CN102236687A - 断电保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种断电保护装置，其包括断路器、电力感测单元、处理单元与致动器。电力感测单元用以侦测一电源所提供的电力。处理单元用以分析电力是否异常。当电力异常时，致动器用以致动断路器以将电源与电器电性隔离。本发明断电保护装置主动侦测交流电并分析电力是否异常，藉以提升整体的反应速度与精确度，实现智慧型断电监控；以及该断电保护装置可外接控制系统以实现网络监控。

Description

断电保护装置

技术领域

本发明涉及一种保护装置，特别是涉及一种断电保护装置。

背景技术

近年来由于工商发达、社会进步，相对提供的产品亦主要针对便利、确实、经济实惠为主旨，因此，当前开发的产品亦比以往更加进步，而得以贡献社会。

在电子产品方面，断电保护器(BREAKER)为一种过电流保护的装置，可使用于室内配线上使用的总开关与分电流控制开关(ON/OFF POWER)，亦可用于保护电器的重要元件，主要用作短路保护和防止严重超载。然而，现行断电保护器多以金属热变形方式断电，其反应速度慢精确度低，难以判断用电正常与否。

由此可见，上述现有的断电保护器，显然仍存在不便与缺陷，而有待加以进一步改进。为了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的方式被发展完成。因此，如何能更有效率地提升断电保护器的反应速度与精确度，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。

由此可见，上述现有的断电保护器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的断电保护装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的断电保护器存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的断电保护装置，能够改进一般现有的断电保护器，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的断电保护器存在的缺陷，而提供一种新型的断电保护装置，所要解决的技术问题是使其主动侦测交流电并分析电力是否异常，藉以提升整体的反应速度与精确度，实现智慧型断电监控；并可外接控制系统以实现网络监控，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种断电保护装置，其特征在于至少包含：一断路器，电性连接一电源；一电力感测单元，用以侦测该电源所提供的电力；一处理单元，用以分析该电力是否异常；以及一致动器，电性连接该处理单元，用以当该电力异常时，致动该断路器以将该电源与一电器电性隔离。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的断电保护装置，其中所述的电源为一交流电源用以供应交流电，该电力感测单元为一电流感测器或一电压感测器，其中该电流感测器用以侦测该交流电的电流值，该电压感测器用以侦测该交流电的电压值，当该交流电的电流值超过一预定电流值或该交流电的电压值超过一预定电压值时，该处理单元判定该电力异常。

前述的断电保护装置，其中所述的电源为一直流电源用以供应直流电，该电力感测单元为一电流感测器或一电压感测器，其中该电流感测器用以侦测该直流电的电流值，该电压感测器用以侦测该直流电的电压值，当该直流电的电流值超过一预定电流值或该直流电的电压值超过一预定电压值时，该处理单元判定该电力异常。

前述的断电保护装置，其中所述的致动器为一电磁阀。

前述的断电保护装置，其中所述的电磁阀包含：一铁心；以及一线圈环绕该铁心，其中当该电力异常时，该处理单元对该线圈施予电流，俾使该铁心撞击该断路器。

前述的断电保护装置，其中所述的断路器包含：一电源输出部，用以供该电器电性连接；一开关部，用以供该电源电性连接；一第一弹片，连接该开关部；以及一第二弹片，连接该电源输出部，其中当该第一、第二弹片受到撞击前彼此相连，当该第一、第二弹片受到撞击时会彼此分离。

前述的断电保护装置，其中所述的断电保护装置，其中该处理单元纪录一断电资料，该断电资料包含该断路器被致动的次数以及该电源供电给该电器的时间。

前述的断电保护装置，其中更包含：一传输介面，连接一控制系统；至少一光耦合器，连接该传输介面与该处理单元，其中该处理单元接收该控制系统的资料及设定并将该断电资料回传给该控制系统。

前述的断电保护装置，其中当该电力异常时，该处理单元计算本次电力异常与上次电力异常的时间间隔；当该时间间隔低于一预定时间时，该处理单元驱动该致动器。

综上所述，本揭示内容的技术方案与先前技术相比具有明显的优点和有益效果。为达到上述目的，本揭示内容的一态样是在提供一种断电保护装置，用于改善先前技术的缺失。本发明断电保护装置包含断路器、电力感测单元、处理单元与致动器。在结构上，断路器电性连接一电源，致动器电性连接处理单元。于使用时，电力感测单元用以侦测电源所提供的电力，处理单元用以分析电力是否异常，当电力异常时，致动器用以致动断路器以将电源与电器电性隔离。

上述电源为一交流电源用以供应交流电，电力感测单元可为一电流感测器与/或一电压感测器。电流感测器用以侦测交流电的电流值；电压感测器用以侦测交流电的电压值。当交流电的电流值超过一预定电流值与/或交流电的电压值超过一预定电压值时，处理单元判定电力异常。

或者，上述电源为一直流电源用以供应直流电，电力感测单元可为一电流感测器与/或一电压感测器。电流感测器用以侦测直流电的电流值；电压感测器用以侦测直流电的电压值。当直流电的电流值超过一预定电流值与/或直流电的电压值超过一预定电压值时，处理单元判定电力异常。

上述致动器可为电磁阀，其中电磁阀包含铁心与线圈。在结构上，线圈环绕铁心。于使用时，当电力异常时，处理单元对线圈施予电流，俾使铁心撞击断路器。

上述断路器可包含电源输出部、开关部、第一弹片与第二弹片。在结构上，第一弹片连接开关部，第二弹片连接电源输出部。于使用时，电源输出部用以供电器电性连接，开关部用以供电源电性连接；当第一、第二弹片受到撞击前彼此相连，当第一、第二弹片受到撞击时会彼此分离。

上述处理单元可用以纪录断电资料，断电资料包含断路器被致动的次数以及电源供电给电器的时间。

上述断电保护装置亦可包含一传输介面与至少一光耦合器。在结构上，传输介面连接控制系统，光耦合器连接传输介面与处理单元。于使用时，处理单元接收控制系统的资料及设定并将断电资料回传给控制系统。

每当电力异常时，处理单元可计算本次电力异常与上次电力异常的时间间隔；当时间间隔低于一预定时间时，处理单元驱动致动器。

藉由上述技术方案，可达到相当的技术进步，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点及有益效果：

1.断电保护装置主动侦测交流电并分析电力是否异常，藉以提升整体的反应速度与精确度，实现智慧型断电监控；以及

2.断电保护装置可外接控制系统以实现网络监控。

以下将以实施方式对上述的说明做详细的描述，并对本揭示内容的技术方案提供更进一步的解释。

综上所述，本发明是有关于一种断电保护装置，其包括断路器、电力感测单元、处理单元与致动器。电力感测单元用以侦测一电源所提供的电力。处理单元用以分析电力是否异常。当电力异常时，致动器用以致动断路器以将电源与电器电性隔离。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例的一种断电保护装置的方块图。

图2是图1的断电保护装置的电路图。

图3A是图1的致动器撞击断路器前的示意图。

图3B是图1的致动器撞击断路器后的示意图。

100：断电保护装置

110：电力感测单元

111、112：输入端

113、114：输入端

120：致动器

121：铁心

122：线圈

123、124：端

130：断路器

131、132：弹片

133：开关部

134：电源输出部

140：处理单元

150：控制系统

151：传输介面

152、153：光耦合器

161：整流电路

162：稳压电路

200：电源

210：电器

220：网络

C1～C5：电容器

D1、D2、D4：二极体

D3：齐纳二极体

R1～R5：电阻器

Q1：双极性电晶体

Q2：金属氧化物半导体

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的断电保护装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，可参照所附的图式及以下所述的实施例，图式中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。

图1是依照本揭示内容一实施例的一种断电保护装置100的方块图。如图1所示，断电保护装置100包含电力感测单元110、致动器120、断路器130与处理单元140。在结构上，电源200电性连接电力感测单元110、断路器130及处理单元140，处理单元140电性连接致动器120。

于使用时，电力感测单元110用以侦测电源200所提供的电力，处理单元140用以分析电力是否异常，当电力异常时，致动器120用以致动断路器130以将电源200与电器210电性隔离，使得电源200所提供的电力暂时不会供给电器210，以保护电器210安全。

上述电源200可为交流电网，其提供的交流电为市电。电器210可为电器用品、电具、电子产品或其他电子装置。

上述电源200可为一交流电源用以供应交流电，电力感测单元110可为一电流感测器与/或一电压感测器。电流感测器用以侦测交流电的电流值；电压感测器用以侦测交流电的电压值。当交流电的电流值超过一预定电流值与/或交流电的电压值超过预定电压值时，处理单元140判定电力异常，其中的预定电流值、预定电压值可由系统管理者、设计者或其他人员视实际应用弹性调整其大小。

或者，上述电源200可为一直流电源用以供应直流电，电力感测单元110可为一电压感测器与/或一电流感测器。电流感测器用以侦测直流电的电流值；电压感测器用以侦测直流电的电压值。当直流电的电流值超过一预定电流值与/或直流电的电压值超过一预定电压值时，处理单元140判定电力异常，其中的预定电流值、预定电压值可由系统管理者、设计者或其他人员视实际应用弹性调整其大小。

另外，处理单元140可用以纪录断电资料，断电资料包含断路器130被致动的次数以及电源200供电给电器的时间。

断电保护装置100可连接至控制系统150，控制系统150可连接网络220。于使用时，处理单元140可接收控制系统150的资料及设定并将断电资料回传给控制系统150。远端管理者可透过网络220从控制系统150取得断电资料。

举例来说，控制系统150可为电脑、手机等类似装置。网络220可为区域网络或其他有线或无线网络。

每当电源200所提供的电力的电力异常时，处理单元140可计算本次电力异常与上次电力异常的时间间隔。当时间间隔低于预定时间时，处理单元140可驱动致动器120，于是致动器120致动断路器130，断路器130将电源200与电器210电性隔离。此一预定时间可由系统管理者、设计者或其他人员视实际应用弹性调整其长短。

图2是图1的断电保护装置100的电路图。如图2所示，断电保护装置100亦可包含传输介面151与光耦合器152、153。在结构上，传输介面151连接控制系统150(图2未示)，光耦合器152、153连接传输介面151与处理单元140。于使用时，处理单元140接收控制系统150的资料及设定并将断电资料回传给控制系统150。

举例来说，传输介面151可为RS-232介面，以便于进行非同步数据传输。或者，传输介面151可为其他有线或无线的传输装置。

电力感测单元110具有两输入埠111、112。在结构上，输入埠111、112连接电源200(图2未示)，电力感测单元110经由电阻器R5与电容器C4、C5所成的电路连接至处理单元140。于使用时，电源200所提供的电力经由输入埠111、112输入后，电力感测单元110将侦测交流电的资料交给处理单元140分析。

举例来说，处理单元140可为8051处理器，实作方便。或者，处理单元140可为微处理器、中央处理单元、处理模组或处理元件。在其他实施例中，处理单元140与控制系统150亦可整合成同一个装置。

断电保护装置100亦可包含整流电路161、稳压电路162、双极性电晶体Q1与金属氧化物半导体Q2。于图2中，整流电路161由二极体D1、D2与电容器C1、C2所构成，稳压电路162由电阻器R1、齐纳二极体D3与电容器C3所构成。

在结构上，电源200可经由两输入埠113、114电性连接至整流电路161，整流电路161电性连接稳压电路162，稳压电路162电性连接双极性电晶体Q1及金属氧化物半导体Q2，金属氧化物半导体Q2电性连接致动器120。输入埠113、114与输入埠111、112可设计在同一个回路，以便于连接到电源200。

于使用时，整流电路161将交流电转换成直流电。直流电经由稳压电路162降压后，再由电阻器R2、R3分压以提供至双极性电晶体Q1与金属氧化物半导体Q2。当处理单元140分析出电力异常时，则控制双极性电晶体Q1导通，使得金属氧化物半导体Q2随的导通，藉以驱动致动器120，使得致动器120撞击断路器130，于是断路器130将电源200与电器210(图2未示)电性隔离。

图3A是致动器120撞击断路器130前的示意图，图3B是致动器120撞击断路器130后的示意图。于图3A、图3B中，致动器120为电磁阀，电磁阀包含铁心121与线圈122。在结构上，线圈122环绕铁心121。于使用时，当电力异常时，处理单元140对线圈122施予电流，俾使铁心121撞击断路器130。

断路器130可包含第一弹片131第二弹片132、电源输出部134与开关部133。在结构上，第一弹片131连接开关部133，第二弹片132连接电源输出部134。

于使用时，电源输出部134用以供上述电器210(图3A、图3B未示)电性连接，开关部133用以供上述电源200(图3A、图3B未示)电性连接。

如图3A所示，当第一弹片131与第二弹片132受到撞击前，第一、第二弹片131、132彼此相连，使得电源200可透过断路器130供电给电器210。

如图3B所示，当第一、第二弹片131、132受到撞击时会彼此分离，使得电源200无法透过断路器130供电给电器210，以达到断电的目的。

除了电磁阀以外，于其他实施例中，致动器120可为弹出机构、偏心马达或其他足以致动断路器130的装置。

综上所述，本揭示内容的断电保护装置不仅实现了智慧型断电监控，亦可连接电脑系统达到智慧型网络监控。实务上，此断电保护装置可应用在数位家庭管理、智慧大楼管理或大电力应用设备，在灾害的防护上会更加快速有效切断电力。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种断电保护装置，其特征在于至少包含：

一断路器，电性连接一电源；

一电力感测单元，用以侦测该电源所提供的电力；

一处理单元，用以分析该电力是否异常；以及

一致动器，电性连接该处理单元，用以当该电力异常时，致动该断路器以将该电源与一电器电性隔离。

2.根据权利要求1所述的断电保护装置，其特征在于其中所述的电源为一交流电源用以供应交流电，该电力感测单元为一电流感测器或一电压感测器，其中该电流感测器用以侦测该交流电的电流值，该电压感测器用以侦测该交流电的电压值，当该交流电的电流值超过一预定电流值或该交流电的电压值超过一预定电压值时，该处理单元判定该电力异常。

3.根据权利要求1所述的断电保护装置，其特征在于其中所述的电源为一直流电源用以供应直流电，该电力感测单元为一电流感测器或一电压感测器，其中该电流感测器用以侦测该直流电的电流值，该电压感测器用以侦测该直流电的电压值，当该直流电的电流值超过一预定电流值或该直流电的电压值超过一预定电压值时，该处理单元判定该电力异常。

4.根据权利要求1所述的断电保护装置，其特征在于其中所述的致动器为一电磁阀。

5.根据权利要求4所述的断电保护装置，其特征在于其中所述的电磁阀包含：

一铁心；以及

一线圈，环绕该铁心，其中当该电力异常时，该处理单元对该线圈施予电流，俾使该铁心撞击该断路器。

6.根据权利要求5所述的断电保护装置，其特征在于其中所述的断路器包含：

一电源输出部，用以供该电器电性连接；

一开关部，用以供该电源电性连接；

一第一弹片，连接该开关部；以及

一第二弹片，连接该电源输出部，其中当该第一、第二弹片受到撞击前彼此相连，当该第一、第二弹片受到撞击时会彼此分离。

7.根据权利要求1所述的断电保护装置，其特征在于其中所述的断电保护装置，其中该处理单元纪录一断电资料，该断电资料包含该断路器被致动的次数以及该电源供电给该电器的时间。

8.根据权利要求7所述的断电保护装置，其特征在于其中更包含：

一传输介面，连接一控制系统；

至少一光耦合器，连接该传输介面与该处理单元，其中该处理单元接收该控制系统的资料及设定并将该断电资料回传给该控制系统。

9.根据权利要求1所述的断电保护装置，其特征在于当该电力异常时，该处理单元计算本次电力异常与上次电力异常的时间间隔；当该时间间隔低于一预定时间时，该处理单元驱动该致动器。

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