CN102782973B - 改进型电源和与其有关的方法 - Google Patents
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Abstract
一些实施方案包括一种电气***。在许多实施方案中,该电气***可以包括电力输入端。在相同或不同的实施方案中,该电气***可以包括被配置成电气连接到至少一个负载的至少一个电力输出端。在相同或不同的实施方案中,该电气***可以包括被配置成提供起动输入的第一用户输入设备。在相同或不同的实施方案中,该电气***可以包括被配置成提供时间选择输入的第二用户输入设备。在相同或不同的实施方案中,该电气***可以包括内部组件。在许多实施方案中,该内部组件可以包括电力开关模块、电力保存模块、电源模块以及控制模块。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求以下申请的权益:(1)提交于2010年1月5日的美国临时申请Ser.No.61/292,490;(2)提交于2009年4月22日的PCT申请No.PCT/US2009/041476;以及(3)提交于2009年4月22日的美国非临时申请Ser.No.12/428,468。PCT申请No.PCT/US2009/041476和美国非临时申请Ser.No.12/428,468都要求以下申请的权益:(1)提交于2009年2月25日的美国临时申请Ser.No.61/155,468;以及(2)提交于2008年4月22日的美国临时申请Ser.No.61/047,070。
技术领域
在此所描述的主题涉及电源设备,并更特别涉及用于电子设备的电源的内部电力管理。
背景技术
所有类型的电子设备都已在日常生活中变得越来越普及。电子设备包括非便携设备以及便携设备。非便携电子设备的实例包括有线电话、路由器(有线和无线)、无线接入点(WAP)等。便携电子设备的实例包括蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、组合蜂窝电话和PDA(例如从加拿大安大略省的Researchin Motion(RIM)可得的Blackberry设备)、蜂窝电话附件(例如支持Bluetooth的无线耳机)、MP3(移动图像专家组-1音频层3)播放器(例如CA,库比蒂诺的苹果公司(Apple)的iPod设备)、紧凑光盘(CD)播放器,以及数字视频光盘(DVD)播放器等。与使用此类设备的正面益处一起的是将设备供电和/或与它们进行通信的需求。电源使用电力,即使在不向与电源电气连通的电子设备供电时。可以证明为此类设备降低电源的管理功耗是困难的。
附图说明
为方便这些实施方案的进一步描述,提供了如下附图,其中:
图1是展示了包括在此所描述主题的多个方面的一种改进型电源的框图;
图2是展示了包括在此所描述主题的多个方面的图1的改进型电源的一个实施方案的框图;
图3是展示了包括在此所描述主题的多个方面的图1的改进型电源的另一实施方案的框图;
图4是展示了包括在此所描述主题的多个方面的图1的改进型电源的另一实施方案的框图;
图5是展示了包括在此所讨论的主题的多个方面的图2-4的一个金属氧化物可变电阻器(MOV)保护电路部分的一个实施方案的示意图;
图6是展示了包括在此所描述主题的多个方面的图2的改进型电源的一个实施方案的示意图;
图7是展示了包括在此所描述主题的多个方面的图3的改进型电源的一个实施方案的示意图;
图8是展示了包括在此所描述主题的多个方面的图4的改进型电源的一个实施方案的示意图;
图9是展示了包括在此所描述主题的多个方面的图2的改进型电源的另一实施方案的示意图;
图10是展示了一种用于提供包括在此所描述主题的多个方面的改进型电源的方法的框图;
图11是用于一种改进型电源的外壳的一个实施方案的等距视图;
图12是展示了一种改进型电源的另一实施方案的框图;
图13是图12的改进型电源的示意图的一个实施方案;以及
图14-17是用于图11的改进型电源的外壳的实施方案的另外等距视图。
术语“在此所描述的主题”指代在详细描述中描述的主题,除了上下文以其它方式清楚指出之外。术语“多个方面”应被理解成“至少一个方面”。识别在详细描述中描述的主题的多个方面不旨在识别所要求主题的关键或基本特征。通过举例展示了以上所描述的方面和在此所描述主题的其它方面,并且不限于附图,在附图中相似参考号指示基本相似的元素。
为了展示的简单和清晰,附图展示了构造的一般方式,以及众所周知的特征和技术的描述和详情可以被省略,以便避免不必需地遮蔽在此所描述主题的多个方面。另外,在附图中的元素不必需按比例绘制。例如,图中元素的一些的尺寸可以相对于其它元素被放大,以便帮助改善在此所描述主题的实施方案的理解。
在详细描述并在权利要求中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等,若有的话,被用于在相似元素之间区分,并且不是描述一个特别的连续或时间的顺序所必需的。理解这样使用的术语在合适情形下是可以交换的,从而使得在此所描述主题的实施方案例如能够以在此所展示或以其它方式描述的序列操作。此外,术语“包括”和“具有”及其任何变化旨在覆盖非排它性包括,从而使得包括元素列表的过程、方法、***、物品或装置不必需限于这些实施方案,但可以包括没有明确列出或此类过程、方法、***、物品或装置所固有的其它元素。
在详细描述并在权利要求中的术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“高于”、“低于”等,若有的话,被用于描述目的,并且不为描述永久的相对位置所必需。理解如此这样使用的术语在合适情形下是可以交换的,从而使得在此所描述的主题的多个方面例如能够以在此所展示或以其它方式描述的这些取向之外的其它取向操作。在此所使用的术语“在……上”被定义为在……上、在……处或以其它方式基本邻接或紧靠或高于。
术语“连接”等应被广泛理解成并指代通过介入电路和/或元件将两个或多个元件或信号电气地、机械地或以其它方式直接或间接地连接。两个或多个电气元件可以被直接或间接地电气连接,但不机械连接;两个或多个机械元件可以被直接或间接地机械连接,但不电气连接;两个或多个电气元件可以被直接或间接地机械连接,但不电气连接。连接(无论是否仅机械地、仅电气地、机械地且电气地,或以其它方式)可以持续任何时间长度,即永久或半永久或仅片刻。
“电气连接”等应被广泛理解并包括涉及任何电气信号的连接,无论是电力信号、数据信号,和/或电气信号的其它类型或组合。“机械连接”等应被广泛理解并包括全部类型的机械连接。
在单词“连接”附近缺少单词“可移除地”、“可移除的”等不意味着所讨论的连接等是或不是可移除的。例如,连接到外罩上的夹子的陈述不意味着不可以从该外罩移除该夹子(容易地或以其它方式),或它被永久连接到该外罩上。
具体实施方式
一些实施方案包括一种电气***。在许多实施方案中,电气***可以包括电力输入端。在相同或不同的实施方案中,电气***可以包括被配置成电气连接到至少一个负载的至少一个电力输出端。在相同或不同的实施方案中,电气***可以包括被配置成提供起动输入的第一用户输入设备。在相同或不同的实施方案中,电气***可以包括被配置成提供时间选择输入的第二用户输入设备。在相同或不同的实施方案中,电气***可以包括内部组件。在许多实施方案中,内部组件可以包括在电力输入端和至少一个电力输出端之间电气连接的电力开关模块。在各种实施方案中,电力开关模块可以被配置成从电力输入端接收第一电力信号。在相同或不同的实施方案中,电力开关模块可以包括控制机构,该控制机构被配制成打开和关闭以便调节第一电力信号到至少一个电力输出端的流动。在许多实施方案中,内部组件可以包括电气连接到电力开关模块的电力保存模块。在各种实施方案中,电力保存模块可以被配置成从电力开关模块接收第一电力信号,以便从第一用户输入设备接收起动输入,并以便在不同时间将第一电力信号衰减到第二电力信号以及第三电力信号。在许多实施方案中,内部组件可以包括在电力开关模块和电力保存模块之间电气连接的电源模块。在相同或不同的实施方案中,电源模块可以被配置成在不同时间从电力保存模块接收第二电力信号以及第三电力信号,以便在不同时间将第二电力信号转换成第四电力信号以及第五电力信号,在不同时间将第三电力信号转换成第六电力信号以及第七电力信号,以及在不同时间提供第四电力信号以及第六电力信号到电力开关模块。在许多实施方案中,内部组件可以包括在电源模块和电力开关模块之间电气连接的控制模块。在相同或不同的实施方案中,控制模块可以被配置成在不同时间从电源模块接收第五电力信号和第七电力信号,以及从第二用户输入设备接收时间选择输入。
其它实施方案可包括一种制造电气***的方法。在许多实施方案中,该方法可包括:提供电力输入端;提供被配置成电气连接到至少一个负载的至少一个电力输出端;提供被配置成提供起动输入的第一用户输入设备;提供被配置成提供时间选择输入的第二用户输入设备;提供内部组件,在该内部组件包括电力开关模块,其中该电力开关模块被配置成从电力输入端接收第一电力信号,并包括控制机构,该控制机构打开和关闭以便调节第一电力信号到至少一个电力输出端的流动,该内部组件包括电力保存模块,该电力保存模块被配置成接收第一电力信号、接收起动输入并将第一电力信号衰减到第二电力信号以及第三电力信号,该内部组件包括电源模块,该电源模块被配置成接收第二电力信号以及第三电力信号,以便将第二电力信号转换成第四电力信号以及第五电力信号,将第三电力信号转换成第六电力信号以及第七电力信号,并提供第四电力信号以及第六电力信号到电力开关模块,以及控制模块,该控制模块被配置成接收第五电力信号、第七电力信号以及时间选择输入;将电力输入端连接到电力开关模块;将至少一个电力输出端连接到电力开关模块;将电力开关模块连接到电力保存模块;将电力开关模块连接到电源模块;将电力保存模块连接到电源模块;将电源模块连接到控制模块;以及将控制模块连接到电力开关模块。
其它实施方案可以包括一种用于调节第一电力信号到至少一个电力输出端的流动的方法,该至少一个电力输出端将第一电力信号衰减到第二电力信号,该第二电力信号具有低于第一电力信号的电压。在相同或不同的实施方案中,该方法可以包括:将第二电力信号转换成第三电力信号以及第四电力信号,第二电力信号具有交流,并且第三以及第四电力信号具有直流;在接收控制机构激活信号之后容许第一电力信号流动到至少一个电力输出端;激活倒计时寄存器,从而使得该倒计时寄存器从时间间隔倒计时直到时间间隔过去;将第一电力信号衰减到第五电力信号,该第五电力信号具有低于第一电力信号和第二电力信号的电压;将第五电力信号转换成第六电力信号以及第七电力信号,第五电力信号具有交流,并且第六以及第七电力信号具有直流;用第六电力信号将控制机构供电,从而使得控制机构保持在容许第一电力信号流动到至少一个电力输出端的状态中;参考倒计时寄存器确定时间间隔是否已过去;在时间间隔过去时或在时间间隔之后,禁止第一电力信号流动到至少一个电力输出端;以及当倒计时寄存器没有从时间间隔倒计时的时候,禁止第一电力信号到至少一个电力输出端的流动,从而使得近似零的电力转到该至少一个电力输出端。
在一些实施方案中,浮动电力分接头可以被配置成可移除地连接到外部设备。浮动电力分接头可以包括:(a)至少一个受控电力插座;(b)电源电路,该电源电路被配置成接收输入AC电力信号并产生输出AC电力信号,该电源电路具有第一级和第二级,该电源电路的第一级被配置成产生第一DC电力信号,并且该电源电路的第二级被配置成产生第二DC电力信号;(c)控制电路,该控制电路与电源电路电气连通,并被配置成接收输出AC电力信号、第一DC电力信号以及第二DC电力信号,该控制电路可包括:(1)驱动电路,该驱动电路被配置成接收第二DC电力信号作为电源,该驱动电路被进一步配置成接收命令信号并基于该命令信号产生控制信号;以及(2)受控开关电路,该受控开关电路与驱动电路电气连通,并被配置成接收第一DC电力信号作为电源,以及接收输出AC电力信号,该受控开关电路被进一步配置成从驱动电路接收控制信号,并基于该控制信号提供输出AC电力信号到至少一个受控电力插座;以及(d)输入电路,该输入电路连接到控制电路,并被配置成提供命令信号到控制电路的驱动电路,该命令信号指示该至少一个受控电力插座是否应接收输出AC电力信号。该至少一个受控电力插座可以具有电气连接到受控开关电路的输入端,以及被配置成电气连接到外部设备的输出端,该至少一个受控电力插座被配置成从受控开关电路接收输出AC电力信号,并提供输出AC电力信号到外部设备。
在相同或不同的实施方案中,用于浮动电力分接头的电源可以被配置成连接到外部负载。该电源可以包括:(a)被配置成接收输入AC电力信号的第一电源模块;以及(b)连接到第一电源模块的第二电源模块。第一电源模块和第二电源模块可以被配置成提供输出AC电力信号到外部负载,提供DC电力信号到第一内部负载,以及提供第二DC电力信号到第二内部负载。
在一些实例中,第一电源模块可以包括无功电压分压器电路、整流器电路以及分流调节器电路。第一电源模块可以被配置成接收输入AC电力信号并产生第一DC电力信号。第一DC电力信号可以具有至少第一状态和第二状态。与第一DC电力信号的第一状态相关联的电压的振幅可以足够激活第一内部负载。与第一DC电力信号的第二状态相关联的电压的振幅可以足够维持第一内部负载的激活。第二电源模块可以包括电压调节器电路。第二电源模块可以被配置成接收第一DC电力信号并产生第二DC电力信号。
在许多实例中,第一电源模块可以包括无功电压分压器电路、整流器电路以及分流调节器电路。第一电源模块可以被配置成接收输入AC电力信号并产生第一DC电力信号。第一DC电力信号可以具有至少第一状态和第二状态。与第一DC电力信号的第一状态相关联的电压的振幅可以足够激活第一内部负载。与第一DC电力信号的第二状态相关联的电压的振幅可以足够维持第一内部负载的激活。第二电源模块可以包括无功电压分压器电路、整流器电路以及电压调节器电路。第二电源模块可以被配置成接收第一DC电力信号并产生第二DC电力信号。
在各种实施方案中,电源可以进一步包括变压器,该变压器具有初级绕组以及两个或多个次级绕组。变压器可以被配置成接收输入AC电力信号,并产生至少一个AC电力信号以及第二AC电力信号。第一电源模块可以与两个或多个次级绕组的第一次级绕组反应性地连接并与其电气连通。第一电源模块可以包括整流器电路和储能电路。第一电源模块可以被配置成接收第一AC电力信号并产生第一DC电力信号。第一DC电力信号可以具有至少第一状态和第二状态。与第一DC电力信号的第一状态相关联的电压的振幅可以足够激活第一内部负载。与第一DC电力信号的第二状态相关联的电压的振幅可以足够维持第一内部负载的激活。第二电源模块可以与两个或多个次级绕组的第二次级绕组电气连通。第二电源模块可以包括整流器电路和电压调节器电路。第二电源模块可以被配置成接收第二AC电力信号并产生第二DC电力信号。
在相同或不同的实例中,第一内部负载可以是连接到第一电源模块和第二电源模块的开关电路。开关电路可以是可操作的以便在由第一DC电力信号激活时提供输出AC电力信号到外部负载。
在许多实例中,第二内部负载是连接到第二电源模块和开关电路的控制电路。控制电路可以是可操作的以便在由第一DC电力信号供电时控制开关电路。开关电路可以选自下组,该组的构成为:机电开关电路、固态开关电路或真空管开关电路。第二内部负载可以是连接到第二电源模块和开关电路的控制电路;以及控制电路可操作以便在由第一DC电力信号供电时控制开关电路。外部负载被配置为一个或多个受控电力插座。
更其它的实施方案公开了一种用于提供输出AC电力信号的方法。该方法可以包括:在电源处并基于所接收到的输入AC电力信号产生输出AC电力信号、第一DC电力信号和第二DC电力信号;至少部分基于第二DC电力信号在控制电路处产生控制信号;基于控制信号和第二DC电力信号用第一DC电力信号将开关电路供电;以及在开关电路被供电时提供输出AC电力信号到负载。
在更进一步的实施方案中,一种装置可以包括:(a)电源,该电源具有:(1)第一电源模块,该第一电源模块被配置成接收第一输入电力信号,并被进一步配置成在第一功率电平提供第一DC输出电力信号;以及(2)第二电源模块,该第二电源模块电气连接到第一电源模块,并被配置成在第二功率电平提供第二DC输出电力信号,该第二功率电平低于第一功率电平;(b)接收第一DC输出电力信号的第一电路;以及(c)接收第二DC输出电力信号的第二电路。在一些实例中,第二电源模块被与第一电源模块串联电气连接,从而使得第二电源模块接收第一DC输出电力信号作为第二输入电力信号。在其它实例中,第二电源模块被与第一电源模块并联电气连接,从而使得第二电源模块接收第一输入电力信号。
图1是展示了一种用于提供多插座受控配电盘的示例***的一个实施方案的框图,该多插座受控配电盘包括多个输入端、过电压保护并纳入了改进型电源。图1包括配电盘100(也称为浮动电力分接头(RPT),配电盘100包括控制电路110、电源插头120、一个或多个常“on”插座130、命令输入设备140和一个或多个受控插座150。在一些实施方案中,控制电路110另外包括保护电路。控制电路110是被配置成接收电力信号并将电力信号散播到一个或多个常“on”插座130,并如果这样配置则可能将其散播到命令输入设备140,以及基于从命令输入设备140接收的输入进一步将电力信号散播到一个或多个受控插座150的电路。控制电路110可以包括在图2-4以及以下的图6-8中详述的改进型电源电路中的一些或全部。在图2中描述并在以下的图5中具体详述了保护电路。
电源插头120是物理连接到控制电路110并与其电气连通的电缆。电源插头120被配置成在电源插头120物理连接到电源(未示出)并与其电气连通时,将从电源接收的电力信号转到控制电路110。一个或多个常“on”插座130是物理连接到控制电路110并与控制电路110持续电气连通的电力插座,并被进一步配置成将从控制电路110接收的电力信号转到与该电力插座电气连通的任何设备。
命令输入设备140是物理连接到控制电路110并与其电气连通的任何输入设备,并被进一步配置成基于命令输入设备140先前所接收的一个所接收的命令信号或命令行为将命令信号转到控制电路110。一个或多个受控插座150是物理连接到控制电路110并与控制电路110受控电气连通的电力插座,并被进一步选择配置成将从控制电路110接收的电力信号转到与该受控插座150电气连通的任何设备。命令输入设备140可以被实施为任何合适命令输入设备,例如作为通过从控制电路110牵引电流提供控制信号到控制电路110的主/从配电盘配置的一部分的主插座、提供控制信号到控制电路110的接收器设备、提供控制信号到控制电路110的感测设备等。提供控制信号到控制电路110的接收器设备的实例包括射频(RF)接收器、发光二极管(LED)接收器、无线联网接收器、是个人区域网络(PAN)的一部分的短距无线接收器等。
在操作中,当电源抽头120可操作地连接到合适的电源(例如交流(a.c.)或其它电力插座夹具)并与其电气连通时,电力视情况变得可用于一个或多个常“on”插座130和命令输入设备140。此时,如果命令输入设备140没有提供合适的命令信号到控制电路110,则电力不可用于一个或多个受控插座150,并且可操作地连接到一个或多个受控插座150并与其电气连通的任何一个或多个设备将不接收任何电流或电力。控制电路110被配置成检测何时从命令输入设备140接收控制信号。在一个实例中,当命令输入设备140提供“on”控制信号到控制电路110时,控制电路110将供电到一个或多个受控插座150,由此提供电流和/或电力到连接到一个或多个受控插座150并与其电气连通的任何设备。相似地,当命令输入设备140提供“off”控制信号到控制电路110,并然后将控制信号改变为“导通”控制信号时,控制电路110将供电到一个或多个受控插座150,由此提供电流和/或电力到连接到受控插座150并与其电气连通的任何设备。
在图1中所展示的示例配置允许用户通过一个或多个常“on”插座130用恒定功率对某些设备(例如时钟、电缆/***等)供电以及确定其它设备何时接收电力的灵活性。另外,该配置允许用户通过通信输入设备140和一个或多个受控插座150控制电力何时供应到主设备(例如个人计算机,如膝上或桌面计算机),以及或另外允许该用户控制何时向次要设备,例如***设备(例如打印机、扫描仪等)供电。
图2是展示了一种用于提供多插座受控配电盘的示例***的一个实施方案的框图,该配电盘包括过电压保护并纳入了改进型电源。图2中的配电盘200是图1的配电盘100的详图。如在图2中所示,配电盘200包括:控制电路110、电源插头120、一个或多个常“on”插座130、命令输入设备140(配置为主插座)以及一个或多个受控插座150。控制电路110包括金属氧化物可变电阻器(MOV)保护电路260、高功率(HI PWR)电路270、低功率(LOPWR)电路280以及控制电路290。命令输入设备140包括主插座240、感测(SENSE)电路242、放大(AMP)电路244。在图1中所标号的元件以一种基本相似的方式运行。
MOV保护电路260具有输入端和输出端。MOV保护电路260的输入端与电源插头120电气连接并与其连通。MOV保护电路260的输出端与一个或多个常“on”插座130、命令输入设备140的主插座240部分、HI PWR电路270、LO PWR电路280以及控制电路290电气连接并与其连通。MOV保护电路260从电源插头120接收电力信号,并提供受保护电力信号到一个或多个常“on”插座130、命令输入设备140、HI PWR电路270、LO PWR电路280以及控制电路290。以下在图5中描述了MOV保护电路260的一个实施方案。在操作中,MOV保护电路260提供以下内容中的一项或多项:调节所接收的电力信号以便尤其降低进入的放射和传导高频信号和噪声;降低进入的超电压尖峰/浪涌的振幅;为配电盘200提供对MOV保护电路260内缺陷MOV单元的保护;以及确定接地连接的存在并将该信息传递到用户。总之,MOV保护电路260提供受保护电力到配电盘200内全部其它电路和插座。
HI PWR电路270具有输入端和输出端。HI PWR电路270的输入端与MOV保护电路260、一个或多个常“on”插座130、命令输入设备140的主插座240部分以及LO PWR电路280电气连接并与其连通。HI PWR电路270的输出端与控制电路290电气连接并与其连通。LO PWR电路280具有输入端和输出端。LO PWR电路280的输入端电气连接并与MOV保护电路260、一个或多个常“on”插座130、命令输入设备140的主插座240部分以及HI PWR电路270连通。LO PWR电路280的输出端与命令输入设备140的AMP电路244部分电气连接并与其连通。HI PWR电路270和LO PWR电路280每个都从MOV保护电路260接收受保护交流(AC)电力信号,并为配电盘200的内部电路产生不同的低电压电力电平。HI PWR电路270和LO PWR电路280分别将线路AC电有效转换成操作控制电路290和AMP电路244所需要的电压。HI PWR电路270和LO PWR电路280可以被最优化以便利用最有效功率电平运转配电盘200的内部电路。在操作中,LO PWR电路280供应实际功率到AMP电路244,并且HI PWR电路270供应实际功率到允许功率有效使用的控制电路290。与更传统的单电源方法相比,该方法的独特性是可以实现超过传统方法的高达4比1的省电。HI PWR电路270和LO PWR电路280的一个实施方案和利用该配置的优点下面在图6-8中被进一步描述。
控制电路290具有输入端和输出端。控制电路290的输入端与MOV保护电路260、HI PWR电路270以及命令输入设备140的AMP电路244部分电气连接并与其分离连通。控制电路290的输出端与一个或多个受控插座150电气连接并与其连通。控制电路290从HI PWR电路270接收真实电力信号,并当***到命令输入设备140的主插座240部分的设备牵引正在足够电力以便激活时从AMP电路244另外接收驱动信号。当控制电路290从AMP电路244接收驱动信号时,控制电路290允许电流在MOV保护电路260和一个或多个受控插座150之间流动。
命令输入设备140的SENSE电路242包括输入端和输出端。SENSE电路242的输入端与命令输入设备140的主插座240电气连接并与其连通。SENSE电路242的输出端与命令输入设备140的AMP电路244电气连接并与其连通。SENSE电路242监控来自主插座240的输出信号并提供感测信号到AMP电路244,该感测信号表示主插座240是否在使用中,或是至少高于阈值或最小预定值的牵引电流。在操作中,当与主插座240电气连通的设备正在牵引超过电流阈值的足够电流,例如牵引足够电流以便以“ON”状态向设备供电时,SENSE电路242确定主插座240正在牵引电流。在此类状况下,SENSE电路242响应于主插座240牵引至少一个预定量的电流而产生感测信号,并提供所产生的感测信号到AMP电路244。在一些实施方案中,SENSE电路242由主插座240供电,因为主插座240总是“ON”。在此类实施方案中,从由SENSE电路242监控的主插座240牵引的电流可以排斥SENSE电路242运转所需要的电流(和电力),和/或SENSE电路242可以被编程(通过硬件、软件或以其它方式)或调整,以便产生SENSE电路242从主插座240牵引的电流(和电力)。
命令输入设备140的AMP电路244包括输入端和输出端。AMP电路244的输入端与SENSE电路242和LO PWR电路280电气连接并与其分离连通。AMP电路244的输出端与控制电路290电气连接并与其连通。AMP电路244从LO PWR电路280接收真实电力信号,并从SENSE电路242另外接收基于主插座240的状态的感测信号。AMP电路244将从SENSE电路242接收的信号与阈值比较,以便确定主插座240是否为“on”。如果从SENSE电路242接收的信号等于或超过阈值,则AMP电路244产生驱动信号并提供所产生的驱动信号到控制电路290。
在操作中,配电盘200使用户能够将配电盘配置成利用与命令输入设备140电气连通的主设备(例如个人计算机,如膝上或桌面计算机),命令输入设备140配置为主/从设备以便控制何时向次要设备例如***设备(例如打印机、扫描仪等)、桌面照明等供电。在相同或不同的实施方案中,当主设备在“待机”状态,并连接到配置为主/从设备的命令输入设备140并与其电气连通时,该主设备将从命令输入设备140接收电流,但电流的量将低于该设备在“on”状态时的电流。在该“待机”状态中,设备在低于预定阈值电位的电位接收电流。在该实施方案的一个实例中,配电盘200将“待机”状态处理为类似于“off”状态,从而使得在这两个状态下:(1)命令输入设备140不提供充足电力或电流到主设备,该主设备连接到通信输入设备140并与其电气连通;以及(2)控制电路110将不供电到一个或多个受控插座150,并因此将不提供电流到任何次要设备,该次要设备连接到一个或多个受控插座150并与其电气连通。该实施方案的一个实例可以在主设备是电视机时发生。
图3是展示了一种用于提供多插座受控配电盘的示例***的另一实施方案的框图,该配电盘包括过电压保护并纳入了改进型电源。图3中的配电盘300是图1的配电盘100的详图。如在图3中所示,配电盘300包括:控制电路110、电源插头120、一个或多个常“on”插座130、命令输入设备140(配置为无线接收器)以及一个或多个受控插座150。控制电路110包括金属氧化物可变电阻器(MOV)保护电路260、高功率(HI PWR)电路270、低功率(LO PWR)电路280以及控制电路290。命令输入设备140包括天线341、接收器电路343、逻辑电路345以及开关348。在图1和/或2中所标号的元件以一种基本相似的方式运行。
命令输入设备140的天线341包括输入端和输出端。天线341的输入端与发射器(未示出)无线连接并与其连通。天线341的输出端与通信输入设备140的接收器电路343电气连接并与其连通。天线341经电缆、导线、环境空气、传感器或其它介质接收称为电磁信号的辐射信号,该辐射信号以能量波的形式包括信息例如命令。天线341将接收信号转到接收器电路343。在一个实施方案中,天线341可以是电路板的一部分、导线天线或可商购的天线,该电路板是接收器电路343的一部分。命令输入设备140另外包括开关348。开关348包括输入端和输出端。开关348的输入端被配置成从用户接收命令。开关348的输出端与逻辑电路345并电气连接到与其连通。在一些实施方案中,开关348被实施为手动开关。在其它实施方案中,开关348可以被实施为能够执行相似功能的任何其它用户输入设备,包括与逻辑电路345物理连通的机械开关等。
命令输入设备140的接收器电路343包括输入端和输出端。接收器电路343的输入端与天线341电气连接并与其连通,并且接收器电路343的输出端与逻辑电路345电气连接并与其连通。在一个实施方案中,接收器电路343与LO PWR电路280电气连接并与其连通。接收器电路343被配置成接收来自天线341的接收信号,产生命令信号并将所产生的命令信号转到逻辑电路345。接收器电路343典型地包括调谐器、检测器和放大器。调谐器在特定频率谐振并放大谐振频率。检测器在接收信号内检测命令信号并从接收信号提取命令信号。放大器放大所接收的命令信号。在其它实施方案中,相同或不同的部件提供基本相似的功能,并可以将以上所描述的部件的功能组合。接收器电路343可以被实施为任何合适的接收器电路。
命令输入设备140的逻辑电路345包括输入端和输出端。逻辑电路345的输入端与接收器电路343、开关348以及LO PWR电路280电气连接并与其连通。接收器电路345的输出端与控制电路290电气连接并与其连通。逻辑电路345从接收器电路343接收所接收的命令信号,基于逻辑电路345内的逻辑产生操作信号,并将所产生的操作信号转到控制电路290。逻辑电路345可以被实施为任何合适的逻辑电路。
在操作中,配电盘300使用户能够无线地控制配电盘以便控制何时向设备例如个人计算机或与一个或多个受控插座150电气连通的***设备供电。在相同或不同的实施方案中,用户可以使用一个或数个电磁方法,例如红外频谱、包括个人区域网络(PAN)频谱的无线联网频谱、射频(RF)频谱、发光二极管(LED)频谱等无线控制配电盘300。在一个实施方案中,配电盘300通过允许用户完全关闭她的设备来使得用户能够降低与一个或多个受控插座150电气连通的设备的功耗。
图4是展示了一种用于提供多插座受控配电盘的示例***的另一实施方案的框图,该配电盘包括浪涌保护并纳入了改进型电源。图4中的配电盘400是图1的配电盘100的详图。如在图4中所示,配电盘400包括:控制电路110、电源插头120、一个或多个常“on”插座130、命令输入设备140(配置为无线接收器)以及受控插座150。控制电路110包括金属氧化物可变电阻器(MOV)保护电路260、高功率(HI PWR)电路270、低功率(LO PWR)电路280以及控制电路290。命令输入设备140包括激励电路446以及微控制器447。在图1和/或2中所标号的元件以一种基本相似的方式运行。
命令输入设备140的激励电路446包括输入端和输出端。激励电路446的输入端被配置成主动或被动地感测/检测纳入激励电路446的配电盘的指定区域内请求主体的存在,例如配电盘400的给定距离内用户的存在。在一个实施方案中,激励电路446从微控制器447接收电力,并在一个不同实施方案中(未示出),激励电路446从LO PWR电路280接收电力。激励电路446的输出端与命令输入设备140的微控制器447电气连接并其连通。在一些实施方案中,激励电路446通过辐射能量波进入配电盘400周围区域,从周围物体接收反射能量波,并然后产生被转到微控制器447的命令信号来使用主动方法学。可以由激励电路446利用的主动能量波的实例包括超声频谱、射频(RF)频谱、发光二极管(LED)频谱等。在其它实施方案中,激励电路446通过感测来自配电盘400周围区域的能量,并然后产生被转到微控制器447的命令信号来使用被动方法学。可以由激励电路446利用的主动能量波的实例包括红外频谱、音频频谱等。激励电路446可以被实施为任何合适的电路。
命令输入设备140的微控制器447包括输入端和输出端。微控制器447的输入端与激励电路446和LO PWR电路280电气连接并其连通。微控制器447的输出端与控制电路290电气连接并其连通。微控制器447从激励电路446接收命令信号,基于微控制器447内的逻辑产生操作信号,并将所产生的操作信号转到控制电路290。微控制器447可以被实施为任何合适的逻辑电路。
在操作中,配电盘400使用户能够控制配电盘并确定何时向设备,例如个人计算机或与一个或多个受控插座150电气连通的***设备供电。在相同或不同的实施方案中,用户可以使用一种或多种主动方法学,例如超声频谱、射频(RF)频谱、发光二极管(LED)频谱等控制配电盘400,并确定用户何时可以在附近。在其它实施方案中,用户可以控制配电盘400,并使用一种或多种被动方法学例如红外频谱、音频频谱等确定用户何时可以在附近。在一个实施方案中,配电盘400通过允许用户完全关闭她的设备直到激励电路446确定已经符合一个或更多个具体标准来使得用户能够降低与一个或多个受控插座150电气连通的设备的功耗。
图5是展示了一个示例MOV保护电路500的一个实施方案,例如以上图2-4的MOV保护电路260的电路示意图。MOV保护电路500通过从电源接收原始功率并提供受保护实际功率到电路内其余元件例如在以上图2-4中所描述的另外元件来执行如在图2-4中所描述的功能。支持MOV保护电路500的概念在本领域中已知,并因此将在此描述仅MOV保护电路500的某些部分。MOV保护电路500包括线路节点520、中性节点521和接地节点522,以及众多其它节点501-514。节点520与线电压电气连通。节点521与中性线电气连通。节点522与接地电气连通。
在图5中,断路器530位于节点520和节点501之间,并且热熔丝531位于节点501和502之间。二极管532包括连接到节点502的阳极和连接到节点503的阴极,并且电阻器533位于节点503和504之间。保险丝534位于节点502和节点505之间,热熔丝536位于节点505和节点507之间,并且MOV543位于节点507和节点521之间。电阻器535位于节点502和节点506之间,电容器544位于节点502和节点521之间,MOV545位于节点502和节点521之间,并且电阻器547位于节点502和节点522之间。电阻器537位于节点507和节点508之间,并且二极管540包括连接到节点508的阳极和连接到节点506的阴极。双极结晶体管(BJT)541包括连接到节点508的基极、连接到节点506的发射极和连接到节点510的集电极。电阻器538位于节点507和509之间,并且LED539包括连接到节点509的阳极和连接到节点510的阴极。二极管542包括连接到节点510的阳极和连接到节点521的阴极。MOV546位于节点502和节点513之间。LED548包括连接到节点504的阳极和连接到节点511的阴极。BJT552包括连接到节点511的集电极、连接到节点512的基极和连接到节点521的发射极。电阻器549位于节点512和节点522之间,电阻器550位于节点512和节点521之间。二极管551包括连接到节点512的阴极和连接到节点521的阳极。MOV553位于节点521和节点513之间,热熔丝554位于节点513和节点514之间,以及保险丝555位于节点514和节点522之间。
在图5中,电容器544减少来自外部源的不需要的信号或噪声。MOV543、546、553和545将不需要的电压尖峰减少到可接受的水平。双极结晶体管(BJT)541和相关联部件是“消弧电路”以便感测MOV543何时不再提供保护,并完全且永久停用浮动配电盘,例如图2中的配电盘200。BJT552和相关联部件确定配电盘200是否合适接地,并通过一些类型的用户界面(例如,如果不合适接地,则发光二极管(LED)LED548将照亮以便示出故障)将判断传递到用户。电阻器550抵抗BJT552的集电极漏电流(Icbo)。二极管532为电路和二极管551提供直流(DC)电,二极管551防止反向偏压使BJT552的基极偏压。在该实施方案中,如果到接地的连接损失或不再存在,则电阻器547和549操作以便将BJT552的基极拉“高”,由此导致BJT552导电并向发光二极管548供电,发光二极管548然后在运行时向用户指示接地的损失。
在图5中,断路器530可以被实施为任何合适的断路器。热熔丝531和536可以被实施为任何合适的15安、125伏热熔丝。热熔丝554可以被实施为任何合适的五安、125伏热熔丝。二极管540、532以及542可以被实施为任何合适的二极管,例如可从CA,圣何塞市的仙童半导体公司获得的1N4007二极管。二极管551可以被实施为任何合适的二极管,例如可从CA,圣何塞市的仙童半导体公司获得的1N4148二极管。LED539可以被实施为任何合适的绿色LED。LED548可以被实施为任何合适的红色LED。保险丝534可以被实施为直径0.3mm的任何合适保险丝。保险丝555可以被实施为直径0.23mm的任何合适保险丝。MOV543、546和553可以被实施为任何合适的MOV,例如可从台湾路竹、桃园的Ceramate获得的GNR20D201K MOV。MOV545可以被实施为任何合适的MOV。BJT541可以被实施为任何合适的BJT,例如可从CA,圣何塞市的仙童半导体公司获得的KSP94BJT。BJT552可以被实施为任何合适的BJT,例如可从CA,圣何塞市的仙童半导体公司获得的KSP94BJT。电容器544可以被实施为任何合适的电容器。电阻器537可以被实施为任何合适的5.1kΩ/.5瓦电阻器。电阻器535可以被实施为任何合适的910Ω/2瓦电阻器。电阻器533和538可以被实施为任何合适的39Ω/.25瓦电阻器。电阻器547和549可以被实施为任何合适的2MΩ/.5瓦电阻器。电阻器550可以被实施为任何合适的1MΩ/.25瓦电阻器。电阻器元件可以从任何著名电子零件经销商或零售商获得。
尽管在图5中详述和以上所描述的电路是用于提供以上所描述的功能的典型的解决方案,但所详述和描述的功能可以使用不同类型的部件实施。例如,MOV可以用瞬态电压抑制器(TVS)设备、使用集成电路的分立式晶体管电路,或利用电感器、变压器以及部件的任何组合的电磁干扰/射频干扰(EMI/RFI)抑制电路来替换,以便创造所需要的抑制。
图6是展示了一种用于提供多插座主/从配电盘的示例***的一部分的一个实施方案的电路示意图,该配电盘纳入了改进型电源并排除了MOV部分。图6中的配电盘600是图2的配电盘200的一部分的详图,但为清晰,排除了公开并描述为图5的MOV保护电路500的配电盘200的一部分。配电盘600例如通过从MOV保护电路(即图2的MOV保护电路260)接收受保护电力并提供以上也在图2中所描述的多插座主/从配电盘来执行在图2中所描述的功能。配电盘600包括:主插座240、一个或多个受控插座150、高功率(HI PWR)电路270、低功率(LO PWR)电路280、感测(SENSE)电路242、放大(AMP)电路244,以及控制电路290。配电盘600包括线路节点630、中性节点631和接地节点632,以及众多其它节点。节点630与线电压电气连通,并且在一个实施方案中基本相似于图5中的节点502。节点631与中性线电气连通。节点632与接地电气连通。在图1和/或2中所标号的元件以一种基本相似的方式运行。
主插座240包括用于和设备电源线接合的插头以及三(3)个输入端,该三个输入端包括连接到线路节点630的线路输入端、连接到节点601的中性输入端,以及连接到节点632的接地输入端。SENSE电路242包括变流器(CT)640,CT640包括初级绕组,该初级绕组具有连接到节点601的第一末端以及连接到节点631的第二末端。CT640另外包括次级绕组,该次级绕组具有连接到节点631的第一末端以及连接到节点602的第二末端。SENSE电路242被配置成感测与主插座240接合的设备何时牵引电流,并然后基于电流牵引提供感测信号(SENSE SIG)到AMP电路244。在一个实施方案中,主插座240的中性输入端经过SENSE电路242的核心,并连接到节点631。在一些实施方案中,当电流由经主插座240的插头电气连接的设备所牵引时,电流经电气连接到SENSE电路242的CT640的路径而流动,并在CT640的次级绕组中感应小电压,SENSE SIG。
在图6中,AMP电路244包括第一运算放大器(Op Amp)641,该放大器包括连接到节点602的非反相输入端、连接到节点603的反相输入端、连接到节点604的输出端、连接到节点605的DC电源输入端(也称为Vcc),以及连接到节点631的DC返回输入端。电阻器642位于节点603和节点604之间,并且电阻器643位于节点603和节点631之间。极化电容器644包括连接到节点604的阳极和连接到节点607的阴极。Op Amp645包括连接到节点607的非反相输入端、连接到节点608的反相输入端、连接到节点609的输出端、连接到节点605的DC电源输入端(也称为Vcc),以及连接到节点631的DC返回输入端。在一个实施方案中,Vcc是固定的低功率DC电力信号。电阻器646位于节点608和节点609之间,电阻器647位于节点608和节点631之间,并且电阻器648位于节点607和节点631之间。二极管649包括连接到节点609的阳极和连接到节点610的阴极。极化电容器650包括连接到节点610的阳极和连接到节点631的阴极。最终,二极管651包括连接到节点610的阳极和连接到节点605的阴极。
AMP电路244包括两个运算放大器,这两个运算放大器被配置成从CT640的次级绕组接收SENSE SIG,并产生被提供到控制电路290的驱动信号。在一些实施方案中,AMP电路244包括两(2)个运算放大器(641和645),这两个运算放大器将电压信号(SENSE SIG)放大以便产生放大控制信号(CTRL SIG),并提供CTRL SEG到控制电路290。在一个实例中并参考图6,SENSE SIG由Op Amp641、电阻器642和电阻器643的电路以约61.6的因数放大,以便产生并中间控制信号。进一步对于该实例,仅中间控制信号的AC分量经过电容器644并施加在电阻器648两端。在该实例中,因为没有DC分量,所以约一半AC信号在轨道中损失,使有效中间控制信号电压增益近31倍。中间控制信号然后由Op Amp645、电阻器647和电阻器646的电路以近29.6的因数放大,导致总信号电压增益是约911,以便产生放大控制信号,CTRL SIG。在该实例中,CTRL SIG电压由电容器650和二极管649的组合峰值检测。
在图6中,控制电路290包括LED652,LED652包括连接到节点610的阳极和连接到节点612的阴极;电阻器653位于节点612和节点613之间;以及电阻器654位于节点613和节点631之间。多双极结晶体管(BJT)电路655被配置为复合晶体管对,并包括连接到节点613的基极、连接到节点614的集电极,以及连接到节点631的发射极。二极管656包括连接到节点614的阳极和连接到节点615的阴极。继电器/开关657包括连接到节点614的第一末端、连接到节点615的第二末端、连接到节点630的固定常开触点,以及连接到节点621的衔铁活动触点,该衔铁活动触点是开关引线。
在操作中,CTRL SIG穿过LED652和电阻器653,以便使BJT电路655偏压导通。偏压BJT电路655接通或关闭继电器/开关657,该继电器/开关激发一个或多个受控插座150。在一个实例中,继电器/开关657被实施为单刀单掷开关。在该实施方案中,二极管656从继电器/开关657吸收反电磁场(EMF);电阻器654被用来抵抗来自BJT电路655的Icbo;以及二极管651在配电盘600的停机将电容器650放电。
在图6中,HI PWR电路270包括位于节点630和节点617之间的电容器658;电阻器659位于节点617和节点618之间;以及二极管662包括连接到节点618的阳极和连接到节点615的阴极。电阻器660位于节点630和节点617之间。齐纳二极管661包括连接到节点618的阴极和连接到节点631的阳极,并且极化电容器包括连接到节点615的阳极和连接到节点631的阴极。
在操作中,电容器658是无功电压分压器,该分压器供应降低的电流限制电压到电阻器659和齐纳二极管661。另外,在该实施方案中,电阻器660充当泄漏电阻器,并且电阻器659在过电压的情况下提供额外的电阻。进一步对于该实施方案,齐纳二极管661和二极管662被配置成用于为半波整流电力信号提供24伏。另外,在该实施方案中,二极管662被定位和配置,从而在相反的半周期期间,极化电容器663不被放电进入配置成正向偏压的齐纳二极管661中。进一步对于该实施方案,极化电容器663存储运转控制电路290所需要的能量并使其平滑。在一个实例中,HI PWR电路270经节点615供应可变(高和低)DC电力信号到控制电路290,并经节点630进一步供应AC电力信号到继电器/开关657。
在图6中,LOW PWR电路280包括极化电容器664,该极化电容器包括连接到节点605的阳极和连接到节点606的阴极。电容器665位于节点619和节点630之间,并且电阻器666也位于节点619和节点630之间。电容器667位于节点619和620之间。齐纳二极管668包括连接到节点620的阴极和连接到节点631的阳极,并且二极管669包括连接到节点620的阳极和连接到节点605的阴极。。
在操作中,电容器665是无功电压分压器,该分压器供应降低的电流限制电压到电阻器667和齐纳二极管668。另外,在该实施方案中,电阻器660充当泄漏电阻器,并且电阻器667在过电压的情况下提供额外的电阻。在一个实例中,齐纳二极管668和二极管669被配置成用于为半波整流电力信号提供6.2伏。另外,在该实施方案中,二极管669被定位和配置,以便在相反的半周期期间,电容器664不被放电进入配置成正向偏压的二极管669中。进一步对于该实施方案,电容器664存储运转AMP电路244所需要的能量并使其平滑。
在配电盘600的电源部分中,两个功率电路(HI PWR电路270和LO PWR电路280)设计上基本相似,但具有不同的功率值以便向配电盘600的其它部分供电。利用双电源方法学允许电力(24V和6.2V)更有效输送到配电盘600的下游有源元件。该效率被实现为供应基本不同的双电压的单电源,电阻方法学需要该双电压以便分压下降,由此产生热并浪费额外的电力。
一个或多个受控插座150的每个都包括用于和设备电源线接合的插头以及三(3)个输入端,该三个输入端包括连接到继电器/开关657的线路输入端、连接到节点631的中性输入端,以及连接到节点632的接地输入端。一个或多个常“on”插座130的每个都包括、用于和、设备电源线接合的插头以及三(3)个输入端,该三个输入端包括连接到线路节点630的线路输入端、连接到节点631的中性输入端,以及连接到节点632的接地输入端。
在图6中,CT640可以被实施为任何合适的变流器。Op Amp641和645可以被实施为任何合适的运算放大器,例如可从CA,圣何塞市的仙童半导体公司获得的LM358运算放大器。二极管649、651、656、662以及669可以被实施为任何合适的二极管,例如可从CA,圣何塞市的仙童半导体公司获得的1N4007二极管。齐纳二极管661可以被实施为任何合适的24伏齐纳二极管。齐纳二极管668可以被实施为任何合适的6.2伏齐纳二极管。LED652可以被实施为任何合适的绿色LED。继电器/开关657可以被实施为任何合适的单刀单掷(SPST)继电器。多BJT电路655可以被实施为任何合适的多BJT,例如可从CA,圣何塞市的仙童半导体公司获得的KSP13BJT。电阻器660和666可以被实施为任何合适的1MΩ电阻器。电阻器659和667可以被实施为任何合适的100Ω耐火电阻器。极化电容器650和663可以被实施为任何合适的100μF极化电容器。电阻器642可以被实施为任何合适的20kΩ电阻器。电阻器643可以被实施为任何合适的330Ω电阻器。电阻器646可以被实施为任何合适的160kΩ电阻器。电阻器647可以被实施为任何合适的5600Ω电阻器。电阻器648可以被实施为任何合适的5100Ω电阻器。电阻器653可以被实施为任何合适的1KΩ电阻器。电阻器654可以被实施为任何合适的3KΩ电阻器。极化电容器644可以被实施为任何合适的1μF极化电容器。电容器658可以被实施为任何合适的330nF电容器。极化电容器664可以被实施为任何合适的330μF极化电容器。电容器665可以被实施为任何合适的220nF电容器。电阻器以及电容器元件可以从任何著名电子零件经销商或零售商获得。
图7是展示了一种用于提供多插座主/从配电盘的示例***的一部分的一个实施方案的电路示意图,该配电盘纳入了改进型电源并排除了MOV部分。图7中的配电盘700是图3的配电盘300的一部分的详图,但为清晰,排除了公开并描述为图5的MOV保护电路500的配电盘300的一部分。配电盘700例如通过从MOV保护电路(即图3的MOV保护电路260)接收受保护电力并提供以上也在图3中所描述的多插座受控配电盘来执行在图3中所描述的功能。配电盘700包括一个或多个常“on”插座130、受控插座150、高功率(HI PWR)电路270、低功率(LO PWR)电路280、控制电路290、天线341、接收器电路343、逻辑电路345,以及手动开关348。在一些实施方案中,天线341被配置为接收器电路343的一部分。配电盘700包括线路节点740、中性节点741和接地节点742,以及众多其它节点。节点740与线电压电气连通,并在一个实施方案中基本相似于图5中的节点502。节点742与接地电气连通。在图1、2和/或3中所标号的元件以一种基本相似的方式运行。
在图7中,接收器电路343包括天线341和接收器芯片756,以及将在以下被描述的其它元件。接收器电路343包括连接到节点701的天线341。电感器750位于节点701和射频接地(RFGND)743之间,并且电容器751位于节点701和节点702之间。电感器752位于节点702和RFGND743之间,并且电容器753位于节点702和RFGND743之间。电容器754位于节点702和节点703之间,并且电感器755位于节点703和RFGND743之间。接收器芯片756包括:连接到节点703的天线引脚ANT;连接到节点705的电源引脚Vdd;连接到节点707的DO引脚;连接到节点708的CAGC引脚;连接到节点709的CTH引脚;连接到节点710的RO1引脚;连接到节点711的RO2引脚;以及RNG1引脚、RFG2引脚、SEL0引脚、SEL1引脚、SHDN引脚、NC引脚,以及连接到RFGND743的GND引脚。电阻器757位于节点704和RFGND743之间。电容器758位于节点705和RFGND743之间,并且电容器759也位于节点705和RFGND743之间。电容器760位于节点708和RFGND743之间,并且电容器761位于节点709和RFGND743之间。电容器762位于节点710和RFGND711之间。
在图7中,逻辑电路345包括地址选择器开关763、解码器764、集成电路768,以及其它元件。开关763是可寻址选择器开关,并包括连接到GND744的四(4)个输入引脚和连接到解码器764的引脚A2-A5的四个输出引脚。在其它实施方案中,开关763可以被配置成包括带有解码器764上相关联引脚的相对应的增加或减少的更多或更少引脚。解码器764另外包括:连接到节点706的电源引脚Vcc;连接到节点712的OSC1引脚;连接到节点713的电源引脚OSC2;连接到节点714的D9引脚;连接到节点715的D8引脚;连接到节点739的VT引脚;以及连接到GND744的Vss引脚。电容器765位于节点706和GND744之间。电阻器766位于节点712和节点713之间。逻辑芯片767是NAND门逻辑,该NAND门逻辑具有连接到节点714的第一输入端、连接到节点739的第二输入端,以及连接到节点716的一个输出。逻辑芯片768是NAND门逻辑,该NAND门逻辑具有连接到节点739的第一输入端、连接到节点715的第二输入端,以及连接到节点717的输出端。集成电路769包括:连接到节点706的Vcc引脚;连接到节点716的反相PR引脚;连接到集成电路769的反相Q引脚的D引脚;连接到节点720的CLK引脚;连接到节点722的反相CLR引脚;连接到节点721的Q引脚;以及连接到GND744的GND引脚。电容器770被连接在节点706和GND744之间。逻辑芯片771是NAND门逻辑,该NAND门逻辑具有连接到节点718的第一输入端、也连接到节点718的第二输入端,以及连接到节点720的一个输出。电阻器772位于节点718和节点706之间,并且电容器773位于节点718和GND744之间。手动开关348包括连接到节点718的输出引脚以及连接到GND744的接地引脚。二极管对包括第一二极管774和第二二极管775,第一二极管774具有连接到节点722的阳极和连接到节点717的阴极,第二二极管775具有连接到节点722的阳极和连接到节点723的阴极。电阻器776位于节点722和节点706之间。开关电源LED777包括连接到节点721的阳极和连接到节点719的阴极。逻辑芯片778是NAND门逻辑,该NAND门逻辑具有连接到节点724的第一输入端、也连接到节点724的第二输入端,以及连接到节点723的输出端,连接到节点706的DC电源输入端和连接到GND744的DC返回输入端。电容器779位于节点706和GND744之间。电容器780位于节点706和节点724之间,并且电阻器781位于节点724和GND744之间。二极管对包括第一二极管782和第二二极管783,第一二极管782具有连接到节点724的阴极和连接到GND744的阳极,第二二极管783具有连接到节点725的阴极和连接到GND744的阳极。在一个实施方案中,逻辑芯片767、768、771以及778被实施为带有施密特触发器的NAND门。
在操作中,用户确定应何时启用或停用从一个或多个受控插座150接收电力的***设备。用户发送译码信号到单元以便执行on或off功能。天线341接收电磁辐射并将其转换成电信号。接收器电路343选择或调谐该信号、将其放大、并然后恢复传输中内嵌的数字信号。接收器电路343然后供应数字信号到逻辑电路345内的解码器764,该解码器确定所传输的信号是否属于配电盘700以及信号类型,例如它是否为on信号或off信号。on信号迫使集成电路769的触发器输出一,并且off信号迫使集成电路769的触发器输出零。如果将开关348按下,则其将触发器改变到下一个状态。一接通LED777、晶体管BJT7012以及继电器电路7014(在以下描述的元件);其激发一个或多个受控插座150。零关断所有元件。电源由两个模块组成,一个模块为继电器产生电力并且另一个模块为电路其余部分产生电力。该特征是节能方案的一部分。
进一步对于以上内容,所接收的电磁信号由预选/匹配滤波器进行处理,该滤波器由电感器750、752和755以及电容器751、753和754组成。该滤波器将天线341的输出阻抗匹配到接收器电路343的输入阻抗。该处理另外帮助将导致预调谐接收器的通道信号之外的任何信号衰减。该信号接下来被转入接收器芯片756,并被进一步调谐到带有相对窄带宽的单频率,因此筛除大部分其它信号,导致获得感兴趣的信号。接收器芯片756放大该信号并利用一种检测方法学恢复所嵌入的数字信号。电容器758和759从接收器电路343移除可以从电源发现其路线的任何信号。晶体762提供用来运转调谐电路的精确频率。电阻器757是零欧电阻器,并且如果移除,则允许使用无线电的静噪特征。电容器761被用于接收器芯片756的检测电路,并为接收器芯片756存储一个相对阈值,以便确定是否在串行数据输出中输出逻辑一或逻辑零信号。电容器753被用于接收器的自动增益控制(“AGC”)电路中。AGC被用来调整无线电的增益到相对于可靠输出数据的检测器需求而言一个固定的值。
调谐信号被馈送进入解码器764,该解码器解码该串行数据为地址和函数。对开关763上设定的值进行地址检查。如果存在匹配,则根据匹配数据输出on或off函数,其中“on”输出转到解码器764的端口引脚D9,并且一个“off”输出转到解码器764的端口引脚D8。电阻器766设定内部RC产生时钟频率以便运转解码器764。电容器765防止电源噪声离开或进入解码器764。另外,电容器770和电容器779分别在集成电路769以及逻辑芯片767、768、771和778上执行相同功能。
如果解码器764识别了一个有效地址,则引脚VT在地址时间被设定为“高”,这允许功能信号经过由逻辑芯片767和768组成的传输门。如果信号是“一”,则它被直接馈送进入触发器电路769预设(PR端)引脚并迫使“一”在Q输出端导致一个“on”信号。在此情况下是“零”的相反信号被从集成电路的769的Q端输出端馈送进入触发器的D输入端。如果时钟信号被馈送进入触发器的CLK输入端,则它将改变状态。每当时钟信号在CLK输入端被接收,触发器将改变状态。时钟信号源于逻辑芯片711,该逻辑芯片是施密特触发门。每当用户按下开关348的开关按钮,该门从开关348接收信号。来自开关348的开关信号由电阻器772和电容器773消抖动。在用户按下与开关348相关联的按钮时,一个或多个受控插座150改变状态。来自传输门(即,逻辑芯片767和768)的“off”信号通过由电阻器776以及二极管对774和775组成的“OR“门。“off”信号转到触发器的CLR端引脚。接收“off”信号迫使控制电路290的LED777、BJT7012和继电器电路7014,以及一个或多个受控插座150切换“off”。因为在逻辑电路345内具有“OR门”逻辑电路,所以迫使所有元件切换到“off”状态的另一个信号是加电复位。该信号在“加电”由逻辑芯片(例如施密特触发器门)778、电容器780以及电阻器781产生。二极管对782和783的一侧将电容器780迅速放电,以便如有需要使电容器780准备就绪以帮助产生另一加电复位信号。在触发器电路是“on”时,由集成电路(IC)769的Q输出端定义的是“一”或“高”,然后电流流过LED777,导致它照亮并指示一个或多个受控插座150是“on”。
在图7中,HI PWR电路270包括位于节点740和节点726之间的电阻器784,以及位于节点740和节点726之间的电容器785。全波电桥整流器786包括连接到节点728的引脚1、连接到节点741的引脚2、连接到节点726的引脚3,以及连接到节点727的引脚4。电感器787位于节点727和节点729之间。电感器788位于节点727和节点GND744之间。电容器789位于节点729和GND744之间,齐纳二极管790包括连接到GND744的阳极和连接到节点729的阴极,并且极化电容器791包括连接到节点729的阳极和连接到GND744的阴极。
在图7中,LO PWR电路280包括位于节点730和740之间的电阻器792,并且电容器793位于节点730和740之间。全波电桥整流器794包括连接到节点732的引脚1、连接到节点741的引脚2、连接到节点730的引脚3,以及连接到节点731的引脚4。电感器795位于节点731和节点733之间,并且电感器796位于节点732和GND744之间。电阻器797位于节点733和节点734之间,并且电容器798位于节点733和GND744之间。齐纳二极管799包括连接到GND744的阳极和连接到节点734的阴极;极化电容器7001包括连接到节点734的阳极和连接到GND744的阴极;以及电容器7002位于节点734和GND744之间。低压差(LDO)调节器7003包括连接到节点734的输入引脚、连接到节点706的输出引脚,以及连接到GND744的接地引脚。电容器7004位于节点706和GND744之间,并且电容器7005位于节点706和GND744之间。电阻器7006位于节点706和节点735之间。电感器7007位于节点706和节点705之间。LED7008包括连接到节点735的阳极和连接到GND744的阴极。电感器7009位于节点743和GND744之间。
因为HI PWR电路270和LO PWR电路280相似但带有不同值以便按需要供电,所以由于另一个在功能上相同,因此将仅详细描述一个。LO PWR电路280的电容器793是无功电压分压器,该分压器供应降低的电压,该降低的电压是电流受限于电阻器797和LDO调节器7003。电阻器792是泄漏电阻器。电容器798、电感器795和796、电阻器797以及齐纳二极管799在过电压的情况下提供保护。全波电桥整流器794将进入的AC电力转换成DC。电容器7001和7002进一步防止浪涌电压,帮助使进入的整流电压平滑,并为LDO调节器7003提供宽带低阻抗源。LDO调节器7003是有源低压差调节器,该调节器为接收器电路343和逻辑电路345提供固定电压输出。电容器7004和7005进一步使输出电压平滑,并为LDO调节器7003提供所需要的电极。电感器7007和7009使逻辑电路中所产生的噪声从无线电隔离。电阻器7006和LED7008不用来产生电力,而是在两个条件都被满足时提供指示灯的指示器电路。该两个条件是:(1)一个或多个常“on”插座130具有电力;以及(2)图5中MOV保护电路500的主MOV没有故障。
利用HI PWR电路270和LO PWR电路280作为两节电源设计降低了电源的功耗。在操作中并理解功率是电压乘以电流的函数,如果电路将在某一固定电流电平但在各种电压下操作,则挑选最低电压将使用最少量的功率。因此,低压电源(即LO PWR电路280)被用来为无线电和逻辑电路产生低电压功率。因为无功输入电源在从高电压AC线路电产生低电压时不浪费实际功率,所以该配置为低电压电路使用最小量的功率。用于继电器的电压是高压电源(即HI PWR电路270)。与低压电源相似,高压电源使用无功输入以便将线电压降低到继电器所需要的电压。高压电源也是“软“电源。即,从电源牵引负载电流时,电压下降,提供甚至更多的省电。与更传统的单电源途径相比,该途径的独特性是可以实现超过传统方法的高达4比1的省电。
在图7中,控制电路290包括位于节点719和节点735之间的电阻器7010,并且电阻器7011位于节点735和GND744之间。双极晶体管BJT7012包括连接到节点735的基极、连接到节点737的集电极和连接到GND744的发射极。齐纳二极管7013包括连接到节点737的阴极和连接到GND744的阳极。继电器电路7014包括连接到节点737的第一末端、连接到节点729的第二末端、连接到节点740的固定常开触点,以及连接到节点745的衔铁活动触点,该衔铁活动触点是开关引线。二极管对包括第一二极管7015和第二二极管7016,该第一二极管具有连接到节点746的阴极和连接到节点737的阳极,该第二二极管具有连接到节点729的阴极和连接到节点737的阳极。
在操作中,电流从逻辑电路345流过电阻器7010到控制电路290,这限制了LED777和BJT7012的基极二者的电流。在电流流过电阻器7010时,BJT7012“接通”并允许电流在控制电路290的继电器电路7014的线圈中流动,导致继电器电路7014关闭其触点,并向一个或多个受控插座150供电。如果逻辑电路345的触发器电路是“off”,如由集成电路769的Q输出端定义为零或“低”,则LED777不正向偏压,并且BJT7012、继电器7014以及一个或多个受控插座150“off”。在一个或多个受控插座150是“off”时,没有Icbo之外的电流流入BJT7012的基极。因为Icbo漏泄电流可以将晶体管接通,所以电阻器7011牵引任何BJT7012Icbo到安全电平,由此防止BJT7012“接通”。仅包括二极管7015和7016(跨继电器线圈的7016)的二极管对的一半被用来在BJT7012关断时抵抗EMF。齐纳二极管7013被用来保护BJT7012免受来自经过电源的AC线路的浪涌电压。
在图7中,接收器芯片756可以被实施为任何合适的接收器芯片,例如可从California,圣何塞市的仙童半导体公司获得的MICRF211。晶体762可以被实施为具有13.52127MHz频率的任何合适的晶体设备。地址选择器开关763可以被实施为任何合适的4位DIP地址选择器开关。解码器764可以被实施为任何合适的逻辑芯片,例如可从CA,费里蒙特市的盛群半导体公司获得的HT12D。NAND门逻辑芯片767、768、771以及778可以被实施为任何合适的NAND门逻辑芯片,例如可从California,圣何塞市的仙童半导体公司获得的MM74HC132。集成电路769可以被实施为任何合适的逻辑芯片,例如可从California,圣何塞市的仙童半导体公司获得的NC7SZ74。LDO调节器7003可以被实施为任何合适的LDO调节器,例如可从AZ,菲尼克斯市的ON半导体获得的LP2950ACDT-3.3。BJT7012可以被实施为任何合适的BJT。继电器电路7014可以被实施为任何合适的单刀单掷(SPST)继电器。二极管-对774和775、782和783,以及7015和7016可以被实施为任何合适的二极管-对设备,例如可从California,圣何塞市的仙童半导体公司获得的BAS40SL。全波电桥整流器786和794可以被实施为任何合适的全波电桥整流器,例如可从IL,班诺克本市的Shindengen America获得的S1ZB60。LED777和7008可以被实施为任何合适的绿色LED。齐纳二极管790可以被实施为任何合适的24伏齐纳二极管。齐纳二极管799可以被实施为任何合适的4.7伏齐纳二极管。齐纳二极管7013可以被实施为任何合适的27伏齐纳二极管。电感器787、788、795、796、7007以及7009是在100具有1kΩ的电感器。电感器750可以被实施为任何合适的30nH电感器。电感器752可以被实施为任何合适的24nH电感器。电感器755可以被实施为任何合适的39nH电感器。电容器758、761、765、770、779、789、798、7002以及7004可以被实施为任何合适的.1μF电容器。电容器759、760以及7005可以被实施为任何合适的4.7μF电容器。电容器773以及780可以被实施为任何合适的.22μF电容器。电容器751可以被实施为任何合适的1.2pF电容器。电容器753可以被实施为任何合适的5.6pF电容器。电容器785可以被实施为任何合适的.15μF电容器。电容器793可以被实施为任何合适的.27μF电容器。极化电容器791以及7001可以被实施为任何合适的在50伏为100μF的极化电容器。电阻器784和792可以被实施为任何合适的470kΩ电阻器。电阻器766可以被实施为任何合适的32.4kΩ电阻器。电阻器772可以被实施为任何合适的22.1kΩ电阻器。电阻器776可以被实施为任何合适的20.0kΩ电阻器。电阻器781可以被实施为任何合适的200kΩ电阻器。电阻器797可以被实施为任何合适的510Ω电阻器。电阻器7006可以被实施为任何合适的3010Ω电阻器。电阻器7010可以被实施为任何合适的1630Ω电阻器。电阻器7011可以被实施为任何合适的100kΩ电阻器。电阻器以及电容器元件可以从任何著名电子零件经销商或零售商获得。
图8是展示了一种用于提供多插座主/从配电盘的示例***的一部分的一个实施方案的电路示意图,该配电盘纳入了改进型电源并排除了MOV部分。图8中的配电盘800是图4的配电盘400的一部分的详图,但为清晰,排除了公开并描述为图5的MOV保护电路500的配电盘400的一部分。配电盘800例如通过从MOV保护电路(即图3的MOV保护电路260)接收受保护电力并提供以上也在图4中所描述的多插座主/从配电盘从而执行在图4中所描述的功能。配电盘800包括一个或多个常“on”插座130、一个或多个受控插座150、高功率(HI PWR)电路270、低功率(LO PWR)电路280、控制电路290、激励电路346、逻辑电路347,以及变压器840。配电盘800包括线路节点830、中性节点831以及接地节点832。节点830与线电压电气连通,并且在一个实施方案中基本相似于图5中的节点502。节点831与中性线电气连通。节点832与接地电气连通。在图1、2和/或4中所标号的元件以一种基本相似的方式运行。变压器840包括初级绕组、与初级绕组电磁连通的低功率次级绕组,以及与初级绕组电磁连通的高功率次级绕组。变压器840的初级绕组包括与节点830电气连通的第一分接头,以及与节点831电气连通的第二分接头。变压器包括将在以下进一步描述的另外元件。另外,激励电路346被配置为手动开关输入电路。在一些实施方案中,激励电路346可以被配置为任何数目的不同激励电路,例如配置为运动传感器电路、热传感器电路、超声波传感器等。图8展示了一个线路绝缘电源,该电源可以在用户可以触及电路的一个或多个部分时为安全考虑利用。
在操作中,用户和/或设备依靠输入激励确定何时应向***设备供电。在一些实施方案中,用户按下按钮以便开启开关插座并启动定时器,该定时器然后结束该序列。在其它实施方案中,其它输入激励可以使该过程完全自动化,或该过程可以完全手动,或其一些组合。在一个实施方案中,配电盘800如下操作:开关的按下发送指令信号到微控制器,以便接通LED以及与激活继电器相关联的电路,该继电器激发受控插座;在固定时间之后,LED将开始间歇闪烁;如果按钮不在下个短时间窗口中被激活,则微控制器使“受控插座”关断;以及如果按钮被按下,则LED保持“接通”,继电器保留“接通”,并且定时器复位并重启。在其它实施方案中,根据激励和编程,序列的不同或全部部分可以被自动化。与先前的实施方案相同,电源由两个模块构成,一个模块为继电器产生电力并且另一个为电路其余部分产生电力的,并且再次地该特征是节能方案的一部分。
在图8中,逻辑电路347包括逻辑芯片841和电气插头842,以及将在以下描述的其他元件。在一些实施方案中,电气插头842允许如必需从电路移除配电盘800的逻辑电路347部分。逻辑芯片841包括:连接到节点802的RA0引脚、连接到节点803的RA1引脚、连接到节点802的RA2引脚、连接到节点804的RA3引脚、连接到节点805的RA4引脚、连接到节点806的电源引脚Vcc、连接到节点807的RC2引脚、连接到节点809的RC5引脚,以及连接到GND833的Vss引脚。测试引脚870连接到节点805;编程焊点871连接到节点806;编程焊点872连接到节点803;编程焊点873连接到节点803;编程焊点874连接到节点804;以及编程焊点875连接到节点GND833。在一些实施方案中,引脚RA0-RA3被配置为编程引脚,并且引脚RA4被配置成提供例如用于编程支持的时钟信息。电容器843位于节点806和GND833之间。电阻器844位于节点807和节点808之间。LED845包括连接到节点808的阳极和连接到GND833的阴极。电阻器846位于节点809和节点810之间。电气插头842包括连接到节点806的第一引脚、连接到节点810的第二引脚,以及连接到GND833的第三引脚。在操作中,电气插头842的引脚的每个都机械并电气连接到位于控制电路290的插口865内的相对应母连接器。
在操作中,逻辑电路841被实施为微控制器,该微控制器通过在编程焊点871-875处施加的信号为序列编程。当测试码被调用时,可以在测试引脚870测量定时测试信号。电容器843被用来帮助从电源隔离数字噪声。在以上所描述的固定时间周期的开始,电流流过电阻器844到LED845,并且该LED照明。电阻器844限制该电流。在一个实施方案中,逻辑电路347是从插座盘分离的分离模块,并通过逻辑电路347的电气插头842以及控制电路290的插口865电气连接。在一个实施方案中,电气插头842被实施为3.5毫米(mm)立体声耳机插头,并且插口865被实施为配电盘800上的匹配插口。在一些实施方案中,电气插头842的一部分被焊接到焊点876-878。在操作中,电气插头842传送用于电源电路的信号,该电源电路激活一个或多个受控插座150并为逻辑芯片841、激励电路346以及LED845另外供电。进一步对于该实例,在定时序列的开始并与逻辑芯片841供应电流到LED845同时,逻辑芯片841另外供应电流到电阻器846。电阻器846与电气插头842中的信号线串联并将电力转到电阻器869,并因此将其转到控制电路290。
在图8中,HI PWR电路270包括变压器840的高功率次级绕组部分,该高功率次级绕组部分包括连接到节点811的第一分接头,以及连接到节点812的第二分接头。电容器847位于节点811和节点813之间。二极管848包括连接到节点813的阳极和连接到节点814的阴极。二极管849包括连接到节点813的阴极和连接到GND833的阳极。二极管850包括连接到节点812的阳极和连接到节点814的阴极。二极管851包括连接到节点812的阴极和连接到GND833的阳极。极化电容器852包括连接到节点814的阳极和连接到GND833的阴极。电阻器853位于节点814和GND833之间。
在图8中,LO PWR电路280包括变压器840的低功率次级绕组部分,该低功率次级绕组部分包括连接到节点815的第一分接头,以及连接到节点816的第二分接头。电容器854位于节点815和节点816之间。二极管855包括连接到节点815的阳极和连接到节点817的阴极。二极管856包括连接到节点815的阴极和连接到GND833的阳极。二极管857包括连接到节点816的阳极和连接到节点817的阴极。二极管858包括连接到节点816的阴极和连接到GND833的阳极。齐纳二极管859包括连接到节点817的阴极和连接到GND833的阳极。极化电容器860包括连接到节点817的阳极和连接到GND833的阴极。电容器861位于节点817和GND833之间。低压差(LDO)调节器862包括连接到节点817的输入引脚、连接到节点806的输出引脚,以及连接到GND833的接地引脚。极化电容器863包括连接到节点806的阳极和连接到GND833的阴极。
在图8中,用于配电盘800的电力从变压器840供应。变压器840的输入端在用户和连接到电路的暴露金属之间接触的情况下保护用户免于电击。变压器具有两个次级绕组,该两个次级绕组相似但为按需要供应不同水平的电力具有不同的电压值。对于所供应的两个功率值,变压器840有效地将变压器840初级绕组上的输入电压降低到某一可用值。对于高压电源,电容器847是用于全波整流器二极管电桥848、849、850以及851的无功限流器。极化电容器852存储供应到继电器电路864的电压并使其平滑。电阻器853从极化电容器852放出过多能量。
低压电源使用二极管855、856、857以及858作为全波整流器电桥。到电桥的输入由电容器854分流,并且电桥的输出由齐纳二极管859分流。这些部件都被用来帮助衰减任何电压浪涌。电容器860和861也帮助减轻浪涌损害。电容器860和861具有其它功能。电容器860和861帮助使进入的整流电压平滑,并为调节器862提供宽带低阻抗源。调节器862是有源低压差调节器,该调节器为微控制器以及相关电路提供固定电压输出。极化电容器863帮助使输出电压进一步平滑,并提供为调节器提供所需要的电极。
在图8中,控制电路290包括继电器电路864、插口865,以及将在以下描述的其它元件。继电器电路864包括连接到节点814的第一末端、连接到节点818的第二末端、连接到节点830的固定常开触点,以及连接到节点821的衔铁活动触点,该衔铁活动触点是开关引线。二极管867包括连接到节点814的阴极和连接到节点818的阳极。双极结晶体管BJT868包括连接到节点818的集电极、连接到节点819的基极和连接到GND833的发射极。电阻器866位于节点819和GND833之间,并且电阻器869位于节点819和节点820之间。插口865包括连接到GND833的第一引脚、连接到节点806的第二引脚,以及连接到节点820的一个第三引脚。在操作中,插口865的母连接器的每个都机械并电气连接到位于逻辑电路347的电气插头842处的相对应的公连接器。
在操作中,逻辑电路347的电气插头842经插口865将电力转到控制电路290的电阻器869。因为电阻器869与BJT868的基极串联,所以在电力被转到电阻器869时,BJT868“接通”,这将继电器电路864“接通”。继电器电路864然后激发一个或多个受控插座150。电阻器846和869限制到BJT868基极的电流。电阻器846也帮助保护逻辑芯片841免于静电放电(ESD)。二极管867被用来在BJT868“关断”时从继电器电路864吸收由磁场崩溃产生的反EMF。如果逻辑电路347不经插口865电气连接到控制电路290,则电阻器866被用来克服Icbo的效应。
在图8中,利用双重电源设计在配电盘800内降低了功耗。作为功率发生的降低功耗是电压乘以电流的函数,并且如果电路将在某一固定电流电平但在各种电压下操作,则利用最低电压将导致最少量的功耗。因此,低压电源被用来为逻辑芯片841和相关联电路产生低压电。因为变压器输入电源在从高压AC线路电力产生低电压时浪费极少功率,所以该技术为低压电路使用最小量的功率。用于继电器电路864的电压是高压电源。与低压电源相似,高压电源使用变压器输入以便将线电压降低到继电器电路864所需要的电压。不同于低压电源,这里也具有不浪费实际功率的无功限流器。这被称为“软“电源。无功限流器利用继电器864的效应。即,在从电源牵引负载电流时,电压下降,提供了更多的省电。另外,尽管继电器电路864需要高压以便初始关闭其触点并激发一个或多个受控插座150,以及为初始接合使用存储在电容器852中的能量,但继电器864电路可以使用低压在操作期间保持关闭并因此使用较少功率。该途径的独特性是可以实现超过传统方法的省电。
在图8中,利用双重电源设计在配电盘800内降低了功耗。作为功率发生的降低功耗是电压乘以电流的函数,并且如果电路将在某一固定电流电平但在各种电压下操作,则利用最低电压将导致最少量的功耗。因此,低压电源被用来为逻辑芯片841和相关联电路产生低压电。因为变压器输入电源从高压AC线路电力产生低电压时浪费极少功率,所以该技术为低压电路使用最小量的功率。用于继电器电路864的电压是高压电源。与低压电源相似,高压电源使用变压器输入以便将线电压降低到继电器电路864所需要的电压。不同于低压电源,这里也具有不浪费实际功率的无功限流器。这被称为“软“电源。无功限流器利用继电器864的效应。即,在从电源牵引负载电流时,电压下降,提供了更多的省电。另外,尽管继电器电路864需要高压以便初始关闭其触点并激发一个或多个受控插座150,以及为初始接合使用存储在电容器852中的能量,但继电器864电路可以使用低压在操作期间保持关闭并因此使用较少功率。该途径的独特性是可以实现超过传统方法的省电。
图9是展示了一种用于提供多插座受控配电盘的示例***的一部分的一个实施方案的电路示意图,该配电盘纳入了改进型电源并排除了MOV部分。图9中的配电盘900是图3的配电盘300的一部分的详图。配电盘900的一部分基本相似于图7的配电盘700的一部分,以基本相似的方式运行,并且将不再进一步描述其元件。图9中的配电盘900是图3的配电盘300的另一实施方案的详图,并包括一个单独的改进型电源,但为清晰排除了公开和描述为图5的MOV保护电路500的配电盘300部分。配电盘900例如通过从MOV保护电路(即图3的MOV保护电路260)接收受保护电力并提供多插座受控配电盘功能来执行在图3中所描述的功能。配电盘900包括一个或多个常“on”插座130、一个或多个受控插座150、电源电路975、控制电路290、接收器电路343、逻辑电路345,以及手动开关348。配电盘900包括线路节点940、中性节点941和接地节点942,以及众多其它节点。节点940与线电压电气连通,并且在一个实施方案中基本相似于图5中的节点502。节点941与中性线电气连通。节点942与接地电气连通。在图1、2、3和/或7中所标号的元件以一种基本相似的方式运行。
在操作中,用户确定***设备何时应具有电力。用户发送编码信号到单元以便执行“上电”或“断电”功能。接收器电路343接收信号,将该信号调谐、放大并转换成电信号,该电信号被转到逻辑电路345以便实施。如在以上图7中所描述,逻辑电路345将一个或多个受控插座150“接通”或“断开”。手动开关348也将一个或多个受控插座150“接通”或“断开”。电源是一个单独的模块,该单独模块为以下描述的控制电路290的继电器电路7014以及电源电路975的低压电路产生电力。
在图9中,电源电路975包括位于节点901和940之间的电阻器920,以及位于节点901和940之间的电容器921。全波电桥整流器922包括连接到继电器接地节点(RLYGND)945的引脚1、连接到节点907的引脚2、连接到节点901的引脚3,以及连接到节点902的引脚4。电阻器936位于节点907和节点941之间。电感器923位于节点902和节点903之间。电容器924位于节点903和RLYGND945之间。极化电容器925包括连接到节点903的阳极和连接到RLYGND945的阴极,并且齐纳二极管926包括连接到RLYGND945的阳极以及连接到节点903的阴极。电感器929位于RLYGND945和GND944之间。电容器927位于节点903和GND944之间。低压差(LDO)调节器928包括连接到节点903的输入引脚、连接到节点906的输出引脚,以及连接到GND944的接地引脚。电容器930位于节点906和GND944之间,并且电容器931位于节点906和GND944之间。电阻器932位于节点906和节点904之间,并且LED933包括连接到节点904的阳极和连接到GND944的阴极。电感器934位于节点906和节点905之间。电感器935位于RFGND943和GND944之间。
在图9中,电阻器932和LED933不被用来产生电力,而是在两个条件都被满足时提供指示灯的指示器电路。该两个条件是:(1)一个或多个常“on”插座130具有电力;以及(2)图5中MOV保护电路500的主MOV没有故障。电容器921是无功电压分压器,该分压器供应降低的电压,该降低电压电流受限于全波电桥整流器922。电阻器920是用于电容器921的泄漏电阻器。电阻器936在电容器921短接的情况下是保险丝。电阻器936被示作零欧姆电阻器,但在其它实施方案中电阻器936可以是例如100欧姆和1瓦耐火电阻器。全波电桥整流器922将进入的AC电转换成DC电。电容器924和925、电感器923以及齐纳二极管926作用以便衰减浪涌过电压。电容器925使来自电桥的整流电压平滑,并存储能量以便由控制电路290的继电器电路7014使用。齐纳二极管926具有第二功能,其中它在电容器925的两端建立最大电压。电容器927和电感器929防止浪涌电压。电容器927也为LDO调节器928提供高频低阻抗源,允许LDO调节器928对快速改变的负载作出响应。LDO调节器928是有源低压差调节器,该调节器为接收器电路343和逻辑电路345提供固定电压输出。电容器930和931帮助进一步使输出电压平滑,并为LDO调节器928提供所需要的电极。电感器934和935使逻辑电路中所产生的噪声从无线电隔离。
在图9中,齐纳二极管926产生将控制电路290的继电器电路7014初始关闭所需要的24伏。该电压对于电路的其余元件而言过高,并由LDO调节器928调低到3.3伏。不幸的是,将电源从24伏调低到3.3伏的过程是低效的,并在LDO调节器928中和齐纳二极管926中消耗实际功率。为抵消该问题,电容器921的值将低效功耗保持在最小值。在控制电路290的继电器电路7014被接合时,齐纳二极管926两端的电压降低到近7.6伏,并与LDO调节器928内的降低功率损耗一样,在齐纳二极管926中具有极少或没有功率损耗。该实施方案尽管不与先前所描述的双电源节省一样多的电力,但仍在设计功能和设计自身中省电。
在图9中,LDO调节器928可以被实施为任何合适的LDO调节器,例如可从AZ,菲尼克斯市的ON半导体获得的LP2950ACDT-3.3。全波电桥整流器922可以被实施为任何合适的全波电桥整流器,例如可从IL,班诺克本的Shindengen America获得的S1ZB60。<齐纳二极管926可以被实施为任何合适的24伏齐纳二极管。LED933可以被实施为任何合适的绿色LED。电感器923、929、934以及935是在100具有1kΩ的电感器。电容器924、927以及930可以被实施为任何合适的.1μF电容器。电容器921可以被实施为任何合适的.47μF电容器。极化电容器925可以被实施为任何合适的在50伏为100μF的极化电容器。电容器931可以被实施为任何合适的4.7μF电容器。电阻器920可以被实施为任何合适的470kΩ电阻器。电阻器932可以被实施为任何合适的332Ω电阻器。电阻器以及电容器元件可以从任何著名电子零件经销商或零售商获得。
图10展示了根据本发明的一个实施方案的一种提供可选择输出AC电力信号的方法1000的一个实例。方法1000包括一个过程1010,该过程在电源处并基于所接收的输入AC电力信号产生输出AC电力信号、第一DC电力信号以及第二DC电力信号。作为一个实例,方法1000可以是与图2中的配电盘200、图3中的配电盘300和/或图4中的配电盘400相关联的方法。在该实例中,过程1010的输出AC电力信号可以相似于一个或多个常“on”插座130、一个或多个受控插座150和/或一个或多个主插座240的输出AC电力信号。在该相同实例中,过程1010的第一DC电力信号可以相似于HI PWR电路270的输出,并且过程1010的第二DC电力信号可以相似于LO PWR电路280的输出。另外,过程1010的所接收的输入AC电力信号可以相似于电源插头120的输入。
接下来,方法1000包括一个过程1020,该过程基于所接收的命令信号以及第二DC电力信号在控制电路中产生控制信号。作为一个实例,过程1020的控制信号可以相似于从命令输入设备140传输到控制电路290的信号(图2-4)。在该相同实例中,过程1020的命令信号可以相似于在命令输入设备140内产生并传输的命令信号(图2-4)。
随后,方法1000包括一个过程1030,该过程基于控制信号以及第二DC电力信号用第一DC电力信号向开关电路供电。作为一个实例,过程1030的开关电路可以是控制电路290的一部分(图2-4)。
在过程1030之后,方法1000包括一个过程1040,该过程在开关电路被供电时提供输出AC电力信号到负载。作为一个实例,过程1040的负载可以相似于***的一个或多个常“on”插座130、一个或多个受控插座150或一个或多个主插座240的任何一个中的设备(图2-4)。
接下来,在一些实施方案中,方法1000可以包括一个过程1050,该过程在输出AC电力信号被产生时提供输出AC电力信号到恒定电力插座。作为一个实例,过程1050的恒定电力插座可以相似于一个或多个常“on”插座130(图2-4)。
图11展示了一种用于提供浮动电力分接头(RPT)的示例***1100的一个实施方案的等距视图,该RPT纳入了在无源时使用近似零电力的改进型电源。在一些实施方案中,纳入在该设备内的“在无源时零电力的特征”可以被用于电力分配/管理设备的其它实施方案,例如多插座受控配电盘、带有浪涌保护的多插座受控配电盘,以及使用各种激励(例如手动的、远程的、传感器等)的多插座受控配电盘。在其它实施方案中并如以上关于图1-10相似描述,控制电路110的该配置(图10)防止能量在运行状态(Run State)中的过多使用(例如维持被激发继电器的切换状态)。在一些实施方案中,当使用在以上及以下所描述的特征时,内部组件1210的该配置(图12)实现以上改进以及无源状态(Inactive State)中的零电力使用。在一些实施方案中,“近似零电力”以及“零电力”意思是毫微安范围、皮安范围或毫微微安范围中的电力。
跳到前面,图14至17图解了***1100的另外等距视图。***1100包括各种部件,该各种部件包括电气插脚1101、电气插座1102、开关、按钮、滑块,和/或其它用户输入设备1103和1104,视觉、听觉和/或触觉指示器1105,以及外壳1110。在一个实施方案中,用户输入设备1103具有两个设置(例如on以及off),并且用户输入设备1104具有三个设置(例如,1.5小时、3小时以及6小时)。电气插脚1101以及电气插座1102可以为US电气***或其它电气***被配置。电气插脚1101可以包括两个或三个插脚,并且电气插座1102可以包括两个或三个插孔。在一个实施方案中,***1100包括可以由用户手持并可以在不使用任何工具的情况下由用户手动连接到电气壁式插座的一个***。
图12是展示了一种用于提供RPT的示例***1200的一个实施方案的框图,该RPT纳入了在无源时使用近似零电力的改进型电源。图12中的***1200是图11的***1100的详图。如在图12中所示,***1200可以包括内部组件1210、电气插头1201以及插座1202。内部组件1210可以包括电力开关块(PSB)1220、电力保存特征块(PCFB)1230、低压电源块(LVPSB)1240,以及微控制器(uController)1250。uController1250可以是微控制器、带有分离存储器部件的处理器,或一个或多个其它等效部件。如上面关于图1-10所描述,内部部件1210可以被配置成以起动状态(Start Up State)或以连续运行状态(Run State)运行。另外,内部组件1210可以被配置成以使用零电力的无源状态(Inactive State)运行。在操作中,这些状态可以被循序地输入,其中起动状态是第一状态,运行状态是第二状态,以及无源状态是第三状态。在其它实施方案中,可以根据不同序列来输入这些状态。
参考图12,电力和电力切换功能可以包含在PSB1220中。PSB1220可以连接到电源插头1201以及插座1202。PSB1220可以被配置成从电源插头1201接收不切换AC电力信号,并提供切换AC电力信号到连接到插座1202的负载。PSB1220可以电气连接到PCFB1230以及LVPSB1240,并可以与uController1250电气连通。PSB1220可以被配置成提供高压AC信号到PCFB1230。
在一些状况下,PCFB1230可以电气连接到LVPSB1240。在PCFB1230电气连接到LVPSB1240并且PCFB1230从PSB1220接收高压AC信号时,PCFB1230可以被配置成将高压AC信号衰减成为低压AC信号,并将低压AC信号转到LVPSB1240。在一些情况下,在起动状态期间,PCFB1230可以将高压AC信号衰减成为低压AC信号,同时在短时段耗散实际功率。在这些情况下,在运行状态期间,PCFB1230可以在不耗散实际功率的情况下将高压AC信号衰减成为低压AC信号。另外,PCFB1230可以为允许用户控制的起动状态发动包括手动开关(例如,手动开关、瞬时开关、按钮开关等)。
LVPSB1240可以被另外电气连接到PSB1220以及uController1250。LVPSB1240可以被配置成从PCFB1230接收低压AC信号,并将低压AC信号转换成第一低压DC信号以及第二低压DC信号。LVPSB1240可以被配置成将第一低压DC信号转到PSB1220,并将第二低压DC信号转到uController1250。在一些实施方案中,与LVPSB1240将低压AC信号转换成第一低压DC信号以及第二低压DC信号同时,来自PCFB1230的低压AC信号也可以导致LVPSB1240任选或以其它方式视觉指示电源接通。在其它实施方案中,指示可以由任何手段例如音频、触觉等或其任何组合来呈现。在一些实施方案中,在手动开关被按下时,初始指示可以在较高亮度(例如由于在起动状态中PCFB1230耗散实际功率,因此为该状态按下手动按钮期间)。
如以上所描述,uController1250与PSB1220电气连通。uController1250可以被配置成从LVPSB1240接收第二低压DC信号,并从用户接口(例如,滑动开关、电位计、译码器、远程设备等)接收时间选择信号。所接收的信号帮助uController1250确定内部组件1210将允许电源插头1201经PSB1220提供切换AC电力信号到插座1202的时间长度。
在操作中,当设置在PCFB1230内的手动开关被按下以便发动起动状态时,这进而允许uController1250内的定时器功能基于所接收的时间选择信号对一个时段进行计时,由PCFB1230产生的所导致的低压AC信号导致LVPSB1240发送第一低压DC信号到PSB1220,以便在与插座1202相关联的切换AC电力信号(输出功率电平)锁存。在一些实施方案中,当内部组件1210在起动状态时(例如当用户按下手动开关时),第一低压DC被提供到PSB1220,并在PCFB1230内耗散实际功率(如以上所描述)。在这些实施方案中,当内部组件1210在运行状态时(例如当用户释放手动开关时),第一低压DC信号可以被无缝提供到PSB1220,并且不在PCFB1230内耗散实际功率(如以上所描述)。在正常操作期间停止RPT的情况下,可以具有一个单独方法-定时方法。在定时方法停止期间,时间选择信号确定加载进入uController1250内的计时器的时间长度。因为uController1250与PSB1220电气连通,所以当计时器倒计时到零时,uController1250发送控制信号到PSB1220,以便将切换AC电力信号从插座1202断开。
图13是展示了一种用于提供浮动电力分接头(RPT)的示例***的一部分的一个实施方案的电路示意图,该RPT纳入了在无源时使用近似零电力的改进型电源。图13中的RPT1300是图12的RPT1200的一部分的详图。RPT1300通过从配电节点例如壁装插座接收不切换AC电力信号并提供切换AC电力信号到容纳在RPT1200内的相关联的单独插座从而执行在图12中所描述的功能。在一个不同的实施方案中,RPT从配电模块接收不切换AC电力信号,并提供切换AC电力信号到容纳在RPT内的多个插座。RPT1300包括内部组件1310、电气插头1201以及插座1202。内部组件1310包括电力开关块(PSB)1220、电力保存特征块(PCFB)1230、低压电源块(LVPSB)1240,以及uController1250。RPT1300包括不切换线路节点1303、中性节点1304以及接地节点1305,并可以包括数个其它节点。不切换线路节点1303与AC电力信号电气连通。节点1304与中性线电气连通。节点1305与接地电气连通。与图12中标号相同的图13中的元件可以如参考图12所描述以一种基本相似的方式运行。如上面参考图1-10所描述,内部组件1310被配置成以起动状态(Start Up State)或以连续运行状态(Run State)运行。另外,内部组件1310被配置成以使用近似零电力的无源状态(Inactive State)运行。在操作中,这些状态被循序地输入,其中起动状态是第一状态,运行状态是第二状态,以及无源状态是第三状态。在其它实施方案中,以不同序列执行这些状态。
电源插头1201包括用于和壁装插座接合的插脚组件以及三(3)个输出端,该三个输出端包括连接到不切换线路节点1303的线路输出端、连接到节点1304的中性输出端,以及连接到节点1305的接地输出端。PSB1220包括继电器1321、线熔丝1326、二极管1323、双极结晶体管(BJT)1322、电阻器1324,以及电阻器1325。PSB1220的继电器1321可以包括五(5)个引脚,其中引脚5电气连接到不切换线路节点1303。另外,继电器1321的引脚3电气连接到节点1327;继电器1321的引脚2电气连接到内接地节点1306;以及继电器1321的引脚4电气连接到节点1309。在其它实施方案中,继电器1321可以被实施为一个四(4)引脚继电器。线熔丝1326包括电气连接到节点1327的第一末端,以及电气连接到节点1328的第二末端。二极管1323的阴极电气连接到节点1309,并且二极管1323的阳极电气连接到内接地节点1306。双极结晶体管(BJT)1322包括发射极、集电极和基极。BJT1322的集电极电气连接到节点1309;BJT1322的发射极电气连接到内接地节点1306;以及BJT1322的基极电气连接到节点13201。电阻器1324包括第一末端以及第二末端。电阻器1324的第一末端电气连接到节点13201,并且电阻器1324的第二末端电气连接到节点1307。电阻器1325包括第一末端以及第二末端。电阻器1325的第一末端电气连接到节点1307,并且电阻器1325的第二末端电气连接到内接地节点1306。
在图13中,PCFB1230包括手动开关1331、电容器1332、电阻器1333、电阻器1334、电阻器1335、电阻器1336,以及线熔丝1337。PCFB1230的手动开关1331包括三(3)个引脚。手动开关1331的引脚2电气连接到不切换线路节点1303。另外,手动开关1331的引脚1电气连接到节点1338。在其它实施方案中,手动开关1331可以被实施为一个两(2)引脚手动开关。电阻器1333包括第一末端以及第二末端。电阻器1333的第一末端电气连接到节点1338,并且电阻器1333的第二末端电气连接到节点13301。电阻器1334包括第一末端以及第二末端。电阻器1334的第一末端电气连接到节点13301,并且电阻器1334的第二末端电气连接到节点1308。线熔丝1337包括第一末端以及第二末端。线熔丝1337的第一末端电气连接到节点1327,并且线熔丝1337的第二末端电气连接到节点1339。电容器1332被实施为一个非极化电容器,并包括第一末端以及第二末端。电容器1332的第一末端电气连接到节点1339,并且电容器1332的第二末端电气连接到节点1308。电阻器1335包括第一末端以及第二末端。电阻器1335的第一末端电气连接到节点1339,并且电阻器1335的第二末端电气连接到节点13302。电阻器1336包括第一末端以及第二末端。电阻器1336的第一末端电气连接到节点13302,并且电阻器1336的第二末端电气连接到节点1308。
在图13中,LVPSB1240包括全波电桥整流器1341、非极化电容器1342、极化电容器1343、齐纳二极管1344、电阻器1345、发光二极管(LED)1346、非极化电容器1347、极化电容器1348、齐纳二极管1349、电感器13401,以及电阻器13402。电感器13401包括第一末端以及第二末端。电感器13401的第一末端电气连接到节点1308,并且电感器13401的第二末端电气连接到节点13403。在一些实施方案中,电感器13401可以被实施为一个铁氧体珠扼流圈。全波电桥整流器1341包括四(4)个引脚。全波电桥整流器1341的引脚3(例如AC输入端)电气连接到节点13403;引脚2(例如双阳极DC输出端)电气连接到内接地节点1306;引脚4(例如AC输入端)电气连接到节点1304;以及引脚1(例如双阴极DC输出端)电气连接到节点1309。在一些实施方案中,全波电桥整流器的功能可以使用分立二极管实现。非极化电容器1342包括第一末端以及第二末端。非极化电容器1342的第一末端电气连接到节点1309,并且非极化电容器1342的第二末端电气连接到内接地节点1306。极化电容器1343包括阳极和阴极。极化电容器1343的阳极电气连接到节点1309,并且极化电容器1343的阴极电气连接到内接地节点1306。齐纳二极管1344包括阳极和阴极。齐纳二极管1344的阴极电气连接到节点1309,并且齐纳二极管1344的阳极电气连接到内接地节点1306。电阻器1345包括第一末端以及第二末端。电阻器1345的第一末端电气连接到节点1309,并且电阻器1345的第二末端电气连接到节点13404。LED1346包括阳极和阴极。LED1346的阳极电气连接到节点13404,并且LED1346的阴极电气连接到节点13001。电阻器13402包括第一末端以及第二末端。电阻器13402的第一末端电气连接到节点13001,并且电阻器13402的第二末端电气连接到内接地节点1306。齐纳二极管1349包括阳极和阴极。齐纳二极管1349的阴极电气连接到节点13001,并且齐纳二极管1349的阳极电气连接到内接地节点1306。非极化电容器1347包括第一末端以及第二末端。非极化电容器1347的第一末端电气连接到节点13001,并且非极化电容器1347的第二末端电气连接到内接地节点1306。极化电容器1348包括阳极和阴极。极化电容器1348的阳极电气连接到节点13001,并且极化电容器1348的阴极电气连接到内接地节点1306。
在图13中,uController1250包括uController1351、滑动开关1352、电阻器1353、电阻器1354、非极化电容器1355,以及编程焊点1356-1359和13500-13501。uController1351包括六(6)个引脚。uController1351的引脚6电气连接到节点1307;uController1351的引脚5电气连接到节点13001;uController1351的引脚4电气连接到节点13505;uController1351的引脚3电气连接到节点13502;uController1351的引脚2电气连接到内接地节点1306;以及uController1351的引脚1电气连接到节点13503。在一些实施方案中,uController1351可以被实施为任何合适的微控制器,例如可从AZ,钱德勒市的微芯科技公司获得的PIC10F22。在图13中,滑动开关1352包括四(4)个引脚,以及手动滑臂(没有标号)。滑动开关1352的引脚2电气连接到节点13504;滑动开关1352的引脚3电气连接到节点13503;以及滑动开关1352的引脚4电气连接到内接地节点1306。尽管引脚1不电气连接到任何节点,但可以在其它实施方案中利用引脚1。电阻器1353包括第一末端以及第二末端。电阻器1353的第一末端电气连接到内接地节点1306,并且电阻器1353的第二末端电气连接到节点13504。电阻器1354包括第一末端以及第二末端。电阻器1354的第一末端电气连接到节点13001,并且电阻器1354的第二末端电气连接到节点13503。非极化电容器1355包括第一末端以及第二末端。非极化电容器1355的第一末端电气连接到内接地节点13001,并且非极化电容器1355的第二末端电气连接到内接地节点1306。编程焊点1356电气连接到节点13505;编程焊点1357电气连接到节点13001;编程焊点1358电气连接到内接地节点1306;编程焊点1359电气连接到节点13503;编程焊点13500电气连接到节点13502;以及编程焊点13501电气连接到一个零节点。
在操作中,不切换AC电力信号经电源插头1201的相关联插脚在节点1303以及节点1304进入内部组件1310。不切换AC电力信号被转到继电器1321的引脚5(常开触点)。在其它实施方案中,继电器1321的功能可以用三端双向可控硅开关、容纳在二极管电桥内的分立式可控硅整流器等替代。当继电器1321被激发时,不切换AC电力信号经节点1328被转到线熔丝1326并转到插座1202上(并因此被转到连接到插座1202的负载)。AC电力信号的返回侧从插座1202(并因此从连接到插座1202的负载)经节点1304并转到电源插头1201上,并然后被返回起点。外接地被馈送到电源插头1201,并经节点1305被转到插座1202。在起动状态期间,用户激活手动开关1331,并且高压AC信号经节点1303被转到手动开关1331的引脚2。高压AC信号经节点1338被转到电阻器1333,并然后经节点13301被转到电阻器1334上。这个或这些电阻器提供电压衰减,由此产生低压AC信号。在一些实施方案中,电阻器1334被例如具有较低电压的权限中的跳线替代。低压AC信号然后经节点1308被转到LVPSB1240。当内部组件1310在起动状态时,电阻器1333以及电阻器1334(如果使用)在耗散实际功率。在运行状态期间,用户不再激活手动开关1331,并且AC电力信号不可以被转到手动开关1331的引脚2。相反,切换高压AC信号经节点1327被转到线熔丝1337,并然后经节点1339被转到非极化电容器1332上。非极化电容器1332提供电压衰减,由此产生低压AC信号。低压AC信号然后经节点1308被转到LVPSB1240。当内部组件1310在运行状态时,非极化电容器1332不在耗散实际功率。<在一些实施方案中,如果用户在运行状态期间继续按下手动开关1331,尽管非极化电容器1332不在耗散实际功率,但电阻器1333以及1334将继续耗散实际功率。在其它实施方案中,电阻器1335以及1336被用来将非极化电容器1332放电。
继续操作,当低压AC信号在电感器13401被接收时,低压AC信号经节点13403被转到全波电桥整流器1341。在一些实施方案中,电感器13401提供对内部组件1310的内部电路的浪涌保护。全波电桥整流器1341接收低压AC信号,并产生中间低压DC信号。中间低压DC信号被同时转到非极化电容器1342、极化电容器1343,以及齐纳二极管1344,这些元件组合产生称为第一低压DC信号的平滑DC电力信号,该信号经节点1309被转到继电器1321的引脚4(例如线圈)。当第一低压信号以充足的量在继电器1321被接收时,继电器1321的衔铁致动,由此从引脚1移动到引脚5,并且内部组件1310进入运行状态。与第一低压DC信号经节点1309转到继电器1321同时,第一低压DC信号的一小部分经节点1309被转到电阻器1345。电阻器1309将第一低压DC信号衰减并将所衰减的第一低压DC信号经节点13404转到LED1346,这进一步衰减了第一低压DC信号。LED1346同时将进一步衰减的第一低压DC信号转到非极化电容器1347、极化电容器1348、电阻器13402,以及齐纳二极管1349,这些元件组合产生称为第二低压DC信号的平滑DC电力信号,该信号经节点13001被转到uController1250。在一些实施方案中,电阻器13402提供允许LED1346产生另外照明的一个额外的电流通路。
继续操作,当第二低压DC信号经节点13001在uController1351的引脚5被接收时,uController1351被初始化(例如,开始启动程序)。在uController1351初始化之后,uController1351为来自用户接口(例如,滑动开关、电位计、译码器、远程设备等)的时间选择信号从开关1352例如从单极三位滑动开关如图11的滑动开关1104检验引脚1。在一些实施方案中,由于开关1352的三个位置的每个都产生一个不同的电压电平,因此由开关1352提供的时间选择信号可以被差分。在这些实施方案中,电阻器1353以及1354帮助开关1352产生时间选择信号的三个电压电平。非极化电容器1355吸收瞬变,由此协助被用于将uController1351供电的第二低压DC信号的稳定化。编程焊点1356-1359以及13500-13501被用来在产生期间将固件编程加载到uController1351中。
继续操作,所接收的时间选择信号提供一个时间值到uController1351,该时间值然后被加载进入uController1351内的倒计时寄存器。时间值是内部组件1310将允许电源插头1201经PSB1220提供切换AC电力信号到插座1202的时间量。当倒计时在uController1351上运行时,uController1351在为来自开关1352的更新时间选择信号检查引脚1。在一个新的时间选择信号在uController1351的引脚1从开关1352被接收的情况下,当前值复位到新值,并且倒计时从新值重新开始。在一些实施方案中,引脚1电气连接到uController1351内的模数转换器(ADC)设备。在这些实施方案中,ADC在由开关1352提供的三个电压电平值的每一个之间差分。
当倒计时寄存器内的值达到零时,uController1351放出控制信号到PSB1220。控制信号经包括电阻器1324以及1325的电阻器网络被接收。电阻器1325确保当没有控制信号时没有电流流入BJT1322。当控制信号存在时,电阻器1324衰减控制信号,并且所衰减的控制信号被转到BJT1332的基极以便将BJT1322正向偏压,导致BJT1322的发射极和集电极之间导通。当BJT1322导通时,在节点1309的第一低压DC信号然后被分流到内接地节点1306,并由此被分流到内接地。分流第一低压DC信号到内接地将继电器1321的线圈去能,因此允许继电器1321的衔铁返回常开位置。将继电器1321的衔铁返回常开位置使从电源插头1201到插座1202的切换AC电力信号中断。因为当继电器1321的线圈被去能时,典型地产生了一个反EMF,所以二极管1323存在以吸收反EMF脉冲并因此保护BJT1322。
回来参考附图,图18展示了一种用于制造电气***的方法1800的实施方案的流程图。方法1800仅是示例性的并不限于在此所展示的实施方案。方法1800可以应用在未在此具体描绘或描述的许多不同的实施方案或实例中。在一些实施方案中,能够以所展示的顺序执行方法1800的程序、过程、和/或活动。在其它实施方案中,能够以任何其它合适的顺序执行方法1800的程序、过程、和/或活动。也在其它实施方案中,可以组合或跳过方法1800中的程序、过程、和/或活动中的一个或多个。
现在参考图18,方法1800可以包括提供电力输入端的一个程序1805。
方法1800可以包括一个程序1810,该程序提供至少一个电力输出端,该至少一个电力输出端被配置成电气连接到至少一个负载。
方法1800可以包括一个程序1815,该程序提供第一用户输入设备,该第一用户输入设备被配置成提供起动输入。
方法1800可以包括一个程序1820,该程序提供第二用户输入设备,该第二用户输入设备被配置成提供时间选择输入。
方法1800可以包括提供内部组件的一个程序1825,该内部组件包括:电力开关模块,该电力开关模块被配置成从电力输入端接收第一电力信号,并包括控制机构,该控制机构打开和关闭以便调节第一电力信号到至少一个电力输出端的流动;电力保存模块,该电力保存模块被配置成接收第一电力信号、接收起动输入并将第一电力信号衰减到第二电力信号以及第三电力信号;电源模块,该电源模块被配置成接收第二电力信号以及第三电力信号,以便将第二电力信号转换成一个第四电力信号以及一个第五电力信号,将第三电力信号转换成第六电力信号以及第七电力信号,并提供第四电力信号以及第六电力信号到电力开关模块;以及控制模块,该控制模块被配置成接收第五电力信号、第七电力信号以及时间选择输入。
方法1800可以包括将电力输入端连接到电力开关模块的一个程序1830。
方法1800可以包括将至少一个电力输出端连接到电力开关模块的一个程序1835。
方法1800可以包括将电力开关模块连接到电力保存模块的一个程序1840。
方法1800可以包括将电力开关模块连接到电源模块的一个程序1845。
方法1800可以包括将电力保存模块连接到电源模块的一个程序1850。
方法1800可以包括将电源模块连接到控制模块的一个程序1855。
方法1800可以包括将控制模块连接到电力开关模块的一个程序1860。
在方法1800的一些实施方案中,第一用户输入设备包括手动开关、瞬时开关或按钮开关中的至少一个。
在方法1800的一些实施方案中,第二用户输入设备包括滑动开关、电位计、译码器或远程设备中的至少一个。
方法1800可以一个程序1865,该程序提供至少一个指示器,该指示器被配置成当电源模块接收第二电力信号或第三电力信号中的至少一个时激活。
方法1800可以包括将至少一个指示器连接到电源模块的一个程序1870。
在许多实施方案中,程序1830、1835、1840、1845、1850、1855以及1860中的至少两个可以相互同时发生。
回来参考附图,图19展示了一种用于调节第一电力信号到至少一个电力输出端的流动的方法1900的实施方案的流程图。方法1900仅是示例性的并不限于在此所展示的实施方案。方法1900可以应用在未在此具体描绘或描述的许多不同的实施方案或实例中。在一些实施方案中,能够以所展示的顺序执行方法1900的程序、过程、和/或活动。在其它实施方案中,能够以任何其它合适的顺序执行方法1900的程序、过程、和/或活动。也在其它实施方案中,可以组合或跳过方法1900中的程序、过程、和/或活动中的一个或多个。
方法1900可以包括将第一电力信号衰减到第二电力信号的一个程序、过程、和/或活动1905,该第二电力信号具有低于第一电力信号的电压。
方法1900可以包括一个程序1910,该程序将第二电力信号转换成第三电力信号以及第四电力信号,该第二电力信号具有交流,并且该第三电力信号以及第四电力信号具有直流。
方法1900可以包括一个程序1915,该程序在接收控制机械激活信号之后容许第一电力信号流动到至少一个电力输出端。
方法1900可以包括一个程序1920,该程序激活倒计时寄存器,从而使得该倒计时寄存器从一个时间间隔倒计时直到该时间间隔过去。
方法1900可以包括一个程序1925,该程序将第一电力信号衰减到一个第五电力信号,该第五电力信号具有低于第一电力信号以及第二电力信号的电压。
方法1900可以包括一个程序1930,该程序将第五电力信号转换成第六电力信号以及第七电力信号,该第五电力信号具有交流,并且该第六电力信号以及该第七电力信号具有直流。
方法1900可以包括一个程序1935,该程序用第六电力信号将控制机构供电,从而使得控制机构保持在容许第一电力信号流动到至少一个电力输出端的状态中。
方法1900可以包括一个程序1940,该程序参考倒计时寄存器以便确定时间间隔是否已过去。
方法1900可以包括一个程序1945,该程序在时间间隔过去时或在时间间隔之后,禁止第一电力信号流动到至少一个电力输出端。
方法1900可以包括一个程序1950,该程序在倒计时寄存器没有从时间间隔倒计时的时候,禁止第一电力信号到至少一个电力输出端的流动,从而使得近似零的电力转到该至少一个电力输出端。
在一些实施方案中,方法1900可以包括在以下内容中至少一项发生时激活指示器的一个程序:将第二电力信号转换成第三电力信号以及第四电力信号,该第二电力信号具有交流,并且该第三电力信号以及第四电力信号具有直流;或将第五电力信号转换成第六电力信号以及第七电力信号,该第五电力信号具有交流,并且该第六电力信号以及该第七电力信号具有直流。
在一些实施方案中,方法1900可以包括从电气壁装插座获得第一电力信号的一个程序。
在一些实施方案中,方法1900可以包括将至少一个电气负载连接到至少一个电力输出端的一个程序。
尽管已经参考具体的实施方案描述了本发明,但是应理解本领域技术人员可以进行各种改变而不脱离本发明的精神和范围。这些改变的另外实例已在前面描述中给出。因此,本实施方案的披露旨在描述本发明的范围而不在于限制。应注意本发明的范围应该仅限于所附权利要求所要求的内容。对于本领域技术人员,将容易明显的是在此所讨论的设备和方法可以在各种实施方案中被实施,并且这些实施方案的某些的前面讨论不必需表现全部可能实施方案的一个完全描述。相反,附图的详细描述以及附图自身披露了至少一个优选实施方案,并可以披露替代实施方案。
尽管已经参考具体的实施方案描述了本发明,但是应理解本领域技术人员可以进行各种改变而不脱离本发明的精神和范围。因此,本发明的实施方案的披露旨在描述本发明的范围而不在于限制。应注意本发明的范围应该仅限于所附权利要求所要求的内容。例如,在此所描述的方法可以由许多不同的活动和/或过程构成,并可以由许多不同模块以与图1-19的任何元素不同的许多不同顺序执行,并且这些实施方案的某些的前面讨论不必需表现全部可能实施方案的一个完全描述。
在任何具体权利要求中提及的全部元素是该特别权利要求提及的实施方案所必要的。因此,一个或多个所提及的元素的替代形式形成重构并且不必修复。另外,已经关于特定实施方案描述了益处、其它优点以及问题的解决方案。然而不能认为可导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更明显的益处、优点、问题解决方案以及任何元素或多个元素是任何或全部权利要求的关键的、要求的、或主要的特征或元素,除非在此类权利要求中清楚地陈述了此类益处、优点、解决方案或元素。
此外,通过若实施方案和/或限制如下:在此所披露的实施方案和限制不是在专用原则下而为大众所专用:(1)未在权利要求中清楚地提及;以及(2)是或在等效原则下是权利要求中表达的元素和/或限制的潜在等效物。
Claims (23)
1.一种电气***,包括:
电力输入端;
至少一个电力输出端,该至少一个电力输出端包括电气插座,该电气插座被配置成电气连接到至少一个外部设备上;
第一用户输入设备,该第一用户输入设备被配置成提供起动输入;
第二用户输入设备,该第二用户输入设备被配置成提供时间选择输入;
以及
内部组件,该内部组件包括:
电力开关模块,该电力开关模块在该电力输入端和该至少一个电力输出端之间电气连接,该电力开关模块被配置成从该电力输入端接收第一电力信号并包括控制机构,该控制机构被配置成打开和关闭以便调节该第一电力信号到该至少一个电力输出端的流动;
电力保存模块,该电力保存模块电气连接到该电力开关模块,该电力保存模块被配置成从该电力开关模块接收该第一电力信号、从该第一用户输入设备接收该起动输入、并在不同时间将该第一电力信号衰减到第二电力信号和第三电力信号;
电源模块,该电源模块在该电力开关模块和该电力保存模块之间电气连接,该电源模块被配置成在不同时间从该电力保存模块接收该第二电力信号和该第三电力信号,以便将该第二电力信号转换成第四电力信号和第五电力信号,将该第三电力信号转换成第六电力信号和第七电力信号,并在不同时间提供该第四电力信号和该第六电力信号到该电力开关模块;
控制模块,该控制模块在该电源模块和该电力开关模块之间电气连接,该控制模块被配置成在不同时间从该电源模块接收该第五电力信号和该第七电力信号,并从该第二用户输入设备接收该时间选择输入;
其中:
该时间选择输入包括时间长度;以及
该控制模块被配置成激活被设定为运行持续该时间长度的报数寄存器;以及
当该控制机构被关闭并且该电力保存模块没有正在接收该起动输入时:
该控制模块参考该报数寄存器确定该时间长度是否已过去;以及
当该时间长度已过去时,该控制模块提供终止电力信号到该电力开关模块,并打开该控制机构,以便防止该第一电力信号转到该至少一个电力输出端和经过该电力保存模块。
2.如权利要求1所述的电气***,其中:
该第一电力信号具有高压;
该第二电力信号具有第一低压;
该第三电力信号具有第二低压;以及
该高压大于该第一低压和该第二低压。
3.如权利要求1所述的电气***,其中:
该第一电力信号、该第二电力信号和该第三电力信号包括交流;以及
该第四电力信号、该第五电力信号、该第六电力信号和该第七电力信号包括直流。
4.如权利要求1所述的电气***,其中以下内容中的至少一项:
该第六电力信号小于该第四电力信号;或
该第七电力信号小于该第五电力信号。
5.如权利要求1所述的电气***,其中,当该电力保存模块接收该起动输入时:
该电力保存模块从该电力开关模块接收该第一电力信号,并将该第一电力信号衰减到该第二电力信号;
该电源模块从该电力保存模块接收该第二电力信号,并将该第二电力信号转换成该第四电力信号;以及
该电力开关模块接收该第四电力信号并关闭该控制机构,以便容许该第一电力信号转到该至少一个电力输出端。
6.如权利要求1到5中任意一项所述的电气***,其中当该控制机构被关闭并且该电力保存模块没有正在接收该起动输入时:
该电力保存模块从该电力开关模块接收该第一电力信号,并将该第一电力信号衰减到该第三电力信号;
该电源模块从该电力保存模块接收该第三电力信号,并将该第三电力信号转变成该第六电力信号;以及
该电力开关模块接收该第六电力信号,并保持该控制机构关闭,从而容许该第一电力信号继续转到该至少一个电力输出端。
7.如权利要求1到5中任意一项所述的电气***,其中:在该电力保存模块接收该启动输入时:
该控制模块接收该第五电力信号和该时间选择输入。
8.如权利要求7所述的电气***,其中当该控制机构被关闭并且该电力保存模块没有正在接收该起动输入时:
该电力保存模块从该电力开关模块接收该第一电力信号,并将该第一电力信号衰减到该第三电力信号;
该电源模块从该电力保存模块接收该第三电力信号,并将该第三电力信号转变成该第六电力信号和该第七电力信号;以及
该控制模块接收该第七电力信号。
9.如权利要求1到5中任意一项所述的电气***,其中当该控制机构被打开并且该电力保存模块没有正在接收该起动输入时:
该电力开关模块从该电力保存模块被电气断开,从而使得该电气***消耗近似零电力。
10.如权利要求1到5中任意一项所述的电气***,其中:
该第一用户输入设备包括手动开关、瞬时开关或按钮开关中的至少一个。
11.如权利要求1到5中任意一项所述的电气***,其中:
该第二用户输入设备包括远程设备。
12.如权利要求1到5中任意一项所述的电气***,其中:
该电气***进一步包括至少一个指示器;
该至少一个指示器电气连接到该电源模块;
该至少一个指示器被配置成当该电源模块接收该第二电力信号或该第三电力信号中的至少一个时激活;以及
该至少一个指示器包括视觉指示器、听觉指示器或触觉指示器中的至少一个。
13.如权利要求12所述的电气***,其中:
该至少一个指示器被配置成当该电源模块接收该第二电力信号时,以比该电源模块接收第三电力信号时更高的亮度激活;以及
该第二电力信号具有高于该第三电力信号的安培数。
14.如权利要求1到5中任意一项所述的电气***,其中:
该电气***被配置成在不使用任何工具的情况下手动连接到电气壁装插座。
15.一种制造电气***的方法,该方法包括:
提供电力输入端;
提供至少一个电力输出端,该至少一个电力输出端包括电气插座,该电气插座被配置成电气连接到至少一个外部设备;
提供第一用户输入设备,该第一用户输入设备被配置成提供起动输入;
提供第二用户输入设备,该第二用户输入设备被配置成提供时间选择输入;
提供内部组件,该内部组件包括:
电力开关模块,该电力开关模块被配置成从该电力输入端接收第一电力信号并包括控制机构,该控制机构打开和关闭以便调节该第一电力信号到该至少一个电力输出端的流动;
电力保存模块,该电力保存模块被配置成接收该第一电力信号、接收该起动输入,并将该第一电力信号衰减到第二电力信号和第三电力信号;
电源模块,该电源模块被配置成接收该第二电力信号和该第三电力信号,以便将该第二电力信号转换成第四电力信号和第五电力信号,将该第三电力信号转换成第六电力信号和第七电力信号,并提供该第四电力信号和该第六电力信号到该电力开关模块;以及
控制模块,该控制模块被配置成接收该第五电力信号、该第七电力信号和该时间选择输入;
将该电力输入端连接到该电力开关模块;
将该至少一个电力输出端连接到该电力开关模块;
将该电力开关模块连接到该电力保存模块;
将该电力开关模块连接到该电源模块;
将该电力保存模块连接到该电源模块;
将该电源模块连接到该控制模块;以及
将该控制模块连接到该电力开关模块;
其中:
该时间选择输入包括时间长度;
该控制模块被配置成激活被设定为运行持续该时间长度的报数寄存器;以及
当该控制机构被关闭并且该电力保存模块没有正在接收该起动输入时:
该控制模块参考该报数寄存器确定该时间长度是否已过去;以及
当该时间长度已过去时,该控制模块提供终止电力信号到该电力开关模块,并打开该控制机构,以便防止该第一电力信号转到该至少一个电力输出端和经过该电力保存模块。
16.如权利要求15所述的方法,其中:
该第一用户输入设备包括手动开关、瞬时开关或按钮开关中的至少一个。
17.如权利要求15所述的方法,其中:
该第二用户输入设备包括滑动开关、电位计或译码器中的至少一个。
18.如权利要求15到17中任意一项所述的方法,进一步包括:
提供至少一个指示器,该至少一个指示器被配置成当该电源模块接收该第二电力信号或该第三电力信号中的至少一个时激活;以及
将该至少一个指示器连接到该电源模块。
19.如权利要求15到17中任意一项所述的方法,其中以下内容中的两项或多项:
(i)将该电力输入端连接到该电力开关模块、(ii)将该至少一个电力输出端连接到该电力开关模块、(iii)将该电力开关模块连接到该电力保存模块、(iv)将该电力开关模块连接到该电源模块、(v)将该电力保存模块连接到该电源模块、(vi)将该电源模块连接到该控制模块,或(vii)将该控制模块连接到该电力开关模块,相互同时发生。
20.一种用于调节第一电力信号到至少一个电力输出端的流动的方法,该至少一个电力输出端包括电气插座,该电气插座被配置成电气连接到至少一个外部设备,该方法包括:
将该第一电力信号衰减到第二电力信号,该第二电力信号具有低于该第一电力信号的电压;
在不同时间将该第二电力信号转换成第三电力信号和第四电力信号,该第二电力信号具有交流,并且该第三电力信号和第四电力信号具有直流;
在接收控制机构激活信号之后容许该第一电力信号流动到该至少一个电力输出端;
激活报数寄存器,从而使得该报数寄存器对一个时间间隔进行报数直到该时间间隔过去;
将该第一电力信号衰减到第五电力信号,该第五电力信号具有低于该第一电力信号和该第二电力信号的电压;
在不同时间将该第五电力信号转换成第六电力信号和第七电力信号,该第五电力信号具有交流,并且该第六电力信号和该第七电力信号具有直流;
用该第六电力信号向控制机构供电,从而使得该控制机构保持在容许该第一电力信号流动到该至少一个电力输出端的状态中;
参考该报数寄存器确定该时间间隔是否已过去;
在该时间间隔已过去之后并且响应于确定该时间间隔已过去,致使该第一电力信号被禁止流动到该至少一个电力输出端;以及
当该报数寄存器没有对该时间间隔进行报数的时候,禁止该第一电力信号到该至少一个电力输出端的流动,从而使得近似零电力转到该至少一个电力输出端。
21.如权利要求20所述的方法,进一步包括在以下内容中的至少一项发生时激活指示器:
在不同时间将该第二电力信号转换成第三电力信号和第四电力信号,该第二电力信号具有交流,并且该第三电力信号和第四电力信号具有直流;或
在不同时间将该第五电力信号转换成第六电力信号和第七电力信号,该第五电力信号具有交流,并且该第六电力信号和该第七电力信号具有直流。
22.如权利要求20所述的方法,进一步包括:
从电气壁装插座获得该第一电力信号。
23.如权利要求20到22中任意一项所述的方法,进一步包括:
将该至少一个外部设备连接到该至少一个电力输出端上。
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