CN106159578B - 无火花插座 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无火花插座。无火花插座包括插座、传感模块、控制器以及开关模块。传感模块包括发射器及接收器。发射器用以发出红外光。接收器用以经由导光元件组与插座内的插槽的穿透孔以接收发射器所发出的红外光，并据以产生感测结果。控制器耦接至传感模块以接收感测结果，且耦接市电系统。开关模块耦接在插座及控制器之间以自控制器接收由市电系统所提供的交流电源，且受控于控制器以传送交流电源至插座。控制器根据感测结果来判断插头是否插入插座，并据以导通或关断开关模块。本发明可避免插头的插脚在接触到或抽离出插座的瞬间产生火花，以增加用电的安全性。
Description
技术领域
本发明是有关于一种插座，且特别是有关于一种无火花插座。
背景技术
一般常见的插座结构如图1、图2所示。此插座结构包含有一壳体1。壳体1设有互相平行的两插孔2以及至少一基座单元3。基座单元3设有二限位槽(limiting slot)4。各限位槽4设有相对由导电材料制成的第一夹片(clip)5a及第二夹片5b。第一夹片5a与第二夹片5b的中间处朝内侧弯折使第一夹片5a、第二夹片5b之间的距离缩小而构成夹接部5c。第一夹片5a、第二夹片5b远离该插孔2的一端相连接形成接电端6。接电端6用以连接市电。而第一夹片5a、第二夹片5b邻近插孔2的一端形成一张开的插接口7。插接口7与插孔2相对应。
藉此，使用者可将插头8与此插座结构相结合。如此一来，可提供电力至与插头8相连接的一电器产品。当插头8以相平行且呈片状的二插脚9通过二插孔2而插入插接口7，并伸入到使插头8受到基座单元3的一前壁面抵制时，各插脚9受第一夹片5a、第二夹片5b的夹接部5c共同夹制，使市电的电力经由第一夹片5a、第二夹片5b导接至插头8的二插脚9而构成导通状况。
然而，当使用者将插头8的二插脚9通过插孔2而插入或拔出插接口7时，插头8的二插脚9在接触到或抽离出第一夹片5a、第二夹片5b的瞬间极易产生火花，不但有危险，更是令使用者恐惧害怕。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种无火花插座，可避免插头的插脚刚接触到或抽离出插座内部导电夹片的瞬间，极易产生火花而发生危险的情况，可减少使用者的恐惧害怕及增加用电的安全。
本发明的无火花插座用以与插头的一对插脚相组配。无火花插座包括插座、传感模块、控制器以及开关模块。插座内具有第一插槽及第二插槽。第一插槽及第二插槽的每一个的槽壁上设有互相贯通的穿透孔。传感模块包括发射器以及第一接收器。发射器用以发射红外光。第一接收器用以经由导光元件组与至少一此些穿透孔以接收红外光，并据以产生第一感测结果。控制器耦接至传感模块以接收第一感测结果，且连接市电系统。开关模块耦接于插座及控制器之间以自控制器接收由市电系统所提供的交流电源，且受控于控制器以传送交流电源至插座。当控制器根据第一感测结果而判断第一接收器未接收到红外光时，控制器导通开关模块，否则，控制器关断开关模块。
在本发明的一实施例中，上述的传感模块还包括第二接收器。第二接收器用以经由导光元件组与此些穿透孔中的其中一个以接收红外光，并据以产生第二感测结果。第一接收器用以经由导光元件组与此些穿透孔中的其中另一个以接收红外光，并据以产生第一感测结果。当控制器根据第一感测结果及第二感测结果而判断第一接收器及第二接收器都未接收到红外光时，控制器导通开关模块，否则，控制器关断开关模块。
在本发明的一实施例中，上述的发射器位于第一接收器以及第二接收器之间。导光元件组包括第一导光柱、第二导光柱以及第三导光柱。第一导光柱位于第一插槽、第二插槽与发射器之间，用以传导发射器所发出的红外光。其中，第一导光柱的入射口面对发射器以接收由发射器所发出的红外光。第一导光柱的一出射口面对第一插槽的穿透孔，且第一导光柱的另一出射口面对第二插槽的穿透孔。第二导光柱位于第一插槽与第一接收器之间。第二导光柱的入射口面对第一插槽的穿透孔，且第二导光柱的出射口面对第一接收器。第三导光柱位于第二插槽与第二接收器之间。第三导光柱的入射口面对第二插槽的穿透孔，且第三导光柱的出射口面对第二接收器。
在本发明的一实施例中，当插头的此一对插脚尚未插入或未完全插入插座的第一插槽及第二插槽之前，发射器所发射的红外光依序经由第一导光柱、第一插槽的穿透孔及第二导光柱而传送至第一接收器，且发射器所发射的红外光依序经由第一导光柱、第二插槽的穿透孔及第三导光柱而传送至第二接收器。相对地，当插头的此一对插脚完全插入插座的第一插槽及第二插槽之后，插头的此一对插脚遮蔽第一插槽的穿透孔及第二插槽的穿透孔，以阻挡由第一导光柱传导出的红外光。
在本发明的一实施例中，上述的导光元件组包括第一导光柱以及第二导光柱。第一导光柱位于第一插槽与发射器之间，用以传导发射器所发出的红外光。其中，第一导光柱的入射口面对发射器以接收由发射器所发出的红外光，且第一导光柱的出射口面对第一插槽的穿透孔。第二导光柱位于第二插槽与第一接收器之间。第二导光柱的入射口面对第二插槽的穿透孔，且第二导光柱的出射口面对第一接收器。其中，第一插槽及第二插槽位在第一导光柱与第二导光柱之间。
在本发明的一实施例中，当插头的此一对插脚尚未插入或未完全插入插座的第一插槽及第二插槽之前，发射器所发射的红外光依序经由第一导光柱、第一插槽的穿透孔、第二插槽的穿透孔及第二导光柱而传送至第一接收器。相对地，当插头的此一对插脚完全插入插座的第一插槽及第二插槽之后，插头的此一对插脚遮蔽第一插槽的穿透孔及第二插槽的穿透孔，以阻挡由第一导光柱传导出的红外光。
本发明的无火花插座用以与插头的三插脚相组配。无火花插座包括插座、传感模块、控制器以及开关模块。插座内具有第一插槽、第二插槽以及不同于第一插槽、第二插槽方向的第三插槽。第一插槽、第二插槽及第三插槽的每一个的槽壁上设有贯通的穿透孔。传感模块包括发射器、第一接收器、第二接收器以及第三接收器。发射器用以发射红外光。第一接收器用以经由导光元件组与第一插槽的穿透孔以接收红外光，并据以产生第一感测结果。第二接收器用以经由导光元件组与第二插槽的穿透孔以接收红外光，并据以产生第二感测结果。第三接收器用以经由导光元件组与第三插槽的穿透孔以接收红外光，并据以产生第三感测结果。控制器耦接至传感模块以接收第一感测结果、第二感测结果与第三感测结果，且连接市电系统。开关模块耦接于插座及控制器之间以自控制器接收由市电系统所提供的交流电源，且受控于控制器以传送交流电源至插座。当控制器根据第一感测结果、第二感测结果及第三感测结果而判断第一接收器、第二接收器及第三接收器都未接收到红外光时，控制器导通开关模块，否则，控制器关断开关模块。
在本发明的一实施例中，上述的导光元件组包括第一导光柱、第二导光柱、第三导光柱以及第四导光柱。第一导光柱位于第一插槽、第二插槽、第三插槽与发射器之间，用以传导发射器所发出的红外光。其中，第一导光柱的入射口面对发射器以接收由发射器所发出的红外光，且第一导光柱的三个出射口分别面对第一插槽的穿透孔、第二插槽的穿透孔及第三插槽的穿透孔。第二导光柱位于第一插槽与第一接收器之间。第二导光柱的入射口面对第一插槽的穿透孔，且第二导光柱的出射口面对第一接收器。第三导光柱位于第二插槽与第二接收器之间。第三导光柱的入射口面对第二插槽的穿透孔，且第三导光柱的出射口面对第二接收器。第四导光柱位于第三插槽与第三接收器之间。第四导光柱的入射口面对第三插槽的穿透孔，且第四导光柱的出射口面对第三接收器。
在本发明的一实施例中，上述的第一导光柱包含有相连接的第一柱脚、第二柱脚、第三柱脚以及第四柱脚，且第一柱脚、第二柱脚、第三柱脚以及第四柱脚形成一立体双T形结构。其中，第一柱脚、第二柱脚与第三柱脚彼此连接而构成T形结构。第一柱脚、第二柱脚与第四柱脚彼此连接而构成T形结构。而第三柱脚与第四柱脚连接而构成倒L形结构。其中，第一导光柱的入射口位于第四柱脚，且第一导光柱的三个出射口分别位于第一柱脚、第二柱脚及第三柱脚。
在本发明的一实施例中，当插头的三插脚尚未插入或未完全插入插座的第一插槽、第二插槽及第三插槽之前，发射器所发射的红外光依序经由第一导光柱、第一插槽的该穿透孔及第二导光柱而传送至第一接收器；发射器所发射的红外光依序经由第一导光柱、第二插槽的穿透孔及第三导光柱而传送至第二接收器；且发射器所发射的红外光依序经由第一导光柱、第三插槽的穿透孔及第四导光柱而传送至第三接收器。相对地，当插头的三插脚完全插入插座的第一插槽、第二插槽及第三插槽之后，插头的三插脚遮蔽第一插槽的穿透孔、第二插槽的穿透孔及第三插槽的穿透孔，以阻挡由第一导光柱传导出的红外光。
基于上述，本发明的无火花插座在电器的插头完全插入插座之前，由发射器所发出的红外光可通过穿透孔而到达接收器，以使控制器控制开关模块为断路状态。相对地，当电器的插头完全插入插座之后，穿透孔被插入的插头所遮蔽，使得发射器所发出的红外光被遮蔽无法传送至接收器上。此时，未接收到红外光感测讯号的控制器可切换开关模块为导通状态，以提供交流电源给插座。如此一来，可避免插头的插脚在接触到或抽离出插座的瞬间产生火花，以增加用电的安全性。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
下面的附图是本发明的说明书的一部分，示出了本发明的示例实施例，附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。
图1是现有的一种插座结构的立体示意图；
图2是现有的一种插座结构的平面示意图；
图3是本发明的第一实施例的无火花插座结合插头的剖面示意图；
图4是本发明的第一实施例的无火花插座的第一插槽的立体示意图；
图5是本发明的第一实施例的无火花插座的电路示意图；
图6是本发明的第一实施例的无火花插座结合插头的剖面示意图；
图7是本发明的第二实施例的无火花插座结合插头的剖面示意图；
图8是本发明的第二实施例的无火花插座的电路示意图；
图9是本发明的第二实施例的无火花插座结合插头的剖面示意图；
图10是本发明的第三实施例的无火花插座的俯视示意图；
图11是本发明的第三实施例的无火花插座的电路示意图；
图12是本发明的第三实施例的无火花插座的俯视示意图；
图13是本发明的第三实施例的无火花插座的第一导光柱的立体结构示意图；
图14是图5、图8以及图11的开关模块的电路方块示意图。
附图标记说明：
1：壳体；
2：插孔；
3：基座单元；
4：限位槽；
5a：第一夹片；
5b：第二夹片；
5c：夹接部；
6：接电端；
7：插接口；
8：插头；
9：插脚；
100：插头；
101：插脚；
200：插座；
210：第一插槽；
220：第二插槽；
230：穿透孔；
240：第三插槽；
300：传感模块；
310：发射器；
320：第一接收器；
330：第二接收器；
340：第三接收器；
400：控制器；
500：导光元件组；
510：第一导光柱；
511：第一柱脚；
512：第二柱脚；
513：第三柱脚；
514：第四柱脚；
520：第二导光柱；
530：第三导光柱；
540：第四导光柱；
510_1、514_1、520_1、530_1、540_1：入射口；
510_2、510_3、511_1、512_1、513_1、520_2、530_2、540_2：出射口；
600：开关模块；
620：第一开关电路；
640：第二开关电路；
660：保护电路；
700：红外光；
800：市电系统；
1000、1000’、1000”：无火花插座；
SR：感测结果；
SW_EMR：第一控制信号；
SW_SSR：第二控制信号；
VAC：交流电源。
具体实施方式
为了使本发明的内容可以被更容易明了，以下特举实施例做为本发明确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤，代表相同或类似部件。
以下请参阅图3～图5，图3～图5示出本发明的第一实施例的无火花插座1000。无火花插座1000可供插头100的一对插脚101组配。无火花插座1000包括插座200、传感模块300、控制器400以及导光元件组500。插座200内具有第一插槽210以及第二插槽220。第一插槽210及第二插槽220的槽壁上都设有可互相贯通的穿透孔230。
传感模块300上设有发射器310以及第一接收器320。发射器310用以发射红外光700，并通过导光元件组500将红外光700由上述的穿透孔230传送至第一接收器320。在本实施例中，导光元件组500包含有第一导光柱510与第二导光柱520。第一导光柱510位于第一插槽210与发射器310之间，用以传导发射器310所发出的红外光700。其中第一导光柱510的入射口510_1面对发射器310以接收由发射器310所发出的红外光700，且第一导光柱510的出射口510_2面对第一插槽210的穿透孔230。第二导光柱520位于第二插槽220与第一接收器320之间。第二导光柱520的入射口520_1面对第二插槽220的穿透孔230，且第二导光柱520的出射口520_2面对第一接收器320。第一插槽210及第二插槽220位在第一导光柱510与第二导光柱520之间。因此，发射器310所发射的红外光700可经由第一导光柱510、第一插槽210的穿透孔230、第二插槽220的穿透孔230及第二导光柱520而传送至第一接收器320。第一接收器320可根据是否接收到红外光700以产生感测结果SR。
控制器400与市电系统800及传感模块300耦接，用以接收感测结果SR。开关模块600耦接在插座200及控制器400之间。开关模块600通过控制器400接收来自市电系统800的交流电源VAC，且受控于控制器400以传送交流电源VAC至插座200。控制器400通过感测结果SR来控制开关模块600的断路或导通。
据此，请再一并参阅图3。当插头100的插脚101尚未插入或未完全插入插座200的第一插槽210及第二插槽220前，发射器310所发出的红外光700会依序通过第一导光柱510、第一插槽210的槽壁的穿透孔230、第二插槽220的槽壁的穿透孔230及第二导光柱520而传送至第一接收器320。当第一接收器320感测到红外光700时，传感模块300会将感应结果SR传送至控制器400。此时，控制器400可控制开关模块600为断路状态，使得来自市电系统800的交流电源VAC无法经由开关模块600提供至插座200。
请再一并参阅图6，当插头100的插脚101完全插入插座200的第一插槽210及第二插槽220后，插头100的插脚101会遮蔽住第一插槽210的槽壁上的穿透孔230，从而阻挡由第一导光柱510传导出的红外光700。如此一来，红外光700无法顺利到达第一接收器320。此时，第一接收器320可将感测不到红外光700的感测结果SR传送至控制器400。因此，控制器400便会将开关模块600切换为导通状态，使得来自市电系统800的交流电源VAC可经由开关模块600传送至插座200，从而提供插头100所接负载需要的电力。反之，在供电期间，一旦插头100因故松动而未完全插入插座200的第一插槽210及第二插槽220时，或是插头100的插脚101即将自插座200的第一插槽210及第二插槽220抽离时，第一接收器320将会感测到红外光700，而控制器400可立即(例如在0.015秒之内或15毫秒内)将开关模块600切换为断路状态。如此一来，可避免插脚101与第一插槽210及第二插槽220之间产生火花而发生危险。
以下请参阅图7、图8及图4，图7、图8及图4示出本发明的第二实施例的无火花插座1000’。无火花插座1000’可供插头100的一对插脚101组配。无火花插座1000’包括插座200、传感模块300、控制器400及导光元件组500。插座200内具有第一插槽210以及第二插槽220。第一插槽210及第二插槽220的槽壁上都设有可互相贯通的穿透孔230。
传感模块300上设有发射器310、第一接收器320以及第二接收器330，其中发射器310的位置位于第一接收器320及第二接收器330之间。发射器310用以发射红外光700，并通过导光元件组500将红外光700由上述的穿透孔230分别传送至第一接收器320及第二接收器330。
在本实施例中，导光元件组500包含有第一导光柱510、第二导光柱520及第三导光柱530。第一导光柱510为T形结构，且位于第一插槽210、第二插槽220以及发射器310之间，用以传导由发射器310所发出的红外光700。第一导光柱510的入射口510_1面对发射器310以接收由发射器310所发出的红外光700。第一导光柱510的出射口510_2面对第一插槽210的穿透孔230，且第一导光柱510的另一出射口510_3面对第二插槽220的穿透孔230。第二导光柱520位于第一插槽210与第一接收器320之间。第二导光柱520的入射口520_1面对第一插槽210的穿透孔230，且第二导光柱520的出射口520_2面对第一接收器320。第三导光柱530位于第二插槽220与第二接收器330之间。第三导光柱530的入射口530_1面对第二插槽220的穿透孔230，且第三导光柱530的出射口530_2面对第二接收器330。
详言之，发射器310所发射的红外光700可经由第一导光柱510、第一插槽210的穿透孔230及第二导光柱520而传送至第一接收器320。第一接收器320可根据是否接收到红外光700以产生感测结果SR。同样地，发射器310所发射的红外光700可经由第一导光柱510、第二插槽220的穿透孔230及第三导光柱530而传送至第二接收器330。第二接收器330可根据是否接收到红外光700以产生感测结果SR。
控制器400与市电系统800及传感模块300耦接，用以接收感测结果SR。开关模块600耦接在插座200及控制器400之间。开关模块600通过控制器400接收来自市电系统800的交流电源VAC，且受控于控制器400以传送交流电源VAC至插座200。控制器400通过感测结果SR来控制开关模块600的断路或导通。
藉此，请再参阅图7，当插头100的插脚101尚未插入或未完全插入插座200的第一插槽210及第二插槽220前，发射器310所发出的红外光700会先通过T字形的第一导光柱510。当红外光700进入第一导光柱510后，红外光700会分别往左右两侧的第一插槽210以及第二插槽220方向入射。往第一插槽210方向的红外光700会穿过第一插槽210的槽壁的穿透孔230，再经由第二导光柱520传送至第一接收器320。往第二插槽220方向的红外光700会穿过第二插槽220的槽壁上的穿透孔230，再经由第三导光柱530传送至第二接收器330。当第一接收器320以及第二接收器330两个都或其中之一感测到红外光700时，传感模块300会将感应结果SR传送至控制器400。此时，控制器400可控制开关模块600为断路状态，使得来自市电系统800的交流电源VAC无法经由开关模块600提供至插座200。
请再一并参阅图9，当插头100的插脚101完全插入插座200的第一插槽210及第二插槽220后，插头100的插脚101会遮蔽住第一插槽210及第二插槽220的穿透孔230，从而阻挡由第一导光柱510传导出的红外光700。如此一来，红外光700无法到达第一接收器320及第二接收器330。此时，第一接收器320及第二接收器330可将感测不到红外光700的感测结果SR传送至控制器400。因此，控制器400便将开关模块600切换为导通状态，使得来自市电系统800的交流电源VAC可经由开关模块600传送至插座200，从而提供插头100所接负载需要的电力。反之，在供电期间，一旦第一接收器320或第二接收器330感测到红外光700，控制器400可立即(例如在0.015秒之内或者15msec内)将开关模块600切换为断路状态。如此一来，可避免插脚101与第一插槽210及第二插槽220之间产生火花而发生危险。
请再参阅图10～图13，图10～图13示出本发明的第三实施例的无火花插座1000”。无火花插座1000”可供插头100的三插脚101组配。无火花插座1000”包括插座200、传感模块300、控制器400及导光元件组500。插座200内具有第一插槽210、第二插槽220及不同于第一插槽210、第二插槽220方向的第三插槽240。第一插槽210、第二插槽220及第三插槽240的槽壁上都设有贯通的穿透孔230。此三穿透孔230可同时被同一光源穿透。
传感模块300上设有发射器310、第一接收器320、第二接收器330以及第三接收器340。发射器310可用以发射红外光700，并通过导光元件组500将红外光700分别由上述的穿透孔230传送至第一接收器320、第二接收器330及第三接收器340。
在本实施例中，导光元件组500包含有第一导光柱510、第二导光柱520、第三导光柱530以及第四导光柱540。第一导光柱510位于第一插槽210、第二插槽220、第三插槽240与发射器310之间，用以传导发射器310所发出的红外光700。第一导光柱510的入射口514_1面对发射器310以接收由发射器310所发出的红外光700，且第一导光柱510的三个出射口511_1、512_1、513_1分别面对第一插槽210的穿透孔230、第二插槽220的穿透孔230及第三插槽240的穿透孔230。
第二导光柱520位于第一插槽210与第一接收器320之间。第二导光柱520的入射口520_1面对第一插槽210的穿透孔230，且第二导光柱520的出射口520_2面对第一接收器320。第三导光柱530位于第二插槽220与第二接收器330之间。第三导光柱530的入射口530_1面对第二插槽220的穿透孔230，且第三导光柱530的出射口530_2面对第二接收器330。第四导光柱540位于第三插槽240与第三接收器340之间。第四导光柱540的入射口540_1面对第三插槽240的穿透孔230，且第四导光柱540的出射口540_2面对第三接收器340。
第一导光柱510包含有第一柱脚511、第二柱脚512、第三柱脚513以及第四柱脚514。如图13所示，第一柱脚511、第二柱脚512、第三柱脚513与第四柱脚514彼此连接以构成一立体双T形结构。其中，第一柱脚511、第二柱脚512与第三柱脚513彼此连接而构成T形结构，而第一柱脚511、第二柱脚512与第四柱脚514彼此连接而构成T形结构，且第三柱脚513与第四柱脚514连接而构成一倒L形结构。第一导光柱510的入射口514_1位于第四柱脚514，且第一导光柱510的三个出射口511_1、512_1、513_1分别位于第一柱脚511、第二柱脚512及第三柱脚513。
藉此，请再参阅图10、图11及图13。当插头100的三插脚101尚未插入或未完全插入插座200的第一插槽210、第二插槽220及第三插槽240前，发射器310所发出的红外光700会先通过一第一导光柱510的第四柱脚514。接着，通过第四柱脚514的红外光700分别由第一柱脚511、第二柱脚512及第三柱脚513穿过第一插槽210、第二插槽220及第三插槽240的槽壁的各穿透孔230。穿过第一插槽210的穿透孔230的红外光700经由第二导光柱520传送至第一接收器320，穿过第二插槽220的穿透孔230的红外光700经由第三导光柱530传送至第二接收器330，而穿过第三插槽240的穿透孔230的红外光700则经由该第四导光柱540传送至第三接收器340。当第一接收器320、第二接收器330、第三接收器340感测到红外光700时，传感模块300会将感应结果SR传送至控制器400。此时，控制器400可控制开关模块600为断路状态，使得来自市电系统800的交流电源VAC无法经由开关模块600提供至插座200。
请再一并参阅图12，当插头100的插脚101完全插入插座200的第一插槽210、第二插槽220、第三插槽240后，插头100的插脚101会遮蔽住第一插槽210、二插槽220、三插槽240的各穿透孔230，从而阻挡由第一导光柱510传导出的红外光700。如此一来，红外光700无法到达第一接收器320、第二接收器330及第三接收器340。此时，第一接收器320、第二接收器330及第三接收器340将感测不到红外光700的感测结果SR传送至控制器400。因此，控制器400便将开关模块600切换为导通状态，使得来自市电系统800的交流电源VAC可经由开关模块600传送至插座200，从而提供插头100所接负载需要的电力。反之，在供电期间，一旦第一接收器320、第二接收器330或第三接收器340中的任一个感测到红外光700，控制器400可立即(例如在0.015秒之内或者15msec内)将开关模块600切换为断路状态。在此值得一提的是，由于第三插槽240经常被赋予接地使用，故而有时未被使用，当遇此类应用时，将以其他软硬件选项来加以辅助。例如可以软件选项来进行设定，以使控制器400在判断插头100的插脚101是否完全插入插座200的第一插槽210、第二插槽220、第三插槽240时，忽略来自第三接收器340的感测结果SR。
以下将针对上述实施例中的开关模块600进行说明。请同时参照图5、图8、图11及图14，图14是图5、图8以及图11的开关模块600的电路方块示意图。开关模块600包括第一开关电路620、第二开关电路640以及保护电路660。在本发明的一实施例中，第一开关电路620可包括电磁式继电器，而第二开关电路640可包括固态式继电器，但本发明并不以此为限。在本发明的其他实施例中，第一开关电路620可例如是可承载较大电流且受温度变化影响较低的开关电路，而第二开关电路640可例如是功率消耗低且切换速度快的开关电路。
第一开关电路620耦接于控制器400与插座200之间以自控制器400接收来自市电系统800的交流电源VAC。第一开关电路620受控于第一控制信号SW_EMR以传送交流电源VAC至插座200。其中，第一控制信号SW_EMR可由控制器400或是由保护电路660所产生。换句话说，第一开关电路620可受控于控制器400或是受控于保护电路660。第一开关电路620由哪一个控制端视插座200的负载状态而论。稍后将会进行更详细的说明。
第二开关电路640耦接到控制器400以接收来自市电系统800的交流电源VAC。保护电路660耦接于第二开关电路640与插座200之间。如图14所示，第二开关电路640与保护电路660串联连接，且第二开关电路640及保护电路660是与第一开关电路620并联连接。其中，第二开关电路640受控于第二控制信号SW_SSR并通过保护电路660以传送交流电源VAC至插座200。保护电路660受控于第二控制信号SW_SSR以在第二开关电路640导通时检测插座200的负载功率值。其中，第二控制信号SW_SSR由控制器400所产生。换句话说，控制器400可根据第二控制信号SW_SSR来同时控制第二开关电路640与保护电路660的启闭。
可以理解的是，开关模块600具有两条输电通道，一条是通过第一开关电路620而自控制器400接收交流电源VAC，并传输交流电源VAC至插座200。另一条则是通过第二开关电路640与保护电路660而自控制器400接收交流电源VAC，并传输交流电源VAC至插座200。也就是说，可以通过控制第一开关电路620及第二开关电路640的导通与否来改变开关模块600的导通状态。
以下将以图3～图6所示的第一实施例为范例来对开关模块600的运作进行说明。其他实施例中的开关模块600的运作可依下述说明而类推得到。请同时参照图3～图6及图14。当电器(未示出)的插头100的插脚101尚未插入或未完全插入插座200的第一插槽210及第二插槽220前，第一接收器320可感测到红外光700。此时，控制器400可产生第一控制信号SW_EMR与第二控制信号SW_SSR以控制第一开关电路620与第二开关电路640都为断路状态，使得来自市电系统800的交流电源VAC无法经由开关模块600提供至插座200。
当电器的插头100的插脚101完全插入插座200的第一插槽210及第二插槽220后，第一接收器320可将感测不到红外光700的感测结果SR传送至控制器400。因此，控制器400便会将开关模块600中的第一开关电路620或第二开关电路640切换为导通状态，使得来自市电系统800的交流电源VAC可经由开关模块600的其中一条输电通道传送至插座200，从而提供插头100所接负载(即电器)所需要的电力。
更进一步来说，控制器400还可用来检测插座200上的电器的电力需求，并检测此电器的负载功率值。控制器400可依据所检测的插座200的负载功率值来对开关模块600中的第一开关电路620与第二开关电路640进行切换。
一般来说，第一开关电路620中的电磁式继电器在轻载的情况下所消耗的功率相较于第二开关电路640中的固态继电器为高。第一开关电路620的电磁式继电器甚至在待机时(即空载)也将持续地消耗电力。另一方面，第二开关电路640的固态继电器所消耗的功率则与负载电流成正比。因此在待机(即空载，负载电流约为0A)或轻载(例如负载电流小于0.5A)时，固态继电器具有不耗能或消耗功率较小的特性，故能够有效地减少电力消耗，且切换速度也较快。
在上述情况下，当插座200的负载功率值小于节能临界值TH2时，控制器400可使能第二开关电路640与保护电路660并禁能第一开关电路620，以使无火花插座1000操作在低耗能模式。相对地，当插座200的负载功率值持续大于节能临界值TH2达预设时间时，控制器400可使能第一开关电路620并禁能第二开关电路640与保护电路660，以使无火花插座1000操作在高功率模式。上述节能临界值TH2的选择，可根据实际应用或设计需求而定。
一般来说，当使用者在使用完电器之后，有时仅会将电器的开关关闭，但是并不会随手将电器的插头100从插座200拔除。由于插头100的插脚101仍完全地插在插座200的第一插槽210及第二插槽220，使得由第一导光柱510传导出的红外光700无法到达第一接收器320，因此控制器400仍将开关模块600维持在导通状态。换句话说，市电系统800的交流电源VAC仍将持续地被提供至插座200。此时，由于插在插座200上的电器(即负载)的开关是关闭的状态，故控制器400所检测到的插座200的负载功率值为0瓦。待控制器400判断插座200的负载功率值持续小于节能临界值TH2达预设时间后，控制器400可使能第二开关电路640与保护电路660并禁能第一开关电路620，以使电源传输装置100操作在低耗能模式。
在此情况下，倘若插在插座200的电器为高功率的电器(例如冷气机、烤箱或是吹风机)，且使用者将此电器的开关打开时，那么瞬间将会有极大的电流自市电系统800经由控制器400、开关模块600而流向耦接在插座200的电器。由于此时的无火花插座1000操作在低耗能模式，即第二开关电路640为导通状态且第一开关电路620为不导通状态，若上述的极大电流超过第二开关电路640的固态式继电器的额定电流值(即第二开关电路640过载)，极有可能会损毁第二开关电路640的固态式继电器。除此之外，当第二开关电路640过载时，控制器400通常无法在极短时间(例如毫秒级)之内完成对开关模块600的切换动作。如此一来，更大大地增加第二开关电路640的固态式继电器损毁的风险性。为了避免上述情况发生，保护电路660可用来对第二开关电路640进行过载保护。
更进一步来说，当保护电路660检测到插座200的负载功率值大于过载临界值TH1时，保护电路660可立即(例如毫秒级)产生第一控制信号SW_EMR以导通第一开关电路620。由于第二开关电路640与第一开关电路620为并联连接，且第一开关电路620可承载较大电流，因此第一开关电路620可在第二开关电路640发生过载(即负载功率值大于过载临界值TH1)时对第二开关电路640产生过载电流分流的效果，以对第二开关电路640进行过载保护。过载临界值TH1的选择可视实际应用或设计需求而定，且节能临界值TH2通常小于过载临界值TH1。
除此之外，保护电路660还可通过第一控制信号SW_EMR来通知控制器400。当控制器400根据第一控制信号SW_EMR而判断第一开关电路620已被保护电路660导通之后，控制器400可产生第二控制信号SW_SSR以禁能第二开关电路640与保护电路660并控制第一开关电路620维持在导通状态。有关第一开关电路620、第二开关电路640及保护电路660的详细实施方式可参见名称为“具过载保护与节能机制的电源传输装置(POWER TRANSMISSIONAPPARATUS WITH OVER-LOADING PROTECTION AND POWER-SAVING MECHANISM)”的美国专利(申请号为14/640,024)。
综上所述，本发明实施例的无火花插座可在电器的插头完全插入插座之前，由发射器所发出的红外光可通过穿透孔而到达接收器，以使控制器控制开关模块为断路状态。相对地，当电器的插头完全插入插座之后，穿透孔被插入的插头所遮蔽，使得发射器所发出的红外光被遮蔽无法传送至接收器上。此时，未接收到红外光感测讯号的控制器才会切换开关模块为导通状态，以提供交流电源给插座。如此一来，可避免插头的插脚在接触到或抽离出插座的瞬间产生火花，以增加用电的安全性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种无火花插座，其特征在于，用以与插头的一对插脚相组配，包括：
插座，所述插座内具有第一插槽及第二插槽，所述第一插槽及所述第二插槽的每一个的槽壁上设有互相贯通的穿透孔；
传感模块，包括：
发射器，用以发射红外光；以及
第一接收器，用以经由导光元件组与至少一该些穿透孔以接收所述红外光，并据以产生第一感测结果；
控制器，耦接至所述传感模块以接收所述第一感测结果，且连接市电系统；以及
开关模块，耦接于所述插座及所述控制器之间以自所述控制器接收由所述市电系统所提供的交流电源，且受控于所述控制器以传送所述交流电源至所述插座，
其中，当所述控制器根据所述第一感测结果而判断所述第一接收器未接收到所述红外光时，所述控制器导通所述开关模块，否则，所述控制器关断所述开关模块，
其中所述开关模块包括：
第一开关电路，耦接于所述控制器与所述插座之间以自所述控制器接收所述交流电源，且受控于第一控制信号以传送所述交流电源至所述插座；
第二开关电路，耦接到所述控制器以接收所述交流电源；以及
保护电路，耦接于所述第二开关电路与所述插座之间，
其中，所述第二开关电路受控于第二控制信号且通过所述保护电路以传送所述交流电源至所述插座，
其中，所述保护电路受控于所述第二控制信号以在所述第二开关电路导通时检测所述插座的负载功率值，当所述第二开关电路导通且所述负载功率值的瞬间变化大于过载临界值时，则所述保护电路产生所述第一控制信号以导通所述第一开关电路，致使第一开关电路对在导通状态下的所述第二开关电路进行电流分流及保护，
其中，所述控制器接收所述第一控制信号，当所述控制器根据所述第一控制信号而判断所述第一开关电路导通后，所述控制器控制所述第一开关电路维持在导通状态，且所述控制器产生所述第二控制信号以禁能所述第二开关电路与所述保护电路。
2.根据权利要求1所述的无火花插座，其特征在于，所述传感模块还包括：
第二接收器，用以经由所述导光元件组与该些穿透孔中的其中一个以接收所述红外光，并据以产生第二感测结果，
其中，所述第一接收器用以经由所述导光元件组与该些穿透孔中的其中另一个以接收所述红外光，并据以产生所述第一感测结果，
其中，当所述控制器根据所述第一感测结果及所述第二感测结果而判断所述第一接收器及所述第二接收器都未接收到所述红外光时，所述控制器导通所述开关模块，否则，所述控制器关断所述开关模块。
3.根据权利要求2所述的无火花插座，其特征在于，所述发射器位于所述第一接收器以及所述第二接收器之间，所述导光元件组包括：
第一导光柱，位于所述第一插槽、所述第二插槽与所述发射器之间，用以传导所述发射器所发出的所述红外光，其中，所述第一导光柱的一入射口面对所述发射器以接收由所述发射器所发出的所述红外光，所述第一导光柱的一出射口面对所述第一插槽的所述穿透孔，且所述第一导光柱的另一出射口面对所述第二插槽的所述穿透孔；
第二导光柱，位于所述第一插槽与所述第一接收器之间，所述第二导光柱的一入射口面对所述第一插槽的所述穿透孔，且所述第二导光柱的一出射口面对所述第一接收器；以及
第三导光柱，位于所述第二插槽与所述第二接收器之间，所述第三导光柱的一入射口面对所述第二插槽的所述穿透孔，且所述第三导光柱的一出射口面对所述第二接收器。
4.根据权利要求3所述的无火花插座，其特征在于：
当所述插头的所述对插脚尚未插入或未完全插入所述插座的所述第一插槽及所述第二插槽之前，所述发射器所发射的所述红外光依序经由所述第一导光柱、所述第一插槽的所述穿透孔及所述第二导光柱而传送至所述第一接收器，且所述发射器所发射的所述红外光依序经由所述第一导光柱、所述第二插槽的所述穿透孔及所述第三导光柱而传送至所述第二接收器；以及
当所述插头的所述对插脚完全插入所述插座的所述第一插槽及所述第二插槽之后，所述插头的所述对插脚遮蔽所述第一插槽的所述穿透孔及所述第二插槽的所述穿透孔，以阻挡由所述第一导光柱传导出的所述红外光。
5.根据权利要求1所述的无火花插座，其特征在于，所述导光元件组包括：
第一导光柱，位于所述第一插槽与所述发射器之间，用以传导所述发射器所发出的所述红外光，其中，所述第一导光柱的一入射口面对所述发射器以接收由所述发射器所发出的所述红外光，且所述第一导光柱的一出射口面对所述第一插槽的所述穿透孔；以及
第二导光柱，位于所述第二插槽与所述第一接收器之间，所述第二导光柱的一入射口面对所述第二插槽的所述穿透孔，且所述第二导光柱的一出射口面对所述第一接收器，
其中，所述第一插槽及所述第二插槽位在所述第一导光柱与所述第二导光柱之间。
6.根据权利要求5所述的无火花插座，其特征在于：
当所述插头的所述对插脚尚未插入或未完全插入所述插座的所述第一插槽及所述第二插槽之前，所述发射器所发射的所述红外光依序经由所述第一导光柱、所述第一插槽的所述穿透孔、所述第二插槽的所述穿透孔及所述第二导光柱而传送至所述第一接收器；以及
当所述插头的所述对插脚完全插入所述插座的所述第一插槽及所述第二插槽之后，所述插头的所述对插脚遮蔽所述第一插槽的所述穿透孔及所述第二插槽的所述穿透孔，以阻挡由所述第一导光柱传导出的所述红外光。
7.一种无火花插座，其特征在于，用以与一插头的三插脚相组配，包括：
插座，所述插座内具有第一插槽、第二插槽以及不同于所述第一插槽、所述第二插槽方向的第三插槽，所述第一插槽、所述第二插槽及所述第三插槽的每一个的槽壁上设有贯通的穿透孔；
传感模块，包括：
发射器，用以发射红外光；
第一接收器，用以经由导光元件组与所述第一插槽的所述穿透孔以接收所述红外光，并据以产生第一感测结果；
第二接收器，用以经由所述导光元件组与所述第二插槽的所述穿透孔以接收所述红外光，并据以产生第二感测结果；以及
第三接收器，用以经由所述导光元件组与所述第三插槽的所述穿透孔以接收所述红外光，并据以产生第三感测结果；
控制器，耦接至所述传感模块以接收所述第一感测结果、所述第二感测结果与所述第三感测结果，且连接市电系统；以及
开关模块，耦接于所述插座及所述控制器之间以自所述控制器接收由所述市电系统所提供的交流电源，且受控于所述控制器以传送所述交流电源至所述插座，
其中，当所述控制器根据所述第一感测结果、所述第二感测结果及所述第三感测结果而判断所述第一接收器、所述第二接收器及所述第三接收器都未接收到所述红外光时，所述控制器导通所述开关模块，否则，所述控制器关断所述开关模块，
其中所述开关模块包括：
第一开关电路，耦接于所述控制器与所述插座之间以自所述控制器接收所述交流电源，且受控于第一控制信号以传送所述交流电源至所述插座；
第二开关电路，耦接到所述控制器以接收所述交流电源；以及
保护电路，耦接于所述第二开关电路与所述插座之间，
其中，所述第二开关电路受控于第二控制信号且通过所述保护电路以传送所述交流电源至所述插座，
其中，所述保护电路受控于所述第二控制信号以在所述第二开关电路导通时检测所述插座的负载功率值，当所述第二开关电路导通且所述负载功率值的瞬间变化大于过载临界值时，则所述保护电路产生所述第一控制信号以导通所述第一开关电路，致使第一开关电路对在导通状态下的所述第二开关电路进行电流分流及保护，
其中，所述控制器接收所述第一控制信号，当所述控制器根据所述第一控制信号而判断所述第一开关电路导通后，所述控制器控制所述第一开关电路维持在导通状态，且所述控制器产生所述第二控制信号以禁能所述第二开关电路与所述保护电路。
8.根据权利要求7所述的无火花插座，其特征在于，所述导光元件组包括：
第一导光柱，位于所述第一插槽、所述第二插槽、所述第三插槽与所述发射器之间，用以传导所述发射器所发出的所述红外光，其中，所述第一导光柱的一入射口面对所述发射器以接收由所述发射器所发出的所述红外光，且所述第一导光柱的三个出射口分别面对所述第一插槽的所述穿透孔、所述第二插槽的所述穿透孔及所述第三插槽的所述穿透孔；
第二导光柱，位于所述第一插槽与所述第一接收器之间，所述第二导光柱的一入射口面对所述第一插槽的所述穿透孔，且所述第二导光柱的一出射口面对所述第一接收器；
第三导光柱，位于所述第二插槽与所述第二接收器之间，所述第三导光柱的一入射口面对所述第二插槽的所述穿透孔，且所述第三导光柱的一出射口面对所述第二接收器；以及
第四导光柱，位于所述第三插槽与所述第三接收器之间，所述第四导光柱的一入射口面对所述第三插槽的所述穿透孔，且所述第四导光柱的一出射口面对所述第三接收器。
9.根据权利要求8所述的无火花插座，其特征在于：
所述第一导光柱包含有相连接的第一柱脚、第二柱脚、第三柱脚以及第四柱脚，且所述第一柱脚、所述第二柱脚、所述第三柱脚以及所述第四柱脚形成一立体双T形结构，
其中，所述第一柱脚、所述第二柱脚与所述第三柱脚彼此连接而构成T形结构，所述第一柱脚、所述第二柱脚与所述第四柱脚彼此连接而构成T形结构，且所述第三柱脚与所述第四柱脚连接而构成倒L形结构，
其中，所述第一导光柱的所述入射口位于所述第四柱脚，且所述第一导光柱的所述三个出射口分别位于所述第一柱脚、所述第二柱脚及所述第三柱脚。
10.根据权利要求8所述的无火花插座，其特征在于：
当所述插头的所述三插脚尚未插入或未完全插入所述插座的所述第一插槽、所述第二插槽及所述第三插槽之前，所述发射器所发射的所述红外光依序经由所述第一导光柱、所述第一插槽的所述穿透孔及所述第二导光柱而传送至所述第一接收器，所述发射器所发射的所述红外光依序经由所述第一导光柱、所述第二插槽的所述穿透孔及所述第三导光柱而传送至所述第二接收器，且所述发射器所发射的所述红外光依序经由所述第一导光柱、所述第三插槽的所述穿透孔及所述第四导光柱而传送至所述第三接收器；以及
当所述插头的所述三插脚完全插入所述插座的所述第一插槽、所述第二插槽及所述第三插槽之后，所述插头的所述三插脚遮蔽所述第一插槽的所述穿透孔、所述第二插槽的所述穿透孔及所述第三插槽的所述穿透孔，以阻挡由所述第一导光柱传导出的所述红外光。
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