CN219512981U - 用于检测开关设备反接的电路和开关设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于检测开关设备反接的电路和开关设备。电路包括：供电单元，耦接至输出端子并被配置为在输出端子耦接至电源的情况下输出电源信号；触头位置检测单元，耦接至开关触头(130)并被配置为响应于开关触头位于闭合位置和/或断开位置而输出触头位置信号，触头位置信号指示开关触头的状态；控制单元，耦接至供电单元以接收电源信号，并且耦接至触头位置检测单元以接收触头位置信号，控制单元被配置为基于电源信号和触头位置信号而输出指示信号；以及指示装置，耦接至控制单元并被配置为响应于接收到指示信号而指示开关设备是否反接。这样的方式，通过检测触头位置信号与输出端子处电源信号，便能够基于触头位置与电源信号判断出开关设备是否反接。

Description

用于检测开关设备反接的电路和开关设备

技术领域

本实用新型的实施例总体上涉及电气开关领域，更具体地，涉及一种用于检测开关设备反接的电路和开关设备。

背景技术

在电路中，在电源与负载之间通常会连接开关设备以控制对负载的供电。然而，在连接开关设备时，安装人员可能会把电源侧的输入线和负载侧的输出线接反，也就是将电源侧的线缆连接到开关设备的输出端子上，将负载侧的线缆连接到开关设备的输入端子上。由此，对正常使用带来一定的安全隐患。因此，如何设计能够检测开关设备是否反接的检测机制，是设计者面临的一项挑战。

实用新型内容

本公开的实施例提供了一种能够检测开关设备的端子接线是否反接的电路，从而至少部分地解决现有技术中存在的上述以及其他潜在问题。

本公开的第一方面的实施例涉及用于检测开关设备反接的电路。该开关设备包括输入端子、输出端子以及开关触头。输入端子被配置为适于耦接至电源。输出端子被配置为适于耦接至负载。开关触头被配置为在闭合位置与断开位置之间切换以控制输入端子与输出端子的接通或断开。电路包括：供电单元，耦接至输出端子并被配置为在输出端子耦接至电源的情况下输出电源信号。触头位置检测单元，耦接至开关触头并被配置为响应于开关触头位于闭合位置和/或断开位置而输出触头位置信号，触头位置信号指示开关触头的状态；控制单元，耦接至供电单元以接收电源信号，并且耦接至触头位置检测单元以接收触头位置信号，控制单元在接收到电源信号而被供电的情况下被配置为：在接收到触头位置信号的情况下输出对应的指示信号；以及指示装置，耦接至控制单元并被配置为响应于接收到指示信号而指示开关设备是否反接。

根据本公开的实施例，用于检测开关设备反接的电路中设置有用于检测开关触头的位置的触头位置检测单元以及检测输出端子处是否连接电源的供电单元。基于从这些电路单元中获取的信号，控制单元便能够判断出开关设备的接线是否反接。

在一些实施例中，控制单元被配置为响应于触头位置信号指示开关触头位于断开位置而输出第一指示信号，第一指示信号指示开关设备反接。在这样的实施例中，当控制单元接收到电源信号时，说明开关设备输出端有电，同时开关触头位于断开位置，说明电源信号不是来自输入端子，由此能够判断开关设备反接。

在一些实施例中，控制单元被配置为响应于触头位置信号指示开关触头位于所述闭合位置而输出第二指示信号，第二指示信号指示开关设备正确连接。在这样的实施例中，未接收到电源信号可以说明在输出端子处没有电源。相应地，当开关触头位于闭合位置可以说明供电单元的电力可能来自输入端子处的电源，由此能够判断开关设备没有反接。

在一些实施例中，供电单元经由开关触头耦接至输入端子并被配置为在开关触头位于闭合位置并且输入端子耦接至电源的情况下输出电源信号。在这样的实施例中，当开关触头位于闭合位置时，供电单元与输入端子之间的电路导通，当在输入端子处连接电源时，供电单元接通电源，能够输出电源信号。

在一些实施例中，供电单元还被配置为在开关触头位于断开位置或者输入端子未耦接至电源的情况下不输出电源信号。在这样的实施例中，在开关触头断开时，或者输入端子未连接电源的情况下，供电单元不接通电源，从而不输出电源信号。

在一些实施例中，指示装置包括指示灯，指示灯被配置为响应于接收到第一指示信号而发出第一光信号或者不发光，并且接收到第二指示信号而发出与第一光信号不同的第二光信号。在这样的实施例中，通过发出不同类型的光信号，能够以明确的方式的向用户呈现不同的判断结果。

在一些实施例中，电路包括第一指示灯和第二指示灯，第一指示灯被配置为响应于接收到第一电平的指示信号而发光，并第二指示灯响应于接收到第二电平的指示信号而发光，第二指示灯具有与第一指示灯不同的颜色。在这样的实施例中，通过控制不同的指示灯来指示不同的判断结果，能够以明确的方式的向用户呈现不同的判断结果。

在一些实施例中，浪涌防护电路，与所述输出端子连接；整流过滤电路，与所述浪涌防护电路连接并被配置为将交流电转换为直流电；降压电路，耦接至所述整流过滤电路并被配置为将所述直流电的电压降低至供电电压；以及低压差线性稳压器，耦接至所述降压电路并被配置为输出所述供电信号，以提供电力。在这样的实施例中，通过这样的电路布置，能够将外部电源中的交流电转变为可以为开关设备的电器件供电的低压直流电。

在一些实施例中，触头位置检测单元包括检测开关，检测开关包括联动触头，其中联动触头耦接至开关触头并被配置为响应于开关触头移动至断开位置而接触第一触点并且响应于开关触头移动至闭合位置而接触第二触点，并且其中检测开关被配置为响应于联动触头接触第一触点而输出指示开关触头位于断开位置的位置信号，并响应于联动触头位于第二位置而输出指示开关触头位于闭合位置的位置信号。在这样的实施例中，通过设置与开关触头联动的检测开关，能够通过检测开关提供的位置信号来确定开关触头的位置。

根据本公开的第二方面的实施例涉及一种开关设备。开关设备包括：输入端子，被配置为适于耦接至电源；输出端子，被配置为适于耦接至负载；开关触头，被配置为在闭合位置与断开位置之间切换以控制开关设备闭合或断开；以及根据本公开的第一方面的用于检测开关设备反接的电路。电路的供电单元耦接至输出端子，电路的触头位置检测单元耦接至开关触头，并且电路被配置为基于供电单元的电源信号和触头位置检测单元的位置信号而通过电力的指示装置指示开关设备是否反接。

应理解，针对根据本公开第一方面的用于的描述和优点同样适用于本公开的第二方面的开关设备。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本公开实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本公开的多个实施例进行说明，其中：

图1示出了根据本公开的示例性实施例的开关设备的连接关系的示意图，其中开关设备正确连接；

图2示出了根据图1中的开关设备的示意电路图；

图3A至3B示出了根据本公开的示例性实施例的触头位置检测单元的示意图；

图4示出了根据本公开的示例性实施例的供电单元的示意图；

图5示出了根据本公开的示例性实施例的开关设备的连接关系的示意图，其中开关设备反接；

图6示出了图5的开关设备的示意电路图；以及

图7示出了根据本公开的示例性实施例的多级开关设备所在电路的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图中所示的各种示例性实施例对本公开的原理进行说明。应当理解，这些实施例的描述仅仅为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并进一步实现本公开，而并不意在以任何方式限制本公开的范围。应当注意的是，在可行情况下可以在图中使用类似或相同的附图标记，并且类似或相同的附图标记可以表示类似或相同的功能。本领域的技术人员将容易地认识到，从下面的描述中，本文中所说明的结构和方法的替代实施例可以被采用而不脱离通过本文描述的本实用新型的原理。

如本文所使用的，术语“包括”及其变体将被解读为意指“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”将被解读为“至少基于部分”。术语“一个实施例”和“实施例”应被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应理解为“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同或相同的对象。在下面可能包含其他明确的和隐含的定义。除非上下文另外明确指出，否则术语的定义在整个说明书中是一致的。

图1示出了根据本公开的示例性实施例的开关设备100的连接关系的示意图，其中开关设备正确连接。如图1所示，开关设备100包括输入端子110、输出端子120以及开关触头130。在正常连接状态下，输入端子110耦接至电源200以接收来自电源200的电力。相应地，输出端120耦接至负载300以向负载300输出电力。开关触头130可以在闭合位置与断开位置之间切换，以控制输入端子110与输出端子120的电路接通或断开。当开关触头130处于断开位置时，输入端子110与输出端子120的电路断开并且当开关触头130处于闭合位置时，输入端子110与输出端子120的电路接通。

为了检测开关设备100是否反接，在开关设备100中还设置有用于检测开关设备100是否反接的电路140。电路140与输出端子120和开关触头130连接，并且基于来自输出端子120和开关触头130的检测信号来判断开关设备100是否反接，并且通过设置在开关设备100的面板上的指示装置144将判断结构呈现给用户。电路140的具体结构在图2中详细示出。

图2示出了根据图1中的开关设备100的示意电路图。如图2所示，用于检测开关设备100反接的电路140包括供电单元141。供电单元141耦接在输出端子120与开关触头130之间。在图2所示的实施例中，开关设备100被连接在三相四线的供电电路中。供电单元141在与电源200连接的情况下，所连接的相线和中性线构成回路，使得供电单元141接通电源200，并从电源200接收电力。在接收到电源200的电力的情况下，供电单元141输出电源信号。供电单元141例如可以将来自电源200的外部的交流电转换为具有相应电压的直流电。此时所输出的电源信号可以是经转换的直流电信号。在一些实施例中，供电单元141输出的电源信号可以是满足开关设备100中的相应元件的功率要求的电源信号，从而可以利用电源信号来为开关设备100中的元件供电。

由于供电单元141连接在输出端子120与开关触头130之间，在开关设备100正确连接的情况下，电源200与输入端子110连接，因此只有在开关触头130位于闭合位置，即开关设备100闭合的状态下，供电单元141接通电源200，并输出电源信号。当开关触头130位于断开位置时，供电单元141只与输出端子120连接。然而此时输出端子120与负载200连接，在输出端子120处并没有被供电，因此供电单元141并没有接通电源200，不输出电源信号。

电路140还包括触头位置检测单元142。触头位置检测单元142可以以相应的方式与开关触头130耦合，以检测开关触头130的位置状态，即开关触头130是位于断开位置还是闭合位置，并且输出指示开关触头130的状态的触头位置信号。在一些实施例中，触头位置检测单元142可以是设置在开关触头130附近的位置传感器。触头位置检测单元142还可以是与开关触头130联动的检测开关。下面将参考图3A至图3B详细地描述触头位置检测单元142的结构和工作原理。

图3A示出了触头位置检测单元142检测位于闭合位置的开关触头130时的示意图。如图3A所示，触头位置检测单元142包括检测开关，检测开关包括第一触点1421和第二触点1422以及联动触头1423。当联动触头1423接触到第一触点1421或者第二触点1422时，检测开关会输出相应的位置信号。

开关触头130包括拨杆131和转轴132。拨杆131与转轴132连接，并且能够围绕转轴132转动。在图3A所示的实施例中，检测开关的联动触头1423耦接至转轴132并且能够围绕转轴132转动。应理解，开关触头130通常与开关设备100内部的执行机构连接，因此联动触头1423可以设置在与开关触头130连接的任一执行机构上。如图3A所示，开关触头130位于闭合位置，而联动触头1423与第二触点1422接触。此时检测开关输出指示开关触头130位于闭合位置的位置信号，例如低电平的位置信号。

相对应地，图3B示出了触头位置检测单元142检测位于断开位置的开关触头130时的示意图。如图3B所示，开关触头130位于断开位置，而联动触头1423与第一触点1421接触。此时检测开关输出指示开关触头130位于断开位置的位置信号，例如高电平的位置信号。

返回图2，电路140还包括控制单元143。控制单元143耦接至供电单元141以接收电源信号，并且还耦接至触头位置检测单元142以接收触头位置信号。控制单元143能够基于电源信号和触头位置信号输出指示信号。当控制单元143接收到电源信号时，说明开关设备100的供电单元141接通电源200。由此，控制单元143判断供电单元141有两种可能的电力来源。一种可能是由于在输出端子120处连接电源200而使供电单元141接通电源200。另一种可能是由于开关触头130闭合而使供电单元141经由输入端子110接通电源200。此时，控制单元143便需要考虑所获取的另一个信号，即触头位置信号来进行判断。如果接收到的触头位置信号指示开关触头130位于断开位置，那么供电单元141只能经由输出端子120接通电源200。因此，控制单元143能够确定在输出端子120处连接了电源200。由此，控制单元143能够确定开关设备100反接，并输出指示开关设备100反接的指示信号。

通常，在将开关设备100接入电路时，开关触头130位于断开位置。当完成开关设备100的接线时，便能够通过如上所述的判断方式来确定开关设备100是否反接，只有在确认没有反接的情况下，才能将开关触头130致动至闭合位置以闭合开关设备100。因此，当位置信号指示开关触头130位于闭合位置时，说明开关设备100已经正确连接，此时控制单元143输出指示开关设备100正确连接的指示信号。

在一些实施例中，控制单元143可以是用于开关设备100中的微控制单元MCU。在这样的实施例中，由供电单元141输出的电源信号可以被用于为MCU供电。由此，在MCU被供电时，MCU可以确定供电单元141已接通电源200，在此基础上，再基于触头位置信号所指示的开关触头所处在的位置，便能够判断开关设备100是否反接。

应理解，控制单元143还可以是任何类型的能够执行逻辑运算的电路，例如能够执行逻辑“与”运算的运算放大电路。本公开不旨在对此进行限制。

电路140还包括指示装置144。指示装置144耦接至控制单元143并且从控制单元143接收指示信号。指示装置144基于指示信号而发出相应的指示，以指示开关设备是否反接。在一些实施例中，指示装置144包括指示灯。当接收到指示开关设备100反接的指示信号时，指示灯发出第一光信号，并且当接收到指示开关设备100正确连接的第二指示信号时，指示灯发出与第一光信号不同的第二光信号。第一光信号例如可以是指示灯发光，而第二光信号可以是指示灯不发光。备选地，第一光信号和第二光信号可以是不同颜色的光，或者发光频率不同的光信号。通过发出不同类型的光信号，能够以明确的方式的向用户呈现不同的判断结果。

在备选实施例中，电路包括多个指示灯，并且多个指示灯中的一个指示灯(也被称为第一指示灯)在接收到指示开关设备100反接的指示信号而发光，并且多个指示灯中的具有不同颜色的另一个指示灯当接收到指示开关设备100正确连接的指示信号时发光。

图4示出了根据本公开的示例性实施例的供电单元141的示意图。供电单元141包括与输出端子连接的浪涌防护电路1411。浪涌防护电路1411与将交流电转换为直流电并进行滤波的整流过滤电路1412连接。整流过滤电路1412与将直流电的电压降低至供电电压的降压电路1413连接。最后，与降压电路1413连接的是输出供电信号并提供电力的低压差线性稳压器1414。通过这样的电路布置，能够将外部电源中的交流电转变为可以为开关设备的电器件供电的低压直流电。

图5示出了根据本公开的示例性实施例的开关设备100的连接关系的示意图。在图5中示出的各个元件与图1中的元件相同，不同在于，图5中的开关设备100反接，即输入端子110与负载连接并且输出端子120与电源200连接。在该实施例中，用于检测开关设备100的电路140(未详细示出)在利用电源信号的供电下基于指示开关触头位于断开位置的触头位置信号而确定开关设备100反接，并向位于开关设备100的面板上的、指示灯形式的指示装置144发送指示信号，以使指示装置144发光。

图6示出了图5的开关设备100的示意电路图。如图6所示，输出端子120与电源200连接，使得供电单元141接通电源200并向控制单元143发送电源信号。触头位置检测单元142检测到开关触头130位于断开位置并向控制单元143发送相应的触头位置信号。控制单元143根据所接收到的电源信号和触头位置信号确定供电单元141是经由输出端子120而接通电源200，从而确定开关设备100反接，并向指示装置144发送指示开关设备100反接的指示信号，使得指示装置144发光，以将判断结构呈现给用户。当用户得知开关设备100反接时，可以及时地采取应对措施以消除安全隐患。

图7示出了根据本公开的示例性实施例的多级开关设备所在电路的示意图。如图7所示，在电源200和负载300之间连接有串联的两个开关设备100-1和100-2。开关设备100-1正确连接，即输入端子110-1连接至电源200并输出端子120-1与负载侧的开关设备100-2连接。此时，开关设备100-1的开关触头130-1位于闭合位置，使得开关设备100-1上电。由于是正确连接，开关设备100-1的指示装置144-1没有发光。与此相对地，开关设备100-2反接，即开关设备100-2的输入端子110-2连接至负载300，而输出端子120-2连接至电源200侧的开关设备100-1。此时，开关设备100-2的开关触头130-2位于断开位置。由此，确定开关设备100-2反接，使得指示装置144-2发光。

根据图7所示的实施例，无论根据本公开的是实施例的开关设备单独连接还是多级连接，都能够检测出开关设备是否反接。由此提高了开关设备的适用性。

虽然在本申请中权利要求书已针对特征的特定组合而制定，但是应当理解，本公开的范围还包括本文所公开的明确或隐含或对其任何概括的任何新颖特征或特征的任何新颖的组合，不论它是否涉及目前所要求保护的任何权利要求中的相同方案。申请人据此告知，新的权利要求可以在本申请的审查过程中或由其衍生的任何进一步的申请中被制定成这些特征和/或这些特征的组合。

Claims (10)

1.一种用于检测开关设备(100)反接的电路(140)，所述开关设备(100)包括输入端子(110)、输出端子(120)以及开关触头(130)，所述输入端子(110)被配置为适于耦接至电源(200)，所述输出端子(120)被配置为适于耦接至负载(300)，所述开关触头(130)被配置为在闭合位置与断开位置之间切换以控制所述输入端子(110)与所述输出端子(120)的接通或断开，其特征在于，所述电路(140)包括：

供电单元(141)，耦接至所述输出端子并被配置为在所述输出端子耦接至所述电源的情况下输出电源信号；

触头位置检测单元(142)，耦接至所述开关触头(130)并被配置为响应于所述开关触头(130)位于所述闭合位置和/或断开位置而输出触头位置信号，所述触头位置信号指示所述开关触头(130)的状态；

控制单元(143)，耦接至所述供电单元(141)以接收所述电源信号，并且耦接至所述触头位置检测单元(142)以接收所述触头位置信号，所述控制单元(143)在接收到所述电源信号而被供电的情况下被配置为：在接收到所述触头位置信号的情况下输出对应的指示信号；以及

指示装置(144)，耦接至所述控制单元(143)并被配置为响应于接收到所述指示信号而指示所述开关设备(100)是否反接。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制单元(143)被配置为响应于所述触头位置信号指示所述开关触头(130)位于所述断开位置而输出第一指示信号，所述第一指示信号指示所述开关设备(100)反接。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制单元(143)被配置为响应于所述触头位置信号指示所述开关触头(130)位于所述闭合位置而输出第二指示信号，所述第二指示信号指示所述开关设备(100)正确连接。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述供电单元(141)经由所述开关触头(130)耦接至所述输入端子(110)并被配置为在所述开关触头(130)位于所述闭合位置并且所述输入端子(110)耦接至所述电源的情况下输出电源信号。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述供电单元还被配置为在所述开关触头(130)位于所述断开位置或者所述输入端子(110)未耦接至所述电源的情况下不输出电源信号。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述指示装置(144)包括指示灯，所述指示灯被配置为响应于接收到第一指示信号而发出第一光信号或不发光，并且接收到第二指示信号而发出与所述第一光信号不同的第二光信号。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路包括第一指示灯和第二指示灯，所述第一指示灯被配置为响应于接收到第一电平的指示信号而发光，并所述第二指示灯响应于接收到第二电平的指示信号而发光，所述第二指示灯具有与所述第一指示灯不同的颜色。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述供电单元(141)包括：

浪涌防护电路(1411)，与所述输出端子(120)连接；

整流过滤电路(1412)，与所述浪涌防护电路(1411)连接并被配置为将交流电转换为直流电；

降压电路(1413)，耦接至所述整流过滤电路(1412)并被配置为将所述直流电的电压降低至供电电压；以及

低压差线性稳压器(1414)，耦接至所述降压电路(1413)并被配置为输出所述电源信号，以提供电力。

9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述触头位置检测单元(142)包括检测开关，所述检测开关包括联动触头(1423)，

其中所述联动触头(1423)耦接至所述开关触头(130)并被配置为响应于所述开关触头(130)移动至所述断开位置而接触第一触点(1421)并且响应于所述开关触头(130)移动至所述闭合位置而接触第二触点(1422)，并且

其中所述检测开关被配置为响应于所述联动触头(1423)接触所述第一触点(1421)而输出指示所述开关触头位于所述断开位置的所述位置信号，并响应于所述联动触头(1423)位于第二位置而输出指示所述开关触头位于所述闭合位置的所述位置信号。

10.一种开关设备(100)，其特征在于，所述开关设备(100)包括：

输入端子(110)，被配置为适于耦接至电源(200)；

输出端子(120)，被配置为适于耦接至负载(300)；

开关触头(130)，被配置为在闭合位置与断开位置之间切换以控制所述开关设备闭合或断开；以及

根据权利要求1至9中任一项所述的用于检测开关设备反接的电路(140)，其中所述电路(140)的供电单元(141)耦接至所述输出端子(120)，所述电路(140)的触头位置检测单元(142)耦接至所述开关触头(130)，并且所述电路(140)被配置为基于所述供电单元(141)的电源信号和触头位置检测单元(142)的位置信号而通过所述电路的指示装置(144)指示所述开关设备(100)是否反接。