[發(fā)明專利]接地故障中斷和USB供電器電氣布線設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011216806.6
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112787306A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 克萊頓·羅伯茨;杰弗里·C·理查茲;克里斯托弗·E·格拉斯福德
• 申請（專利權(quán)）人: 帕西·西姆公司
• 主分類號: H02H3/32
• 分類號: H02H3/32;H02H3/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王瑞朋;胡彬

一種電氣布線設(shè)備，包括：接地故障中斷組件，所述接地故障中斷組件包括形成在第一印刷電路板上的接地故障中斷電路以及跳閘機構(gòu)，該接地故障中斷電路構(gòu)造為檢測線路導(dǎo)體和中性線導(dǎo)體之間的差動電流，并觸發(fā)跳閘機構(gòu)，以根據(jù)預(yù)定標準至少部分地基于差動電流使多個線路端子與多個負載端子電氣分離；以及形成在設(shè)置在隔室內(nèi)的第二印刷電路板上的USB供電器電路，所述USB供電器電路提供給至少一個USB端口，其中所述第一印刷電路板和所述第二印刷電路板在所述內(nèi)隔室內(nèi)間隔開一段距離。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2019年11月4日提交的美國臨時專利申請No.62/930,185和2020年8月10日提交的美國臨時專利申請No.63/063641的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及布線設(shè)備，更具體地，涉及具有USB供電器的接地故障中斷電氣布線設(shè)備。

背景技術(shù)

移動設(shè)備的激增產(chǎn)生了對可容易獲得的充電端口的廣泛需求。幾乎每個移動設(shè)備都可以用一端具有USB連接器，另一端具有微型USB或閃電(lighting)連接器的充電線纜充電。因此，對可容易獲得的充電端口的需求可以通過在電氣布線設(shè)備中提供的USB端口來滿足。

這種電氣設(shè)備可以配備有接地故障保護。接地故障的發(fā)生有若干原因。首先，如果負載電路中的電氣布線絕緣被損壞，火線導(dǎo)體可能會接地。這種情景代表著電擊危險。例如，如果使用者在接觸地面的同時接觸到火線導(dǎo)體，使用者將受到電擊。當設(shè)備與水接觸時，也可能發(fā)生接地故障。配電系統(tǒng)內(nèi)的絕緣損壞也可能導(dǎo)致接地故障。

接地故障在火線導(dǎo)體和中性線導(dǎo)體之間產(chǎn)生差動電流。在正常操作條件下，火線導(dǎo)體中流動的電流應(yīng)該等于中性線導(dǎo)體中的電流。因此，GFCI(接地故障斷路器)通常構(gòu)造為通過感測兩個導(dǎo)體之間的差動電流來比較火線導(dǎo)體中的電流和中性線導(dǎo)體中的返回電流。當差動電流超過預(yù)定閾值(通常約為6mA)時，GFCI通常通過中斷電路來響應(yīng)。電路中斷通常是通過斷開設(shè)置在電源和負載之間的一組觸頭實現(xiàn)的。GFCI還可以通過致動某種警報來響應(yīng)。

然而，接地故障中斷和伴隨的用于分離觸頭的機電組件的組合需要電氣布線設(shè)備的殼體內(nèi)的相當大的空間。添加用于向USB端口供電的USB供電器可以導(dǎo)致電氣布線設(shè)備具有相對大的輪廓。電氣布線設(shè)備殼體必須保持在一定的限制內(nèi)，以配合到在標準墻壁盒中，并避免在墻壁內(nèi)占據(jù)太多空間。

但是將USB供電器與接地故障中斷保護設(shè)備更緊湊地配合在一起的措施會加劇USB供電器和接地故障中斷電路的熱管理問題，因為發(fā)熱部件必需彼此靠近定位以最小化電氣布線設(shè)備的輪廓。更具體地，USB供電器和接地故障中斷電路的各種部件，比如橋式整流器、微控制器或變壓器(這些僅作為示例部件提供，因為包括的各種部件可以根據(jù)特定示例的USB供電器和接地故障中斷電路而變化)產(chǎn)生相對大量的熱量。當這些部件在緊湊的殼體中一起使用時，每個部件產(chǎn)生的熱量可能會導(dǎo)致電氣布線設(shè)備過熱。

因此，需要一種具有USB充電端口的接地故障中斷電氣布線設(shè)備，其相對緊湊，同時管理USB供電器電路和接地故障中斷電路的熱量。

發(fā)明內(nèi)容

本文描述的示例可以以技術(shù)上可能的任何方式組合。