用于操作電路保護(hù)裝置中跳閘單元的設(shè)備、系統(tǒng)和方法
【專利摘要】描述用于操作電子跳閘單元的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。一個(gè)示例是用于在操作電子跳閘單元（其包括第一控制器）中使用的方法。第一控制器配置成選擇性地操作在電子跳閘單元的輸入端子與輸出端子之間耦合的跳閘裝置。該方法包括由第二控制器從第一控制器接收多個(gè)健康信號(hào)。第二控制器至少部分基于多個(gè)不同的健康信號(hào)的存在確定非期望條件的存在，并且確定要采取的第一動(dòng)作來(lái)糾正非期望條件。
【專利說(shuō)明】用于操作電路保護(hù)裝置中跳閘單元的設(shè)備、系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的領(lǐng)域大體上涉及電路保護(hù)裝置，并且更具體地，涉及用于監(jiān)測(cè)并且操作電路保護(hù)裝置中的跳閘單元的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]斷路器通常用于在住宅或商業(yè)環(huán)境中預(yù)防過(guò)電流狀況和/或接地故障狀況。在一些斷路器中，電子控制系統(tǒng)(稱為跳閘單元或電子跳閘單元)監(jiān)測(cè)電力的一個(gè)或多個(gè)特性來(lái)檢測(cè)過(guò)電流狀況的存在并且促使操作機(jī)構(gòu)在檢測(cè)到過(guò)電流狀況時(shí)通過(guò)跳閘單元使斷路器接觸分離。使斷路器接觸分離(大體上稱為使斷路器“跳閘”)中斷通過(guò)斷路器的電流的流動(dòng)。
[0003]一些已知系統(tǒng)包括用于監(jiān)測(cè)跳閘單元的繼續(xù)操作的看門狗電路。在這樣的系統(tǒng)中的跳閘單元傳輸周期信號(hào)(稱為看門狗信號(hào))來(lái)指示它正運(yùn)行。如果看門狗電路未在預(yù)期時(shí)從跳閘單元接收看門狗信號(hào)，看門狗電路復(fù)位(即，關(guān)閉和重啟)跳閘單元和/或使斷路器跳閘。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)方面中，電路保護(hù)裝置配置成接收電力輸入并且提供電力輸出。該電路保護(hù)裝置包括用于接收電力輸入的輸入端子、用于提供電力輸出的輸出端子、在輸入端子與輸出端子之間耦合的跳閘裝置，以及跳閘單元。該跳閘單元包括第一控制器和第二控制器，該第二控制器通信地耦合于該第一控制器和跳閘裝置。第一控制器配置成監(jiān)測(cè)與電力輸入關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)特性、至少部分基于監(jiān)測(cè)的特性來(lái)控制跳閘裝置以及輸出與第一控制器關(guān)聯(lián)的多個(gè)不同的健康信號(hào)。第二控制器配置成至少部分基于這些多個(gè)不同的健康信號(hào)中的至少一個(gè)來(lái)確定要關(guān)于第一控制器和跳閘裝置中的至少一個(gè)而采取的第一動(dòng)作。
[0005]另一個(gè)方面是用于在操作電子跳閘單元中使用的方法，該電子跳閘裝置包括第一控制器，其配置成選擇性地操作在電路保護(hù)裝置的輸入端子與輸出端子之間耦合的跳閘裝置。該方法包括由第二控制器從第一控制器接收多個(gè)不同的健康信號(hào)。該第二控制器響應(yīng)于這些多個(gè)不同的健康信號(hào)中的至少一個(gè)來(lái)確定要關(guān)于第一控制器和跳閘裝置中的至少一個(gè)而采取的第一動(dòng)作。
[0006]再另一個(gè)方面是用于與電路保護(hù)裝置一起使用的跳閘單元，該電路保護(hù)裝置包括輸入端子、輸出端子和在該輸入端子與該輸出端子之間耦合的跳閘裝置，所述跳閘單元包括第一控制器和第二控制器，該第二控制器通信地耦合于該第一控制器和跳閘裝置。第一控制器配置成控制跳閘裝置并且輸出與第一控制器關(guān)聯(lián)的多個(gè)不同的健康信號(hào)。第二控制器配置成響應(yīng)于多個(gè)不同的健康信號(hào)中的至少一個(gè)的缺乏來(lái)確定要關(guān)第一控制器和跳閘裝置中的至少一個(gè)而采取的多個(gè)動(dòng)作。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0007]圖1是示范性電力系統(tǒng)的示意框圖。
[0008]圖2是可與在圖1中示出的電力系統(tǒng)一起使用的示范性配電系統(tǒng)的示意框圖。
[0009]圖3是適合與在圖1中示出的電力系統(tǒng)一起使用的示范性電路保護(hù)裝置的圖。
[0010]圖4是適合與在圖3中示出的示范性電路保護(hù)裝置一起使用的示范性方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本文描述的設(shè)備、系統(tǒng)和方法便于操作并且監(jiān)測(cè)電路保護(hù)裝置中的跳閘單元，其包括第一控制器和第二控制器。本文描述的實(shí)施例的技術(shù)效果包括以下中的至少一個(gè):Ca)由跳閘單元中的第二控制器從跳閘單元中的第一控制器接收多個(gè)不同的健康信號(hào)；以及(b)由第二控制器響應(yīng)于多個(gè)不同的健康信號(hào)中的至少一個(gè)來(lái)確定要關(guān)于第一控制器與跳閘裝置中的至少一個(gè)而采取的第一動(dòng)作。
[0012]圖1是包括設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)102和配電系統(tǒng)104的示范性電力系統(tǒng)100的示意框圖。在示范性實(shí)施例中，配電系統(tǒng)104包括多個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)備單元106。保護(hù)系統(tǒng)102包括中央控制器108，其包括處理器110和耦合于處理器110的存儲(chǔ)器112。處理器110控制和/或監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)設(shè)備單元106的操作。更具體地，處理器110控制和/或監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)設(shè)備單元106內(nèi)多個(gè)斷路器和跳閘單元(都未在圖1中示出)的操作。處理器110通過(guò)網(wǎng)絡(luò)114與開(kāi)關(guān)設(shè)備單元106通信。例如，中央控制器108包括中央通信單元116，其通過(guò)網(wǎng)絡(luò)114實(shí)現(xiàn)在處理器110與開(kāi)關(guān)設(shè)備單兀106之間傳輸和接收數(shù)據(jù)和/或命令。
[0013]應(yīng)該理解術(shù)語(yǔ)“處理器”大體上指任何可編程系統(tǒng)，其包括系統(tǒng)和微控制器、精簡(jiǎn)指令集電路(RISC)、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)J]陣列邏輯(GAL)、可編程陣列邏輯(PAL)和能夠執(zhí)行本文描述的功能的任何其他電路或處理器。上文的示例僅僅是示范性的，并且從而不意在以任何方式限制術(shù)語(yǔ)“處理器”的定義和/或含義。
[0014]存儲(chǔ)器112存儲(chǔ)可由處理器110執(zhí)行的程序代碼和指令來(lái)控制和/或監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)設(shè)備單元106。存儲(chǔ)器112可包括但不限于只包括非易失性RAM(NVRAM)、磁RAM(MRAM)、鐵電RAM (FeRAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃速存儲(chǔ)器和/或電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPR0M)。任何其他適合的磁、光和/或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(獨(dú)自或與其他的存儲(chǔ)器形式結(jié)合)可包括在存儲(chǔ)器112中。存儲(chǔ)器112還可是或包括可拆分或可移動(dòng)存儲(chǔ)器，其包括但不限于適合的帶盒、盤、CD ROM、DVD或USB存儲(chǔ)器。
[0015]在示范性實(shí)施例中，保護(hù)系統(tǒng)102包括顯示裝置118和用戶輸入裝置120，其提供用于使用保護(hù)系統(tǒng)102監(jiān)測(cè)和控制配電系統(tǒng)104的用戶界面。顯示裝置118可無(wú)限制地包括監(jiān)測(cè)器、電視顯示器、等離子體顯示器、液晶顯示器(IXD)、基于發(fā)光二極管(LED)的顯示器、基于多個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的顯示器、基于聚合物發(fā)光二極管(PLED)的顯示器、基于多個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射器(SED)的顯示器、包括投影和/或反射圖像的顯示器或任何其他適合的電子裝置或顯示機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示裝置118包括具有關(guān)聯(lián)的觸摸屏控制器的觸摸屏。顯示裝置118可具有任何適合的配置，例如方形、矩形或拉長(zhǎng)的矩形。用戶輸入裝置120無(wú)限制地包括鍵盤、小鍵盤、觸敏屏幕、鼠標(biāo)、滾輪、指點(diǎn)裝置、采用語(yǔ)音識(shí)別軟件的音頻輸入裝置和/或使用戶能夠?qū)?shù)據(jù)輸入配電系統(tǒng)104的任何適合的裝置。[0016]圖2是配電系統(tǒng)104的示意框圖，其包括多個(gè)電路保護(hù)裝置122。每個(gè)電路保護(hù)裝置122可移動(dòng)地耦合在開(kāi)關(guān)設(shè)備單元106內(nèi)并且配置成控制到一個(gè)或多個(gè)負(fù)載124的電力。在示范性實(shí)施例中，電路保護(hù)裝置122是電子跳閘單元(ETU) 122，也稱為跳閘單元122。
[0017]負(fù)載124可包括但不限于只包括機(jī)器、馬達(dá)、照明和/或制造或發(fā)電或配電設(shè)施的其他電和機(jī)械設(shè)備。電力從主饋電126提供給開(kāi)關(guān)設(shè)備單元106，該主饋電126還耦合于電路保護(hù)裝置122。電力然后使用電路保護(hù)裝置122分成多個(gè)分支電路127用于向負(fù)載124提供電力。
[0018]每個(gè)電路保護(hù)裝置122包括控制系統(tǒng)128，以及至少一個(gè)傳感器130和至少一個(gè)跳閘裝置132，例如耦合于控制系統(tǒng)128的一個(gè)或多個(gè)斷路器或電弧抑制裝置(arccontainment device)。示范性斷路器包括,例如電路開(kāi)關(guān)和/或中斷通過(guò)斷路器到稱合于斷路器的負(fù)載的電流的電路中斷器。示范性電弧抑制裝置包括，例如抑制組件、多個(gè)電極、等離子體槍和觸發(fā)電路，其促使該等離子體槍發(fā)射燒蝕等離子體進(jìn)入電極之間的間隙以從電弧或在電路上檢測(cè)到的其他電故障轉(zhuǎn)移能量進(jìn)入該抑制組件。
[0019]傳感器130測(cè)量跳閘裝置132和/或電路保護(hù)裝置122的至少一個(gè)操作條件。在示范性實(shí)施例中，傳感器130是電流傳感器，例如電流變壓器、Rogowski線圈、霍耳效應(yīng)傳感器和/或分流器等，其測(cè)量流過(guò)跳閘裝置132和/或電路保護(hù)裝置122的電流。備選地，傳感器130是溫度傳感器，其測(cè)量跳閘裝置132和/或電路保護(hù)裝置122的溫度或緊密靠近跳閘裝置132和/或電路保護(hù)裝置122的周圍空氣的溫度。在一些實(shí)施例中，傳感器130是濕度傳感器130，其測(cè)量環(huán)繞或緊密靠近跳閘裝置132和/或電路保護(hù)裝置122的周圍空氣的濕度或水分含量。在一些實(shí)施例中，傳感器130是電壓傳感器130。備選地,傳感器130可包括溫度、濕度、電壓和/或電流傳感器和/或使配電系統(tǒng)104能夠如本文描述的那樣起作用的任何其他類型的傳感器的組合。在示范性實(shí)施例中，每個(gè)傳感器130生成代表測(cè)量的流過(guò)跳閘裝置132和/或電路保護(hù)裝置122的電流的數(shù)據(jù)(在下文中稱為“電流數(shù)據(jù)”)。另外，每個(gè)傳感器130將包括或代表該電流數(shù)據(jù)的信號(hào)傳輸?shù)脚c跳閘裝置132關(guān)聯(lián)或耦合于跳閘裝置132的控制系統(tǒng)128。對(duì)每個(gè)控制系統(tǒng)128編程以如果溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)和/或任何其他操作條件數(shù)據(jù)超過(guò)可編程跳閘閾值則激活跳閘裝置132來(lái)中斷提供給負(fù)載124的電流。
[0020]在示范性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)128還通信地耦合于中央控制器108。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，控制系統(tǒng)128直接耦合用于與中央控制器108通信。備選地，控制系統(tǒng)128通過(guò)通信單元134耦合用于與中央控制器108通信。還可通過(guò)硬連線通信鏈路或通過(guò)無(wú)線通信鏈路在控制系統(tǒng)128與中央控制器108之間提供通信?？刂葡到y(tǒng)128收集涉及對(duì)應(yīng)的跳閘裝置132的測(cè)量的操作條件數(shù)據(jù)。例如，每個(gè)控制系統(tǒng)128從與耦合于控制系統(tǒng)128的跳閘裝置132關(guān)聯(lián)的傳感器130搜集測(cè)量的操作條件數(shù)據(jù)，例如測(cè)量的電流、電壓、溫度和/或濕度數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)128定期以預(yù)先選擇的頻率接收測(cè)量的操作條件數(shù)據(jù)。例如，控制系統(tǒng)128以大約每分鐘、每小時(shí)、每天的頻率或任何其他頻率接收溫度和/或濕度數(shù)據(jù)?？刂葡到y(tǒng)128將代表溫度和/或濕度數(shù)據(jù)的值存儲(chǔ)在耦合于控制系統(tǒng)128的存儲(chǔ)器136中，和/或?qū)囟群?或濕度數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂破?08。在備選實(shí)施例中，控制系統(tǒng)128的功能性中的一些或全部并入中央控制器108內(nèi)。
[0021]存儲(chǔ)器136存儲(chǔ)可由處理器128執(zhí)行的程序代碼和指令來(lái)控制和/或監(jiān)測(cè)電路保護(hù)裝置122和/或跳閘裝置132。在示范性實(shí)施例中，存儲(chǔ)器136包括非易失性RAM來(lái)使存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器136中的數(shù)據(jù)能夠在失去電力后保留。備選地或另外，存儲(chǔ)器136可包括磁RAM (MRAM)、鐵電RAM (FeRAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃速存儲(chǔ)器和/或電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPR0M)。任何其他適合的磁、光和/或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(獨(dú)自或與其他的存儲(chǔ)器形式結(jié)合)可包括在存儲(chǔ)器136中。存儲(chǔ)器136還可是或包括可拆分或可移動(dòng)存儲(chǔ)器，其包括但不限于適合的帶盒、盤、⑶ROM、DVD或USB存儲(chǔ)器。
[0022]電路保護(hù)裝置122還包括耦合于控制系統(tǒng)128的顯示裝置138。在示范性實(shí)施例中，顯示裝置138包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)，其指示電路保護(hù)裝置122的狀態(tài)。例如，控制系統(tǒng)128可激活顯示裝置138的一個(gè)或多個(gè)部件(例如，LED)來(lái)指示電路保護(hù)裝置122和/或跳閘裝置132是活動(dòng)的和/或在正常操作、發(fā)生了故障或失效、跳閘裝置132或電路保護(hù)裝置122的另一個(gè)部件的使用壽命在閾值以下和/或跳閘裝置132和/或電路保護(hù)裝置122的任何其他狀態(tài)。
[0023]盡管電路保護(hù)裝置122已經(jīng)在圖2中參照配電系統(tǒng)104的開(kāi)關(guān)設(shè)備單元106描述，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到電路保護(hù)裝置122或其任何部件可與任何裝置或系統(tǒng)一起使用。備選地或另外，傳感器130和控制系統(tǒng)128可監(jiān)測(cè)或測(cè)量在除跳閘裝置132以外的任何其他裝置或系統(tǒng)處或緊密靠近它們的操作條件。
[0024]圖3是示范性電路保護(hù)裝置122的示意框圖。在該示范性實(shí)施例中，電路保護(hù)裝置122是斷路器，并且控制系統(tǒng)128是跳閘單元。電路保護(hù)裝置122包括用于例如從主饋電126接收電力輸入的輸入端子140,和用于向負(fù)載124提供電力輸出的輸出端子142。跳閘裝置132在輸入端子140與輸出端子142之間耦合。跳閘裝置132配置成選擇性地中斷輸入端子140與輸出端子142之間的電流的流動(dòng)。傳感器130檢測(cè)與輸入端子140關(guān)聯(lián)的特性并且將該特性或代表該特性的信號(hào)提供給控制系統(tǒng)128。在示范性實(shí)施例中，傳感器130檢測(cè)通過(guò)電路保護(hù)裝置122的電流。在其他實(shí)施例中，傳感器130檢測(cè)輸入電路保護(hù)裝置122或從它輸出的電力的任何其他適合的特性。控制系統(tǒng)128控制跳閘裝置132的操作以至少部分基于監(jiān)測(cè)的特性選擇性地中斷輸入端子140與輸出端子142之間的電流的流動(dòng)。示范性實(shí)施例是一極單相電路保護(hù)裝置。在其他實(shí)施例中，電路保護(hù)裝置122是兩、三或四極斷路器，其耦合于電流和/或中性導(dǎo)體的超過(guò)一個(gè)相位。此外，在一些實(shí)施例中，電路保護(hù)裝置122包括超過(guò)一個(gè)的跳閘裝置132，例如耦合于每個(gè)相導(dǎo)體和/或中性導(dǎo)體的那個(gè)。
[0025]控制系統(tǒng)128包括第一控制器144和第二控制器146。第一控制器144從傳感器130接收信號(hào)并且控制跳閘裝置132。一般，第一控制器144經(jīng)由傳感器130檢測(cè)過(guò)電流條件、短路或其他故障。作為響應(yīng)，第一控制器促使跳閘裝置132跳閘來(lái)中斷通過(guò)電路保護(hù)裝置122的電流的流動(dòng)。通過(guò)控制器(例如第一控制器144)控制例如跳閘裝置132等跳閘裝置對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員是眾所周知的。用于通過(guò)控制器控制跳閘裝置的任何適合的技術(shù)可結(jié)合第一控制器144和跳閘裝置132使用。
[0026]在示范性實(shí)施例中，作為控制系統(tǒng)128的健康監(jiān)測(cè)功能的部分，第一控制器144配置成輸出多個(gè)不同的健康信號(hào)147。在其他實(shí)施例中，第一控制器144配置成輸出單個(gè)健康信號(hào)147。在示范性實(shí)施例中，健康信號(hào)147從第一控制器144輸出以被第二控制器146接收。在其他實(shí)施例中，不同的控制器(例如中央控制器108)接收由第一控制器144輸出的健康信號(hào)147。由第一控制器144輸出的健康信號(hào)147中的每個(gè)對(duì)應(yīng)于關(guān)于第一控制器的健康的不同信息項(xiàng)。健康信號(hào)147可以包括例如指示健康監(jiān)測(cè)功能的初始化狀態(tài)的信號(hào)(有時(shí)也稱為看門狗初始化狀態(tài)信號(hào))、關(guān)于關(guān)鍵代碼段的健康信號(hào)、關(guān)于非關(guān)鍵代碼段的健康信號(hào)、關(guān)于電力供應(yīng)的健康的健康信號(hào)、復(fù)位信號(hào)和指示第一控制器的軟件模式的健康信號(hào)?？撮T狗初始化狀態(tài)信號(hào)向第二控制器指示第一控制器144的健康監(jiān)測(cè)功能是否被初始化。關(guān)鍵和非關(guān)鍵代碼段信號(hào)指示第一控制器144所利用的關(guān)鍵和非關(guān)鍵代碼段是否被正確執(zhí)行。電力供應(yīng)健康信號(hào)指示電力供應(yīng)(例如向第一控制器144提供電力的電力轉(zhuǎn)換器)是否正確操作。軟件模式信號(hào)指示第一控制器操作所采用的模式。例如，軟件信號(hào)可指示第一控制器144是否采用正常模式、測(cè)試模式、校準(zhǔn)模式、維護(hù)模式等操作。在其他實(shí)施例中，任何其他適合的健康信號(hào)可由第一控制器144輸出。此外，盡管第一控制器144輸出在上文在示范性實(shí)施例中描述的信號(hào)，在其他實(shí)施例中，更多或更少的健康信號(hào)可由第一控制器輸出。
[0027]第一控制器144配置成輸出健康信號(hào)147作為脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)。在其他實(shí)施例中，第一控制器144可使用任何其他適合的通信協(xié)議來(lái)輸出健康信號(hào)147。例如，第一控制器144可使用集成電路協(xié)議(I2C)或串行外圍接口(SPI)來(lái)將健康信號(hào)傳送到第二控制器146。在其他實(shí)施例中，健康信號(hào)可由第一控制器144輸出作為恒定邏輯高或邏輯低信號(hào)。在一些實(shí)施例中，健康信號(hào)147僅傳達(dá)兩個(gè)可能的選項(xiàng)。例如，特定健康信號(hào)147的存在可指示第一控制器144處于正常模式，而特定信號(hào)147的缺乏指示第一控制器144未處于正常模式。在其他實(shí)施例中，健康信號(hào)可傳達(dá)關(guān)于超過(guò)兩個(gè)選項(xiàng)的信息。例如，PWM健康信號(hào)147可經(jīng)由它的占空比指示第一控制器144的操作模式。從而，例如，50%占空比可指示正常操作模式，25%占空比可指示測(cè)試模式，并且75%占空比可指示校準(zhǔn)模式。
[0028]第二控制器146從第一控制器144接收一個(gè)或多個(gè)健康信號(hào)147并且至少部分基于健康信號(hào)147中的至少一個(gè)來(lái)確定非期望條件的存在。例如，第二控制器146響應(yīng)于與非關(guān)鍵代碼段關(guān)聯(lián)的健康信號(hào)147而確定非關(guān)鍵代碼段未被正確執(zhí)行、響應(yīng)于與關(guān)鍵代碼段關(guān)聯(lián)的健康信號(hào)147而確定關(guān)鍵代碼段未被正確執(zhí)行，等。關(guān)鍵或非關(guān)鍵代碼段的不正確執(zhí)行或不執(zhí)行是非期望的狀況。在示范性實(shí)施例中，未確定非期望條件的最終原因。在其他實(shí)施例中，第二控制器配置成確定為什么非期望條件發(fā)生和/或是什么引起非期望條件。接收健康信號(hào)并且基于由第二控制器146接收的健康信號(hào)做出確定包括檢測(cè)特定健康信號(hào)147的缺乏并且基于信號(hào)的缺乏做出確定。
[0029]第二控制器146確定要采取的動(dòng)作來(lái)糾正非期望條件，即，使第一控制器144回到期望操作。大體上，要采取的動(dòng)作將影響第一控制器144和/或跳閘裝置132。此外，在一些實(shí)施例中，要采取的動(dòng)作可包括未采取任何動(dòng)作。在示范性實(shí)施例中，要采取來(lái)糾正非期望條件的動(dòng)作從使第一控制器144復(fù)位、使跳閘裝置132跳閘來(lái)中斷輸入端子140與輸出端子142之間的電流流動(dòng)、生成故障指示、啟用第一控制器144的一個(gè)或多個(gè)功能、停用第一控制器144的一個(gè)或多個(gè)功能和削減第一控制器144的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載124而選擇。在其他實(shí)施例中，動(dòng)作可從更多或更少的可能動(dòng)作選擇并且可包括任何其他適合的動(dòng)作。例如，在一些實(shí)施例中，除簡(jiǎn)單地使第一控制器144復(fù)位外，對(duì)于第二控制器146可用的動(dòng)作包括第一控制器144的軟復(fù)位(通過(guò)發(fā)出復(fù)位命令)、第一控制器144的熱復(fù)位(通過(guò)認(rèn)定硬件復(fù)位信號(hào))。第二控制器146可使用任何適合的通信協(xié)議來(lái)與第一控制器144通信。例如，第二控制器146可使用I2C通信、SPI通信協(xié)議等來(lái)與第一控制器通信。[0030]第二控制器146配置成包括對(duì)由第二控制器146接收的一個(gè)或多個(gè)健康信號(hào)147指示的可能條件的范圍的響應(yīng)范圍，而不是局限于單個(gè)動(dòng)作，例如使跳閘裝置132跳閘或使第一控制器144復(fù)位。在示范性實(shí)施例中，第二控制器146配置成確定一系列動(dòng)作來(lái)嘗試糾正非期望條件。該系列動(dòng)作相繼由第二控制器146執(zhí)行來(lái)嘗試糾正非期望條件。在一些實(shí)施例中，通過(guò)確定并且發(fā)起一系列動(dòng)作(其中的每個(gè)比之前的動(dòng)作更具有侵?jǐn)_性、嚴(yán)重性和/或破壞性)，第二控制器146將嘗試恢復(fù)第一控制器144的期望操作，即，糾正非期望操作。在其他實(shí)施例中，第二控制器146確定并且發(fā)起一系列動(dòng)作以便在恢復(fù)第一控制器144的期望操作方面提高成功的可能性。一旦動(dòng)作恢復(fù)第一控制器144的期望操作，第二控制器大體上終止采取動(dòng)作來(lái)糾正非期望條件。
[0031]從而，例如，如果與非關(guān)鍵代碼段關(guān)聯(lián)的健康信號(hào)147 (例如通信功能)指示代碼段未正確操作，第二處理器可首先停用并且然后重新啟用與代碼段關(guān)聯(lián)的特定功能來(lái)嘗試使段回到正確操作。如果該動(dòng)作不成功，第二控制器146可直接或通過(guò)指示第一控制器144停用功能而停用功能，并且提供已經(jīng)發(fā)生錯(cuò)誤的指示。然而，第一控制器144和跳閘單元128繼續(xù)操作，但具有有限的功能性。
[0032]在關(guān)于關(guān)鍵代碼段的健康信號(hào)147指示關(guān)鍵代碼段未被正確執(zhí)行時(shí)，不同系列的動(dòng)作可由第二控制器146執(zhí)行。關(guān)鍵代碼段可涉及，例如跳閘閾值、電流監(jiān)測(cè)、與跳閘裝置132的通信，等。當(dāng)健康信號(hào)147指示關(guān)鍵代碼段未被正確執(zhí)行時(shí)，第二控制器可通過(guò)停用并且重新啟用特定功能/代碼段而嘗試恢復(fù)正確執(zhí)行。如果嘗試不成功，第二控制器146執(zhí)行第一控制器144的軟復(fù)位。如果健康信號(hào)147繼續(xù)指示關(guān)鍵代碼段未被正確執(zhí)行，第二控制器146執(zhí)行第一控制器144的熱復(fù)位。如果熱復(fù)位未恢復(fù)正確操作，第二控制器可指示第一控制器144削減它的負(fù)載124中的一個(gè)或多個(gè)。如果該動(dòng)作仍然不成功，第二控制器146使跳閘裝置132跳閘并且生成故障指示。在其他實(shí)施例中，第二控制器146在不使跳閘裝置132跳閘的情況下生成故障指示。該故障指示是可見(jiàn)指示(例如，閃光燈)、可聽(tīng)指示(例如，警報(bào)器或蜂鳴器)、到另一個(gè)處理器(例如，中央控制器108)的通信和/或例如干接觸等輸出的激活。如果由第二控制器146采取的動(dòng)作中的任一個(gè)解決由一個(gè)或多個(gè)健康信號(hào)147指示的問(wèn)題，第二控制器146終止從不斷升級(jí)的動(dòng)作系列采取進(jìn)一步的動(dòng)作。從而，例如，如果軟復(fù)位糾正非期望條件，第二控制器146未發(fā)起熱復(fù)位、指示第一控制器144削減負(fù)載124或使跳閘單元132跳閘。
[0033]在一些情形中，第二控制器146的動(dòng)作或無(wú)動(dòng)作基于超過(guò)一個(gè)的健康信號(hào)147。例如，當(dāng)?shù)谝豢刂破?44采用校準(zhǔn)模式操作時(shí)，第一控制器144未被復(fù)位或用別的方式被干擾，這可是重要的。在一個(gè)實(shí)施例中，如果在操作模式健康信號(hào)147指示采用校準(zhǔn)模式操作時(shí)關(guān)鍵代碼段健康信號(hào)147指示錯(cuò)誤，第二控制器146在沒(méi)有第一控制器144的任何復(fù)位并且未使跳閘裝置132跳閘的情況下生成故障指示。備選地，當(dāng)?shù)谝豢刂破?44處于維護(hù)模式操作時(shí)，由于可能有人在保護(hù)裝置122附近出現(xiàn)，提高的靈敏度大體上是可期望的。因此，在一些實(shí)施例中，如果在操作模式健康信號(hào)147指示采用維護(hù)模式操作時(shí)關(guān)鍵代碼段健康信號(hào)147指示錯(cuò)誤，第二控制器在未采取其他可能動(dòng)作中的任一個(gè)的情況下立即使跳閘裝置132跳閘。
[0034]多個(gè)健康信號(hào)147還可被第二控制器146使用來(lái)更準(zhǔn)確地確定非期望條件的原因、非期望條件是否存在和/或要采取來(lái)糾正非期望條件的動(dòng)作。在一些實(shí)施例中，例如，操作模式可故意停用第一控制器144的通信功能。如果第二控制器146從第一控制器144接收指示通信功能未操作(或它的代碼段未被執(zhí)行)的健康信號(hào)147，第二控制器146通常將確定發(fā)起一系列動(dòng)作來(lái)恢復(fù)功能性。然而，因?yàn)榈诙刂破?46還接收指示第一控制器144處于停用通信功能的模式的操作模式健康信號(hào)147，第二控制器146能夠確定沒(méi)有問(wèn)題、預(yù)期停用的通信功能以及要采取的動(dòng)作未采取動(dòng)作。
[0035]圖4是用于在操作例如跳閘單元122等電子跳閘單元(其包括第一控制器)中使用的方法400的流程圖。該第一控制器配置成選擇性地操作在電子跳閘單元的輸入與輸出之間耦合的跳閘裝置。該方法包括由第二控制器從第一控制器接收402多個(gè)健康信號(hào)。該第二控制器至少部分基于這些多個(gè)健康信號(hào)中的至少一個(gè)確定404非期望條件的存在，以及確定406要采取的第一動(dòng)作來(lái)糾正非期望條件。
[0036]本文描述用于操作電路保護(hù)裝置的示范性設(shè)備、系統(tǒng)和方法。更具體地，本文描述的這些方法、設(shè)備和系統(tǒng)便于跳閘單元中主控制器的健康監(jiān)測(cè)。描述的跳閘單元在自我修正、故障指示和錯(cuò)誤指示方面比一些已知系統(tǒng)提供更多的選項(xiàng)，同時(shí)在主控制器的操作中的故障期間維護(hù)跳閘單元的主要功能性。由第二控制器對(duì)故障的響應(yīng)包括使侵?jǐn)_不斷升級(jí)到電路保護(hù)裝置的操作內(nèi)、在一些情形中以使電路保護(hù)裝置中的跳閘裝置跳閘而告終的一系列連續(xù)動(dòng)作。描述的實(shí)施例可以導(dǎo)致有害跳閘的減少。此外，關(guān)鍵功能性可在出故障的非關(guān)鍵功能性恢復(fù)或關(guān)閉時(shí)保持操作。
[0037]本文描述的方法和設(shè)備便于電路保護(hù)裝置的高效且經(jīng)濟(jì)操作。方法和設(shè)備的示范性實(shí)施例在本文詳細(xì)描述和/或圖示。方法和設(shè)備不限于本文描述的特定實(shí)施例，而相反，每個(gè)設(shè)備的部件以及每個(gè)方法的步驟可獨(dú)立并且與本文描述的其他部件和步驟分開(kāi)使用。每個(gè)部件和每個(gè)方法步 驟還可以與其他部件和/或方法步驟結(jié)合使用。
[0038]該書(shū)面描述使用示例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，其包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域內(nèi)任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員想起的其他示例。這樣的其他示例如果它們具有不與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件則規(guī)定在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
[0039]部件列表_ _
【權(quán)利要求】
1.一種電路保護(hù)裝置(122)，其配置成接收電力輸入并且提供電力輸出，所述電路保護(hù)裝置(122)包括: 輸入端子(140)，其配置成接收電力輸入； 輸出端子(140)，其配置成提供電力輸出； 跳閘裝置(132)，其在所述輸入端子與所述輸出端子之間耦合并且配置成選擇性地中斷所述輸入端子與所述輸出端子之間的電流流動(dòng)；以及 跳閘單元，其耦合于所述跳閘裝置(132)，所述跳閘單元包括: 第一控制器(144)，其配置成: 監(jiān)測(cè)與所述電力輸入關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)特性； 至少部分基于監(jiān)測(cè)的特性來(lái)控制所述跳閘裝置(132);以及 輸出與所述第一控制器(144)關(guān)聯(lián)的多個(gè)健康信號(hào)；和 第二控制器(146)，其通信地耦合于所述第一控制器(144)和所述跳閘裝置(132)，所述第二控制器(146)配置成: 至少部分基于多個(gè)健康信號(hào)中的至少一個(gè)來(lái)確定非期望條件的存在；以及 確定第一動(dòng)作來(lái)糾正非期望條件。
2.如權(quán)利要求1所述的電路保護(hù)裝置(122)，其中，所述第二控制器(146)配置成基于多個(gè)健康信號(hào)中的至少一個(gè)的缺乏來(lái)確定非期望條件的存在。
3.如權(quán)利要求1所述的電路保護(hù)裝置(122)，其中，所述第二控制器(146)進(jìn)一步配置成發(fā)起第一動(dòng)作。
4.如權(quán)利要求3所述的電路保護(hù)裝置(122)，其中，所述第二控制器(146)進(jìn)一步配置成確定要采取的一個(gè)或多個(gè)第二動(dòng)作來(lái)糾正非期望條件。
5.如權(quán)利要求4所述的電路保護(hù)裝置(122)，其中，所述第二控制器(146)進(jìn)一步配置成響應(yīng)于在發(fā)起第一動(dòng)作后非期望條件的繼續(xù)存在而發(fā)起一個(gè)或多個(gè)第二動(dòng)作。
6.一種用于控制電子跳閘單元的方法，所述電子跳閘單元包括第一控制器(144)，其配置成選擇性地操作在電路保護(hù)裝置(122)的輸入端子(140)與輸出端子(142)之間耦合的跳閘裝置(132)，所述方法包括: 由第二控制器(146)從第一控制器(144)接收多個(gè)健康信號(hào)； 由第二控制器(146 )基于多個(gè)健康信號(hào)中的至少一個(gè)來(lái)確定非期望條件的存在；以及 由第二控制器(146)確定第一動(dòng)作來(lái)糾正非期望條件。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述確定非期望條件的存在包括基于多個(gè)健康信號(hào)中的至少一個(gè)的缺乏來(lái)確定非期望條件的存在。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括由第二控制器(146)發(fā)起確定的第一動(dòng)作。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括基于在發(fā)起第一動(dòng)作后非期望條件的繼續(xù)存在確定并且發(fā)起要采取的一個(gè)或多個(gè)第二動(dòng)作來(lái)糾正非期望條件。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，確定第一動(dòng)作包括確定使侵?jǐn)_性增加的一系列動(dòng)作來(lái)糾正非期望條件。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK103986117SQ201410050207
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月13日
【發(fā)明者】Z.哈米德, C.B.威廉斯, T.R.杰克遜, T.E.格林伍德 申請(qǐng)人:通用電氣公司