用于確定在電器中電功率向地面分散的方法和電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明總體上涉及家用和專業用途兩者的電器，如洗滌機、干燥機、洗滌/干燥 機、洗碗機。更具體而言，本發明涉及對此類電器的電氣故障的確定，如向地或地面的功率 分散。
【背景技術】
[0002] 每個家用和專業電器（為了簡明目的，在下文中為器具）通常包括內隔室和用于 完成預期處理的電部件/機電部件（例如，電動機、電加熱電阻器），該內隔室容納使用者可 接近的、用于裝載待處理（例如，洗滌和/或干燥）的物品（例如，衣物或餐具）并且用于 在已經完成預期處理之后卸載這些物品的旋轉滾筒。
[0003] 如已知的，耦合在交流電源的線路電位與中性電位之間的此類部件可能受到電功 率向地面分散的現象影響。
[0004] 考慮到例如電動機中出現的絕緣故障（例如，由于使用磨損、過熱、污染物和/或 機械應力），不希望的電功率（例如，電流）可能向地面泄漏（泄漏電流）。
[0005] 除了增加功率消耗以外，泄漏電流可能造成安全危險。確實，當向地面泄漏時， 泄漏電流還可能流過在正常條件下本來預期不導電的器具部分（經常是使用者容易觸及 的）。
[0006] 要避免電功率向地面分散，因為在安裝電器處的使用者處所中的交流配電網受到 正確保護的情況下，保護裝置干預并引起使用者處所的所有或至少多個部分斷電；甚至更 糟糕的是，當不存在正確保護時，使用者的觸電風險是非常高的。
[0007] 本領域中已知的大多數解決方案基于泄漏電流監測。一旦監測到的泄漏電流升 高到臨界值，就發出警報狀況信號（可能通過顯示適當的錯誤代碼），并且電器運行異常中 斷。
[0008] 例如，JP 2006177973披露了一種基于以下內容的監測：感測在電機控制器電路 的接地導線電纜中流動的共模泄漏電流，從所感測到的共模泄漏電流中生成平均泄漏電流 信號，將該平均泄漏電流轉換成第一 PWM信號，在該第一 PWM信號的上升沿和下降沿生成脈 沖信號，將脈沖信號的上升沿和下降沿轉調至以地面為基準的電壓，并且（從這些脈沖信 號中）重構出其占空比根據共模泄漏電流的幅值變化的第二PWM信號。
【發明內容】
[0009] 申請人已經意識到已知的解決方案對于現代技術要求而言不是令人滿意的。
[0010] 具體而言，根據申請人，隨著要求相對高的計算處理（并且因此相對高的電路復 雜度），基于泄漏電流監測確定電功率向地面分散不是高效的。
[0011] 確實，就JP 2006177973而言，需要電流互感器（用于感測共模泄漏電流）、低通 濾波器（用于生成平均泄漏電流信號）、PWM轉換器（用于提供第一 PWM信號）、脈沖發生 器（用于生成脈沖信號）、電平位移器（用于轉調脈沖信號）、以及脈沖重構電路（用于提 供第二PffM信號）。
[0012] 由于高復雜度，泄漏電流監測電路不能容易且低成本地被復制用于確定可能源自 其他電負載（例如，栗、加熱電阻器等等）向地面的電功率分散。因此，此類方法具有非常 有限的實際應用。
[0013] 最后（但并不是最不重要的），以相同（或甚至更小）的空間占用而具有的功能數 量越來越大的現代電器需要盡可能簡單且零件數少。
[0014] 申請人已經解決了設計一種能夠克服以上討論的缺點的、令人滿意的解決方案的 問題。
[0015] 申請人已經發現，在電器中已經可用的一些電信號能夠用于確定/推斷出電負載 向地面的功率分散，其條件是為此類電負載設計連接/耦合正確的電路系統。
[0016] 換言之，申請人已經設計出一種不具有復雜的感測和處理電路的那些一樣簡單且 零件數少的電路系統（包括電負載，如用于滾筒旋轉的電動機），以及一種用于如果某些明 顯不相關的電信號（例如，電源信號、電動機三端雙向可控硅元件（triac)信號、門鎖信號） 彼此之間處于某種關系下則確定/推斷出功率向地面分散的方法。
[0017] 獨立權利要求中闡述了根據本發明的實施例的解決方案的一個或多個方面，并且 在從屬權利要求中指示了同一解決方案的有利特征（其中參照根據本發明的實施例的解 決方案的特定方面、加上必要的變更提供了適用于其任何其他方面的任何有利特征）。
[0018] 根據本發明的一個或多個實施例的解決方案的一方面涉及一種電器。該電器包括 電負載、和用于使該電負載選擇性地通電/斷電的驅動元件。該驅動元件具有耦合至該電 負載的第一負載端子上的第一驅動端子、耦合至第一電源端子上的第二驅動端子、以及用 于接通/斷開該驅動元件由此對應地允許所述選擇性的通電/斷電的控制端子。該電器還 包括用于將第二電源端子選擇性地耦合至該電負載的第二負載端子上的開關元件。該電器 進一步包括檢測安排，該檢測安排被配置成用于檢測在該第一驅動端子處的第一電量、和 在第二負載端子處的第二電量與在該第二電源端子處的電源電量之中的至少一項。該檢測 安排包括將該第一驅動端子耦合至該第二負載端子上的耦合元件、以及控制單元，該控制 單元耦合至該第一驅動端子、并且耦合至在該第二負載端子與該第二電源端子之中的至少 一項。該控制單元被進一步配置成用于根據這些檢測到的電量確定在該電負載中電功率向 地面分散。
[0019] 根據本發明的實施例，該控制單元被配置成
[0020] 將該第一電量與在該第二電量和該電源電量之中的至少一項進行比較，并且
[0021] 根據這種比較的結果確定在該電負載中電功率向地面分散。
[0022] 根據本發明的實施例，該控制單元被進一步配置成用于提取這些檢測到的電量的 拾取值，其中所述比較包括
[0023] 將該第一電量的拾取值與在該第二電量的拾取值和該電源電量的拾取值之中的 至少一項進行比較。
[0024] 根據本發明的實施例，該開關元件可操作用于對應地根據器具門的關閉/打開構 型而允許/防止在該第二負載端子與該第二電源端子之間的電耦合。該第二電量的拾取值 采取指示該關閉構型的第一峰值、或指示該打開構型的第二峰值。
[0025] 根據本發明的實施例，在該關閉構型下
[0026] 所述比較包括
[0027] 將該第一電量的拾取值與該第一峰值進行比較，并且
[0028] 所述確定包括
[0029] 如果該第一電量的拾取值超出該第一峰值至少第一閾值，則確定在該電負載中電 功率向地面分散。
[0030] 根據本發明的實施例，在該打開構型下
[0031] 所述比較包括
[0032] 將該第一電量的拾取值與該第二峰值進行比較，并且
[0033] 將該第一電量的拾取值與該電源電量的拾取值進行比較，并且
[0034] 所述確定包括
[0035] 如果該第一電量的拾取值超出該第二峰值至少第二閾值并且超出該電源電量的 拾取值至少第三閾值，則確定在該電負載中電功率向地面分散。
[0036] 根據本發明的實施例，
[0037] 在該關閉構型下，該第二電源端子和該第二負載端子基本上彼此短路，從而使得 該第一峰值基本上等于該電源電量的拾取值，并且
[0038] 在該打開構型下，該第二電源端子和該第二負載端子基本上彼此隔離，從而使得 該第二峰值低于該電源電量的拾取值。
[0039] 根據本發明的實施例，
[0040] 所述比較包括
[0041] 將該第一電量的拾取值與該電源電量的拾取值進行比較，并且
[0042] 所述確定包括
[0043] 如果該第一電量的拾取值超出該電源電量的拾取值至少閾值電壓，則確定在該電 負載中電功率向地面分散。
[0044] 根據本發明的實施例，該驅動元件包括三端雙向可控硅元件。
[0045] 根據本發明的實施例，該檢測安排被進一步配置成用于檢測三端雙向可控硅元件 的電流以便監測三端雙向可控硅元件的運行，并且該控制單元被進一步配置成用于還基于 所檢測到的三端雙向可控硅元件的電路確定在該電負載中電功率向地面分散。
[0046] 根據本發明的實施例，
[0047] 所述檢測在該第一驅動端子處的第一電量、和在第二負載端子處的第二電量與在 該第二電源端子處的電源電量之中的至少一項，
[0048] 所述提取這些所檢測到的電量的拾取值、以及
[0049] 所述將該第一電量與在該第二電量和該電源電量之中的至少一項進行比較，
[0050] 是根據對三端雙向可控硅元件的電流的預定義變化的檢測來進行的。
[0051] 根據本發明的實施例，該電負載包括電動機。
[0052] 根據本發明的實施例，該電器包括洗滌機、干燥機、或洗滌/干燥機。
[0053] 根據本發明的實施例，該電器包括