CN109980603A - 具有功率监控和控制的便携式发电机 - Google Patents

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Abstract

一种具有功率监控和控制的便携式发电机。便携式发电机可包括由发动机提供动力并且被配置为产生交流发电机输出的交流发电机,通过第一开关联接到所述交流发电机输出的第一输出插座,以及通过第二开关联接到所述交流发电机输出的第二输出插座。便携式发电机还可包括被配置为检测所述第一输出插座的至少一个输出参数的传感器单元。便携式发电机的电子处理器可被配置为接收指示所述第一输出插座的至少一个输出参数的测定量的第一传感器信号,并且确定所述测定量超过预定阈值。处理器还可被配置为响应于确定所述测定量超过所述预定阈值,禁用第一个输出插座。

Description

具有功率监控和控制的便携式发电机
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年12月20日提交的美国临时申请号62/603,318的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
本发明一般涉及一种便携式发电机,更具体地,涉及用于便携式发电机的控制模块和控制面板。
发明内容
在一个独立的实施例中,便携式发电机一般可包括由发动机提供动力并且被配置为产生交流发电机输出的交流发电机,通过第一开关联接到交流发电机输出的第一输出插座,以及通过第二开关联接到交流发电机输出的第二输出插座。便携式发电机还可包括被配置为检测第一输出插座的至少一个输出参数的传感器单元,以及联接到传感器单元和第一开关的电子处理器。处理器可被配置为:从传感器单元接收指示第一输出插座的至少一个输出参数的测定量的第一传感器信号,并且确定测定量超过预定阈值。处理器还可被配置为响应于确定测定量超过预定阈值,禁用第一个输出插座(例如,控制第一开关断开)。
在一些构造中,处理器还可被配置成在便携式发电机的显示单元上显示第一输出插座的至少一个输出参数的测定量。在一些构造中,传感器单元检测第一输出插座的输出电流、输出电压、输出频率和输出功率中的至少一个。
在一些构造中,处理器还可被配置成经由联接到处理器的收发器将指示第一开关的状态的数据信号提供给外部电子设备,该状态指示第一开关是断开还是闭合。在一些构造中,处理器还可被配置成经由收发器接收来自外部电子设备的、指示处理器闭合第一开关的控制信号(外部电子设备响应于用户输入发送控制信号),并且响应于从外部电子设备接收到控制信号而控制第一开关闭合。
在一些构造中,处理器还可被配置成经由收发器接收来自所述外部电子设备的、指示处理器断开第一开关的控制信号(外部电子设备响应于用户输入发送控制信号),并且响应于从外部电子设备接收到控制信号而控制第一开关断开。在一些构造中,处理器还可被配置成经由收发器向外部电子设备提供指示第一输出插座的至少一个输出参数的测定量的第二数据信号,外部电子设备显示将测定量显示在显示单元上。在一些构造中,处理器还配置成在第一开关断开时保持第二开关闭合。
在一些构造中,处理器还可被配置成经由收发器接收来自外部电子设备的控制信号,该控制信号指示处理器将第一输出插座持续保持接通第一预定时间段并响应于从外部电子设备接收控制信号而启动计时器。处理器还可被配置成基于计时器确定第一预定时间段是否已经过去,并且响应于确定第一预定时间段已经过去而关闭第一输出插座。
在一些构造中,发电机还可以包括模式选择器开关,该模式选择器开关可在对应于正常功率输出模式的第一位置和对应于高功率输出模式的第二位置之间移动。处理器还可被配置成确定模式选择器开关处于第一位置,并且响应于确定模式选择器开关处于第一位置来启用正常功率输出并禁用高功率输出。处理器还可被配置成确定模式选择器开关处于第二位置,并且响应于确定模式选择器开关处于第二位置来启用高功率输出并禁用正常功率输出。在一些构造中,正常功率输出对应于20A的120V功率输出,而高功率输出对应于30A的240V功率输出。
在一些构造中,模式选择器开关包括单个位置按钮开关,其可被按下以在正常功率输出模式和高功率输出模式之间切换。处理器还可被配置成确定发电机处于第一操作状态并确定模式选择器开关被按下。处理器还可被配置成响应于确定模式选择器开关被按下而将发电机切换到第二操作状态。第一操作模式和第二操作模式可以是正常功率输出模式和高功率输出模式中的一个或另一个。
在一些构造中,处理器可被配置成从传感器单元接收指示发电机的至少一个输出参数的测定量的传感器信号,并确定测定量超过预定阈值。处理器还可被配置成响应于确定测定量超过预定阈值而控制发动机停止工作。
在一些构造中,处理器还可被配置成经由收发器接收来自外部电子设备的控制信号,该控制信号指示处理器在预定时间段之后停止发动机(外部电子设备响应于用户输入发送控制信号),并响应于从外部电子设备接收控制信号而启动计时器。处理器还可被配置成基于计时器确定是否已经过预定时间段并且响应于确定第一预定时间段已经过去而控制发动机停止。在一些构造中,处理器控制发动机停止开关闭合以停止发动机。
在一些构造中,处理器还可被配置成经由收发器接收来自外部电子设备的控制信号,该控制信号指示处理器立即停止发动机或者在预定时间段之后停止发动机(外部电子设备响应用户输入发送控制信号)。处理器还可被配置成响应于从外部电子设备接收控制信号而控制发动机停止。在一些构造中,处理器控制发动机停止开关闭合以停止发动机。
在一些构造中,处理器还可被配置成在存储器中存储过载表,该过载表提供多个参数阈值和多个时间段之间的映射,并且从传感器单元接收第一传感器信号,该第一传感器信号指示第一输出插座的至少一个输出参数的测定量。处理器还可被配置成确定测定量是否等于或超过来自多个参数阈值的第一参数阈值,并且响应于确定测定量等于或超过第一参数阈值,以对应于第一参数阈值的第一时间段启动计时器。处理器还可被配置成确定第一时间段是否已经过去并且响应于确定第一时间段已经过去而控制第一开关断开。
在另一个独立实施例中,电源适配器可被配置成连接到墙壁插座或发电机插座并从墙壁插座或发电机插座接收输入电力。适配器一般可包括通过第一开关联接到电源输入的第一输出插座,以及通过第二开关联接到电源输入的第二输出插座。电源适配器还可包括:传感器单元,被配置成检测第一输出插座的至少一个输出参数和第二输出插座的至少一个输出参数;以及电子处理器,其联接到传感器单元、第一开关,以及第二开关。处理器可被配置成从传感器单元接收指示第一输出插座的至少一个输出参数的测定量的第一传感器信号并且确定测定量超过预定阈值。处理器还可被配置成响应于确定测定量超过预定阈值而禁用第一输出插座(例如,控制第一开关断开)。
在另一个独立实施例中,操作发电机的方法通常可包括从传感器单元接收指示第一输出插座的至少一个输出参数的测定量的第一传感器信号,并且确定测定量超过预定阈值。该方法还可包括响应于确定测定量超过预定阈值,使用处理器禁用第一输出插座(例如,通过控制第一开关断开)。
在一些构造中,该方法还包括在便携式发电机的显示单元上显示第一输出插座的至少一个输出参数的测定量。在一些构造中,该方法还包括使用处理器经由收发器将指示第一开关的状态的数据信号提供给外部电子设备,该状态指示第一开关是断开还是闭合。
在一些构造中,该方法还包括在处理器处经由收发器接收来自外部电子设备的、指示处理器闭合第一开关的控制信号(外部电子设备响应于用户输入发送控制信号),并响应于从外部电子设备接收控制信号而使用处理器控制第一开关闭合。在一些构造中,该方法还包括在处理器处经由收发器接收来自外部电子设备的、指示处理器断开第一开关的控制信号(外部电子设备响应于用户输入发送控制信号),并响应于从外部电子设备接收控制信号而使用处理器控制第一开关断开。
在一些构造中,该方法还包括经由收发器将指示第一输出插座的至少一个输出参数的测定量的第二数据信号提供给外部电子设备,其中外部电子设备在显示单元上显示测定量。在一些构造中,当第一开关断开时,第二开关保持闭合。
在一些构造中,该方法还可以包括在处理器处经由收发器接收来自外部电子设备的控制信号,该控制信号指示处理器将第一输出插座持续保持接通第一预定时间段,并且响应于从外部电子设备接收控制信号,使用处理器启动计时器。该方法还可以包括:确定第一预定时间段是否已经过去,以及响应于确定第一预定时间段已经过去来关闭第一输出插座。
在一些构造中,该方法可以进一步包括使用处理器确定模式选择器开关处于第一位置,并且响应于确定模式选择器开关处于第一位置,使用处理器启用正常功率输出并禁用高功率输出。该方法还可以包括使用处理器确定模式选择器开关处于第二位置,并且响应于确定模式选择器开关处于第二位置,使用处理器启用高功率输出并禁用正常功率输出。在一些构造中,正常功率输出对应于20A的120V功率输出,而高功率输出对应于30A的240V功率输出。
在一些构造中,该方法可以进一步包括使用处理器确定发电机处于第一操作模式并且使用处理器确定模式选择器开关被按下。该方法还可以包括响应于确定模式选择器开关被按下而将发电机切换到第二操作模式。第一操作模式和第二操作模式可以是正常功率输出模式和高功率输出模式中的一个或另一个。
在一些构造中,该方法还可以包括在处理器处从传感器单元接收指示发电机的至少一个输出参数的测定量的传感器信号,并使用处理器确定测定量超过预定阈值。该方法还可以包括:响应于确定测定量超过预定阈值而使用处理器控制发动机停止。
在一些构造中,该方法还可以包括在处理器处经由收发器接收来自外部电子设备的控制信号,该控制信号指示处理器立即停止发动机或者在预定时间段之后停止发动机(外部电子设备响应于用户输入发送控制信号),并且响应于从外部电子设备接收控制信号,使用处理器启动计时器。该方法还可以包括:使用处理器,基于计时器确定预定时间段是否已经过去,并且响应于确定第一预定时间段已经过去而使用处理器控制发动机停止。在一些构造中,处理器可以控制发动机停止开关闭合以停止发动机。
在一些构造中,该方法还可以包括在处理器处经由收发器接收来自外部电子设备的控制信号,该控制信号指示处理器立即停止发动机(外部电子设备响应于用户输入发送控制信号)。该方法还可以包括:响应于从外部电子设备接收控制信号而使用处理器控制发动机停止。在一些构造中,处理器可以控制发动机停止开关闭合以停止发动机。
在一些构造中,该方法还包括在存储器中存储过载表,该过载表提供多个参数阈值和多个时间段之间的映射,并且在处理器处从传感器单元接收第一传感器信号,该第一传感器信号指示第一输出插座的至少一个输出参数的测定量。该方法还包括使用处理器从多个参数阈值确定测定量是否等于或超过第一参数阈值,并且响应于确定测定量等于或超过第一参数阈值,使用处理器以对应于第一参数阈值的第一时间段启动计时器。该方法还包括确定第一时间段是否已经过去,并且响应于确定第一时间段已经过去,使用处理器控制第一开关断开。
在又一个独立实施例中,操作发电机的方法可以包括在电子处理器处从传感器单元接收多个传感器信号,该多个传感器信号指示多个输出插座的至少一个输出参数的多个测定量,并使用处理器确定对应于多个输出插座的第一子集的多个测定量的第一子集超过预定阈值。该方法还可以包括使用处理器确定对应于多个输出插座的第二子集的多个测定量的第二子集不超过预定阈值。该方法可以进一步包括使用处理器禁用输出插座的第一子集(例如,通过控制与多个输出插座的第一子集对应的多个开关的第一子集断开),同时保持输出插座的第二子集的操作(例如,通过保持多个开关的第二子集对应于多个输出插座的第二子集闭合)。
在另一个独立实施例中,操作电源适配器的方法一般可包括在电子处理器处从传感器单元接收指示第一输出插座的至少一个输出参数的测定量的第一传感器信号,并且使用处理器确定测定量超过预定阈值。该方法还可以包括响应于确定测定量超过预定阈值,使用处理器禁用第一输出插座(例如,通过控制第一开关断开)。
通过考虑详细描述和附图,本发明的其他独立方面将变得显而易见。
附图说明
图1是便携式发电机的透视图。
图2是图1的发电机的框图。
图3是图1的发电机的发电机头的框图。
图4是图1的发电机的发动机点火块的框图。
图5是图1的发电机的控制模块的框图。
图6是图1的发电机的控制面板的框图。
图7是示出操作图1的发电机的方法的流程图。
图8是示出操作图1的发电机的方法的流程图。
图9是示出操作图1的发电机的方法的流程图。
图10是示出操作图1的发电机的方法的流程图。
图11是示出操作图1的发电机的方法的流程图。
图12是示出操作图1的发电机的方法的流程图。
图13是示出操作图1的发电机的方法的流程图。
图14是示出操作图1的发电机的方法的流程图。
图15是电源适配器的控制模块的框图。
具体实施方式
在详细解释本发明的任何独立实施例之前,应理解,本发明的应用不限于以下描述中阐述的或在以下附图中示出的构造细节和部件布置。本发明能够具有其他独立的实施例,并且能够以各种方式实践或实施。而且,应该理解,这里使用的措辞和术语是为了描述的目的,不应该被认为是限制性的。
本文使用的“包括”和“具有”及其变体的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及其他项目。这里使用的“由…组成”及其变体的使用意味着仅包括其后列出的项目及其等同物。除非另有说明或限制,否则术语“安装”、“连接”、“支持”和“联接”及其变型广泛使用并包括直接和间接的安装、连接、支撑和联接。
此外,这里描述的由一个组件执行的功能可以由分布式方式的多个组件执行。同样,由多个组件执行的功能可以由单个组件合并和执行。类似地,被描述为执行特定功能的组件也可以执行本文未描述的附加功能。例如,以某种方式“配置”的设备或结构至少以这种方式配置,但也可以未列出的方式配置。
此外,本文描述的一些实施例可以包括一个或多个电子处理器,其被配置成通过执行存储在非暂时性计算机可读介质中的指令来执行所描述的功能。类似地,本文描述的实施例可以实现为存储可由一个或多个电子处理器执行以执行所描述的功能的指令的非暂时性计算机可读介质。如在本申请中所使用的,“非暂时性计算机可读介质”包括所有计算机可读介质,但不包括暂时的传播信号。因此,非暂时性计算机可读介质可包括例如硬盘、CD-ROM、光学存储设备、磁存储设备、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、寄存器存储器、处理器高速缓存或其任何组合。
所描述的许多模块和逻辑结构能够以由微处理器或类似设备执行的软件实现,或者能够使用各种组件以硬件实现,包括例如专用集成电路(“ASIC”)。诸如“控制器”和“模块”之类的术语可以包括或指代硬件和/或软件。大写术语符合常规实践并有助于将描述与编码示例、等式和/或附图相关联。但是,仅因为使用大写并不暗示或不应推断为具有特别含义。因此,权利要求不应限于特定示例或术语或任何特定硬件或软件的实现或软件或硬件的组合。
示出并描述了用于便携式发电机的控制模块的各种布置。控制模块被配置成监控发电机和各个输出插座/电路的输出参数(电压、电流、频率、功率等),并基于输出参数独立地控制到每个输出插座的电流供应。在一些构造中,控制模块被配置成与电子设备通信以向电子设备提供输出参数。电子设备还可以用于独立地控制输出插座。
参考图1,便携式发电机100包括框架110,框架110具有折叠手柄120,其可绕铰链130枢转以向前和向下折叠以与发电机100的顶侧相接。发电机100还包括燃料箱140、发动机150和交流发电机160。发动机150例如是利用存储在燃料箱140中的燃料进行操作的内燃机。在其他实施例中,可以使用其他类型的发动机或发电机来代替发动机150。
在一些构造(未示出)中,两个或更多个轮子固定到框架110的底部以用于运输发电机100。发电机100还可包括发动机点火块295(参见图2)以启动和停止发动机150。
如图2所示,所示的发电机100包括多个开关210、发电机输出模块220、传感器单元230、电子处理器240、收发器250和输入/输出接口260。发动机150转动交流发电机160的转子,其在交流发电机160的定子中产生交流电(AC)。交流电作为交流发电机输出270输出到发电机输出模块220。
图3示出了包括交流发电机160的发电机头300。交流发电机160包括由发动机150转动的转子310。转子310可以是永磁转子或电磁转子,其可操作以在由自动电压调节器320提供的滑环中产生电场。交流发电机160的定子提供被调节的交流发电机输出270,其保持恒定的输出电压。
交流发电机输出270通过线路1、线路2、中性线和地线提供。发电机头300提供两个线路电压,以便有效地向多个输出插座提供输出电压(参见图6;例如,图示的三个插座510、520、530)。输出AC电流流过线路1和线路2,并通过中性线返回到交流发电机160。当发电机100提供240V输出时,输出AC电流流过线路1并通过线路2返回到交流发电机160。
返回图2,多个开关210联接在交流发电机160和发电机输出模块220之间,并选择性地将交流发电机输出270提供给发电机输出模块220。发电机输出模块220包括多个输出插座510、520、530。每个输出插座510、520、530通过开关210的至少一个开关联接到交流发电机输出270。开关210可以使用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、双极结型晶体管(BJT)、继电器等来实现。开关210被控制以由处理器240断开和闭合。当将输出插座(例如510)连接到交流发电机输出270的开关210闭合时,开关210允许电流从交流发电机160流到输出插座(例如,插座510)。当开关210断开时,开关210防止电流在交流发电机160和输出插座(例如,插座510)之间流动。
来自传感器单元230的引线联接到交流发电机输出270的线路和中性线。传感器单元230检测并测量交流发电机输出270的一个或多个参数以及输出插座510、520、530的输出。例如,参数可以包括交流发电机160或输出插座510、520、530中的电压、电流、频率等中的至少一个。在一些实施例中,诸如功率输出等的其他参数可以基于测得的电压和电流而被确定。传感器单元230将传感器信号280输出到处理器240。传感器信号280指示至少一个参数的测定量。
在一些实施例中,处理器240被实现为具有单独存储器的微处理器。在其他实施例中,处理器240可以实现为微控制器(在同一芯片上具有存储器)。在其他实施例中,可以使用多个处理器来实现处理器240。另外,处理器240可以部分或全部实现为例如现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等,并且可能不需要存储器或可以相应地修改存储器。
收发器250实现发电机100和电子设备290(即,外部电子设备)之间的有线或无线通信。在一些实施例中,收发器250是包括单独的发送和接收组件(例如发送器和接收器)的收发器单元。电子设备290例如是智能电话、平板电脑、膝上型电脑、台式电脑等。发电机100和电子设备290可以通过例如蓝牙网络、Wi-Fi TM网络、ZigBee TM网络等进行通信。在一些实施例中,收发器250还可以直接联接到输入/输出接口260,以使得收发器250可以由输入/输出接口260直接控制。
输入/输出接口260可以包括一个或多个输入机制(例如,触摸板、小键盘、按钮、旋钮等),一个或多个输出机制(例如,显示器、扬声器等),或其组合,或组合的输入和输出机制(例如,触摸屏)。具体地,输入/输出接口260可以包括显示单元450(参见图6)以向用户显示信息。
在所示的示例中,发电机100还包括发动机点火块295。发动机点火块295控制发动机150启动和停止。发动机点火块295可以由处理器240控制。参考图4,发动机点火块295包括火花塞330和点火线圈340。可以在发电机100的壳体上设置按钮(未示出),其控制发动机点火停止开关350以停止发动机150。当用户按下按钮以闭合发动机点火停止开关350时,发动机点火停止开关350将点火线圈340接地,这切断了火花和到发动机150的燃料供应。在一些实施例中,按钮断开点火电路以关闭发动机150。
如图5所示,所示控制模块400包括多个开关210(即开关405、410、415、420、425、430)、多个电流互感器(即电流互感器435、440、445、450、455、460)、电压传感器465和处理器240。多个开关210包括总共六个开关,其中三个用于线路1而另外三个用于线路2。
线路1通过第一电流互感器435连接到第一开关405,并分成两个线路1输出。线路1通过第二电流互感器440和第二开关410提供给第一输出插座510(见图6),并通过第三电流互感器445和第三开关415提供给第二输出插座520。
类似地,线路2通过第四电流互感器450连接到第四开关420并且分成两个线路2输出。线路2通过第五电流互感器455和第五开关425提供给第二输出插座520(见图6),并通过第六电流互感器460和第六开关430提供给第三输出插座530。
如上所述,开关405-430可以使用MOSFET、BJT、继电器等来实现,并且由处理器240控制以断开或闭合。在一些实施例中,第一开关405和第四开关420可以使用单个开关(例如,双掷开关)实现。
电压传感器465联接到线路1、线路2和中性线,以检测和测量每条线路上的交流发电机输出270的输出电压。电流互感器435-460检测并测量交流发电机输出270的每条线路上的输出电流。电压传感器465和电流互感器435-460一起形成发电机100的传感器单元230。指示测定量的电流和电压的传感器信号470被提供给处理器240。尽管在图5中仅示出了电压传感器465和电流互感器435-460,但是可以使用电压传感器465和电流互感器435-460的输出中的一个或组合来检测和测量输出插座的功率输出和频率。基于所接收的传感器信号470,处理器240使用控制信号475控制开关405-430。
在一些实施例中,控制模块400还包括发动机停止开关480,其通过线485联接在发动机点火块295和地之间。发动机停止开关480可以使用MOSFET、BJT、继电器等来实现,并且被处理器240控制以断开或闭合。在所示的示例中,发动机停止开关480是常开开关。当闭合时,发动机停止开关480将发动机点火块295(特别是点火线圈340)接地。
所示的控制模块400还包括模式选择器开关490,其可在对应于正常功率输出模式的第一状态和对应于高功率输出模式的第二状态之间操作(例如,切换或置于)。例如,模式选择器开关490可以实现为可在相应的第一位置和第二位置之间移动的旋钮。处理器240联接到模式选择器开关490并且被配置成确定模式选择器开关490的状态。模式选择器开关490允许用户在仅120V正常功率输出操作模式和仅240V高功率输出操作模式之间进行选择。在一些实施例中,模式选择器开关490还可以允许用户选择组合模式,其中发电机100提供120V和240V输出。
在一些实施例中,模式选择器开关490被实现为单位置按钮开关,其可被按下以在正常功率输出操作模式和高功率输出操作模式之间切换。处理器240确定按钮被按下并响应于确定按钮被按下而切换发电机100的操作模式。
所示控制模块400与控制面板的过载重置和指示器框495通信。过载重置和指示器框495包括过载指示器和重置按钮,如下面详细讨论的。
如图6所示,所示控制面板500包括多个输出插座(例如,第一输出插座510、第二输出插座520、第三输出插座530)和显示单元540。在图示的构造中,第一输出插座510和第三输出插座530是“120”伏-“20”安培的接地故障断路器(GFCI)插座,而第二输出插座520是“120/240”伏-“30”安培NEMAL14-30插座。在其他构造(未示出)中,也可以使用其他类型的插座。
如上所述,第一输出插座510通过开关405和410接收线路1。第三输出插座530通过开关420和425接收线路2。第二输出插座520通过开关405和415接收线路1并且通过开关420和430接收线路2,以用于双重操作。输出插座510-530还从交流发电机160接收中性线和地线。
显示单元540可以是例如液晶显示器(LCD)、发光二极管显示器(LED)等。显示单元540通过通用异步接收器-发送器(UART)、本地互连网络(LIN)、控制器局域网(CAN)连接等联接到处理器240。显示单元540将由处理器240提供的信息显示给发电机100的用户。
如上所述,控制面板500还可以包括过载重置和指示器框495,其具有过载指示器和重置按钮。过载指示器指示输出插座510-530的过载状态。例如,过载指示器可以包括LED指示器,其设置在每个输出插座510-530附近,以指示相应输出插座的状态。类似地,可以在每个输出插座510-530附近提供重置按钮,以重置相应的输出插座510-530。
图7是示出由处理器240执行的操作发电机100的示例方法600的流程图。在所示的示例中,方法600包括在处理器240处从传感器单元230接收指示第一输出插座510的至少一个输出参数的测定量的第一传感器信号(框610)。如上所述,传感器单元230可以测量每个输出插座510-530的输出电流、输出电压、频率、输出功率等。传感器单元230将指示输出参数的测定量的传感器信号280提供给处理器240。
方法600还包括使用处理器240确定测定量是否超过预定阈值(框620)。预定阈值可以是出厂设置阈值或用户设置阈值。处理器240可以实现比较器以将测定量与预定阈值进行比较。这样,处理器240基于从传感器单元230接收的传感器信号280确定发电机100上是否存在故障状况(例如,过电压、过电流、低电压、低频等)。
用户可以例如在发电机100的控制面板500上或在电子设备290上设置预定阈值。例如,用户可以利用应用程式(例如,智能手机应用程式)设置预定阈值。然后,电子设备290经由收发器250向处理器240提供预定阈值。
方法600还包括使用处理器240控制第一开关(即,开关410)响应于确定测定量超过预定阈值而断开(框630)。当开关410断开时,第一输出插座510的电源被移除,从而有效地从发电机100移除故障状况。处理器240可以断开第一开关(即,开关410),同时仍保持其他开关(即,开关405和415-430)闭合,使得其他输出插座520、530仍然向连接到它们的设备提供电力。
如上所述,处理器240可以类似地控制所有开关405-430。因此,处理器240可以通过单独控制到每个输出插座510-530的电源来保护发电机100免于故障状况。
在一些实施例中,输出参数的测定量可以显示在显示单元450或电子设备290的显示器上。处理器240可以控制显示单元450以显示每个输出插座510-530的输出参数的测定量。例如,处理器240在发电机100的显示单元450上显示第一输出插座510的至少一个输出参数的测定量。显示单元450还可以被控制以显示每个开关405-430和/或每个输出插座510-530的状态。附加地或替代地,如上所述,LED指示器可以由处理器240控制,以指示相应的输出插座510-530的状态。例如,当第一输出插座510的参数超过预定阈值(即,第一输出插座510过载)时,处理器240可以控制对应于第一输出插座510的LED指示器以发出光以向用户指示第一输出插座510过载。
处理器240还可以经由收发器250向电子设备290提供指示每个开关405-430的状态的数据信号。电子设备290显示每个开关405-430的状态和/或每个输出插座510-530的状态。状态可以指示开关405-430是断开还是闭合和/或输出插座510-530是否连接到交流发电机输出270。此外,处理器240还可以经由收发器250向电子设备290提供指示输出插座510-530的输出参数的测定量的数据信号。电子设备290在电子设备290的显示单元上显示测定量。
电子设备290还可用于控制输出到输出插座510-530的功率。方法600可选地包括通过电子设备290或重置按钮重置发电机100。也就是说,当第一开关被控制以闭合时,方法600包括使用处理器确定是否接收到重置信号(框640)。可以从电子设备290或重置按钮接收重置信号。方法600还包括响应于接收到重置信号,利用处理器240控制第一开关闭合(框650)。
例如,处理器240可以经由收发器250接收指示处理器240从电子设备290闭合第一开关(即,开关410)的控制信号。电子设备290响应于在电子设备290处接收的用户输入发送控制信号。处理器240可以响应于接收来自电子设备290的控制信号而控制第一开关(即,开关410)闭合。
附加地或替代地,重置按钮可用于重置输出到输出插座510-530的功率。例如,当第一开关(即,开关410)断开以切断到输出插座510的电源时,用户可以致动对应于第一输出插座510的重置按钮以重置第一输出插座510。当启动对应于第一输出插座510的重置按钮时,重置按钮向处理器240发信号以重置第一输出插座510。响应于从对应于第一输出插座510的重置按钮接收重置信号,处理器240闭合第一开关(即,开关410)。
类似地,处理器240可以经由收发器250接收指示处理器240从电子设备290断开第一开关(即,开关410)的控制信号。处理器240响应于接收来自电子设备290的控制信号而控制第一开关(即,开关410)断开。
因此,当发电机100由于故障状况而移除到输出插座510-530的输出功率时,用户无需前往发电机100来重置输出插座510-530。反而,除了单独控制输出插座510-530之外,用户还可以使用电子设备290来重置输出插座510-530。当未接收到重置信号时,方法600包括保持第一开关断开。在响应于接收到重置信号而闭合第一开关之后,方法600返回到框610以监控传感器信号。
在一些实施例中,还可以使用控制模块400来实现接地故障电流中断器系统。处理器240可以连续地监控流过线路1、线路2和中性线的电流。当流过线路1、线路2和中性线的电流之间存在不匹配时,处理器240可以断开输出插座510-530。处理器240可以通过断开开关405、420来断开输出插座510-530,其中在一些实施例中,开关405、420可以使用单个开关来实现,如上所述。
图8是示出由处理器240执行的操作发电机100的示例方法700的流程图。在所示的示例中,方法700包括在处理器240处从传感器单元230接收多个传感器信号280,该信号指示多个输出插座510-530中的至少一个输出参数的多个测定量(框710)。传感器单元230将每个输出插座510-530的至少一个参数的测定量提供给处理器240。处理器240可以连续地接收传感器信号280或者可以特定间隔(例如,每1毫秒)接收传感器信号280。在接收到传感器信号280之后,处理器240将测定量与预定阈值进行比较。
方法700还包括使用处理器240确定对应于多个输出插座(例如,输出插座510、520)的第一子集的多个测定量的第一子集超过预定阈值(框720)。测定量可能因为各种原因而超过预定阈值。例如,连接到输出插座510-530的电动工具或其他电子设备可以汲取过量电流,导致输出插座510-530的测量电流超过预定阈值。
在一些实施例中,处理器240可以针对不同的输出插座510-530使用不同的阈值。例如,“20A”第一输出插座510的电流阈值可以是25A,而“30A”第二输出插座520的电流阈值可以是35A。
方法700还包括使用处理器240确定对应于多个输出插座的第二子集(例如,第三输出插座530)的多个测定量的第二子集不超过预定阈值(框730)。因此,处理器240连续监控输出插座510-530以确定哪个输出插座510-530具有故障状况(例如,过电压、过电流、低电压、低频等)。
方法700还包括响应于确定多个测定量的第一子集超过预定阈值而禁用多个第一插座(例如,输出插座510、520)(框740)。为此,该方法包括使用处理器240控制对应于多个输出插座的第一子集(例如,输出插座510、520)的多个开关210的第一子集断开。响应于确定多个测定量的第一子集超过预定阈值,处理器240断开多个开关的第一子集(例如,开关410、415、425)。因此,处理器240禁用多个输出插座的第一子集(例如,输出插座510、520)。
由于对应于多个输出插座的第二子集(例如,第三输出插座530)的多个测定量的第二子集不超过预定阈值,因此处理器240保持与多个输出插座的第二子集(例如,第三输出插座530)对应的多个开关(例如,开关430)的第二子集闭合。因此,仍然使能多个输出插座的第二子集(例如,第三输出插座530)。
图9是示出由处理器240执行的操作发电机100的示例方法800的流程图。方法800允许对输出插座510-530进行定时控制。在所示的示例中,方法800包括在处理器240处经由收发器250接收来自外部电子设备290的控制信号,该控制信号指示处理器240将第一输出插座510保持接通持续第一预定时间段(框810)。因此,外部电子设备290可以用于输出插座510-530的定时控制。
在一个示例中,外部电子设备290可以用于控制第一输出插座510接通持续第一预定时间段(例如,2小时)并且在第一预定时间段之后关闭。用户可以使用外部设备290的用户接口来选择要控制的输出插座510-530以及输出插座510-530应该接通/关闭的时间量。然后,电子设备290将控制信号发送到发电机100,指示要控制的输出插座510-530和所选输出插座应该接通/关闭的第一预定时间段。处理器240经由收发器250从电子设备290接收控制信号。
方法800包括响应于从外部电子设备290接收控制信号,使用处理器240启动计时器(框820)。处理器240可以将计时器(或计数器)设置为第一预定时间段。当接收到来自电子设备290的控制信号时,当处理器240确定第一输出插座510被关闭时,处理器240还可以通过闭合第一开关(即,开关410)来接通第一输出插座510。方法800还包括确定第一预定时间段是否已经过去(框830)。
在第一预定时间段结束时,即,当计时器指示第一预定时间段已经过去时,方法800包括使用处理器240关闭第一输出插座510(框840)。处理器240断开第一开关(即,开关410)以在第一预定时间段结束时关闭第一输出插座510。
在一些实施例中,用户可以控制第一输出插座510在第一预定时间段内接通并且在将第一输出插座510重新接通之前关闭持续第二预定时间段(例如,接通2小时,关闭1小时)。在这些实施例中,控制信号还指示处理器240在第一输出插座510保持接通第一预定时间段之后将第一输出插座510保持关闭的第二预定时间段。在第一输出插座510关闭之后,处理器240启动第二计时器(框840)。处理器240可以将第二计时器设置到第二预定时间段。
在第二预定时间段结束时,即当第二计时器指示第二预定时间段已经过去时,处理器240接通第一输出插座510。处理器240闭合第一开关(即,开关410)以在第二预定时间段结束时接通第一输出插座510。尽管关于第一输出插座510描述了上述方法600、800,但是方法600、800也可以用于控制发电机100的任何输出插座。
图10是示出由处理器240执行的操作发电机100的实例方法900的流程图。方法900允许对发电机100进行模式选择。发电机100可被配置成以在两种或更多种模式下操作。在第一模式中,也称为正常功率模式,发电机100可以仅在正常电压和电流下提供功率输出。也就是说,发电机100提供通过输出插座510和530的功率输出并且禁用通过输出插座520的功率输出。在第二模式中,也称为高功率模式,发电机100可以仅在高电压和电流时提供功率输出。也就是说,发电机100提供通过输出插座520的电力输出并且禁用通过输出插座510和530的电力输出。
在图6的示例中,正常电压和电流被设置为120V和20A,而高电压和电流被设置为240V和30A。然而,基于本地的要求,正常功率和高功率的其他配置也是可能的,使得高功率输出插座520提供比正常功率输出插座510、530更高的电压和/或电流。模式选择器开关490可以在第一位置和第二位置之间移动,以分别在第一模式和第二模式之间进行选择。
返回图10,所示方法900包括使用处理器240确定模式选择器开关490处于第一位置(框910)。处理器240可以基于从模式选择器开关490接收的信号确定模式选择器开关490处于第一位置。例如,当模式选择器开关490从第二位置移动到第一位置或从第一位置移动到第二位置时,模式选择器开关490可以向处理器240提供中断信号。
方法900还包括响应于确定模式选择器开关490处于第一位置(框920),使用处理器240启用正常功率输出并禁用发电机100的高功率输出。处理器240可以断开开关415和425(例如,第二开关)以禁用通过第二输出插座520的电力输出,同时保持其他开关405、410、420、430(例如,第一开关)闭合以启用通过输出插座510和530的电力。
方法900还包括使用处理器240确定模式选择器开关490处于第二位置(框930)。处理器240可以基于从模式选择器开关490接收的信号确定模式选择器开关490处于第二位置。例如,如上所述,当模式选择器开关490从第二位置移动到第一位置或从第一位置移动到第二位置时,模式选择器开关490可以向处理器240提供中断信号。
方法900还包括响应于确定模式选择器开关490处于第二位置(框940),使用处理器240启用高功率输出并禁用发电机100的正常功率输出。处理器240可以断开开关405、415、420、425(例如,第一开关)以禁用通过输出插座510和530的电力输出,同时保持其他开关410和430(例如,第二开关)断开以启用通过第二输出插座520的电力。
图11是示出由处理器240执行的操作发电机100的示例方法1000的流程图。在所示的示例中,方法1000包括使用处理器240确定发电机100处于第一操作模式(框1010)。例如,处理器240可以确定发电机100处于正常功率输出模式。处理器240通过例如将操作状态标志存储在存储器中来确定发电机100的操作状态。方法1000还包括使用处理器240确定模式选择器开关490被按下(框1020)。处理器240可以基于从模式选择器开关490接收的信号确定模式选择器开关490被按下。例如,模式选择器开关490可以在按下模式选择器开关490时向处理器240提供中断信号。
方法1000还包括响应于确定模式选择器开关490被按下(框1030),使用处理器240将发电机100切换到第二操作模式。例如,响应于模式选择器开关490被按下,处理器240将发电机的操作模式从正常功率输出模式切换到高功率输出模式。如上所述,处理器240通过启用和禁用正常功率输出和高功率输出来在正常功率输出模式和高功率输出模式之间切换。
图12是示出由处理器240执行的操作发电机100的示例方法1100的流程图。方法1100允许基于传感器信号470控制发电机100的发动机。在所示的示例中,该方法1100包括在处理器240处从传感器单元230接收指示发电机100的至少一个输出参数的测定量的传感器信号(框1110)。如上所述,传感器单元230可以测量每个输出插座510-530的输出电流、输出电压、频率、输出功率等。传感器单元230将指示输出参数的测定量的传感器信号280提供给处理器240。
方法1100还包括使用处理器240确定测定量是否超过预定阈值(框1120)。预定阈值可以是出厂设置阈值或用户设置阈值。处理器240可以实现比较器以将测定量与预定阈值进行比较。这样,处理器240基于从传感器单元230接收的传感器信号280确定发电机100上是否存在故障状况(例如,过电压、过电流、低电压、低频等)。可以经由过载重置和指示器框495的开关或经由来自电子设备290的命令来移除过载情况。
用户可以例如在发电机100的控制面板500上或在电子设备290上设置预定阈值。例如,用户可以利用电子设备290的应用程式(例如,智能手机应用程式)来设置预定阈值。然后,电子设备290经由收发器250向处理器240提供预定阈值。
方法1100还包括响应于确定测定量超过预定阈值使用处理器240来控制发动机150停止(框1130)。处理器240可以闭合发动机停止开关480以使发动机点火块295的点火线圈340接地。当点火线圈340通过切断火花和向发动机150的燃料供应而接地时,发动机点火块295使发动机150停止。
电子设备290还可以用于停止发动机150。例如,处理器240可以经由收发器250接收来自电子设备290的控制信号,其指示处理器240停止发动机150。电子设备290响应于在电子设备290处接收的用户输入发送控制信号。处理器240可以响应于接收来自电子设备290的控制信号而控制发动机停止开关480闭合。
图13是示出由处理器240执行的操作发电机100的示例方法1200的流程图。方法1200允许对发电机100的发动机进行定时控制。所示方法1200包括在处理器240处经由收发器250接收来自外部电子设备290的控制信号,该控制信号指示处理器240在预定时间段之后停止发动机150(框1210)。外部电子设备290可以用于发动机150的定时控制。
例如,外部电子设备290可用于在预定时间段之后停止发动机150。用户可以使用外部设备290的用户接口来选择预定时间段。然后,电子设备290将控制信号发送到发电机100,其指示应该停止发动机150的预定时间段。处理器240经由收发器250从电子设备290接收控制信号。
方法1200包括响应于从外部电子设备290接收控制信号,使用处理器240启动计时器(框1220)。处理器240可以将计时器设置为预定时间段。方法1200还包括确定预定时间段是否已经过去(框1230)。
在预定时间段结束时,即,当计时器指示预定时间段已经过去时,方法1200包括响应于确定预定时间段已经过去,使用处理器240控制发动机150停止(框1240)。如上所述,处理器240可以闭合发动机停止开关480以使发动机点火块295的点火线圈340接地。当点火线圈340通过切断火花和向发动机150的燃料供应而接地时,发动机点火块295使发动机150停止。在预定时间段结束时,处理器240在没有来自外部电子设备290的干预的情况下控制发动机150。在一些实施例中,外部电子设备290可用于立即关闭发动机150。处理器240接收指示处理器240停止发动机150的控制信号。处理器240响应于从外部电子设备290接收到控制信号而停止发动机150。
在一些实施例中,控制模块400可以在存储器中存储过载表(例如,过载查找表)。过载表可以存储多个参数阈值和多个时间段之间的映射,使得对于多个参数阈值的每个参数阈值,存在相应的时间段。参数阈值例如是过载阈值,以使得发电机100允许输出插座510-530在对应于参数阈值的时间段内在参数阈值处或以上提供输出功率。例如,对于第一输出插座510的电流阈值20A,处理器240可以允许通过第一输出插座510在21A处输出30分钟,在22A处输出15分钟,在23A处输出5分钟,在24A处输出1分钟,在25A处输出10秒等。
图14是示出根据存储在存储器中的过载表由处理器240执行的操作发电机100的示例方法1300的流程图。以下将相对于第一输出插座510来描述方法1300。然而,方法1300可用于控制任何输出插座510-530。
所示方法1300包括在存储器中存储过载表,其提供多个参数阈值与多个时间段之间的映射(框1310)。方法1300还包括在处理器240处从传感器单元230接收指示第一输出插座510的至少一个输出参数的测定量的第一传感器信号(框1320)。如上所述,传感器单元230可以测量每个输出插座510-530的输出电流、输出电压、频率、输出功率等。传感器单元230将指示输出参数的测定量的传感器信号280提供给处理器240。
方法1300还包括使用处理器240确定测定量是否等于或超过来自多个参数阈值的第一参数阈值(框1330)。处理器240可以实现比较器以将测定量与多个参数阈值中的每一个进行比较,以确定测定量是否等于或超过哪个参数阈值。如果量超过参数阈值(例如,发生过载),则可以经由过载重置和指示器框495的开关或经由来自电子设备290的命令来移除该状况。
方法1300包括响应于确定测定量等于或超过第一参数阈值,使用处理器240以与第一参数阈值相对应的第一时间段启动计时器(框1340)。处理器240可以基于存储在存储器中的过载表确定第一时间段对应于第一时间段阈值。方法1200还包括确定第一时间段是否已经过去(框1350)。
方法1300还包括响应于确定第一时间段已经过去,使用处理器240控制第一开关(即,开关410)断开(框1360)。当开关410断开时,第一输出插座510的电源被移除,从而有效地从发电机100移除故障状况。处理器240可以断开第一开关(即,开关410),同时仍保持其他开关(即,开关405和415-430)闭合,使得其他输出插座520、530仍然向连接到那些插座520、530的设备提供电力。
在一些实施例中,控制模块400和控制面板500可以实现为电源适配器1400的一部分。图14示出了在电源适配器1400中实现的控制模块400的示例性实施例。电源适配器1400可以包括可以插入壁装插座或发电机插座的电源线(未示出)。电源适配器1400从电源线接收输入电力并通过输出插座510-530提供输出电力。方法600、700、800、900和1300可以由电源适配器1400的处理器240执行,类似于参考发电机100所描述的。
尽管已经参考某些优选实施例详细描述了本发明,但是在所描述的本发明的一个或多个独立方面的范围和精神内可存在变化和修改。
在权利要求中阐述本发明的一个或多个独立特征和/或独立优点。

Claims (20)

1.一种便携式发电机,包括:
交流发电机,由发动机提供动力并且被配置为产生交流发电机输出;
第一输出插座,通过第一开关联接到所述交流发电机输出;
第二输出插座,通过第二开关联接到所述交流发电机输出;
传感器单元,被配置为检测所述第一输出插座的至少一个输出参数;以及
电子处理器,联接到所述传感器单元和所述第一开关,所述电子处理器被配置为:
从所述传感器单元接收指示所述第一输出插座的至少一个输出参数的测定量的第一传感器信号,
确定所述测定量超过预定阈值,以及
响应于确定所述测定量超过所述预定阈值,控制所述第一开关断开。
2.根据权利要求1所述的便携式发电机,其中,所述电子处理器还被配置为:
在所述便携式发电机的显示单元上显示所述第一输出插座的所述至少一个输出参数的所述测定量。
3.根据权利要求1所述的便携式发电机,其中,所述传感器单元检测所述第一输出插座的以下至少一个:输出电流,输出电压,输出频率和输出功率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的便携式发电机,其中,所述电子处理器还被配置为:
经由联接到所述电子处理器的收发器,向外部电子设备提供指示所述第一开关的状态的数据信号,所述状态指示所述第一开关是断开还是闭合。
5.根据权利要求4所述的便携式发电机,其中,所述电子处理器还被配置为:
经由所述收发器接收来自所述外部电子设备的、指示所述电子处理器闭合所述第一开关的控制信号,所述外部电子设备响应于用户输入而发送所述控制信号;以及
响应于从所述外部电子设备接收所述控制信号,控制所述第一开关闭合。
6.根据权利要求4所述的便携式发电机,其中,所述电子处理器还被配置为:
经由收发器向所述外部电子设备提供指示所述第一输出插座的所述至少一个输出参数的测定量的第二数据信号;并且
其中所述外部电子设备在显示单元上显示所述测定量。
7.根据权利要求4所述的便携式发电机,其中,所述电子处理器还被配置为:
经由所述收发器接收来自所述外部电子设备的、指示所述电子处理器断开所述第一开关的控制信号,所述外部电子设备响应于用户输入而发送所述控制信号;以及
响应于从所述外部电子设备接收所述控制信号,控制所述第一开关断开。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的便携式发电机,其中,所述电子处理器联接到所述第二开关,并且还被配置为在所述第一开关断开时保持所述第二开关闭合。
9.根据权利要求8所述的便携式发电机,还包括模式选择器开关,其联接到所述电子处理器并且可在第一状态和第二状态之间调节,其中所述电子处理器还被配置为:
当模式选择器开关处于所述第一状态时,启用所述便携式发电机的高功率输出并禁用所述便携式发电机的正常功率输出,以及
当模式选择器开关处于所述第二状态时,启用所述便携式发电机的正常功率输出并禁用所述便携式发电机的高功率输出。
10.根据权利要求9所述的便携式发电机,其中,所述便携式发电机的高功率输出对应于在30A的240V输出,并且其中所述便携式发电机的正常功率输出对应于在20A的120V输出。
11.根据权利要求10所述的便携式发电机,其中,所述电子处理器通过闭合所述第一开关和断开所述第二开关来启用所述高功率输出合禁用所述正常功率输出,并且其中所述电子处理器通过断开所述第一开关和闭合所述第二开关来启用所述正常功率输出和禁用所述高功率输出。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的便携式发电机,其中所述电子处理器联接到发动机点火块,并且还被配置为响应于确定所述测定量超过所述预定阈值而控制所述发动机点火块关闭所述发动机,以及其中,通过闭合连接在所述发动机点火块和接地之间的发动机停止开关来控制所述发动机点火块的关闭。
13.一种操作便携式发电机的方法,所述便携式发电机包括由发动机提供动力并被配置成产生交流发电机输出的交流发电机,通过第一开关联接到所述交流发电机输出的第一输出插座,通过第二开关联接到所述交流发电机输出的第二输出插座,以及被配置为检测和测量所述第一输出插座的至少一个输出参数的传感器单元,所述方法包括:
从所述传感器单元接收指示所述第一输出插座的至少一个输出参数的测定量的第一传感器信号,
确定所述测定量超过预定阈值,以及
响应于确定所述测定量超过所述预定阈值,使用电子处理器控制所述第一开关断开。
14.根据权利要求13所述的方法,还包括在所述便携式发电机的显示单元上显示所述第一输出插座的所述至少一个输出参数的所述测定量。
15.根据权利要求13或14所述的方法,还包括:使用所述电子处理器经由收发器,向外部电子设备提供指示所述第一开关的状态的数据信号,所述状态指示所述第一开关是断开还是闭合。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括:
经由所述收发器接收来自所述外部电子设备的、指示所述电子处理器闭合所述第一开关的控制信号,所述外部电子设备响应于用户输入而发送所述控制信号;以及
响应于从所述外部电子设备接收所述控制信号,控制所述第一开关闭合。
17.根据权利要求15所述的方法,还包括:
经由收发器向所述外部电子设备提供指示所述第一输出插座的所述至少一个输出参数的测定量的第二数据信号;其中所述外部电子设备在显示单元上显示所述测定量。
18.根据权利要求15所述的方法,还包括:
经由所述收发器接收来自所述外部电子设备的、指示所述电子处理器断开所述第一开关的控制信号,所述外部电子设备响应于用户输入而发送所述控制信号;以及
响应于从所述外部电子设备接收所述控制信号,使用所述电子处理器控制所述第一开关断开。
19.根据权利要求13或14所述的方法,其中,在所述第一开关断开时所述第二开关保持闭合。
20.根据权利要求13或14所述的方法,还包括:响应于确定所述测定量超过所述预定阈值,使用所述电子处理器控制所述发动机点火块以关闭所述发动机。
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