背景技術(shù)：

一種向電氣車輛充電的方法為以公用設(shè)施電源供應(yīng)給車輛以便使所述車輛中的充電器可對所述車輛中的電池充電。如果在所述公用設(shè)施電源處缺少接地，或所述接地不供應(yīng)給汽車，那么所述汽車可能帶有電荷。如果有人在接地的同時觸摸汽車，那么此人可能受電擊。

需要一種方法來偵測公用設(shè)施接地的缺失。在另一實施例中需要一種方法來偵測公用設(shè)施接地的缺失而不會出現(xiàn)錯誤指示。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一個可能的實施例中，提供一種缺少公用設(shè)施接地偵測電路，所述電路包括一對平衡電阻器，連接每一平衡電阻器以接收公用設(shè)施電壓，所述公用設(shè)施電壓是來自一對公用設(shè)施電源線的一不同電源線，所述平衡電阻器在加總節(jié)點處連接在一起以能夠?qū)碜运鰧迷O(shè)施電源線的所述電壓進行合計。所述缺少公用設(shè)施接地偵測電路包括不平衡電阻器，連接所述不平衡電阻器以便對來自所述公用設(shè)施電源線的一電源線的電壓進行分路。所述缺少公用設(shè)施接地偵測電路具有加法放大器，所述加法放大器具有耦接至所述加總節(jié)點及第一參考電壓的第一輸入端，及耦接至第二參考電壓的第二輸入端。所述缺少公用設(shè)施接地偵測電路具有平均電路，所述平均電路是連接于所述加法放大器的所述輸出端。提供比較器，所述比較器具有連接至所述平均電路的第一輸入端及連接至臨限電壓的第二輸入端。

在一些實施例中，可在公用設(shè)施電源線輸入端與接地之間連接所述不平衡電阻器。

在一些實施例中，所述加法放大器的所述第一輸入端亦可能經(jīng)由偏置電阻 器連接至參考電壓。在一些實施例中，所述加法放大器的所述第二輸入端可連接至接地，且連接所述加法放大器的所述第一輸入端以經(jīng)由偏置電阻器接收正參考電壓。

在其他的實施例中，可在所述加法放大器的第一輸入端與所述平衡電阻器之間連接二極體(例如，齊納二極體(Zener diode))。所述二極體可替代所述參考電壓及偏置電阻器。

在另外一些實施例中，可在臨限電阻器之間連接所述比較器的所述第二輸入端，所述臨限電阻器以串聯(lián)方式相互連接，在接地與參考電壓之間連接所述臨限電阻器。在一些實施例中，可在所述比較器的所述第二輸入端與所述比較器的輸出端之間連接反饋電阻器。

在一個可能的實施例中，提供一種缺少公用設(shè)施接地偵測電路，所述電路包括加法放大器，所述加法放大器具有經(jīng)連接以經(jīng)由平衡電阻器接收公用設(shè)施電壓且經(jīng)由以分路方式連接的偏置電阻器接收參考電壓的所述反相輸入端。所述非反相輸入端經(jīng)連接以接收參考電壓。以分路方式在公用設(shè)施電源線輸入端與參考電壓之間連接不平衡電阻器。將濾波器連接至所述加法放大器的所述輸出端。所述缺少公用設(shè)施接地偵測電路也包括比較器，所述比較器具有連接至所述濾波器的輸出端的所述反相輸入端及經(jīng)連接以接收臨限電壓的所述非反相輸入端。可在所述比較器的所述非反相輸入端與所述比較器的所述輸出端之間連接可選的反饋電阻器。

在一些實施例中，將所述加法放大器的所述非反相輸入端連接至接地，且連接所述加法放大器的所述反相輸入端以經(jīng)由分路方式連接的所述偏置電阻器接收正參考電壓。

在一個可能的實施例中，提供一種缺少公用設(shè)施接地偵測電路，所述電路包括加法放大器，所述加法放大器具有經(jīng)連接以經(jīng)由齊納二極體接收公用設(shè)施電壓的所述反相輸入端，所述齊納二極體與并聯(lián)的平衡電阻器以串聯(lián)方式連接，所述平衡電阻器各自連接至公用設(shè)施電源輸入端。將所述非反相輸入端連接至參考電壓。以分路方式在公用設(shè)施電源線輸入端與參考電壓之間連接不平衡電阻器。將濾波器連接至所述加法放大器的所述輸出端。所述缺少公用設(shè)施接地偵測電路也包括比較器，所述比較器具有連接至所述濾波器的輸出端的所述反相輸入端及經(jīng)連接以接收臨限電壓的所述非反相輸入端?？稍谒霰容^器 的所述非反相輸入端與所述比較器的所述輸出端之間連接可選的反饋電阻器。

在一個可能的實施中，提供一種用于偵測公用設(shè)施電壓輸入中的缺少公用設(shè)施接地的方法。所述方法可包括以下步驟：對所述公用設(shè)施電壓輸入的一者進行偏置；對所述偏置的公用設(shè)施電壓及所述公用設(shè)施電壓輸入的另一者進行感測及合計；以及將所述合計的電壓與臨限電壓相比以提供比較輸出。將所述比較輸出平均化。隨后將所述平均輸出與臨限電壓相比以提供接地故障訊號。

一些實施進一步包括以下步驟：使用所述接地故障訊號作為輸入來控制公用設(shè)施電源接觸器，以決定是否實行以下舉動中的至少一個：開啟所述公用設(shè)施電源接觸器以便供應(yīng)公用設(shè)施電源給AC輸出，或者關(guān)閉所述公用設(shè)施電源接觸器以便對AC輸出抑制公用設(shè)施電源。

一些實施包括以下步驟：在將所述合計的電壓與臨限電壓相比之前，將所述合計的電壓與偏置電壓進行組合。在一些實施中，對所述電壓進行偏置的步驟包括以下步驟：以正電壓進行偏置。

替代性實施包括以下步驟：在將所述合計的電壓與臨限電壓相比以提供所述比較輸出之前，對所述合計的電壓進行整流。在一些實施中，整流的步驟包括以下步驟：使用齊納二極體。

在一個實施中，使用平衡電阻器執(zhí)行所述感測的步驟。

在一個實施中，平均化的步驟包括以下步驟：使用串聯(lián)電阻器及并聯(lián)電容器過濾所述比較輸出。

一些實施包括以下步驟：反饋接地故障訊號的一部分且將所述部分與所述臨限電壓進行組合，以使得所述平均輸出與所述組合臨限電壓及所述接地故障訊號的反饋部分相比以提供所述接地故障訊號。

附圖說明

結(jié)合以上描述、附加權(quán)利要求書及隨附圖式將更易理解本發(fā)明的所述特征及優(yōu)點，其中:

圖1圖示所述缺少公用設(shè)施接地偵測電路的一個可能的實施例的簡圖。

圖2圖示圖1的所述缺少公用設(shè)施接地偵測電路的部分的簡圖，圖2圖示用于公用設(shè)施電源L1(AC_1)及L2(AC_2)的平衡加總電阻器及不平衡電阻器。

圖3圖示使用齊納二極體的所述缺少公用設(shè)施接地偵測電路的另一可能的實施例的簡圖。

圖4圖示將公用設(shè)施電源連同一些相關(guān)電路連接至電氣車輛(未圖示)的電纜的圖解視圖。

圖5圖示接觸器控制電路的圖解視圖。

圖6圖示顯示于圖4中部分圖解中的所述引導(dǎo)電路的放大的總圖。

具體實施方式

在接地為真實的接地時偵測讀數(shù)將為零。在接地為三相中點(中性的)時，所述中性狀態(tài)將正弦波動。缺少公用設(shè)施接地電路10(圖1)的各種實施例的一個目的是識別電壓L1及L2(圖4)的中點是否連接至接地。兩個電壓L1及L2表示相對于接地/中性的兩相。如果為單相(240V)，那么兩個電壓源L1及L2是異相180度，或如果為三相(208V)，那么兩個電壓源L1及L2是異相120度。圖示于圖1中的訊號AC_1及AC_2分別為公用設(shè)施電源電壓L1及L2(圖4)。

圖1圖示所述缺少公用設(shè)施接地偵測電路10的一個可能的實施例的簡圖。如以下所論述，放大器200在本文稱為加法放大器200，是因為放大器200的反相輸入端2為加總節(jié)點。加法放大器200作用如同比較器，因為所述放大器為不具有反饋電阻器的單個供應(yīng)放大器，所以所述放大器無凈增益。如果所述加法放大器200的所述反相輸入2低于非反相輸入3，那么輸出1升高。如果所述加法放大器200的反相輸入2高于所述非反相輸入3，那么輸出1降低。在圖示于圖1中的實施例中，VDC為3.3V。如圖1及圖3所示，如果有需要可將VDC經(jīng)由電容器(例如，0.1微法拉電容器)耦接至接地。

圖2圖示圖1的缺少公用設(shè)施接地偵測電路10的部分10b的簡圖，所述圖圖示用于公用設(shè)施電源L1(AC_1)及L2(AC_2)的平衡加總電阻器130及140，及不平衡電阻器120。如圖2所示，AC_1訊號經(jīng)由不平衡電阻器120連接至接地。在本實例中不平衡電阻器120為60K歐姆，此情形在圖中表示為串聯(lián)三個20k歐姆的1瓦特電阻器。分別經(jīng)由平衡傳感電阻器130及140將AC_1及AC_2訊號連接至加法放大器200的反相輸入2。因此，如本實例中將三個1M歐姆的電阻器串聯(lián)所示，經(jīng)由3M歐姆的平衡傳感電阻器130將 AC_1訊號連接至加法放大器200的反相輸入2，且如本實例中將三個1M歐姆的電阻器串聯(lián)所示，經(jīng)由也為3M歐姆的平衡傳感電阻器140將AC_2訊號連接至加法放大器200的反相輸入2。也在加法放大器200的反相輸入2與參考電壓VDC之間連接偏置電阻器50。在本實例中所述偏置電阻器為49.9K歐姆且所述偏置電阻器的參考電壓VDC為+3.3V。將加法放大器的非反相輸入3連接至接地。

在缺少公用設(shè)施接地電路10連接至三相公用設(shè)施電源時，總和不會合計為零，但會有少量變化。對于較高電壓，也就是說三相240V，此舉可引起不適當?shù)墓收闲盘朅C_GND_FAULT。為抑制少量正弦電壓上的AC_GND_FAULT且僅指示用于缺少公用設(shè)施接地的電壓特性的較大量的AC_GND_FAULT，偏置電阻器50用以偏置量測以使得不適當?shù)腁C_GND_FAULT指示不會出現(xiàn)。加法放大器200對總和進行半波整流，且偏置電阻器50沿正向偏置電壓。

在操作中，如果不存在公用設(shè)施接地，那么不平衡電阻器120將接線電壓向電路的接地/共用處(也就是說，電路板上的接地)吸引。如果沒有公用設(shè)施接地，那么不平衡電阻器120吸引加法放大器200的反相輸入2處的電壓，此舉引起加法放大器200的輸出1產(chǎn)生脈沖。濾波電路160對來自加法放大器200的輸出1的脈沖進行平均化且將所述脈沖提供給比較器300(也就是說，作用如同比較器300的運算放大器)。濾波電路160具有串聯(lián)電阻器162，所述串聯(lián)電阻器162與比較器300的反相輸入6以串聯(lián)方式連接。濾波器160也具有電容器164，所述電容器164并聯(lián)連接至電阻器162與比較器300的反相輸入6之間的接地。在本實例中，為形成低通濾波器，電阻器162為1M歐姆且電容器164為1微法拉。

比較器300將濾波器160的輸出與臨限電壓相比，且如果濾波器160的輸出跨越所述臨限電壓，那么比較器300在比較器300的輸出7處提供AC_GND_FAULT訊號。臨限電阻器170及180在所述臨縣電阻器各自的末端連接至接地及參考電壓Vref(在本實例中為3.0V)，且另一末端連接在一起且連接至比較器300的非反相輸入5以提供臨限電壓。臨限電阻器170及180分別為3.65K歐姆及49.9K歐姆。因此，比較器300的非反相輸入5經(jīng)由電阻器170連接至接地且經(jīng)由電阻器180連接至參考電壓Vref。

反饋電阻器190自比較器300的輸出7連接至比較器300的非反相輸入5。反饋電阻器190在比較中引入遲滯作用以使偵測的臨限值發(fā)生變化，但是在各種實施例中電路10將在隨后閂鎖的故障第一次發(fā)生時跳閘，因此AC_GND_FAULT的振蕩在所述實施例中不是影響因素。在一個實施例中，反饋電阻器190為1M歐姆。

偏置電阻器50將加法放大器200的輸出1推向接地，以使得比較器300不會在實際具有接地的三相電力上發(fā)生不當?shù)奶l。隨著供應(yīng)電壓升高(也就是說，240V及高于240V)，正弦電壓的振幅增加，此舉增加不當?shù)腁C_GND_FAULT的可能性。在約240V或以上的三相電力的情況下，電路10在沒有偏置電阻器50的情況下將不能可靠地進行工作。

加法放大器200及比較器300兩者都可為運算放大器，例如由Texas Instruments(Dallas,TX)供應(yīng)的LMV342IDR型運算放大器。

在電路10中，特定值或元件可以是變化的。在本文論述的特定實例中，如果所述接地缺少，或在約200K歐姆至500K歐姆以上，那么提供AC_GND_FAULT。

在替代性實施例(圖3)中，可在加法放大器200的反相輸入之前插入齊納二極體55，來代替偏置電阻器50(圖1)。在此實施例中，齊納二極體55將以串聯(lián)方式插入平衡傳感電阻器130及140的網(wǎng)絡(luò)與加法放大器200的反相輸入2之間。因此，在輸入加法放大器200的反相輸入2之前，來自的AC_GND_SNS訊號將通過齊納二極體55。

在又一實施例中(未圖示)，偵測器或指示器(也就是說，插件板級的跨接線、程式開關(guān)等等)可用以識別公用設(shè)施電源的特性，也就是說240V、208V、三相、單相等等。如果使用三相240V或更高，那么可偵測公用設(shè)施的電壓以決定公用設(shè)施電壓是否超過臨限值位準，也就是說是否存在公用設(shè)施過電壓。如果存在過電壓，那么AC_GND_FAULT可能是無效的且可能為錯誤的跳閘。

在各種實施例中，過電壓可引起錯誤的跳閘的事實十分不便，但可容易進行恢復(fù)。在偵測到錯誤的缺少接地故障時，隨后CPU(未圖示)可決定是否是過電壓引起所述錯誤的跳閘，且因此以不同方式處理錯誤的回應(yīng)。在各種實施例中，此舉是「平行」故障偵測，因為可偵測缺少接地故障及過電壓故障兩 者。所述故障的過電壓臨限值可藉由元件選擇進行調(diào)整以利用所述過電壓臨限值，或?qū)⑺鲞^電壓臨限值擴展出跳閘范圍。

參閱圖1至圖6，在許多可能的實施例的一個實施例中，當不存在公用設(shè)施接地G(圖4)時，由于跨越一個相到達接地的電阻引線120(圖2)，由平衡電阻參考130(圖2)及140(圖2)設(shè)置的接地平衡的接線將不平衡。此舉將在比較器200(圖1)的反相輸入2的加總節(jié)點處建立非零電壓，所述非零電壓將對儲存電容器164(圖1)進行超時充電且使比較器300(圖1)跳閘以提供AC_GND_FAULT(圖1及圖6)。所述AC_GND_FAULT(圖1及圖6)訊號可用于閂鎖住接觸器截斷正反器652(圖6)且使接觸器驅(qū)動器570(圖5)不能關(guān)閉繼電式接觸器571(圖5)，并因此而不能關(guān)閉接觸器440(圖4)，上述操作進一步公開于由Flack于2011年4月14日提出申請且標題為GROUND FAULT INTERRUPT CIRCUIT FOR ELECTRIC VEHICLE的PCT申請案PCT/US11/032576中，所述PCT申請案要求由Flack在2010年4月14日提出申請且標題為GROUND FAULT INTERRUPT CIRCUIT FOR ELECTRIC VEHICLE的臨時申請案第61/324,296號的權(quán)益，所述兩個申請案都以引用的方式全部并入本文。

值得注意的是「一個實施例」或「一實施例」意謂與所述實施例結(jié)合描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)、特性如果需要時可歸入一實施例中。在說明書中各處的用語「在一個實施例中」不必全部參照相同的實施例?？蓪⒏鞣N實施例的其他特征進一步歸入其他實施例中。

本文提供的說明及實例是用于說明的目的且不欲限制附加權(quán)利要求書的范疇。本公開案將視為本發(fā)明的原則的實例且不欲限制本發(fā)明及/或所說明的實施例的權(quán)利要求書的精神及范疇。

熟習(xí)此項技術(shù)者將針對本發(fā)明的特定申請案對本發(fā)明進行修改。

包括在本專利案內(nèi)的論述意欲充當基本的描述。讀者應(yīng)了解特定的論述不可能明確地描述所有可能的實施例且替代性實施例是隱式的。同時，本論述可能并不充分解釋本發(fā)明的通用性質(zhì)且可能并不明確地顯示每一特征或元素如何能實際成為代表性的或等效的元素。此外，所述內(nèi)容隱含在本公開案中。在以裝置取向的術(shù)語來描述本發(fā)明的情況下，裝置的每一元素隱性地執(zhí)行功能。同時應(yīng)理解在不脫離本發(fā)明的實質(zhì)的前提下可進行各種改變。所述改變亦隱含 在本說明中。所述改變?nèi)詫儆诒景l(fā)明的范疇。

此外，亦可以各種方式達到本發(fā)明及權(quán)利要求書的各種元素的各者。本公開案應(yīng)理解為包含以下變化中的各者：任何裝置實施例、方法實施例的變化，或甚至僅僅所述實施例的任何元素的變化。詳細地說，應(yīng)理解因為本公開案涉及本發(fā)明的諸元素，所以即使僅僅功能或結(jié)果是相同的，每一元素的用語亦可由等效裝置來表達。所述等效的、范圍更寬的或甚至更為通用的術(shù)語應(yīng)視為包含在每一元素或作用的描述中。在期望使本發(fā)明授權(quán)的隱性的較寬范圍變得明確的情況下可替代所述術(shù)語。應(yīng)理解全部作用可表達為用于產(chǎn)生所述作用的手段或可表達為引起所述作用的元素。類似地，所公開的每一實體元素應(yīng)理解為包含彼實體元素促成的作用的公開。所述改變及替代性術(shù)語理解為明確地包括在本說明中。

已結(jié)合若干實施例描述了本發(fā)明，現(xiàn)在熟習(xí)此項技術(shù)者將必然了解修改。本文的示例性實施例不欲視為限制性的，可能存在特征結(jié)構(gòu)的各種配置及組合。因而，除由附加的權(quán)利要求書所要求的之外，本發(fā)明不局限于所公開的實施例。