专利名称：具有寿命终止保护功能的接地故障断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接地故障断路器。更具体地说，本发明涉及一种具有寿命终止保护功能的接地故障断路器。
背景技术：
随着家用电器的使用的不断增加，人们需要他们室内安装的插座能够在被意外触摸到或者其它接地故障条件发生时，保护人们不受到严重
伤害。因此，接地故障断路器("GFCI器件")设计用于在检测到在交流("AC")负载处发生的接地故障条件时切断电连续性。
包括插座的许多电气接线器件具有可连接至电源的线路侧、可连接至一个或多个负载的负载侧、以及位于线路侧和负载侧之间的至少一个导电通路。当人不小心同时接触到AC负载的线路侧以及地时，由于人体形成了供电流流通的另一导电通路，因此可能会发生严重的伤害。对电气接线器件来说，非常希望其能够在接地故障条件发生时断开供给如家用器件和消费性电子产品之类的各种负载的电源。
通过采用互感器检测在电源的相(还被称为"火(hot)")导电通路与中性导电通路中流通的电流之间的不平衡，GFCI器件能够检测接地故障条件并断开电源。当电流经由如人体之类的另一通路而转移至地时，发生接地故障条件，这导致了在相导体与中性导体中流通的电流之间的不平衡。当检测到接地故障条件时，GFCI器件内的断路器立即跳闸，从而切断电连续性并移去所有供给负载的电源。
然而，GFCI器件可能会达到其寿命尽头并且无法在检测到接地故障条件后正常作用以断开电源。如果消费者未意识到GFCI器件已经达到其寿命尽头并继续使用它，消费者就会遇到危险。
发明内容
具有寿命终止保护功能的断路器具有四个组件1)在检测到预定条 件时激活电磁单元的控制电路；2)耦合在控制电路和电源之间的熔断器; 3)耦合至控制电路的寿命终止感测电路；以及4)耦合至寿命终止感测 电路和电源的寿命终止指示电路。寿命终止感测电路包括发光器件和由 该发光器件控制的光敏器件。该寿命终止指示电路包括指示断路器达 到其寿命尽头的视觉指示器。
另一具有寿命终止保护功能的断路器具有三个组件1)在检测到预 定条件时激活电磁单元的控制电路；2)耦合在控制电路和电源之间的熔 断器；以及3)耦合至控制电路的寿命终止感测和指示电路。该寿命终止 感测和指示电路包括发光器件，该发光器件关断以指示断路器达到其
寿命尽头。
结合形成本公开一部分的附图，参考详细说明，可以获得对本发明 更完整的理解。这些附图仅示出了本发明的典型实施例，并不意在对本 发明的范围进行限制。
图1是具有寿命终止保护功能的断路器的一个典型实施例的方框图。
图2是附图1中所示断路器的一个典型实施例的电路原理图。
图3是具有寿命终止保护功能的断路器的另一典型实施例的方框图。
图4是附图3中所示断路器的一个典型实施例的电路原理图。
具体实施例方式
为了保护消费者，断路器可以通过视觉装置指示断路器达到其寿命 的尽头。备选地，当断路器达到其寿命尽头时，该断路器跳闸以断开导 电通路。当某些组件损坏，以至于断路器在检测到如接地故障之类的预 定条件后无法正常作用，从而断开导电通路时，该断路器就达到了其寿命的尽头。视觉装置的指示和/或跳闸条件能够警告消费者去更换该断路 器或者不去使用它。
如图1中所示，具有寿命终止保护功能的断路器100具有四个组件 1)在检测到预定条件时激活电磁单元的控制电路110; 2)耦合在控制电 路110和电源130之间的熔断器120 (Fl); 3)耦合至控制电路110的寿
命终止感测电路140;以及4)耦合至寿命终止感测电路140和电源130 的寿命终止指示电路150。寿命终止感测电路140包括发光器件142和由 发光器件142所控制的光敏器件144。发光器件142可以是发光二极管。 光敏器件144可以是光敏电阻器或光电晶体管。寿命终止指示电路150 具有视觉指示器152，以指示断路器100达到其寿命的尽头。视觉指示器 152可以是发光二极管。此外，断路器100还可以包括重置和测试电路以 及压敏电阻器(Rl)。
控制电路IIO包括整流电路U2、通量感测电路114、控制芯片116、 和具有电磁单元的跳闸电路118。整流电路112向控制芯片116、跳闸电 路118和寿命终止感测电路140提供直流电。当检测到预定条件时，通 量感测电路114提供信号给控制芯片116。控制芯片116随后提供信号给 跳闸电路118以激活电磁单元。在一个实施例中，控制芯片116是由飞 兆半导体公司(Fairchild Semiconductor)制造的型号为RV4145的集成电 路。本领域普通技术人员理解，如LM1851、 RV4141、 KA2807和KA2145 之类的其它芯片和电路也可用于实现控制芯片116。
图2示范了断路器100的一个实施例。整流电路112包括桥式整 流器202 (Dl-D4)、第一电阻器204 (R5)、和第一电容器206 (C4)。具 有二极管D1-D4的桥式整流器202经由熔断器120(Fl)耦合至电源130， 以接收交流电并输出直流电。桥式整流器202的一个输出端(二极管D1 和D2的阳极)连接至地和控制芯片116。桥式整流器202的另一个输出 端(二极管D3和D4的阴极)连接至第一电阻器204 (R5)的第一端。 第一电阻器204 (R5)的第二端连接至第一电容器206 (C4)的正端、控 制芯片116、跳闸电路118和寿命终止感测电路140。第一电容器(C4) 的负端连接至地。在一个实施例中，第一电阻器204 (R5)具有约10-50
ii千欧姆的电阻。第一电容器206 (C4)具有约l-10pF的电容。
跳闸电路118包括电磁单元208 (T3)、第二电容器210 (C5)、 起跳闸开关作用的第一可控硅整流器212(SCR1)、第一二极管214(D5)、 第二电阻器216 (R9)、热变电阻器218 (RIO)、第三电阻器220 (R7)、 和第三电容器222 (C6)。本领域普通技术人员应当认识到除第一可控硅 整流器212 (SCR1)以外的实现跳闸开关功能的方式，如采用晶体管。 在一个实施例中，第二电容器210 (C5)具有约l-10pF的电容。第三电 容器222(C6)具有约0.001-0.1pF/300-100V的电容。第二电阻器216(R9) 具有约100-250千欧姆的电阻。第三电阻器220 (R7)具有约10-500欧 姆的电阻。热变电阻器218 (R10)具有正温度系数且电阻约为0.1-100 千欧姆。第一可控硅整流器212 (SCR1)具有约10-20(VA的触发电流。
在跳闸电路118中，电磁单元208 (T3)的第一端经由熔断器120 (Fl)连接至电源130。电磁单元208 (T3)的第二端连接至第一二极管 214 (D5)的阳极。第一二极管214 (D5)的阴极连接至第一可控硅整流 器212 (SCR1)的阳极、第三电阻器220 (R7)的第一端和寿命终止感 测电路140。第三电阻器220 (R7)的第二端连接至第三电容器222 (C6) 的第一端。第一可控硅整流器212 (SCR1)的阴极和第三电容器222 (C6) 的第二端连接至地。第一可控硅整流器212 (SCR1)的门极连接至第二 电容器210 (C5)的正端、控制芯片116和热变电阻器218 (R10)的第 一端。第二电容器210 (C5)的负端连接至地。热变电阻器218 (R10) 的第二端连接至第二电阻器216 (R9)的第一端。第二电阻器216 (R9) 的第二端连接至整流电路112和寿命终止感测电路140。
寿命终止感测电路140包括起发光器件142作用的第一发光二极 管224 (LED2)、起光敏器件144作用的光敏电阻器226 (MG)、第二二 极管228 (D6)、第四电容器230 (C8)、和第四电阻器232 (R8)。光敏 电阻器226 (MG)的电阻由从第一发光二极管224 (LED2)发射的光来 控制。在一个实施例中，第四电容器230 (C8)具有约0.001-10)iF的电 容。第四电阻器232 (R8)具有约10-60千欧姆的电阻。
在寿命终止感测电路140中，第一发光二极管224 (LED2)的阳极连接至第二二极管228 (D6)的阴极和第四电容器230 (C8)的第一端。 第四电容器230 (C8)的第二端连接至第四电阻器232 (R8)的第一端。 第四电阻器232 (R8)的第二端连接至整流电路112和跳闸电路118。第 一发光二极管224 (LED2)的阴极连接至第二二极管228 (D6)的阳极 和节点A。光敏电阻器226 (MG)的第一端连接至整流电路112和跳闸 电路118。光敏电阻器226(MG)的第二端连接至寿命终止指示电路150。 当断路器100的一些组件损坏从而也可能烧断熔断器120时，第一发光 二极管224 (LED2)关断。结果，光敏电阻器226 (MG)的电阻增大， 从而导通视觉指示器152以警告用户断路器100出现故障。
寿命终止指示电路150包括起视觉指示器152作用的第二发光二 极管234 (LED3)、晶体管236 (Ql)、第五电阻器238 (R12)、第六电 阻器240 (Rll)、 一个第七电阻器242 (R13)、和第二可控硅整流器244
(SCR2)。在一个实施例中，第五电阻器238 (R12)具有约1-20千欧姆 的电阻；第六电阻器240 (R11)具有约10-60千欧姆的电阻；以及第七 电阻器242 (R13)具有约50-600千欧姆的电阻。第二可控硅整流器244
(SCR2)具有约10-200pA的触发电流。晶体管236 (Ql)是NPN晶体 管。
第五电阻器238 (R12)的第一端和第六电阻器240 (R11)的第一 端经由第七电阻器242 (R13)连接至电源130的线路侧。第五电阻器238
(R12)的第二端连接至NPN晶体管236 (Ql)的集电极。第六电阻器 240 (R11)的第二端连接至NPN晶体管236 (Ql)的基极和第二可控硅 整流器244 (SCR2)的阳极。NPN晶体管236 (Ql)的发射极连接至第 二发光二极管234 (LED3)的阳极。第二发光二极管234 (LED3)的阴 极连接至第二可控硅整流器244 (SCR2)的阴极和电源130的中性侧。 第二可控硅整流器244 (SCR2)的门极连接至光敏电阻器226 (MG)。
当断路器IOO正常工作时，第一发光二极管224 (LED2)导通且第 二发光二极管234 (LED3)关断。整流电路112将约27V的直流电提供 给控制芯片116、跳闸电路118和寿命终止感测电路140。桥式整流器202
(Dl-D4)将来自电源130的交流电(AC)转换为直流电(DC)。第一电阻器204 (R5)将该直流电的电压减小至约27V。第一电容器206 (C4) 使波形变平滑。经由第二电阻器216 (R9)和热变电阻器218 (R10)将 来自整流电路112的直流电提供给第一可控硅整流器212 (SCR1)的门 极。结果，第一可控硅整流器212 (SCR1)轻度导通，使得小电流能够 从第一可控硅整流器212 (SCR1)的阳极流至阴极。相应地，对第一发 光二极管224 (LED2)进行升压(boost)以发光，该光照射在光敏电阻 器226 (MG)上以减小其电阻。
当光敏电阻器226 (MG)的电阻较低时，经由光敏电阻器226 (MG) 将来自整流电路112的直流电提供给第二可控硅整流器244 (SCR2)的 门极。结果，第二可控硅整流器244 (SCR2)导通，使得电流流经第六 电阻器240 (R11)和第二可控硅整流器244 (SCR2)，而不是流经第二 发光二极管234 (LED3)。这样，第二发光二极管234 (LED3)关断。
如果断路器100正常工作，则其能在人们意外触摸到电源而引起接 地故障条件时保护他们免受严重的伤害。首先重置断路器100以建立导 电通路，以便将电源提供给断路器100的负载端。当接地故障条件发生 时，通量感测电路114感测通量的不平衡并发送信号给控制芯片116。然 后，控制芯片116输出信号给跳闸电路118，以导通第一可控硅整流器 212 (SCR1)，以便激活电磁单元208 (T3)从而断开断路器100的导电 通路。断路器100保持处于跳闸条件直至重置按钮被按下以重建电连接。
当断路器100达到其寿命的尽头时，第二发光二极管234 (LED3) 导通和/或断路器100跳闸，以警告消费者该断路器100不能继续保护人 们不受电击。如果某些组件损坏，以至于断路器100不能正常工作以在 检测到预定条件后断开导电通路，则断路器100达到了其寿命的尽头。 这些组件可包括第一可控硅整流器212 (SCR1)、桥式整流器202 (Dl-D4)、第一电阻器204 (R5)、第一电容器206 (C4)、和控制芯片 116。
如果第一可控硅整流器212 (SCR1)损坏，使得在断路器100处于 重置条件时第一可控硅整流器212 (SCRO的阳极端和阴极端瞬时短路， 则激活电磁单元208 (T3)以断开断路器100的导电通路。结果，断路器
14100处于跳闸条件且断路器100的负载端没有电输出。然而，第二发光二
极管234 (LED3)保持关断。
如果第一可控硅整流器212 (SCR1)在断路器100处于重置条件时 持续短路更长的时间，如超过5秒，则熔断器120烧断。没有直流电被 提供给控制芯片116、跳闸电路118和寿命终止感测电路140。不能再次 重置断路器100。此外，第一发光二极管224 (LED2)关断且没有电流 经由光敏电阻器226 (MG)被提供给第二可控硅整流器244 (SCR2)的 门极。第二可控硅整流器244 (SCR2)关断且NPN晶体管236 (Ql)导 通。于是，第二发光二极管234 (LED3)导通以指示该断路器已经达到 其寿命的尽头并且需要进行更换。
如果第一可控硅整流器212 (SCR1)损坏，使得第一可控硅整流器 212 (SCR1)的阳极端和阴极端在断路器100处于跳闸条件时持续短路 更长的时间，如超过5秒，则熔断器120烧断。断路器100不能被重置 并且需要进行更换。由于上述原因，第一发光二极管224 (LED2)关断 且第二发光二极管234 (LED3)导通，以指示该断路器已经达到其寿命 的尽头。
如果第一可控硅整流器212 (SCR1)损坏，并在断路器100处于重 置条件时在其阳极、阴极和门极之间形成了开路，则第一可控硅整流器 212 (SCR1)不能导通以激活电磁单元208 (T3)。从而，断路器100保 持处于重置条件。然而，第一发光二极管224 (LED2)关断且光敏电阻 器226 (MG)的电阻增大。结果，被提供给第二可控硅整流器244 (SCR2 ) 门极的电流减小，从而关断了第二可控硅整流器244 (SCR2)。第二发光 二极管234 (LED3)随后导通以指示断路器100已达到其寿命的尽头并 且需要进行更换。
如果第一可控硅整流器212 (SCR1)损坏，并在断路器100处于跳 闸条件时在其阳极、阴极和门极之间形成了开路，则第一可控硅整流器 212 (SCR1)不能导通以激活电磁单元208 (T3)。从而，不能重置断路 器100。此外，第一发光二极管224 (LED2)关断且光敏电阻器226 (MG) 的电阻增大。结果，被提供给第二可控硅整流器244 (SCR2)门极的电流减小，从而关断了第二可控硅整流器244 (SCR2)。第二发光二极管 234 (LED3)随后导通以指示断路器100已达到其寿命的尽头并且需要 进行更换。
如果下述任一种情形发生O桥式整流器202 (Dl-D4)的一个或 多个二极管短路；2)第一电阻器204 (R5)短路；3)第一电阻器204 (R5)形成开路；4)第一电容器206 (C4)短路；或5)控制芯片116 短路，则控制芯片U6、跳闸电路118和寿命终止感测电路140失去电源， 且控制电路110不再能够工作。如果当该情形发生时断路器100处于重 置条件，则其保持处于重置条件。如果当该情形发生时断路器100处于 跳闸条件，则其保持处于跳闸条件并且不能被重置。此外，第一发光二 极管224 (LED2)关断且光敏电阻器226 (MG)的电阻增大。没有电流 经由光敏电阻器226 (MG)被提供给第二可控硅整流器244 (SCR2)的 门极。第二可控硅整流器244 (SCR2)关断且NPN晶体管236 (Ql)导 通。于是，第二发光二极管234 (LED3)导通以指示该断路器已经达到 其寿命的尽头并且需要进行更换。在使用集成电路RV4145AN实现控制 芯片116的实施例中，控制芯片116在其管脚4和管脚6短路时短路。
如图3中所示，另一具有寿命终止保护功能的断路器300具有三个 组件1)在检测到预定条件时激活电磁单元的控制电路110; 2)耦合在 控制电路110和电源130之间的熔断器120 (Fl); 3)耦合至控制电路 110的寿命终止感测和指示电路310。寿命终止感测和指示电路310包括 关断以指示控制电路110的故障的发光器件312。此外，断路器300还可 包括重置和测试电路以及压敏电阻器(Rl)。由于断路器300具有与断路 器100相同的控制电路110和熔断器120 (Fl)，因此使用与图1和图2 中相同的附图标记来描述断路器300。
图4示范了断路器300的一个实施例。寿命终止感测和指示电路310 包括第一发光二极管410 (LED2)、第二二极管420 (D6)、第四电容 器430 (C8)、和第四电阻器440 (R8)。在一个实施例中，第四电容器 430 (C8)具有约O.OOl-l(HiF的电容。第四电阻器440 (R8)具有约10-60 千欧姆的电阻。在寿命终止感测和指示电路310中，第一发光二极管410 (LED2) 的阳极连接至第二二极管420 (D6)的阴极和第四电容器430 (C8)的 第一端。第四电容器430 (C8)的第二端连接至第四电阻器440 (R8)的 第一端。第四电阻器440 (R8)的第二端连接至整流电路112和跳闸电路 118。第一发光二极管410 (LED2)的阴极连接至第二二极管420 (D6) 的阳极和节点A。当断路器300正常工作时，第一发光二极管410(LED2) 导通。当由于断路器300的某些组件损坏而使断路器300达到其寿命的 尽头时，第一发光二极管410 (LED2)关断以指示控制电路110的故障。 备选地，断路器300跳闸以断开导电通路，使得负载端不带电。消费者 应当更换断路器或停止使用它。在一个实施例中，第一发光二极管410 (LED2)为绿色光的发光二极管。
如果第一可控硅整流器212 (SCR1)损坏，使得在断路器300处于 重置条件时第一可控硅整流器212 (SCR1)的阳极端和阴极端瞬时短路， 则激活电磁单元208 (T3)以断开断路器300的导电通路。结果，断路器 300处于跳闸条件且断路器300的负载端没有电输出。然而，第一发光二 极管410 (LED2)保持导通。
如果第一可控硅整流器212 (SCR1)在断路器100处于重置条件时 持续短路更长的时间，如超过5秒，则熔断器120 (Fl)烧断。没有直流 电被提供给控制芯片116、跳闸电路118和寿命终止感测和指示电路310。 不能再次重置断路器300。第一发光二极管410 (LED2)也关断以指示 断路器300已经达到其寿命的尽头并且需要进行更换。
如果第一可控硅整流器212 (SCR1)损坏，使得第一可控硅整流器 212 (SCR1)的阳极端和阴极端在断路器300处于跳闸条件时持续短路 更长的时间，如超过5秒，则熔断器120 (Fl)烧断。断路器300不能被 重置并且需要进行更换。第一发光二极管410 (LED2)也关断以指示断 路器300已经达到其寿命的尽头并且需要进行更换。
如果第一可控硅整流器212 (SCR1)损坏，并在断路器300处于重 置条件时在其阳极、阴极和门极之间形成了开路，则第一可控硅整流器 212 (SCR1)不能导通以激活电磁单元208 (T3)。从而，断路器300保持处于重置条件。然而，第一发光二极管410 (LED2)关断以指示断路 器300已经达到其寿命的尽头并且需要进行更换。
如果第一可控硅整流器212 (SCR1)损坏，并在断路器300处于跳 闸条件时在其阳极、阴极和门极之间形成了开路，则第一可控硅整流器 212 (SCR1)不能导通以激活电磁单元208 (T3)。从而，不能重置断路 器300。此外，第一发光二极管410 (LED2)关断以指示断路器300已 经达到其寿命的尽头并且需要进行更换。
如果下述任一种情形发生1)桥式整流器202 (Dl-D4)的一个或 多个二极管短路；2)第一电阻器204 (R5)短路；3)第一电阻器204 (R5)形成开路；4)第一电容器206 (C4)短路；或5)控制芯片116 短路，则控制芯片116、跳闸电路118和寿命终止感测和指示电路310失 去电源。如果当该情形发生时断路器300处于重置条件，则其保持处于 重置条件。如果当该情形发生时断路器300处于跳闸条件，则其保持处 于跳闸条件并且不能被重置。此外，第一发光二极管410 (LED2)关断 以指示断路器300己经达到其寿命的尽头并且需要进行更换。在使用集 成电路RV4145AN实现控制芯片116的实施例中，控制芯片116在其管 脚4和管脚6短路时短路。
尽管根据典型实施例对本发明进行了描述，但本发明并不限制于此。 所述的实施例在所有方面均被认为是示意性的而不是限制性的。本领域 普通技术人员应认识到，可以使用具有相似电特性的其它电组件。术语 "连接至"可以表示直接连接至或间接连接至。在不背离本发明的本质特
性的情况下，也可以采用其它具体形式来实现本发明。因此，本发明的 范围由所附权利要求示出而不是由前述说明书示出。属于权利要求的等 价物的含义和范围中的所有改变均应包含在其范围内。组件编号表
断路器画
控制电路110
整流电路112
通量感测电路114
控制芯片116
跳闸电路118
熔断器120(Fl)
电源130
寿命终止感测电路140
发光器件142
光敏器件144
寿命终止指示电路150
视觉指示器152
桥式整流器202(Dl-D4)
第一电阻器204(R5)
第一电容器206(C4)
电磁单元208(T3)
第二电容器210(C5)
第一可控硅整流器212(SCR1)
第一二极管214(D5)
第二电阻器216(R9)
热变电阻器218(詣)
第三电阻器220(R7)
第二电容器222(C6)
第一发光二极管224(LED2)
光敏电阻器226(MG)
笛--极雜"sm"
第四电容器230(C8)
19第四电阻器232(R8)
第二发光二极管234(LED3)
NPN晶体管236(Ql)
第五电阻器238(R12)
第六电阻器240(R11)
第七电阻器242(R13)
第二可控硅整流器244(SCR2)
另一断路器300
寿命终止感测和指示电路310
光指示器件312
第一发光二极管410(LED2)
第二二极管420(D6)
第四电容器430(C8)
第四电阻器440(R8)
权利要求
1、一种断路器，包括在检测到预定条件时激活电磁单元的控制电路；耦合在所述控制电路和电源之间的熔断器；耦合至所述控制电路的寿命终止感测电路，所述寿命终止感测电路包括发光器件和由所述发光器件控制的光敏器件；以及耦合至所述寿命终止感测电路和所述电源的寿命终止指示电路，所述寿命终止指示电路包括指示断路器故障的视觉指示器。
2、 根据权利要求l所述的断路器，其中所述发光器件是第一发光二极管，所述视觉指示器是第二发光二 极管。
3、 根据权利要求l所述的断路器，其中所述视觉指示器是红色光 的发光二极管。
4、 根据权利要求l所述的断路器，其中所述光敏器件是光敏电阻器，当所述发光器件由于所述断路器的 功能故障而关断时，所述光敏电阻器的电阻增大。
5、 根据权利要求4所述的断路器，其中当所述光敏电阻器的电阻增大时，所述寿命终止指示电路的视觉 指示器导通。
6、 根据权利要求l所述的断路器，其中所述光敏器件是光电晶体管，当所述发光器件由于所述断路器的 功能故障而关断时，所述光电晶体管关断。
7、 根据权利要求6所述的断路器，其中当所述光电晶体管关断时，所述寿命终止指示电路的视觉指示器 导通。
8、 根据权利要求l所述的断路器，其中所述寿命终止指示电路还包括视觉指示器开关，其响应于从所 述光敏器件接收到的信号，控制所述视觉指示器。
9、 根据权利要求8所述的断路器，其中所述光敏器件是光敏电阻器，当所述光敏电阻器的电阻增大时所 述视觉指示器开关将所述视觉指示器导通。
10、 根据权利要求l所述的断路器，其中所述控制电路的故障使得所述熔断器烧断并且随后使所述发光 器件关断。
11、 根据权利要求l所述的断路器，其中所述控制电路还包括整流电路、通量感测电路、控制芯片、和 具有所述电磁单元的跳闸电路，其中所述整流电路向所述控制芯片和所述跳闸电路提供直流电； 所述通量感测电路在检测到所述预定条件时提供信号给所述控制芯 片；以及所述控制芯片提供信号以激活所述电磁单元。
12、 根据权利要求ll所述的断路器，其中所述整流电路还包括桥式整流器、第一电阻器、和第一电容器， 其中所述桥式整流器经由所述熔断器耦合至所述电源，以接收交 流电并输出直流电；所述桥式整流器的输出端连接至所述第一电阻器 的第一端；所述第一电阻器的第二端连接至所述第一电容器的正端、 所述控制芯片、所述跳闸电路和所述寿命终止感测电路；以及所述第 一电容器的负端接地。
13、 根据权利要求ll所述的断路器，其中所述跳闸电路还包括跳闸开关、第一二极管、和第二电阻器， 其中所述电磁单元的第一端经由所述熔断器连接至所述电源；所 述电磁单元的第二端连接至所述第一二极管的阳极；所述第一二极管 的阴极连接至所述跳闸开关的第一端；所述跳闸开关的第二端连接至 地；所述跳闸开关的第三端连接至所述控制芯片和所述第二电阻器的 第一端；以及所述第二电阻器的第二端连接至所述整流电路和所述寿 命终止感测电路。
14、 根据权利要求13所述的断路器，其中所述跳闸电路还包括第二电容器、第三电容器、第三电阻器、 和热变电阻器，其中所述第二电容器的正端连接至所述控制芯片和所述跳闸开 关的第三端；所述第二电容器的负端连接至地；所述第三电阻器的第 一端连接至所述第一二极管的阴极和所述跳闸开关的第一端；所述第 三电阻器的第二端连接至所述第三电容器的第一端；所述第三电容器 的第二端连接至地；所述热变电阻器的第一端连接至所述跳闸开关的 第三端；以及所述热变电阻器的第二端连接至所述第二电阻器的第一A山顺。
15、 根据权利要求13所述的断路器，其中 所述跳闸开关是跳闸晶体管，其中所述跳闸开关的第一端是所述跳闸晶体管的集电极；所述跳 闸开关的第二端是所述跳闸晶体管的发射极；以及所述跳闸开关的第 三端是所述跳闸晶体管的基极。
16、 根据权利要求13所述的断路器，其中所述跳闸开关是第一可控硅整流器，其中所述跳闸开关的第一端是所述第一可控硅整流器的阳极；所 述跳闸开关的第二端是所述第一可控硅整流器的阴极；以及所述跳闸 开关的第三端是所述第一可控硅整流器的门极。
17、 根据权利要求13所述的断路器，其中所述发光器件的第一端连接至所述整流电路；所述发光器件的第 二端连接至所述第一二极管的阴极和所述跳闸开关的第一端；所述光 敏器件的第一端连接至所述整流电路；以及所述光敏器件的第二端连 接至所述寿命终止指示电路。
18、 根据权利要求17所述的断路器，其中所述发光器件是第一发光二极管，所述光敏器件是光敏电阻器， 其中所述发光器件的第一端是所述第一发光二极管的阳极，所述 发光器件的第二端是所述第一发光二极管的阴极。
19、 根据权利要求17所述的断路器，其中所述发光器件是第一发光二极管，所述光敏器件是光电晶体管， 其中所述发光器件的第一端是所述第一发光二极管的阳极；所述 发光器件的第二端是所述第一发光二极管的阴极；所述光敏器件的第一端是所述光电晶体管的集电极；以及所述光敏器件的第二端是所述 光电晶体管的发射极。
20、 根据权利要求17所述的断路器，其中所述发光器件是第一发光二极管，所述发光器件的第一端是所述 第一发光二极管的阳极，所述发光器件的第二端是所述第一发光二极 管的阴极，以及所述寿命终止感测电路还包括第二二极管、第四电容器、和第 四电阻器，其中所述第一发光二极管的阳极连接至所述第二二极管的阴极和所述第四电容器的第一端；所述第四电容器的第二端连接至所述第 四电阻器的第一端；所述第四电阻器的第二端连接至所述整流电路； 以及所述第二二极管的阳极连接至所述第一发光二极管的阴极。
21、 根据权利要求l所述的断路器，其中所述寿命终止指示电路还包括第一开关和第二开关，所述第一开 关关断且所述第二开关导通，使得所述视觉指示器导通以指示所述断 路器达到其寿命的尽头。
22、 根据权利要求21所述的断路器，其中所述第一开关包括第二可控硅整流器，所述第二开关包括NPN晶 体管、第五电阻器、第六电阻器、和第七电阻器，其中所述第五电阻器的第一端和所述第六电阻器的第一端经由 所述第七电阻器连接至所述电源的线路侧；所述第五电阻器的第二端 连接至所述NPN晶体管的集电极；所述第六电阻器的第二端连接至所 述NPN晶体管的基极和所述第二可控硅整流器的阳极；所述NPN晶体 管的发射极连接至所述第二发光二极管的阳极；所述第二发光二极管 的阴极连接至所述第二可控硅整流器的阴极和所述电源的中性侧；以 及所述第二可控硅整流器的门极连接至所述光敏器件。
23、 一种断路器，包括在检测到预定条件时激活电磁单元的控制电路； 耦合在所述控制电路和电源之间的熔断器；以及 耦合至所述控制电路的寿命终止感测和指示电路，所述寿命终止感测和指示电路包括发光器件，其中所述发光器件关断以指示所述控制电路的故障。
24、 根据权利要求23所述的断路器，其中所述发光器件是第一发光二极管。
25、 根据权利要求24所述的断路器，其中所述发光器件是绿色光 的发光二极管。
26、 根据权利要求23所述的断路器，其中所述控制电路的故障使得所述熔断器烧断并且随后使所述发光 器件关断。
27、 根据权利要求23所述的断路器，其中所述控制电路还包括整流电路、通量感测电路、控制芯片、和 具有所述电磁单元的跳闸电路，其中所述整流电路向所述控制芯片和所述跳闸电路提供直流电； 所述通量感测电路在检测到所述预定条件时提供信号给所述控制芯 片；以及所述控制芯片提供信号以激活所述电磁单元。
28、 根据权利要求27所述的断路器，其中所述整流电路还包括桥式整流器、第一电阻器、和第一电容器， 其中所述桥式整流器经由所述熔断器耦合至所述电源，以接收交 流电并输出直流电；所述桥式整流器的输出端连接至所述第一电阻器 的第一端；所述第一电阻器的第二端连接至所述第一电容器的正端、 所述控制芯片、所述跳闸电路以及所述寿命终止感测和指示电路；以 及所述第一电容器的负端接地。
29、 根据权利要求27所述的断路器，其中所述跳闸电路还包括跳闸开关、第一二极管、和第二电阻器， 其中所述电磁单元的第一端经由所述熔断器连接至所述电源；所 述电磁单元的第二端连接至所述第一二极管的阳极；所述第一二极管 的阴极连接至所述跳闸开关的第一端；所述跳闸开关的第二端连接至 地；所述跳闸开关的第三端连接至所述控制芯片和所述第二电阻器的 第一端；以及所述第二电阻器的第二端连接至所述整流电路和所述寿 命终止感测和指示电路。
30、 根据权利要求29所述的断路器，其中所述跳闸电路还包括第二电容器、第三电容器、第三电阻器、 和热变电阻器，其中所述第二电容器的正端连接至所述控制芯片和所述跳闸开 关的第三端；所述第二电容器的负端连接至地；所述第三电阻器的第 一端连接至所述第一二极管的阴极和所述跳闸开关的第一端；所述第 三电阻器的第二端连接至所述第三电容器的第一端；所述第三电容器 的第二端连接至地；所述热变电阻器的第一端连接至所述跳闸开关的 第三端；以及所述热变电阻器的第二端连接至所述第二电阻器的第一^山顿。
31、 根据权利要求29所述的断路器，其中 所述跳闸开关是跳闸晶体管，其中所述跳闸开关的第一端是所述跳闸晶体管的集电极；所述跳 闸开关的第二端是所述跳闸晶体管的发射极；以及所述跳闸开关的第 三端是所述跳闸晶体管的基极。
32、 根据权利要求29所述的断路器，其中所述跳闸开关是第一可控硅整流器，其中所述跳闸开关的第一端是所述第一可控硅整流器的阳极；所 述跳闸开关的第二端是所述第一可控硅整流器的阴极；以及所述跳闸 开关的第三端是所述第一可控硅整流器的门极。
33、 根据权利要求29所述的断路器，其中所述发光器件的第一端连接至所述整流电路，所述发光器件的第 二端连接至所述第一二极管的阴极和所述跳闸开关的第一端。
34、 根据权利要求33所述的断路器，其中 所述发光器件是第一发光二极管，其中所述发光器件的第一端是所述发光二极管的阳极，所述发光 器件的第二端是所述发光二极管的阴极。
35、 根据权利要求34所述的断路器，其中所述寿命终止感测和指示电路还包括第二二极管、第四电容器、 和第四电阻器，其中所述第一发光二极管的阳极连接至所述第二二极管的阴极 和所述第四电容器的第一端；所述第四电容器的第二端连接至所述第四电阻器的第一端；所述第四电阻器的第二端连接至所述整流电路；以及所述第二二极管的阳极连接至所述第一发光二极管的阴极。
全文摘要
一种具有寿命终止保护功能的断路器具有四个组件1)在检测到预定条件时激活电磁单元的控制电路；2)耦合在控制电路和电源之间的熔断器；3)耦合至控制电路的寿命终止感测电路；以及4)耦合至寿命终止感测电路和电源的寿命终止指示电路。该寿命终止感测电路包括发光器件和由该发光器件控制的光敏器件。该寿命终止指示电路包括指示断路器达到其寿命尽头的视觉指示器。另一具有寿命终止保护功能的断路器具有三个组件1)在检测到预定条件时激活电磁单元的控制电路；2)耦合在控制电路和电源之间的熔断器；以及3)耦合至控制电路的寿命终止感测和指示电路。该寿命终止感测和指示电路包括发光器件，该发光器件关断以指示断路器达到其寿命尽头。
文档编号H02H3/16GK101473505SQ200680054877
公开日2009年7月1日 申请日期2006年6月9日 优先权日2006年6月9日
发明者平 王 申请人:陈 贵