专利名称：用于减小泄漏电流的阻挡机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子设备，更具体而言涉及用于减小泄漏电流的阻挡机构。
背景技术：
许多电子设备包括将取自壁装电源插座的高压交流电(AC)转换为低压直流电(DC)的电源。这样的设备可以包括信息装备(ITE)，例如计算机、打印机、扫描仪等等，以及音频-视频(AV)设备，例如电视，立体声装备，家庭影院装备等等。由于这类电子设备电源的典型特征，泄漏电流可能会从与高压AC相连的电源的一次侧流向提供低压DC的电源的二次侧。
如果电子设备的泄漏电流足够的高，那么触到该电子设备的底盘或机壳的用户就能感觉到该电流。这种用户可感觉的接触电流能够使用户感觉到刺痛感，能够使用户触电，或者能够具有更坏的有害影响。因此，大部分电子设备被设计成使最大的泄漏电流量小于用户可感觉到的电流量。此外，一些电子设备能够被设计成连接至由排放泄漏电流的、壁装电原插座提供的电气接地。这些设备被称为I类设备，与之相反的II类设备没有被设计成连接至由壁装电原插座提供的电气地。
电子设备一般是相互连接的。例如，打印机和扫描仪能够被连接至计算机，而CD机和数字多功能盘(DVD)播放机通常被连接至接收机。然而，泄漏电流可以在共用一个公共地的几个相连电子设备之间在性质上是累加的。尽管单个设备的泄漏电流都可能足够小还不会使用户感觉到电流，但是如果这种泄漏电流与其它设备的泄漏电流相组合就可能会导致用户可感觉到的电流，导致不希望的后果。
发明内容
本发明的一个实施方案的电子设备包括一个或多个连线的互连点和阻挡机构。一个或者多个连线的互连点用于与其它电子设备相互连。阻挡机构被设置在一个或多个连线的互连点，用于减小所述其它电子设备通过所述一个或者多个连线的互连点传送的泄漏电流。
本发明的另一个实施方案的电子设备包括一发出泄漏电流的电源；一个或多个连线的互连点，用于与其它电子设备相互连；和一被设置在所述一个或多个连线的互连点的阻挡机构，用于减小通过所述一个或多个连线的互连点传送至所述其它电子设备的泄漏电流。
这里所参考的附图构成说本明书的一部分。在不另外明确指出的情况下，图中所示的特征意思仅在于对本发明的一些实施例的说明，而并非是本发明的所有实施例的说明，并且没有另外包含有相反方面的含义。
图1A，1B和1C是描述在互连的电子设备之间泄漏电流的累加性质的不同情况的图，本发明的至少一些实施例结合这些图可以被利用。
图2说明了本发明一个实施例的实例情况的图，其中泄漏电流阻挡机构用于阻止用户可感觉到的电流。
图3是根据本发明一个实施例的电子设备，其具有内部泄漏电流阻挡机构的图。
图4是根据本发明一个实施例的外部泄漏电流阻挡机构的图。
图5是根据本发明一个实施例的具有集成的泄漏电流阻挡机构的电缆组件的图。
图6是根据本发明一个实施例的方法流程图。
图7是根据本发明一个实施例的低频泄漏电流的频率分布曲线图。
图8是根据本发明一个实施例的泄漏电流阻挡机构的传递函数的曲线图。
具体实施例方式
在以下本发明的示范实施例的详细描述中，参照了构成本发明的一部分的附图，其中是通过能实施的本发明的具体示范实施例进行描述的。这些实施例被充分详细描述到足以使本领域的技术人员能够实现本发明。此外，也能够采用其它的实施例，并且在不背离本发明的精神和范围下的情况下，可以作出逻辑的，机械的以及其它改变。因此，以下的细节描述并不是限定性的，本发明的范围仅由所附的权利要求来加以限定。
概述图1A，1B，1C分别示出了在互连的电子设备102，104，和106之间泄漏电流累加性质的三种情况100，130和160，本发明的至少一些实施例结合这些情况可以加以利用。在图1A的情况100中，电子设备102，104和106都是II类设备，也就是说它们都不和大地122相连接。此外，设备102与电子设备104和106相连，使得设备102，104，106共用一公共地平面，并且用户114正接触着设备106。电子设备102具有值为X的泄漏电流，由附图标记108所指示，设备104具有泄漏电流Y，由附图标记110所指示，设备106具有泄漏电流Z，由附图标记112所指示。泄漏电流X，Y和Z均分别足够低，还不会使用户感觉到接触电流。
因为电子设备102，104和106都不连到大地122上，因此到大地122的最小电阻通路是通过用户114的。由此，泄漏电流Y从设备104流向102，如箭头116所示，在这里它与泄漏电流X相结合。作为结果的泄漏电流X+Y从设备102流向106，如箭头118所示，在这里它与泄漏电流Z相结合。最终的泄漏电流X+Y+Z从用户114流向接地122，如箭头120所示。尽管泄漏电流X，Y和Z均足够低还不会使用户114感觉到接触电流，但是组合的泄漏电流X+Y+Z却确实会导致用户可感觉到的接触电流，以致于伤害用户114。
在图1B的情况130中，电子设备102现在是I类设备，其连接到大地122上，而电子设备104和106仍然是II类设备。电子设备102又与电子设备104和106相互连，使得电子设备102，104和106共用一公共地平面，并且用户114又正接触着设备106。现在到大地122的最小电阻通路通过电子设备102，而不通过用户114。因此，由附图标记110表示的电子设备104的泄漏电流Y流向设备102，如箭头116所示，以及附图标记112表示的电子设备106的泄漏电流Z也流向设备102，如箭头132所示。在设备102处，泄漏电流Y和Z与设备102的泄漏电流X相结合，如附图标记108所示。所组合的泄漏电流X+Y+Z流向大地122，如箭头136所示，这样不引起用户可感觉的接触电流。
在图1C的情况160中，电子设备102依然是I类设备，但设备102没有被正确地与地122相连接，就导致了断开的接地电路，或是故障138。因此，电子设备102实际上变成一II类设备，导致情况160反映了图1A中的情况100而不是图1B中的情况130。也就是说，由附图标记110表示的泄漏电流Y从电子设备104流向设备102，如箭头116表示，这里它与泄漏电流X相结合，由附图标记108表示。组合的泄漏电流X+Y从电子设备102流向电子设备106，如箭头118表示，这里它与泄漏电流Z相结合，由附图标记112表示。组合的泄漏电流X+Y+Z通过用户114流向接地122，如箭头120所示，导致用户可感觉的接触电流。
图2示出了一个根据本发明实施例的实例情况200，在其中泄漏电流阻挡机构202和204用来减小或阻挡由相互连接的电子设备102，104和106的组合的泄漏电流所产生的泄漏电流。电子设备102又与电子设备104和106相连接，所述电子设备102，104和106共用一公共地平面，并且用户114仍然接触设备106。设备102，104和106可以是I类设备也可以是II类设备，但是在图2中特别描述的是，II类设备或是I类设备都没有完全接地，使得它们具有故障。由此到大地122的最小电阻通路是通过用户114的。
泄漏电流阻挡机构202位于外部，并且被插在电子设备102和104之间。相比之下，泄漏电流阻挡机构204位于电子设备106的内部。并且被插在设备106与设备102相互连接的地方。阻挡机构202减小或阻挡从设备104流向设备102的泄漏电流Y，如附图标记110所示，而阻挡机构204用于减小或阻挡从设备102流向设备106的泄漏电流X，如附图标记108所示。因此，如箭头122所示从用户114流向大地122的泄漏电流主要由用附图标记112所示的泄漏电流Z组成。然而，泄漏电流Z是足够小的，还不足以导致用户可感觉的接触电流。
值得注意的是，即使在情况200中不提供外部阻挡机构202，用户可感觉的接触电流也不会经过用户114而流向大地122。在这种情况下的泄漏电流Y会从电子设备104流向电子设备102，在这里它将与泄漏电流X相结合。然而，组合的泄漏电流X+Y依然被位于电子设备106的内部阻挡机构204减小或阻挡。这意味着通过用户114流向大地122的泄漏电流依然主要会由泄漏电流Z组成。
同样值得注意的是，如果在情况200中不提供外部阻挡机构204，那么来自设备104的用户可感觉的接触电流仍可以不经过用户114而流向大地122。在这种情况下的泄漏电流Y还会被外部阻挡机构202减小或阻挡，以防止从电子设备104流向电子设备102。然而，泄漏电流X会从设备102流向电子设备106，这里它将与泄漏电流Z相结合。经过用户114流向大地122的泄漏电流因此就会是泄漏电流X+Z。如果该泄漏电流足够的大，则会导致产生用户可感觉的接触电流。
电子设备、泄漏电流阻挡设备以及电缆组件图3显示了一根据本发明实施例的具有内部泄漏电流阻挡机构306的电子设备300。电子设备300可以是一个信息技术装备(ITE)，例如计算机、打印机、扫描仪等等，以及音频-视频(AV)设备，例如电视，一个立体声装备，一个家庭影院装备等等，或其它类型的电子设备。除内部泄漏电流阻挡机构306之外，电子设备300具有一电源302，一连线的互连点304，以及一内部电路308。电子设备300可以具有补充或是替换图3所描述的元件，正如本领域的普通技术人员所能理解的那样。
电源302具有一次侧312和二次侧310。电源302的用途是接收如箭头314所示的高压交流电(AC)，以及将高压交流电(AC)转换为低压直流电(DC)以给内部电流308供电，如箭头316所示。由此一次侧312与高压AC相耦合，而二次侧310与低压DC相耦合。然而，泄漏电流能够从一次侧312逃逸至二次侧310，以及至内部电路308。也就是说，电源302能够发出可能传送至内部电路308的泄漏电流。
内部电路308执行电子设备300的实际功能。例如，如果电子设备300是一连接在计算机上的打印机，那么内部电路308就可以依照从计算机所接收的信号控制一电子设备300的打印机构。另一例子，如果电子设备是一连接至接收器的紧凑盘(CD)播放器，那么内部电路308就可以控制电子设备300的光盘机构以对插入到播放器中的CD上的信息进行解码并且将信号上的信息传送到接收器。
内部电路308通过内部泄漏电流阻挡机构306与连线的互连点304可操作地相耦合。如箭头318所示，连线的互连点304是电子设备300与其它电子设备相连接的点，这样设备300就能够与这些其它设备相连通。连线的互连点304可以是一插座，一插头，一电缆等等，以及被连线，在此它是在电子设备300和其它电子设备之间的物理连接，而不是一无线连接。互连点304允许电子设备300向其它电子设备发送信号以及从其它电子设备接收信号。这种被交换的信号可以是模拟信号和/或数字信号。图3中只描述了一个连线的互连点304。然而，在电子设备300中可以有不止一个连线的互连点。
内部泄漏电流阻挡机构306减小或阻挡从电子设备300内例如由电源302在内部发出的泄漏电流通过连线的互连点304传送到其他电子设备的传送。同样，泄漏电流阻挡机构306减小或阻挡在其它电子设备内产生的泄漏电流通过连线的互连点304传送到电子设备300的传送。因此，阻挡机构306减小或阻挡在电子设备300中发出的泄漏电流，并因此减小因来自其它电子设备的泄漏电流而导致的泄漏电流的累加影响，以及减小或阻挡由其它设备发出的外部泄漏电流和设备300的泄漏电流之间的累加影响。阻挡机构306是内部的，原因在于它位于电子设备300的内部，而不是被放置在外部的机构。
由内部电流阻挡机构306减小或阻挡的泄漏电流可以是低频电流，但是试图通过连线的互连点304的信号可以是更高频的信号。因此，阻挡机构306把更高频的信号传递通过互连点304，同时减小了低频电流。更特别的，象下一节详细描述中所描述的那样，泄漏电流具有一特别的频率分布，使得阻挡机构306具有与该低频分布相匹配的传递函数，以减小或阻挡泄漏电流通过机构306。阻挡机构306可以是一无源机构，由电容器、电阻器、电感器和其它电元件组成，其运行不使用外部电源，或者可以是一有源机构，由至少一些使用外部电源运行的电元件构成。
图4显示了一根据本发明实施例的外部泄漏电源阻挡机构400。与图3所示的泄漏电源阻挡机构306不同，其位于电子设备300的内部，图4所示的外部泄漏电源阻挡机构400与一电子设备外部相连接。阻挡机构400包括连接点402和404，互连406，以及一泄漏电流阻挡机构408。
连接点402可接受的是一个到第一电子设备-如箭头410所示的物理的、连线的连接点，而连接点404可接受的是一个到第二电子设备-如箭头412所示的物理的、连线的连接点。因此，阻挡机构400被插入在第一电子设备和第二电子设备之间的连接线中。连接点402接收自第一电子设备的、前往第二电子设备的连线的连接，而连接点404接收自第二电子设备的、前往第一电子设备的连线的连接。互连406将连接点402与连接点404相连，使得与连接点402相耦合的第一电子设备同与连接点404相耦合的第二电子设备相耦合。
泄漏电流阻挡机构408与互连406联结。阻挡机构408与图3中的阻挡机构306相似或相同。阻挡机构408减小或阻挡在连线的连接上传送的泄漏电流从位于连接点402上的第一电子设备传送到位于连接点404上的第二电子设备的连线的连接的传送。同样的，阻挡机构408减小或阻挡在连线的连接上传送的泄漏电流从位于连接点404上的第二电子设备传送到位于连接点402上的第一电子设备的连线的连接传送。由此，阻挡机构408防止从第一电子设备在连线的连接上传送的泄漏电流，以免引起位于第二电子设备内的用户可感觉到的接触电流，反之亦然。
图5显示了一根据本发明实施例的具有内部泄漏电流阻挡机构514的电缆组件。阻挡机构514与图3中阻挡机构306和图4中阻挡机构408相似或相同。电缆组件500也包括一机壳502，在其中设置电源线508，数据线510和接地线512。电缆组件500中止于连接末端504和506，所述每一个连接末端可连接到一电子设备。由此，电缆组件500被用来将一第一电子设备和一第二电子设备相联接，以及提供通过阻挡机构514来减小或阻挡泄漏电流的功能。正如本领域的普通技术人员所知的，机壳502内的线路的类型数可以不同于图5所示。
在图5中泄漏电流阻挡机构514专门与接地线512相联结，但是能可选择地与电源线508和/或数据线510相连接以补充或是替换接地线512。阻挡机构514减小或阻挡在连接末端504、506两者之间或两者之一的方向上通过接地线512的泄漏电流的传送。这里阻挡机构514与线路508和/或510相连接，它也减小或阻挡泄漏电流通过线路508和/或线路510的传送。因此，在这连接末端504和第一电子设备连接并且连接末端506和第二电子设备506连接，机构514减小或阻挡从第一设备到第二设备的泄漏电流的传送，和/或反之亦然。
图6示出了根据本发明实施例的一方法600。方法600可以通过图3所示的阻挡机构306、图4所示的阻挡机构408、和\或图5所示的阻挡机构514，或其它类型的一阻挡机构来执行。接收具有一低频泄漏电流分量部分和一更高频的电子设备之间的通信部分(602)的信号。信号可以是在始发电子设备内部被接收的并且用于传送到一预定电子设备，如图3的实施例所示。可替换的，信号可以是从始发电子设备外部被接收的以及用于传送到一预定电子设备的，如图4和5的实施例所示。
该信号的低频泄漏电流分量部分被减小或阻挡(604)。真正的减小能以有源的方式实现，在该方式中供电的电气元件主动地削弱泄漏电流，或以一种无源的方式实现，在该方式中不供电的电气元件被动地削弱泄漏电流。除了带有减小的低频泄漏电流分量部分还带有更高频电气设备之间的信息部分的信号被通过，以传送至预定的电子设备(606)，这还可能包括把信号传送到预定的电子设备的实际传送。
泄漏电流以及阻挡机构的特性图7显示了一根据本发明实施例的泄漏电流的频率分布706的图700。频率分布706被绘制成以y轴704为电流对应x轴702为频率。在点708处，频率分布706在60赫兹频率处具有最大电流值。此相应于本质上是交流电(AC)的泄漏电流，与之相反，例如，相应于被典型地用在给电子设备的内部电路供电的直流电(DC)，以及用于电子设备之间通信的更高频的信号。
图8示出了根据本发明实施例的用于阻挡如图7中频率分布706的泄漏电流阻挡机构的传递函数806的图形800。该阻挡机构可以是图3所示的阻挡机构306，图4所示的阻挡机构408，和/或图5所示的阻挡机构514，以及其它类型的阻挡机构。传递函数806被绘制成X轴802为频率相对于y轴804为增益。传递函数806是频率分布706的镜象，使得它减小具有频率分布706的泄漏电流。因此，在点808，传递函数806在频率60赫兹处具有一最大的负增益。这意味着在该频率处的泄漏电流相对最小，而其它频率被允许通过。
结论值得注意的是，尽管在这里图解和描述了特殊的实施例，但对于本领域普通技术人员来说，任何计划达到相同效果的配置来代替所示的特殊实施例都是可以理解的。该申请可以覆盖本发明公开的实施例的任何变化或变形。因此，显然本发明仅是由权利要求及其等效物来限定的。
权利要求
1.一种电子设备(300)，包括一个或多个连线的互连点(304)，用于与其它电子设备相互连；以及被设置在所述一个或多个连线的互连点的阻挡机构(306)，用于减小所述其它电子设备通过一个或多个连线的互连点传送来的泄漏电流。
2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于还包括一发出内部泄漏电流的电源(302)，所述阻挡机构进一步减小内部泄漏电流，以防止通过所述一个或多个连线的互连点传送到其它电子设备。
3.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于所述泄漏电流是一低频电流，并且所述的一个或多个连线的互连点允许把更高频的信号发送到所述其他电子设备并允许从所述其他电子设备接收更高频的信号，从而使得所述阻挡机构把更高频的信号传送通过所述一个或多个连线的互连点，而同时又减小了低频电流。
4.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于所述泄漏电流具有一频率分布，并且所述阻挡机构具有与泄漏电流的频率分布相匹配的一传递函数。
5.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于所述一个或多个连线的互连点使所述电子设备能与所述其它电子设备相连通。
6.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于所述一个或多个连线的互连点使所述电子设备能够把信号发送到所述其他电子设备并且使所述电子设备能够从所述其他电子设备接收信号。
7.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于所述一个或多个连线的互连点供与所述其他电子设备交换模拟信号和数字信号中的至少一个信号之用。
8.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于所述阻挡机构阻止所述其它电子设备通过一个或多个连线的互连点传送的泄漏电流，以免累加地影响在所述电子设备的、由所述电子设备发出的内部泄漏电流。
9.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于所述阻挡机构阻止所述电子设备发出的内部泄漏电流，以免累加地影响在所述其它电子设备的泄漏电流。
10.一种电子设备(300)，包括一发出泄漏电流的电源(302)；一个或多个连线的互连点(304)，用于与其它电子设备相互连；一被设置在所述一个或多个连线的互连点的阻挡机构(306)，用于减小通过所述一个或多个连线的互连点传送至所述其它电子设备的泄漏电流。
全文摘要
本发明的一个实施方案公开了一种电子设备(300)，它包括一个或多个连线的互连点(302)和阻挡机构(304)。一个或多个连线的互连点用于与其它电子设备相互连。阻挡机构被放置在一个或多个连线的互连点，用于减小所述其它电子设备通过所述一个或多个连线的互连点传送的泄漏电流。
文档编号H02M1/00GK1533007SQ200410038768
公开日2004年9月29日 申请日期2004年3月5日 优先权日2003年3月6日
发明者I·范德维格, I 范德维格 申请人:惠普开发有限公司