技术领域
[0001] 本
发明的主题一般涉及断路器和其操作方法，并且更具体地涉及包括电流互感器和电子跳闸单元的断路器。
背景技术
[0002] 断路器常常用来保护
电路诸如配电布线不受由于
短路或过载引起的
过热的影响。断路器通常包括被配置成由
致动器机构打开和闭合的至少一组触头。致动器机构通常被配置成响应于人工或其它机械输入(例如通过电动致动器的运动)打开和闭合触头，并且还被配置成响应于来自跳闸单元的输入快速地打开。
[0003] 断路器的跳闸单元可以以许多方式操作。例如，热磁断路器的跳闸单元通常响应于断路器中导体的电流和
温度跳开断路器触头。这些跳闸单元可以使用电流互感器以感测所称的“瞬间”电流
水平跳闸的电流，并且可以使用机械和/或机电装置提供热跳闸。
发明内容
[0004] 根据本发明的主题的示例性
实施例，一种断路器可以包括：可分离的一组触头，所述一组触头可在闭合
位置和打开位置之间运动；操作机构，所述操作机构被配置成打开所述一组触头；导体，所述导体耦连至所述一组触头；电流互感器，所述电流互感器耦连至所述导体；以及跳闸电路，所述跳闸电路耦连至所述操作机构和所述电流互感器。所述跳闸电路可以被配置成当通过所述导体的电流水平超过比所述电流互感器的饱和
阈值更大的电流阈值时，使所述操作机构打开所述一组触头。
[0005] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述断路器可以包括电源电路，所述电源电路耦连至所述电流互感器。所述电源电路可以被配置成将功率从所述电流互感器供应至所述跳闸电路。
[0006] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述跳闸电路可以被配置成基于所述一组触头的状态改变所述电流阈值的水平。
[0007] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述跳闸电路可以被配置成在所述一组触头闭合之后的间隔中改变所述电流阈值，并在此后提供固定的电流阈值。
[0008] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述跳闸电路可以包括：耦连至所述电流互感器的电流检测电路、参考
信号发生器电路和跳闸信号发生器电路。所述电流检测电路可以被配置成响应于所述电流互感器生成电流检测信号。所述参考信号发生器电路可以被配置成生成在所述一组触头闭合之后的所述间隔中变化的参考信号。所述跳闸信号发生器电路可以被配置成响应于电流检测信号与所述参考信号的比较生成跳闸信号。
[0009] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述参考信号发生器电路可以包括
电压调节器、并联连接的第一
电阻器和第一电容器以及并联连接的第二
电阻器和第二电容器。所述电压调节器可以具有耦连至所述电流互感器的输出的输入电压和耦连至第一
节点的
输出电压。第一电阻器和第一电容器可以耦连至所述第一节点和第二节点。第二电阻器和第二电容器可以耦连至所述第二节点和地。
[0010] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述跳闸信号发生器电路可以包括：第一可变电阻器，所述第一可变电阻器耦连至所述电流检测信号；以及瞬时跳闸比较器，其第一输入耦连至所述第二节点，其第二输入耦连至所述第一可变电阻器。所述跳闸信号可以是所述瞬时跳闸比较器的输出。
[0011] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述断路器可以包括热
传感器，所述热传感器热耦连至所述导体。所述热传感器可以被配置成生成温度信号。所述跳闸电路还可以被配置成响应于所述温度信号打开所述一组触头。
[0012] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述热传感器可以包括热
二极管。所述跳闸电路还可以被配置成响应于所述热二极管两端的电压打开所述一组触头。
[0013] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述热传感器可以包括生成第一温度信号的第一热传感器。所述断路器还可以包括第二热传感器。所述第二热传感器可以被配置成生成指示所述断路器的
环境温度的第二温度信号。所述跳闸电路还可以被配置成响应于所述第一和第二温度信号打开所述一组触头。
[0014] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述跳闸电路可以被配置成响应于所述第一温度信号与参考温度信号的比较打开所述一组触头。所述跳闸电路可以被配置成响应于所述第二温度信号改变所述参考温度信号。
[0015] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述跳闸电路还可以包括峰值检测电路。所述峰值检测电路可以被配置成检测来自所述电流互感器的超过参考峰值的输出电流的峰值。所述参考峰值可以对应于通过所述一组触头的电流水平，在此电流水平，所述跳闸电路被配置成使所述操作机构打开所述一组触头。
[0016] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述参考峰值可以被配置成当功率被施加至所述断路器时从初始参考峰值上升到稳态参考峰值。
[0017] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述参考峰值从所述初始参考峰值到所述稳态参考峰值的上升可以响应于由所述电流互感器的输出进行的对电容器的充电。
[0018] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述稳态参考峰值可以被配置成通过改变所述跳闸电路内的可变电阻器元件而可动态地调节。
[0019] 根据本发明的主题的示例性实施例，一种断路器可以包括：可分离的一组触头，所述一组触头能够在闭合位置和打开位置之间运动；操作机构，所述操作机构被配置成打开所述一组触头；导体，所述导体耦连至所述一组触头；热二极管，所述热二极管热耦连至所述导体；以及跳闸电路，所述跳闸电路耦连至所述操作机构和所述热二极管。所述跳闸电路可以被配置成响应于所述热二极管使所述操作机构打开所述一组触头。
[0020] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述断路器可以包括环境热传感器。所述环境热传感器可以被配置成测量所述断路器的环境温度。所述跳闸电路可以被配置成响应于所述热二极管和所述环境热传感器使得所述操作机构打开所述一组触头。
[0021] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述跳闸电路可以被配置成响应于来自所述热二极管的温度信号与参考温度信号的比较打开所述一组触头。所述跳闸电路可以被配置成响应于来自所述环境热传感器的环境温度信号改变所述参考温度信号。
[0022] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述参考温度信号可以被配置成通过改变所述跳闸电路内的可变电阻器元件而被动态地调节。
[0023] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述跳闸电路可以是第一跳闸电路。所述第一跳闸电路可以包括；电流互感器，所述电流互感器耦连至所述导体；以及第二跳闸电路，所述第二跳闸电路耦连至所述电流互感器和所述操作机构。所述第二跳闸电路可以被配置成响应于通过所述一组触头的比所述电流互感器的饱和水平更大的电流水平，使得所述操作机构打开所述一组触头。
[0024] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述第一跳闸电路和所述第二跳闸电路可以由所述电流互感器的输出供电。
[0025] 根据本发明的主题的示例性实施例，一种断路器可以包括：可分离的一组触头，所述一组触头能够在闭合位置和打开位置之间运动；操作机构，所述操作机构被配置成打开所述一组触头；导体，所述导体耦连至所述一组触头；第一热传感器，所述第一热传感器热耦连至所述导体；第二热传感器；以及跳闸电路，所述跳闸电路耦连至所述操作机构并耦连至所述第一和第二热传感器。所述第一热传感器可以被配置成生成指示所述导体的温度的第一温度信号。所述第二热传感器可以被配置成生成指示所述断路器的环境温度的第二温度信号。所述跳闸电路可以被配置成响应于所述第一和第二温度信号使所述操作机构打开所述一组触头。
[0026] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述跳闸电路可以被配置成响应于所述第一温度信号与参考温度信号的比较，打开所述一组触头。所述跳闸电路可以被配置成响应于所述第二温度信号改变所述参考温度信号。
[0027] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述参考温度信号可以被配置成通过改变所述跳闸电路内的可变电阻器元件而被动态地调节。
[0028] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述跳闸电路可以是第一跳闸电路。所述第一跳闸电路还可以包括电流互感器，所述电流互感器耦连至所述导体；以及第二跳闸电路，所述第二跳闸电路耦连至所述电流互感器和所述操作机构。所述第二跳闸电路可以被配置成响应于通过所述一组触头的比所述电流互感器的饱和水平更大的电流水平，使得所述操作机构打开所述一组触头。
[0029] 在本发明的主题的示例性实施例中，所述断路器还可以包括环境温度电路、晶体管和跳闸比较器。所述环境温度电路可以包括：可控电压源集成电路，其第一输入耦连至参考电压，其第二输入耦连至地，其第一输出耦连至所述环境温度电路的
输出节点；可变电阻器，所述可变电阻器耦连至所述参考电压，并耦连至所述环境温度电路的输出节点；以及环境热二极管，所述环境热二极管耦连至所述环境温度电路的输出节点并耦连至地。所述晶体管可以具有耦连至所述参考电压的漏极，耦连至地的源极以及耦连至热二极管两端的电压的栅极。所述跳闸比较器可以具有耦连至所述环境温度电路的输出节点的第一输入和耦连至所述晶体管的漏极的第二输入。所述跳闸比较器的输出可以被配置成使所述操作机构打开所述一组触头。
附图说明
[0030] 通过参照附图详细地描述其实施例，本发明主题的上述和其它特征和优点将变得更加显然，图中：
[0031] 图1是根据本发明的主题的一些实施例的断路器的
框图。
[0032] 图2图解说明根据本发明的主题的一些实施例的
母线的三维视图。
[0033] 图3图解说明根据本发明的主题的另外的实施例的断路器。
[0034] 图4图解说明根据本发明的主题的一些实施例给断路器提供功率的电路。
[0035] 图5图解说明可以用在本发明的主题的一些实施例中的输入延迟电路。
[0036] 图6图解说明根据本发明的主题的一些实施例的瞬时跳闸电路。
[0037] 图7图解说明根据本发明的主题的一些实施例从初始周期到稳态周期的参考电压过渡。
[0038] 图8图解说明根据本发明的主题的一些实施例的过载跳闸电路。
[0039] 图9图解说明根据本发明的主题的一些实施例的跳闸生成电路。
具体实施方式
[0040] 通过参照以下对优选实施例的详细描述和附图，可以容易地理解本发明的主题的优点和特征以及其实现方法。不过，本发明的主题可以以许多不同的形式体现，不应当解读为局限于本文中列出的实施例。而是，提供这些实施例，使得本公开是全面、完整的，将向本领域技术人员全面传达本发明主题的范围，并且本发明的主题只由所附
权利要求限定。在
说明书中，相同的附图标记指相同的元件。
[0041] 本文中使用的术语只出于描述特定实施例的目的，不旨在限制本发明的主题。如本文中使用的单数形式“一”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文明确指示为其它。还要理解，术语“包括”当在本说明书中使用时，指所陈述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或附加。
[0042] 要理解，当提到一个元件或一层在另一元件或另一层“之上”、“连接至”或“耦连至”另一元件或另一层时，可以是直接地在另一元件或另一层之上、连接至或耦连至另一元件或另一层，或者可以存在中间元件或
中间层。相反，当提到一个元件“直接连接至”或“直接耦连至”另一元件或另一层，“直接在其之上”时，没有任何中间的元件或中间层存在。如本文中使用的术语“和/或”包括一个或多个关联的所列项目的任何和全部组合。
[0043] 要理解，尽管术语第一、第二等可以在本文中用来描述各个元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语只用来将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层和/或部分区分。因此，在不偏离本发明的主题的教导下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以称作第二元件、部件、区域、层或部分。
[0044] 除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括科技术语)具有与本发明的主题所属的领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。还要理解，术语(诸如在通用字典中定义的那些术语)应当解读为具有与在相关领域和本说明书的背景中的含义一致的含义，不以理想化或过于正式的含义解读，除非在本文中明确地如此定义。
[0045] 图1是根据本发明的主题的一些实施例的断路器的框图。断路器100可以被配置成响应于某些预定条件打开一组触头150以中断通过一组导体181、182、183的电流流动。触头150可以由致动器120打开。在本发明的主题的一些实施例中，导体181、182、183可以代表多相电路的各相。
[0046] 致动器120可以由
驱动器电路110控制，驱动器电路110被配置成响应于某些条件诸如短路或过载条件跳开致动器120以打开一组触头150。驱动器电路110可以响应于由瞬时跳闸电路130和过载跳闸电路140提供的输入控制致动器120。瞬时跳闸电路130和过载跳闸电路140是驱动器电路110的输入的两个示例。驱动器电路110还可以响应于其它输入控制致动器120。
[0047] 瞬时跳闸电路130可以被配置成当通过导体流动的电流的瞬时值超过预定值时，跳开断路器100。这可以表示已经发生短路。瞬时跳闸电路130可以连接至电流互感器191、192、193，电流互感器191、192、193可以可操作地耦连至至少一个导体。例如，电流互感器
191、192、193可以可操作地耦连至三个导体181、182、183，如图1中所示的，其中，每个导体可以代表三相电
力电路中的一相。导体181、182、183可以耦连至例如连接器或终端
块，这些连接器或终端块被配置成连接至由断路器100保护的外部电线或
电缆。电流互感器191、
192、193可以被配置成响应于通过导体181、182、183流动的电流生成感应电流iCT。感应电流iCT可以与通过导体181、182、183流动的电流成比例。例如，通过导体181、182、183流动的交流电的较高幅值可能导致由电流互感器191、192、193生成较高的感应交流电iCT。通过导体
181、182、183流动的交流电的较低幅值可能导致由电流互感器191、192、193生成较低的感应交流电iCT。
[0048] 来自电流互感器191、192、193的感应电流iCT可以被瞬时跳闸电路130感测。瞬时跳闸电路130可以被配置成监测感应电流iCT以确定通过导体181、182、183流动的电流是否已经超过预定极限。如果瞬时跳闸电路130确定通过导体181、182、183流动的电流超过预定极限，则瞬时跳闸电路130可以给驱动器电路110提供输入，这可能引起致动器120打开触头150。
[0049] 电流互感器191、192、193还可以用来给断路器100供电。具体地，电流互感器191、192、193能够将功率提供至断路器100的其它元件，以促进其操作。
[0050] 过载跳闸电路可以被配置成当通过导体流动的电流的累积值超过预定水平时跳开断路器100。这可能指示断路器100上的累积负载超过断路器100的额定值，诸如当电路过载时。
[0051] 过载跳闸电路140可以从热二极管171、172、173接收输入。热二极管171、172、173可以设置在断路器100的内部或外部。尽管图1示出三个热二极管，但过载跳闸电路140可以从超过三个或少于三个温度传感器接受输入。热二极管171、172、173可以被配置成使得导体只有一个热二极管，即可以有与每个相关联的一个热二极管，使得热二极管171对应于导体181，热二极管172对应于导体182，热二极管173对应于导体183。热二极管171、172、173可以设置在导体181、182、183上的各种不同位置中的任何一个。在一些实施例中，多个热二极管可以热耦连至每个导体181、182、183。热二极管171、172、173还可以设置成使得一些导体181、182、183具有设置于其上的热二极管，而其它导体则没有。
[0052] 过载跳闸电路140可以使用来自热二极管171、172、173的输入以确定由导体181、182、183服务的负载是否已经超过预定极限。如果过载跳闸电路140确定负载超过预定极限，则过载跳闸电路140可以给驱动器电路110提供输入。驱动器电路110则可以接合致动器
120以打开触头150。
[0053] 过载跳闸电路140还可以接收来自环境
温度补偿电路160的输入。环境温度补偿电路可以提供对断路器100的环境温度的估计。过载跳闸电路140可以使用环境温度补偿电路160的输入以调节过载跳闸电路140跳闸的预定极限。
[0054] 基于环境温度补偿电路160的输入，过载跳闸电路140可以改变使断路器100跳闸的预定极限。例如，如果环境温度补偿电路160提供与较高环境温度对应的输入，则过载跳闸电路140可以提高会使断路器100跳闸的导体温度(如由热二极管171、172、173感测的)。在其它实施例中，响应于由环境温度补偿电路160报告的较高温度，过载跳闸电路140可以降低会使断路器100跳闸的导体温度。
[0055] 环境温度补偿电路160可以使用热传感器，诸如由过载跳闸电路140使用的那些热传感器确定环境温度。在一些实施例中，环境温度补偿电路160可以使用与由过载跳闸电路140使用的不同的热传感器。
[0056] 图2图解说明根据本发明的主题的一些实施例可以用于导体181、182、183的母线的三维视图。母线200可以包括顶部210和底部220。热二极管171可以附连到顶部210。顶部210可以通过圆柱形连接器230连接至底部220。圆柱形连接器230可以穿过电流互感器191，使得电流互感器191包围圆柱形连接器230。
[0057] 通过母线230流动的电流可以通过顶部210、圆柱形连接器230和底部220流动。多条母线200可以由断路器100使用。例如，断路器100可以包括三条母线200，每条用于
三相电力系统中的每一相。图2中图示的示例性实施例只是本发明的主题的示例性母线，本发明的主题并不局限于此。本领域技术人员会认识到使用能够体现本发明的主题的热二极管和电流互感器的母线有多种配置。
[0058] 图3图解说明根据本发明的另外的实施例的断路器。断路器100可以包括诸如图2中图示的母线200。断路器100还可以包括
开关把手310。开关把手310的位置可以对应于图1中图示的触头150的位置。当触头150闭合时，开关把手310可以被闭合，当触头150打开时，开关把手310可以打开。开关把手310可以手动移动到打开或闭合位置。另外，当断路器100跳闸时，开关把手310可以被断路器100自动移动到打开位置。
[0059] 图4图解说明根据本发明的主题的一些实施例给断路器提供功率的电路。
[0060] 如图4中所示，电流互感器191可以耦连至电源生成电路400，电源生成电路400从电流互感器接收感应电流iCT。尽管图示了单个电流互感器191，但多个电流互感器，比方说例如电流互感器191、192、193可以耦连在一起以向电路提供功率。具体地，电源生成电路400可以接受来自多个电流互感器191、192、193的功率输入。只出于示意目的，示出连接至单个导体诸如图1中的导体181的单个电流互感器191。
[0061] 电流互感器191可以耦连至电源生成电路400，只举出一个示例诸如通过连接器410。感应电流iCT可以在电流互感器191和电源生成电路400之间流动。
[0062] 如图4中所示的，电源生成电路400可以包括全波
整流器420。全波整流器420的输出可以耦连至
能量储存电容器430、440和峰值检测电路500。将参照图5更深入地讨论峰值检测电路500。
[0063] 基于全波整流器420的输出，充电电容器430、440可以充电到电压Vchg。作为示例，图4示出在充电电容器430、440两端储存的24V的充电电压。
[0064] 在电源生成电路400中储存的功率可以以多种方式被断路器100使用。在本发明的主题的实施例的一些示例中，此储存的电荷可以用来生成其它
电源电压，以用在断路器100中。例如，充电电容器430、440两端储存的24V可以转换成5V二次输出电压480以用在断路器100的其它地方。
[0065] 图4中图示的5V二次电压转换可以由电压调节集成电路450完成。电压调节集成电路450可以连接至充电电容器430、440，使得在充电电容器430、440中储存的电荷可以输入到电压调节集成电路450中。电压调节集成电路450的输出可以用来对断路器100的其它部分供电。只作为示例，图4图解说明作为电源生成电路400的输出提供的5V的二次输出电压480。
[0066] 电流互感器191的磁化线圈可能经历来自导体181内的电流的饱和，诸如，在受断路器保护的布线中出现短路时。当饱和出现时，感应电流iCT和通过导体181的电流之间的对应性可能改变。因为断路器100被设计成检测这种大电流作为其操作的一部分，电流互感器191的线圈可能饱和。在一些实施例中，电流互感器191可能在相对低的电流水平饱和。这种饱和可能不会影响电流互感器191将功率提供至电路和充电电容器430、440二者的能力。断路器100的实施例可以包括在断路器100跳闸的情况下使电流互感器191放电并使电流互感器191的线圈消磁的附加电路。
[0067] 图4中图示的二次输出电压转换只出于示例性目的提供，不旨在进行限制。本发明的主题的一些实施例可以以除了所示的电容器和电压调节器之外的方式将功率提供至控制电路。
[0068] 图5图解说明可以在本发明的主题的一些实施例中使用的输入延迟电路500。
[0069] 出于标识方便，图5包括参照图4讨论的全波整流器420和连接器410。全波整流器420的输出可以耦连至输入延迟电路500。全波整流器420的输出在输入延迟电路500中包含的电流感测电阻器510中生成电流。
[0070] 通过电流感测电阻器510的电流还可以耦连至延迟晶体管520。延迟晶体管520与延迟电容器530、540一起工作，以延迟对应于通过感测电阻器510流动的电流的峰值水平。
[0071] 输入延迟电路500可以在通过感测电阻器510流动的电流继续过渡时，使得通过感测电阻器510流动的峰值水平的电流延迟一时间段。输入延迟电路500可以引入一到两毫秒的延迟。延迟信号然后可以馈送到信号
放大器550的输入中。信号放大器550的输出可以从输入延迟电路(在图5中显示为ISP)输出到断路器100的其它部分。
[0072] 图6图解说明根据本发明的一些实施例的瞬时跳闸电路600。瞬时跳闸电路600可以接收作为输入延迟电路500的输出的输入。此输入例如在图6中图示为ISP。
[0073] 瞬时跳闸电路600可以通过使用瞬时跳闸比较器640生成瞬时跳闸信号650。瞬时跳闸比较器640将输入延迟电路500的输出的调节值和参考电压生成电路660的输出作为输入。
[0074] 输入延迟电路500的输出可以耦连至可变瞬时跳闸电阻器610。可变瞬时跳闸电阻器610可以使得调节输入延迟电路500的输出，该输出被输入到瞬时跳闸比较器640中。换言之，通过调节可变瞬时跳闸电阻器610的电阻值，输入到瞬时跳闸比较器640中的信号的值取决于调节可以更高或更低。以此方式，将激活断路器100的瞬时跳闸功能的电流水平可以被调节。可变瞬时跳闸电阻器610可以被配置成使得其在
制造过程中和/或由断路器100的用户调节。本发明主题的另外的实施例可以用不可调节的电阻器取代可变瞬时跳闸电阻器610。
[0075] 如指出的，进入瞬时跳闸比较器640中的第二输入可以是参考电压生成电路660的输出。参考电压生成电路660可以由包括参考电压电容器620、630的
分压器组成。参考电压生成电路660被配置成基于二次输出电压480在参考电压电容器620、630上储存参考电压。如图1和图4中图示的，二次输出电压480对应于由电流互感器191、192、193提供的电流。
[0076] 在图6中，输入电压作为示例显示为5V二次输出电压480。如图4中图示的，本发明主题的一些实施例能够从由电流互感器191、192、193提供的较大幅值的电压生成5V二次输出电压480。尽管在图6中图示5V信号，但输入电压可以是不同的电平，本发明的主题不限于此。
[0077] 参考电压生成电路660可以在参考电压电容器620、630上储存电荷，在参考电容器620、630上储存的电压可以变成瞬时跳闸比较器640的输入。在稳态操作中，参考电容器
620、630上储存的电压可能相对恒定，这可以使得将使断路器100跳闸的水平也保持恒定。
[0078] 然而，在断路器100的初始周期中，断路器100可能闭合已经短路的一组导体181、182、183。如图4中图示的，来自电流互感器191、192、193的感应电流iCT的峰值可以由通过导体181、182、183的一次电流和母线电压(充电电容器430、440)确定。在初始周期中，随着功率的施加，母线电压可以从启动水平(例如零伏)增大。在初始周期之后的稳态操作期间，母线电压可以相对恒定。感应电流iCT在初始周期中比在稳态操作中更小。在初始周期中当电路电压低于稳态值时，将检测的峰值与静态预定值比较的电路可能不能使断路器100跳闸。
换言之，经历瞬时跳闸的监测电路的初始阶段可能需要比在稳态操作期间相同电路可能需要的瞬时跳闸值更低。此较低的瞬时跳闸值可以不由使用静态比较以确定断路器100是否应当跳闸的电路提供。
[0079] 本发明的主题的实施例能够基于感应电流iCT与图6中图示的参考电压生成电路660的比较通过确定断路器100是否应当跳闸来解决此问题。在断路器100的操作的初始阶段，包括参考电压电容器620、630的分压器电路可以由二次输出电压480充电，二次输出电压480可以由图4中图示的电源生成电路400生成。
[0080] 在初始时间中，参考电压电容器620、630上储存的电压还可以相应地降低和升高。结果，作为瞬时跳闸比较器640的输入提供的电压也可以升高。以此方式，瞬时跳闸电路600能够跳闸的水平将以较低水平开始，上升到较高稳态水平。此操作能够实现有益结果：瞬时跳闸电路600能够检测可能会错过的瞬时跳闸条件的早期阶段。
[0081] 如图6中图示的，瞬时跳闸电路600的输出可以是瞬时跳闸信号650。如本文中描述的，此信号可以提供至断路器100的其它元件。
[0082] 图7图解说明根据本发明的主题的一些实施例从初始周期到稳态周期的参考电压过渡。
[0083] 图7图解说明如本文中描述的在参考电压电容器620、630的充电的初始周期中的上升的参考电压710。参考电压710将从初始周期中的较低水平上升到稳态周期中的较高水平，使得断路器100可以在操作的早期阶段适当地跳闸。
[0084] 图8图解说明根据本发明的主题的一些实施例的过载跳闸电路800。
[0085] 过载跳闸电路800可以包括过载跳闸比较器810。过载跳闸比较器810可以将温度测量电路830和环境调节电路820的输出作为输入。环境调节电路820是带环境温度调节功能的参考电路。过载跳闸电路800可以由如图4图示的二次输出电压480供电。
[0086] 温度测量电路830可以用来自温度传感器的信号作为输入。温度传感器815可以在例如图8中图示的温度连接器840处连接至温度测量电路830。温度传感器可以在断路器100的内部或外部。也就是说，来自温度传感器815的信号可以由外部温度传感器提供至断路器100，而不是由断路器100内部生成。
[0087] 尽管在图8中图示了单个温度传感器815，但可以使用多个温度传感器。
[0088] 温度晶体管845可以被配置成
锁存温度传感器815的输出。当由温度传感器815提供的信号超过预定极限时，温度晶体管845和电路元件将转换提供至过载跳闸比较器810的信号。
[0089] 过载跳闸比较器810的第二输入可以是环境调节电路820的输出。环境调节电路820可以被配置成将与环境温度测量值对应的信号提供至过载跳闸比较器810。
[0090] 环境调节电路820可以包含环境热二极管850，其被配置成响应于温度的变化改变其电阻。尽管环境热二极管850图示为用于生成环境热测量值的一个示例，但本领域技术人员会认识到环境热二极管850可以由其它温度传感器替代。此外，环境热二极管850可以在断路器100的内部或外部。类似地，由环境热二极管850提供的测量值可以由超过一个热二极管或通过环境热传感器的组合提供。
[0091] 环境热二极管850可以耦连至可控电压源集成电路860，可控电压源集成电路860基于环境热二极管850的电压以及环境调节电路820的其它元件，调节提供至过载跳闸比较器810的输出。
[0092] 本发明的主题的一些实施例可以使得通过调节可变环境电阻器870改变由环境调节电路820提供至过载跳闸比较器810的输出。换言之，通过调节环境电阻器870的电阻值，可以使输入到过载跳闸比较器810中的信号的值取决于调节更高或更低。以此方式，将被接合的断路器100的过载功能的所处的水平能够被调节。可变环境电阻器870可以被配置成使得其能够由断路器100的用户手动地调节。替代性地，一旦一开始已经被设定到某个值，则可变环境电阻器870不可以调节。本发明的主题的另外的实施例可以用不可调节的电阻器代替可变环境电阻器870。
[0093] 如图8中图示的，过载跳闸电路800的输出可以是过载跳闸信号890。如本文中描述的，此信号可以提供至断路器100的其它元件。
[0094] 图9图解说明根据本发明的主题的一些实施例的跳闸生成电路900。
[0095] 跳闸生成电路900可以耦连至致动器120，以便使得能够打开如图1中图示的触头150。致动器120可以例如经由连接器(诸如图8中图示的跳闸连接器940)连接至跳闸生成电路800。
[0096] 跳闸生成电路900可以用图6中图示的瞬时跳闸信号650和图7中图示的过载跳闸信号790作为输入。跳闸生成电路900可以在瞬时跳闸信号650或过载跳闸信号890之一被激活时，激励致动器120。
[0097] 尽管在图9中只图示了瞬时跳闸信号650和过载跳闸信号890，但本领域技术人员会认识到可以提供附加信号以激活跳闸生成电路900，而不影响本发明的主题。类似地，本发明的主题的一些实施例还可以涉及只使用瞬时跳闸信号650或只使用过载跳闸信号890。
[0098] 如图9中图示的，致动器120的激活可以由MOSFET 930控制。MOSFET 930的输入电压可以耦连至信号二极管910、920，信号二极管910、920分别耦连至瞬时跳闸信号650和过载跳闸信号890。信号二极管910、920可以被配置成执行逻辑或(OR)操作，使得如果瞬时跳闸信号650或过载跳闸信号890被激活，则二次输出电压480能够提供至MOSFET930的输入。跳闸电容器960因此能够被充电以提供通过MOSFET 930的电流，从而激励致动器120。
[0099] 前述是本发明的主题的示例，不解读为是其限制。尽管已经描述了本发明的主题的几个实施例，但本领域技术人员会很容易地认识到在本质上不偏离本发明的主题的新颖的教导和优点下，可以有许多
变形。因此，所有这些变形旨在包括于如由权利要求限定的本发明的主题的范围内。因此，要理解前述是本发明的主题的示例，不解读为局限于公开的特定实施例，并且对公开的实施例的变形以及其它实施例旨在包括于所附权利要求的范围内。本发明的主题由以下权利要求限定，其中包括权利要求的等同物。
