CN105210168A - 用于自动监测及故障安全电力阻断操作的gfci自测试软件功能程序 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于操作电路中断装置的软件代码,所述电路中断装置具有用于自动地测试所述装置的各个功能以及结构的自动监测电路。所述自动监测电路起始包含自动监测例程的所述软件代码,所述自动监测例程尤其在AC电力循环的正或负半波期间建立自测试故障并确定所述装置内的检测机构是否适当地检测所述自测试故障。早期检测信号指示在不干扰检测电路的正常操作的情况下并且在不致使所述装置内的错误跳闸的情况下适当地检测所述自测试故障。所述软件代码的额外功能性准许所述装置适当地接线,也就是说不错接线的自动验证,并且确定所述装置是否已达到其使用寿命的终止。
Description
优先权主张
本申请案主张来自2013年3月15日申请的序列号为61/788,947的美国专利申请案的优先权,所述美国专利申请案的全部内容据此通过引用所教示的所有内容而并入本文中。
技术领域
本发明一般来说涉及切换式电装置。更特定来说,本发明涉及在检测到一或多个条件时自“复位”或闩锁状态切换到“跳闸”或未闩锁状态之自测试电路中断装置,例如接地故障电路中断器(GFCI)装置。与本文中揭示的本发明一致的此类装置具有比在先前已知的GFCI装置中提供的自测试能力更稳健的自测试能力。
背景技术
具有朝向断开位置偏置的接触件的GFCI装置需要用于设定并保持闭合位置中的接触件的闩锁结构。同样地,朝向闭合位置偏置的接触件的切换式电装置需要用于设定并保持断开位置中的接触件的闩锁机构。常规类型的装置的实例包含电路中断类型的装置,例如断路器、电弧故障中断器及GFCI(仅举数例)。
为在美国市售,GFCI装置必须符合由保险商实验室(Underwriter'sLaboratory;UL)联合行业领导制造商以及其他行业成员(例如,各种安全团体)制定的标准。涵盖GFCI装置的一种UL标准为UL-943,其标题为“安全标准—接地故障电路中断器(StandardforSafety-GroundFaultCircuitInterrupters)”。UL-943适用于旨在保护人员的A类单相或三相GFCI,且包含对此类GFCI装置的功能、构造、性能及标识的最低要求。UL-943尤其提出GFCI装置在其下应跳闸的具体故障电流电平及响应定时要求。通常,要求GFCI在检测到具有高于5毫安(mA)的电平的接地故障时跳闸。此外,在高电阻接地故障应用于装置时,目前版本的UL-943根据方程式T=(20/I)1.43规定装置应跳闸且阻止将电流递送到负载,其中T是指时间且以秒表达且I是指电流且以毫安表达。因此,在5mA故障的情况中,装置必须检测故障且在7.26秒或更少内跳闸。
在遵守此类安全相关标准的情况下,且因为GFCI装置自1970年代初引进以来直接挽救了很多生命,所以GFCI装置在整个住宅及商业电网中变得普遍存在。然而,像大多数机电装置一样,GFCI装置易受故障影响。举例来说,驱动机械电流中断器装置的电子组件中的一或多者可短路或以其它方式变得有缺陷,如故障检测器电路中或装置内其它处的组件一样可短路或以其它方式变得有缺陷,从而致使装置不能够适当地检测接地故障及/或适当地中断电流的流动。出于此原因,长期以来一直要求GFCI装置具备能够手动测试装置在遇到故障时跳闸的能力的监控电路。此类监控电路通常具有TEST按钮,在按下所述TEST按钮时致动且中性导体上的模拟的接地故障。如果装置正在适当地起作用,那么检测到模拟故障且装置将跳闸,即,致动机械中断器以断开电流路径,所述电流路径连接装置的例如其中供应AC电力的线侧与其中用户连接其电器等且其中连接下游插座或额外GFCI装置的负载侧。
行业安全团体做出的研究指出很多时候公众不会定期测试其GFCI装置是否适当操作(即,通过按下TEST按钮)。此研究进一步显示已经超期服务的一些GFCI装置变得无功能且不能够适当地检测故障条件,因此,致使装置不安全。具体来说,发现超期使用的GFCI装置在故障发生时无法跳闸,因此致使装置可操作为电插座但在存在故障条件的情况下是不安全的。因为没有定期测试装置,所以此不安全条件加剧。即,人们鉴于装置递送足够电力的事实而错误地相信装置是操作的,而实际上此时所述装置是威胁生命的重大隐患。
对本领域中采用的GFCI装置正变得越来越不可操作且不安全的发现结合对人们不会定期测试其GFCI装置(尽管制造商对此做出明确指示)的认识起始对UL-943标准的可能改变的调查以要求GFCI装置对其自身进行自测试(例如,自动监测)而无需人类介入。UL-943的预期改变进一步包含警告消费者失去保护及/或装置从服务自动移除其自身(例如,永久地跳闸)的要求。此外,这些额外自测试操作将不得不在不干扰装置的主要功能的情况下执行,即,在遇到实际故障时才跳闸。
上文述及的经改进自测试功能性还不是对UL-943认证的要求,但期望其在不久之后将是。在对此重大UL改变的准备中,且鉴于对集成电路的成本的似乎无尽减少,许多GFCI制造商已经转移到支持先前模拟设计的数字技术(例如,微处理器及微控制器)以提供接地故障保护及自监测功能性两者。然而,迄今为止所提供的数字解决方案并不理想。举例来说,数个相关技术GFCI设计(包含致力于提供自测试功能性的那些GFCI设计)遭受扰乱性跳闸,即,其中在既非真实的接地故障、也非手动产生的模拟的接地故障,也非自动自测试故障存在时中断器经致动的情况。许多人认为此不利条件由于自动自测试的额外要求(其导致在装置内产生额外感应电流)而变得更加糟糕。
因此,期望提供一种GFCI装置,所述GFCI装置提供包含在下一修订本的UL-943中提出的自测试能力的特定自测试能力,但使与扰乱性跳闸相关联的风险最小化。
发明内容
考虑到与相关技术GFCI装置相关联的疑难问题(包含但不限于上文所论述的疑难问题),根据本发明的一或多个示范性实施例的电路通常涉及连续地监测GFCI装置的性能的自动监测电路。更具体来说,例如微控制器或微处理器的处理装置经配置以基于所存储软件程序而周期性地执行自动监测例程以用于测试及验证GFCI装置内的各种子电路的可行性及功能性。为测试GFCI装置的适当电流隔离,操作耦合到微控制器的驱动器以每当执行或运行自动监测例程时起始表示接地故障的测试信号,且监测不同电路节点以确认装置的适当操作。
寿命终止指示器也耦合到微控制器以指示GFCI装置是否未能适当地检测测试信号或发生了装置内的某一其它失灵。为避免在产生测试信号时使机械电流中断装置跳闸,而且允许尽可能多的GFCI装置电路执行其既定功能,提供利用数字组件(例如,GFCI集成电路装置及微控制器)的各种功能性的独特监测器电路。具体来说,为提供在于正常条件下不干扰及导致错误跳闸的情况下监测GFCI装置的故障检测能力的自动测试功能,与本发明一致的实施例包含与GFCI集成电路(IC)装置的中断器驱动输出相关联的具体选择的滤波器电容器。电容器及其它相关电路组件的适当选择防止中断器驱动电路(例如,硅控制的整流器(SCR))起动或接通,直到遭遇真实故障条件为止。
根据本发明的一个方面,提供一种软件代码存储于其上的可记录媒体,所述软件代码包括:用于自动监测电接线装置的代码;用于监测从故障检测电路输出的测试信号以确定所述电接线装置的操作状态的代码;用于在来自所述故障检测电路的所述测试信号小于阈值值的情况下确定寿命终止状态的代码;及用于在确定所述寿命终止状态时产生警报信号的代码。
本发明的又一特征包含:用于监测来自接触感测装置的输出信号的代码;用于基于来自所述接触感测装置的所述输出信号而确定所述电接线装置是处于跳闸状态中还是处于复位状态中的代码,在所述跳闸状态中阻止将AC电力信号递送到负载,在所述复位状态中将所述AC电力信号递送到所述负载。。
本发明的又一特征包含:用于在可编程电路装置中基于对测试信号的评价而确定与所述AC电力信号相关联的频率的代码;用于在与所述AC电力信号相关联的所述频率不稳定的情况下延迟所述自动监测程序的代码;及用于在与所述AC电力信号相关联的所述频率在预定时间周期内未稳定到预定频率范围内的情况下使故障计数器递增的代码。
本发明的又一特征包含:用于检查所述电接线装置的一或多个电组件的供应电压电平的代码;用于初始化所述电接线装置的处理装置中的看门狗定时器功能的代码;及用于激活所述处理装置的一或多个输入或输出端口的代码。
本发明的又一特征包含:用于检测线输入电压信号的边缘的代码;及用于基于所述所检测边缘的相对定时而确定所述线输入信号的频率的代码。
根据本发明的另一方面,提供一种电接线装置,其包括:处理装置,其具有所存储的软件代码;中断装置,其在所述电路中断装置处于复位条件中时将一或多个线端子电连接到一或多个负载端子且在所述电路中断装置处于跳闸条件中时将所述线端子从所述负载端子断开连接;及故障检测电路,其检测所述电路中断装置中的故障条件并在检测到所述故障条件时产生故障检测信号,将所述故障检测信号提供到所述中断装置以将所述电路中断装置置于所述跳闸条件中,其中所述所存储的软件代码包含用于将所述处理装置的一或多个输入/输出(I/O)端口设定为输入端口或输出端口的代码。
本发明的又一特征包含:自动监测电路,其包含电耦合到所述故障检测电路及所述中断装置的所述处理装置,并连续地监测一或多个信号以确定所述电接线装置的操作状态。
本发明的又一特征包含:用于起始至少一个自测试定时器的代码,所述至少一个自测试定时器具有用于启用所述软件代码以在不同定时要求下操作不同处理功能的相应定时变量。
本发明的又一特征包含用于初始化所述处理装置中的模/数(A2D)转换器的代码。
附图说明
下文参考附图通过实例的方式详细描述所揭示发明的示范性实施例,其中:
图1是根据本发明的示范性实施例的自测试GFCI插座装置的侧视立面图;
图2是在移除外壳的前盖的情况下图1中所展示的自测试GFCI插座的侧视立面图;
图3是图1中所展示的自测试GFCI插座装置的核心组合件的侧视立面图;
图4A到4D是与本发明的示范性实施例一致的示范性电路的示意图;
图5A到5H是图解说明根据本发明的示范性实施例的软件代码的操作的系统级流程图;
图6是展示根据本发明的示范性实施例的软件代码的基本启动操作的系统级图式。
具体实施方式
与本发明一致的装置的示范性实施例包含下文详细地描述的新颖性机械及/或电特征中的一或多者。举例来说,揭示的本发明的示范性实施例中的一或多者包含自动监测或自测试特征。关于GFCI装置的一些自测试特征及能力先前已经例如在2012年3月16日申请的第6,807,035号、第6,807,036号、第7,315,437号、第7,443,309号及第7,791,848号美国专利以及序列号为13/422,790的美国专利申请案中揭示,所述美国专利全部共同让与本申请案的同一受让人且所述申请案的全部相应内容通过引用所教示的所有内容而并入本文中。与本文中揭示的本发明一致的自动监测特征比先前揭示的自动监测特征更稳健且减小通过装置的错误或扰乱性跳闸的可能性。举例来说,提供与寿命终止(EOL)条件的确定及继此确定之后采取的行动有关的额外特征。本文中在下文参考各图描述与本发明一致的进一步示范性新颖电及机械特征。
参考图1,根据本发明的示范性实施例的GFCI插座10包含具有双出口面14的前盖12,双出口面14具有相开口16、中性开口18及接地开口20。面14还具有邻近容纳TEST按钮28的开口26的容纳RESET按钮24的开口22以及六个相应圆形开口30到35。根据此示范性实施例,开口30、33容纳两个相应指示器,例如不同颜色的LED,开口32、34容纳用作(举例来说)夜灯的相应明亮LED,开口31容纳用于(举例来说)控制夜灯LED的光电导光电池,且开口35提供对固定螺丝的接达以用于根据此及其它示范性实施例调整光电池装置。后盖36通过八个紧固件38固定到前盖12-图1中展示四个紧固件38且在图1中视野被遮蔽的插座10的侧上提供四个额外紧固件。举例来说,每一紧固件38可包含在前盖12上的有倒钩柱50及在后盖36上的对应弹性钩52,类似于第6,398,594号美国专利中详细描述的紧固件,所述美国专利的全部内容通过引用所教示的所有内容而并入本文中。具有标准安装耳42的接地轭/桥组合件40从插座10的端部突出。
参考图2,已移除前盖12以暴露为印刷电路板390及轭/桥组合件40提供支撑的歧管126。根据所展示的实施例,歧管126包含沿着后盖36的上边缘与对应腔132配合的四个楔形榫互连件130。分别在歧管126及后盖36的四个侧中的每一者上提供一个楔形榫-腔对。
图3是核心组合件80的侧视立面图。核心组合件80包含支撑插座的大多数工作组件(包含图4A至4D中所展示的电路、感测变压器84及接地中性变压器85(未展示))的电路板82。线接触臂94、96通过变压器84、85,其中绝缘分离器98在其之间。线接触臂94、96是悬臂式的,其相应远端携载相接触件102及中性接触件104。负载接触臂98、100也是悬臂式的,其中其相应远端携载相负载接触件101及中性负载接触件103。悬臂式接触臂的弹性使线接触件102、104及负载接触件101、103远离彼此偏置。负载接触臂98、103搁置在由绝缘(优选地热塑性)材料制成的可移动接触件托架106上。
图4A到4D是与本发明的示范性实施例中的一或多者一致的GFCI插座装置的电及机械组件的示意性图式。可在如上文关于本发明的各种实施例所描述的GFCI装置中采用图4A到4D中所展示的电路。图4A到4D的电路与上文所描述的示范性实施例的机械操作一致;然而,与本发明的实施例一致的GFCI装置不需要采用图4A到4D中所描绘的精确电路,且所属领域的技术人员在观看图4A到4D及/或检查下文所陈述的说明之后将能够修改电路的某些方面以达成类似总体结果。这些修改是预期的且据信在本文中所陈述的本发明的范围内。
图4A到4D是根据本发明的示范性实施例的电路的示意性图式。图4A到4D中所展示的电路或其各种子电路可在各种电接线装置中实施,然而,在此处出于说明目的,图4A到4D的电路连同其在图1到3中所展示的GFCI插座装置中的使用而论述。
图4A到4D的电路包含用于电连接到AC电源(未展示)(例如,如在美国用于电源电力的60赫兹、120伏特rms电源)的相线端子326及中性线端子328。还可修改图4A到4D的电路及驻存于其上且与其一起实施的软件以适应其它电力递送系统。这些修改及其中最终将使用电路及软件的所得电路及接线装置是发明者所预期的且被认为在本文中所描述的本发明的精神及范围内。举例来说,使用不同电压及频率的电力递送系统在本发明的范围内。
参考图4A到4D,相导体330及中性导体332分别连接到相及中性线端子且各自通过为下文所描述的检测电路的一部分的感测变压器334及接地中性变压器336。通过实例的方式,相及中性线端子对应于上文在图1中的输入端子螺丝326、328且相线导体330及中性线导体332分别表示如上文关于图3所描述的线接触臂94、96。线导体330、332中的每一者使相应固定端连接到相及中性线端子且各自包含相应可移动接触件,例如来自上文所描述的实施例的接触件102、104。面相导体338及面中性导体340分别包含固定到其的电接触件(未展示)。面导体电连接到相应面端子342、344且在所展示的实施例中与相应面端子342、344成一体,当电插座装置在使用中时来自负载装置(未展示)(例如,电器)的插头叶片将连接到相应面端子342、344。
根据此实施例的图4A到4D中所展示的电路还包含分别电连接到下游负载(未展示)(例如,一或多个额外插座装置)的任选负载相端子346及负载中性端子348。负载端子346、348分别连接到悬臂式负载导体277、278,悬臂式负载导体277、278中的每一者在其远端处包含可移动接触件(图4A到4D中未展示)。负载接触件安置于相应相及中性线接触件以及相及中性面接触件下面且与其共轴,使得当线导体朝向负载及面导体移动时,三组接触件配合且电连接在一起。当装置处于此条件中时,其被称为“复位”或在复位状态中。
检测器电路
继续参考图4A到4D,检测器电路352包含变压器334、336以及GFCI集成电路装置(GFCIIC)350。根据本发明实施例,GFCIIC350为众所周知的4141装置,例如由飞兆半导体公司(FairchildSemiconductorCorporation)制成的RV4141装置。在图4A到4D的电路中还可替代4141而使用其它GFCIIC装置且此修改在本发明的精神及范围内。
GFCIIC装置350从各种其它电路组件(包含变压器334、336)接收电信号,且检测一或多种故障,例如真实故障、模拟的故障或自测试接地故障以及真实或模拟的接地中性故障。举例来说,当发生线导体330、332中的充足电流不平衡时,净电流流动穿过变压器334、336,从而致使磁通量至少围绕变压器334而形成。此磁通量导致在缠绕在感测变压器334上的导体333上感应到电流。导体333的相应端分别在输入端口V-REF及VFB处连接到GFCIIC装置350的感测放大器的正输入及负输入。导体333上的所感应电流导致GFCIIC350的感测放大器的输入处的电压差。当电压差超过预定阈值值时,在GFCIIC350的一或多个输出(例如,SCR触发信号输出端口(SCR_OUT))处产生检测信号。由连接于运算放大器输出(OP_OUT)与感测放大器的正输入(VFB)之间的有效电阻确定GFCIIC350所使用的阈值值。
线导体330、332上的电流不平衡由真实接地故障、模拟的接地故障或自测试接地故障引起。当图4A到4D中的测试开关354闭合(在按下TEST按钮28(图1)时发生此情况)时产生模拟的接地故障。如下文进一步详细地描述,当自动监测电路370起始包含在独立导体356上产生电流的自动监测测试序列时发生自测试故障。
根据本发明实施例,当测试开关354闭合时,在线导体330、332及负载导体338、340中流动的一些电流从相面导体338(及当装置处于复位状态中时为相负载导体277)围绕感测变压器334且穿过电阻器358转移到中性线导体332。通过以此方式使一些电流穿过电阻器358转移,形成流动穿过导体330的电流与沿相反方向流动穿过导体332的电流的不平衡。当电流不平衡(即,流动穿过通过感测变压器的导体的净电流超过阈值值(例如,4到5毫安))时,由检测器电路352检测此模拟的接地故障且激活GFCIIC350的SCR输出(SCR_OUT)。
当激活GFCIIC350的SCR输出时,接通SCR360的门,从而允许电流从相线导体330流动穿过二极管359及SCR360。电流流动穿过SCR360接通SCR361及SCR369的门。当接通SCR361时,电流从相线导体330流动穿过双线圈螺线管362的次级线圈363、熔断器365、二极管367及SCR361。进一步来说,当接通SCR369时,电流从相线导体330流动穿过双线圈螺线管362的初级线圈364、熔断器372、二极管374及SCR369。电流流动穿过线圈363、364两者产生使螺线管362内的衔铁移动的磁场。当螺线管衔铁移动时,其将为中断装置315的一部分的接触件托架(例如,图3中的106)解除闩锁,且托架在线导体330、332远离面导体338、340及负载导体277、278的自然偏置下掉落。装置现在由于成功的手动模拟故障测试序列而处于“跳闸”,且装置将不递送电力到负载直到将其复位为止。从即时开关354闭合直到装置跳闸且电流不再从相线导体330流动到面及负载导体以及穿过螺线管线圈363、364为止所花费的时间是短的以使得熔断器365、372保持完整。
经由复位操作进行手动测试
继续参考图4A到4D,(例如)通过按下RESET按钮24(图1)而闭合复位开关300还起始测试操作。具体来说,当复位开关300闭合时,GFCIIC350的电压供应输出VS通过导体308电连接到SCR360的门,因此,接通SCR360。当接通SCR360时,从线导体330汲取电流使其穿过二极管359及SCR360且最终到达接地。类似于当如先前所论述而通过按下TEST按钮接通SCR360时,通过按下RESET按钮接通SCR360导致还接通SCR361及SCR369且电流流动穿过螺线管线圈363、364。电流流动穿过螺线管362的线圈363、364在螺线管处产生磁场且螺线管内的衔铁经致动且移动。在典型(例如)非测试条件下,例如当发生实际故障时,以此方式致动衔铁以使装置跳闸。
然而,当复位开关300闭合时,装置可能已经处于跳闸条件中,即,线、面及负载导体的接触件经电隔离。也就是说,通常在装置已跳闸之后按下RESET按钮以重新闩锁接触件托架且使线、面及负载接触件回到电接触中。如果在按下RESET按钮时螺线管362的衔铁未能起动,且在释放RESET按钮之后包含接触件托架的复位机构未能在其返回时啮合复位柱塞,那么装置将不复位。因此,如果(举例来说)装置尚未接线到AC电力线,或其已经错接线(也就是说,装置已与未连接到线端子326、328的AC电力接线),那么没有电力施加到GFCIIC350。如果没有电力施加到GFCIIC350,那么通过GFCIIC350的SCR输出或在按下REST按钮时无法驱动SCR360的门。在此条件下,装置将不能够复位。根据与本发明实施例一致的接线装置通过确保装置在跳闸条件中运送到用户而防止错接线条件。由于装置直到AC电力适当地施加到线端子才能复位,因此防止错接线条件。
自动监测电路
继续参考图4A到4D中所展示的示范性电路示意图,自动监测电路370包含可编程装置301。可编程装置301可为可经编程以实施如下文详细阐释的自动监测例程的任何适合可编程装置,例如微处理器或微控制器。举例来说,根据图4A到4D中所展示的实施例,由来自ATtiny10系列的ATMELTM微控制器实施可编程装置301。还可由例如PIC10F204/206的微芯片微控制器实施可编程装置301。
根据一个示范性自动监测或自动自测试例程(根据图4A到4D中所展示的实施例),微控制器301通过设定软件自动监测测试旗标而大约每三(3)秒起始自动监测例程。自动监测测试旗标起始电路中断装置内的自动监测例程且确认装置正适当地操作或在某些情况下确定电路中断装置已达到其寿命终止(EOL)。当自动监测例程以正(即,成功)结果运行时,自动监测电路进入休眠状态直到微控制器301再次设定测试旗标且起始另一自动监测例程为止。
如果自动监测例程以负结果运行(例如,无法确定电路中断装置正适当地起作用或确定其实际上未适当地操作),那么使故障计数器递增且微控制器301在由存储于装置内的存储器中的软件程序指令时起始另一自动监测例程。除使故障计数递增之外,还提供对故障的暂时指示。举例来说,根据本发明实施例,当发生此一故障时,微控制器301的I/O端口GP0经控制为输出且发光二极管(LED)376经控制为闪光(例如)一或多次,以向用户指示所述故障。如果故障计数器达到预定值(即,自动监测例程以负结果运行特定数目次,所述数目存储于软件中且在软件中实施),那么自动监测例程调用寿命终止(EOL)序列。EOL序列包含以下功能中的一或多者:(a)(举例来说)通过使指示器灯连续地闪光或照明及/或产生可听见的声音而指示已达到EOL,(b)尝试使装置跳闸,(c)阻止使装置复位的尝试,(d)将EOL事件存储于非易失性存储器上(例如,在存在电力故障的情况下),及(e)在装置断电时清除EOL条件。
根据此实施例,当自动监测软件确定是时候运行自动监测例程(即,基于自动监测器定时器)时,在微控制器301的I/O端口GP1处接通刺激信号302。当接通刺激信号时,电流流动穿过电阻器303且在晶体管304的基极处形成电压,从而接通晶体管。当接通晶体管304时,电流从dc电压供应器378流动穿过电阻器305(其为(举例来说)3千欧姆电阻器),且继续穿过电导体356及晶体管304到达接地。关于dc电压源378,根据本发明实施例,此电压源的值经设计为介于4.1与4.5伏dc之间,但此电压供应器的值可为任何其它适合值,只要出于下文所描述的其它电路功能性而充分地考虑所使用的值即可。
根据此示范性实施例,电导体356为导线,但其还可为印刷电路板上的导电迹线。导体356在一端处连接到电阻器305,横越穿过感测变压器334且围绕变压器的磁心循环大约十(10)次,并且在其另一端处连接到晶体管304的集电极。因此,当在微控制器301中设定软件自动监测测试旗标且接通晶体管304时,电流流动穿过导体356,导体356包括与相线导体330及中性线导体332分离的独立导体,导体356还横越穿过感测变压器334的中心。
如果根据本发明实施例的电路中断装置正适当地起作用,那么在电流流动穿过导体356且穿过感测变压器时,在感测变压器334处产生磁通量。通量在导体333上产生由包含GFCIIC装置350的检测电路352检测到的信号。根据此实施例,当装置350检测到在感测变压器334处形成的通量时,在装置350的I/O端口中的一者处(举例来说,在图4A到4D中标记为CAP的输出端口处)增加电压电平,因此增加导体306上的电压。
根据此实施例,电容器307连接在微控制器301的CAPI/O端口与接地之间。如此项技术中已知,将电容器直接附接在4141GFCIIC装置的CAP输出与接地之间导致从GFCIIC装置350输出的SCR触发信号(SCR_OUT)延迟预定时间周期。使触发信号延迟的时间量通常由电容器的值确定。然而,根据本发明实施例,电容器307不直接连接在CAP输出与接地之间。替代地,电容器307还经由包含与电阻器311(例如,3兆欧姆)串联的二极管310的电路路径连接到微控制器301的ADCI/O端口GP0,电阻器311与电阻器312(例如,1.5兆欧姆)一起完成分压器电路。在GFCIIC装置350的CAP输出处连接到电容器的此额外电路从延迟电容器汲取电流。
通过测量ADCI/O端口(GP0)处的信号的值且确认其高于特定电平,可确定检测电路352是否适当地检测到在导体356上产生的自测试故障信号且可进一步确认GFCIIC装置350是否能够产生适当SCR触发信号。而且,为避免使装置在自测试自动监测故障期间跳闸,在于GFCIIC装置350的SCR_OUT处输出驱动信号之前测量电容器307处的电压且确认适当自测试故障检测。
如果电容器307上的电流汲取太高,那么GFCIIC装置350不可适当地操作。举例来说,如果从电容器307汲取低至3到4微安的电流,那么(例如)根据UL要求不可准确地检测到还打算由GFCIIC装置350检测的接地中性条件,因为SCR触发信号(SCR_OUT)将不在必要时间量内起动。根据本发明实施例,汲取用于GFCIIC装置350的小于大约1.3微安或大约5%的规定延迟电流以用于微控制器301的ADCI/O端口GP0。从电容器307的此小电流汲取对装置适当地检测真实接地故障及/或真实接地中性故障的能力不具有影响。
根据此实施例,从电容器307汲取大约50毫微安的电流。连接到微控制器301的ADCI/O端口GP0的并联电阻器311及312产生4.5兆欧姆汲取,此将从电容器307拉取的电流限制为1.0微安的最大值。GFCIIC装置350使用大约40微安的电流来产生SCR触发,但微控制器301在从SCR_OUT输出SCR触发信号之前仅需要大约50毫微安来从电容器307读取出SCR触发信号。因此,通过选择电容器307的适当值,结合电阻器311及312以及二极管310的适当值选择,可能维持来自GFCIIC装置350的SCR触发信号(SCR_OUT)的正确延迟且使用微控制器301中的ADC来测量ADC输入(GP0)处的信号以确定检测电路352是否已适当地检测到导体356上的测试信号。
还应注意,在图4A到4D中所展示的实施例中,LED376还连接到微控制器301的ADCI/O端口(GP0)。因此,LED376是否导电将影响电容器307上的汲取以及SCR触发信号的延迟及微控制器301适当地测量从GFCIIC装置350的CAPI/O端口输出的信号的能力。因此,关于图4A到4D中所展示的电路,选择LED376使得其不接通且在微控制器301测量来自GFCIIC装置350的CAP输出的信号的时间期间开始导电。举例来说,选择LED376使得其接通电压大约为1.64伏特或更高,根据图4A到4D中所展示的电路,可在I/O端口GP0处测量所述接通电压。另外,为防止任何信号在正驱动LED376时添加到电容器307,提供二极管310。
根据此实施例,包含二极管310及分压器311、312的电流路径连接到微控制器301的I/O端口GP0,I/O端口GP0用作微控制器301内的模/数转换器(ADC)的输入。微控制器301的ADC测量由电容器307的充电动作形成的增加电压。当达到预定电压电平时,微控制器301关断自动监测刺激信号302,这又关断晶体管304,从而停止导体356上的电流流动及因此在感测变压器334处形成的通量。当发生此情况时,微控制器301确定:已成功地通过合格自动监测事件且如果当前计数大于零那么使自动监测故障计数器递减。
换句话说,根据此实施例,由微控制器301按预定调度重复自动监测例程。基于存储于微控制器301内的存储器中的软件程序,按需要从每几秒到每个月等任何处运行自动监测例程。当起始例程时,以与将在已发生实际接地故障的情况下或在已手动产生模拟的接地故障(例如,通过按下如上文所描述的TEST按钮)的情况下形成通量的方式类似的方式发生在感测变压器334处形成的通量。
然而,在由自动监测例程产生的自动监测(自测试)故障与通过按下TEST按钮而产生的实际接地故障或模拟的故障之间存在差异。当发生实际或模拟的接地故障时,应产生分别在相导体330及中性导体332中流动的电流的差。也就是说,导体330上的电流应不同于导体332上的电流。由GFCIIC装置350检测到流动穿过感测变压器334的此差动电流,这驱动其SCR_OUTI/O端口上的信号以激活SCR360的门且接通SCR360。当SCR360接通时,通过线圈363、364汲取电流,这致使中断装置315跳闸,从而致使接触件托架掉落,这又致使线、面及负载接触件彼此分离。因此,防止电流流动穿过相导体330及中性导体332分别到达相面端子342及中性面端子344以及相负载端子346及中性负载端子348。
在比较中,当根据本发明执行自动监测例程时,没有差动电流形成于相导体330及中性导体332上且不使中断装置315跳闸。替代地,在自动监测例程期间,在感测变压器334处产生的通量为电流流动穿过与相导体330及中性导体332电分离的导体356的结果。在导体356上产生的电流存在仅短暂时间周期,举例来说,小于由先前所论述的电容器307确立的延迟时间。
如果在微控制器301的ADC输入(GP0)的输入处形成的电压在自动监测例程期间在此预定时间周期内达到经编程阈值值,那么确定检测电路352成功地检测到流动穿过感测变压器334的磁心的电流且认为已通过自动监测事件。因此,微控制器301确定包含GFCIIC装置350的检测电路352正适当地工作。由于在自动监测例程期间流动穿过感测变压器334的电流经设计为在量值上实质上类似于在模拟的接地故障期间流动穿过变压器的差动电流,例如,4到6毫安,因此确定检测电路352将能够检测到实际接地故障且将适当驱动信号提供到SCR360以使中断器315跳闸。
或者,自动监测电路370可确定自动监测例程故障。举例来说,如果在自动监测例程期间微控制器301的GP0处的ADC输入处的电压达到给定电压所花费的时间比预定时间周期长,那么确定自动监测事件故障。如果发生此情况,那么使自动监测故障计数器递增且以可视方式或可听见方式指示所述故障。根据一个实施例,微控制器301的ADC端口(GP0)在发生自动监测事故障时转换为输出端口,且经由I/O端口GP0将电压置于导体309上,I/O端口GP0由微控制器首先转换为输出端口。GP0处的此电压在导体309上产生流动穿过指示器LED376及电阻器380到达接地的电流。随后,微控制器301的ADCI/O端口(GP0)往回转换为输入端口且保持准备发生下一经调度自动监测事件。
根据此实施例,当发生自动监测事件故障时,指示器LED376仅照明当I/O端口转换为输出且在所述端口处产生输出电压时的时间周期;否则LED376保持黑暗或未照明。因此,如果自动监测例程(举例来说)每三(3)秒地运行,且仅单次或零星地发生事件故障,那么事件可能变得被用户忽视。另一方面,如果定期地发生故障(如永久地停用用于自动监测例程中的组件中的一或多者的情况),由微控制器301重复地接通指示器LED376达10msec且关断指示器LED376达100msec,因此吸引对装置的注意力且通知用户装置的关键功能性已损害。导致自动监测例程故障的条件包含以下各项中的一或多者:开路差动变压器、闭合电路差动变压器、没有到GFCIIC的电力、开路螺线管、GFCIIC的SCR触发输出连续地为高及GFCIIC的SCR输出连续地为低。
根据又一实施例,如果自动监测故障计数器达到预定极限(举例来说,一(1)分钟内七次(7)故障),那么微控制器301确定装置不再安全且已达到其寿命终止(EOL)。如果发生此情况,那么激活可视指示器以警告用户:电路中断装置已达到其使用寿命的终止。举例来说,当确定此EOL状态时,微控制器301的ADCI/O端口(GP0)转换为输出端口(类似于如上文所描述的记录单个故障时),且经由GP0将信号周期性地置于导体309上,即,以使LED376以(举例来说)10msec接通及100msec关断的速率闪烁,或将信号连续地置于导体309上以使LED376永久地照明。此时还停止自动监测例程。
除闪烁或连续地照明的LED376之外,根据又一实施例,当确定EOL时,还激活印刷电路板(PCB)390上的任选音响警报电路382。在此情形中,穿过LED376的电流在SCR384的门上形成电压使得根据来自微控制器301的GP0的输出信号连续地或间歇地接通SCR384。当SCR384接通时,从相线导体330汲取电流以激活音响警报器386(例如,蜂鸣器),从而向装置的用户提供装置已达到其使用寿命的终止(即,EOL)的额外通知。举例来说,关于本发明实施例,音响警报电路382包含并联RC电路,并联RC电路包含电阻器387及电容器388。当从相线导体330汲取电流时,电容器388以由电阻器387的值控制的速率充电及放电以使得蜂鸣器386发出所要间歇警报的声音。
此实施例的又一方面包含可调光LED电路396。电路396包含晶体管398、LED400、402、光传感器404(例如,光电池)及电阻器406到408。当周围光(例如,在根据本发明实施例的电路中断装置附近的光量)变强时,光传感器404对周围光级作出反应以将增加的阻抗施加到晶体管398的基极以使LED随着周围光增加而变暗。或者,当周围光减少(例如,由于夜晚开始降临)时,流动穿过传感器404的电流据此增加。随着周围光级降低,LED400及402照明得越来越亮,因此在装置附近提供受控制的光级。
图4A到4D中所展示的本发明的又一实施例包含用于给微控制器301提供与装置是跳闸还是处于复位条件中有关的数据的机构。如图4A到4D中所展示,光电耦合器392连接于相负载导体277及中性负载导体278与微控制器301的I/O端口(GP3)之间。微控制器301使用端口GP3处的信号(电压)的值来确定GFCIIC装置350是否供应有电力以及装置是跳闸还是处于复位条件中。当(例如)经由GFCIIC装置350的电压输入端口(LINE)给GFCIIC装置350供电(此发生在AC电力连接到线端子326、328时)时,在输出端口(VS)处产生电压。此电压跨越齐纳(zener)二极管394下降,提供齐纳二极管394以将供应到微控制器的电压维持在可接受电平内。连接于GFCIIC350的相线导体与电源供应器输入端口(LINE)之间的二极管366、368确保供应到GFCIIC的电压电平及VS输出保持低于大约30伏特。跨越齐纳二极管394下降的电压信号连接到微控制器301的输入端口GP3。如果微控制器301未在GP3处测量到电压,那么确定GFCIIC装置350未供应电力且声明EOL。
或者,如果微控制器301在GP3处测量到电压,那么基于电压的值而确定装置是跳闸还是处于复位状态中。举例来说,根据图4A到4D中的电路,如果GP3处的电压经测量为介于3.2与4.0伏特之间,例如,介于76%的VCC与100%的VCC之间,那么确定面接触件(342、344)及负载接触件(346、348)处不存在电力,因此,装置处于跳闸状态中。如果GP3处的电压介于2.4与2.9伏特之间,例如,介于51%的VCC与74%的VCC之间,那么确定面接触件及负载接触件处存在电力且装置处于复位状态中。
根据又一实施例,当确定EOL时,微控制器301尝试以如下方式中的一者或两者使中断装置315跳闸:(a)通过将第三导体356上的刺激信号维持到AC波的起动半循环中,及/或(b)通过在微控制器301的EOL端口(GP2)处产生电压。当已声明EOL(例如,因为自动监测例程故障必要数目次及/或不从GFCIIC装置350的供应电压输出(VS)供应电力)时,微控制器301在EOL端口(GP2)处产生电压。任选地,微控制器301还可使用GP3处的输入信号的值(如上文所描述)来进一步确定装置是否已处于跳闸状态中。举例来说,如果微控制器301确定装置跳闸,例如,负载及面接触件未电连接到线接触件,那么微控制器301可确定驱动SCR369及/或SCR361以尝试断开接触件且使装置跳闸是不必要的,且因此不经由GP2驱动SCR369及SCR361。
GP2处的电压直接驱动SCR369及/或SCR361的门以接通SCR369及/或SCR361,因此,使得其能够传导电流且激活螺线管362。更具体来说,当接通SCR369及/或SCR361时,通过双线圈螺线管362的线圈364汲取电流。举例来说,双线圈螺线管362包含内部初级线圈364(其包括800匝、18欧姆、35AWG线圈)及外部次级线圈363(其包含950匝、16.9欧姆、33AWG线圈)。双线圈362的构造及功能性的进一步细节可在让与和本发明为同一受让人的序列号为13/422,797的美国专利申请案中发现,所述美国专利申请案的全部内容通过引用所教示的所有内容而并入本文中。
如上文所描述,当经由自动监测例程确定检测电路352未成功地检测到接地故障(例如,其未检测到由电流在导体356中流动而产生的通量)或其在此检测后未即刻以其它方式在GFCIIC装置350的SCR_OUT输出端口处产生驱动信号以驱动SCR360的门时,微控制器301确定EOL且尝试通过上文所述及的方法使中断装置315跳闸。具体来说,微控制器301尝试通过到SCR369及SCR361的备用路径GP2直接跳闸从而直接驱动初级线圈364。然而,在正常地运行自动监测例程时导体356上的信号与在确定EOL时产生的导体356上的信号之间存在至少一个差异。也就是说,在EOL条件下,GP2激励SCR361及SCR369两者经触发且线圈362及线圈363经激励,因此激活螺线管362及369以使中断装置315跳闸。
如果断开中断装置315,或如果中断装置315已经以其它方式断开,那么接通电源的指示器电路321将关断。举例来说,在图4A到4D中所展示的实施例中,接通电源的指示器电路321包含与电阻器323及二极管324串联的LED322。LED322的阴极连接到中性负载导体278且二极管324的阳极连接到相负载导体277。因此,当电力在负载导体处可用(也就是说,装置经供电且处于复位状态中)时,在AC电力的每一交替半循环上通过接通电源的电路汲取电流,因此使LED322照明。另一方面,如果电力在负载导体277、278处不可用(举例来说,因为中断装置315断开或跳闸)或者使装置复位但不施加电力,那么LED322将是黑暗的或未照明。
下文提供和与本发明一致的自动监测功能性相关的额外实施例及其方面以及对已经描述的一些方面的进一步论述。
当正确地安装了自测试GFCI装置时,本文中所论述的正弦AC波形连接到相线端子326及中性线端子328。根据一个实施例,AC波形为包含两个半循环(正8.333毫秒半循环及负8.333毫秒半循环)的60Hz信号。所谓的“起动”半循环是指特定半循环(正或负),在此期间到SCR360的门触发信号导致SCR361及SCR369的相应门经驱动且对应的相应螺线管线圈363、364传导电流,因此“起动”螺线管362且致使螺线管的衔铁位移。“非起动”半循环是指AC波形的交替半循环(即,负或正),在此期间电流不流动穿过SCR或其相应螺线管线圈,而不管是否触发SCR门。根据本发明实施例,由二极管或与相应螺线管线圈串联放置的某一其它切换装置确定正半循环还是负半循环为起动半循环。举例来说,在图4A到4D中,二极管359、374及367分别经配置使得正半循环为关于SCR360、369及361的“起动”半循环。
根据与本发明一致的电路中断装置的又一实施例,微控制器301任选地监测到装置的AC电力输入。举例来说,监测电连接到相线端子326及中性线端子328的60HzAC输入。
更特定来说,全60HzAC循环花费大约16.333毫秒来完成。因此,为监测及确认AC波形的接收及稳定,实施微控制器301内的定时器/计数器。举例来说,在三(3)秒自动监测窗内,每毫秒对60Hz输入信号取样一次以识别前沿,即,其中信号从负值变为正值。当检测到前沿时,将旗标设定于软件中且使计数递增。当完成三(3)秒测试周期时,将计数结果除以180以确定频率是否在规定范围内。举例来说,如果频率稳定在60Hz,那么除以180的结果将为1.0,因为在三(3)秒内存在180个正沿及180个循环对于60Hz信号是值得的。如果频率经确定为不在给定范围(举例来说,50到70Hz)内,那么停止自动监测自测试故障测试,但继续GP3的监测。因此,当根据本发明的电路中断装置连接到可变电源(例如,便携式产生器)时避免过早或错误电力故障确定,且电源在启动时展现较低频率且在达成优化频率(例如,60Hz)之前需要稳定周期。
如果频率不稳定在优化频率,或至少不在可接受范围内,那么延迟自动监测例程的起始直到使频率稳定为止。如果频率在预定时间内未达到优化频率或可接受范围内的频率,那么使故障计数器递增。类似于先前关于自动监测例程所论述的故障计数器,如果计数器达到给定阈值,那么微控制器301声明EOL。
如上文所描述,根据至少一个示范性实施例,在微控制器中实施可编程装置301。因为根据又一实施例,一些微控制器包含(例如)用于在断电的事件中存储各种数据等的非易失性存储器,因此在装置通电后即刻清除非易失性存储器内的所有事件、定时器、计数器及/或状态。因此,如果故障计数器或其它条件由关于电路中断装置自身的不适当装置安装、不充分或不适当电力或者某一其它非致命条件导致,那么在计数器递增事件可不再存在时在通电时将故障计数器复位。根据本发明避免此可能问题的另一方式为:利用不包含非易失性存储器的可编程装置。
图5A到5H及6是表示与本发明的实施例一致的软件程序的功能性的相应系统级流程图。举例来说,根据本发明的实施例,图5A到5H的流程图的软件代码经编程,例如,存储于微控制器301中的存储器中,如上文根据具有自测试及自动监测能力的接线装置的硬件实施方案所描述。所述程序包含上文所描述的自动监测例程以及与其相关且也在上文进行描述的所有随附处理及报告功能。
更特定来说,如图6中展示,根据至少一个实施例,所述程序通过执行一些基本启动功能(包含复位且初始化由程序在处理期间使用的各种寄存器及变量)而开始。所述程序按需要进一步调用各种子例程以实施上文描述的接线装置的自测试及自动监测功能。朝向图6左侧的框是根据预定调度(举例来说,每1msec)周期性地发生的复位的映射图。此外,根据此实施例,在4MHz操作频率下对处理器(例如,在上文实施例中的微控制器301内)进行时控,且每一指令以1微秒运行。因此,在每一中断之间发生一千(1000)个指令。
图5A到5H提供根据此实施例的软件程序的功能性的特定细节且所属领域的技术人员将理解且能够解译所使用的各种汇编语言命名法。所提供的命名法识别在微控制器内的软件中执行的具体指令。图5A到5H及6的实施例中使用的指令与的ATtiny10微控制器的指令集相关联。所属领域的技术人员将理解在不背离本发明的期望范围的情况下可使用其它微控制器及因此其它指令集来执行本文中描述的功能性。
下文关于图5A到5H中的每一者提供的描述意在提供对根据此实施例的软件程序的功能性的宽泛概述。
如在图5A中所展示,代码在START处开始,此在调用MAIN例程之前立即复位、初始化并启用各种变量且激活微控制器的输入/输出(I/O)端口。START及MAIN例程的进一步细节在图5H中图解说明且在下文描述。
参考表示图6中描绘的RESET功能的图5H,将堆栈指针设定到存储于记忆体中的程序开始的点。然后将表示不同电压电平、计数器值、旗标等的不同变量清除或初始化为先前通过测试确定的值,所述值对根据设计规则及由外部组织(例如,上文述及的联邦实验室(UL))设定的要求的接线装置的操作而言为理想的。举例来说,根据本发明实施例的软件代码确保接线装置的操作符合标准UL-943,包含最近自测试及自动监测要求。所属领域的技术人员知道图5A到5H中描绘的某些常数、极限值及其它值可经改变或以其它方式经调整以适应不同要求,例如UL-943中的改变,及/或改变以适应除美国以外的管辖区的电网伴随的不同线电压。
图5H还图解说明代码初始化使代码能够在不同定时要求下操作不同处理功能的不同定时变量。代码首先检查电压(Vcc)电平,初始化看门狗定时器,激活微控制器的各个I/O端口,初始化变量PCINT3,所述变量PCINT3用于检测线输入电压信号的边缘以(举例来说)确定线入电力信号的频率。
然后初始化微控制器中的模/数(A2D)转换器,接着继以某些其它变量的设定及启用。代码然后将三个变量CNT10ms、CNT100ms及CNT3sec初始化到用于10毫秒定时器、100毫秒定时器及3毫秒定时器的相应开始值。根据这三个定时窗口执行依据代码执行的不同例程及功能。在软件复位且初始化必要值之后,如在图5H中所展示,代码返回到图5A中的LOOP并连续地循环直到下一个1msec中断发生。
参考图5A,使看门狗定时器(WDT)复位且然后检查是否已经设定寿命终止(EOL)旗标。如果是,那么设定软件变量(PB0及PB2)以配置微控制器的适当I/O端口(GP0)输出信号以分别照明LED(376)并触发SCR(369)。停用进一步自动监测例程。LOOP例程然后检查是否已经设定自动监测故障(AMFAIL)旗标,且如果是,那么设定变量(PB0)以配置I/O端口(GP0)为输出端口。其然后检查是否已经设定自动监测请求(AUTOMON)旗标,且如果是,那么设定软件变量(PB3)以配置I/O端口(GP3)从GFCIIC装置读取输出电压信号(VS)并等待直到此端口处的值变高为止。然后由模/数(A2D)转换器测量(LOADPWR)输入信号的值(来自GFCIIC装置的VS)。
参考图5B,每隔1000个指令或1msec,代码调用例程PC_INTRPT,所述例程PC_INTRPT读取微控制器的GP3处的VS信号以确定信号的前沿。举例来说,通过检测电力信号的前沿,代码确定输入电压信号的频率(例如,60Hz)且还确定电流信号是处于AC电力信号的正半循环还是负半循环。
参考图5D,代码运行不同定时器随带的各种功能,即,TM0_COMPA、TIM0__100ms及TM0_LED100ms。在对应于1msec定时器的TIM0_COMPA中,控制对自动监测例程的定时。也就是说,控制自动监测例程以每3秒地运行,此定时器保持对此定时的跟踪。TIM0_CONT是10msec定时器,且如在图5D中所展示,在此例程期间,与EOL条件相关联的LED(376)接通及关断(闪烁)达适当时间量,例如,10ms接通及100ms关断。还视情况控制LED以完全关断。此外,控制端口GP0为输入或输出,举例来说,在不存在EOL条件的情况下为输入,且反之亦然。
例程TM0_100ms(即,用于100msec计数器)进一步控制对LED的定时,举例来说,如上文所述及100msec关断时间。还控制LED驱动信号的I/O端口(GP1)。
仍参考图5D,例程TIM0_LED100ms对应于3秒定时器及依据其的功能。在此例程期间,执行测试脉冲(自测试故障)及EOL设定及清除过程。举例来说,在此例程期间执行的功能中的一者为控制微控制器内的A2D多路复用器(MUX)使得由A2D处理输入端口GP0上的信号。因此,当GP0为输入端口且A2D测量信号时,其测量上文论述的预触发信号的值。另外,如果没有检测或测量到电力(来自GFCIIC装置的VS),那么代码调用单独例程以激活SCR的门并起动SCR30时间。在图5C中提供SCR起动例程的细节。图5D还包含复位频率计数器的例程TIM0_EOL,以及将硬件同步为软件时钟速率的TIM0_DONE。在TIM0_100ms及TM0_LED100ms例程两者开始时调用TIM0_DONE例程。
参考图5E,WDT_INTRPT,看门狗定时器(WDT)恒定地以8秒递减计数。如果定时器不复位,那么此例程控制GP0为输出並断言此端口处的信号以接通LED(376)来指示EOL。
图5F图解说明例程VLM_INTRPT。此例程以每隔1000个指令步长(即,每1msec)运行,且表示电压电平监测功能。在此例程期间,检查某些旗标,且举例来说,其是否不再期望测量电力信号,即,来自GFCIIC装置的VS信号以及来自光电耦合器的接触件断开或闭合信号,如上文所描述。
参考图5G,运行A2D例程。在此例程期间,微控制器读取A2D转换器I的结果,且如果存在自动监测请求,那么检查所述值以确定是否存在故障的SCR,例如,是否存在高于1.28伏特的电压。如果确定故障的SCR,那么使计数器递减。如果计数器变为零,那么调用SCR触发例程TRIGSCR以经由微控制器的GP4激活两个备用SCR的门。或者,如果A2D请求并非自动监测例程请求,那么A2D例程检查A2D请求是否针对经由光电耦合器确定负载接触件的状态。在此事件中,调用例程A2D_LPWR。
尽管已选择各种实施例来图解说明本发明,但所属领域的技术人员将理解,可在不背离所附权利要求书中所界定的本发明的范围的情况下做出其它修改。
Claims (9)
1.一种软件代码存储于其上的可记录媒体,所述软件代码包括:
用于自动监测电接线装置的代码;
用于监测从故障检测电路输出的测试信号以确定所述电接线装置的操作状态的代码;
用于在来自所述故障检测电路的所述测试信号小于阈值值的情况下确定寿命终止状态的代码;以及
用于在确定所述寿命终止状态时产生警报信号的代码。
2.根据权利要求1所述的可记录媒体,其中所述软件代码进一步包括:
用于监测来自接触感测装置的输出信号的代码;以及
用于基于来自所述接触感测装置的所述输出信号而确定所述电接线装置是处于跳闸状态中还是处于复位状态中的代码,在所述跳闸状态中阻止将AC电力信号递送到负载,在所述复位状态中将所述AC电力信号递送到所述负载。
3.根据权利要求2所述的可记录媒体,其中所述软件代码进一步包括:
用于在可编程电路装置中基于对所述测试信号的评价而确定与所述AC电力信号相关联的频率的代码;
用于在与所述AC电力信号相关联的所述频率不稳定的情况下延迟自动监测程序的代码;以及
用于在与所述AC电力信号相关联的所述频率在预定时间周期内未稳定到预定频率范围内的情况下使故障计数器递增的代码。
4.根据权利要求1所述的可记录媒体,其中所述软件代码进一步包括:
用于检查所述电接线装置的一或多个电组件的供应电压电平的代码;
用于初始化所述电接线装置的处理装置中的看门狗定时器功能的代码;
用于激活所述处理装置的一或多个输入或输出端口的代码。
5.根据权利要求1所述的可记录媒体,其中所述软件代码进一步包括:
用于检测线输入电压信号的边缘的代码;
用于基于所述所检测边缘的相对定时而确定所述线输入信号的频率的代码。
6.一种电接线装置,其包括:
处理装置,其具有所存储的软件代码;
中断装置,其在所述电路中断装置处于复位条件中时将一或多个线端子电连接到一或多个负载端子并且在所述电路中断装置处于跳闸条件中时将所述线端子从所述负载端子断开连接;以及
故障检测电路,其检测所述电路中断装置中的故障条件并且在检测到所述故障条件时产生故障检测信号,将所述故障检测信号提供到所述中断装置以将所述电路中断装置置于所述跳闸条件中,
其中所述所存储的软件代码包含用于将所述处理装置的一或多个输入/输出I/O端口设定为输入端口或输出端口的代码。
7.根据权利要求6所述的电接线装置,其进一步包括:
自动监测电路,其包含电耦合到所述故障检测电路以及所述中断装置的所述处理装置,并且连续地监测一或多个信号以确定所述电接线装置的操作状态。
8.根据权利要求7所述的电接线装置,其中所述处理装置的所述软件代码进一步包含:
用于起始至少一个自测试定时器的代码,所述至少一个自测试定时器具有用于启用所述软件代码以在不同定时要求下操作不同处理功能的相应定时变量。
9.根据权利要求8所述的电接线装置,其中所述处理装置的所述软件代码进一步包含:
用于初始化所述处理装置中的模/数A2D转换器的代码。
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