CN101142650B - 带熔断器的可切换配电块 - Google Patents
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Abstract
一种配电块(10)包括壳(20),从所述壳延伸的输入端子(22)和至少一个输出端子(26,60)。至少一个熔断器插口(28)形成在所述壳中,并且被构造为用于熔断器的插入。每个熔断器插口包括在所述熔断器插口内并且被构造为用于与插入的熔断器进行电接触的第一熔断器接触端子(32)和第二熔断器接触端子(34),并且每个第一熔断器接触端子耦合到所述输入端子。所述配电块还包括至少一个继电器(12,104,114),每个所述继电器包括第一继电器-接触体(102,112)和第二继电器接触体(106,116),其中每个第一继电器接触体耦合到所述第二熔断器接触端子(34)中相应的一个,而每个第二继电器接触体耦合到所述输出端子中相应的一个(60)。
Description
技术领域
本发明总地涉及配电块(power distribution block),并且更具体地,涉及带熔断器的(fused)配电块。
背景技术
熔断器被广泛地用作过流保护设备来防止对电路的严重损害。熔断器端子通常形成电源与排布在电路中的电气部件或部件组合之间的电连接。一个或更多个可熔断链路或可熔断元件或熔断元件组件被连接在熔断器端子之间,从而当流经熔断器的电流超过预先确定的限值时,该可熔断元件熔化,并且使通过该熔断器的一个或更多个电路开路,以防止电气部件损坏。
配电块和接线盒有时被用来将多个电路元件(例如熔断器)集中在电气系统中的中央位置。一些已知的熔断器装置(fuse block)是可获得的,所述熔断器装置包括共同形成熔断器板的卡合(snap-together)模块。然而,当要在所述装置中容纳大量熔断器时,这些卡合模块过度地大。这样的模块还涉及昂贵的、劳动力密集的装配。
现有的熔断器装置还通常在所述装置中包括单独连线的电路以用于电力输入。因此,当期望以同一电源为多于一个电路供电时,针对此目的安装跳线(jumper)。然而,跳线的安装是昂贵、劳动力密集且耗时的。此外,增加的电路要求使用较大规格的连线以处理额外的电路负载。因此,在例如汽车系统中以现有熔断器装置来适应额外的负载和辅助电路是困难的。
现有设计的另一问题是在维护过程中不能容易地使电路从电源断开(disconnect)。典型地,不得不移除各个熔断器来将电源从负载电路断开。在一些电系统中,例如在汽车系统中,摆弄(access to)熔断器通常是受限的,并且移除和重新安装熔断器可能是不方便的。
发明内容
在一个方面,提供了一种配电块,所述配电块包括壳,从所述壳延伸的输入端子,和至少一个从所述壳延伸的输出端子。所述配电块还包括至少一个熔断器插口(fuse insertionopening),所述熔断器插口形成在所述壳中,并且被构造为用于熔断器的插入。每个熔断器插口包括在所述熔断器插口内并且被构造为用于与插入的熔断器进行电接触的第一熔断器接触端子和第二熔断器接触端子,每个第一熔断器接触端子耦合到所述输入端子。所述配电块还包括至少一个切换元件(switching element),每个所述切换元件包括第一接触体和第二接触体,其中每个第一接触体耦合到所述第二熔断器接触端子中相应的(respective)一个,而每个第二接触体耦合到所述输出端子中相应的一个。所述至少一个切换元件基本上被包围在所述壳内。
在另一方面,提供了一种配电块,所述配电块包括壳,从所述壳延伸的输入端子,和至少一个从所述壳延伸的熔断器输出端子。所述配电块还包括至少一个熔断器插口,所述熔断器插口形成在所述壳中,并且被构造为用于熔断器的插入。每个熔断器插口包括在所述熔断器插口内并且被构造为用于与插入的熔断器进行电接触的第一熔断器接触端子和第二熔断器接触端子。每个第一熔断器接触端子耦合到所述输入端子,每个第二熔断器接触端子耦合到所述熔断器输出端子中相应的一个。
在另一方面,提供了一种配电块,所述配电块包括壳,输入构件(member),所述输入构件包括从所述壳延伸的输入端子,以及多个熔断器构件,每个所述熔断器构件包括从所述壳延伸的熔断器输出端子。所述配电块还包括多个熔断器,每个所述熔断器包括第一熔断器接触体和第二熔断器接触体。所述壳被构造为用于所述多个熔断器的插入,并且所述输入构件被构造为用于与每个第一熔断器接触体电接触。每个熔断器构件被构造为用于与所述第二熔断器接触体中的一个接触体电接触。
本发明的一方面涉及一种配电块,包括:壳,所述壳形成有多个熔断器插口和多个盖;在所述多个熔断器插口的每一个内的第一熔断器接触端子和第二熔断器接触端子;从所述壳延伸的输入端子,每个所述熔断器插口中的所述第一熔断器接触端子电连接到所述输入端子;被所述多个盖围住的切换元件,所述切换元件包括第一接触体和第二接触体,所述切换元件的所述第一接触体电连接到所述熔断器插口中的所述第二熔断器接触端子中相应的一个;以及从所述壳延伸的输出端子,所述切换元件的所述第二接触体电连接到所述输出端子。
本发明另一方面涉及一种配电块,包括:壳,所述壳具有形成于其中的多个熔断器插口和至少一个熔断器输出接收器;从所述壳延伸的输入端子;以及从所述壳延伸的第一和第二熔断器输出端子;以及每个所述熔断器插口包括第一熔断器接触端子和第二熔断器接触端子,所述第一熔断器接触端子和第二熔断器接触端子的每一个包括片状端子,每个所述第一熔断器接触端子电连接到所述输入端子,并且每个所述第二熔断器接触端子电耦合到所述第一和第二熔断器输出端子中相应的一个。
本发明再一方面涉及一种配电系统,包括:熔断器块,所述熔断器块包括:壳;多个熔断器插口;多个熔断器输出接收器;从所述壳延伸的输入端子;在所述熔断器输出接收器内从所述壳延伸的熔断器输出端子;以及熔断器接触端子对,每个所述熔断器接触端子分别位于所述熔断器插口中;其中每个所述熔断器接触端子对中的一个端子电连接到所述 输入端子,并且每个所述熔断器接触端子对中的另一个端子电连接到所述熔断器输出端子之一;以及多个凹口型熔断器,每个所述凹口型熔断器包括第一熔断器接触体和第二熔断器接触体,所述多个凹口型熔断器可插入到所述熔断器插口中,其中所述第一和第二熔断器接触体接纳所述熔断器接触端子对。
附图说明
图1是示例性的带熔断器的配电块的图示。
图2是图1的带熔断器的配电块的示意图。
图3是图1的带熔断器的配电块的传导构件(conductive member)的图示。
图4是带熔断器的配电块的可替换实施方案的图示。
图5是图示出其中插有继电器(relay)的带熔断器的配电块的另一可替换实施方案的图示。
图6是图示出输出的多个实施方案的多个带熔断器配电块的图示。
具体实施方式
图1是带熔断器的配电块10的图示,所述带熔断器的配电块10可以方便地进行切换,以通过所述块10将电路与例如继电器12连接或断开。如本文中进一步描述的,配电块10提供用于将电力(例如电池电力)切换到车辆电气中心或者作为独立(standalone)电力切换单元的紧凑设备(compact device)和方法。在下面进一步描述的各个实施方案中,配电块10为使用者提供一个或更多个带熔断器的电力输出,以电气方式被供电的单元可以从所述电力输出接收电力。
更具体地,配电块10包括壳20、多个与连接器配合的突起或接收器(receptacle)24,和多个形成在所述壳20上的熔断器插口28,输入端子22从所述壳20延伸,在每个所述连与接器配合的突起或接收器24内具有一个或更多个熔断器输出端子26,每个所述熔断器开口28在其中具有熔断器端子30。壳20由不导电的模制塑料或类似材料形成。熔断器插口28和熔断器端子30被构造为用于插入凹口型熔断器(female fuse)(未示出),从而熔断器的接触体(未示出)与熔断器端子30接合。熔断器端子30包括第一熔断器接触端子32和第二熔断器接触端子34,所述第一熔断器接触端子32电连接到输入端子22,所述第二熔断器接触端子34如下面进一步描述地那样连接到带熔断器的输出端子26之一,或者连接到继电器12之一。熔断器开口模制件(molding)36形成围绕熔断器插口28的周边接收器,并且被构造为与熔断器盖(fuse cover)(未示出)接合。在图示的实施方案中,第一熔断器接触端子32和第二熔断器接触端子34呈这样的构造,所述构造有时被称为片状(blade)端子或者扁形(spade)端子,被容纳在凹口型熔断器中,但是应该意识到在可替换的实施方案中可以采用其他类型的端子以及其他类型的熔断器。
安装构件40形成在壳20中,并且在示出的实施方案中,安装构件40是中空的(hollow),并且包括为安装构件40提供强度(strength)的中空嵌入件(insert)42。安装构件40提供配电块10到例如车辆的防火壁(firewall)或电气系统中其他位置的安装,所述安装操作使用螺丝、螺母和螺柱和/或其他已知紧固件。
如图1中所示,配电块10包括基本上围住相应的继电器12的继电器盖50。每个继电器盖50包括从其延伸的继电器信号接收器52,并且每个继电器接收器在其内具有一个或更多个继电器控制信号端子54。在各个实施方案中,继电器信号接收器52被构造为与包括接触体的配合的连接器(未示出)接合,所述接触体被构造为接合继电器控制信号端子54并且提供用于继电器12控制的信号。可切换的输出端子60从壳20延伸,并且如下面进一步描述的那样电连接到相应的继电器12。在一些实施方案中,输入端子22和可切换的输出端子60为螺栓(threaded stud),所述螺栓提供到使用环形端子等的外部电路的连接。还预期有输入端子22和可切换输出端子60的其他实施方案。
图2是带熔断器的配电块10的示意图,图示结合图1描述的各个部件的电连接。更具体地,输入端子22电连接到每一个熔断器80、82、84、86、88和90,如下面所描述的,所述每个熔断器80、82、84、86、88和90接合熔断器插口28的相应的熔断器端子30(两者均在图1中示出)。出于描述的目的,在本文中熔断器80、82、84、86、88和90被描述为具有第一接触体和第二接触体。熔断器80、82、84、86、88和90的第一接触体经由第一熔断器接触端子32(在图1中示出)共同连接到输入端子22。熔断器80和82的第二接触体经由相应的第二熔断器接触端子34连接到继电器12。更具体地,熔断器80的第二接触体100经由相应的第二熔断器接触端子34电连接到第一继电器104的第一接触体102,而第一继电器104的第二接触体106电连接到可切换的输出端子60之一。熔断器82的第二接触体110经由相应的第二熔断器接触端子34电连接到第二继电器114的第一接触体112,而第二继电器114的第二接触体116电连接到可切换的输出端子60中的另一个。
熔断器84、86、88和90的相应的第二接触体120、122、124和126经由相应的第二 熔断器接触端子34电连接到相应的一个带熔断器的输出端子26。在图2中还图示用于控制继电器12(即第一继电器104和第二继电器114)的继电器控制信号端子54。尽管在图2中示出双继电器和六个熔断器的构造,但是预期有包括更多或更少数量继电器以及更多或更少数量熔断器的可替换实施方案。
图3图示带熔断器的配电块10,其中壳20(在图1中示出)被移除,并且示出配电块10的传导部分。具体来说,输入构件150在输入端子22和电气上公共的第一熔断器接触端子32之间延伸,所述第一熔断器接触端子32形成输入构件150的一部分。第一外部熔断器输出导体152围绕输入构件150在第二熔断器接触端子34之一和带熔断器输出端子26之一之间的部分延伸,所述第二熔断器接触端子34之一和带熔断器输出端子26之一两者形成第一外部熔断器输出导体152的一部分。第二外部熔断器输出导体154也围绕输入构件150与第一外部熔断器输出导体152相对的并且在第二熔断器接触端子34之一和带熔断器输出端子26之一之间的部分延伸,所述第二熔断器接触端子34之一和带熔断器输出端子26之一两者形成第二外部熔断器输出导体154的一部分。如图3中所图示的,第一外部熔断器输出导体152及其相应的第二熔断器接触端子34与带熔断器的输出端子26形成为单个件,第二外部熔断器输出导体154也如此。
槽155和开口156形成在输入构件150中,允许第一内部熔断器输出导体158和第二内部熔断器输出导体160在相应的第二熔断器接触端子34和带熔断器的输出端子26之间延伸。更具体地,对于第一内部熔断器输出导体158和第二内部熔断器输出导体160来说,相应的带熔断器的输出端子26位于开口156内,并且第一内部熔断器输出导体158和第二内部熔断器输出导体160的部分沿槽155延伸。如所图示的,由于第一内部熔断器输出导体158被形成为单个件,第一内部熔断器输出导体158包括其相应的第二熔断器接触端子34和带熔断器的输出端子26。类似地,由于第二内部熔断器输出导体160被形成为单个件,第二内部熔断器输出导体160包括其相应的第二熔断器接触端子34和带熔断器的输出端子26。
如图3中所图示并且如上面所描述的,两个第二熔断器接触端子34分别电连接到继电器104和114。第一继电器接触导体170包括其相应的第二熔断器接触端子34且从所述接触端子34延伸,并且建立与第一继电器104的第一接触体172的电接触。第一继电器接触导体170包括第一平坦表面174,所述平坦表面174具有形成在其中的开孔176,所述开孔176允许中空的嵌入件42穿过而不建立电接触。第一继电器接触导体170的第二平坦表面178沿继电器104的侧边以基本上成直角的方式从第一平坦表面174延伸。第三平坦表面180沿继电器104的表面182的一部分以基本上成直角的方式从第二平坦表面178延伸,以建立与继电器104的第一接触体172的接触。类似方式构造的第二继电器接触导体190包括第一平坦表面192、用于中空嵌入件42的开孔194、第二平坦表面196和第三平坦表面198,所述第三平坦表面198接合继电器114的表面200,并且建立与继电器114的第一接触体202的接触。
为了提供与继电器104的第二接触体210的接触,提供包括可切换输出端子60的输出端子导体212。输出端子导体212包括与接触体配合的部分214和输出端子构件216,所述与接触体配合的部分214沿继电器104的表面182的一部分延伸,可切换输出端子60从所述输出端子构件216延伸。垂直的导体218在与接触体配合的部分214和输出端子构件216之间延伸,并且基本上与所述与接触体配合的部分214和输出端子构件216垂直。类似构造的输出端子导体220提供与继电器114的第二接触体222的接触,并且包括与接触体配合的部分224、输出端子构件216和垂直导体228。与连接器配合的接触体230提供与相应的继电器控制接触体232的接触,并且被进一步被构造为如上面所描述的那样在配合的连接器内与配合的接触体接合。每一个继电器控制信号端子54形成每个与连接器配合的接触体230的一部分。
带熔断器的配电块10(图1-3中示出)是配电块的一个实施方案。预期有包括更多或更少继电器以及更多或更少熔断器的其他实施方案。还预期有仅包括熔断器的实施方案。
例如,图4图示配电块300的实施方案,所述配电块300包括两个熔断器(未示出),但不包括任何继电器。配电块300具有壳302,输出端子304从所述壳302延伸。配电块300提供从输入端子304到两个带熔断器的输出端子306的带熔断器连接。配电块300的结构与配电块10(图1-3中示出)类似,因为输入构件(图4中未示出)从输入端子304延伸到第一熔断器接触体而输出构件(图4中未示出)从第二熔断器接触体(图4中未示出)延伸到带熔断器的输出306。配电块300另外包括熔断器盖308,在图示的实施方案中,所述熔断器盖308接合熔断器开口模制件(未示出),所述熔断器开口模制件围住所述熔断器插口。还图示出已经被插入穿过安装构件312的安装螺钉头部310。
图5是带熔断器的配电块350的另一可替换实施方案的图示,该附图图示出插入在其中的熔断器352。在图5中还示出围绕熔断器插口(例如图1中示出的熔断器开口模制件36)的周边延伸并且向下延伸到壳358的基座(base)356的密封件(sealing member)354,并且所述密封件354可应用到本文中图示和描述的其他实施方案。密封件354被构造为与盖(例如盖308(图4中示出))接合,以便提供非常鲁棒的密封来保护插入在其中的熔断器352。这样的密封为到熔断器352的信号连接提供保护。此外,带熔断器的配电块350包括从壳358的底部362延伸的模制销360,在安装该设备时,所述模制销360为仅具有一个安装构件(例如图4中示出的安装构件312)的实施方案提供防旋转特征。
图6图示配电块的多个实施方案,包括上面描述的配电块10、300和350。配电块400基本上类似于配电块10,除了其可切换输出端子402被构造为与电连接器404接口之外,所述电连接器404具有多个电路接触体406。配电块410也基本上类似于配电块10,除了其包括基本上平的可切换输出端子412以外,所述可切换输出端子412用于继电器输出,具有形成在其中、用于利用已知紧固件进行电路连接的开孔414。平的可切换输出端子412也可以被构造为与在相应的端子412上滑动的连接器接合。配电块10、400和410中的每一个被示出为具有安装在其上的熔断器盖416,所述熔断器盖416被构造为如上面描述的 那样与围绕熔断器插入口的周边延伸的密封件接合。熔断器盖416(以及相关的密封构件)被构造为除其尺寸以外类似于熔断器盖308(也在图4中示出)。具体来说,熔断器盖416被调整尺寸以与熔断器开口模制件36(图1中示出)接合。
配电块350包括两个带熔断器的输出422,其中单个继电器424与一个带熔断器的输出422串联。如将意识到的,本文中描述的配电块的所有实施方案均包括类似于上面所描述的传导构件,例如图3中示出的输入构件、熔断器输出导体、继电器接触导体和输出端子导体。
本文中描述的配电块提供用于切换电源的低成本和紧凑的解决方案。此外,所述配电块降低了对分立地连线到电气系统中的分离的继电器和熔断器块的依赖性。此外,所述配电块制造简单,因为它们包括印刷电路板可安装的继电器和直插式(plug in)熔断器。例如由输入构件150、外部熔断器构件152和154、内部熔断器构件158和160、继电器接触构件170和190以及输出端子接触构件212和220(全部在图3中示出)提供的联接(bussing)是用形成各个构件的简单冲压工艺来实现的,提供了简易的制造。
除了以上以外,本文中描述的配电块还提供耐受恶劣环境的配电面板。在利用传导构件建立本文描述的必要电连接后,整个组件被插入到防水的壳中。更具体地,在一个实施方案中,壳(即壳20和302)为其中的电器件(熔断器,继电器)提供防水的壳,因为所述壳是围绕那些器件嵌入模制(insert mold)而由此保护所述电器件的。
尽管已经依据各个特定实施方案对本发明进行了描述,但是本领域技术人员将认识到,可以以落入权利要求书的精神和范围之内的修改来实施本发明。
Claims (29)
1.一种配电块,包括:
壳,所述壳形成有多个熔断器插口和多个盖;
在所述多个熔断器插口的每一个内的第一熔断器接触端子和第二熔断器接触端子;
从所述壳延伸的输入端子,每个所述熔断器插口中的所述第一熔断器接触端子电连接到所述输入端子;
被所述多个盖围住的切换元件,所述切换元件包括第一接触体和第二接触体,所述切换元件的所述第一接触体电连接到所述熔断器插口中的所述第二熔断器接触端子中相应的一个;以及
从所述壳延伸的输出端子,所述切换元件的所述第二接触体电连接到所述输出端子;
所述配电块还包括:
密封件,所述密封件被构造为围绕所述熔断器插口的周边延伸并且向下延伸到所述壳的基座;以及
被构造为接合所述密封件的熔断器盖。
2.根据权利要求1的配电块,其中所述切换元件包括至少一个继电器。
3.根据权利要求1的配电块,还包括至少一个从所述壳延伸的熔断器输出端子,其中部分所述第二熔断器接触端子直接耦合到所述熔断器输出端子中相应的一个。
4.根据权利要求3的配电块,还包括与所述熔断器插口分离的输出接收器,并且所述熔断器输出端子位于所述输出接收器中。
5.根据权利要求1的配电块,其中所述输入端子和所述输出端子之一为螺栓。
6.根据权利要求1的配电块,其中所述第一和第二熔断器接触端子被构造来接合凹口型熔断器。
7.根据权利要求1的配电块,其中所述壳被构造为还包括安装突起和防旋转销中的至少一种,所述防旋转销被构造为从所述壳的底部延伸。
8.根据权利要求2的配电块,其中所述壳还包括至少一个形成在所述壳中的继电器信号接收器,所述配电块还包括至少一个位于所述继电器信号接收器内的继电器控制信号端子。
9.根据权利要求8的配电块,其中所述至少一个继电器信号接收器被构造为接合相应的配合的连接器。
10.根据权利要求1的配电块,其中所述壳由模制塑料材料形成。
11.根据权利要求1的配电块,其中所述壳是注模模制的,所述切换元件被包含在所述壳内。
12.根据权利要求1的配电块,还包括多个输出端子,每个所述输出端子分别连接到所述切换元件的第二接触体。
13.根据权利要求2的配电块,其中所述壳还包括继电器信号接收器。
14.根据权利要求2的配电块,其中所述壳还包括继电器信号接收器,所述继电器信号接收器和所述熔断器插口的每一个从所述壳之上是可触及的。
15.根据权利要求1的配电块,其中所述壳还包括输出接收器,所述输出接收器和所述熔断器插口的每一个从所述壳之上是可触及的。
16.根据权利要求1的配电块,其中所述壳还包括输出接收器。
17.根据权利要求1的配电块,其中所述第一熔断器接触端子和第二熔断器接触端子中的每一个包括片状端子。
18.根据权利要求1的配电块,其中所述壳还包括至少一个输出接收器,所述配电块还包括位于所述至少一个输出接收器中的熔断器输出端子,所述熔断器输出端子包括片状端子。
19.根据权利要求1的配电块,其中每个所述熔断器插口被构造为单独地接纳凹口型熔断器。
20.一种配电块,包括:
壳,所述壳具有形成于其中的多个熔断器插口和至少一个熔断器输出接收器;
从所述壳延伸的输入端子;以及
在所述至少一个熔断器输出接收器内从所述壳延伸的第一和第二熔断器输出端子;以及
每个所述熔断器插口包括第一熔断器接触端子和第二熔断器接触端子,所述第一熔断器接触端子和第二熔断器接触端子的每一个包括片状端子,每个所述第一熔断器接触端子电连接到所述输入端子,并且每个所述第二熔断器接触端子电耦合到所述第一和第二熔断器输出端子中相应的一个;
所述配电块还包括:
密封件,所述密封件被构造为围绕所述熔断器插口的周边延伸并且向下延伸到所述壳的基座;以及
被构造为接合所述密封件的熔断器盖。
21.根据权利要求20的配电块,其中所述壳由模制塑料材料形成。
22.根据权利要求20的配电块,其中所述第一和第二熔断器输出端子包括在所述至少一个熔断器输出接收器内的片状端子。
23.根据权利要求20的配电块,其中所述熔断器插口被构造来单独地接纳凹口型熔断器。
24.根据权利要求20的配电块,其中所述至少一个熔断器输出接收器和所述熔断器插口的每一个是从所述壳之上可触及的。
25.一种配电系统,包括:
熔断器块,所述熔断器块包括:
壳;
多个熔断器插口;
多个熔断器输出接收器;
从所述壳延伸的输入端子;
在所述熔断器输出接收器内从所述壳延伸的熔断器输出端子;以及
熔断器接触端子对,每个所述熔断器接触端子分别位于所述熔断器插口中;其中每个所述熔断器接触端子对中的一个端子电连接到所述输入端子,并且每个所述熔断器接触端子对中的另一个端子电连接到所述熔断器输出端子之一;以及
多个凹口型熔断器,每个所述凹口型熔断器包括第一熔断器接触体和第二熔断器接触体,所述多个凹口型熔断器可插入到所述熔断器插口中,其中所述第一和第二熔断器接触体接纳所述熔断器接触端子对;
所述配电系统还包括:
密封件,所述密封件被构造为围绕所述熔断器插口的周边延伸并且向下延伸到所述壳的基座;以及
被构造为接合所述密封件的熔断器盖。
26.根据权利要求25的配电系统,其中所述输入端子、所述熔断器输出端子和所述熔断器接触端子被模制在所述壳内。
27.根据权利要求25的配电系统,还包括:
输出端子;以及
至少一个继电器,所述继电器包括第一继电器接触体、第二继电器接触体和至少一个继电器控制信号端子;
其中所述熔断器接触端子中的至少一个电连接到所述第一和第二继电器接触体之一。
28.根据权利要求27的配电系统,其中所述壳是围绕所述至少一个继电器注模模制的,由此将所述至少一个继电器包围在所述壳内。
29.根据权利要求27的配电系统,其中所述配电块还包括至少一个继电器信号接收器以及位于所述继电器信号接收器内的至少一个继电器控制信号端子。
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