用于使用具有由低欧姆合金制成的初级绕组的电流变换器来测量耗用电流并且报告电力消耗的设备和方法，使得能够使用次级线圈对感测和报告电路供电，来消除由用于电流传感器的AC－DC电力适配器浪费的电力。由于当AC插座从负载断开时或者当负载被关断时电流传感器不耗用电流，所以节省是实质性的。将使用低欧姆合金的设备延伸到包括电力销、电力插口以及组合的端子的结构，以在AC插头、插座、适配器和具有多个插座的延伸线缆中提供低欧姆感测元件，通过插头和更大金属的热量耗散来耗散来自感测元件的热量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】用于使用具有由低欧姆合金制成的初级绕组的电流变换器来测量耗用电流并且报告电力消耗的设备和方法，使得能够使用次级线圈对感测和报告电路供电，来消除由用于电流传感器的AC－DC电力适配器浪费的电力。由于当AC插座从负载断开时或者当负载被关断时电流传感器不耗用电流，所以节省是实质性的。将使用低欧姆合金的设备延伸到包括电力销、电力插口以及组合的端子的结构，以在AC插头、插座、适配器和具有多个插座的延伸线缆中提供低欧姆感测元件，通过插头和更大金属的热量耗散来耗散来自感测元件的热量。【专利说明】
用于在AC插座中使用的AC电流检测元件和用于将消耗数据提供给用户和电力网格的智能网格的其它电布线装置。
技术介绍
每当将控制电路用于包括用于测量和通信电力消耗的电路的电布线装置时，安装到包括住宅、办公室、商务楼、工厂、公共建筑和其它建筑的房屋的电路中的许多不同的电布线装置要求DC电力。 安装在电暗线盒中、用于控制LED灯、家庭自动化开关和继电器、受控的电力插座和诸如用于加热、冷却、电动遮光窗帘和落帘的控件的环境控制装置的电布线装置不能由分离的低电压DC电力线供电，也不能通过低电压通信线供电。电气标准和建筑标准严格禁止低电压总线线和/或混合低电压布线与壁装AC电力装置和/或与同一个线管内的AC电力线的连接。将低电压通信布线连接到电流感测适配器(诸如用于与本专利技术的AC插座一起使用的插入式适配器)将类似地违背电气和安全规则。低电压总线线不能直接连接到AC布线装置来用于向控制器报告电器所消耗的电力。 这强制使用被内部地构建到电插座、开关、继电器、调光器等的AC电源。这样的电源可能使用体积大而且昂贵的AC变换器或者大的AC电容器。替换地，这样的小的电源可能使用昂贵的而且生成必须要由体积大的滤波器来抑制的噪声的电力开关电路。 用以将AC电力转换为低电压和低电流的DC电力的模拟方法和装置简单并且生成非常小的噪声，然而，模拟调节器浪费大量电力，并且必须耗散所得到的热量。特别是，当控制电路针对其操作消耗几mW的非常低的电力、或者几mA的DC电流和诸如5V、3.3V或者1.8V的低DC电压时，模拟调节器浪费的能量远高于对给定装置的控制电路供电从而使其操作所需的实际能量。 美国专利7，639，907,7,649，727,7, 864，500,8, 041，221、美国公开2010/0278537、2011/0227510,2011/0311219 以及美国专利申请 12/963，876 和 13/086，610 公开了使用低电力消耗CPU、包括用于调光器、电流传感器、继电器、电力插座和类似装置的控件的这种样的电力消耗控制电路，通过引用将它们合并于此，并且此后将它们提及为参考专利、公开和申请。 由AC电力插座的电源、或者并入有电力消耗检测和通信电路的电插入式力感测适配器的电源所浪费的电力对于全球社会通过监测由住宅、商业和工业使用中的电力插座所消耗的电力来减少电力消耗所进行的尝试而言是显著的。 耗用电流和耗用电力测量与报告电路可能耗用少量mV (毫瓦)，但是即使电源是高效的，将120V或者230V AC转换为1.8V/ImA的DC电力也将从AC电力线消耗IW或者更多。例如小的住宅的30个电力插座和10个开关来这样连续耗用电力将浪费40W/小时或者约IkW/日的能量。即使当一个电器或者灯具都没有被操作或甚至被连接到AC插座时，这也会发生。因此，诸如两个小卧室公寓的小的典型住宅累积浪费的能量超过365kW/年。这是必须被解决的显著消耗。需要不浪费能量的新的小大小低成本AC到DC电源。 通常的AC电流传感器和电流测量元件包括:AC电流变换和线圈，用于检测感应的电流；非常低欧姆的电阻器(诸如2毫欧姆或者10毫欧姆)，用于利用电阻器端子上产出的电压水平检测通过电阻器的电流；以及磁霍尔传感器，用于利用导体中的耗用电流来检测磁通量。 感应感测元件、低欧姆电阻器元件和霍尔传感器提出不会简单地解决的结构和组装方法困难。这直接影响用于报告电器或者其它负载的电流消耗、以及非常宽范围的不可预测的并且被随机消耗的电力的精度的所需要的简化低成本电流感测解决方案。 用于AC电流测量的低欧姆电阻器是典型的被构造的电阻器，类似于众所周知的轴向电阻器或用于安装在印刷电路板图案上的表面安装电阻器。利用可能影响例如范围从2毫欧姆至20毫欧姆的这样的小数值电阻的数值的过程，能够将轴向电阻器焊接到端子和其它金属结构上。 此外，需要引入低欧姆电阻器，用于测量范围例如从5A到20A或者甚至更高的更高电流，强制宽端厚的PCB图案或者足够大的端子以承载这样的大电流而不生成热。 另一方面，用于利用感应检测AC电流的电流变换器由更大的线圈和/或芯制成，用于测量诸如几mA的低电流以增加导磁率，以及用于测量用于测量几HlA的耗用电流的磁通量。这是要使得电流变换器输出可测量的并且/或者能够与电气系统的电力线和AC布线装置中持续的噪声水平区别开的信号。 因此，使用用现有技术的方法、元件和部件造成大的并且大体积的单元，难以被引入到小的电流传感器适配器，或者难以被引入安装在电暗线盒中的AC插座和开关中。这同样适用于插入式电流传感器，插入式电流传感器必须被制成为有美感并且在大小上小以令人愉悦，而不是被插入AC墙上插口和这样的AC插座的装饰覆盖物上的大的体积大的妨碍 >j-U ρ?α装直。 用于AC电流感测的霍尔传感器小并且精确，但是要求大约40至10mW (5到1V和8到1mA)来进行操作，这与使电流感测电路本身、电源浪费的电力以及AC电流检测装置浪费的电力最小化的需求矛盾。这里还需要另一种解决方案。
技术实现思路
用于电流感测电阻器和电流感测线圈或者变换器的结构的本专利技术的解决方案是引入由诸如黄铜的具有低电阻的导电金属和/或诸如已知的银/镍、镍/铜、磷/青铜的更高电阻金属合金或者具有低电阻的类似合金制成的电流承载布线和端子。 采用布线形式的金属合金要用作电流变换器的初级线圈绕组，或者用作由金属合金板处理和制造的构造端子，以使得能够机械组装AC插座的插口端子或者插口和插入式电流感测适配器的插口和插头的组合。为了对通过测量结构的部分上的电压产出来检测电流值提供低欧姆电阻，可以使用构造为插口、销或这两者的金属合金的固有电阻而类似地应用于电流感测电路，如稍后将解释那样。 在诸如环形芯、C状芯、E状芯或者可以在大小上小并提供如所计算的足够的初级和次级线圈的绕组的任何其它芯的芯上有电流变换器的初级绕组。众所周知，变换器线圈的高内部电阻减少线圈的Q因数以及变换器效率。且用于120V或者230V AC线的小的AC变换器的初级线圈也将在100欧姆或者更多的范围内。AC变换器通常被用于将AC线电压减少为低电压，并且因此通常使用的AC变换器中的初级线圈绕组的匝数远大于次级绕组中的的匝数。 在不探究公式和计算细节的情况下，基本变换器计算，即，初级绕组与次级绕组的匝数比与输入/输出电压比相同。例如，诸如120V至12V的典型AC变换器将具有10:1的绕组比。在这样的例子中，如果初级线圈绕组的数目是1000，则次级(12V)绕组仅是100。针对电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于通过升压电流变换器对电流传感器电路供电的方法，所述升压电流变换器包括低欧姆合金布线缠绕的初级线圈和铜布线缠绕的次级线圈，所述电路包括电流信号放大器、CPU和连接到所述次级线圈的DC转换器；所述初级线圈连接到所述放大器的输入，并且在负载与AC电力源之间，所述方法包括步骤：应用AC电力以用于操作所述负载，所述负载引发跨所述低欧姆初级线圈的耗用电流以及电压降；输出由所述电压降增大的升压的次级输出电压；将所述升压的输出电压转换为用于对所述电路供电的DC；放大所述电压降；以及将有关所耗用的电流的放大的信号馈送到所述CPU以用于处理。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D埃尔伯鲍姆，
申请(专利权)人：埃尔贝克斯视象株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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