載電流提供低阻抗通路。因此，角ニ極管78-81布置成使得限制電感，這又限制隨時(shí)間的電壓變化、即MEMS開關(guān)陣列74上的電壓尖峰。在所示的示范實(shí)施例中，平衡ニ極管電橋包括第一分支85和第二分支86。本文所使用的術(shù)語“平衡ニ極管電橋”描述這樣的ニ極管電橋，其配置成在各分支85、86中的電流基本相等時(shí)使得第一和第二分支85和86上的電壓降二者基本相等。在第一分支85中，ニ極管78和ニ極管79耦合在一起，以便形 成第一串聯(lián)電路(沒有単獨(dú)地標(biāo)記)。類似地，第二分支86包括操作上耦合在一起以形成第ニ串聯(lián)電路(也未單獨(dú)地標(biāo)記)的ニ極管80和ニ極管81。平衡ニ極管電橋還示為包括與第一和第二母線24和25之ー連接的連接點(diǎn)89和90。進(jìn)ー步按照ー個(gè)示范實(shí)施例，MEMS開關(guān)陣列74包括串聯(lián)(m)連接的第一 MEMS開關(guān)支路95以及同樣串聯(lián)(m)連接的第二 MEMS開關(guān)支路96。更具體來說，第一 MEMS開關(guān)支路95包括串聯(lián)連接的第一 MEMS管芯104、第二 MEMS管芯105、第三MEMS管芯106和第四MEMS管芯107。同樣，第二 MEMS開關(guān)支路96包括串聯(lián)連接的第五MEMS管芯110、第六MEMS管芯111、第七M(jìn)EMS管芯112和第八MEMS管芯113。在這點(diǎn)上，應(yīng)當(dāng)理解，各MEMS管芯104-107和110-113能夠配置成包括多個(gè)MEMS開關(guān)。按照示范實(shí)施例的ー個(gè)方面，各MEMS管芯104-107和110-113包括50-100個(gè)MEMS開關(guān)。但是，各管芯104-107和110-113的開關(guān)數(shù)量可改變。第一 MEMS開關(guān)支路95并聯(lián)連接到第二 MEMS開關(guān)支路96。通過這種布置，第一和第二 MEMS開關(guān)支路95、96形成(mXn)陣列，這在所示的示范實(shí)施例中為(4X 2)陣列。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，串聯(lián)(m)和并聯(lián)(η)連接的MEMS開關(guān)管芯的數(shù)量能夠改變。由于各MEMS開關(guān)104-107和110-113包括相似連接，所以詳細(xì)描述將參照MEMS開關(guān)104進(jìn)行，因理解到其余MEMS開關(guān)105-107和110-113包括對(duì)應(yīng)連接。MEMS開關(guān)104包括第一連接116、第二連接117和第三連接118。在一個(gè)實(shí)施例中，第一連接116可配置為漏極連接，第二連接117可配置為源極連接，以及第三連接118可配置為柵極連接。柵極連接118連接到MEMS開關(guān)110和第一柵極驅(qū)動(dòng)器125。第一柵極驅(qū)動(dòng)器125與MEMS開關(guān)104、105、110和111關(guān)聯(lián)。第二柵極驅(qū)動(dòng)器126與MEMS開關(guān)106、107、112和113關(guān)聯(lián)。各柵極驅(qū)動(dòng)器125、126包括如圖所示電耦合到MEMS開關(guān)104-107和110-113的多個(gè)隔離輸出(沒有単獨(dú)地標(biāo)記)。第一和第二柵極驅(qū)動(dòng)器125、126還包括通過控制總線30連接到MEMS控制板44的對(duì)應(yīng)控制連接129和130。通過這種布置，柵極驅(qū)動(dòng)器125和126提供用于有選擇地改變MEMS開關(guān)104-107和110-113的狀態(tài)(斷開/閉合)的部件。又按照ー個(gè)示范實(shí)施例，開關(guān)系統(tǒng)70包括連接到第一和第二MEMS開關(guān)支路95、96的多個(gè)分級(jí)網(wǎng)絡(luò)(grading network)。更具體來說,開關(guān)系統(tǒng)70包括第一分級(jí)網(wǎng)絡(luò)134,并聯(lián)地電連接到第一和第五MEMS開關(guān)104和110 ;第二分級(jí)網(wǎng)絡(luò)135，并聯(lián)地電連接到第二和第六MEMS開關(guān)105和111 ;第三分級(jí)網(wǎng)絡(luò)136，并聯(lián)地電連接到第三和第七M(jìn)EMS開關(guān)106和112 ;以及第四分級(jí)網(wǎng)絡(luò)137，并聯(lián)地電連接到第四和第八MEMS開關(guān)107和113。第一分級(jí)網(wǎng)絡(luò)134包括并聯(lián)連接到第一電容器141的第一電阻器140。第一電阻器140具有大約10 K歐姆的值，以及第ー電容器141具有大約O. I μ F的值。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，第一電阻器140和第一電容器141的值能夠改變。第二分級(jí)網(wǎng)絡(luò)135包括與第二電容器144并聯(lián)連接的第二電阻器143。第二電阻器143和第二電容器144分別與第一電阻器140和第一電容器141相似。第三分級(jí)網(wǎng)絡(luò)136包括第三電阻器146和第三電容器147。第三電阻器146和第三電容器147分別與第一電阻器140和第一電容器141相似。最后，第四分級(jí)網(wǎng)絡(luò)137包括第四電阻器149和第四電容器150。第四電阻器149和第四電容器150分別與第一電阻器140和第一電容器141相似。分級(jí)網(wǎng)絡(luò)134-137幫助改變MEMS開關(guān)104-107和110-113的對(duì)應(yīng)MEMS開關(guān)的位置。更具體來說，分級(jí)網(wǎng)絡(luò)134-137確保串聯(lián)連接的各MEMS元件上的均勻電壓分布。
開關(guān)系統(tǒng)70還示為包括第一中間分支電路154、第二中間分支電路155、第三中間分支電路156、第四中間分支電路157、第五中間分支電路158和第六中間分支電路159。中間分支電路154-159電連接在第一和第二柵極驅(qū)動(dòng)器125、126的相應(yīng)柵極驅(qū)動(dòng)器與平衡ニ極管電橋的第一和第二分支85、86之間。更具體來說，第一、第二和第五中間分支電路154、155和158連接在第一分支85與第一分級(jí)網(wǎng)絡(luò)134之間；以及第三、第四和第六中間分支電路156、157和159連接在第二分支86與第三分級(jí)網(wǎng)絡(luò)136之間。另外，第五和第六中間分支電路158和159耦合在具有第一 HALT連接器構(gòu)件160的HALT連接點(diǎn)與第二 HALT連接器161之間。第一中間分支電路154包括第一中間ニ極管163和第一中間電阻器164。術(shù)語“中間ニ極管”應(yīng)當(dāng)被理解為表示僅連接于MEMS開關(guān)陣列74的一部分上的ニ極管，與連接于MEMS開關(guān)陣列74的整體上的角ニ極管相反。第二中間分支電路155包括第二中間ニ極管166和第二中間電阻器167。第三中間分支電路56包括第三中間ニ極管169和第三中間電阻器170，以及第四中間分支電路157包括第四中間ニ極管172和第四中間電阻器173。第五中間分支電路158包括第五中間ニ極管175和第五中間電阻器176。最后，第六中間分支電路158包括第六中間ニ極管178和第六中間電阻器179。中間ニ極管163、166、169、172、175和178以及中間電阻器164、167、170、173、176和179的布置確保流過中間分支電路154-159的電流保持為較低，由此允許使用較低額定值的電路組件。這樣，中間ニ極管的成本和尺寸保持為較低。因此，在MXN的MEMS陣列開關(guān)中，只有角ニ極管78-81需要具有較高額定電流，即，故障狀況下流經(jīng)負(fù)載的最壞可能電流的范圍中的額定電流。而MEMS陣列的所有其它ニ極管能夠具有小許多的額定電流。開關(guān)系統(tǒng)70還示為包括與第一復(fù)數(shù)個(gè)和第二復(fù)數(shù)個(gè)MEMS開關(guān)104-107和110-113串聯(lián)連接的電壓緩沖器181。電壓緩沖器181限制MEMS開關(guān)104-107和110-113的每個(gè)的快速觸點(diǎn)分離期間的電壓過沖。電壓緩沖器181采用金屬氧化物變阻器(MOV)182的形式示出。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，電壓緩沖器181能夠采取各種形式，該形式包括具有與緩沖電阻器串聯(lián)連接的緩沖電容器的電路。開關(guān)系統(tǒng)70還示為包括HALT開關(guān)連接184，HALT開關(guān)連接184將第五中間分支電路158連接到HALT板46和47的相關(guān)聯(lián)的ー個(gè)，以便對(duì)布置在HALT板46上的HALT電路190供電，下面更全面地描述。理解到HALT板47包括相似組件，現(xiàn)在將參照?qǐng)D3來描述HALT板46。HALT板46包括促進(jìn)將保護(hù)脈沖引入開關(guān)系統(tǒng)70的HALT電路190。HALT電路190包括與HALT電感器線圈193串聯(lián)耦合的HALT電容器192。HALT電路190還示為包括HALT促動(dòng)開關(guān)196以及ー對(duì)端子或連接器199和200。連接器199和200提供與開關(guān)系統(tǒng)70的接ロ。更具體來說，連接器199和200電連接在第一與第二 HALT連接器構(gòu)件160和161之間。下面將更全面地論述，HALT促動(dòng)開關(guān)196有選擇地閉合，以便將HALT電路190電連接到開關(guān)系統(tǒng)70，從而觸發(fā)MEMS開關(guān)104-107和111-113使電流在連接點(diǎn)89與90之間通過。HALT電路190還有選擇地促動(dòng)，以便觸發(fā)MEMS開關(guān)104-107和111-113斷開，由此切斷連接點(diǎn)89與90之間的電流。另外，應(yīng)當(dāng)理解，開關(guān)系統(tǒng)70可電連接到多個(gè)HALT電路。例如，可期望采用主HALT電路和次級(jí)HALT電路。主HALT電路用于例如閉合斷路器裝置以允許電流流動(dòng)，以及次級(jí)HALT電路用于在檢測(cè)到故障的情況下立即斷開斷路器裝置并且切斷電流。也就是說，次級(jí)HALT裝置提供對(duì)主HALT電路的備用裝置，從而允許多個(gè)斷路器裝置響應(yīng)，而無需等待HALT組件重新激勵(lì)。 現(xiàn)在將參照?qǐng)D4，描述按照示范實(shí)施例的ー個(gè)方面的MEMS控制板44。MEMS控制板44包括中央處理器(CPU)204，CPU 204可包括接地故障電路中斷(GFCI)模塊和邏輯207以及電弧故障電路中斷模塊和邏輯209。MEMS控制板44還示為包括耦合到第一和第二母線24和25的第一和第二電カ端子218、219 ;以及耦合到控制總線30和31第一和第二控制端子222、223。通過這種布置，MEMS控制板44監(jiān)測(cè)來自各斷路器板49-54和60a_60v的電流數(shù)據(jù)。在用戶選擇斷開/閉合或諸如接地故障、電弧故障或短路的故障狀況的情況下，MEMS控制板44將斷開與遇到故障的斷路器板49-54和60a-60v關(guān)聯(lián)的開關(guān)系統(tǒng)，以便保護(hù)分支電路。MEMS控制板44從例如圖2的240所示的、安裝到各斷路器板49-54和60a_60v的電流傳感器接收電流數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D5來描述斷開/閉合開關(guān)系統(tǒng)70的方法280。ー開始，在CPU 204中作出改變開關(guān)系統(tǒng)70的位置的判定，如框300所示。在這點(diǎn)上，CPU 204在框302檢查HALT電路190的就緒狀態(tài)。如果HALT電路190準(zhǔn)備就緒，則主HLAT開關(guān)196閉合，如框304所示。如果HALT電路190沒有準(zhǔn)備就緒，則次級(jí)HLAT開關(guān)197閉合，如框306所示?！皽?zhǔn)備就緒”應(yīng)當(dāng)理解為在電壓沒有超過預(yù)定閾值吋，HALT電路將不會(huì)具有足夠能量以促動(dòng)斷路器裝置并且提供保護(hù)。在這種情況下，可采用不同HALT電路，或者可存在暫停，以便允許HALT電路有時(shí)間重新激勵(lì)。在這點(diǎn)上，關(guān)聯(lián)MEMS電路板上的HALT開關(guān)閉合，如框308所示。HALT電流流動(dòng)到MEMS電路板上的ニ極管電橋,如框310所示。在這點(diǎn)上,在框320進(jìn)行確定是斷開還是閉合開關(guān)系統(tǒng)。如果閉合開關(guān)系統(tǒng)，則CPU 204通過第一和第二控制總線30和31其中之一將信號(hào)傳遞給關(guān)聯(lián)MEMS斷路器裝置上的柵極驅(qū)動(dòng)器，從而使MEMS開關(guān)改變位置并且使電流通過，如框322所示。如果斷開開關(guān)系統(tǒng)，則CPU 204切斷通過第一和第二控制總線30和31其中之一到關(guān)聯(lián)MEMS斷路器裝置上的柵極驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)，從而使MEMS開關(guān)改變位置并且斷開，由此中斷通過關(guān)聯(lián)MEMS斷路器裝置的電流，如框324所示?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D6，描述按照一個(gè)示范性實(shí)施例的、判定斷開開關(guān)部件的方法380。最初，監(jiān)測(cè)經(jīng)過開關(guān)部件的電流，如框400所示。電流感測(cè)模塊211監(jiān)測(cè)短路，并且GFCI監(jiān)測(cè)接地故障，如框402所示。如果沒有發(fā)現(xiàn)短路或接地故障，則如框404所示監(jiān)測(cè)電壓，以及在框406，AFCI模塊209監(jiān)測(cè)電弧故障。在框408，CPU 204還監(jiān)測(cè)用戶輸入。如果如框410所示請(qǐng)求狀態(tài)改變，或者如果在框402和404檢測(cè)到短路、接地故障或電弧故障，則開始方法280，以便如框420所示斷開開關(guān)部件，從而保護(hù)與受影響MEMS斷路器關(guān)聯(lián)的分支電路。在這點(diǎn)上，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明提供ー種利用MEMS裝置使電流在電氣干線與分支電路之間通過和/或中斷的系統(tǒng)。MEMS裝置由監(jiān)測(cè)電流和電壓的MEMS控制板來控制。在電流或電壓故障的情況下，MEMS控制板發(fā)信號(hào)到MEMS裝置斷開并且中斷電流。MEMS控制板的使用消除了在各斷路器提供專用接地故障、電弧故障和短路監(jiān)測(cè)的需要。另外，MEMS裝置的使用將引起各斷路器的尺寸和成本降低。還應(yīng)當(dāng)理解，各MEMS裝置的額定電流和額定電壓能夠基于特定電路額定值來改變。另外，特定MEMS斷路器中使用的MEMS裝置/管芯的數(shù)量也能夠改變。另外，雖然示為和描述為エ業(yè)/住宅負(fù)載中心，但是示范實(shí)施例能夠結(jié)合到獲益于電路監(jiān)測(cè)和保護(hù)的寬泛的ー組電保護(hù)裝置或系統(tǒng)中。雖然僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)易于理解，本發(fā)明并不局限于這類所公開實(shí)施例。相反，本發(fā)明能夠修改為結(jié)合前面沒有描述的任何數(shù)量的變 化、變更、替換或等效布置，但是它們與本發(fā)明的精神和范圍一致。另外，雖然描述了本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，但是要理解，本發(fā)明的方面可以僅包含所述實(shí)施例的ー些。相應(yīng)地，本發(fā)明不能被看作受到前面的描述限制，而僅由所附權(quán)利要求書的范圍來限制。部件列表
2[負(fù)載中心
6主殼體 8 基底壁 10第I側(cè)壁 11第2側(cè)壁
13第3側(cè)壁
14第4側(cè)壁_
18內(nèi)部 24第一母線
25第2母線 27第I中性母線 28第2中性母線 30 :控制總線 31控制總線
34主斷路器_
40配電系統(tǒng)
44 MEMS控制板:
46HALT 板:
47HALT 板
49雙極板
50雙極板_
51雙極板
52雙極板_
53雙極板_
54雙極板
60單極板:
70開關(guān)系統(tǒng)_；
74 [MEMS開關(guān)陣列
權(quán)利要求
1.一種配電系統(tǒng)(40),包括 至少ー個(gè)斷路器裝置，包括具有電通路的電カ中斷系統(tǒng)，在所述電通路中電耦合的至少ー個(gè)微機(jī)電開關(guān)(MEMS)裝置，至少ー個(gè)混合無弧限流技術(shù)(HALT)連接，以及至少ー個(gè)控制連接； HALT電路(190)構(gòu)件，電耦合到所述斷路器裝置上的所述HALT 連接；以及 控制器，電耦合到所述斷路器裝置上的所述控制連接，所述控制器配置并且設(shè)置成經(jīng)由所述HALT連接有選擇地連接所述HALT電路(190)構(gòu)件和所述至少ー個(gè)斷路器裝置，以便控制流過所述至少ー個(gè)斷路器裝置的電流。
2.如權(quán)利要求I所述的配電系統(tǒng)(40)，其中，所述至少ー個(gè)斷路器裝置包括電耦合到所述HALT電路(190)構(gòu)件的多個(gè)斷路器裝置。
3.如權(quán)利要求I所述的配電系統(tǒng)(40)，其中，所述至少ー個(gè)斷路器裝置包括電弧故障電路中斷(AFCI)裝置(209)。
4.如權(quán)利要求I所述的配電系統(tǒng)(40)，其中，所述至少ー個(gè)斷路器包括接地故障電路中斷(GFCI)裝置(207)。
5.如權(quán)利要求I所述的配電系統(tǒng)(40)，其中，所述控制器包括無線接收器和無線收發(fā)器，所述無線接收器和無線收發(fā)器配置并且設(shè)置成有選擇地連接所述HALT電路(190)構(gòu)件和有選擇地從所述至少ー個(gè)斷路器斷開所述HALT電路(190)構(gòu)件。
6.如權(quán)利要求I所述的配電系統(tǒng)(40)，其中，所述MEMS裝置包括形成ニ極管電橋的多個(gè)ニ極管以及緊密地耦合到所述多個(gè)ニ極管的MEMS開關(guān)陣列(74)。
7.如權(quán)利要求6所述的配電系統(tǒng)(40)，其中，所述MEMS開關(guān)陣列(74)包括MEMS管芯的(MXN)陣列，所述MEMS管芯的(MXN)陣列包括與第二 MEMS開關(guān)電路并聯(lián)地電連接的第一 MEMS開關(guān)電路，所述第一 MEMS開關(guān)電路包括串聯(lián)地電連接的第一復(fù)數(shù)個(gè)MEMS管芯(104)，以及所述第二 MEMS開關(guān)電路包括串聯(lián)地電連接的第二復(fù)數(shù)個(gè)MEMS管芯(105)。
全文摘要
配電系統(tǒng)(40)包括至少一個(gè)斷路器裝置，該斷路器裝置具有提供有電通路的電力中斷系統(tǒng)，在電通路中電耦合的至少一個(gè)微機(jī)電開關(guān)(MEMS)裝置，至少一個(gè)混合無弧限流技術(shù)(HALT)連接，以及至少一個(gè)控制連接。HALT電路(190)構(gòu)件電耦合到斷路器裝置上的HALT連接，并且控制器電耦合到斷路器裝置上的控制連接?？刂破髋渲煤驮O(shè)置成經(jīng)由HALT連接有選擇地連接HALT電路(190)構(gòu)件和至少一個(gè)斷路器裝置，以便控制流過至少一個(gè)斷路器裝置的電流。
文檔編號(hào)H02H3/00GK102856874SQ20121022056
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者B.C.孔菲爾, P.J.格林伍德, B.F.穆尼, T.F.小帕帕洛, K.蘇布拉馬尼安 申請(qǐng)人:通用電氣公司