接地故障檢測的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電氣接地，特別涉及用于確定設備是否電氣接地的技術。
【背景技術】
[0002] 接地連接，有時被稱為地線連接，是在諸如短路的情況下，使電流從電氣設備安全 返回至地而不產生危險的附加路徑。沒有接地連接，電氣設備（例如電子設備、電路、電氣 柜、裝置、電動工具或使用電力的其它設備）可能會對人造成危險，因為在短路的情況下， 人體可以作為到地的路徑。然而，在一些示例中，電氣設備可能不自動檢測是否缺少接地連 接。因此，在一些示例中，可能沒有證據表明電氣設備缺乏接地連接。
【發明內容】
[0003] 總的來說，本公開所描述的技術涉及確定電氣系統是否連接到地。例如，包括在系 統中的分壓器的輸出端可以連接到計數器的重置輸入，使得如果在計數器達到值之前輸出 沒有超過閾值（以及使計數器重置），可以確定系統沒有連接到地。
[0004] 在一個示例中，方法包括在系統輸入處接收AC信號，將AC信號整流為DC信號，以 及基于檢測邏輯中的一個或多個計數器的值確定輸入是否連接到地。
[0005] 在另一個示例中，系統包括被配置為接收AC信號的輸入，被P配置為將接收到的 AC信號整流為DC信號的整流器，以及被配置為基于包括在接地故障檢測器中的一個或多 個計數器的值確定輸入是否連接到地的接地故障檢測器。
[0006] 在另一個示例中，系統包括用于在系統輸入處接收AC信號的裝置，用于將AC信號 轉換為DC信號的裝置，以及用于確定輸入是否連接到地的裝置。在該示例中，用于確定的 裝置包括用于計數的裝置。
[0007] 本發明的一個或多個示例具體結合下面的附圖和描述闡述。根據描述、附圖和權 利要求，本發明的其它特征、目的和優點將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0008] 圖IA至IB是根據本公開的一個或多個方面示出具有電氣供電線路的系統的示例 的模塊圖。
[0009] 圖2A至2B是根據本公開的一個或多個方面示出用于確定系統是否連接到地的電 路的示例電路原理圖。
[0010] 圖3是根據本公開的一個或多個方面示出包括用于確定系統是否連接到地的示 例電路的示例設備的電路原理圖。
[0011] 圖4是根據本公開的一個或多個方面示出包括被配置為確定系統是否連接到地 的接地故障檢測器的示例性設備的電路原理圖。
[0012] 圖5A至5B是根據本公開的一個或多個方面示出用于確定設備是否連接到地的電 路的示例性操作的流程圖。
[0013] 圖6A至6D是根據本公開的一種或多種技術示出用于確定系統是否連接到地的示 例性電路的多個信號的圖。
[0014] 圖7A至7D是根據本公開的一種或多種技術示出用于確定系統是否連接到地的示 例性電路的多個信號的圖。
[0015] 圖8A至8D是根據本公開的一種或多種技術示出用于確定系統是否連接到地的示 例性電路的多個信號的圖。
【具體實施方式】
[0016] 可能期望確定電氣系統是否連接到地。例如，為了能夠確定電氣連接，電氣系統可 以包括被配置為確定電氣系統是否連接到地的接地故障檢測器。
[0017] 在典型的AC供電電氣系統中，如果系統接地連接器是連接到地的，系統接地連接 器和系統中性連接器之間的壓降大約為零。然而，在這種系統中，如果系統接地連接器沒有 連接到地，系統接地連接器和系統中性連接器之間的壓降可能不是零。
[0018] 根據本公開的的一種或多種技術，接地故障檢測器可以通過比較系統接地連接器 的電壓值和系統中性供電連接器和/或系統相位供電連接器的電壓值確定電氣系統是否 連接到地。
[0019] 圖IA至IB是根據本公開的一個或多個方面示出具有電氣供電線路的系統2的示 例的模塊圖。如圖IA至IB所示，電氣系統2可以包括設備4、AC電源14和地16。
[0020] 在一些示例中，系統2可以包括AC源14。AC電源14可以被配置為以交流（AC) 的形式將電力提供至設備4。AC電源14的示例包括但不限于電力配電網、發電機、功率逆 變器和能夠提供AC功率的任何其它設備。在一些示例中，AC電源14可以提供單相功率。 在一些示例中，AC電源14可以提供多相功率。
[0021] 在一些示例中，系統2可以包括設備4。設備4可以被配置為接收來自AC電源14 的電力并使用接收到的電力來執行一個或多個功能。設備4的一些示例可以包括但不限于 電動汽車供電裝置（EVSE)、電池充電器、焊機、洗衣機、衣物烘干機、吹風機、洗碗機、冰箱/ 冷凍機、烤箱、電動工具、摩托車或任何其它AC供電的設備。如圖IA至IB所示，設備4可 以包括接地故障檢測器6、火線AC連接器8、中性AC連接器10和接地連接器12。火線AC 連接器8可以通過火線AC線9連接到AC電源的火線輸出端，中性AC連接器10可以經由 中性AC線11連接到AC電源14的中性輸出，并且接地連接器12可以通過接地線13連接 到地16。
[0022] 在一些示例中，火線AC連接器8、中性AC連接器10和接地連接器12(統稱為"電 力連接器"）可以通過標準主連接器（例如，符合NEM的接地連接器和/或國際等價物） 連接到他們各自的電線。在一些實施例中，例如設備4是硬連線的，每個電力連接器可以分 別連接到它們各自的電線。
[0023] 在一些示例中，設備4可以包括接地故障檢測器6。接地故障檢測器6可以被配置 為確定設備4是否連接到地。具體地，接地故障檢測器6可以被配置為確定接地連接器12 是否連接到地16。
[0024] 根據本公開的一種或多種技術，接地故障檢測器6可以通過比較接地連接器12的 電壓電平和中性AC連接器10的電壓電平確定接地連接器12是否連接到地16。在一些示例 中，響應于確定接地連接器12的電壓電平和中性AC連接器10的電壓電平之間的差值大于 閾值，接地故障檢測器6可以確定設備4沒有接地（即，接地連接器12沒有連接到地16)。 在一些示例中，響應于確定接地連接器12的電壓電平和中性交流連接器10的電壓電平之 間的差值小于閾值，接地故障檢測器6可以確定設備4是接地的（即，接地連接器12是連 接到地16)。
[0025] 如圖IB的示例所示出的，設備4還可以包括整流器20和調節網絡21。在一些示 例中，整流器20可以被配置為將AC信號變換為DC信號。例如，整流器20可以被配置為將 跨火線AC連接器8和中性AC連接器10接收到的AC信號變換為DC信號。在一些示例中， 整流器20可以是半波整流器。在一些示例中，整流器20可以是全波整流器。在一些示例 中，調節網絡21可以被配置為執行一個或多個操作以調節DC信號。
[0026] 圖2A至2B是根據本公開的一個或多個方面示出的包括用于確定設備4是否連接 到地的示例性電路的設備4的示例電路原理圖。如圖2A至2B所示出的,設備4可以包括 火線AC連接器8、中性AC連接器10、接地連接器12 (統稱為"電力連接器"）、接地故障檢 測器6、整流器20和調節網絡21。
[0027] 在一些示例中，設備4可以包括整流器20。整流器20可以被配置為將AC信號變 換為DC信號。例如，整流器20可以將跨火線AC連接器8和中性AC連接器10接收到的AC 信號變換為跨正向DC節點40和反向DC節點42輸出的DC信號。如圖2A的示例所示出的， 整流器20可以是包括多個二極管的橋式整流器。
[0028] 在一些實施例中，設備4可以包括被配置為執行一個或多個操作以調節信號的調 節網絡21。在一些示例中，調節網絡21可以包括分壓器22。在一些示例中，調節網絡21 可以包括分壓器22和一個或多個其它元件。
[0029] 分壓器22可以被配置為J基于第一阻抗值和第二阻抗值之間的比例縮放電壓信 號。如圖2A所示出的，分壓器22可以包括電氣連接在正向DC節點40和接地連接器12之 間的第一電阻器24,電氣連接在接地連接器12和節點44之間的第二電阻器26,以及電氣 連接在節點44和反向DC節點42之間的第三電阻器28。在一些示例中，分壓器22可以根 據如下公式（1)縮放電壓信號，其中乂^是在節點44處輸出的電壓信號，V in是在正向DC節 點40上的電壓信號，Z2是節點44和反向DC節點42之間的阻抗，以及Z i是節點44和正向 DC節點40之間的阻抗。
[0030] Kut = zZl z ( I )
[0031] 在一些示例中，分壓器22可以被配置為具有所選擇的比例，使得在對應于AC信號 的反向半波的時間段期間，如果輸入是連接到地的，分壓器22的輸出超出閾值。例如，比例 可以被選擇，使得在對應于AC信號的反向半波的時間段內，如果接地連接器12是連接到 地，節點44處的電壓是邏輯高的。作為示例，如果AC信號具有230V的RMS電壓并且邏輯高 閾值是2. 5V，電阻器24和電阻器26可能具有IM Ω的阻抗，以及電阻器28可能具有IOk Ω 的阻抗。
[0032] 在一些示例中，設備4可以包括接地故障檢測器6。接地故障檢測器6可以被配置 為確定設備4是否連接到地。具體地，接地故障檢測器6可以被配置為確定接地連接器12 是否連接到地16。如圖2A所示出的，接地故障檢測器6可以包括振蕩器30和計數器32。