用于改进诊断的采用非易失性存储器的电路断续器的制造方法
【专利说明】用于改进诊断的采用非易失性存储器的电路断续器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求来自2012年9月10日提交的美国专利申请序列号N0.13/608，495的优先权并要求其权益，其通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本公开的概念一般涉及电路断续器，并且更特别地涉及断路器。本公开的概念还涉及微型断路器。
【背景技术】
[0004]诸如断路器的电路断续器在本领域中一般是早已知并且熟知的。断路器用于保护电气线路免于由于诸如过载情况或相对高电平短路或故障情况之类的过流情况的损坏。在用于住宅以及轻型商业应用的小型断路器(通常称为微型断路器)中，该保护通常由热-磁跳闸装置提供。该跳闸装置包括响应于持续过流情况发热并弯曲的双金属。双金属依次地解除闩锁以弹簧为动力的操作机构，该操作机构断开断路器的可分离触点以中断在受保护电力系统中流动的电流。
[0005]工业断路器常常使用装有跳闸单元的断路器框架。参见例如美国专利N0.5，910，760以及6，144，271。跳闸单元可以是模块化的并可被替换，以便于改变断路器的电特性。
[0006]众所周知的是采用利用微处理器检测各种类型的过流跳闸情况并提供诸如例如长延时跳闸、短延时跳闸、瞬时跳闸和/或接地默认跳闸之类的各种保护功能的跳闸单元。长延时跳闸功能保护由受保护电气系统供应的负载免于过载和/或过流。短延时跳闸功能可用于协调在断路器层级中的下游断路器的跳闸。瞬时跳闸功能保护断路器所连接到的电导体免于诸如短路之类的损坏性过流情况。如所暗示的，接地故障跳闸功能保护电气系统免于接地故障。
[0007]最早的电子跳闸单元电路设计利用诸如晶体管、电阻器和电容器之类的分立部件。
[0008]更近地，诸如在美国专利N0.4，428，022以及5，525，985中公开的设计已经包括了提供改进的性能和灵活性的微处理器。这些数字系统对电流波形周期性地采样以生成电流的数字表示。微处理器使用采样以执行实施一个或多个电流保护曲线的算法。
[0009]当诊断电弧故障电路断续器(AFCI)的现场问题时，工程师常常严重地依赖围绕每个问题的情形的传闻报告。这些报告可来自用户、电工和销售人员。虽然提供信息的人肯定是善意的并且他们的努力是大受重视的，但从现场报告回的信息的质量常常是粗劣的或有问题的值。事实上，评价从现场报告提供的信息的质量常常如确定原始问题可能是什么一样是很大的挑战。
[0010]当可提供的信息的模式是混淆或不清楚的时，工程师则被迫做出关于现场问题可能是什么的非常广泛的猜测。因此，采用很少的可信赖信息帮助诊断问题很难诊断现场问题。在这些情况下，常常需要派遣带有示波器和其它诊断器具的电路断续器设计工程师到现场位置以便收集关于问题的附加的第一手信息。如果现场问题不是可重复的，这可能是耗时、昂贵并且甚至是徒劳的。
[0011]在微型断路器中需要“黑匣子”，以便当诊断例如在现场中遇到的AFCI问题时改进可得到的信息的数量和质量。
[0012]在已知微型断路器中，断路器用于做出每个跳闸决定的信息被丢失，因为没有全面的存储机构。例如，已知AFCI微处理器对每个跳闸事件仅将单个字节的信息(即“跳闸原因”)存储在其内部数据EEPROM中。这是由于各种限制所致。
[0013]AFCI的最高优先级是每当怀疑异常情况时中断受保护的电路。处理器不能为了存储信息而使电路中断延时。因此，微处理器仅在已经识别故障并且已经发送信号以跳闸断开断路器操作机构之后将“跳闸原因”存储在EEPROM中。而且，在AFCI中断受保护的电路之后，处理器存储信息的时间有限。这是因为AFCI使用由公共设施源提供的电力，当断路器可分离触点断开时该电力中断。例如，当与电力供应保持时间相比时，将信息存储在EEPROM中所需的时间相对长(例如大约5到10毫秒(mS))，使得对于每个跳闸事件只能可靠地保存单个字节的信息。
[0014]与EEPROM相关联的另一个问题是当将信息写入到单个AFCI微处理器的EEPROM的同时，该单个AFCI微处理器可能停止执行代码。结果，在处理器正在寻找故障的任何时候，处理器不写入EEPR0M。否则，如果这被允许，则每次微处理器存储数据时将对电弧故障情况“失明”。此外，对EEPROM写循环数的限制(例如最大300，000个写循环)意味着可将有限量的信息存储在EEPROM中。
[0015]传统的分支馈线电弧故障断路器为并联电弧和30mA接地故障提供保护。这一般不采用处理器，并且不提供数据录入(Logging)、状态日志的提取或用户通信。而且，不提供跳闸原因?目息。
[0016]已知的第一代组合断路器为并联电弧、串联电弧和30mA接地故障提供保护。这采用处理器，提供包含在数据EEPROM中的用于数据录入的一个字节的信息(即，最近跳闸原因)的单个跳闸记录，并且提供用于通过将第三方EEPROM开发工具直接连接到断路器印刷电路板来提取跳闸原因，但不提供用户通信。不将跳闸原因提供给用户。
[0017]已知的第二代组合断路器为并联电弧和串联电弧以及可选地30mA接地故障提供改进的保护。这采用处理器，提供几百个跳闸记录，每个记录包含在数据EEPROM中的用于数据录入的指示对于每个跳闸事件的跳闸原因的一个字节的信息，并且提供用于通过可选的闪烁LED来提取跳闸原因，但仅用于最近的跳闸事件。通过将专有工具直接连接到断路器印刷电路板，可提供完整跳闸历史的状态日志，但不将其提供给用户。
[0018]在电路断续器方面有改进的空间。
[0019]在诸如微型断路器之类的断路器方面也有改进的空间。
【发明内容】
[0020]这些需要和其它需要由本公开概念的实施例来满足，在所述实施例中，电路断续器的处理器的例程输入感测的电力电路信息，并且确定针对电路断续器的操作寿命的电路断续器信息，并将其存储在非易失性存储器中。
[0021]依照本公开概念的一个方面，一种包含操作寿命的微型断路器包括:可分离触点；操作机构，其被构造为断开以及闭合所述可分离触点；跳闸机构，其与所述操作机构配合以跳闸断开所述可分离触点；处理器，其包括例程；多个传感器，其感测与所述可分离触点操作地关联的电力电路信息；以及非易失性存储器，其可由所述处理器存取，其中所述处理器的所述例程被构造为:输入感测的电力电路信息，确定针对多个跳闸周期中的每一个的跳闸信息并将其存储在所述非易失性存储器中，将针对多个线半周期中的每一个的感测的电力电路信息存储在所述非易失性存储器中，以及确定针对所述微型断路器的所述操作寿命的断路器信息并将其存储在所述非易失性存储器中。
[0022]作为本公开概念的另一个方面，一种包含操作寿命的电路断续器包括:可分离触点；操作机构，其被构造为断开以及闭合所述可分离触点；跳闸机构，其与所述操作机构配合以跳闸断开所述可分离触点；处理器，其包括例程；多个传感器，其感测与所述可分离触点操作地关联的电力电路信息；以及非易失性存储器，其可由所述处理器存取，其中所述处理器的所述例程被构造为:输入感测的电力电路信息，确定针对所述电路断续器的所述操作寿命的电路断续器信息并将其存储在所述非易失性存储器中，并且其中从包括如下项的组中选择所述电路断续器信息:在所述操作寿命期间通过所述电路断续器递送的总能量；在所述操作寿命期间所述可分离触点被闭合并通电的线半周期的总数；在所述操作寿命期间已经启用所述跳闸机构的电弧检测算法的线半周期的总数；以及在所述操作寿命期间以预定范围的额定电流加载所述电路断续器的线半周期的总数。
【附图说明】
[0023]当结合附图阅读时，从优选实施例的如下描述中可获得本公开概念的充分理解，所述附图为:
[0024]图1是依照本公开概念的实施例的微型断路器的框图；
[0025]图2A-2D是由图1的处理器执行的例程的顶层流程图；
[0026]图3A(示出为图3A1-3A2)、图3B(示出为图3B1-3B2)、图3C和图3D(示出为图3D1-3D2)是由图1的处理器执行的例程的流程图；
[0027]图4是针对图3B的中断例程在每个线半周期存储一段数据的循环缓冲区的框图；
[0028]图5是图1的非易失性存储器的内容的框图。
【具体实施方式】
[0029]如在本文中采用的，术语“数”将意为一或超过一的整数(即多个)。
[0030]如在本文中采用的，术语“处理器”将意为可存储、检索并处理数据的可编程模拟和/或数字装置；计算机；工作站；个人计算机；微处理器；微控制器；微计算机；中央处理单元；主机计算机；小型计算机；服务器；联网的处理器；或任何适合的处理装置或设备。
[0031]如在本文中采用的，两个或更多个部分“连接”或“耦接”在一起的陈述将意为所述部分或直接地或通过一个或多个中间部分接合在一起。而且，如在本文中采用的，两个或更多个部分附接的陈述将意为所述部分直接地接合在一起。
[0032]如在本文中采用的，术语“操作寿命”将意为在将合适的电力施加到电路断续器的(一个或多个)线端时电路断续器的操作存在的持续时间。
[0033]虽然本公开概念适用于宽范围的具有任意极数的电路断续器，但与单极微型断路器相关联地描述本公开概念。
[0034]参照图1，示出诸如示例微型断路器2的电路断续器。示例微型断路器2具有操作寿命并且包括: