與多通路開關(guān)系統(tǒng)一起使用的電氣設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)描述了電氣設(shè)備、操作電氣設(shè)備用于與多通路開關(guān)系統(tǒng)一起使用的方法、以及用于連接電氣設(shè)備和負(fù)載裝置及多通路開關(guān)系統(tǒng)以控制所述負(fù)載裝置的方法。在一種實(shí)施方式中，一種與多通路開關(guān)系統(tǒng)一起使用的電氣設(shè)備包括：交流(AC)電源接口，用于連接到交流電源的火線和中性線之至少一者；負(fù)載調(diào)節(jié)模塊，用于調(diào)節(jié)和所述交流電源的中性線相連的負(fù)載裝置；輸出電源接口，用于連接到所述多通路開關(guān)系統(tǒng)，并輸出電壓到所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)；微控制器模塊，用于控制所述負(fù)載調(diào)節(jié)模塊以響應(yīng)所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)。
【專利說明】與多通路開關(guān)系統(tǒng)一起使用的電氣設(shè)備 相關(guān)申請(qǐng)交叉引用
[0001] 本申請(qǐng)涉及2013年4月15日提交的序列號(hào)為13/863, 189的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)， 其公開內(nèi)容以引用方式并入本申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明的實(shí)施方式一般涉及電子硬件，且更特別地涉及電氣設(shè)備、操作電氣設(shè)備 的方法、以及連接電氣設(shè)備與開關(guān)的方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 多通路開關(guān)用于對(duì)多個(gè)電路的回路進(jìn)行選擇性的通斷，例如可以用來控制在多個(gè) 位置的負(fù)載裝置，比如燈或電扇。通常，待控制的負(fù)載裝置直接連接在多通路開關(guān)之間。然 而，多通路開關(guān)的短路會(huì)導(dǎo)致負(fù)載裝置短路，這反過來會(huì)引起系統(tǒng)的電力過載。例如，多通 路開關(guān)的短路可以燒壞與負(fù)載裝置相連的電能表的保險(xiǎn)絲，或者損壞電能表。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本申請(qǐng)描述了電氣設(shè)備、操作電氣設(shè)備用于與多通路開關(guān)系統(tǒng)一起使用的方法、 以及用于連接電氣設(shè)備和負(fù)載裝置及多通路開關(guān)系統(tǒng)以控制所述負(fù)載裝置的方法。在一種 實(shí)施方式中，一種與多通路開關(guān)系統(tǒng)一起使用的電氣設(shè)備包括：交流（AC)電源接口，用于 連接到交流電源的火線和中性線之至少一者；負(fù)載調(diào)節(jié)模塊，用于調(diào)節(jié)和所述交流電源的 中性線相連的負(fù)載裝置；輸出電源接口，用于連接到所述多通路開關(guān)系統(tǒng)，并輸出電壓到所 述多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)；微控制器模塊，用于控制所述負(fù)載調(diào)節(jié)模塊以響應(yīng)所述多通路 開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)。所述電氣設(shè)備可以監(jiān)測(cè)其與所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的連接，并在所述多通 路開關(guān)系統(tǒng)的一個(gè)開關(guān)被切換時(shí)，停止或開始將交流電源供給到所述負(fù)載裝置。相比常規(guī) 電氣設(shè)備中負(fù)載設(shè)備直接連接于多通路開關(guān)之間，所述電氣設(shè)備作為使所述負(fù)載裝置與所 述多通路開關(guān)隔離的中介。因此，如果開關(guān)短路，所述電氣設(shè)備可以避免所述負(fù)載設(shè)備短 路，并防止損壞所述負(fù)載裝置和所述交流電源的電能表。本申請(qǐng)還描述了其它實(shí)施方式。
[0005] 在一種實(shí)施方式中，一種與多通路開關(guān)系統(tǒng)一起使用的電氣設(shè)備包括：交流電源 接口，用于連接到交流電源的火線和中性線之至少一者；負(fù)載調(diào)節(jié)模塊，用于調(diào)節(jié)和所述交 流電源的中性線相連的負(fù)載裝置；輸出電源接口，用于連接到所述多通路開關(guān)系統(tǒng)，并輸出 電壓到所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)；和微控制器模塊，用于控制所述負(fù)載調(diào)節(jié)模塊以響應(yīng) 所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)。
[0006] 在一種實(shí)施方式中，一種與多通路開關(guān)系統(tǒng)一起使用并配置成安裝在電氣工具箱 /開關(guān)盒（gang/patress box)內(nèi)的電氣設(shè)備包括：外殼；交流電源接口，用于連接到交流電 源的火線和中性線之至少一者；在所述外殼內(nèi)的AC到直流（DC)轉(zhuǎn)換器，用于將來自所述交 流電源接口的交流電源信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電源信號(hào)；在所述外殼內(nèi)的負(fù)載調(diào)節(jié)模塊，用于調(diào) 節(jié)負(fù)載裝置以響應(yīng)所述交流電源信號(hào)或者所述直流電源信號(hào)；從所述外殼的外部可觸及的 輸出電源接口；和在所述外殼內(nèi)的微控制器模塊，用于控制所述負(fù)載調(diào)節(jié)模塊以響應(yīng)所述 多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)，并實(shí)現(xiàn)無線通信。所述交流電源接口為從所述外殼的外部可觸及。 所述負(fù)載裝置連接到所述交流電源的中性線。所述輸出電源接口用于連接到所述多通路開 關(guān)，并輸出電壓到所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)。所述多通路開關(guān)系統(tǒng)連接到所述交流電源 的火線
[0007] 在一種實(shí)施方式中，一種操作安裝在電氣工具箱/開關(guān)盒內(nèi)用于與多通路開關(guān)系 統(tǒng)一起使用的電氣設(shè)備的方法涉及：監(jiān)測(cè)所述電氣設(shè)備的輸出電源接口，以檢測(cè)所述多通 路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)的切換；控制所述電氣設(shè)備的負(fù)載調(diào)節(jié)模塊，以使交流電源被提供給負(fù) 載裝置，或者隔斷所述負(fù)載裝置，以響應(yīng)對(duì)多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)的切換的檢測(cè)。
[0008] 在一種實(shí)施方式中，一種用于連接電氣設(shè)備和負(fù)載裝置及多通路開關(guān)系統(tǒng)以控制 所述負(fù)載裝置的方法涉及：將所述電氣設(shè)備的交流電源接口連接到交流電源的火線和中性 線之至少一者；將所述負(fù)載裝置連接到所述交流電源的中性線；將所述電氣設(shè)備的輸出電 源接口連接到所述多通路開關(guān)系統(tǒng)；和將所述多通路開關(guān)系統(tǒng)連接到所述交流電源的火 線。
[0009] 從下面的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖以示例的方式描述本發(fā)明的原理，將使得本發(fā)明實(shí) 施方式的其它方面和優(yōu)點(diǎn)變得明白易懂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的電氣設(shè)備的示意性框圖。
[0011] 圖2不出了圖1中描述的電氣設(shè)備的一種實(shí)施方式。
[0012] 圖3示出了圖2中描述的電氣設(shè)備的示例性電壓波形圖。
[0013] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的在圖2中描述的電氣設(shè)備的二維俯視圖。
[0014] 圖5示出了對(duì)應(yīng)于圖4的二維俯視圖的在圖2中描述的電氣設(shè)備的立體俯視圖。
[0015] 圖6不出了圖2描述的電氣設(shè)備的一種實(shí)施方式。
[0016] 圖7為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于操作安裝在電氣工具箱/開關(guān)盒內(nèi)與多 通路開關(guān)一起使用的電氣設(shè)備的方法的處理流程圖。
[0017] 圖8為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的用于將電氣設(shè)備連接到負(fù)載裝置和多通路開 關(guān)以控制所述負(fù)載裝置的方法的處理流程圖。
[0018] 圖9A為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的另一種電氣設(shè)備的示意性框圖。
[0019] 圖9B不出了圖9A中描述的電氣設(shè)備的電源開關(guān)模塊的一種實(shí)施方式。
[0020] 圖10為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的另一種電氣設(shè)備的示意性框圖。
[0021] 圖11為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的用于操作安裝在電氣工具箱/開關(guān)盒內(nèi)與 多通路開關(guān)系統(tǒng)一起使用的電氣設(shè)備的方法的處理流程圖。
[0022] 圖12為根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方式的用于將電氣設(shè)備連接到負(fù)載裝置和多通路 開關(guān)以控制所述負(fù)載裝置的方法的處理流程圖。
[0023] 在整個(gè)說明書中，相同的參考標(biāo)號(hào)用于表示相同的元件。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 容易理解的是，在這里的一般描述以及在附圖中示出的實(shí)施方式中的各部件可以 布置且設(shè)計(jì)為多種不同的配置。因此，下面詳細(xì)描述的各實(shí)施方式，如附圖所示，并不旨在 限制本發(fā)明的公開范圍，而僅僅是各實(shí)施方式的代表性描述。雖然附圖中顯示了各實(shí)施方 式的多個(gè)方面，但附圖并非按比例繪制，除非另有說明。
[0025] 在各方面描述的各實(shí)施方式僅僅是用作說明而非用于限制本發(fā)明。因此，本發(fā)明 的范圍是通過所附權(quán)利要求來反映，而不是通過這些詳細(xì)描述來限定。在權(quán)利要求的含義 以及等同范圍內(nèi)的所有變化都應(yīng)包含于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
[0026] 在整個(gè)說明書中，特征、優(yōu)點(diǎn)或類似表達(dá)的揭示并不意味著本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)的所 有特征和優(yōu)點(diǎn)都應(yīng)該或要在任何單個(gè)實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)。相反地，可以理解的是，與特征和優(yōu) 點(diǎn)相關(guān)的表達(dá)意味著至少一個(gè)實(shí)施方式描述了與實(shí)施方式相關(guān)的特定特征、優(yōu)點(diǎn)或特性。 因此，在整個(gè)說明書中，關(guān)于特征、優(yōu)點(diǎn)和類似表達(dá)的討論可以但不一定指同一個(gè)實(shí)施方 式。
[0027] 此外，本發(fā)明所描述的特征、優(yōu)點(diǎn)以及特性可以在一個(gè)或更多實(shí)施方式中以合適 的方式任意結(jié)合。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本文的描述可以得到這樣的啟示，即本發(fā)明可以不 需要某一特定實(shí)施方式中的一個(gè)或更多特定的特征或優(yōu)點(diǎn)便可實(shí)現(xiàn)。在其他實(shí)例中，某些 實(shí)施方式中也可以存在未描述于本發(fā)明的所有實(shí)施方式中的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)。
[0028] 在整個(gè)說明書中提及的"一種實(shí)施方式"、"一種實(shí)施例"或類似表達(dá)意味著至少一 個(gè)實(shí)施方式中包括所描述的實(shí)施方式相關(guān)的指定特征、結(jié)構(gòu)或特性。因而，在整個(gè)說明書 中，"在一種實(shí)施方式中"、"在一種實(shí)施例中"及類似表達(dá)可以但不一定全部指同一個(gè)實(shí)施 方式。
[0029] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的電氣設(shè)備100的示意性框圖。該電氣設(shè)備 可被用于各種應(yīng)用。在一種實(shí)施例中，電氣設(shè)備為嵌壁式設(shè)備，具有適于安裝在標(biāo)準(zhǔn)工具箱 /開關(guān)盒內(nèi)的外形。在一些實(shí)施例中，電氣設(shè)備1〇〇安裝在掛裝于墻壁102的表面或嵌入墻 壁的電氣工具箱/開關(guān)盒102內(nèi)。如在本領(lǐng)域中已知的那樣，工具箱或設(shè)備箱或開關(guān)盒是 用于容納電器配件比如一個(gè)或更多電源插座、開關(guān)、調(diào)光器、觸摸屏、溫控器和安全鍵盤的 背后空間的容器。開關(guān)盒按標(biāo)準(zhǔn)尺寸制造，并掛裝于墻壁表面或嵌入墻壁。開關(guān)盒通常由 金屬和/或塑料制作。
[0030] 在圖1所示實(shí)施方式中，電氣設(shè)備100接收來自電源103的電源輸入信號(hào)，并生成 輸出到負(fù)載裝置110的電源輸出信號(hào)。電源可以是任何類型的電源。在一些實(shí)施例中，電 源為交流電源，輸入信號(hào)為從電氣開關(guān)盒內(nèi)可取得的交流電源信號(hào)。例如，電源通常是住宅 或商業(yè)樓宇內(nèi)提供的電源。在這些實(shí)施例中，輸入信號(hào)和輸出信號(hào)為交流電源信號(hào)。在一 些實(shí)施例中，電氣設(shè)備100包括一個(gè)或更多與電源103相連接的電源接口。負(fù)載裝置110 可以是任意合適類型的電氣負(fù)載，比如電容性負(fù)載、電阻性負(fù)載和/或電感性負(fù)載。例如， 負(fù)載裝置110可以是燈、電扇、電子墻壁開關(guān)插座或窗用遮擋物。
[0031] 電氣設(shè)備100可以用作解決方案以和建筑物的現(xiàn)有多通路開關(guān)一起使用，而無需 修改現(xiàn)有的布線。在圖1所示的實(shí)施方式中，電氣設(shè)備100通過連接器112將輸出電壓輸出 到安裝在相同的電氣工具箱/開關(guān)盒內(nèi)的第一多通路開關(guān)116-1。第二多通路開關(guān)116-2 安裝在不同的電氣工具箱/開關(guān)盒122(例如，在樓梯或走廊的另一端）中，用于連接到第 一多通路開關(guān)116-1、電源103和電氣設(shè)備100。多通路開關(guān)116-U116-2和電氣設(shè)備100 形成閉合電路。因此，電氣設(shè)備100可以監(jiān)測(cè)其與多通路開關(guān)116-1、116-2的連接，以檢測(cè) 多通路開關(guān)116-1、116-2之一者的切換。在一些實(shí)施例中，多通路開關(guān)116-1的輸出電壓 和來自電源103的電源輸入信號(hào)的電壓相同。例如，電源輸入信號(hào)和到多通路開關(guān)116-1 的輸出電壓為具有相同電壓的交流信號(hào)。
[0032] 多通路開關(guān)用于從多個(gè)位置（例如樓梯、長走廊或大房間的任一端）控制電氣負(fù) 載（例如負(fù)載裝置110)。將兩個(gè)多通路開關(guān)連接在一起，并切換任一個(gè)開關(guān)可以改變電氣 負(fù)載的打開/關(guān)閉狀態(tài)。多通路開關(guān)允許從不同的位置控制電氣負(fù)載，例如位于走廊、樓梯 間或大房間內(nèi)的燈、插座、電扇、泵或加熱器。例如，三路（3路）或四路（4路）開關(guān)可以用 來從多個(gè)位置控制電燈，例如從樓梯的頂部和底部、走廊的兩端、或房間的多個(gè)門口。在一 種實(shí)施例中，多通路開關(guān)為單刀雙擲（sroT)的二路開關(guān)。在另一種實(shí)施例中，多通路開關(guān) 為有兩對(duì)電氣端子的雙刀雙擲（DTOT)的四路開關(guān)。
[0033] 在一種實(shí)施例中，電氣設(shè)備100尋找由多通路開關(guān)116-1U16-2的切換而引起的 狀態(tài)改變，并通過內(nèi)部控制電路例如繼電器開關(guān)或交流娃控管（Triode for Alternating Current，TRIAC)電路來控制負(fù)載裝置110。例如，電氣設(shè)備100可以包括內(nèi)置的電子可控 制繼電器開關(guān)或者TRIAC電路，用來控制電容性負(fù)載、電阻性負(fù)載、和/或電感性負(fù)載（例 如電燈、電扇、電子墻壁插座、或窗用遮擋物）。
[0034] 在一些實(shí)施例中，除了輸出電壓到多通路開關(guān)116-1，電氣設(shè)備100通過連接器 106輸出低電壓直流輸出。低電壓直流電子設(shè)備108,例如觸摸屏，可以直接由低電壓輸出 供電，而不需要交流轉(zhuǎn)換器或者電池。低電壓直流電子設(shè)備108的例子包括但不限于開關(guān)、 調(diào)光器、觸摸屏、恒溫器和安全鍵盤。例如，電子設(shè)備108可以是用于控制負(fù)載裝置110的 壁掛式開關(guān)、調(diào)光器和/或觸摸屏。在一些實(shí)施例中，電氣設(shè)備100可以被用作與電源103 的連接，以采用低電壓直流電子設(shè)備替代建筑物的現(xiàn)有墻壁開關(guān)。低電壓直流輸出信號(hào)的 電壓低于送到低電壓直流電子設(shè)備108的輸入電源信號(hào)的電壓。在一些實(shí)施例中，低電壓 輸出信號(hào)的電壓小于36V左右的閾值電壓，例如在36V±10%以內(nèi)。在一種實(shí)施例中，低電 壓輸出信號(hào)的電壓為3. 3伏特（V)左右，例如在3. 3V±10%以內(nèi)。雖然提供了低電壓輸出 信號(hào)的示例電壓（36V和3. 3V)，但是低電壓輸出信號(hào)的電壓可以是任何視為"低電壓"的合 適的值，并不限于示例提供的值。
[0035] 連接器106、112之一者可以包括一個(gè)或更多用于與比如電線或信號(hào)電纜相連接 的輸入/輸出（I/O)引腳、I/O端口或I/O插座。在一些實(shí)施例中，連接器106或112包括 一個(gè)或更多與直流電子設(shè)備108或多通路開關(guān)116-1相連接的電源接口。連接器106或 112可以位于電氣設(shè)備100之內(nèi)或者在其外殼的表面上。在一些實(shí)施例中，電氣設(shè)備100可 以包括兩個(gè)以上的連接器。
[0036] 圖2不出了圖1所描述的電氣設(shè)備100的一種實(shí)施方式，該電氣設(shè)備和包括第 一三路開關(guān)214-1、第二三路開關(guān)214-2及DPST 217的多通路開關(guān)系統(tǒng)215 -起使用。在 圖2所示實(shí)施方式中，電氣系統(tǒng)280的電氣設(shè)備200包括交流電源接口 206、輸出電源接口 208、交流到直流（AC-DC)轉(zhuǎn)換器212、微控制器單元（MCU)模塊216和開關(guān)模塊222。電氣 設(shè)備200和第一三路開關(guān)214-1安裝在電氣工具箱/開關(guān)盒202中。DPST 217安裝在電氣 工具箱/開關(guān)盒252中，第二三路開關(guān)214-2安裝在電氣工具箱/開關(guān)盒262中。例如，電 氣工具箱/開關(guān)盒202、252、262可以安裝在樓梯、長走廊、大房間的不同位置。電氣工具箱 /開關(guān)盒202、252、262和電氣工具箱/開關(guān)盒102相似或者相同。圖2所示電氣設(shè)備200 為圖1所示電氣設(shè)備100的一種可能的具體實(shí)現(xiàn)。然而，電氣設(shè)備100并不限于圖2所示 的實(shí)施方式。電氣設(shè)備200中可以包括的電路元件并不限于圖2所示的組件。例如，在一 些情況下，電氣設(shè)備200可以包括至少一個(gè)額外的組件，例如電能表模塊、射頻（RF)收發(fā)器 模塊、天線和/或內(nèi)部按鍵。在一種實(shí)施例中，電氣設(shè)備200不具有無線通信能力。在一種 實(shí)施例中，電氣設(shè)備200包括配置成測(cè)量電氣設(shè)備200的負(fù)載裝置的能量消耗的電能表模 塊。電能表模塊可以用瓦特?cái)?shù)、電壓、電容和千瓦時(shí)（kWh)測(cè)量負(fù)載裝置的能量消耗。在一 種實(shí)施例中，電能表模塊將能耗參數(shù)報(bào)告或輸出給MCU模塊216。雖然圖2所不實(shí)施方式中 電氣設(shè)備200和兩個(gè)三路開關(guān)及DPST -起使用，但是，在其他實(shí)施例中，電氣設(shè)備200可以 使用不同組合的多通路開關(guān)。
[0037] 電氣設(shè)備200通過交流電源接口 206接收交流輸入信號(hào)，并輸出交流輸出信號(hào)用 于為和負(fù)載裝置110相似或相同的負(fù)載裝置210供電。電氣設(shè)備200還通過輸出電源接口 208將電壓信號(hào)輸出到三路開關(guān)214-1。在一些實(shí)施例中，電氣設(shè)備200還生成輸入到低電 壓直流電子設(shè)備比如觸摸屏的低電壓直流信號(hào)。
[0038] 在圖2所示實(shí)施方式中，電氣設(shè)備通過火線230連接到第一三路開關(guān)214-1，并通 過火線230將交流電源信號(hào)輸出到第一三路開關(guān)214-1。第一三路開關(guān)214-1通過火線 232、234串聯(lián)連接到DPST 217和第二三路開關(guān)214-2。第二三路開關(guān)214-2通過電氣設(shè)備 200連接到負(fù)載裝置210的第一端子236-1。中性線260連接到負(fù)載裝置210的第二端子 236-2。正如本領(lǐng)域已知的那樣，中性線具有零電壓電位（即接地），而火線具有等于交流 電源電壓的電壓電位。對(duì)兩個(gè)三路開關(guān)214-U214-2和DPST 217中的一個(gè)進(jìn)行切換（即， 將活動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)/臂放在未連接到任何固定開關(guān)觸點(diǎn)的位置）將導(dǎo)致電氣設(shè)備200和多通 路開關(guān)系統(tǒng)215之間的電氣連接斷連，這觸發(fā)了 MCU模塊216去控制開關(guān)模塊222。例如， 當(dāng)?shù)谝蝗烽_關(guān)214-1的活動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)（擲端）238從第一固定觸點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)端）240-1移動(dòng) 到第二固定觸點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)端）240-2。在切換時(shí)刻，三路開關(guān)的節(jié)點(diǎn)端沒有連接三路開關(guān)的擲 端，并因此在輸出電源接口 208處產(chǎn)生高電壓。在切換時(shí)刻之后，三路開關(guān)的節(jié)點(diǎn)端連接到 三路開關(guān)的擲端，因此在輸出電源接口 208處的電壓回到正常低電平。此外，在切換時(shí)刻， 三路開關(guān)214-1和電氣設(shè)備200之間的電流暫時(shí)下降（例如降低到零）。MCU模塊216檢 測(cè)到輸出電源接口 208處的電壓改變和/或電流下降，便相應(yīng)地切換開關(guān)模塊222。相比常 規(guī)電氣設(shè)備中敷在裝置直接連接于多通路開關(guān)之間，電氣設(shè)備200可以用作使多通路開關(guān) 系統(tǒng)216和負(fù)載裝置210隔離的中介。因此，如果多通路開關(guān)系統(tǒng)215中發(fā)生電氣短路，電 氣設(shè)備200可以使負(fù)載裝置210免遭短路，防止損壞負(fù)載裝置210,避免電氣系統(tǒng)280出現(xiàn) 因系統(tǒng)的電力過載而導(dǎo)致燒壞電氣系統(tǒng)280的電能表282的保險(xiǎn)絲或者損壞電氣設(shè)備280 中高價(jià)的電能表282。
[0039] 電源接口 206或208可以包括一個(gè)或更多I/O引腳、端口或插座。在圖2所示實(shí) 施方式中，每個(gè)電源接口 206或208為螺旋式電源接口，包括至少一個(gè)螺桿和至少一個(gè)受至 少一個(gè)螺桿控制的線插座頭。然而，電氣設(shè)備200的電源接口不限于這里描述的示例。在 其它實(shí)施方式中，可以使用其他類型的電源接口，例如非螺旋式的電源接口。此外，雖然圖 2所示的電源接口包括一定數(shù)量的插座，在其它實(shí)施方式中，電源接口包括的插座數(shù)量可以 不同于圖2所示的插座數(shù)量。
[0040] 交流電源接口 206包括標(biāo)簽244和位于相應(yīng)螺桿的下方且由標(biāo)簽244標(biāo)記的四個(gè) 插座 246-1、246-2、246-3、246-4。插座 246-1、246-2、246-3、246-4 用于連接電纜 / 電線。 螺桿的調(diào)節(jié)可以導(dǎo)致電纜與電氣設(shè)備200連接或者連接斷開。在圖2所示的實(shí)施方式中，交 流電源通過中性線220和火線218輸送。在一種實(shí)施例中，中性線220連接到插座246-3， 火線218連接到插座246-2。負(fù)載裝置210連接到插座246-1、246-4。負(fù)載裝置210通過 火線258連接到插座246-1。標(biāo)記為"N"和"負(fù)載N"的插座246-3、246-4彼此相連。因此， 負(fù)載裝置210通過中性線260連接到插座246-4。電氣設(shè)備200、火線258、負(fù)載裝置200和 中性線260可以形成閉合電路。因此，電氣設(shè)備200可以控制為負(fù)載裝置210供電的電源。
[0041] 輸出電源接口 208是圖2所示連接器106、112的具體實(shí)現(xiàn)，包括標(biāo)簽254和位于 相應(yīng)螺桿的下方且由標(biāo)簽254標(biāo)記的三個(gè)插座256-1、256-2、256-3。插座256-1、256-2、 256-3用于連接電纜/電線。螺桿的調(diào)節(jié)可以導(dǎo)致電纜和電氣設(shè)備200的連接或者連接斷 開。交流電源信號(hào)或直流電源信號(hào)可以通過由開關(guān)符號(hào)標(biāo)記的插座256-2、256-3輸出到三 路開關(guān)214-1。在一種實(shí)施例中，輸出信號(hào)可以是通過火線230傳送到三路開關(guān)214-1的交 流電源信號(hào)。電氣設(shè)備200、火線230、多通路開關(guān)系統(tǒng)215和火線218可以形成閉合電路。 因此，兩個(gè)三路開關(guān)214-U214-2以及DPST的切換可以影響電氣設(shè)備200的運(yùn)行，并觸發(fā) 來自電氣設(shè)備200的響應(yīng)。
[0042] 電氣設(shè)備200的AC-DC轉(zhuǎn)換器212用于將由中性線220和火線218輸送的交流 輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于電氣設(shè)備200的其它組件的低直流電壓。在圖2所示的實(shí)施方式中， AC-DC轉(zhuǎn)換器212使用需要中性連接的三線設(shè)計(jì)。在一些實(shí)施方式中，AC-DC轉(zhuǎn)換器212使 用無中性鏈路的兩線連接。AC-DC轉(zhuǎn)換器可以使用不同國家和地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行工作， 包括北美、歐洲、中東、中美洲和加勒比地區(qū)、南美、非洲、澳洲和大洋洲。在一種實(shí)施例中， AC-DC轉(zhuǎn)換器可以將110V/60HZ或230V或240V/50HZ的輸入交流電壓轉(zhuǎn)換為合適的低直流 電壓。例如，AC-DC轉(zhuǎn)換器可以將120V左右的交流電源輸入電壓轉(zhuǎn)換為5V或任意合適的 值的內(nèi)部直流電壓。
[0043] 電氣設(shè)備200的開關(guān)模塊222用于控制負(fù)載裝置210,例如，用于調(diào)弱負(fù)載裝置 210 (如降低提供給負(fù)載裝置210的電源）或者打開/關(guān)閉負(fù)載裝置210。負(fù)載的調(diào)弱不限 于減少或增加電燈的光強(qiáng)度。在一種實(shí)施例中，開關(guān)模塊222可以使電扇的轉(zhuǎn)速上升或下 降。開關(guān)模塊在MCU模塊216的控制下可以調(diào)弱或者打開/關(guān)閉負(fù)載裝置210。開關(guān)模塊 222可以包括繼電器開關(guān)、交流硅控管（TRIAC)電路、或者任意的本領(lǐng)域已知的其它合適的 開關(guān)組件。
[0044] 電氣設(shè)備200的MCU模塊216用于控制電氣設(shè)備200的其它組件（例如，開關(guān)模 塊222、交流電源接口 206和/或輸出電源接口 208)。MCU模塊可以控制開關(guān)模塊、交流電 源接口 206和/或輸出電源接口 208,以響應(yīng)來自AC-DC轉(zhuǎn)換器212的直流電壓信號(hào)。MCU 模塊可以實(shí)現(xiàn)為微控制器形式，并可以由AC-DC轉(zhuǎn)換器212供電。
[0045] 在一種實(shí)施例中，MCU模塊216通過插座256-2或256-3以及火線230將交流電源 信號(hào)輸出到三路開關(guān)214-1。交流輸出電源信號(hào)的電壓可以和通過火線218輸入到電氣設(shè) 備200的交流輸入電源信號(hào)的電壓相同或相近。在一些實(shí)施例中，交流電源輸入信號(hào)的電 壓和來自插座256-2或256-3的輸出信號(hào)的電壓為120V左右（例如在120V±10%以內(nèi)） 或者230V左右（例如在230V±10%以內(nèi)）。雖然提供了交流輸出信號(hào)的示例電壓，但是交 流輸出信號(hào)的電壓可以為任意合適的值，并不限于所提供的示例電壓的值。
[0046] 當(dāng)兩個(gè)三路開關(guān)214-U214-2及DPST 217中的一個(gè)被切換，該切換開關(guān)的活動(dòng)開 關(guān)觸點(diǎn)（擲端）從第一固定觸點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)端）移動(dòng)到第二固定觸點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）。在切換時(shí)刻，該 切換開關(guān)的節(jié)點(diǎn)端沒有連接該切換開關(guān)的任意擲端，因此在輸出電源接口 208處產(chǎn)生高電 壓。在切換時(shí)刻之后，該切換開關(guān)的節(jié)點(diǎn)端連接到該切換開關(guān)的擲端，因此在輸出電源接口 208處的電壓回到正常低電平。在一些實(shí)施例中，MCU模塊216檢測(cè)輸出電源接口 208處的 電壓變化，并相應(yīng)地切換開關(guān)模塊222。圖3為輸出電源接口 208處的電壓關(guān)于開關(guān)切換事 件的示例性波形圖。通過切換開關(guān)214-1、214-2、217中的一個(gè)，將導(dǎo)致時(shí)間點(diǎn)"T0"和"T2" 之間的波形?，F(xiàn)役開關(guān)（active switch)的機(jī)械抖動(dòng)將引起兩次上升沿和兩次下降沿。在 切換時(shí)刻，現(xiàn)役開關(guān)的節(jié)點(diǎn)端沒有連接該現(xiàn)役開關(guān)的任意擲端。因此，輸出電源接口 208處 將產(chǎn)生高電平電壓，并且波形從低電壓"VL"上升到高電壓"VH"。由于現(xiàn)役開關(guān)的機(jī)械抖 動(dòng)，使得電壓波形在時(shí)間點(diǎn)T1處短時(shí)間內(nèi)跌落到低電壓"VL"。緊接時(shí)間點(diǎn)T1之后，波形 回到高電壓"VH"。在切換時(shí)刻之后，現(xiàn)役開關(guān)的節(jié)點(diǎn)端連接到現(xiàn)役開關(guān)的擲端，因此，波形 在時(shí)間點(diǎn)T2處從高電壓"VH"降低到低電壓"VL"。MCU模塊216檢測(cè)電壓波形的突然上升 (例如上升沿）和突然下降（例如下降沿），使開關(guān)模塊222發(fā)生切換接通/斷開，并開始 /停止將交流電源供給到負(fù)載裝置210。
[0047] MCU模塊216可以使用軟件程序來實(shí)現(xiàn)波形的監(jiān)測(cè)以及開關(guān)模塊222的通知。軟 件程序可以存儲(chǔ)在通過MCU模塊可訪問的存儲(chǔ)器模塊。下面將提供可以使用在MCU模塊 216中的軟件程序的示例。但是，MCU模塊216中可以使用的軟件程序的實(shí)現(xiàn)不限于所提供 的示例。

【權(quán)利要求】
1. 一種與多通路開關(guān)系統(tǒng)一起使用的電氣設(shè)備，所述電氣設(shè)備包括： 交流電源接口，用于連接到交流電源的火線和中性線之至少一者； 負(fù)載調(diào)節(jié)模塊，用于調(diào)節(jié)和所述交流電源的中性線相連的負(fù)載裝置； 輸出電源接口，用于連接到所述多通路開關(guān)系統(tǒng)，并輸出電壓到所述多通路開關(guān)系統(tǒng) 的開關(guān)；和 微控制器模塊，用于控制所述負(fù)載調(diào)節(jié)模塊以響應(yīng)所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)。
2. 如權(quán)利要求1所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述電氣設(shè)備還包括用于裝在電氣工 具箱/開關(guān)盒內(nèi)的外殼。
3. 如權(quán)利要求2所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述電氣設(shè)備的尺寸小于所述電氣工 具箱/開關(guān)盒的尺寸。
4. 如權(quán)利要求2所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述交流電源接口為從所述電氣工具 箱/開關(guān)盒內(nèi)可觸及，其中所述電氣設(shè)備安裝在所述電氣工具箱/開關(guān)盒內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求2所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述電氣設(shè)備具有52*49*18. 5毫米左 右的尺寸，所述電氣工具箱/開關(guān)盒具有范圍在2. 375*4. 5*1. 5毫米和2. 375*4. 5*2. 5毫 米之間的尺寸。
6. 如權(quán)利要求1所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述交流電源接口還用于連接到交流 電源的所述火線和所述中性線。
7. 如權(quán)利要求1所述的電氣設(shè)備，還包括交流到直流轉(zhuǎn)換器，用于將來自所述交流電 源的交流電源信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電源信號(hào)。
8. 如權(quán)利要求7所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述交流電源信號(hào)的電壓為120V左右 或者230V左右，所述直流電源信號(hào)的電壓小于大約36V。
9. 如權(quán)利要求1所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述負(fù)載調(diào)節(jié)模塊用于使交流電源被 提供給所述負(fù)載裝置或者隔斷所述負(fù)載裝置，以響應(yīng)所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)。
10. 如權(quán)利要求9所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述微控制器模塊用于監(jiān)測(cè)所述輸出 電源接口，以檢測(cè)所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的活動(dòng)開關(guān)臂是否在所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的固定開 關(guān)觸點(diǎn)之間切換。
11. 如權(quán)利要求10所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述微控制器模塊用于檢測(cè)所述輸 出電源接口處的所述電壓的上升沿和后續(xù)的下降沿。
12. 如權(quán)利要求9所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述負(fù)載調(diào)節(jié)模塊包括配置成打開或 關(guān)閉的電氣繼電器開關(guān)。
13. 如權(quán)利要求9所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述負(fù)載調(diào)節(jié)模塊包括交流硅控管電 路，用于當(dāng)所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的活動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)在所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的固定開關(guān)觸點(diǎn)之 間切換時(shí)，被激活或者不激活。
14. 如權(quán)利要求1所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述微控制器模塊用于實(shí)現(xiàn)無線通 f目。
15. 如權(quán)利要求1所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述多通路開關(guān)系統(tǒng)包括至少一個(gè)單 刀雙擲開關(guān)。
16. 如權(quán)利要求1所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述多通路開關(guān)系統(tǒng)包括至少一個(gè)雙 刀雙擲開關(guān)。
17. -種與多通路開關(guān)系統(tǒng)一起使用并配置成安裝在電氣工具箱/開關(guān)盒內(nèi)的電氣設(shè) 備，所述電氣設(shè)備包括： 外殼； 交流（AC)電源接口，用于連接到交流電源的火線和中性線之至少一者，其中所述交流 電源接口為從所述外殼的外部可觸及； 在所述外殼內(nèi)的交流到直流轉(zhuǎn)換器，用于將來自所述交流電源接口的交流電源信號(hào)轉(zhuǎn) 換為直流電源信號(hào)； 在所述外殼內(nèi)的負(fù)載調(diào)節(jié)模塊，用于調(diào)節(jié)負(fù)載裝置以響應(yīng)所述交流電源信號(hào)或者所述 直流電源信號(hào)，其中所述負(fù)載裝置連接到所述交流電源的中性線； 從所述外殼的外部可觸及的輸出電源接口，其中所述輸出電源接口用于連接到所述多 通路開關(guān)，并輸出電壓到所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)，其中所述多通路開關(guān)系統(tǒng)連接到所 述交流電源的火線；和 在所述外殼內(nèi)的微控制器模塊，用于控制所述負(fù)載調(diào)節(jié)模塊以響應(yīng)所述多通路開關(guān)系 統(tǒng)的開關(guān)，并實(shí)現(xiàn)無線通信。
18. 如權(quán)利要求17所述的電氣設(shè)備，其特征在于，所述負(fù)載調(diào)節(jié)模塊包括電氣繼電器 開關(guān)或者交流硅控管電路，用于當(dāng)所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的活動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)在所述多通路開 關(guān)系統(tǒng)的固定開關(guān)觸點(diǎn)之間切換時(shí)被激活或者不激活，其中所述電氣設(shè)備的外殼具有大 約52*49*18. 5毫米的尺寸，所述電氣工具箱/開關(guān)盒具有范圍在2. 375*4. 5*1. 5毫米和 2. 375*4. 5*2. 5毫米之間的尺寸。
19. 一種操作電氣設(shè)備的方法，所述電氣設(shè)備安裝在電氣工具箱/開關(guān)盒內(nèi)用于與多 通路開關(guān)系統(tǒng)一起使用，所述方法包括： 監(jiān)測(cè)所述電氣設(shè)備的輸出電源接口，以檢測(cè)所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)的切換； 控制所述電氣設(shè)備的負(fù)載調(diào)節(jié)模塊，以使交流電源被提供給負(fù)載裝置或者隔斷所述負(fù) 載裝置，以響應(yīng)對(duì)所述多通路開關(guān)系統(tǒng)的開關(guān)的切換的檢測(cè)。
20. -種用于連接電氣設(shè)備和負(fù)載裝置及多通路開關(guān)系統(tǒng)以控制所述負(fù)載裝置的方 法，所述方法包括： 將所述電氣設(shè)備的交流電源接口連接到交流電源的火線和中性線之至少一者； 將所述負(fù)載裝置連接到所述交流電源的中性線； 將所述電氣設(shè)備的輸出電源接口連接到所述多通路開關(guān)系統(tǒng)；和 將所述多通路開關(guān)系統(tǒng)連接到所述交流電源的火線。
【文檔編號(hào)】H02H7/20GK104377663SQ201410668316
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】溫斯頓·程 申請(qǐng)人:豐唐物聯(lián)技術(shù)（深圳）有限公司