供电插口使用的电安全电路的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明大体涉及电安全插座(socket)，并且更具体地针对将防止有害电流流向触摸电连接设备的热引线或者任何其它暴露或激活的热电引线的人的电安全插座。
[0002]当电连接设备的插头插入到壁式插座中时，电连接设备变得可操作。例如，对于加热设备而言，加热设备的线圈具有运行通过它们以产生热的电流。
[0003 ]然而，有时发生人与电连接设备的热引线接触。这可以例如通过以下而发生:触摸加热设备的线圈、触摸破损灯泡的暴露接触件(contact)、通过磨损电线触摸热引线等等。在这样的情况下，高电流可能导致对人的伤害。
【发明内容】
[0004]因而，本发明的目的是提供一种克服上述问题的电安全插座。
[0005]本发明的另一目的是提供一种电安全插座，其在连接到电设备时准许高操作电流的流动，但是其在人触摸电连接设备的热引线时防止这样的高操作电流的流动。
[0006]依照本发明的一方面，提供了一种供具有凹形(female)电接插件(connector)的电插口(receptacle)使用的电安全电路。电安全电路包括:具有第一接插件状态和第二接插件状态的接插件，在所述第一接插件状态中，来自干线的功率通过所述接插件供应到插口的凹形电接插件，在所述第二接插件状态中，防止来自干线的功率通过所述接插件供应到插口的凹形电接插件；以及用于在第一和第二接插件状态之间控制接插件的控制电路。电安全电路还包括:启用设备，其用于在电连接设备的插头被插入到插口的凹形电接插件中、电连接设备被接通并且不存在人与供应到电连接设备的功率的电接触时，将启用信号供应给控制电路以将接插件控制为第一接插件状态；以及禁用设备，其用于在电连接设备的插头被插入到插口的凹形电接插件中并且存在人与供应到电连接设备的功率的电接触时，将禁用信号供应给控制电路以将接插件控制为第二接插件状态。
[0007]优选地，接插件包括具有在第一接插件状态中关闭(close)并且在第二接插件状态中打开(open)的两个接触件的继电器(relay)，并且其中第一接触件与来自干线的功率电连接，并且第二接触件与凹形电接插件电连接。
[0008]控制电路包括可在以下之间操作的电路元件:响应于来自启用设备的启用信号而由电路元件将控制信号供应给接插件以提供接插件处于第一接插件状态中的第一控制状态、以及响应于来自禁用设备的禁用信号而防止将控制信号供应到接插件以提供接插件处于第二接插件状态中的第二控制状态。优选地，电路元件包括在第一控制状态中将控制信号供应给接插件的半导体器件。更具体地，半导体器件包括具有基极和发射极-集电极路径(path)的晶体管，其中基极被供应有用以接通晶体管并且通过其发射极-集电极路径将控制信号供应给接插件的来自启用设备的启用信号、或者用以关断晶体管并且防止信号通过发射极-集电极路径到达接插件的来自禁用设备的禁用信号。
[0009]启用设备包括:初始电路，其响应于电连接设备的插头被插入到插口的凹形电接插件中而接通以输出初始信号，并且在来自干线的功率一旦通过接插件供应到插口的凹形电接插件时关断；以及中间启用电路，其响应于来自初始电路的初始信号而将启用信号供应给控制电路的电路元件以控制电路元件处于第一控制状态中。
[0010]初始电路包括:用于输出初始信号的信号供应元件；以及致动元件，其具有与通过接插件到干线的正电流连接的第一侧和当电连接设备的插头初始插入到插口的凹形电接插件中时与中性点(neutral)连接的第二侧，以便致动信号供应元件输出初始信号。信号供应元件是具有基极和发射极-集电极路径以用于输出初始信号的红外晶体管，并且致动元件包括红外灯，其将红外信号供应给红外晶体管的基极来接通红外晶体管以便通过其发射极-集电极路径输出初始信号。当接插件移动到第一接插件状态时，致动元件的第二侧被供应有通过接插件到干线的正电流，以便关断致动元件。
[0011]启用设备还包括维持电路，其在初始电路关断时响应于接插件处于第一接插件状态中而向中间启用电路供应信号以控制中间启用电路将电路元件维持在第一控制状态中。
[0012]禁用设备包括:禁用电路元件，用于将禁用信号供应给控制电路使得控制电路可操作在第二控制状态中，其防止将控制信号供应给接插件以提供接插件处于第二接插件状态中；供应信号以接通禁用电路元件的中间禁用电路；以及初始禁用电路，其在电连接设备的插头被插入到插口的凹形电接插件中并且存在人与供应到电连接设备的功率的电接触时，产生初始禁用信号来控制中间禁用电路供应信号以接通禁用电路元件。
[0013]禁用电路元件包括晶体管，所述晶体管具有被供应有来自中间禁用电路的信号的基极、以及发射极-集电极路径，其将中性点作为禁用信号供应给控制电路以将接插件控制为第二接插件状态。
[0014]初始禁用电路包括变压器的绕组，功率通过其从干线供应到插口的凹形电接插件，并且其在存在人与供应到电连接设备的功率的电接触时产生初始禁用信号，这导致从干线供应到插口的凹形电接插件的功率的不平衡。
[0015]还存在与禁用设备连接以用于去激活禁用设备的重置开关。
[0016]本发明的以上及其它目的、特征和优点将根据其结合附图阅读的以下【具体实施方式】变得容易明显。
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明的供电AC安全插座使用的安全电路的灯泡/IR晶体管组件的电路布线图；以及
图2是根据本发明的整个安全电路的详细电路布线图。
【具体实施方式】
[0018]参照附图并且初始参照其图1，将首先讨论用于本发明的基础。
[0019]如本文示出的，根据本发明的电AC电安全插座10被提供用于将电连接设备可移除地连接到电源。安全插座10包括具有适于接收电连接设备的三个尖插头的凹形电接插件
14、16和18的插口 12。尽管插口 12被示出为适于接收三个尖插头的输出口，但是本领域普通技术人员将认识到，可以使用任何输出口或者产生并展现与插口 12类似的电特性的任何设备或机构。在一个实施例中，灯泡/IR晶体管组件21(在下文更详细地讨论)可以在不使用插口 12的情况下产生并且也可以插入或者用作其它设备(未示出)的部分。返回到插口 12的描述，凹形电接插件14包括从电源向负载(诸如电连接设备)运送带电(I i Ve )或热电流的带电或热接触件H。凹形电接插件16包括使电流返回到电源的中性接触件N。凹形电接插件18包括用于连接到地20的第三接触件，以针对电连接设备的绝缘故障进行保护。
[0020]如上文讨论的，关于已知插座的问题在于，例如通过破损灯泡、磨损电线、加热器的加热线圈等触摸电连接设备的热接触件的人将被置于与可能对于人是危险的大电流接触。
[0021]依照本发明，安全插座10在连接到电连接设备时准许高操作电流的流动，但是在人触摸电连接设备的热接触件时防止这样的高电流的供应。
[0022]具体地，形成本发明的启用设备的初始电路的灯泡/IR晶体管组件21包括四个灯22、24、26和28，其每一个可以通过插口 12的盖罩可见，尽管它们不必如此。优选地，灯22和24是氖灯泡，灯26是在电路需要重置时发出黄色或琥珀色的LED灯，并且灯28是红外灯。氖灯22具有通过电阻器30直接连接到热接触件H的一个端子，并且氖灯24具有通过电阻器32直接连接到热接触件H的一个端子。氖灯22和24永远看不到，而是仅被提供用于完成电路。以