带有用于住宅自动化中的spdt继电器组合的集成spdt或dpdt开关的制作方法
【专利摘要】用于经由接触器集成混合SPDT或DPDT开关中的单个和多个中的一个与SPDT和DPDT继电器中的一个的方法和设备，所述接触器构造成使继电器的极和开关直接或经由包括PCB组件的导电结构连接，从而经由开关手动键并且远程地通过为具有闩锁或非闩锁衔铁的继电器线圈供电来操作家用电器，具有用于对集成的开关继电器提供在行进器线路中连接的每个SPDT或DPDT的一个或多个手动键的CPU程序，以经由光缆、RF、在视线內的IR以及总线线路来切换家庭自动化网络或电网的一组负载和所有负载的开关。
【专利说明】
带有用于住宅自动化中的SPDT继电器组合的集成SPDT或DPDT开关
技术领域
[0001]本发明涉及电气自动化装置，其包括用于住宅和其它建筑中电器的手动和远程操作的开关和继电器。【背景技术】
[0002]用于接通切断住宅、写字楼、公共建筑、商店、餐馆和工厂中诸如热水锅炉、空调、 取暖器、电灯和任何其它电气设备和电器的家用电器的开关和继电器是非常有名的。用于家庭自动化的公知继电器装置通常安装在给定房屋的主或副电气柜中。安装的继电器经由总线线路、RF，或通过经由AC电源线传播的控制信号来操作。
[0003]现有已知的自动化装置和继电器(包括其安装)的成本是非常高的，因为电气接线必须从其通常应用的接线系统的标准来改变，在该系统中，电力经由电气暗线箱中通常安装的开关来馈送。这与从主或副电气柜经由继电器直接馈送电力形成鲜明的对比。为了控制电气柜中的继电器，常用的标准开关由控制开关、传播电信号、RF信号、AC电源线信号和某些情况下的开放式IR信号代替，以到达并操作电气柜中继电器的控制电路。
[0004]在结构化的电气系统中进行此类根本性基本改变变得过于复杂、昂贵，而且复杂度是已安装的电气自动化系统的严重反复故障出现的原因。此外，已知的家庭自动化装置不报告由各个家用电器所消耗的功率，并且也不为家庭业主，更不为尚未出生的“智能电网”提供用于报告统计的数据。
[0005]美国专利号7,649,727引入了新概念，由此单极双掷(SPDT )继电器被连接到常用的SPDT开关，或双极双掷(DPDT)开关使得能够经由通常安装的开关手动地，和经由家庭自动化控制器远程地开关家用电器或电灯。在SPDT和DPDT开关也分别称为双通或四通开关。
[0006]此外，美国专利号7,639,907、7,864,500、7,973,647、8,041,221、8,148,921、8， 170,722、8，175,463、8,269,376、8,331，794、8,331，795、8,340,527、8,344,668、8,384， 249、8,442,792和美国公开2013/0183043公开了家庭自动化控制、连接、开关和继电器，用于经由作为附加诸如SPDT和DPDT继电器或耗用电流适配器的装置来操作家用电器。
[0007]所引用的美国专利还详细公开了通过继电器或通过AC输出口和插头或者通过耗用电流适配器由电器所消耗的功率的报告。该耗用电流或功耗报告经由通过称为P0F或光导的塑料光纤电缆、经由开放式IR或RF的光信号，和经由直接通过总线线路或其它网络、或经由命令转换器的电信号进行通信。
[0008]以上所列举的美国专利和在其它国家的很多未决申请公开了单独的SPDT或DPDT 开关和/或电源插座和/或电流感测适配器组合的附加或组合，所有都提出了基本上先进的住宅和其它建筑自动化。
[0009]然而，需要有包括开关和继电器的组合的单个自动化装置，其包括功耗感测、计算和报告功耗电路，在比当前日常的自动化装置更低成本下构造成适于在当前日常常用的AC 开关的尺寸和形状，并且还提供简单方便的安装。
【发明内容】
[0010]因此，本发明的主要目的是提供SPDT或DPDT开关、SPDT继电器与功耗测量和报告电路的小尺寸组合，其被构建成类似于常用的AC开关的形状和尺寸，该常用的AC开关在下文称为“标准AC开关”，其被安放到标准电气暗线箱中，诸如已知的美国的2英寸X4英寸或4 英寸X4英寸的暗线箱，或诸如60毫米的圆形欧洲电气暗线箱，或如欧洲用于安装多个标准 AC开关和AC输出口 /插座的其它矩形电箱。
[0011]本发明的另一个目的是将组合的开关(其组合了AC SPDT或DPDT开关与SPDT继电器和功耗计算电路，在下文和权利要求中称为“混合开关”)集成到引用的美国专利和专利申请所公开的住宅自动化系统，用于经由混合开关通过视频对讲机系统或购物终端和/或经由专用的自动化控制器或控制站，控制该混合开关以及报告消耗的功率。视频对讲机在美国专利号5,923,363、6,603,842和6,940,957中公开，购物终端在美国专利号7,461，012、 8,117,076 和8,489,469 中公开。
[0012]通过本发明获得的另一个实践目的是提供具有以下结构的混合开关，所述结构可配有不同键杆和自由度，以从包括可用的且由不同开关制造商定期引入到建筑业/电气工业的各种设计和颜色的多种杆和装饰盖以及框架中选择任一个。因此，本发明解决了匹配所遇到的困难以匹配此类多种可用的AC开关设计、其面板颜色以及装饰。[0〇13]常用三种用于AC电器和照明设备的开关；单极单掷开关(SPST)和单极双掷开关 (SPDT) JPST开关是基本的开启-关闭开关而SPDT是转换开关。STOT开关用于给定电器诸如从两个单独位置(诸如从相同大厅或者房间的两个入口)的照明设备的开启-关闭切换，。
[0014]在需要三个或多个开关来接通-切断给定大厅或房间的相同照明设备的情况下， 要使用另一种双极双掷开关(DTOThDroT开关或多个开关在上述两个SPDT开关之间连接于给定的直-交叉配置。DPDT开关也被称为“反向”开关。[〇〇15] 正如后面将会解释的，包括在一个连续行进器配置中连接的一个或多个DPDT开关的两个SPDT开关提供给各个单独开关以在其自身上操作，而不管其它开关的状态。因此，在此类SPDT和/或DPDT设置配置中连接的任一开关将开启和关闭照明设备而不管其它连接的开关的状态。这还意味着，任何连接的开关杆没有特定的开启或关闭位置，以及通过将开关杆推至其相对位置，或推动推进-推出键来达到接通或切断的目的。[〇〇16]因此，本发明的目的是将包括SPDT继电器的混合开关连接到连接的用于操作照明设备或其它家用电器的SPDT或DPDT开关上，从而经由“常用的”手动开关来维持操作以及经由混合开关的SPDT继电器提供远程切换，或经由如常用的DPDT和SPDT开关链用于操作照明设备且经由混合开关的SPDT继电器提供相同的远程切换。[〇〇17]本发明的另一个目的是提供连接DPDT继电器用于远程接通-切断连接到手动SPDT 开关以及连接到包括两个SPDT和一个或多个DPDT开关的更全面的切换设置的照明设备或其它家用电器。
[0018]除非将给定电路的全部开关和继电器状态的数据发送到控制器，否则连接现有技术的家庭自动化系统的SPDT和DPDT开关的链使其不可以识别电器(诸如，照明设备)的开启-关闭状态。这将全部手动开关的位置和继电器数据的记录和更新授权给了控制器。这呈现了复杂的数据处理工作以及随后的操作复杂化，要求每次手动开关或继电器在系统中被任意激活的全部数据的发送，且这反过来引入了更多大量的数据业务和处理。
[0019]为此，本发明的另一个重要的目的是将AC电流传感器引入到混合开关中，用于识别电器开启的时间且用于处理有关由电器消耗的功率的数据。通过引入电流传感器诸如环形或特别结构化的电流互感器，或通过与AC火线串联的低欧姆合金，或通过磁性霍尔式传感器或可产生对应于通过带电AC端子耗用电流电平的输出信号的任何其它元件来达到此目的。
[0020]以mV为单位测量电流传感器的输出信号电平且放大至可通过CPU处理的电平，同时放大器和CPU均包括在混合开关内用于产生耗用的电流数据，或消耗的功率数据，或开启-关闭状态数据及其组合。
[0021]本发明的混合开关包括用于接收命令以操作继电器且用于发送有关电器的状态、 消耗的功率或耗用电流的数据的收发器。基于所识别的电器、通过定时的电流传感器耗用的AC电流的电平对如由CPU所测量的AC电源的整个正弦曲线上的电压基准来处理数据。 [〇〇22]经由选自由有线网络(诸如总线线路)、光网络或光缆的电网、双通IR网络、RF无线网络及其组合组成的组的通信网络来馈送所接收的命令和发送的数据。
[0023]混合开关的收发器使双通或双向信号中的至少一路与家庭自动化控制器、可视对讲机或购物终端相通信。收发器和CPU被编程来借用通电已确认的答复对到连接电器的通电命令作出响应，或对查询有关状态、耗用电流和由电器消耗的功率作出响应，从而更新上面引用的美国专利中所描述的家庭自动化控制器，或所述可视对讲机或购物终端，或如果命令是要切断电器，那么用“关闭状态”响应。
[0024]下文中的家庭自动化控制器的参考为具有控制键、触摸图标或触摸屏和电路的显示装置，其类似于上述参考的申请和美国专利中所公开的可视对讲机和/或购物终端。
[0025]下文和权利要求书中的术语“混合开关”和“混合开关继电器”指的是选自本发明的优选实施例的SPDT继电器、DTOT继电器、具有SPDT开关的DPDT反向继电器、DTOT开关和反向DPDT开关组成的组的集成组合。
[0026]术语“STOT混合开关”指的是用于手动和远程地操作给定负载的独立开关装置。
[0027]术语“DTOT混合开关”指的是用于通过手动和远程地切换负载的两个极(即带电AC 和中性AC)来操作潮湿或湿润环境(诸如，浴室或洗衣区)中的负载的独立开关装置。[〇〇28]术语“反向混合开关”、“交叉混合开关”和“反向DPDT混合开关”指的是用于给定负载的开关装置，其经由反向混合开关和经由至少一个SPDT开关和/或经由中间的n个DPDT开关在开启状态和关闭状态之间进行切换，其中所有的开关都在双行进器线路的级联链中进行连接，并且所连接的开关中的每个可操作给定负载或在开启状态和关闭状态之间对其进行切换。[〇〇29]下文和权利要求书中的术语“接触器”指的是包括如用于SPDT和DPDT混合开关的双触点的双触点的导电支撑结构，或指的是包括如用于反向DPDT混合开关的三触点的三触点的导电支撑结构，或指的是在它们之间经由内部连接进行连接的SPDT或DPDT继电器及 SPDT或DPDT开关的触点，诸如PCB(印刷电路板)或其它导电结构。【附图说明】
[0030]通过下面结合附图的本发明的优选实施例的描述，本发明的上述和其它目的和特征将变得显而易见，其中:图1A和1B为用于操作现有技术的AC电器的电气SPDT继电器和SPDT开关的电气图、连接和图不；图1C示出了用于操作现有技术的AC电器的电气SPDT继电器和SPDT微型开关的外壳或壳体和图示；图2A?图2C示出了包括设计和构造入壳体中以附连至如美国使用的现有技术的的SPDT 开关的附加DPDT继电器的说明图的电气图；图3A示出了现有技术的微型开关和继电器在印刷电路板上的装配；图3B是示出了本发明的SPDT继电器和SPDT微型开关的组合或集成的剖视图；图3C示出了优选实施例的混合SPDT开关和继电器的组合结构的透视图；图4A示出了现有技术的元件和公知拨动或翘板电气开关的操作；图4B是示出了 SPDT翘板开关和图3B的具有用于集成本发明的另一 SPDT混合开关-继电器的修改结构、接触器、触点和端子的SPDT继电器的剖视图、分解图和透视图；图5A是示出了集成SPDT继电器和包括反向接触器和端子的修改结构的DPDT微型开关的分解图；图5B示出了具有SPDT继电器的集成DPDT接触器的突出触点状态组合的四个状态；图5C是本发明的优选实施例的DPDT或反向混合开关-继电器的集成触点的电路图；图6A是图4B的示出了具有反向DPDT翘板开关的SPDT继电器的分解图和集成的扩展；图6B示出了本发明的集成反向DPDT混合微型开关和SPDT继电器的组件和壳体；图7A?图7B是包括具有本发明的DPDT继电器的DPDT微型开关的直的DPDT混合开关的透视图和电路图；图7C是包括具有本发明的DPDT继电器的DPDT翘板开关的直的DPDT混合开关的分解图和透视图；图8A?图8C是示出了现有技术的、与用于本发明的混合SPDT和DPDT微型开关-继电器的锁-松结构一样的锁-松结构的透视图和剖视图；图9A-图9C是示出了具有框架支撑、盖和按键变型的混合SPDT或DPDT开关和SPDT继电器的组件的透视图和剖视图；图10A-图10C是示出了如欧洲所用的具有框架支撑、盖和按钮开关变型的混合SPDT和 DPDT开关以及SPDT继电器的组件的透视图和分解图；图11A-图11C是示出了如美国所用的具有框架支撑、盖和按钮开关变型的混合SPDT和 DPDT开关以及SPDT继电器的组件的透视图和分解图；图12A-图12B是优选实施例的混合SPDT和DPDT开关中所包括的控制和通信电路的框图；图12C是如混合开关中所用的优选实施的状态传感器的框图和电路；图13A是示出了用于远程操作本发明的混合开关和相关装置的家庭自动化电网和网络的框图；图13B是由用于在家庭自动化电网和网络内传播命令和响应的家庭自动化分配器所提供的例示性连接；图14A是本发明的优选实施例的电流感测电路的框图；以及图14B示出了用在五个正弦期内的测量时间划分的电源线电压相对于电流和它们的相移的正弦曲线；图15A和图15B示出了集成到也可被插入具有接线端子和控制电路(控制电路未示出) 的插座外壳中的壳体尺寸和形状中的多个混合开关的例不性结构和壳体。【具体实施方式】[〇〇31]图1A示出了包括连接到利用现有技术(诸如美国专利7，649，727中所公开)的继电器线圈6L操作的自动化SPDT继电器6的单极双掷(SH)T)AC开关7的电路。电路为用于连接两个SPDT AC开关的两个行进器端子1与2之间的两条行进器导线以在房屋内从两个不同的位置接通-切断电灯(诸如在走廊两端切换走廊灯)的公知电路的变型。SPDT开关也被称为双向开关，并沿用多年。[〇〇32] 在参考专利7,649,727和其它参考的美国专利中引入图1B中所示的SPDT开关7和 SPDT继电器6的现有技术组合，其详述了用于在住宅和其它建筑中简化家庭自动化导线的新的电气自动化概念。SPDT开关和SPDT继电器的组合能够使电线维持在其公共传统结构中，不同于要求自动化继电器到房屋的主要电气柜中的引入的主导家庭自动化系统。[〇〇33] 新概念对现有导线和开关的唯一改变是附加SPDT继电器6并以SPDT开关代替传统的开启_关闭照明开关(称为单极单掷(SPST)开关)。这使得能够经由传统机械开关杆手动和经由继电器控制远程操作电器或电灯。[〇〇34] 每个SPDT继电器和SPDT开关覆盖另一个，并且均可单独地切换和操作电灯或其它负载而不受限。因为手动开关可在自动化出于任何原因而故障时进行操作，所以手动开关的该单独操作将自动化系统转化为故障保险系统。术语负载自下文用于任何家用电器或电灯。
[0035]图1C示出了由多个制造商(诸如日本的0MR0N和多个国家的多个其它制造商)制造的均被称为电气装置的SPDT微型开关10和SPDT继电器6 JPDT微型开关10被示出具有其拆除的盖10C和致动杆5L。示出柱塞或键5接触极PS，极PS被示出为接触行进器结构化导体1A 的不可见触点1，所述行进器结构化导体1A将极触点P连接到端子T1。图3B示出了，当提升柱塞5以释放极PS以及极组件PS的触点P接合触点2时，结构化导体2A的端子T2经由触点2进行连接。[〇〇36]图1C中也示出了具有继电器盖6C被拆除的包括继电器磁性线圈6L的SPDT继电器 6。继电器还包括通过称为衔铁的基于磁性合金的结构PM支撑的极结构PR。当切断经由图3C 所示的端子C1和端子C2馈送到线圈6L的电源时，示出极接触支撑结构1E的触点1并连接到端子T1但将切换以接合支撑结构2E的触点2。[〇〇37] 如图3A所示，可以通过将继电器6及微型开关10焊接到所示的PCB8上而组合继电器6及微型开关10以提供集成或混合SPDT开关及继电器。尽管此类集成是本发明的目的，但将所述两个装置附连及焊接到PCB或其它导电结构上是一个解决方案。对于集成或混合双通开关-继电器来说，组合到所示PCB上的开关-继电器是一个实施例，但并不是本发明的优选实施例。这将在后面讨论。[〇〇38] 包括所示C1及C2(图3C所示)线圈端子的继电器端子T1、T2及L固定安放在继电器主体6B的下方，继电器主体6B用于连接继电器6的端子T2和SPDT开关10的端子T2以及继电器6的端子T1和开关10的端子T1，同时继电器的L(线路)端子连接至图1A及图1B所示的AC电器，并且开关的L端子连接至AC火线。[〇〇39] 如稍后将解释的，AC线与电器可以反向连接。然而，当SPDT继电器及SPDT开关的T1 端子和T2端子都相互连接时，很明显的优点就是集成开关及继电器仅剩的两个连接端子为随着时间及工作的减少而用于连接到负载及AC火线的L端子。
[0040]由于为连接负载提供了仅单个L端子，所以组合的SPDT开关及SPDT继电器不可用于将两条行进器导线连接至另外的SPDT开关或SPDT继电器。如图2A所示，在用于操作给定负载的开关的级联线路中连接两个SPDT开关或两个以上开关需要在形成为交叉或反向开关的反向双极双掷DPDT之间的双行进器线路的级联连接。[〇〇41]图2A示出了此类级联切换链，其中由所示的继电器线圈6L操作的DPDT继电器60通过它的行进器触点与布置成反向连接线路的两个极P2-1和P2-2的行进器触点连接，示出为 S2-1和S2-2DPDT开关以相同方式操作。在美国专利7,649,727及许多其它作为参考的美国专利中公开了图2B和图2C所示的附加继电器60在此类级联切换线路中的使用。应当注意的是，可以将交叉DPDT开关连接至附加的SPDT继电器，而不是本发明的SPDT混合继电器。 [〇〇42] 就一切情况而论，如美国专利8，384，249中所公开的那样，添加单独的继电器到开关和/或将此类继电器附连至开关的现有技术要求用于行进器导线连接的工作和/或必须将导线及接线装置挤压到非常小的暗线箱中，诸如图2C所示的2” X4”一半尺寸的箱14,也就是在美国称为4” X4”尺寸的箱。安装附加继电器耗费时间，而且增加了安装成本。为了改善安装效率并且从而降低安装成本，需要将本发明的SPDT开关和SPDT或DPDT继电器的组合。[〇〇43]如图3A所示，最简单的组合或集成SPDT开关10和继电器6的方法将是然后将其安放到印刷电路板8上。还需要PCB提供图3A未示出但将在稍后讨论的自动化操作及通信电路。[〇〇44]很明显的是，将SPDT继电器6附连并连接至SPDT开关10完全消除了通过单独的行进器导线连接两个装置的需要。即使行进器导线可以仅是短跨接线，但安装行进器导线需要花费时间且成本高。[〇〇45]图3A所示的组合开关及继电器8A非常有用并且可以通过简单装置来实现，如图3A 所示的混合或集成开关10及继电器6并不是本发明的优选结构，本发明的优选结构是为了进一步减小混合开关尺寸及减少部件。[〇〇46]图3B示出了优选实施例中的一个的剖视图，其中将继电器主体6B及微型开关主体 10B重构为将行进器触点支撑结构1A、2A、1E和2E与SPDT接触器1C及2C组合的新混合主体 9B，并且降低了此类混合开关-继电器装置的整体尺寸及成本。[〇〇47] 术语接触器指的是导电链接结构，其包括SPDT和DPDT开关及继电器的直的双触点及反向三反向触点。
[0048]微型开关10的两个行进器触点1及2固定到由设计为形成完整导体的铜或类似金属合金制成的坚固导电结构上，所述完整导体包括微型开关10的模制主体10B内的触点1及 2和端子T1及T2。同样施加至固定到两个导电结构1E及2E上以形成一个完整导体的继电器的行进器触点1及2,所述完整导体包括模制到继电器主体6B内的触点1及2和端子T1及T2。
[0049]如所示的混合开关及继电器主体9B将两个装置的触点1及2和开关及继电器的导电结构1A、2A、1E及2E集成到两个装置的极PS及PR的两个触点P之间的简单链接接触器1C及 2C中。不需要行进器端子，因为行进器连接限于开关10与继电器6的行进器端子之间。只留下两个L端子，一个用于开关，另一个用于继电器。
[0050]废除用于连接图2C所示的箱内的两条行进器导线的四个端子，使得混合开关的安装更加简单、干净和廉价。[0051 ]图3C示出了不同的SPDT微型开关和继电器组合20,其包括直的组合中的主体9B、 示出为右角组合的9BR，以及示出为左角组合的9BL。[〇〇52]如从所有的组合组件9、9L和9R中可以看出，继电器-开关结构被简化，极端子PR和极触点P被示出为与原极PR几乎相同。包括支撑磁性合金或衔铁PM的极触点P被示出为与公知的继电器主体6B的极结构相同。行进器端子及支撑结构1E和2E被去除并且不被使用，而具有磁芯6L的继电器线圈保持不变，其中磁芯6L包括线圈端子C1和C2。
[0053]这同样适用于微型开关主体10B，其中包括行进器触点及端子T1和T2的复合导电行进器支撑结构1A和2A用组合简化接触器1C和2C代替，其中1C包括双触点1，并且2C包括双触点2，且单独主体6B和10B组合成单个主体9B，在不同的变型中，其被示出为9B、9BR和9BL 以及单个组合盖，诸如图6B所示的盖50。
[0054]通过上面的说明，可以清楚的是，本发明的混合开关-继电器不需要任何的行进器导线和/或端子，且组合混合主体的内结构被简化。[〇〇55]图3B所示的切割主体9B再现图1A所示的电路，但是不具有行进器线路和/或行进器端子。明显的是，加电至线圈6L将使极PR的触点P接合至所示出的接触器1C的触点1和微型开关的触点1上，并使其穿过用于通过端子L之间的混合开关连接AC电源的极PS。反向极 PS位置或切断来自于线圈6L的电源将切断流向连接负载(未示出)的电流。应当清楚的是， 本发明的混合开关或混合继电器可变得紧致和更易于安装。[〇〇56]图3A、图3B和图3C所示的混合开关-继电器结构都通过以下方式进行示出:两个基部6B和10B保留在图示的底部，并且组合基部9B、9BR和9BL也是一样。图示的制作是为了示出可通过现有技术装置达到其的简单程度。在使用现有技术装置的图4B、图6A和图6B中进一步示出了类似的开关-继电器组合，以使能够混合方案的简单组合。然而，可进行许多结构改变，以通过提供改善的但较低成本的组合。[〇〇57]图4B和图6A所示的不同结构具有安放在开关触点的基部下方的继电器线圈。图4A 示出了 SPDT拨动或翘板开关或其它电器开关3的公知结构。开关3-1示出了嵌入用于极端子 24的开关主体3和支撑端子23中的双触点-端子结构21和22。端子21和22两者都各自提供连接端子n和T2,并且支撑端子23提供L端子或用于SPDT开关的带电AC。[〇〇58]极端子24绕着其中心销25旋转，并且在3-1中示出为接合T1的触点1。极24由活塞 26A通过扩张弹簧26进行加压，其中扩张弹簧26在高压条件下提供用于维持触点P和1的充足压力。[〇〇59]在绕着其中心销34旋转的拨动或翘板杠杆33被向另一个方向推动时，如3-2所示的弹簧26被压缩入活塞26A内，且活塞-弹簧组合一直沿着鞍件24A移动，直至活塞通过鞍件 24A的中心点为止。此时，弹簧会随着高压扩张来将极24拨动或切换至另一侧，以接合触点2 并将L端子连接至3-3所示的T2端子上，这与图1A、图1B和图2B所示的一模一样。
[0060]图4A所示的开关机构和结构是被称为电灯开关的主要支撑物，其具有各种各样的内结构和不同的杠杆设计或面板设计，其中电灯开关几乎用在所有的电灯应用中。然而，弹簧-活塞移动多年来都是电灯开关的常用结构。
[0061]图4B于6-1中示出了具有放置在包括开关的触点1和2的接触器1D后面或背后处的继电器线圈6L和极PR的混合开关-继电器30的剖视图。接触器2D和1D在分解图6-2中示出为各自包括两个触点，并组合双触点1和双触点2来接合极PR的触点P和两个开关触点1和2，以接合开关的极24。[〇〇62]6-1所示的继电器极PR的P触点接触接触器2D的触点2，其还在6-2中示出为包括开关组件30的触点2。通过6-1的剖视图和6-2的分解图，可以清楚的是，虽然开关主体30的结构不同于图3B和图3C所示的微型开关主体9B，但是微型混合开关-继电器和翘板/拨动混合开关-继电器的操作是相同的。[〇〇63]为了更好地理解用于所述混合开关_继电器中的限定元件和零件，图4B的分解图 6-2和30-4示出了与其它元件分离的触点和接触器。示于6-2中的继电器线圈6L从极结构 PR81缩回，并且磁芯PM的衔铁示为经由以下所述的结构81而附连至端子L。类似地，两个接触器1D和2D示出为与包括端子23D的极PR81分离开，所述端子23D组合有机械触点23B，该机械触点23B与极端子或结构24接合并提供到极端子或结构24的电触点。[〇〇64]端子结构23D的另一端示为是铆接的，或其可以被熔焊到低欧姆金属合金结构81， 该结构81设计和计算成具有毫欧姆范围内的特定电阻值。美国专利申请13,349,939中公开了此类低欧姆金属合金在AC电源输出口中的使用。使用此类金属结构的优点是显著的可靠性，因为此类金属合金不会像用于电流感测应用中的其它低欧姆电阻器那样容易发生故障，并且其电阻稳定。以下对耗用电流及功耗报告的其它细节和说明进行进一步讨论。 [〇〇65] 分解图6-2示出连接至杆PR81和端子23D的两种结构81，但在混合开关-继电器组件中只需要一种并且只使用一种。示出的两种结构是为了强调设计和制造此类混合开关_ 继电器装置中的可选变型。[〇〇66]与结构23D和23B组合的端子81的另一端为用于连接火线或负载的L端子。示于30-4的其它结构为保持器37,该保持器37为接近触点23B和用于支撑极结构24的中心旋转销25 的中心枢轴孔25A提供了途径。
[0067]应当注意的是，保持器37不是单独的零件或部件。其在分解图中示出并且可以用作单独的零件，但是优选实施例的混合开关结构的模制壳体30组合了保持器37、接触器1D 和2D、结构23B和继电器极PR的端子L或PR81端子以及开关极端子23A或23D，以成为单个模制开关主体30。[〇〇68]图4B的结构30和图6A所示的结构40没有示出需要向控制电路提供功率的AC中性端子，其示出在图12A-图12B中。每当需要此类端子，则包括此类中性端子。示于图3A-图6B 的混合开关-继电器主体结构示出为不具有中性端子，以简化对组合相关的开关和继电器触点的图示。图4B、图5A、图6A和图6B中的所示图示示出了控制电路80和58以及控制、功耗报告和继电器电路供电的集成。[〇〇69]如上所述，混合SPDT继电器-开关可以用于仅从单个位置手动接通-切断给定负载。其不可以连接至另一个SPDT开关或处于被称为反向开关的DPDT开关的级联链中。在此类级联链中，每个开关可以手动操作相同的给定负载或从多个位置接通-切断负载。
[0070]原因解释为:链连接经由两条行进器电线而制成，其中所述链的每个分段可以独立地由反向开关“反向”。SPDT混合开关-继电器如前所述提供了两个L端子即负载端子和火线端子。为了从多个开关和位置提供相同给定负载的手动开关，诸如接通-切断照明设备， 需要DPDT混合反向开关-继电器。[〇〇71]图6A所示的是反向DPDT开关-继电器主体组件40,其中分解图40-2示出了用于 DPDT开关-继电器组件40的极、端子、接触器和其它结构化项。[〇〇72]图6A还示出了反向DPDT混合开关-继电器40的主体结构以及细节。在该DPDT设置中，继电器6使用相同的继电器线圈和芯6L以及相同的继电器极结构，所述继电器极结构将触点P与极PR81、磁性合金或衔铁PM和低欧姆合金结构81组合在一起。结构23A的连接端子 T1可以用于代替图4B的结构23D而组合有以上和以下提及的电流感测低欧姆合金结构部分 81〇[〇〇73] DPDT开关40L和40R的所示两个角度应用了两个旋转极24和两个保持器37,两者均与图4B的旋转杆24和保持器37相同。连接旋转极的示出为23A和23G的端子用于连接两条行进器电线T1和T2。类似或相同的端子可以与图4B的SPDT混合开关一起使用。示于图4B的端子23D可以与指定L(即，负载或火线)一起使用，或其可以是具有指定L的图6A端子23A。对于 DPDT混合开关-继电器，低欧姆合金结构81示出为仅引入到示于图6A的6-3和40R的端子 PR81，其示出为在PCB81的后面，经由端子81B在81C、放大器IC1输入处焊接到PCB。[〇〇74]用于DPDT混合组件的端子23A和23G之间的差异提供连接端子T2和连接端子L之间所需的距离。为此，端子23G构造为将它的端子T2从端子L移开。然而，也同样可以的是两个行进器端子都使用相同的结构23A并且通过将端子L从端子T2或从中性端子(未示出)移开到DPDT组件40R的后部中的不同位置中来重构极PR81。[〇〇75]图6A的分解图40-2中示出的触点包括两个接触器2G和1G，其是图4B中的接触器2D 和1D的在某种程度上扩展的反向结构。两个接触器2G和1G中的每个分别提供有额外的触点 2R和1R。添加的两个触点2R和1R在触点1和2的左边示出，并处于相对位置，2vs.1R和 1 vs.2R，因此它们是反向触点。[〇〇76]与图4B中示出的混合开关30L/30R类似，图6A中示出的DPDT混合开关-继电器封装为模制的结构40C、40L和40R，其将分解图零件和组件组合到一个结实的模制壳体40中。 [〇〇77]40C示出了全部模制到开关-继电器组件的前表面上的四个触点1、2、1R和2R，该开关-继电器组件示出为没有两个模制保持器37,其是用于旋转拨动或翘板开关极24的保持器。示出的模制组件40L清楚地说明了是如何使DPDT手动开关通过拨动极24来操作的。拨动极通过它们的中心销25附连到中心枢轴孔25A中。[〇〇78]图4B和图6A示出了PCB 80,其具有用于将PCB附连和焊接到电流感测结构的两个安放孔81GPCB组合整个控制通信和功耗报告且装配到如30R和40R中所示的小壳体中。该组合的小结构用于将模制开关-继电器及其电气控制和通信电路装配到常用的外壳中或包装为可以安装到标准或普遍的电气暗线箱中的尺寸和形状中。[〇〇79]所示的由低欧姆合金制成的结构81包括用于将结构81附连到所示的印刷电路板 80的两个焊接销81B。需要与图5A和图6B中所示的PCB50和58类似的PCB80来引入用于经由 SPDT继电器的线圈6L操作所述SPDT继电器以及用于通过混合开关-继电器处理报告由负载耗用的电流和/或消耗的功率的控制、处理和通信电路。
[0080]图5A和图6B示出了用于组合反向DPDT微型开关和SPDT继电器的触点的分解图和结构。DroT微型开关包括双极PSl和PS2，该双极PSl和PS2各自带有其触点P和嵌入或模制到基部50B中的公知支撑结构。分解图中示出了触点结构或接触器IH和2H。
[0081 ] 接触器IH包括双触点I，其中一个触点用于继电器极PR81，并且另一个用于极PS2以及用于极PSl的反向触点IR。接触器2H包括双触点2，其中一个触点用于继电器极PR81，而另一个用于极PS2以及用于极PSl的反向触点2R。
[0082]图5A中所示的主体组件还包括继电器线圈6L、极PR81，该极PR81带有磁性金属合金支撑或衔铁结构PM以及经由铆钉81A铆接到极PR81或以其他方式熔焊到极PR的低欧姆合金结构81。电流感测结构经由构造到PCB组件58A的对应孔81C之中的焊接销81B焊接到PCB58A。
[0083]所示的安放在主体50B之下的PCB 58可以是用于给定的混合继电器-开关组件的扩展PCB或主PCB，或是不需要的，并且可将整个控制、通信和功耗报告电路安放到PCB 58A上。
[0084]端子L和两个端子Tl和T2与上文提及的链接端子相同。在许多附图中都将端子示出为螺旋式端子，但也可使用不同类型的接线端子代替。包括已知为无需螺丝自锁和卡扣的此类端子，或用于将级联链中的电线从一个开关连接到另一个的双自锁端子，或用于将级联电线从一个开关连接到另一个的螺旋式端子，或用于诸如开关、电源输出口以及其它安放和/或连线家用电器的电气接线装置的其它已知端子。
[0085]图5B示出了嵌入、模制或以其他方式附连到混合主体50B的接触器Hl和H2的触点的剖视图，以及继电器极PR和开关极PS1/PS2的四个剖视图5B-1至图5B-4。经由柱塞55—起操作开关极PSl和PS2，并且因此PSl和PS2的触点总是一起示出，其接合上面2加IR或下面I加2R触点。
[0086]图5B示出了继电器极PR位置与开关极PS1/PS2位置相比时四个状态的组合5B-1至5B-4。由图5C变得明显的是，四个位置中的两个为行进器电线Tl和T2提供直的连接，并且另外两个提供与其反向或交叉连接，其中所述SPDT继电器的触点2将连接至极PS2或连接至极PSl，而同时所述SPDT继电器的触点I将连接至极PSl或连接至极PS2。然而，由于所述两个极PS2和PSl经由所述柱塞55—起操作，所以两个行进器端子Tl和T2将只被连接到两个状态:直和反向。
[0087]图5C是所述反向DPDT混合开关-继电器的电路图。必须注意的是，诸如图2B的现有技术所示的已知的交叉或反向继电器经由两对行进器端子与行进器电线的级联对相交。另夕卜，现有技术中行进器线路的级联链使用SPDT开关和附加DPDT或反向继电器，占用两个暗线箱空间和许多通过多个端子互连的导线。
[0088]图5C所示的电路通过图6B的单个混合动力开关-继电器装置51实现了所有，所述电路被包装成小壳体50，其与任何已知的单个美国或欧洲电气暗线箱的尺寸和形状相匹配，所述电气暗线箱具有被示出为图5A所示的仅三个端子T1、T2和L的绝对最少的接线。后面包括和讨论的中性电线端子没有示出。
[0089]图6Β的所述混合装置51Α示出了图5Α的分解图中所示的结构使用用于操作双微型开关极PS1-PS2的柱塞55到基部50Β上装配。
[0090]相同的混合装置50Β被示出为封装或包装到外壳或箱50内，用于容纳组件51Α、柱塞55和现有技术的致动杆5L。
[0091]所述组件51A显示作为包装装置的所述混合DPDT反向微型开关-继电器，所述封装装置包括杠杆支撑件61和锁定释放装置60，锁定释放装置将在稍后进一步说明并且在图8A、图8B和图8C中示出。
[0092]所示的混合DPDT装置51还包括设定开关57-1至57-n、LED指示器54、控制、通信和功耗报告电路(51中未示出)，但稍后说明。
[0093]所述混合DPDT或SPDT开关-继电器可以封装或包装在类似的外壳或箱50内，其构造为附连于用于支撑所述混合装置、装饰盖、键杆或按键的框架上，并安装到常用的电气暗线箱中，诸如已知的美国4” X2”的箱或欧洲60_圆形暗线箱，或者不同尺寸的矩形盒子。
[0094]图8A、图8B和图8C显示了公知的锁定释放装置，也被称为机械锁定装置60。图8A至图SC所示的已知锁定释放机构被用在手动按键上，所述按键用于选择电子电器的给定输入或给定功能，或者用于手动选择早期电视机调谐器的TV频道。这个机构单独嵌入各个键棒中。
[0095]图SC显示了现有技术中的该机构，其引入是为了说明通过将非常简单的锁定释放组合到如图5D所示的结构60所产生的特征结构，该结构60包括杠杆支撑件61，其经由图9A的按键70轻松且用微小的力将混合开关-继电器51机械致动，将其按下锁定、按下释放及其组合。
[0096]图8A显示了按动开关(未示出)的棒的模制锁定-释放缺口的一部分。图8A至图8C中所提及的键棒67不是开关本身的一部分，它是包含缺口或槽69的推杆，该槽形成用于所示导向锁定连杆66的路径，导向锁定连杆与缺口一起形成锁定释放结构。
[0097]导向锁定连杆的一端保持在如导向器中心点66A所示的位置，同时导向锁定连杆在槽或缺口 69A中运动，该缺口限制棒在锁定点69B和释放点69C之间运动。导向锁定连杆的另一端以逆时针方向沿所示缺口 69行进在锁定点69C和释放点69B之间运动。
[0098]通过弹簧保持器67B和键体60保持到位的弹簧62提供两个功能，一个功能是向键60释放朝向释放位置的力，与手指按下锁定按键到锁定位置的方向相反。弹簧62的另一个功能是在棒无论哪种方式运动时将导向锁定连杆66维持在其缺口69和69A内(均在图8B示出)，并且迫使导向锁定连杆66通过缺口的高程和脊左右和上下运动，如图68A至图68D所示，设计成操纵导向连杆66通过缺口 69在逆时针旋转方向上运动，如图8C所示。
[00"]导向锁定连杆限制棒67到缺口 69A的长度范围内前后运动，并限制在仅两个位置即锁定位置或点69B以及释放位置69C。
[0100]棒67在缺口路径69内的运动是通过手指迫使移动来锁定，并通过弹簧压力来释放。通过阻塞脊68A和68B形成逆时针运动来解锁，并通过68C和68D来解锁。脊防止顺时针方向上的任何运动，其中保持仅两个静止点分别是锁定点和解锁点或者位置69C和69B。
[0101]可使用上述现有技术的两种定位机构或应用于锁定或闩锁机械结构(诸如接合柱塞55的杠杆支撑件61)的任何其它已知的锁定-释放机构。所示现有技术是只使用三个移动零件的优选低成本机构，模制键体60包括作为一个零件的键棒67和杠杆支撑件61、作为另一零件的弹簧62和作为第三零件的导向锁定连杆66，此类简易机构极为可靠。
[0?02] 被不为键导向器60A、棒插孔67A、弹簧保持器67B、导向器运动范围66B和导向器中心点的元件包括在混合开关-继电器模制外壳50中并且并非个别元件或零件。这可使包括键60、弹簧62和导向锁定连杆66的整个机构成为用于给混合开关-继电器提供三个键功能的唯一移动零件，该三个键功能是下文进一步解释的按下锁定、按下释放和推-推。
[0103]如图SB中所示，锁定与释放之间的距离是图SC中所示的最大运动65的距离。实际上此类运动展开超过4mm到5_。其中杠杆支撑件61将通过4mm到5mm的行程运动锁定和释放柔性杠杆5L的端部的此类锁定-释放运动是用于操作图3A到图3C的SPST或SPDT微型开关10和图6B的微型开关51的精确行程运动。
[0104]上文提及的结构或不同的锁定-释放机构结构使能够将混合开关组合操作为具有SPDT继电器的SPDT或DPDT开关并且提供双通切换、经由键60或经由装饰键的手动切换和凭借通过其线圈6L操作SPDT中继器的远程切换。类似地应明确明白，使用拨动开关或翘板SPDT开关30或DPDT开关40的混合开关-继电器组合可以低成本且简单地制造，并且便于安装和使用。
[0105]需要图7A到图7C中所示的直的DPDT来代替用于建筑或住宅中的湿室或区域的DPST(双极单掷)开关以切换AC线路、带电AC线路和中性AC线路的接通-关断。在一些国家，浴室或洗衣房中的电灯、加热器和热水器必须经由双极开关切换是常见的或所设置的规则。
[0106]对于此类直接应用，本发明完全满足需求并且提供双AC线路的手动和远程致动。
[0107]图7A示出了包括微型开关的两个极PSl和PS2的DPDT混合开关200，该微型开关与由绝缘体结构PP和衔铁PMD支撑并且由集成到基部90DP中的继电器线圈6L操作的两个极PRl和PR2链接。还示出了四个接触器1C、2C、IU和2U。实际上，DPDT混合开关200包括由图6B的单个线圈6L和致动器55—起操作的两个SPDT混合开关20。
[0108]图7B示出了混合开关200的电路图，该混合开关200是完全适合用于经由手动键和远程地切换双AC线路、带电线路和中性线路的需要的图1A的现有技术电路的扩展。
[0109]图7C示出了拨动式或翘板DPDT混合开关40DP，其是图6A的所示反向混合开关40R的扩展。40DP混合开关操作是除双继电器极PR-1和PR-2和衔铁PMD外类似于混合开关40R结构化的，该衔铁PMD是利用绝缘体PP构建而成以将两个极PRl和PR2彼此绝缘并且将其与衔铁本身绝缘。
[0110]其它差异是利用四个直的接触器1C、2C、IU和2U对两个反向接触器IG和2G的代替、端子从N、L、T1和T2到N、L、L(负载)和NL(中性负载)的改变。所改变的元件以分解图40DP和图7C的已包装或壳体组件40C-2和40R-2示出。
[0111]从以上描述，还应当明白，虽然上文提及的反向DPDT混合开关40R和51被示为包括SPDT继电器和DPDT开关，但是反向DPDT混合开关可集成包括两个继电器极PRl和PR2的DPST继电器以及包括单极24的SPDT开关。为了进一步解释，反向DPDT混合开关可集成包括具有诸如图7A和图7C中描述和示出的DPDT双继电器极PRl到PR2的单极开关20和30的SPDT开关。
[0112]诸如AC开关和AC输出口的电气接线装置被提供有装饰键和盖设计，该装饰键和盖设计包括由建筑行业内的建筑师和室内设计师接受或认同的颜色选择。接线装置制造商因此不断努力为电气开关提供不同的盖、键和现代颜色的范围，包括使用LED来指示由给定开关操作的负载的状态。
[0113]因此优选的是，以给定外壳或包装提供混合开关-继电器组件，该给定外壳或包装可适用于由不同制造商的盖和键附连或被提供有可通过简单附连装配到给定混合开关-继电器外壳的保持器、盖和键的范围，该简单附连诸如所示的卡扣式附连结构50C和其在图9A中的配对锁定结构50D，包括用于支撑按键70的止挡导向器70A的保持器59A的表面的导向接收器59B。
[0114]图9A示出使用选定盖59的混合SPDT开关继电器20和混合DPDT开关继电器51，该选定盖如图所示安放到保持框架上，该保持框架包括主体59A、导向接收器59B和自锁定结构50D。图1OA和图1OB示出模制框架主体87A和87B，其包括混合开关继电器30或40到包括盖89A和89B的欧式装置大小中的壳体。
[0115]图1lA和图1lB示出盖99A或99B和框架主体97A和97B，其构造成将混合开关继电器安放到标准的4” X2”US暗线箱中，其用于公知的翘板键90或92。示出在美国与盖99A—起广泛使用的盖99A或99B，其使用可见的螺钉头以进行附连。盖99B是具有隐藏螺钉的已知装饰盖，其用于附连插入式基部99C，该插入式基部用于在无需所示螺钉头的情形下附连干净的装饰盖99B。
[0116]类似地，图9A、图9B和图9C中示出的混合SPDT微型开关继电器和DPDT微型开关继电器使用具有框架59、59A和59D的壳体50，其适合于将混合微型开关SPDT 20和DPDT 51安放到欧式的圆形或矩形暗线箱中。所示出的键70和72是按键，其通过向内按压键来操作，以进行接通或者切断动作。
[0117]图9B中示出的键72以按下锁定和按下释放模式操作，其中键表面能识别为被锁定或释放。这通过为键72提供自锁定保持器73来实现，该自锁定保持器自附连到图5C的键60上，并且因此该键随同诸如4mm到5mm的行程运动驻停，其在图9B中称为锁定位置72L和释放位置72R。键如图所示受助于弹簧活塞结构75/75A，以在手指按压动作期间为键提供较佳的平衡和稳定性。
[0118]所示的另一键70并不附连于键60，该键由所示的四个弹簧结构70B或者通过安放在诸如图9B的75和75A的键的内表面上的弹簧和活塞支撑。该键70进一步包括四个止挡导向器70A，其插入到在保持器59A的表面上示出的导向接收器59B中，从而当将键70被按下以锁定键60时，其会一直向后推动并由四个止挡导向器驻停。
[0119]因此，该键70保持在其固定的驻停位置中，而不管混合开关处于锁定位置还是释放位置，该键因此称为推-推键，这是因为该键在驻停位置中保持与盖59D齐平。
[0120]键70或72可具有匹配的或不同的设计和精加工、色调或颜色、纹理和/或具有或不具有指示器窗74和/或IR传播窗74W<JR穿过过滤器是深灰色或黑字有色透明塑料材料，诸如聚碳酸酯。由此类有色透明材料制成的模制键70或盖59会使得在空气中的IR信号能透过此类键或盖传播。
[0121 ]例如，也可将弹簧结构70B模制成由用于透过在空气中的IR信号的有色透明材料制成，以使得该弹簧结构基部变为图9A-图9C中示出的IR透明窗74W。
[0122]在混合开关继电器51的前表面上示出的指示器54指示负载的开启-关闭状态，包括负载状态上的显著改变，诸如“待机”状态，其中，由负载耗用的电流或消耗的功率显著地减小。诸如绿色、红色、黄色或蓝色之类的指示颜色透过键70和72的表面指示器的薄半透明窗74投影。
[0123]同样适用于图4A中示出的能设计并构造成许多形状并且附连于翘板键体33上的翘板开关的翘板键，或者适用于图10A、图10B、图1lA和图1lB中示出的翘板键体83、84、93和94，其包括关于自锁定附连的细节，诸如分别装配到对应的插座孔84H和94H中的键80和82的销80A以及键90和92的销90A。图中还示出锁定钩80B、82B、90B和92B，其分别附连于键体的锁定结构84B和94B。
[0124]所示的键体80和90中的每个分别包括单个活塞86和96，其用于拨动SPDT开关的单个翘板极24，而键体82和92中的每个包括双活塞86-1和86-2或96-1和96-2，其用以通过将键体84或94的止挡棒84A与混合开关壳体30或40的止挡棒84S接合来拨动DPDT开关的双翘板极24。
[0125]图1OA至图1OC还示出键体84中的透明窗84W和指示器薄半透明窗80W，它们都与图6A的40-C所示的指示器44成一直线。
[0126]在分解图10A、图10B、图1IA和图1IB中示出的每个键体进一步包括用于支撑键锁定钩80B、82B、90B和92B的上述锁定结构84B和92B以及分别附接于模制壳体30和40的中心旋转插座85和95中的双枢轴或短轴84C1/2和94C1/2。图1OC和图1lC分别示出由键80或90的手指按压所操作的经装配的翘板开关。
[0127]翘板开关30或40的盖可以是与图9A所示用于按压开关的盖59相同的盖设计、形状和尺寸或任何其它装饰性形状。盖59、89或99可以被设计和提供用于安装多个混合开关，其安放在包含一个以上开关或混合开关和/或混合开关和其它开关组合的暗线箱中。盖优选地应被设计并提供以覆盖多个混合和共用开关，其包括安放到同一个暗线箱中的电源输出
□ O
[0128]图12A示出了开启-关闭切换电路的框图，此种电路用于通过包括极PS和两个触点I和2的SPDT开关手动地，以及经由包括图3B、图3C和图4B中混合开关继电器10、20或30的线圈6L、极PR和两个触点I和2的SPDT继电器远程地操作AC电器(诸如照明设备或加热器)。
[0129]SPDT或DPDT开关经由图示的两个行进器触点与图12A、图12B的SPDT继电器的组合，用于经由继电器线圈6L远程地，以及经由手动切换键70或诸如图9A和图1OA的键80手动地提供AC电器的两种独立的开启-关闭切换。
[0130]然而，混合开关20，30，40或51的远程切换呈现出可靠性问题，其中，为了电器的无误差远程切换，有必要知道该电器的操作状态。有必要知道电器的电源在命令继电器切换之前是否处于开启或关闭状态。如果没有得知电器的状态，SPDT或DPDT继电器的反向可将电器电源切换成与预期命令相反。
[0131]例如，不知道加热器或电灯处于切断状态时，命令继电器切断电源可开启加热器或电灯。出于这样的基本原因，不可以依靠与未知的SPDT或DPDT手动切换被随机手动操作的位置相对的继电器线圈状态。
[0132]另外，对于SPDT继电器控制，为了变得真正可靠，有必要馈送从电灯或电器到控制器传播的关于电灯或AC电器的耗用电流或开启-关闭状态的返回的确认或数据。这将双通或双向通信、控制命令授权给混合开关继或电器本身，并将返回的确认、状态、耗用电流数据或功耗数据从电器或混合开关继电器授权给控制器。
[0133]对于通信实时耗用电流或功耗数据给发电站和配电柜的需要是对于家庭自动化方面考虑和世界各地目前关于信号或数据连接和智能电网项目讨论的核心主题和主要目标。
[0134]所引用的美国专利和图12A与图12B示出的电路图公开了经由双绞线132的双向总线线路、经由IR发送器和接收器109A/109B的IR和经由天线106(在空气中)的RF，以及经由通过光导或光纤线缆130的两个光收发器104的光通信，其用于远程操作包括分别通过驱动器107、109、105、103-1和103-2接收返回的数据的电器。
[0135]即使无线IR和RF通信被认为是简单的，但它们也不是非常可靠的，例如，妨碍物体在房间内运动或放置能妨碍到给定电器的在视线内的IR远程开启-关闭命令，包括所引用的专利和申请中所公开的IR远程控制中继器发出的命令。电器返回的确认和/或开启或关闭命令本身可成为妨碍且不可靠。
[0136]RF(射频)可以通过侵入错误地发送到其它住宅和从其它住宅接收，和/或RF信号不一定覆盖整个住宅，而命令或返回的数据没有通信或没有按预期到达其目的地。用于覆盖住宅内许多电器和AC输出口的RF网络需要大量复杂而准确的寻址，而这远远超出了电气安装者的培训和专有技术。
[0137]上述的其它基本的可靠性问题是图12A和图12B示出的SPDT PSl或DPDT PS1/PS2极的未知状态，使得混合开关和/或级联SPDT或DPDT开关的开启或关闭状态不清楚。因此，不能得到手动SPDT或DPDT开关的准确开启-关闭状态呈现出系统可靠性的问题。如将在稍后解释的，控制线圈6L至6L-n的通信和状态并被馈送耗用电流信号的CPU 101能够基于耗用电流或开启-关闭状态检测而识别与负载的行进器连接。此外，对于包装在一起的η多个混合开关，CPU可以被馈送耗用的电流信号和状态检测器信号的组合。
[0138]电流传感器100和状态传感器100Α的引入是解决方案，其用于提供电气开关的可靠的开启或关闭状态给专用控制器、视频对讲机或购物终端，用于控制引用的美国专利和申请中所公开的AC装置。
[0139]电流传感器100，无论是通过感应、磁性霍尔感测电路、低欧姆电阻器或金属合金，还是任何其它已知的电流感测电路和方法的电流传感器，实时识别电器的状态，用于经由P0F130、在视线内的IR、在空气中的RF或经由总线线路或网络的电信号传播有关电器状态的数据。当混合开关由用于安装在电气柜内或安装到将低电压连接器与交流电源接线、连接器分开的分区暗线箱中的分离或分割构建在时，也可以在总线线路132中使用双绞线。
[0140]实时耗用电流数据识别负载状态，使控制器能够肯定地无误差地接通和切断电灯或其它电器。此外，它提供了用于住宅、办公室或其它商业场所或组织的基础，以向电力供应商或发电站的电力智能电网报告它们的实时耗用电流或功耗。
[0141]可以使用用于输出所需低DC电压和电流的已知的切换电源电路或使用DC模拟电压调节器或诸如美国专利8，444，124中提及的其它小电流电源电路从小电源IC电路为继电器线圈6L、CPU 101和其它内部电路提供DC电源。尽管继电器线圈的功耗是IW的一小部分，但使用闩锁磁性极PR和带有线圈6L的衔铁PM是有利的，因为闩锁继电器由短脉冲致动且因此节省功耗，并且降低来自内部电源的DC耗用电流。
[0142]普通电灯开关不连接到AC中性线且仅使用带电AC线路和负载线路，其中仅有两条电线通常见于导管和电灯开关暗线箱中。
[0143]在另一方面，所有已知的电气接线的现有规则、规范和条例都允许AC中性线没有限制地引入导管和电气暗线箱，包括将此类AC中性线连接到任何和全部AC开关和其它AC装置以及电路，诸如本发明所述的混合开关-继电器。
[0144]从以上描述中可以知道本发明所述的SPDT混合开关-继电器可安装到按照电气规范和规则连线的标准电气AC箱中，以低成本和简易地连线而不引起通常安装的电气系统的基础接线的任何显著改变，其还需要增加中性电线以及用于双向通信的光缆、和在空气中的IR或RF中的一个。
[0145]所引用的美国专利公开了直接附连光缆到光通道。POF电缆端头由锋利的闸刀式切刀终止以使切断面能够经由通道104直接附连到光收发器103，其公开为单通或单向和双通或双向的及其组合，以用于经由通过光缆130的级联链传播的光信号以及通过调整为在视线内的IR和/或通过无线RF信号和/或通过电信号经由总线线路132控制。
[0146]在所引用的美国专利的教导下，同样变得清楚的是，诸如电流传感器或AC开关装置或AC输出口的AC装置可以设置带有关于电器详情的地址，其包括该电器或负载所位于的房屋的房间或区域。
[0147]经由诸如图12A和图12B所示的设置选择器108-1至108-n和/或经由将此类详情和地址下载到CPU 101中包括的存储器中来处理所述设置。这包括经由RF信号、在空气中IR信号，经由通过光缆的光信号和经由手持装置，或直接经由加载连接器端子下载到AC装置的称为光端口的一个或多个光导通道。
[0148]本发明所述的混合开关-继电器的另一个特征在于CPU 101的编程以及分配“双键控”或“三键控”到混合开关的键70、80或90或分配“双动作”到诸如“接通-切断-接通”或“切断-接通-切断”杆的方法。所述分配适用于任何单独安装或通过行进器电线与SPDT和/或DPDT开关连接的混合开关，以接通-切断一组或所有的电灯或一组如下面将进一步说明的房屋中的其它电器。
[0149]图12A和图12B示出了电流传感器100，且图12C示出了状态传感器100A。因为与负载串联连接的电流传感器100通过极PR将肯定地识别通过负载的耗用电流并因此提供无误差的状态，所以操作图12A和图12B中的混合装置不需要所示的状态传感器100A。
[0150]对比电流传感器100，状态传感器100A不提供耗用电流值或数据，而是通过当火线AC电源与负载断开时识别相对于SPDT和/或DPDT开关位置的行进器线路状态并输出信号来提供状态数据。简单地说，当负载连接到Tl或T2行进器线路中的一个且火线AC馈送到其它行进器线路时，状态传感器输出信号。
[0151]图12C示出本发明的其它优选实施例的状态传感器100A的电路或其概念电路的框图，其中所示出的两个都具有高欧姆值的感测电阻器R2和R3连接到SPDT继电器的两个端子I和2。1?2和R3经由串联电阻器R4在它们的另一端一起连接到FET Ql栅极和经由齐纳二极管DI接地。为了澄清，由向CPU、继电器和混合装置20、30、40、51或200的其它电路供电的电源102馈送的接地电位以及DC极性连接到火线AC。接地DC电位和正DC或VCC相对于AC火线为例如测量的+12V或+5V或+nV。
[0152]AC火线直接连接到极端子PR，并且因此当极PR和PS如图12C所示与触点2接合时，负载和火线连接，传感器电阻器R3在DC接地电位处，并且FET Ql栅极信号是零，从而保持FET Ql处于关闭状态。当极PR切换以接合触点I时，负载将经由R3和R2连接到火线L，而固定连接到中性线N的负载相反地将会经由传感器电阻器R2和R3串接中性线与火线AC。
[0153]所得电压分压器R2和R3(负载的电阻是可以忽略的)通过R4和齐纳Dl提供至接地的微小电流，呈现适当的电压电势给FET栅极以接通FET Ql，同时栅极源极馈送高状态信号至CPU 101的I/O端口，从而识别待切断的负载。
[0154]CPU 101的存储器存储CPU无误差地操作继电器所需要的两个状态，使得单个触点Tl或T2端子相称于开启命令或关闭命令，这些命令由键70、80或90，或通过从图13A所示的自动化控制器250经由光电子端口、IR、PF或总线线路接收的命令发出，包括经由通过因特网的PC网络的命令，或如下面将说明的，通过重复的键控诸如双或三重键控，其包括通过如所编程地在级联链中连接至DPDT混合开关继电器的SPDT或SPDT开关(未示出)进行键控。
[0155]所引用的美国专利8，269，376提出了方法和设备，其用于经由混合开关和/或经由级联链中连接至混合开关的SPDT或DPDT机械开关通过切换“开启-关闭-开启”或“关闭-开启-关闭”，单独接通-切断负载，诸如电灯或其它电器、一组负载和所有负载或给定电器。
[0156]混合开关命令单个、一组或所有给定负载的接通和切断，无论该负载是电灯或者直接经由级联光纤电缆或RF和经由家庭自动化的包括专用控制器、视频对讲机监视器或购物终端的控制器250的其它电器，所述购物终端包括小键盘150或触摸垫或触摸屏和/或经由图13Α和图13Β示出的家庭自动化分配器140。
[0157]图12Α和图12Β所示的每个混合开关20、30、40、51和混合开关200(未示出)可以包括许多电路，诸如级联收发器103和用于POF 130、IR和RF收发器109和105的光电子端口104、总线线路驱动器107、电流传感器100、状态传感器100Α、设置选择器108-1至108-n。
[0158]显然的是，不是所有的电路都需要，例如，当没有使用级联光导或POF时，仅仅需要单个光电子端口 104，而当只使用IR或RF命令时，不使用光电子端口，而只有IR 109或RF105收发器包括在混合开关继电器中。
[0159]与引用的专利和申请中提出的内容相类似，混合开关继电器的设置(包括混合开关和/或负载被安装或操作的房间或区域)、电器标识和其它操作的细节可经由设置选择器108-1至108-n设置或经由通过光电子端口 104的光学下载、经由IR收发器109的IR下载或经由RF收发器105的RF下载。下载和设置包括程序，其用于接通-切断一组电灯或电器和所有电灯和给定电器，如稍后所解释的。
[0160]因此，不同的混合开关20、30、40、51和200的电路中包括的设置选择器108-1至108-n和状态传感器100A或电流传感器100可以根据预期目的而变化，并且不是示出的所有电路都需要或包括在内。
[0161]对于独立的SPDT混合开关或连接到安装在房屋中的级联DPDT和SPDT手动开关的单个反向DPDT混合开关来说，详情和地址设置以及在一起的系统控制器都是绝对不需要的。
[0162]相反，住宅的单个混合开关的此类设置可以经由用于传播开启-关闭命令的非常低成本的开启-关闭远程控制器(未示出)来操作，例如，经由AC火线和经由称为XlO的AC控制信号致动可控线圈6L的衔铁PM，或当衔铁是磁性闩锁类型时经由到线圈的简单短驱动脉冲来操作。
[0163]对于此类简单的操作，线圈6L可通过驱动脉冲来驱动，并致动所述磁衔铁，以反向其闩锁位置，由此反向负载状态从开启到关闭或从关闭到开启。不需要或使用任何其它控制电路。
[0164]混合开关可以安装到电气柜中，而线圈6L可以连接到低电压或AC电源，以利用远程致动极PR致动衔铁PM，因为此类远程致动不需要或使用另外的电路。
[0165]使用电流传感器100或状态传感器100A或两者同时使用的问题涉及到报告如测量的和计算出的耗用电流和/或消耗功率的具体要求和/或需要。使用电流传感器100或状态传感器10A或两者同时使用不仅是技术问题，其还涉及商业和/或未来的合规性问题，诸如要求进行实时功耗报告。
[0166]例如可以使用状态传感器100A代替电流传感器100来实时报告功耗。这是通过使用户能够将负载的规定功耗安装到CPU 101的存储器内来实现的。这样能够报告如存储器内所记录和储存但并不一定是所测得的功耗。
[0167]优选的解决方案是使用提供功耗或耗用的电流值的电流传感器101，即使状态传感器非常适用于单个负载、一组负载和所有负载(诸如住宅的电灯或空调)的控制。
[0168]住宅内用于接通-切断的命令和类似命令以及包括状态和功耗报告的命令响应不必处于快速率。相反，诸如500波特的慢速率是常见的，并且是用于在空气中、在视线内的IR命令的标准。
[0169]对经由POF的光信号应用不同的速率是错误的，并且该低速率对于经由POF的光信号和在空气与可见光中的IR两者都是优选速率。该慢速率不只涉及信号速度性能，经由继电器和机械开关的极的电源切换时间在毫秒内被测量，其中定时适合于500波特的慢速率，并且以较高的速度提供控制命令和响应是少有或没有好处的，尤其是在响应元件和电路没有准备好应答的时候。此外，功耗计算是缓慢的，这在之后会提及。
[0170]如上所述的混合开关-继电器可以操作成接通和切断住宅内的一组电灯或所有电灯或其它一组电器及其它一组电器中的所有电器。这要求通过图13A所示的住宅自动化电网或网络以及图13B所示的自动化信号分配器来执行命令的传播。
[0171]从上述说明中，显然的是，电路和程序的不同组合可以使用并且适用于提供操作模式的许多变型。
[0172]本发明的混合开关-继电器编程为:经由混合开关键70、80、82、90或92并且经由SPDT开关和/或DPDT开关(在级联链中连接至本发明的DPDT混合开关-继电器)的手动开关杆中的任一个或多个，来产生和传播用于接通-切断一组或一群电灯或者一组或一群其它给定负载(包括所有的电灯或其它一组或一群房屋的给定负载)的命令。
[0173]术语“群”在说明书和权利要求中是指任一组电灯或“给定”电器或负载，术语“给定负载”是指任何类型的电器，诸如加热器、空调、风扇、电灯或窗帘和百叶窗等。
[0174]接通或切断一组或所有的住宅的电灯的命令可以使用选自以下信号的任何双向信号从混合开关传播:经由光导(POF)的光信号、直接在空气中或经由在视线内的IR中继器的IR信号、在空气中的RF、经由总线线路及经由具有馈电的总线线路的电信号以及它们的任何组合。
[0175]所引用的美国专利8，269，376公开了如由不同的公知品牌所制造的标准ACSPDT或DPDT开关，其也示出了在级联链中组合的AC开关装置与AC手动SPDT开关到由行进器电线(travelers wires)T1和T2连接的暗线箱中的安放方法。
[0176]所公开的用于开关一组电灯或所有电灯的方法为重复键控或以其他方式反向地致动机械SPDT或DPDT开关，其可以是推动、按压、翘板、点击、拨动、滑动、旋转或任何其它的致动行为，以反向开关状态，所有的这些都适用于本发明的混合开关-继电器及相关的SPDT和/或DPDT开关。
[0177]CPU 101编程为经由状态传感器100A或经由如通过馈送到图14A的CPU 101的I/OC端口的电流传感器100检测到的耗用电流水平上的改变来定时开关状态上的改变。例如，当状态为“关闭状态”且混合开关键致动为接通电灯时，状态或耗用电流上的改变通过CPU101启动了定时程序。该时间程序或定时器致动持续例如一秒或500毫秒的时间，这是用于重复键控的“等待时间”。
[0178]如果在一秒或500毫秒的持续时间内重复键控，这实际上再次反向了状态，然而编程的CPU 1I将线圈6L操作成立即再反向极PR状态，以维持第一反向状态(示例中的电灯的状态)，并且同时如所编程地将命令馈送至家庭自动化电网或网络经由系统控制器或直接经由给定混合开关-继电器的设定键或存储器来接通给定的一组电灯。
[0179]当包括多个集成开关和一组电灯或所有电灯的混合开关全部或部分地连接至同样集成的多个混合开关时，所述CPU将对直接连接至该CPU的那些电灯或其它负载直接进行操作并且经由自动化电网传播命令到其它一组或所有电灯或负载。
[0180]这同样适用于反向处理，其中所述第一开关致动以切断电灯，I秒钟或500毫秒内的下一次致动使状态反向，CPU将操作继电器线圈6L至6L-n以维持关闭状态，并馈送命令以关闭如设置的其它电灯中的一组电灯。
[0181]当检测到第二次致动时，定时器或定时程序通过CPU101重置，以在下I秒钟(例如)内重启计时器，并且如果延长的I秒钟内发生新的状态致动或反向，那么继电器线圈被命令以维持先前的状态，并根据具体情况通过自动化电网或网络馈送命令以接通或切断所有电灯。
[0182]当在定时器程序的任一期间(I秒为例)没有检测到发生致动时，无论是第一定时或延长定时，定时或定时器程序都被重置，并且所述开关操作返回到它的基本操作模式，行进器反向，即接通-切断。
[0183]由于电流传感器100与状态传感器100A两者都感测负载状态，所以通过行进器线路连接到混合开关的级联开关中的任一个上的改变，无论是SPDT机械开关和/或DPDT机械开关，启动定时器程序。致动开关中的任一个将反向行进器线路和负载状态，从而启动CPU101的重复键控定时器程序。
[0184]这清楚地表明，在通过级联链中与混合开关连接的各个单独的标准机械SPDT或DPDT开关操作接通-切断一组或全部电灯或电器。
[0185]混合开关指示器编程为在给定的颜色中照明，以如所编程地指示定时器状态和负载、一组负载和所有负载的开启-关闭状态。
[0186]图14A是用于将耗用电流信号馈送到CPU101的I/O端口的框图。带电AC线路被示出为连接到电路接地，其是上面所述的VCC的负极。
[0187]信号放大器ICl是公知的线性放大器或双放大器1C，其串联连接用于放大从上文称作结构81的耗用电流电阻器R81馈送的耗用电流信号。放大器ICl由也称之为运算放大器(或op.amp)的两个放大器组成，其中每个放大器被设置为例如按高至100倍的系数放大，并且串联的两者可由此提供高至10，000倍的放大系数。由lmA-500mA和10mA至20A耗用产生的信号的线性放大在放大器ICl的线性范围内将是良好的。
[0188]CPU 101包括模拟/数字处理器和模拟-数字及数字-模拟转换器端口、数字端口和模拟端口。CPU 101是通常可用的CPU，诸如包括低成本存储器在内的8位或16位和低功耗处理器。
[0189]放大的电流信号从放大器ICl馈送到端口I/O C，并且基于放大控制状态和与转换成数字的模拟电流信号相关的数据，CHJ被编程为经由I/OA端口调整放大器ICl的放大系数，以如所编程地获得最佳放大，这相当于接收到的信号处于传感器特定范围的中等或最线性范围内。
[0190]负载，例如荧光灯或洗衣机的马达，不是纯欧姆或电阻负载。非欧姆负载引起电压曲线和电流曲线之间的相移，和/或由于高功率数字开关电源和负载的曲线失真。图14B显示了两条正弦曲线、电压曲线180-186和电流曲线190-196，其通过由包括线圈和电容器的负载产生的随机角度的相移。
[0191]电流曲线190-196是经由大的欧姆分压器R6和R5从中性AC端子N馈送到CPU的I/OV的参考电压的曲线，其中R6的值在诸如0.5Mohm-l.0Mohm的范围内，而R5的值为几Kohm，以提供表示电源线电压的最佳参考信号电平，诸如美国电源线是120V/60HZ或欧洲电源线是230V/50HZ。电流曲线190-196是放大的电流信号和耗用电流值的准确参考。
[0192]参考电压曲线的零交叉点180是用于处理功耗读数的时间的起始位置或点。从电流曲线的零交叉点的偏差可以明显看出当前相移。
[0193]所示的零交叉点180是从负到正的交叉点，同时，所示的电流曲线的起始位置时间190邻近负曲线的峰值，或者在超过90°的相移处。
[0194]如图14B所示的处理是五个参考循环181-185和相移的五个电流循环191-195的测量。实时测量的位置或点是图13B中被示出为分布在电压曲线上的十个点，如用于时间电压点的181-1、182-1、183-2、184-3和185-4，而电流曲线上的精确的时间点被示出为192-4、193-5、194-6和195-8。
[0195]处理位置或时间点的结束被示出为186和196。所示的时间间隔是50Hz时20毫秒，和60Hz时16.6毫秒。竖直线路将一个循环分为10个时间点，由此各个时间点之间的间隔等于一个循环的持续时间除以1。
[0196]—个循环(Hz)期间的时间间隔或测量点数目直接涉及到测量的精度，同样适用于一个测量周期中测出的AC循环的数目。这两者都需要作出决定，其中更高的精度需要在一个测定周期内测出更多的AC循环(Hz)并减小时间间隔或增加测量点的数目。
[0197]功耗是基于每个时间点的测量值同时产生的和基于电压参考定时合计出的每个循环的计算的正弦V X A图的乘积。图13B所示的五个循环181 -185是例如每两秒钟重复一次的测量周期的示例。当计算周期被编程为每两秒钟执行一次时，全部五个测量循环将在50Hz时乘以20倍，并且在60Hz时乘以24倍(50: 5/秒X 2秒)或(60: 5/秒X 2秒)。这将表示两秒钟内消耗的功率。
[0198]由上面应该显而易见的是，利用本发明的电流传感器进行功耗计算可以被简化，并通过低成本的二者都可购自许多IC制造商的中央处理单元(CPU)或模拟/数字处理器执行。还应该显而易见的是，本发明的电流传感器可以做成小尺寸以装配到AC混合开关继电器等电气接线装置中并为功耗报告提供准确、实用、低成本的解决方案。
[0199]计算出的功耗值在CPU包含的存储器中存储和更新，用于如所编程地向系统控制器进行报告。计算出的功耗值被转换成预定的编程协议，该协议包括负载或电器的详情与负载和/或混合开关的位置。存储器中存储和更新的数据是编码协议。
[0200]所引用的美国专利8，170，722公开了功耗协议的编码和协议报告的信号结构。命令结构被设计成包括仅五个字节的短命令，包括用于报告功耗、负载详情及其位置的所有所需数据。
[0201]如上所述，功耗的处理是在五个周期上延伸的缓慢测量/读取过程，持续时间是50Hz时100毫秒或0.1秒，和60Hz时83毫秒。在房屋或住宅内使用高速网络进行功耗报告是没有好处的。
[0202]从以上来看，应该显而易见的是，SPDT或DPDT混合开关继电器可以制成适合于安装到标准的暗线箱中的尺寸和形状，并且只由两个带电AC和负载电线连接到负载，加上中性电线以为电路提供电源。
[0203]还很显而易见的是，混合开关可以通过推动、拨动或翘板键或任何其它已知的开关键进行操作，并且，混合开关能够通过连接到行进器电线的级联链中混合开关继电器的一个或多个开关的混合开关键或键的多键控或重复键控，来编程地接通-切断单个负载、一组负载和所有负载。
[0204]图15A和图15B示出了被构造到单个基部50Bn上，并包装到单个外壳40η和50η中的多个混合开关。组合的集成开关继电器中的每个都与单个的集成开关20、30、40或51相同，不同之处在于单个带电AC线路端子L可以被连线，以便为所有的多个负载供电，这是有利的，因为它削减了接线连接和劳动力。
[0205]集成开关中的每个都可以被分配不同的负载或全部被分配相同类型的负载，诸如电灯。各个负载的详情和位置的分配和设定，与上文提及的经由设置开关和/或经由安装或负载此类数据到所述存储器内是相同的。
[0206]图12Α和图12Β中所示的CPU 101可以分别独立地操作每个线圈6L到6L_n、一组所述线圈、所有线圈及其组合。指示器54-1至54-n经由所述CPU被独立地驱动，但所有的或一组指示器根据连接到每个极端子的多个负载中每个负载的状态被单独驱动。这种具有单个封装开关以最少的控制零件和最少接线连接端子的操作多个负载的能力是本发明的另一个明显优势。
[0207]图15A示出被模制成共同基部50Bn的η个开关继电器结构，而上述提及的所有其它元件与单个混合开关连接。所示的η个混合开关外壳50η可以直接连接到η个负载端子。所示的外壳500-1包括用于AC带电501-1和中性(未示出)的2个插入销，包括用于η个负载的η个销505-1至505-η。所示的外壳组件500-1是不带接线端子的插入式，用于插入结构504的插座包含用于带电AC的销插座503-1和用于中性的销插座503-2，用于负载销503-1至503-Ν的η个销插座502-1至502-η。结构504还包括图6Β、图12Α和图12Β所示的控制电路(在图15Α未示出)，以使得整个500-1外壳组件可以插入到插座中，接线则经由示出的AC带电、中性和η个负载端子全部在插座的后侧完成。框架盖50Dn类似于图9Α的提供给η个混合开关组件500-1的框架盖50D。
[0208]图15Β示出了包围在结构40η中的η个翘板开关，其中结构40η与结构30或40相同，但是扩大了，以提供η个开关继电器的集成。
[0209]开关组件40η安装到类似于提供安放组件外壳40η的框架87Β的框架盖87D上。键84D的大小适合η个混合开关，与框架盖89D和键盖82D相同，它们均经调整至适合本发明的多个或多混合开关的大小。
[0210]重要的是还要注意图4Β的结构81可各自用于多个混合开关的每个，和/或常见结构81可以用于所有的单个混合开关，并且常见结构81和多个状态传感器可被结合用于检测每一个连接的η个负载中的状态，而且单个电流在所述存储器中进行计算和记忆。
[0211]还应该明显的是，混合开关可以检测并且报告负载状态、由负载耗用的电流和/或由负载所消耗的功率，并且经由POF(塑料光纤)、在空气中的IR信号、在空气中的RF信号以及经由总线线路或具有馈电的总线线路的电信号，进行双向光信号中的至少一种方式的通
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[0212]当然，应理解的是，前述公开仅仅涉及本发明的优选实施例并且其并不意图覆盖为了实现本发明的目的而在本文选择的本发明的示例的所有改变和修改，且这些修改不构成对本发明范围的偏离。
【主权项】
1.一种用于经由单个或多个混合开关为至少一个电负载供电的方法，所述混合开关集 成经由至少两个接触器连接至衔铁致动的单极和双极中的一个的手动致动的单极和双极 中的至少一个，所述混合开关选自包括以下项的组:包括各自带有双触点的两个接触器的 STOT、包括各自带有双触点的四个接触器的DPDT以及包括各自带有三个反向触点的两个接 触器的反向DPDT;每个所述单个混合开关还包括至少一个电源端子、手动致动键、具有磁性R锁和非闩 锁衔铁中的一个的线圈，用于经由直线和行进器线路中的一个与负载连接的单极端子和双 极端子中的一个，所述方法包括以下所述的步骤:a.将负载经由直线和行进器线路中的一个通过级联SPDT和DPDT手动开关中的至少一 个连接到单极端子和双极端子中的所述一个；b.将电源连接至所述至少一个电源端子；c.将所述混合开关安装到电气暗线箱和电气柜中的一个中；以及d.通过所述手动致动键中的一个供电给所述负载，并且驱动到所述线圈的电源。2.根据权利要求1的所述方法，其中所述SPDT包括用于连接到AC电源的AC带电和中性 端子，以及用于经由带电AC线路直接给所述负载供电的一个极端子，所述DPDT包括用于连 接到AC电源的AC带电和中性端子，以及用于经由AC和中性线给所述负载直接供电的两个极 端子，并且所述反向DPDT包括用于连接到AC电源的AC带电和中性端子，以及经由双行进器 线路和级联SPDT与DPDT手动开关中的至少一个给所述负载供电的两个极端子。3.根据权利要求1的所述方法，其中所述手动致动的极由按键动作致动，所述按键动作 选自包括按下锁定、按下释放、推-推、翘板、拨动、滑动、旋转及其组合的组。4.根据权利要求1的所述方法，其中所述手动致动的极是微型开关和翘板开关中的至 少一个极，并且其中所述微型开关经由按下锁定和按下释放机构的闩锁键支撑的杆所致 动。5.根据权利要求1的所述方法，其中所述混合开关包装为适于安装到标准暗线箱中的 壳体尺寸和形状，所述标准暗线箱使用带有选自包括以下项的组的键的可选装饰盖:不透 光键、透过IR的透明键、指示器透明键、指示器透明窗键、透过IR的窗键、带色调的键及其组合。6.根据权利要求1的所述方法，其中所述混合开关还包括选自包括以下项的组的电路: CPU、存储器、耗用电流传感器、电流信号放大器、状态传感器、带有用于光缆的光通道的至 少一个光收发器、带有天线的RF收发器，带有开放式通道的IR收发器、总线线路驱动器、至 少一个指示器驱动器、至少一个继电器线圈驱动器、至少一个设置选择器及其组合；所述电路的所述功能选自包括以下项的组:响应操作命令、检测电流传感器和负载状 态信号中的一个、计算由所述负载及包括双向信号传播的至少一种方式的组合所消耗的所 述功率，该方式选自包括以下项的组:经由所述光缆中的一个的光学方式、在视线内的IR、 经由所述天线的RF、经由所述总线线路驱动器的电学方式及其组合，用于传递选自包括接 收命令、命令响应、所述负载状态、由所述负载所消耗的功率及其组合的组的数据。7.根据权利要求6的所述方法，其中所述手动和远程致动的极中的一个构造为包括低 欧姆合金，所述低电阻合金用于为所述计算和所述传递馈送关于由所述负载耗用的所述电 流的信号电平。8.根据权利要求6所述的方法，其中两个高欧姆电阻器各自连接到每个所述行进器触 点，共同形成电压分压器，用于将分压器信号馈送至所述处理电路以识别所述负载和所述 带电AC端子之间的所述连续性。9.根据权利要求6所述的方法，其中所述负载的详情和位置是经由所述设置选择器设 置并下载到所述存储器中的所述详情和位置。10.根据权利要求9所述的方法，其中用于反向包括所述手动致动的极的第一键控和所 述至少一个级联SPDT和DPDT开关的键中的一个的所述负载状态的每个键控动作将所述负 载的所述状态反向至从开启到关闭和从关闭到开启中的一种，并启动第一时长定时器，在 启动所述第一时长定时器期间重复键控启动扩展时长定时器和命令以将给定负载群切换 至开启和关闭中的一个，并且在所述扩展时长定时器期间随后的键控启动命令以将给定家 庭自动化的所有所述给定负载切换至开启和关闭中的一个；切换开启和关闭中的一个的每个所述命令经由选自包括以下项的组的所述家庭自动 化的电网和网络中的一个进行传播:光缆、RF、在视线内的IR、总线线路及其组合，所述每个 所述命令包括致动单极和双极的所述一个衔铁的内部控制，以便在所述第一时长定时器和 所述扩展时长定时器期间维持所述第一反向状态，所述方法包括以下所述另外的步骤:e.经由所述设置选择器中的一个设置所述给定负载的详情和位置，并下载到所述存储 器中；f.键控所述手工致动的极与所述一个级联SPDT和DPDT开关的所述键中的一个至第一 反向所述负荷状态；g.在所述第一时长定时器内重复所述键控，用于接通所述给定负载群，以与所述第一 反向负荷状态相对应；h.直接或经由家庭自动化分配器将命令信号传播给在所述家庭自动化电网和网络内 的所述群的混合开关及其它控制继电器；1.在所述扩展时长定时器内重复所述键控，用于接通在所述家庭自动化电网和网络内 的所有给定负载，以与所述第一反向状态相对应;以及j.直接或经由家庭自动化分配器将命令信号传播给在所述家庭自动化电网和网络内 的所述所有所述给定负载的混合开关及其它控制继电器。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个混合开关中的每个包括手动致动的单极 和双极中的所述一个，所述手动致动的单极和双极连接至经由至少两个接触器的衔铁致动 的单极和双极中的一个，所述手动致动键和具有磁性闩锁和非闩锁衔铁中的一个的所述线 圈全部集成并包装为组合式多尺寸基部和壳体，同时所述混合开关的所述致动选自包括所 有一起、分组、单独及其组合的组。12.—种用于经由集成的单个或多个混合开关中的一个为至少一个电负载供电的混合 开关，每个所述单个混合开关包括手动致动的单极和双极，这些极经由至少两个接触器连 接至衔铁致动的单极和双极中的一个，每个所述混合开关选自包括以下项的组:包括各自 带有双触点的两个接触器的SPDT、包括各自带有双触点的四个接触器的DPDT以及包括各自 带有三个反向触点的两个接触器的反向DPDT;用于安装到电气暗线箱和机柜中的一个的所述混合开关还包括:用于电源连接的至少 一个电源端子、手动致动键、具有磁性闩锁和非闩锁衔铁中的一个的线圈、用于通过用于由驱动到所述线圈的电源和由所述手动致动键中的一个给所述负载供电的级联SPDT和DPDT 手动开关中的至少一个，经由直线和经由双行进器线路中的一个与负载连接的单极端子和 双极端子中的一个。13.根据权利要求12所述的混合开关，其中所述SPDT包括用于连接到AC电源的AC带电 和中性端子，以及用于经由带电AC线路直接给所述负载供电的一个极端子，所述DPDT包括 用于连接到AC电源的AC带电和中性端子，以及用于经由AC和中性线给所述负载直接供电的 两个极端子，并且所述反向DPDT包括用于连接到AC电源的AC带电和中性端子，以及经由双 行进器线路和级联SPDT与DPDT手动开关中的至少一个给所述负载供电的两个极端子。14.根据权利要求12所述的混合开关，其中所述手动致动的极由按键动作致动，所述按 键动作选自包括按下锁定、按下释放、推-推、翘板、拨动、滑动、旋转及其组合的组。15.根据权利要求12所述的混合开关，其中所述手动致动的极是微型开关和翘板开关 中的至少一个极，并且其中所述微型开关经由按下锁定和按下释放机构的闩锁键支撑的杆 所致动。16.根据权利要求12所述的混合开关，其中所述混合开关包装为适于安装到标准暗线 箱中的壳体尺寸和形状，所述标准暗线箱使用带有选自包括以下项的组的键的可选装饰 盖:不透光键、透过IR的透明键、指示器透明键、指示器透明窗键、透过IR的窗键和带色调的 键及其组合。17.根据权利要求12所述的混合开关，其中所述混合开关还包括选自包括以下项的组 的电路:CPU、存储器、耗用电流传感器、电流信号放大器、状态传感器、带有用于光缆的光通 道的至少一个光收发器、带有天线的RF收发器，带有开放式通道的IR收发器、总线线路驱动 器、至少一个指示器驱动器、至少一个继电器线圈驱动器、至少一个设置选择器及其组合；所述电路的所述功能选自包括以下项的组:响应操作命令、检测电流传感器和负载状 态信号中的一个、计算由所述负载及包括双向信号传播的至少一种方式的组合所消耗的所 述功率，该方式选自包括以下项的组:经由所述光缆中的一个的光学方式、在视线内的IR、 经由所述天线的RF、经由所述总线线路驱动器的电学方式及其组合，用于传递选自包括接 收命令、命令响应、所述负载状态、由所述负载所消耗的功率及其组合的组的数据。18.根据权利要求17所述的混合开关，其中所述手动和远程致动的极中的一个构造为 包括低欧姆合金，所述低电阻合金用于为所述计算和所述传递馈送关于由所述负载耗用的 所述电流的信号电平。19.根据权利要求17所述的混合开关，其中两个高欧姆电阻器各自连接到每个所述行 进器触点，共同形成电压分压器，用于将分压器信号馈送至所述处理电路以识别所述负载 和所述带电AC端子之间的所述连续性。20.根据权利要求17所述的混合开关，其中所述负载的详情和位置是经由所述设置选 择器设置并下载到所述存储器中的所述详情和位置。21.根据权利要求20所述的混合开关，其中用于反向包括所述手动致动的极的第一键 控和所述至少一个级联SPDT和DPDT开关的键中的一个的所述负载状态的每个键控动作将 所述负载的所述状态反向至从开启到关闭和从关闭到开启中的一种，并启动第一时长定时 器，在所述启动第一时长定时器期间，重复键控传播命令以将给定负载群切换至开启和关 闭中的一个，并且启动扩展时长定时器，在所述启动扩展时长定时器期间，重复键控传播命令以将给定家庭自动化的所有所述给定负载切换至开启和关闭中的一个，经由所述给定家庭自动化的电网或网络中的一个连接的负载群和所有所述给定负载 中的每个给定负载的详情和位置，是经由所述设置选择器设置并下载到所述存储器中的所 述详情和位置；切换所述群和所述所有所述给定负载开启和关闭中的一个的每个所述命令是与所述 负载的所述第一反向状态对应的命令，所述每个所述命令经由选自包括以下项的组的电网 和网络中的所述一个进行传播:光缆、RF、在视线内的IR、总线线路及其组合，并且所述每个 所述命令包括致动单极和双极的所述一个衔铁的内部控制，以便在所述第一时长定时器和 所述扩展时长定时器期间维持所述负载的所述反向状态。22.根据权利要求12所述的混合开关，其中所述至少两个接触器是继电器和开关的接 触结构，所述继电器和开关通过印刷电路板和链接所述继电器与所述开关的其它导电结构 中的一个进行链接。
【文档编号】H01H50/54GK105993058SQ201480066137
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2014年10月1日
【发明人】D.埃尔伯鲍姆
【申请人】埃尔贝克斯视象株式会社