[发明专利]电子断路器和方法

说明书

技术领域

本公开涉及电子断路器。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可以不构 成现有技术。

断路器早已被用来保护负载免于受到过电压和过电流的情形。传 统上，这些断路器是机械断路器。最近，电子断路器已经被提出，并 且在某些应用情况下比机械断路器更可取。

本发明的发明人已经认识到需要对电子断路器做出各种改善。

发明内容

根据本公开的一个方面，电子断路器包括输入端、输出端、开关 和至少一个用于控制电流的电路。开关被电连接在输入端和输出端之 间。开关在处于闭合位置时传导电流，并在处于断开位置时中断电流。 电路可操作地确定开关所消耗的能量并在开关所消耗的能量达到阈值 水平时将开关置于断开位置。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于限制流过至少具有断开 位置和闭合位置的开关的电流的方法。开关在处于断开位置时中断电 流，并在处于闭合位置时传导电流。该方法包括：确定在开关处于闭 合位置时开关中消耗的能量，并生成表示开关中消耗的能量的信号。 该方法还包括在表示开关中消耗的能量的信号达到能量阈值时将开关 置于断开位置。

根据本公开的又一方面，电子断路器包括输入端、输出端、开关 和用于控制电流的电路。开关被电连接在输入端和输出端之间，并且 可操作地在处于闭合位置时传导电流并在开关处于断开位置时中断电 流。电路可操作地确定开关是否处于安全操作区域内并在开关不处于 安全操作区域内时将开关置于断开位置。

根据本文中提供的描述，另外的适用范围将变得很明显。应该理 解，本说明书和具体实例仅仅是为了例证的目的，而不是旨在限制本 公开的范围。

附图说明

本文中描述的附图仅是为了例证的目的，而不是旨在以任何方式 限制本公开的范围。

图1是根据本公开的一个实施例的包括功率限制电路的电子断路 器的框图；

图2是根据另一实施例的包括功率限制电路和电流限制电路的电 子断路器的框图；

图3是根据另一实施例的包括功率限制电路的电子断路器的电路 图；

图4是根据另一实施例的包括电流限制电路的电子断路器的电路 图；

图5是包括功率限制电路和基于微处理器的电流限制电路的电子 断路器的电路图；并且

图6是包括功率限制电路和模拟电流限制电路的电子断路器的电 路图。

具体实施方式

以下描述在本质上仅是示例性的，并且不是旨在限制本公开、应 用或使用。

根据本公开的一个方面，给出了一种用于限制流过开关的电流的 方法。该开关至少具有断开位置和闭合位置，在处于断开位置时电流 被中断，在处于闭合位置时允许电流流过开关。当开关处于闭合位置 时，确定开关所消耗的能量并生成表示开关所消耗的能量的信号。当 信号达到能量阈值时，将开关置于断开位置，并且流过开关的电流由 此被中断。

通过以上讨论的方法，开关得到了保护并且使开关保持处于其安 全操作区域内。开关并不必要响应于任何预定的电流水平而断开，而 是响应于过量的能量被开关消耗而断开。因此开关可允许非常高的电 流流过短时间，诸如在浪涌电流(inrush current)的情形下，但是如果 高电流持续过长的时间并且消耗的能量上升得过高则开关将会被切换 到断开位置。当开关所消耗的能量达到或超过能量阈值时，开关被置 于断开位置，并且电流被中断，因此功率消耗也被中断。以这种方式， 防止了开关在其安全操作区域以外操作，并且避免了对开关的损害。

在一些实施例中，流过开关的电流也被限制到预定电流水平。该 方法允许诸如浪涌电流的高电流，但将流过开关的电流限制到一定的 电流水平。这样就保护开关避免遭受过电流，同时仍允许受限的高电 流状态存在受限且必要的时间。可允许的电流水平将取决于应用情况、 开关和特定应用情况可允许的最大电流水平而变化。预定电流水平不 需要是特定的预定值。其可以是例如基于计算、额定电流的多倍、比 率或任何其它有用关系。