CN105262354A - 交流电源侦测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种交流电源侦测装置，包括第一地端、第二地端、分压单元及第一电阻器。第一地端具有交流电压。第二地端具有接地电压，其中第二地端与第一地端之间具有电压差。分压单元电连接于第一地端与第二地端之间，用以根据交流电压产生交流分压于分压单元的输出端。第一电阻器电连接于分压单元的输出端与第二地端之间。本发明的交流电源侦测装置通过分压单元的分压特性，可以从第一地端(一次侧地端)与第二地端(二次侧地端)的分压输出点产生交流讯号，然后供微控制器即时判断是否发生断电情形，进而控制目标装置立即执行紧急处理操作。
Description
技术领域
本发明是有关于一种侦测装置，且特别是有关于一种交流电源侦测装置。
背景技术
电源供应装置或电源系统是一种常见的电子装置，其用以提供电源给目标装置(例如电脑、家电等)，藉以驱动目标装置。一般来说，正常的交流电源的电压范围为介于90伏特至264伏特，如果电源系统提供的电压不稳时，例如低于90伏特，将可能导致目标装置的操作异常或损坏。因此，为了解决这个问题，通常是在电源系统与目标装置之间设置一个电源侦测线路。
请参照图1，图1为一种已知的交流电源侦测装置的电路结构示意图。交流电源侦测装置100主要是由分压单元110、开关120、光耦合单元130与侦测元件140所构成。分压单元110包含串接的三个电阻器111,112,113，其一端用以接收输入电压Vin，而另一端则耦接至参考地151。开关120用以根据分压单元110提供的分压准位控制其的导通/截止(ON/OFF)状态，进而控制流经光耦合单元130的发光二极管131的电流。光耦合单元130的光偶元件132用以根据流经发光二极管131的电流，以控制其的导通/截止状态，进而控制输出至侦测元件140的电压准位。侦测元件140用以根据来自光偶元件132的电压准位控制其的输出准位。此外，光偶元件132经由电阻器135耦接至大地152。
当交流电源供应器101突然断电或电压不稳时，亦即输入电压Vin由高准位(High)变为低准位(Low)时，此时分压单元110提供至开关120的控制端的分压准位也会由高准位变为低准位，接着开关120会变为截止状态，而流经光偶元件132的电压准位也会由高准位变为低准位，进而使侦测元件140的输入电压准位由高准位变为低准位，即可得知有电源不正常的情形。
然而，依照图1的习知交流电源侦测装置100，当交流电源供应器101突然断电时，由于电容器105还储存有电荷，侦测元件140必须等到电容器105放完电后才会得知交流电源供应器101发生断电情形，导致无法即时通知微控制器150执行对应的紧急处理操作。换言之，习知交流电源侦测装置100不具有即时侦测机制，必须等到电容器105放完电才会有所反应。再者，依照图1的交流电源侦测装置100，由于使用的电子元件较多且电路架构较为复杂，因此成本也相对较高。
因此，有必要设计一种新的交流电源侦测装置，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提出一种交流电源侦测装置，具有可即时侦测及降低成本的优点。
为达上述目的，本发明一种交流电源侦测装置，包括：
第一地端，具有交流电压；
第二地端，具有接地电压，其中该第二地端与该第一地端之间具有电压差；
分压单元，电连接于该第一地端与该第二地端之间，用以根据该交流电压产生交流分压于该分压单元的输出端；以及
第一电阻器，电连接于该分压单元的该输出端与该第二地端之间。
较佳的，该分压单元包含至少两个电容器，且该两个电容器串接于该第一地端与该第二地端之间。
较佳的，该分压单元包含至少两个电阻器，且该两个电阻器串接于该第一地端与该第二地端之间。
较佳的，该第一地端耦接电源系统的一次侧地端，该第二地端耦接该电源系统的二次侧地端，该电源系统包括：
交流电源供应器，用以提供交流输入电压；
整流电路，用以对该交流输入电压执行整流处理；
电容器，用以对该交流输入电压执行滤波处理并产生输入电压；
变压器，包含初级绕组、次级绕组及辅助绕组，其中该初级绕组用以接收该输入电压；
开关，耦接于该初级绕组与该一次侧地端之间；
第一整流滤波电路，耦接该二次侧地端，用以对该次级绕组感应的前置输出电压执行整流滤波处理，以产生输出电压；
第二整流滤波电路，用以对该辅助绕组的感应电压执行整流滤波处理，以产生电源电压；
反馈电路，用以根据该输出电压产生反馈讯号；以及
开关控制电路，用以接收该电源电压并根据该反馈讯号产生控制讯号以控制该开关的导通/截止状态。
较佳的，还包括整流单元，该整流单元电连接于该分压单元的该输出端与该第二地端之间，用于接收该交流分压并将该交流分压转换为直流电压。
较佳的，该整流单元包括：
二极管，其输入端耦接该分压单元的该输出端，其输出端电连接微控制器；
电容器，耦接于该二极管的输出端与该第二地端之间；以及
第二电阻器，该第二电阻器与该电容器并联且耦接于该二极管的输出端与该第二地端之间。
较佳的，该微控制器电连接目标装置，该微控制器用以根据该直流电压的电压准位控制该目标装置执行紧急处理操作。
较佳的，当来自该第一地端的该交流电压由高准位变为低准位时，该分压单元输出的该交流分压也会由高准位变为低准位，使得该整流单元输出的该直流电压由高准位变为低准位，该微控制器用以根据该直流电压的电压准位控制该目标装置执行紧急处理操作。
较佳的，该分压单元的该输出端电连接微控制器，该微控制器电连接目标装置，该微控制器用以根据该交流分压的电压准位控制该目标装置执行紧急处理操作。
较佳的，当来自该第一地端的该交流电压由高准位变为低准位时，该分压单元输出的该交流分压也会由高准位变为低准位，该微控制器根据该交流分压的电压准位的变化控制该目标装置执行紧急处理操作。
与现有技术相比，本发明提供一种交流电源侦测装置，包括第一地端、第二地端、分压单元及第一电阻器。第一地端具有交流电压。第二地端具有接地电压，其中第二地端与第一地端之间具有电压差。分压单元电连接于第一地端与第二地端之间，用以根据交流电压产生交流分压于分压单元的输出端。第一电阻器电连接于分压单元的输出端与第二地端之间，即本发明的交流电源侦测装置通过分压单元的分压特性，可以从第一地端(一次侧地端)与第二地端(二次侧地端)的分压输出点产生交流讯号，然后供微控制器即时判断是否发生断电情形，进而控制目标装置立即执行紧急处理操作。
附图说明
图1为一种已知的交流电源侦测装置的电路结构示意图；
图2A为本发明第一较佳实施例的交流电源侦测装置的电路结构示意图；
图2B为本发明第二较佳实施例的交流电源侦测装置的电路结构示意图；
图3为本发明较佳实施例的电源系统的电路结构示意图；以及
图4为本发明另一较佳实施例的交流电源侦测装置的电路结构示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。
请同时参照图2A与图3，图2A为本发明第一较佳实施例的交流电源侦测装置的电路结构示意图，以及图3为本发明较佳实施例的电源系统的电路结构示意图。
如图2A所示，本发明的交流电源侦测装置200包括分压单元210与电阻器220。分压单元210电连接于第一地端251与第二地端252之间，用以根据来自第一地端251的交流电压Vac产生交流分压VDIV于分压单元210的输出端。电阻器220电连接于分压单元210的输出端与第二地端252之间。在本实施例中，第一地端251耦接至如图3所示的电源系统300的一次侧地端(参考地)351，而第二地端252耦接至如图3所示的电源系统300的二次侧地端(大地)352，其中第一地端251具有交流电压Vac，第二地端252具有接地电压GND，并且第一地端251与第二地端252之间具有电压差。
在本实施例中，如图2A所示，分压单元210较佳是由至少两个电容器串联形成，例如，由电容器211与电容器212串接形成，且电容器211与电容器212耦接于第一地端251与第二地端252之间，其中交流分压VDIV是由电容器211与电容器212的分压输出点P1产生。此外，电容器211与电容器212的电容值分别可设计为相同或不同，换言之，可通过调整电容器211与电容器212的电容值来获得所需的交流分压VDIV。
在图2A的较佳实施例中，分压单元210是由至少两个电容器(电容器211与电容器212)串接形成，然并非限于此，例如分压单元210也可以是由其他电子元件所组成，只要能提供交流分压VDIV就可。如图2B所示，图2B为本发明第二较佳实施例的交流电源侦测装置的电路结构示意图。第二实施例与第一实施例的差异在于，第二实施例的交流电源侦测装置201的分压单元215是以至少两个串接的电阻器，例如电阻器216与电阻器217取代第一实施例的电容器211与电容器212，其中交流分压VDIV是由电阻器216与电阻器217的分压输出点P2产生。同样地，电阻器216与电阻器217的电阻值分别可设计为相同或不同，亦即可通过调整电阻器216与电阻器217的电阻值来获得所需的交流分压VDIV。
图3所示为本发明较佳实施例的电源系统300，供与本发明的交流电源侦测装置配合使用。如图3所示，电源系统300包括交流电源供应器301、整流电路302、电容器303、变压器320、开关325、开关控制电路330、反馈电路340、第一整流滤波电路370及第二整流滤波电路380。整流电路302及电容器303用来对交流电源供应器301所提供的交流输入电压Vac执行整流滤波处理以产生输入电压Vin，且其一端分别耦接一次侧地端351。变压器320包含初级绕组321、次级绕组322及辅助绕组323，其中初级绕组321用以接收输入电压Vin。第一整流滤波电路370的正输出端耦接反馈电路340，其负输出端耦接二次侧地端352，第一整流滤波电路370用来对次级绕组322感应的前置输出电压Vop执行整流滤波处理，以产生输出电压Vout并馈送至反馈电路340。反馈电路340根据输出电压Vout产生反馈讯号Sfb并回授至开关控制电路330。第二整流滤波电路380用来对辅助绕组323的感应电压执行整流滤波处理，以产生电源电压Vcc供应至开关控制电路330。开关控制电路330根据反馈讯号Sfb产生控制讯号Sc以控制开关325的导通/截止状态，进而控制流经初级绕组321的电流。此外，开关325经由电阻器335耦接至一次侧地端351。简言之，上述一次侧地端351指电源系统300的电压输入侧(如图3的变压器320的电压输入端)的接地端，而二次侧地端352指电源系统300的电压输出侧(如图3的变压器320的电压输出端)的接地端。
请同时参照图2A及图3，由于第一地端251耦接至如图3所示的电源系统300的一次侧地端351，而第二地端252耦接至如图3所示的电源系统300的二次侧地端352，因此第一地端251的电压值会随着交流电压Vac而变化，而第二地端252耦接大地故其电压值为0伏特，使得第一地端251与第二地端252之间会保持有电压差。此外，在本实施例中，微控制器250为一种可处理交流分压VDIV的微控制器。
如图2A所示，于操作中，当来自第一地端251的交流电压Vac由高准位变为低准位时，分压单元210输出的交流分压VDIV也会由高准位变为低准位。接着，微控制器250根据交流分压VDIV的电压准位变化发现此时可能发生断电情形后，微控制器250会立即通知后端的目标装置260执行对应的紧急处理操作，以避免因断电造成目标装置260的损坏或资料遗失等。
由上述可知，因本发明的交流电源侦测装置200不具有习知交流电源侦测装置100的电容器105，而是通过电阻器220直接放电，因此可即时得知交流电源供应器101发生断电情形，并立即通知目标装置260执行对应的紧急处理操作。此外，相较于习知交流电源侦测装置100，本发明的交流电源侦测装置200不只具有即时侦测机制，而且更具省电效果。
请参照图4，图4为本发明另一较佳实施例的交流电源侦测装置的电路结构示意图。如图4所示，其与前述较佳实施例的差异在于，本实施例的交流电源侦测装置400增加了整流单元430。此外，在本实施例中，微控制器350为一种可处理直流电压VDC的微控制器。
整流单元430电连接于分压单元210的输出端与第二地端252之间，用于接收交流分压VDIV并将交流分压VDIV转换为直流电压VDC。整流单元430较佳是由二极管431、电容器432与电阻器433所组成。二极管431的输入端耦接电阻器220的一端以接收交流分压VDIV，而二极管431的输出端电连接微控制器350。电容器432与电阻器433并联，且耦接于二极管431的输出端与电阻器220的另一端之间。
如图4所示，于操作中，当来自第一地端251的交流电压Vac由高准位变为低准位时，分压单元210输出的交流分压VDIV也会由高准位变为低准位，进而使整流单元430输出的直流电压VDC由高准位变为低准位。当微控制器350接收到直流电压VDC由高准位变为低准位时，微控制器350判断此时可能发生断电情形并立即通知后端的目标装置360执行对应的紧急处理操作，以避免因断电造成目标装置360的损坏或资料遗失等。
综上所述，本发明的交流电源侦测装置通过分压单元的分压特性，例如使用至少两个电容器或电阻器串联分压特性，可以从第一地端(一次侧地端)与第二地端(二次侧地端)的分压输出点产生交流讯号，然后供微控制器即时判断是否发生断电情形，进而控制目标装置立即执行紧急处理操作。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种交流电源侦测装置，其特征在于，包括：
第一地端，具有交流电压；
第二地端，具有接地电压，其中该第二地端与该第一地端之间具有电压差；
分压单元，电连接于该第一地端与该第二地端之间，用以根据该交流电压产生交流分压于该分压单元的输出端；以及
第一电阻器，电连接于该分压单元的该输出端与该第二地端之间。
2.如权利要求1所述的交流电源侦测装置，其特征在于，该分压单元包含至少两个电容器，且该两个电容器串接于该第一地端与该第二地端之间。
3.如权利要求1所述的交流电源侦测装置，其特征在于，该分压单元包含至少两个电阻器，且该两个电阻器串接于该第一地端与该第二地端之间。
4.如权利要求2或3所述的交流电源侦测装置，其特征在于，该第一地端耦接电源系统的一次侧地端，该第二地端耦接该电源系统的二次侧地端，该电源系统包括：
交流电源供应器，用以提供交流输入电压；
整流电路，用以对该交流输入电压执行整流处理；
电容器，用以对该交流输入电压执行滤波处理并产生输入电压；
变压器，包含初级绕组、次级绕组及辅助绕组，其中该初级绕组用以接收该输入电压；
开关，耦接于该初级绕组与该一次侧地端之间；
第一整流滤波电路，耦接该二次侧地端，用以对该次级绕组感应的前置输出电压执行整流滤波处理，以产生输出电压；
第二整流滤波电路，用以对该辅助绕组的感应电压执行整流滤波处理，以产生电源电压；
反馈电路，用以根据该输出电压产生反馈讯号；以及
开关控制电路，用以接收该电源电压并根据该反馈讯号产生控制讯号以控制该开关的导通/截止状态。
5.如权利要求1所述的交流电源侦测装置，其特征在于，还包括整流单元，该整流单元电连接于该分压单元的该输出端与该第二地端之间，用于接收该交流分压并将该交流分压转换为直流电压。
6.如权利要求5所述的交流电源侦测装置，其特征在于，该整流单元包括：
二极管，其输入端耦接该分压单元的该输出端，其输出端电连接微控制器；
电容器，耦接于该二极管的输出端与该第二地端之间；以及
第二电阻器，该第二电阻器与该电容器并联且耦接于该二极管的输出端与该第二地端之间。
7.如权利要求6所述的交流电源侦测装置，其特征在于，该微控制器电连接目标装置，该微控制器用以根据该直流电压的电压准位控制该目标装置执行紧急处理操作。
8.如权利要求7所述的交流电源侦测装置，其特征在于，当来自该第一地端的该交流电压由高准位变为低准位时，该分压单元输出的该交流分压也会由高准位变为低准位，使得该整流单元输出的该直流电压由高准位变为低准位，该微控制器用以根据该直流电压的电压准位控制该目标装置执行紧急处理操作。
9.如权利要求1所述的交流电源侦测装置，其特征在于，该分压单元的该输出端电连接微控制器，该微控制器电连接目标装置，该微控制器用以根据该交流分压的电压准位控制该目标装置执行紧急处理操作。
10.如权利要求9所述的交流电源侦测装置，其特征在于，当来自该第一地端的该交流电压由高准位变为低准位时，该分压单元输出的该交流分压也会由高准位变为低准位，该微控制器根据该交流分压的电压准位控制该目标装置执行紧急处理操作。
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