采用无线通信的自供电电源总线传感器的制作方法

专利名称：采用无线通信的自供电电源总线传感器的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及开关装置传感器，具体涉及电源总线传感器。
背景技术：
各种类型的电传感器用于检测流过导体的电流。这样的传感器包括，例如产生表明电流大小的输出电压的单个霍尔效应传感器，以及诸如分流电阻的更常用的电流传感器。
霍尔效应器件已用于感测通过导体的电流导致的磁通量变化。一些这样的公知装置使用通量集中器来集中通过导体的电流发出的磁通量。先前已经提出，电流感测装置可以由美国专利4,587,509和4,616,207所公开的方式构成。
使用一个或者两个适当放置的霍尔传感器测量导体中的电流也是公知的，所述霍尔传感器测量导体附近的通量密度的并将通量密度转换为与电流成正比的信号。参见例如美国专利号6,130,599、6,271,656、6,642,704以及6,731,105。
采用一对磁场探测器的非常规电流传感器有特殊的要求。其中一个要求是磁场探测器彼此平行。另一要求是将相应的电子电路板尽可能靠近电磁场探测器放置以满足诸如组装、便利性和噪声抑制的目的。此外，提供可安装于具有不同的尺寸和形状的导体上的电流传感器部件是有利的。
专利6,642,704公开了一种电流传感器组件，其保持一对磁场探测器彼此平行并且靠近电子电路板放置。此外，磁场探测器可选择性地调节以便附着在不同电功率的导体上。
存在对于这样一种开关装置的需求，该装置安全地提供电绝缘并可靠地确定例如其电源总线的温度和/或电流。
因此，用于开关装置或电源总线的传感器存在着改善的空间。

发明内容
本发明满足这些以及其它需求，本发明提供一种使用无线通信用于电绝缘的自供电电源总线传感器。
根据本发明的一个方面，包括多种特性的电源总线的传感装置包含机壳；至少一个传感器，所述至少一个传感器中的每个都适于感测电源总线的特性；适于至少发送无线信号的电路；包括低功率模式以及程序的处理器，该程序适于从该低功率模式唤醒，输入从至少一个传感器感测到的电源总线特性，将相应信号输出给电路以作为无线信号发送，以及在低功率模式休眠；以及电源，其适于由在电源总线中流动的电流产生的磁通量供电给至少一个传感器、电路和处理器，该电源包括至少一个电压。
电源可以包含以下部分线圈，其包括具有交流电压的输出端；电压倍增电路，其包括与线圈输出端电连接的输入端和具有直流电压的输出端；以及包含至少一个输出端的稳压器，所述输出端具有至少一个电压。
电源可以还包括这样的电路其适于监控具有直流电压的输出端并且当直流电压低于预定值时使稳压器截止。
程序还可以适于确定处理器的加电初始化状态，并且作为响应，输入从至少一个传感器感测的电源总线特性，并且在低功率模式休眠之前向电路输出相应信号以作为无线信号发送，并且在其它情况下，适于在输入从至少一个传感器感测的电源总线特性和向电路输出相应信号之前在低功率模式休眠，以在低功率模式再次休眠之前作为无线信号发送。
电源还可以包含这样的电路，其适于监控具有直流电压的输出端，并且当直流电压低于预定值时使稳压器截止。处理器可以适于在预定时间间隔之后从低功率模式唤醒。
程序还可以适于在下列时机在低功率模式休眠(a)从低功率模式唤醒之后并以及(b)将单个相应信号作为相应信号向电路输出以作为单个无线信号发送之后。
所述程序还可以适于在下列时机在低功率模式休眠(a)从低功率模式唤醒之后，(b)输入从所述至少一个传感器感测的电源总线第一特性之后，(c)向电路输出第一相应信号以作为第一无线信号发送之后，(d)输入从所述至少一个传感器感测的电源总线第二特性之后，以及(e)向电路输出第二相应信号以作为第二无线信号发送之后。
该电路可以适于将无线信号作为远程无线钥匙频移键控射频信号进行发送。


结合附图进行考察，从以下优选实施例的描述可以充分理解本发明，其中图1是根据本发明的自供电无线电源总线温度传感器的等轴视图；图2是图1的温度传感器的分解等轴视图；图3是的沿图1中线3-3的横断面视图；图4是图2的电子板组件的分解等轴视图；图5是图2的温度传感器和两个总线线圈的等轴视图；图6是图2的电子板的概略框图；图7是根据本发明另一实施例用于测量总线温度和总线电流的另一无线电源总线传感器的方框图；图8-10是根据本发明其它实施例由图7的处理器执行的软件流程图；图11是根据本发明另一实施例用于测量总线温度的另一无线电源总线传感器的方框图；图12是图11的电源的概略框图；
图13是由图11的处理器执行的软件流程图。
具体实施例方式
这里使用的术语“天线”明显地包括但并不限于适于发射和/或接收诸如射频信号的电磁波的任何设备。
这里使用的术语“开关装置”明显地包括但并不限于诸如断路器(例如，非限制性的，低电压或者中电压或者高电压)电路断流器、电动机控制器/启动器和/或从一地到另一地传送或者输送电流的任意适当装置。
这里使用的术语“电源总线”明显地包括但并不限于电源导体、电源母线和/或电路断流器的电源总线结构。
这里使用的术语“无线”意为无导线、无电导体以及无光纤或波导。
这里使用的术语“无线信号”意为不用导线、不用电导体及不用光纤或者波导发送和/或接收的射频信号、红外信号或者其它适当的可见或不可见光信号。
这里使用的术语“低速率无线信号”意为IrDA、蓝牙以及其它适当的射频、红外线或者其它光、无线通信协议或者无线信号。
这里使用的两个或更多部分被“连接”或者“耦合”在一起的表述方式意为这些部分直接连接在一起或者通过一个或多个中间部件连接。另外，这里使用两个或更多部分“附着”的表述方式意为部件直接连接在一起。
尽管本发明适用于大范围的电源总线传感器，这里只结合电源母线的温度传感器和/或电流传感器来描述本发明，。
参考图1，自供电无线电源总线温度传感装置2配置在电源母线4周围。传感装置2包括诸如绝缘罩6的机壳，和两个电源线圈8(图1中仅示出一个线圈8，图2、3和5中示出两个线圈8)。可选地，只需要采用一个适当大小的线圈(未示出)。
同样参考图2，传感装置2还包括磁通量集中器构件10(例如，由冷轧钢制造)、铁氧体磁心12(例如，由适当的铁材料制造)、组件夹/隔板14、电子板组件16、绝缘盒18(例如由尼龙制造)、绝缘盖20(例如由尼龙制造)以及四个绝缘螺钉22(例如由尼龙制造)。
可选地，不必采用一个或者两个磁通量集中器构件10和铁氧体磁心12。铁氧体磁心12(例如磁性的，但是具有适当的低导电率以便防止涡流导致加热过度)产生由AC磁通量引起的相对低的功率损耗(例如，加热)。可选地，可以采用适当的分层结构(例如变压器所采用的)。
下面将结合图3、5和6进行阐述，电源24适于连接机壳6到诸如电源母线4的载流电源总线。电源24包括两个电源线圈8，每个都具有孔道26；有两个末端28、30的铁氧体磁心12；以及具有两个末端32(如图3和5所示)和34的磁通量集中器构件10。铁氧体磁心12穿过电源线圈8的孔道26。磁通量集中器构件10的末端32、34啮合铁氧体磁心12的相应末端28、30。采用耦合在绝缘盒18上的构件10，铁氧体磁心12和磁通量集中器构件10环绕并锁住(capture)电源母线4。通用的铁氧体磁心12和磁通量集中器构件10进一步组合以用作通量集中器，并且将传感装置2保持在电源母线4上(如图3和5所示)。下面结合图6讨论，传感装置2使用两个磁通量感测电源线圈8和用于改善磁通量耦合(例如，由法拉第定律可以看出，V＝IR+dλ/dt，其中λ为磁通匝数)的通用嵌入式铁氧体磁心12以将来自电源母线4的磁通量转换为可用的电压源来为电源24提供适当的输入功率。因此，传感装置2是自供电的。
参考图3，电源母线4包括通常平坦的表面36。通用的铁氧体磁心12和磁通量集中器构件10互相配合以保持电源线圈8靠着或者贴近通常平坦的表面36。表面36具有第一末端38和对应的第二末端40。隔板14具有孔道42，铁氧体磁心12从该孔道通过。隔板14配置于电源线圈8之间，每个线圈都适于贴近表面36的末端38、40中的一个。
传感装置2还包括适当的温度传感器44(例如，由加利福尼亚的National Semiconductor of Clara销售的LM35精确温度传感器)，该温度传感器44适当地热耦合于电源母线4的另一通常平坦的表面46。传感器44的输出电输入给电子板组件16，以下将结合图6进行描述。
因此，传感装置2被设计成围绕电源母线4以紧固电源母线。这提供了两个好处。第一，提供温度传感器44在电源母线4上的机械位置。第二，为磁通量提供相对较好的路径以链接为自供电所使用的电源线圈8。
例1尽管可以采用大范围的电源总线尺寸，可是，通过使用适当尺寸的通量集中器构件10、铁氧体磁心12和隔板14，传感装置2的设计适于具有适当的截面的尺寸(例如，但不限于大约3.0英寸×大约0.5英寸)的电源母线4。
例2可以采用大范围的温度传感器。例如，硅二极管(未示出)可以适当地热耦合或者适当地配置于贴近电源母线4的表面46用于加热。例如，通过二极管的正向电压降随着电源母线4的温度增加线性地降低。该电源24激励的二极管的正向电压由诸如16的电子板部件电输入。
尽管公开了硅二极管，其它诸如砷化镓的正向偏置PN结也能使用。可选地，可以采用任意适当的有源或无源温度检测或者感测装置(例如RTD(电阻式温度检测器)，具有相对于温度的阻抗、电压或电流特性的不同金属(例如铜、镍、铂))。
参考图4，该图示出电子板组件16。组件16包括温度感测印刷电路板48、温度传感器44、无线收发器印刷电路子板50、两个2引脚板连接器52和54，以及四个电容器56。可选地，可以采用任意适当的电容性的蓄能配置(例如一个或多个电容器或超级电容器(supercaps))。无线收发器印刷电路子板50通过适当的天线提供无线通信，该天线是印刷导体，比如位于温度感测印刷电路板48上的导电走线58。
印刷电路子板50包括天线输出端60(图6)。印刷电路板48包括将导电走线58和天线输出端60进行电连接的连接器62(图4和6)。
例3天线58可以是具有伽马匹配的印刷电路板倒L型天线。例如，天线58的长度可以针对915MHz信号的四分之一波长设计。
例4
作为例3的可替代方案，可以采用任意适当的天线。可以采用大范围的天线类型、通信距离及其它频率设计(例如，2.4GHz)。
例5无线收发器印刷电路子板50可以是，例如任意适当的无线发射器或者收发器。
例6尽管示出了两个印刷电路板48、50，也可以采用单个印刷电路板或其它的适当的电路结构。
例7无线收发器子印刷电路板50的另一例子是新泽西Upper Saddle River的Zensys公司销售的Zensys A波形FSK无线电设备。
例8可选地，可以采用任意适当的射频电路(例如，例如但并不限于Zigbee兼容板、遵守Zigbee的收发器(例如，http//www.zigbee.org)、IEEE802.15.4发射器或者收发器、无线电板，无线电处理器)。
例9例7的Zensys无线电板加入应用程序以提供来自温度传感器44的温度信息的专用通信。例如，可以对诸如休眠方式、数据发送频度、传送数据格式以及数据接收确认或数据请求特征进行适当编程。
图5示出温度传感装置2和放置在电源母线4下侧(相对于图5)的两个电源线圈8。这允许围绕电源母线4的运行通量集中器构件10用于在适当的母线电流电平产生适当的自供电。
例10尽管可以采用相对较低(例如50A)或者相对较高(例如1200A)的母线电流，作为非限制性例子，在母线电流电平为400A到600A时，图6的电源24可以校准+5VDC和/或+3.3VDC并在所述母线电流上提供30mA。
继续参考图6，该图示出图4的温度感测印刷电路板48的电路。每个线圈8包括与另一线圈的绕组电串联的绕组63。串联电连接的线圈绕组63输出电压。适当的瞬态电压抑制器64电连接在电源线圈8的串联组合之间，以便通过避免短持续时间的相对高的电流尖峰信号和相对较长持续时间的相对低的电流尖峰信号来限制电压66。线圈(交流电(AC))电压66输入给电压四倍器电路68，电路68依次将适当的直流(DC)电压69输出给两个稳压器70和72，稳压器70和72为图4的温度电路75提供+5VDC电压74并且为图4的无线收发器子印刷电路板50提供+3.3VDC电压76。范例电路68包括提供蓄能和整流的四个电容器56和四个二极管78，尽管如此，可以采用大范围的适当的保护和乘法电路。
温度电路75包括温度传感器44和缓冲放大器80。无线收发器子板50适于通过适当的天线电路84发送(和/或接收)无线信号82。天线电路84包括连接器62、导电走线58和适当的匹配电路86。
子板50包括诸如微处理器(μP)88的适当的处理器，其输入从温度电路75感测的温度特性90并输出相应无线信号82。
下面结合图7-10进行论述，可以通过采用相对有效的无线通信板和/或通过采用包括合适的休眠(例如，低功率)和唤醒模式的处理器提供能耗节约。
例11作为非限制性的例子，温度电路75从+5VDC电压74吸取了大约5mA，并且无线收发器子板50在无线发送过程中吸取了40mA，在接收过程中吸取了50mA，其中峰值功率在这些相对短的持续时间段由诸如56电源24中的电容器提供。在其它情况下，最好关掉该无线收发器。
例12图7示出用于测量诸如总线温度94和/或母线电流96的电源总线特性的另一独立的无线电源总线传感器92。自供电传感器92独立耦合于诸如图1的电源母线4的电源总线，并且以适当的时间间隔(例如，但不限于每隔若干秒、每隔若干分钟)将感测的总线温度94和/或感测的母线电流96无线发送给远程设备98。
传感器92包括适当的自供电电感耦合电路100和以与图1和6的电源24相似的方式起作用的调整电路102。另外，可以采用功率调节电路104以提供如下附加功能(1)调节至电流传感电路106和温度感测电路108的+5VDC的电压105；(2)调节至无线收发器电路110的+3.3VDC电压109；(3)每当来自调整电路102的电压最初形成时，向无线收发器电路110提供通电复位信号111；和/或(4)电路去加重以将能耗减到最小。
例如，如果来自无线收发器电路110的控制信号112被设置为一种状态(例如，true)，则功率调节电路104向相应的电路106、108和110输出正常电压105和109。否则，电压105截止并且电压109降低为适当的休眠模式的电压(例如但不限于约1.0VDC)。以此方式，持续产生能耗节约，以便保持对本地电源(例如，电容器(未示出))的充电。
优选地，如同以下结合图8-10所论述的。采用适当的功率调节程序通过使微处理器122进入休眠模式(如低功率)和当数据将要被发送时唤醒来帮助节约能耗。因此，这可以允许传感器92在相对低的母线电流下自供电。
例13由电流感测电路106的适当的电流传感器114来测量母线电流96。例如，由一个或两个适当放置的霍尔传感器(未示出)测量电源总线附近的通量密度来测量电源总线电流。通量密度信号115由信号调整电路116适当调整，并且在117输入给无线收发器110。
例14由温度感测电路108的适当的温度电路118测量总线温度94。电路118和其信号调整电路120可以与上述结合例2和图6所讨论的传感器相同或类似。温度信号119由信号处理电路120适当调整，并且在121输入给无线收发器110。
继续参考图7，无线收发器110包括诸如微处理器(μP)122的适当的处理器、包括相应输入端117和121的两个模-数(A/D)转换器124和126，以及适于中断处理器122以从其低功率模式中唤醒的计时器128。初始化(例如，启动)之后，微处理器122进入低功率模式。在输入端117、121的电流和温度信号由A/D转换器124、126分别转换为相应的数字信号并且作为诸如低速率无线信号130的无线信号由无线收发器110从天线132发射。
例15例如，信号130每隔若干分钟传送，以便保存来自调整电路102的能量。
例16远程设备98通过天线134接收无线信号130至相应无线收发器136，而无线收发器136输出信号137来采取相应操作138。
例17操作138可以是适于显示感测的电源总线特性的显示操作。
例18操作138可以是适于对感测的电源总线特性进行告警的标记(例如，告警)操作。
例19操作138可以是基于感测的电源总线特性适于确定电源总线状况是否良好的状况良好操作(wellness action)。作为非限制性例子，可以采用适当的诊断算法、适当的数据挖掘算法或检查表(未示出)，基于记录的历史数据或已知的操作参数以计算电源母线4或相应的开关装置系统(未示出)的状况良好度。
例20操作138可以是基于感测的电源总线特性，适于切断开关装置(未示出)的切断操作。
图8示出由图7的微处理器22执行的软件程序140，尽管如此图6的微处理器88也可采用相同的或者类似的程序采用。微处理器122包括低功率模式，并且程序140适于从低功率模式唤醒，输入感测的电源总线(例如，图1的电源母线4)特性，以制定消息来作为图7的相应无线信号130输出，接着在低功率模式休眠。
在144中，在计时器128的时间间隔期满后，当图7的微处理器122发生中断时，时间启动模式142开始。相应地，在146，微处理器122从低功率模式唤醒。接着，在148，感测的电源总线特性被读取(例如，从A/D转换器124、126)。然后，在150，可以对感测的总线特性进行适当的数据分析。例如，可以将原始的传感器数据转换成温度(例如，8C、8F)值或电流(例如，A)值和/或基于适当的诊断算法(未示出)以及历史数据集合执行电源总线的状态良好操作和/或比较温度或者电流值以预置限定值(未示出)。接着，在152，判定是否发送。例如，该判定可以总是yes(例如，与发送消息相对的低功率休眠模式的工作周期是足够低的，以使得能耗小于中断间隔时间之间获得的总能量)，可以基于变化的幅值或者总线特征的值，和/或可以基于是否存在充足的供电电压。如果不是，则在170继续执行。否则，在154继续执行，该步骤建立适当的消息帧(未示出)用于传送的。然后，在156，微处理器122为无线收发器110的无线设备(radio，未示出)加电并配置其寄存器(未示出)。接着，在158，无线接收器(未示出)开启，并且等待适当的专用信道。然后，在160，无线发射器(未示出)开启，并且消息帧被作为无线信号130发送。接着，在162，无线发射器关闭，并且从接收的无线信号130中接收应答消息(未示出)。接着，在164，检查无线接收器是否接收到任何远程消息(未示出)，如果接收到，则在166进行处理。然后，在168，关闭无线接收器和无线设备(radio)。接着，在170，对下一个时间间隔复位计时器128。最终，在172，微处理器122降低功率并进入低功率休眠模式。
图9示出由图7的微处理器122执行的软件程序180，尽管如此图6的微处理器88也采用相同的或者类似的程序。微处理器122包括事件感测模式142′，该模式代替不必要使用的计时器128启动图8的中断步骤144。在144′，作为感测的变量的适当显著变化(Δ)(例如，来自温度感测电路108的温度变化、来自电流感测电路106的电流变化、来自任何适当的总线特性传感器的感测变量的变化、来自调整电路102来的电源电压变化)，微处理器122发生中断。因而，一个或多个感测的总线特性的显著变化或电源电压的显著增加可以触发无线信号130的发送。例如，这些变化可以由一个或多个电路104、116、120确定并且可以在一个或多个中断线上输入微处理器122。如上结合图8所论述的，无论如何，这使得微处理器122唤醒并且加电。除了不采用的步骤152和170以外，执行类似于图8的连贯步骤146-172。
优选地，采用图8的程序140和图9的180中的一个以便从图7的调整电路102提供相对低的能耗。
图10示出一种由图7的微处理器122执行的软件程序190，尽管如此图6的微处理器88也可以采用相同的或类似的程序。微处理器122包括轮询模式142″，其包括图8的连贯步骤144、146、148、150，该模式在预定的时间间隔之后唤醒并读取感测的总线特性。然而，除非由远程设备(例如，图7的98)请求，否则不发送无线信号。接着，步骤152′确定诸如信标消息(例如，用于从另一无线电设备触发响应)的接收消息是否请求数据。例如，步骤152′可以包括图8的连贯步骤156、158、164、166、168来接收消息并确定是否其请求无线信号130的发送。如果是这样的话，在154′，其采用图7的连贯步骤154、156、158、160、162，无线信号130被发送。这里，程序190在特定的时间间隔之后唤醒微处理器122并且在发送无线信号130之前倾听信标请求数据。否则，如果在152′或在154′之后没有请求，程序190返回休眠状态并在下一个时间间隔的末尾检查另外的信标。
例21以上例7-9中，涉及相对近距离射频“网状网络”(例如，但不限于，Zigbee兼容的、Zigbee遵守的、IEEE 802.15.4、ZensysT、Z-WaveT、Zensys)技术，而其它应用可以采用汽车用远程无线钥匙(RKE)频移键控(FSK)RF主/从技术。这些技术之间的不同是使用网格化技术的节点具有相对“高”能耗的相对较长的周期(例如，相对较高的工作周期)，在所述周期内处理器和无线设备均工作。相反，RKE FSK RF技术采用来自从节点的相对短的单个FSK RF脉冲信号，所述从节点假定主节点总是醒着的并准备接收FSK RF脉冲信号。这样，可以采用诸如图11和12的24′的不同电源，。
图11示出另一种测量总线温度的无线电源总线传感器2′。处理器88′包括低功率模式和程序140′，所述程序140′适于从低功率模式唤醒输入从一个或多个诸如温度传感器44′的传感器感测的电源总线4′的温度特性，并输出相应信号给无线收发器50′以作为无线信号130′发送，以及在低功率模式休眠。电源24′适于从电源总线4′中的电流产生的磁通量供电给传感器44′、无线收发器50′和处理器88′。电源24′包括一个或多个诸如76′的电压。处理器88′适于在204(图13)执行加电复位和响应于电压76′的预定的值(例如至少大约2.8VDC)执行代码。
电源24′包括具有输出端63的线圈8′，该输出端输出交流电压66，电源24′还包括诸如倍压电路68′的电压倍增电路，其具有与线圈输出端63电连接的输入端和具有直流电压69′的输出端，此外，电源24′还包括具有至少一个输出端73′的稳压器72′，输出端73′具有至少一个电压76′。如图12所示，电源稳压器72′包括电路192，其适于监控直流电压69′，并且当直流电压69′低于预定值(例如，但不限于3.5VDC)时使稳压电路194截止。在其它情况下，稳压电路194的EN/(使能)输入端196被降低来启动稳压电路194以提供电压76′。
图13示出由图11的处理器88′执行的程序140′。诸如程序140′的处理软件，可以决定作为从节点的传感器2′在发送之后将休眠，或者可选地，如下结合例23所论述的，可以监控其电源24′并且，类似于节电功能，当电源过低而不能维持操作时关闭。在图13示出的例子中，在210，在198每次发送之后，处理器88′在210进入休眠。而处理器88′在经过内部时间周期后唤醒。图12的电路192确保电容器200、202(图12)的充电(即，Q＝CV)是够充足的，这样，适当地维持了直流电压69′以支持至少一个无线信号130′(图11)的最大距离的发送。
程序140′首先在204确定处理器88′的加电初始化状态并设置标记205。如果在206设置标记205，则在208继续执行，作为响应步骤输入来自传感器44′的感测的电源总线4′的温度特性。该步骤还对标记205清零。接着，在198，由于标记205现在已经复位，程序140′向无线收发器50′输出信号以在步骤210即低功率模式休眠前将该信号作为无线信号130′发送。在其它情况下，为了程序140′的连续循环，在210，处理器88′在输入来自传感器44′的感测的电源总线4′的温度特性并向无线收发器50′输出信号之前在低功率模式休眠，以再次在步骤210低功率模式休眠之前作为无线信号130′发送。
优选地，在步骤210处理器88′适于经过内部计时器(未示出)之后从低功率模式唤醒。
在图13的例子中，在210程序140′适于在如下时机在低功率模式休眠，(a)在208从低功率模式唤醒以进行传感器读取之后，以及(b)在198向无线收发器50′输出以发送单个无线信号130′之后。
例22作为例21和图13的可替代方案，其中在电源24′相对更稳固的情况下，或者在功率输出需要相对较低的情况下，处理器88′可以在两次或更多次发送两个或更多无线信号之后进入休眠。
例23作为例21和22的可替代方案，其中电源24′不能连续地提供例如至少大约2.8VDC时，电路192将使稳压器194截止，结果处理器88′功率下降。当直流电压69′(图12)高于适当的预定值时，则处理器88′将进入加电初始化(图13′的204)并执行代码。在这种情况下，发送的数量将取决于电容器200、202的充电速率。
例24可选地，作为例22的更特殊的例子，程序140′可以适于在210在以下时机在低功率模式休眠，(a)从低功率模式唤醒在208以进行传感器读取之后，(b)在208输入来自传感器44′的第一感测的电源总线4′温度特性之后，(c)向无线收发器50′输出第一相应信号以作为第一无线信号130′发送之后，(d)输入来自传感器44′的第二感测的电源总线44′温度特性之后，(e)向无线收发器50′输出第二相应信号以作为第二无线信号130′发送之后。
尽管无线收发器50、110、50′采用各自的处理器88、122、88′，应当意识到，可以采用是一个或多个模拟、数字和/或基于处理器的电路的组合。
虽然此处为了清楚的公开来示范地显示显示温度、电流或者其他感测信息的操作138，应当意识到，这样的信息可以储存、在硬拷贝上打印、用计算机修改或者与其它数据组合。所有这样的处理过程应当被认为属于这里使用的术语“显示”的范围之内。
对于新的或者更新的应用程序，公开的传感装置2、2′相对地容易安装，因为其位于相应的电源母线4、4′上。
虽然对本发明的特定实施例作了具体描述，本领域的技术人员应当意识到，根据本公开的所有示范，可以开发对这些细节的各种修改和置换。因此，公开的具体装置就本发明的范围来说是说明性的，而不是限制性的，所述范围由所附的所有权利要求给出。
权利要求
1.一种用于包括多种特性的电源总线(4，4′)的传感装置(2，92，2′)，所述传感装置包括机壳(6)；至少一个传感器(44，114、118，44′)，所述至少一个传感器的每一个都适于感测所述电源总线特性；电路(50，110，50′)，适于至少发送一个无线信号(130，130′)；包括低功率模式和程序(140，140′)的处理器(88，122，88′)，所述程序适于从所述低功率模式唤醒，以输入来自所述至少一个传感器的所述电源总线的所述感测的特性，向所述电路输出相应信号以作为所述无线信号发送，并且在所述低功率模式休眠；以及电源(24，100、102、104，24，)，适于从在所述电源总线中流动的电流产生的磁通量为所述至少一个传感器、所述电路和所述处理器供电，所述电源包括至少一个电压(74、76，105、109，76′)。
2.如权利要求1所述的传感装置(2，2′)，其中所述电源(24，242′)包括线圈(8，8，)，该线圈包括具有交流电压(66)的输出端(63)，所述电源还包括电压倍增电路(68，68，)，该电压倍增电路包括与所述线圈电连接的输入端和具有直流电压(69，69，)的输出端，所述电源还包括稳压器(70、72，72′)，所述稳压器包括具有所述至少一个电压(74、76，76′)的至少一个输出端。
3.如权利要求2的传感装置(2′)，其中所述电源(24′)还包含电路(192)，该电路适于监控具有所述直流电压的所述输出端并且当所述直流电压低于预定值时使所述稳压器(72′)截止。
4.如权利要求1的传感装置(2′)，其中所述程序(140′)还适于确定所述处理器的加电初始化状态，并作为响应输入来自所述至少一个传感器(44′)的所述电源总线的所述感测的特性并在所述低功率模式休眠之前向所述电路(50′)输出所述相应信号以作为所述无线信号(130′)发送，在其它情况下，在输入来自所述至少一个传感器的所述电源总线的所述感测的特性并向所述电路输出相应信号之前在所述低功率模式休眠，以再次在所述低功率模式休眠之前作为无线信号发送。
5.如权利要求4的传感装置(2′)，其中所述电源(24′)进一步包含电路(192)，该电路适于监控具有直流电压的所述输出端并当所述直流电压低于预定值时使所述稳压器(72′)；并且，其中所述处理器(88′)适于在预定时间间隔之后从所述低功率模式唤醒。
6.如权利要求1的传感装置(2，2′)，其中所述程序(140，140′)还适于在以下时机在所述低功率模式休眠(a)从所述低功率模式唤醒之后和(b)向所述电路输出单个相应信号作为所述相应信号以作为单个无线信号发送之后。
7.如权利要求1的传感装置(2，2′)，其中所述程序(140，140′)还适于在以下时机在所述低功率模式休眠，(a)从所述低功率模式唤醒之后，(b)输入来自所述至少一个传感器的所述电源总线的第一感测的特性之后，(c)向所述电路输出第一相应信号以作为第一无线信号发送之后，(d)输入来自所述至少一个传感器的所述电源总线的第二感测的特性之后，以及(e)向所述电路输出第二相应信号以作为第二无线信号发送之后。
8.如权利要求1的传感装置(2)，其中所述程序(140)还适于制定消息以作为相应信号向所述电路输出。
9.如权利要求8的传感装置(2)其中所述程序(140)还适于(152)基于所述电源总线的所述感测特性的预定变化，确定是否将所述消息作为所述相应信号向所述电路输出。
10.如权利要求8的传感装置(2)，其中所述电路还适于将第一无线信号(130)作为所述无线信号发送并接收第二无线信号(164)；并且，其中所述程序(140)还适于处理(166)来自所述接收的第二无线信号的接收消息。
11.如权利要求10的传感装置(2)，其中所述程序(190)还适于响应所述接收消息向所述电路输出(154′)发送消息作为所述相应信号。
12.如权利要求1的传感装置(2)，其中所述处理器还适于响应所述电源总线的所述感测的特性的预定变化从所述低功率模式唤醒。
13.如权利要求1的传感装置(2)，其中所述至少一个传感器是单个传感器(44)；并且其中所述机壳包含第一印刷电路板(48)，所述第一印刷电路板包括所述单个传感器，所述机壳还包含第二印刷电路板(50)，所述第二印刷电路板包括适于至少发送无线信号的所述电路。
14.如权利要求13的传感装置(2)，其中所述第二印刷电路板是包括天线输出端(60)的无线收发器电路板(50)；其中适于至少发送无线信号的所述电路包含所述第一印刷电路板上由印刷导线(58)形成的天线；并且，其中所述第一印刷电路板包括将所述印制导体和所述无线收发器电路板的天线输出端进行电连接的连接器(62)。
15.如权利要求1的传感装置(2)，其中所述电源总线的所述特性包括所述电源总线的温度(94)，其中所述至少一个传感器是适于感测所述电源总线温度的温度传感器(118)。
16.如权利要求1的传感装置(2)，其中所述电源总线的所述特性包括在所述电源总线内流动的电流(96)，并且其中所述至少一个传感器包含两个适于感测所述电流的霍尔检测器(114)。
17.如权利要求1的传感装置(2)，其中所述电路适于将所述无线信号作为远程无线钥匙频移键控射频信号来发送。
18.如权利要求1的传感装置(2)，其中所述无线信号适于切断开关装置。
19.如权利要求1的传感装置(2)，其中所述无线信号适于对于所述电源总线的感测的特性进行告警。
20.如权利要求1的传感装置(2)，其中所述无线信号适于显示所述电源总线特性的感测的特性。
全文摘要
一种用于包括多个特性的电源总线(4)的传感装置(2)。该传感装置包括机壳(6)；一个或多个传感器(44)，每个都适于感测电源总线的特性；以及适于发送或接收无线信号(130)的电路(50)。处理器(88)包括低功率模式和程序(140)，该程序适于从低功率模式唤醒，以输入从一个或多个传感器感测的特性，向电路输出相应信号以作为无线信号发送，以及在低功率模式休眠。电源(24)适于从流经电源总线的电流产生的磁通量供电给传感器、电路和处理器。电源包括一个或多个电压(74，76)。
文档编号G01R15/18GK1828311SQ200610059259
公开日2006年9月6日 申请日期2006年1月19日 优先权日2005年1月19日
发明者R·P·什瓦奇, J·J·马茨科, M·G·索洛文森, C·J·利布基, J·C·恩格尔 申请人:伊顿公司