[发明专利]剩余电流检测(RCD)和接地阻抗监测变压器及控制方法

说明书

用于变压器(200)的系统、设备和方法包括：第一驱动绕组(206)，缠绕在第一芯(202)上；第二驱动绕组(208)，缠绕在第二芯(204)上；感测绕组(210)，横跨第一芯和第二芯缠绕；以及补偿绕组(212)，横跨第一芯和第二芯缠绕；其中，一条或多条公用设施线路(214)穿过第一芯和第二芯的中间，一条或多条公用设施线路中的共模电流导致一个或多个脉冲出现在感测绕组上，调整补偿绕组上的电流，直到感测绕组上的一个或多个脉冲被抵消，并且一条或多条公用设施线路上的共模电流是补偿绕组上的经调整电流乘以补偿绕组和感测绕组之间的匝数比。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2016年6月6日提交的美国临时专利申请No.62/346,287的优先权和权益，其内容为了所有目的通过引用的方式并入本文。

技术领域

实施例总体上涉及用于安全充电的系统、方法和设备，具体而言，涉及剩余电流检测(RCD)和接地监测中断器(GMI)。

背景技术

剩余电流检测(RCD)和接地监测中断器(GMI)是电动车辆安全充电的基本功能。如果充电电路中出现接地的传导路径，则RCD负责中断AC电源。例如，触摸电动车辆(EV)的带电部件的人可以导致接地的传导路径。

GMI确保EV充电器和公用设施之间的接地连接连续且低阻抗。如果接地连接不连续或具有高阻抗，则GMI会中断到EV的AC电源。高阻抗或开路接地连接可能导致EV底盘上出现危险的高压。

用于检测剩余漏电流的传统方法依赖于电流变压器，该电流变压器可以对AC漏电流敏感，但是如果存在DC漏电流则可能饱和并且不能操作。EV和太阳能装置可能包含危险的高DC电压，其可能导致出现DC漏电流。

发明内容

示例性设备实施例可以包括变压器，该变压器包括：第一驱动绕组，缠绕在第一芯上，其中，第一驱动绕组可以用第一高频方波电流驱动；第二驱动绕组，缠绕在第二芯上，其中，第二驱动绕组可以用第二高频方波电流驱动，并且其中，第二高频方波电流可以具有与第一高频方波电流相反的极性；感测绕组，横跨第一芯和第二芯缠绕；以及补偿绕组，横跨第一芯和第二芯缠绕；其中，一条或多条公用设施线路穿过第一芯和第二芯的中间，其中，一条或多条公用设施线路中的共模电流导致一个或多个脉冲出现在感测绕组上，其中，调整补偿绕组上的电流直到感测绕组上的一个或多个脉冲被抵消，并且其中，一条或多条公用设施线路上的共模电流是补偿绕组上的经调整电流乘以补偿绕组和感测绕组之间的匝数比。

在另外的设备实施例中，如果在一条或多条公用设施线路上不存在共模电流，则通过感测绕组的净通量可以为零。第一芯的饱和通量密度可以基本上等于第二芯的饱和通量密度。第一芯的饱和通量密度可以在第二芯的饱和通量密度的10％以内。第一芯可以具有比第二芯低的饱和通量密度，并且第一驱动绕组可以用比第二驱动绕组更小的电流驱动，使得第一芯与第二芯基本上同时饱和。第一驱动绕组可以将高频信号施加到一条或多条公用设施线路，并且第二驱动绕组可以测量所导致的电流的幅度，其中，所导致的电流的幅度可以与接地回路阻抗的倒数成比例。公用设施线路中的共模电流可以是以下中的至少一个：AC剩余漏电流和DC剩余漏电流。第一芯可以基本上平行于第二芯设置。

示例性方法实施例可以包括：向缠绕在第一芯上的第一驱动绕组提供第一高频方波电流；向缠绕在第二芯上的第二驱动绕组提供第二高频方波电流，其中，第二高频方波电流可以具有与第一高频方波电流相反的极性；感测缠绕第一芯和第二芯的感测绕组上的一个或多个脉冲，其中，一个或多个脉冲可以通过穿过第一芯和第二芯的一条或多条公用设施线路上的共模电流来产生；调整缠绕第一芯和第二芯的补偿绕组的电流，以抵消感测绕组上的一个或多个脉冲；并且将一条或多条公用设施线路上的共模电流确定为补偿绕组上的电流乘以补偿绕组和感测绕组之间的匝数比。