帶定時(shí)器的電氣安全系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了集成有定時(shí)器的電氣安全系統(tǒng)。所述電氣安全系統(tǒng)可具有通過一條或多條通信路徑連接的輸入線和輸出端。所述電氣安全系統(tǒng)還可包括一接地故障斷路模塊，該接地故障斷路模塊包括一監(jiān)控從輸入線流向電氣負(fù)載的電流并產(chǎn)生電流信號(hào)的傳感線圈，以及一接地故障斷路電路。進(jìn)一步地，所述電氣安全系統(tǒng)還可具有打開或閉合輸入線與輸出端間一條或多條通信路徑的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)，以及一操作該一個(gè)或多個(gè)開關(guān)的螺線管。此外，所述電氣安全系統(tǒng)可具有一定時(shí)器模塊，該定時(shí)器模塊包括一配置為產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)的定時(shí)器電路、一與定時(shí)器電路電連接的選擇開關(guān)以及一可視顯示器。
【專利說明】帶定時(shí)器的電氣安全系統(tǒng)
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用及優(yōu)先權(quán)要求
[0002] 根據(jù)《美國(guó)法典》第35篇第119(e)條的規(guī)定，本申請(qǐng)主張享有于2013年3月19 日提交的、名為"帶定時(shí)器的電氣安全系統(tǒng)"的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/803, 209的權(quán)益，前述 申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容和實(shí)質(zhì)通過引用整體地結(jié)合于本文中，全部如下。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及電氣安全系統(tǒng)和定時(shí)系統(tǒng)，尤其涉及帶集成定時(shí)器的接地故 障斷路系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0004] 公知的有多種電氣安全系統(tǒng)。一種公知的系統(tǒng)例如為剩余電流設(shè)備，例如接地故 障斷路("GFCI")系統(tǒng)。GFCI系統(tǒng)有助于保護(hù)人們和電子器件遠(yuǎn)離電擊或過量電流的輸送。 更具體地，當(dāng)GFCI系統(tǒng)檢測(cè)到電流以一條預(yù)料之外的例如通過人體進(jìn)入大地的路徑流動(dòng) 時(shí)，該GFCI系統(tǒng)會(huì)切斷電路。此外，當(dāng)GFCI系統(tǒng)檢測(cè)到預(yù)料之外的電流時(shí)，其可做出快速 反應(yīng)，從而可使造成的損害最小化。
[0005] GFCI系統(tǒng)可包含于插頭、插座、電路或其它設(shè)備中。在許多場(chǎng)合，例如，建筑規(guī)范要 求在特定的電氣插座中使用GFCI系統(tǒng)，例如浴室中的插座。此外，GFCI系統(tǒng)可以配置在電 氣插頭中，例如吹風(fēng)機(jī)的插頭，以有助于防止電擊。
[0006] 公知的有多種定時(shí)器。如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的，定時(shí)器是在特定時(shí)間作為相應(yīng) 動(dòng)作的電氣設(shè)備。例如，定時(shí)器可以是在經(jīng)過一預(yù)設(shè)的時(shí)間段后或一天中的特定時(shí)刻觸發(fā) 的開關(guān)。
[0007] 在使用中，定時(shí)器可連接多種設(shè)備，例如圣誕樹燈以及游泳池泵。在此方式下，所 述定時(shí)器可在多個(gè)預(yù)設(shè)的時(shí)刻切換圣誕樹燈和游泳池泵的開或關(guān)。
[0008] 然而，傳統(tǒng)定時(shí)器以及傳統(tǒng)GFCI系統(tǒng)的問題在于，它們是分別制造和銷售的。因 此，消費(fèi)者必須分別購買GFCI系統(tǒng)(或包含GFCI系統(tǒng)的設(shè)備)和定時(shí)器，以同時(shí)獲得兩者的 益處。然后所述GFCI系統(tǒng)和定時(shí)器被組合在一起，以提供GFCI系統(tǒng)的安全性能以及定時(shí) 器的控制能力。然而，此種方式需要購買多個(gè)設(shè)備，造成了成本的增加。另外，設(shè)備的組合 會(huì)造成最終系統(tǒng)的過度復(fù)雜。設(shè)備個(gè)數(shù)的增加還會(huì)增加使用過程中的電氣誤操作和/或電 擊的風(fēng)險(xiǎn)。
[0009] 因此，需要的是一種電氣安全系統(tǒng)，例如帶集成定時(shí)器的GFCI系統(tǒng)。所述集成系 統(tǒng)應(yīng)減小復(fù)雜度和成本，同時(shí)增加安全性。本發(fā)明的實(shí)施例就是主要指向這些需求的。 發(fā)明概要
[0010] 本發(fā)明的簡(jiǎn)要說明的實(shí)施例涉及一種帶集成定時(shí)器的電氣安全系統(tǒng)。在一些實(shí)施 例中，所述電氣安全系統(tǒng)可以為一接地故障斷路("GFCI")系統(tǒng)。所述定時(shí)器可以設(shè)定為在 特定的一個(gè)時(shí)刻或多個(gè)時(shí)刻向GFCI系統(tǒng)提供信號(hào)。所述信號(hào)可阻止電流從GFCI系統(tǒng)流向 負(fù)載，或者在一些實(shí)施例中，反過來可使電流從GFCI系統(tǒng)流向負(fù)載。在此方式下，所述定時(shí) 器可集成于該GFCI系統(tǒng)內(nèi)，不需要購買兩個(gè)獨(dú)立的設(shè)備并提高了 GFCI/定時(shí)器系統(tǒng)的性 能。因此本發(fā)明可減少消費(fèi)者的花費(fèi)以及GFCI/定時(shí)器系統(tǒng)的復(fù)雜性。本發(fā)明還可以增加 消費(fèi)者的安全性。
[0011] 在一些實(shí)施例中，所述電氣安全系統(tǒng)可包括一輸入線以及通過一條或多條通信路 徑與輸入線電連接并包括一電氣負(fù)載的輸出端。所述系統(tǒng)也可包括一接地故障斷路模塊， 該模塊包括一監(jiān)控從輸入線流向電氣負(fù)載的電流并產(chǎn)生一電流信號(hào)的傳感線圈，以及與傳 感線圈電連接的接地故障斷路電路。此外，在一些實(shí)施例中，所述接地故障斷路模塊可包括 配置為選擇性地打開或閉合輸入線和電氣負(fù)載間的一條或多條通信路徑的一個(gè)或多個(gè)開 關(guān)，以及用于操控一個(gè)或多個(gè)開關(guān)以響應(yīng)于接地故障斷路所產(chǎn)生的控制信號(hào)的螺線管。在 一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可包括一定時(shí)器模塊，該定時(shí)器模塊可含有一配置為產(chǎn)生定時(shí)信 號(hào)的定時(shí)器電路，一與定時(shí)器電路電連接的選擇開關(guān)，一與定時(shí)器電路電連接、并配置為顯 示由定時(shí)器電路所產(chǎn)生的定時(shí)信號(hào)的相關(guān)指示的可視顯示器。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可包括一 配置為含有該接地故障斷路模塊和定時(shí)器模塊的電氣控制盒（housing)。
[0012] 在一些實(shí)施例中，所述電氣安全系統(tǒng)可具有與輸入線、接地故障斷路模塊以及定 時(shí)器模塊電連接的交流-直流變換器。在一些其它的實(shí)施例中，所述電氣安全系統(tǒng)可具有 與輸入線以及接地故障斷路模塊電連接的第一交流-直流變換器，以及與輸入線以及定時(shí) 器模塊電連接的第二交流-直流變換器。
[0013] 本發(fā)明的電氣安全系統(tǒng)，可具有一電氣控制盒（housing)，該電氣控制盒 (housing)包括與電源插座相連接的電氣插腳。一些實(shí)施例中的電氣控制盒（housing)可 包括一與輸出端電連接的電源插座。在一些實(shí)施例中，該電氣控制盒（housing)可集成到 電源插座上，而在另一些實(shí)施例中，該電氣控制盒（housing)可集成到游泳池的泵上。在一 些實(shí)施例中，該電氣控制盒（housing)可集成到圣誕燈上。
[0014] 在一些實(shí)施例中，作為對(duì)傳感器感應(yīng)到的不期望的電流變化的相應(yīng)，一個(gè)或多個(gè) 開關(guān)打開。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，可具有指示在一個(gè)或多個(gè)開關(guān)打開前的剩余時(shí)間量、 或一天中一個(gè)或多個(gè)開關(guān)將要打開時(shí)的時(shí)間的可視顯示器。
[0015] 本發(fā)明的方法，可包括提供輸入線、將輸入線與接地故障斷路模塊連接、將輸入線 與電輸出端連接的步驟。根據(jù)本發(fā)明的一些方法，可包括當(dāng)電流傳感器感應(yīng)到不期望的電 流變化時(shí)斷開輸入線與電輸出端的連接，并提供一與接地故障斷路模塊相連接的定時(shí)器模 塊。根據(jù)本發(fā)明的一些方法，包括當(dāng)定時(shí)器模塊的定時(shí)信號(hào)顯示設(shè)備應(yīng)該通電時(shí)，將輸入線 與電輸出端相連，并當(dāng)定時(shí)器模塊的定時(shí)信號(hào)顯示該設(shè)備不應(yīng)該通電時(shí)斷開輸入線與電輸 出端的連接。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一些方法，包括提供一與輸入線連接、并與接地故障斷路模塊和定 時(shí)器模塊電連接的交流-直流變換器。根據(jù)本發(fā)明的另一些方法，包括既提供與輸入線連 接、并與接地故障斷路模塊電連接的第一交流-直流變換器，又提供與輸入線連接、并與定 時(shí)器模塊電連接的第二交流-直流變換器。根據(jù)本發(fā)明的一些方法實(shí)施例，定時(shí)信號(hào)指示 的是在設(shè)備不應(yīng)該在定時(shí)器模塊設(shè)定后某一特定時(shí)刻通電，而另一方面，定時(shí)信號(hào)指示的 是設(shè)備不應(yīng)在一天中的某一特定時(shí)間通電。
[0017] 在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的電氣安全系統(tǒng)可包括一輸入線，一通過一條或多條通 信路徑與輸入線電連接的輸出端，以及配置為選擇性地打開或閉合輸入線和電氣負(fù)載間的 一條或多條通信路徑的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)。在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可具有一接地故障斷 路模塊，該模塊包括一監(jiān)控從輸入線流向電氣負(fù)載的電流并產(chǎn)生電流信號(hào)的傳感線圈，以 及一與傳感線圈電連接的接地故障斷路電路，其中所述接地故障斷路電路配置為打開或閉 合一個(gè)或多個(gè)開關(guān)。在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可包括一定時(shí)器模塊，該模塊包括一配置為 產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)的定時(shí)器電路，其中，所述定時(shí)信號(hào)配置為打開或閉合一個(gè)或多個(gè)開關(guān)，一與 定時(shí)器電路電連接的選擇開關(guān)，以及一與定時(shí)器電路電連接并配置為顯示定時(shí)器電路產(chǎn)生 的定時(shí)信號(hào)的相關(guān)指示的可視顯示器。
[0018] 在一些實(shí)施例中，定時(shí)器信號(hào)通過向接地故障斷路電路發(fā)出打開或閉合一個(gè)或多 個(gè)開關(guān)的信號(hào)打開或閉合一個(gè)或多個(gè)開關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，定時(shí)信號(hào)通過啟動(dòng) 一螺線管打開或閉合一個(gè)或多個(gè)開關(guān)。在一些實(shí)施例中，定時(shí)信號(hào)在一天的某一預(yù)訂時(shí)間 打開或閉合一個(gè)或多個(gè)開關(guān)。
[0019] 本發(fā)明的上述各方面以及其它方面的內(nèi)容將在下面的【具體實(shí)施方式】以及附圖中 進(jìn)行說明。在評(píng)述下述本發(fā)明的具體實(shí)施例以及相關(guān)附圖的過程中，本發(fā)明實(shí)施例的其它 方面和特征區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的方面和特征將會(huì)逐步顯現(xiàn)。雖然在討論本發(fā)明的特征時(shí)會(huì)涉 及具體的實(shí)施例和附圖，但是本發(fā)明的所有實(shí)施例可包括一個(gè)或多個(gè)這里所討論的特征。 雖然所討論的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例具有優(yōu)越的特征，但是一個(gè)或更多特征也可以與這里所討 論的本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例共同使用。按照類似的方式，雖然下面所討論的示例性的實(shí)施例 作為系統(tǒng)或方法實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，這樣的示例性的實(shí)施例可以通過本發(fā)明的多種設(shè) 備、系統(tǒng)以及方法實(shí)現(xiàn)。
[0020] 簡(jiǎn)要【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 通過參考下述具體實(shí)施例以及附圖可以輕易地理解本發(fā)明的多個(gè)特征和優(yōu)勢(shì)，其 中，相似的結(jié)構(gòu)元件使用相似的附圖標(biāo)記，其中：
[0022] 圖1描述了一種傳統(tǒng)GFCI電路。
[0023] 圖2描述了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的一種帶集成定時(shí)器的電氣安全系統(tǒng)。
[0024] 圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的一種帶集成定時(shí)器的電氣安全系統(tǒng)。
[0025] 圖4描述了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的帶集成定時(shí)器的電氣安全系統(tǒng)的電氣控 制盒。
[0026] 圖5為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的圖4中的帶集成定時(shí)器的電氣安全系統(tǒng)的電氣 控制盒的另一視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 為了便于理解本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的原理和特性，下面將給出多個(gè)解釋說明性的實(shí) 施例。雖然本發(fā)明的示例性的實(shí)施例被詳述成作為一個(gè)帶集成定時(shí)器的電氣安全系統(tǒng)(例 如接地故障電流保護(hù)器)，但是可以理解的是，也可以設(shè)想其它實(shí)施例，例如采用其它類型 的電氣安全系統(tǒng)，剩余電流設(shè)備，GFCI系統(tǒng)，和/或定時(shí)器的實(shí)施例。因此，這并不意味著 本發(fā)明的范圍限制在下述說明或示例中列舉的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和元件的布設(shè)中。本發(fā)明可以采用 其它實(shí)施例也可以以多種形式進(jìn)行實(shí)施和執(zhí)行。并且，在說明所述示例性的實(shí)施例時(shí)，為了 清楚起見可以采用具體的術(shù)語。
[0028] 還需要注意的是，除非文中有明確的指示，如在說明書以及附加的權(quán)利要求書中 所使用的，單數(shù)形式的"一""一個(gè)"和"所述"也包括復(fù)數(shù)意思。例如，表示一個(gè)元件的單詞 也表示多個(gè)元件的組合物。表示包括"一個(gè)"成分的組合物指的是包括除了所述組合物之 外的其它成分。
[0029] 并且，在說明示例性的實(shí)施例時(shí)，為了清楚起見可以采用具體的術(shù)語。這意味著每 個(gè)術(shù)語包括被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的最廣泛的意思，并且包括以類似方式為達(dá)到類似目 的所采用的所有技術(shù)等同物。
[0030] 這里所表達(dá)的范圍是從"大約"或"大概"或"基本上"的一個(gè)特定含義和/或，至 "大約"或"大概"或"基本上"的另一特定含義。當(dāng)表達(dá)這樣的范圍時(shí)，其它示例性的實(shí)施 例包括所述一個(gè)特定含義和/或，至所述其它特定含義。
[0031] "包括"或"含有"或"包含"的意思是至少指定的復(fù)合物，元件，部分，或方法步驟 包含于組合物或東西或方法中，但是并不排除其它復(fù)合物，材料，部分，或方法步驟，即使所 述的其它復(fù)合物，材料，部分，或方法步驟具有與所指定的內(nèi)容具有相同的功能。
[0032] 還應(yīng)當(dāng)理解，提到一個(gè)或多個(gè)方法步驟并不排除其它方法步驟或發(fā)生在那些明確 說明的方法步驟之間的方法步驟。類似地，還應(yīng)當(dāng)理解，提到組合物中的一個(gè)或多個(gè)成分并 不排除除了明確說明的成分之外的其它成分。
[0033] 組成本發(fā)明多種元素的如下文所描述的材料是說明性的但不是限制性的。與這里 所描述的材料具有相同或相似作用的許多合適的材料均包括在本發(fā)明的技術(shù)范疇內(nèi)。這里 沒有涉及的其它材料也可以包括但不限于在本發(fā)明之后產(chǎn)生的材料。
[0034] 本發(fā)明的許多特征被定義為與本發(fā)明的其它特征電連接。如本文中使用的，如果 元素A和元素B以下列方式連接在一起：電流通過一條從元素A至元素B，或從元素B至元 素A的通信路徑流動(dòng)的方式，則元素A與元素B電連接。進(jìn)一步地，在兩個(gè)元素之間的電連 接可以是直接的或間接的。如本文中使用的，如果元素A和元素B之間的通信路徑的電阻 值基本為零歐姆，則元素A與元素B直接電連接。如本文中使用的，如果元素A和元素B之 間的通信路徑的電阻值遠(yuǎn)大于基本的零歐姆，則元素A與元素B間接電連接。另外，無論本 發(fā)明的任意兩個(gè)特征何時(shí)被認(rèn)為彼此電連接，該兩個(gè)特征可能通過一電連接元素電連接。 如本文使用地且本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到地，電連接元素為本領(lǐng)域公知的或?yàn)橐院螽a(chǎn)生的 電連接元素，其包括但并不限于，導(dǎo)電體，例如電阻，電容，電感以及類似物的電氣元件的組 合，電路，焊錫以及類似物。進(jìn)一步地，電連接元素可以提供兩元素之間的直接或間接的電 連接。
[0035] 為了便于理解本發(fā)明的原理和特性，下面將給出多個(gè)解釋說明性的實(shí)施例。特別 地，本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例被描述成一種帶集成定時(shí)器的GFCI系統(tǒng)。然而，本發(fā)明的一些方 面可適用于其它情況，且實(shí)施例中都考慮到了這些方面。例如但并不限制地，本發(fā)明的一些 方面可應(yīng)用于多種類型的電氣安全系統(tǒng)，例如多種類型的電氣安全開關(guān)。因此，在本公開文 本中使用了術(shù)語"GFCI"，"GFCI系統(tǒng)"，"剩余電流設(shè)備"，"定時(shí)器"以及相關(guān)術(shù)語，可以理解 的是，其它設(shè)備，實(shí)體，對(duì)象或動(dòng)作可替換所述的本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。
[0036] 如上所述，現(xiàn)有的電氣安全系統(tǒng)以及定時(shí)器的問題在于，它們是分別制造和銷售 的。因此，為了制造電氣安全系統(tǒng)與定時(shí)器的組合體，消費(fèi)者必須購買多個(gè)設(shè)備并將這些設(shè) 備組合在一起。除了昂貴以外，使用多個(gè)設(shè)備會(huì)造成最終的電氣系統(tǒng)的過度復(fù)雜，還會(huì)增加 使用過程中的電氣誤操作和/或電擊的風(fēng)險(xiǎn)。
[0037] 圖1示出了一個(gè)傳統(tǒng)的電氣安全系統(tǒng)。更具體地，圖1示出了一個(gè)傳統(tǒng)的GFCI系 統(tǒng)100。如圖所不，該系統(tǒng)的輸入端105可以為例如交流輸入線的電氣輸入端。所述交流輸 入線可以與電力設(shè)備，發(fā)電機(jī)，電池或類似的供電設(shè)備電連接。
[0038] 所述輸入端105可以與"熱"的或帶電的通信路徑110電連接。所述熱通信路徑 110可以使輸入端105與一負(fù)載115電連接。具體地，所述熱通信路徑110可以使電流從輸 入端105流向負(fù)載115。所述負(fù)載115也可以與一中性通信路徑120電連接，該中性通信路 徑120可以使該負(fù)載115與輸入端105電連接。具體地，所述中性通信路徑120可使電流 從負(fù)載115流回輸入端105,從而形成了一個(gè)完整的電路。在一些實(shí)施例中，所述負(fù)載可以 是例如一個(gè)電動(dòng)設(shè)備。
[0039] 如圖1所示，一個(gè)或更多個(gè)通信路徑110,120包括一個(gè)或多個(gè)開關(guān)125,130。該 些開關(guān)125,130可以使通信路徑110,120閉合，從而電流可在輸入端105和負(fù)載115之間 流動(dòng)，該些開關(guān)125,130也可以使通信路徑110,120斷開，以阻止電流在輸入端105和負(fù)載 115之間流動(dòng)。在一些設(shè)計(jì)中，一第一開關(guān)125可與所述熱通信路徑110電連接，一第二開 關(guān)130可與所述中性通信路徑120電連接。
[0040] 理論上講，在圖1中所示的設(shè)計(jì)中，電流從輸入端105流出，通過熱通信路徑110 流經(jīng)負(fù)載115,然后通過中性通信路徑120流回輸入端105。然而，在一些情況下，會(huì)出現(xiàn)不 期望的干擾電流流動(dòng)的情況。一些情況下，例如，電流從輸入端105流出，通過熱通信路徑 110,并通過外界物體流入大地。上述現(xiàn)象可以發(fā)生在，例如，當(dāng)人接觸裸露的電線或被電 擊，電流從人體流入大地時(shí)。也可以發(fā)生在，當(dāng)負(fù)載或電動(dòng)設(shè)備通過水或其它導(dǎo)電體與大地 電連接(不期望地）時(shí)。
[0041] 在如上面所描述的情況下，即人被電擊或電流無意地且不期望地流入大地的情 況，通常希望中斷電流在電路中的流動(dòng)。許多GFCI系統(tǒng)100可以實(shí)現(xiàn)上述功能。更具體地， 許多GFCI系統(tǒng)100能夠感測(cè)到當(dāng)不期望的現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，在通信路徑110,120中流動(dòng)的電流 的變化。上述電流的變化通常源于流入大地的電流。更具體地，由于部分或全部電流從輸 入端105流入大地，其并不經(jīng)過負(fù)載115流回輸入端105,或者以一減少的電流量流動(dòng)。從 而，流向負(fù)載115的電流量和從負(fù)載115流出的電流量不同。GFCI系統(tǒng)100可以感測(cè)到上 述電流的變化并且可以阻止電流流向負(fù)載115。相應(yīng)地，上述過程可以阻止電路引起的延伸 電擊。
[0042] 為了中斷所述電流，如圖1所示，可以配置例如傳感線圈(或其它差分電路變換器） 的傳感器135,用于對(duì)流經(jīng)熱通信路徑110和中性通信路徑120的電流量的不同做出反應(yīng)。 在正常的操控狀態(tài)下，所述傳感器135不向GFCI電路140輸出信號(hào)，或者向其輸出非常少 的信號(hào)或者"無錯(cuò)誤"類的信號(hào)。然而，當(dāng)流經(jīng)負(fù)載115的電流受打擾時(shí)，例如當(dāng)人體受電 擊時(shí)，流經(jīng)所述熱通信路徑110和中性通信路徑120的電流量的不同可導(dǎo)致所述傳感器135 向GFCI電路140傳輸一增加的信號(hào)，或者"錯(cuò)誤"類型信號(hào)。所述GFCI電路140可接收該 信號(hào)，并且如果電流的差異超過了一預(yù)設(shè)的閾值，則所述GFCI電路140可以使一個(gè)或多個(gè) 開關(guān)125,130打開，以中斷流向負(fù)載115的電流以及電路中流動(dòng)的電流。在一些設(shè)計(jì)中，例 如，所述GFCI電路140可向螺線管145傳輸信號(hào)，以使該螺線管打開位于熱通信路徑110 或中性通信路徑120上的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)125,130。在此方式下，所述GFCI系統(tǒng)100可以 中斷從輸入端105流向負(fù)載115的電流，或者阻止任何人或物體受到電擊。
[0043] 在常規(guī)應(yīng)用中，例如圖1所示的GFCI系統(tǒng)100,可以與一定時(shí)器(未示出）連接，通 常為串聯(lián)連接。在一些應(yīng)用中，例如，所述GFCI系統(tǒng)100可以為電動(dòng)設(shè)備上的插頭總成的 一部分。所述插頭可以插進(jìn)一個(gè)定時(shí)器中，所述定時(shí)器順次地可以插進(jìn)一個(gè)壁裝電源插座 中。在此方式下，所述定時(shí)器既可以切斷向GFCI系統(tǒng)100和電動(dòng)設(shè)備的電源又可以向該 GFCI系統(tǒng)100和電動(dòng)設(shè)備供電。
[0044] 圖2示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。如圖所示，定時(shí)器250可集成在電氣安全系統(tǒng) (例如，所述GFCI系統(tǒng)200)內(nèi)。因此本發(fā)明可提供比常規(guī)系統(tǒng)具有更低成本，更簡(jiǎn)單以及 危險(xiǎn)更小的系統(tǒng)。
[0045] 在一些實(shí)施例中，例如所述GFCI系統(tǒng)200的電氣安全系統(tǒng)類似于上面所述的GFCI 系統(tǒng)100。更特別地，所述GFCI系統(tǒng)200可包括輸入端205,熱通信路徑210,負(fù)載215,中 性通信路徑220,開關(guān)225, 230,傳感器235, GFCI電路240以及螺線管245。在一些實(shí)施例 中，這些元件的配置類似于或等同于上面描述的元件。
[0046] 如圖2所不，在一些實(shí)施例中，定時(shí)器250可包括一定時(shí)器電路255, 一選擇開關(guān) 260以及除了其它元件的一顯示器265。在一些實(shí)施例中，所述定時(shí)器250可以向例如圖 2所示的GFCI系統(tǒng)200的電氣安全系統(tǒng)提供一個(gè)或多個(gè)信號(hào)270,例如一 "打開"信號(hào)，一 "閉合"信號(hào)或兩者都有。在一些實(shí)施例中，所述"打開"信號(hào)或"閉合"信號(hào)可以通過一條 或多條例如電線的通信路徑向所述電氣安全系統(tǒng)發(fā)送。在其它實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)信號(hào) 270可無線地發(fā)送至電氣安全系統(tǒng)并被其接收。因此，所述定時(shí)器250可包括一無線發(fā)射器 或收發(fā)器，以傳輸這些信號(hào)270,并且所述電氣安全系統(tǒng)可包括一無線接收器或收發(fā)器，以 接收該些信號(hào)270。在一些實(shí)施例中，所述信號(hào)270可通過一定時(shí)器電路255發(fā)送，并通過 GFCI電路240接收。
[0047] 在一些實(shí)施例中，"打開"信號(hào)可使GFCI系統(tǒng)200阻止電流由輸入端205流向負(fù)載 215。更具體地，該"打開"信號(hào)可使GFCI系統(tǒng)200打開位于熱通信路徑210和/或中性通 信路徑220上的一個(gè)或多個(gè)所述開關(guān)225,230,從而關(guān)斷所述電路并阻止在電路中的電流 流動(dòng)。類似地，在一些實(shí)施例中，該"閉合"信號(hào)可使GFCI系統(tǒng)200開始向負(fù)載215供電。 特別地，該"閉合"信號(hào)可使GFCI系統(tǒng)200閉合位于熱通信路徑210和/或中性通信路徑 220上的一個(gè)或多個(gè)所述開關(guān)225, 230。在此方式下，所述定時(shí)器250可控制輸入端205通 過熱和/或中性通信路徑210, 220是否向負(fù)載215并通過負(fù)載215進(jìn)行供電。
[0048] 在一些實(shí)施例中，所述定時(shí)器250可向螺線管或其它公知設(shè)備（未示出）提供一個(gè) 或多個(gè)信號(hào)270,例如"打開"或"閉合"信號(hào)，以使位于熱通信路徑，中性通信路徑或兩者上 的附加單個(gè)開關(guān)或多個(gè)開關(guān)打開或閉合。在此方式下，所述定時(shí)器250可獨(dú)立于電氣安全 系統(tǒng)而控制所述輸入端何時(shí)向設(shè)置的負(fù)載215供電。
[0049] 在一些實(shí)施例中，所述選擇開關(guān)260可向使用者提供一個(gè)或多個(gè)設(shè)置定時(shí)器250 的選擇。在一些實(shí)施例中，例如，所述選擇開關(guān)260可使使用者設(shè)置定時(shí)器250,從而所述定 時(shí)器250可在一個(gè)特定的時(shí)刻或多個(gè)時(shí)刻傳輸"打開"信號(hào)，"閉合"信號(hào)或同時(shí)傳輸上述兩 種信號(hào)。另外，雖然在本說明中以單數(shù)形式使用術(shù)語"選擇開關(guān)"260,但是該選擇開關(guān)可包 括一個(gè)或多個(gè)開關(guān)，按鈕，觸摸顯示屏以及類似的可供使用者設(shè)置定時(shí)器250的元件。
[0050] 在一些實(shí)施例中，所述特定的時(shí)刻或多個(gè)時(shí)刻可按多種方式定義。例如，特定的時(shí) 間可以為未來的一段時(shí)間。換言之，使用者可利用該選擇開關(guān)260設(shè)定定時(shí)器250,以在未 來的一段時(shí)間內(nèi)向電氣安全系統(tǒng)傳輸"打開"信號(hào)或"閉合"信號(hào)，所述未來的一段時(shí)間例 如為1分鐘以內(nèi)，5分鐘以內(nèi)，30分鐘以內(nèi)，45分鐘以內(nèi)，1小時(shí)以內(nèi)以及其它時(shí)間段。因 此，所述定時(shí)器250可以配置為，在經(jīng)過預(yù)設(shè)的時(shí)間段后，打開或閉合一個(gè)或多個(gè)開關(guān)225， 230,從而向一電氣設(shè)備（即負(fù)載215)供電，或阻止向該電氣設(shè)備（即負(fù)載215)供電。在一 些實(shí)施例中，使用者可利用該選擇開關(guān)設(shè)置定時(shí)器250,以在多個(gè)時(shí)刻傳輸一個(gè)或多個(gè)"打 開"信號(hào)或"閉合"信號(hào)。從而，使用者可設(shè)置定時(shí)器250,在以未來的某個(gè)時(shí)刻向電氣設(shè)備 供電，并在之后的時(shí)刻中斷向其的供電。
[0051] 在一些實(shí)施例中，所述特定的時(shí)間也可以是一個(gè)特定的時(shí)刻。從而，使用者可利用 該選擇開關(guān)260設(shè)置定時(shí)器250,以在一個(gè)或多個(gè)特定的時(shí)刻向電氣安全系統(tǒng)傳輸"打開" 信號(hào)或"閉合"信號(hào)，所述特定的時(shí)刻例如為在上午9 :00,下午12 :00,下午3 :30,下行9 : 45,上午12 :01或其它時(shí)刻。因此，所述定時(shí)器250可以配置為，在一天中的一個(gè)或多個(gè)預(yù) 設(shè)的時(shí)刻，打開或閉合一個(gè)或多個(gè)開關(guān)225, 230,從而向一電氣設(shè)備（即負(fù)載215)供電，或 阻止向該電氣設(shè)備（即負(fù)載215)供電。從而，在一些實(shí)施例中，定時(shí)器250可包括時(shí)鐘或其 它公知的記錄時(shí)間的設(shè)備。
[0052] 在一些實(shí)施例中，所述特定的時(shí)間可以為運(yùn)行時(shí)間。更具體地，使用者可利用所 述選擇開關(guān)260設(shè)置定時(shí)器250,從而在一特定的時(shí)段內(nèi)向一電氣設(shè)備（即負(fù)載215)供電。 在一些實(shí)施例中，可對(duì)定時(shí)器250進(jìn)行編程，以在相同的特定時(shí)間段內(nèi)向該電氣設(shè)備供電， 并且在每天或使用者選擇的日期的相同的時(shí)段內(nèi)，向該電氣設(shè)備供電。在一些實(shí)施例中，例 如，使用者可利用所述選擇開關(guān)260選擇特定的時(shí)間段，即向電氣設(shè)備供電的時(shí)間段，例如 15分鐘或8小時(shí)。在選擇一時(shí)間段后，所述定時(shí)器250可向電氣安全系統(tǒng)發(fā)送"閉合"信 號(hào)，從而向該電氣設(shè)備供電。當(dāng)經(jīng)過所述特定的時(shí)間段后且電氣設(shè)備也因此在期望的時(shí)間 段接收到電力的情況下，所述定時(shí)器250可向電氣安全系統(tǒng)發(fā)送"打開"信號(hào)，從而中斷對(duì) 電氣設(shè)備的供電。在一些實(shí)施例中，所述定時(shí)器250可在每天或使用者選擇的日期的相同 的時(shí)刻向電氣設(shè)備發(fā)送"閉合"及"打開"信號(hào)。在此種方式下，所述電氣設(shè)備(例如，一個(gè) 游泳池泵)可在每天的相同的時(shí)間開啟或運(yùn)行。在一些實(shí)施例中，當(dāng)未向所述定時(shí)器/電氣 安全系統(tǒng)組合供電時(shí)(例如但并不限于，當(dāng)所述組合從插座中拔出時(shí))，所述特定的時(shí)間可 重新設(shè)定為工廠默認(rèn)的狀態(tài)，例如5分鐘或6小時(shí)。
[0053] 在一些實(shí)施例中，如上所述，所述選擇開關(guān)260可包括一個(gè)或多個(gè)按鈕，例如一個(gè) "設(shè)定"按鈕。按下該按鈕一次可開啟定時(shí)器，和/或向該特定的時(shí)間增加一個(gè)預(yù)設(shè)的時(shí)段， 例如5分鐘。之后多次按下該按鈕可增加附加的時(shí)間，例如每次按下按鈕就會(huì)使該特定的 時(shí)間增加5分鐘。在一些實(shí)施例中，所述按鈕每被按住一增量時(shí)間，保持該按鈕被按住，可 向該特定的時(shí)間增加附加的時(shí)間。在一些實(shí)施例中，例如，所述按鈕每被按住1秒鐘，就有5 分鐘加到該特定的時(shí)間內(nèi)。在此方式下，所述定時(shí)器250可被設(shè)置為下述模式，其中，所述 特定的時(shí)間為未來的一段時(shí)間，所述特定的時(shí)間為一天中的特定時(shí)刻，以及所述特定的時(shí) 間為電氣設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間。
[0054] 所述定時(shí)器250還可包括一可視顯示器265,例如一 LED顯示器。所述可視顯示 器265可指示時(shí)間，提供可讓使用者設(shè)定定時(shí)器250的選項(xiàng)，指示特定時(shí)間，并且可以執(zhí)行 多種附加功能。此外，在一些實(shí)施例中，所述定時(shí)器電路255可以為數(shù)字定時(shí)器電路。
[0055] 如圖2所不，在一些實(shí)施例中，電氣安全系統(tǒng)及定時(shí)器250的兀件可通過一個(gè)或多 個(gè)交流-直流變換器270,275的引導(dǎo)進(jìn)行供電。在一些實(shí)施例中，例如，所述GFCI電路240 可通過第一交流一直流變換器270進(jìn)行供電，定時(shí)器通過第二交流-直流變換器275進(jìn)行 供電。然而，如圖3所不，在一些實(shí)施例中，所述電氣安全電路和定時(shí)器可同時(shí)通過單一的 交流-直流變換器305進(jìn)行供電。
[0056] 如圖4所不，在一些實(shí)施例中，所述電氣安全系統(tǒng)和定時(shí)器250集成在一電氣控 制盒（housing) 405內(nèi)。在一些實(shí)施例中，所述電氣控制盒（housing) 405可含有與其外部 連接的選擇開關(guān)260和可視顯示器265。另外，在一些實(shí)施例中，可含有設(shè)置于電氣控制盒 (housing) 405外部的指示燈410,復(fù)位開關(guān)415,以及測(cè)試開關(guān)420。當(dāng)電流穿過流向負(fù)載 215時(shí)，所述指示燈410點(diǎn)亮；或者，當(dāng)電流不能穿過流向負(fù)載215時(shí)，指示燈點(diǎn)亮。所述復(fù) 位開關(guān)415可在GFCI電路240觸發(fā)螺線管245之后閉合開關(guān)225、230,以使系統(tǒng)復(fù)位并使 電流流向至負(fù)載215。所述測(cè)試開關(guān)420可觸發(fā)螺線管245,打開開關(guān)225、230,以確保螺線 管245仍然正常工作。按下測(cè)試開關(guān)420后，使用者可按下復(fù)位開關(guān)415以使得GFCI系統(tǒng) 200再次使電流流向負(fù)載215。
[0057] 在一些實(shí)施例中，所述電氣控制盒（housing)405可附有負(fù)載端425。所述負(fù)載端 425可與GFCI系統(tǒng)200的電輸出端電連接，也可與負(fù)載215電連接。在一些實(shí)施例中，電線 可穿過插頭通道430將負(fù)載215連接至負(fù)載端425。在其它實(shí)施例中，負(fù)載215可以直接連 接到GFCI系統(tǒng)200。
[0058] 如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明公開的一些實(shí)施例含有集成在電氣控制盒（housing)405 上、并與輸入端205電連接以允許輸入端205與電源插座相連接的插腳505。在一些實(shí)施 例中，所述電氣控制盒（housing)405可包含一盒蓋510,以覆蓋負(fù)載端425上的電氣連接。 所述盒蓋510可通過任何已知的方法，包括螺釘、鉸鏈或粘合劑固定。
[0059] 在一些實(shí)施例中，電氣控制盒（housing) 405可具有一定長(zhǎng)度的電線，該電線具有 與輸入端205電連接并由此退出的插腳。在某些應(yīng)用中，具有連接到一定長(zhǎng)度電線上的插 腳，而不是集成到電氣控制盒（housing) 405上，在電源插座不便利的情況下可能有用。允 許電氣控制盒（housing) 405設(shè)置在更加便利的位置可輔助使用者啟動(dòng)系統(tǒng)的定時(shí)器或 GCFI功能。在一些實(shí)施例中，與GFCI系統(tǒng)200的輸出端電連接的電源插座設(shè)置于電氣控制 盒（housing) 405上以使負(fù)載215插入到電氣控制盒（housing) 405上。在某些應(yīng)用中，這 種布置可使得本發(fā)明的系統(tǒng)可供已經(jīng)單獨(dú)購買的配件，如泵或圣誕燈使用。另外，電氣控制 盒（housing) 405可與設(shè)備例如游泳池泵一體成型。
[0060] 如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例提供了許多能力。在一些實(shí)施例中，例如，使用者可設(shè) 定定時(shí)器250,以在特定的時(shí)間開啟或關(guān)閉電氣設(shè)備。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明可用于在第 一時(shí)間開啟游泳池泵，然后在第二時(shí)間關(guān)閉該游泳池泵。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明可用于在 第一時(shí)間開啟圣誕燈，然后在第二時(shí)間關(guān)閉該圣誕燈。從而，無需再購買獨(dú)立于游泳池泵或 圣誕燈的定時(shí)器，這是因?yàn)槎〞r(shí)器已集成在所述游泳池泵或燈的電氣安全系統(tǒng)中。
[0061] 雖然已經(jīng)以一些示例性的形式公開了關(guān)于電氣安全系統(tǒng)和定時(shí)器的具體系統(tǒng)和 方法，但是在不偏離下述非臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)利要求中所列舉的系統(tǒng)，方法及其等價(jià)物的實(shí)質(zhì) 和范圍的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行各種更改、增加、和刪除。本發(fā)明所公開的實(shí)施例和權(quán)利要求還 包括其它實(shí)施例并且可以以多種不同的方式實(shí)施和執(zhí)行。并且，應(yīng)當(dāng)理解，這里所用的用語 和術(shù)語僅用于解釋說明，且不應(yīng)該被認(rèn)為是限制本發(fā)明的權(quán)利要求。
[0062] 因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本申請(qǐng)和權(quán)利要求基于的概念可以輕易地作為用 于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提出的實(shí)施例和權(quán)利要求的其它設(shè)備、方法和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此，重要 的是，所述權(quán)利要求也可以看作包括上述等價(jià)的結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1. 一電氣安全系統(tǒng)，包括： 輸入線； 通過一條或多條通信路徑與輸入線電連接并包括電氣負(fù)載的輸出端； 接地故障斷路模塊，包括： 監(jiān)控從輸入線流向電氣負(fù)載的電流并產(chǎn)生電流信號(hào)的傳感線圈； 與傳感線圈電連接的接地故障斷路電路； 配置為選擇性打開或閉合輸入線與電氣負(fù)載間的一條或多條通信路徑的一個(gè)或多個(gè) 開關(guān)； 用于操控一個(gè)或多個(gè)開關(guān)以響應(yīng)接地故障斷路產(chǎn)生的控制信號(hào)的螺線管；且 其中所述控制信號(hào)至少是電流信號(hào)的部分功能； 定時(shí)器模塊，包括： 配置為產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)的定時(shí)器電路； 與定時(shí)器電路電連接的選擇開關(guān)；以及 與定時(shí)器電路電連接、并配置為顯示由定時(shí)器電路所產(chǎn)生的定時(shí)信號(hào)的相關(guān)指示的可 視顯示器； 配置為包括接地故障斷路模塊和定時(shí)器模塊的電氣控制盒。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：還包括與輸入線、接地故障斷路 模塊以及定時(shí)器模塊電連接的交流-直流變換器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：還包括： 與輸入線以及接地故障斷路模塊電連接的第一交流-直流變換器；以及 與輸入線以及定時(shí)器模塊電連接的第二交流-直流變換器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：所述電氣控制盒還包括與電源 插座連接的電氣插腳。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：所述電氣控制盒還包括與輸出 端電連接的電源插座。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：所述電氣控制盒集成到電源插 座上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：所述電氣控制盒集成到游泳池 栗上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：所述電氣控制盒集成到一串圣 誕燈上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：所述一個(gè)或多個(gè)開關(guān)打開以響 應(yīng)感應(yīng)器感應(yīng)到的不期望的電流變化。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：所述可視顯示器顯示一個(gè)或多 個(gè)開關(guān)打開前的剩余時(shí)間量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：所述可視顯示器顯示一天中一 個(gè)或多個(gè)開關(guān)將要打開的時(shí)間。
12. -種提供電力的方法，包括： 提供一輸入線； 將輸入線與接地故障斷路模塊相連； 將輸入線與電輸出端相連； 當(dāng)電流傳感器感應(yīng)到一不期望的電流變化時(shí)，斷開輸入線與電輸出端的連接； 提供一與接地故障斷路模塊連接的定時(shí)器模塊； 當(dāng)定時(shí)器模塊的定時(shí)信號(hào)指示設(shè)備該通電時(shí)，將輸入線與電輸出端連接；以及 當(dāng)定時(shí)器模塊的定時(shí)信號(hào)指示設(shè)備不該通電時(shí)，斷開輸入線與電輸出端的連接。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于：還包括： 提供與輸入線連接、并與接地故障斷路模塊及定時(shí)器模塊電連接的交流-直流變換 器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于：還包括： 提供與輸入線連接、并與接地故障斷路模塊電連接的第一交流-直流變換器；以及 提供與輸入線連接、并與定時(shí)器模塊電連接的第二交流-直流變換器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于：所述定時(shí)信號(hào)指示設(shè)備不應(yīng)該在定時(shí) 模塊被設(shè)置后的某一特定時(shí)間通電。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于：所述定時(shí)信號(hào)指示設(shè)備不應(yīng)該在一天 中的某一特定時(shí)間通電。
17. -電氣安全系統(tǒng)，包括： 輸入線； 通過一條或多條通信路徑與輸入線電連接的輸出端； 配置為選擇性打開或閉合輸入線與電氣負(fù)載間的一條或多條通信路徑的一個(gè)或多個(gè) 開關(guān)； 接地故障斷路模塊，包括： 監(jiān)控從輸入線流向電氣負(fù)載的電流并提供電流信號(hào)的傳感線圈； 與傳感線圈電連接的接地故障斷路電路，其中，所述接地故障斷路電路配置為打開或 閉合一個(gè)或多個(gè)開關(guān)； 定時(shí)器模塊，包括： 配置為產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)的定時(shí)器電路，其中，所述定時(shí)信號(hào)配置為打開和閉合一個(gè)或多 個(gè)開關(guān)； 與定時(shí)器電路電連接的選擇開關(guān)；以及 與定時(shí)器電路電連接、并配置為顯示由定時(shí)器電路所產(chǎn)生的定時(shí)信號(hào)的相關(guān)指示的可 視顯示器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：所述定時(shí)信號(hào)通過向接地故 障斷路電路發(fā)出打開或閉合一個(gè)或多個(gè)開關(guān)的信號(hào)來打開或閉合一個(gè)或多個(gè)開關(guān)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：所述定時(shí)信號(hào)通過啟動(dòng)螺線 管來打開或閉合一個(gè)或多個(gè)開關(guān)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的電氣安全系統(tǒng)，其特征在于：所述定時(shí)信號(hào)在一天中的某 一預(yù)訂時(shí)間打開或閉合一個(gè)或多個(gè)開關(guān)。
【文檔編號(hào)】H02H3/027GK104065029SQ201410085462
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月19日
【發(fā)明者】梁智賢 申請(qǐng)人:保利集團(tuán)澳門有限公司