CN110768650A - 异常电压保护装置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种异常电压保护装置及其操作方法，异常电压保护装置包含开关单元、电压检知单元以及延时控制单元。开关单元耦接于交流电源与负载之间的供电路径上。电压检知单元检知交流电源，根据交流电源的电压值提供检知信号。延时控制单元耦接电压检知单元与开关单元，接收检知信号，根据检知信号提供控制信号至开关单元。当电压检知单元检知交流电源由异常电压转换为正常电压时，延时控制单元经延迟时间后，通过控制信号控制开关单元导通，使交流电源通过供电路径对负载供电。

Description

异常电压保护装置及其操作方法
技术领域
本发明是有关一种异常电压保护装置及其操作方法，尤指一种具延时功能的异常电压保护装置及其操作方法。
背景技术
针对市电电源供电不稳定国家或区域，异常高电压或异常低电压通常轻者会造成电器误动作甚至损坏，重者则可能导致家电产品着火危险事故发生，甚至对人身的安全与财产造成伤害之虞。
目前现有异常电压检测与保护装置通常包括电压检知电路与继电器开关。请参阅图1为为现有技术异常电压检测与保护装置的电路方块图。所述异常电压检测与保护装置主要包含电压检知电路20A以及设置于交流电源VAC与负载90A之间的继电器开关10A。
当电压检知电路20A检知交流电源VAC发生异常的高电压或异常的低电压，电压检知电路20A提供控制信号SA关断继电器开关10A，以防止此异常的交流电源VAC对负载90A进行供电。反之。当电压检知电路20A检知交流电源VAC由异常电压恢复为正常电压时，电压检知电路20A则提供控制信号SA导通继电器开关10A，以复归交流电源VAC对负载90A供电。
惟当交流电源VAC由异常电压恢复为正常电压的初期，由于交流电源VAC尚处于不稳定的撤消阶段，交流电源极可能再次发生异常电压的状况，如此造成继电器开关10A频繁地作动，而降低继电器开关10A的使用寿命，甚至继电器开关10A损坏造成交流电源VAC无法对负载90A或后端电路提供有效且安全的供电。
因此，如何设计出一种异常电压保护装置及其操作方法，当检知交流电源由异常电压恢复为正常电压，不立即导通复归开关单元，而是启动延时控制机制，以延长继电器开关或开关单元的操作寿命，并且提供后端电路(或负载)有效且安全的供电，乃为本案发明人所欲行克服并加以解决的一大课题。
发明内容
发明的一目的在于提供一种异常电压保护装置，解决继电器开关频繁地作动，而降低继电器开关的使用寿命，甚至继电器开关损坏造成交流电源无法对负载或后端电路提供有效且安全供电的问题。
为达成前揭目的，本发明所提出的异常电压保护装置包含开关单元、电压检知单元以及延时控制单元。开关单元耦接于交流电源与负载之间的供电路径上。电压检知单元检知交流电源，根据交流电源的电压值提供检知信号。延时控制单元耦接电压检知单元与开关单元，接收检知信号，根据检知信号提供控制信号至开关单元。当电压检知单元检知交流电源由异常电压转变为正常电压时，延时控制单元经延迟时间后，通过控制信号控制开关单元导通，使交流电源通过供电路径对负载供电。
藉由所提出的异常电压保护装置，能够提供后端电路(或负载)有效且安全的供电，且达到延长继电器开关或开关单元操作寿命的功效。
本发明的另一目的在于提供一种异常电压保护装置的操作方法，解决继电器开关频繁地作动，而降低继电器开关的使用寿命，甚至继电器开关损坏造成交流电源无法对负载或后端电路提供有效且安全供电的问题。
为达成前揭目的，本发明所提出的异常电压保护装置的操作方法，其中所述异常电压保护装置包含耦接于交流电源与负载之间的开关单元、电压检知单元以及延时控制单元，操作方法包含：(a)、通过电压检知单元检知交流电源的电压值；(b)、当检知交流电源由异常电压转变为正常电压时，通过延时控制单元执行延时程序；(c)、执行延时程序并经过延迟时间后，且交流电源维持正常电压时，导通开关单元，使交流电源经由开关单元对负载供电。
藉由所提出的异常电压保护装置的操作方法，能够提供后端电路(或负载)有效且安全的供电，且达到延长继电器开关或开关单元操作寿命的功效。
为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1：为现有技术异常电压检测与保护装置的电路方块图。
图2：为本发明异常电压保护装置的电路方块图。
图3：为本发明异常电压保护装置于异常电压恢复为正常电压时提供延时控制机制的示意波形图。
图4A：为本发明延时控制单元的第一实施例的电路图。
图4B：为本发明延时控制单元的第二实施例的电路图。
图4C：为本发明延时控制单元的第三实施例的电路图。
图4D：为本发明延时控制单元的第四实施例的电路图。
图5：为本发明异常电压保护装置的操作方法的第一实施例的流程图。
图6：为本发明异常电压保护装置的操作方法的第二实施例的流程图。
其中，附图标记
VAC 交流电源
90 负载
100 异常电压保护装置
10 电压检知单元
20 延时控制单元
30 开关单元
40 保险丝单元
PS 供电路径
SD 检知信号
SC 控制信号
VU 上临限电压值
VL 下临限电压值
-VU 上临限电压值的负值
-VL 下临限电压值的负值
OP1 第一比较器
OP2 第二比较器
D1 第一二极管
D2 第二二极管
Vcc 电源电压
OP3 第三比较器
Rt 电阻
Ct 电容
Dt 二极管
Qt 晶体管开关
R1 第一分压电阻
R2 第二分压电阻
Vref 参考电压
t0～t6 时间点
Δtd 延迟时间
10A 继电器开关
20A 电压检知电路
SA 控制信号
90A 负载
具体实施方式
兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下。
请参见图2所示，其为本发明异常电压保护装置的电路方块图。本发明的异常电压保护装置100耦接交流电源VAC与负载90之间。交流电源VAC的额定电压可例如为交流230伏特，然不以此为限制。此外，负载90可为交流电源供电的家用电器，例如冷气机、电冰箱…等等，然不以此为限制。
异常电压保护装置100包含电压检知单元10、延时控制单元20以及开关单元30。开关单元30耦接交流电源VAC与负载90之间的供电路径PS上。在一实施例中，开关单元30为继电器(relay)开关，然不以此为限制，举凡能够达成供电路径PS关断(disconnected)与连接(connected)控制的开关组件，皆可作为开关单元30之用。
电压检知单元10耦接交流电源VAC，并且接收交流电源VAC，根据交流电源VAC的电压值提供检知信号SD。电压检知单元10所提供的检知信号SD对应于交流电源VAC的电压值，换言之，根据检知信号SD的信息即可得到电压检知单元10检知交流电源VAC的结果，例如包含交流电源VAC的电压、电流、频率…等等电气参数值。
延时控制单元20耦接电压检知单元10与开关单元30。延时控制单元20接收检知信号SD，并且根据检知信号SD(即根据交流电源VAC检知的结果)提供控制信号SC。进一步地，控制信号SC用以控制开关单元30的关断(turned off)与导通(turned on)，以控制供电路径PS的关断与连接，进而控制交流电源VAC对负载90供电或中断对负载90供电，容后详细说明。
异常电压保护装置100更包含保险丝单元40，保险丝单元40串联耦接交流电源VAC与负载90之间的供电路径PS上。当流经供电路径PS的电流过大时，保险丝单元40断开以中断过大的电流流经负载90。
请参见图3所示，其为本发明异常电压保护装置于异常电压恢复为正常电压时提供延时控制机制的示意波形图。图3由上下而所示的波形分别示意交流电源VAC、检知信号SD以及控制信号SC。再者，图3进一步地示意，当交流电源VAC发生异常高电压或异常低电压时，检知信号SD与控制信号SC的控制机制，具体说明如下。
以额定电压230伏特的交流电源VAC举例以方便说明，异常电压保护装置100设定上临限电压值VU，例如276伏特，或依额定电压的百分比增量设定(例如额定电压230伏特的10％增量，即253伏特)，并且根据上临限电压值VU判断交流电源VAC是否发生异常高电压，亦即当交流电源VAC的电压大于上临限电压值VU(即276伏特)时，电压检知单元10则检知交流电源VAC发生异常高电压。此外，异常电压保护装置100设定下临限电压值VL，例如184伏特，或依额定电压的百分比减量设定(例如额定电压230伏特的10％减量，即207伏特)，并且根据下临限电压值VL判断交流电源VAC是否发生异常低电压，亦即当交流电源VAC的电压小于下临限电压值VL(即184伏特)时，电压检知单元10则检知交流电源VAC发生异常低电压。惟前述”大于”或”小于”仅为表示电压大小的关系，同样地，”大于或等于”或”小于或等于”亦用以表示检知交流电源VAC是否发生异常高电压或异常低电压，在此不再赘述。值得一提，前述所谓检知交流电源VAC指电压检知单元10检知交流电源VAC的峰值电压作为与上临限电压值VU和/或下临限电压值VL进行比较，以判断交流电源VAC是否发生异常高电压或异常低电压。
假设初始状态开关单元30为导通，因此交流电源VAC通过供电路径PS对负载90提供正常供电。在时间点t0时，由于电压检知单元10检知交流电源VAC的峰值电压(即该周期的峰值电压)大于下临限电压值VL且小于上临限电压值VU，即电压检知单元10检知交流电源VAC为正常电压，因此电压检知单元10所提供的检知信号SD可持续为，例如，高准位状态。此时，延时控制单元20接收高准位的检知信号SD，并且持续地提供控制信号SC(例如，高准位的信号)，以控制开关单元30维持导通。
在时间点t1时，由于电压检知单元10检知交流电源VAC的峰值电压大于上临限电压值VU，即电压检知单元10检知交流电源VAC为异常高电压，因此电压检知单元10所提供的检知信号SD由，例如，高准位状态转变为低准位状态。此时，延时控制单元20接收低准位的检知信号SD，并且在时间点t1’提供控制信号SC(例如，低准位的信号)，以控制开关单元30关断，进而停止异常高电压的交流电源VAC对负载90供电，以防止负载90受到异常高电压的影响。
在时间点t1之后，电压检知单元10持续检知交流电源VAC为异常高电压，因此检知信号SD持续为低准位状态，且控制信号SC持续为低准位状态，以控制开关单元30持续关断。
直到时间点t2时，由于电压检知单元10检知交流电源VAC的峰值电压大于下临限电压值VL且小于上临限电压值VU，即电压检知单元10检知交流电源VAC恢复为正常电压，因此电压检知单元10所提供的检知信号SD由低准位状态转变为高准位状态。此时，延时控制单元20启动延时控制机制，说明如下。
当电压检知单元10检知交流电源VAC恢复为正常电压，若立即通过延时控制单元20所提供的控制信号SC导通开关单元30，以恢复对负载90供电，在实际操作上会存在下述的问题。一旦交流电源VAC恢复为正常电压，因为交流电源VAC尚处于不稳定的撤消阶段，极可能交流电源VAC又发生异常高电压的状况。如此，电压检知单元10又再次检知交流电源VAC为异常高电压，再通过延时控制单元20所提供的控制信号SC关断开关单元30，以停止对负载90供电。
故此，若在交流电源VAC尚未完全稳定时立即导通开关单元30以恢复对负载90供电，则将造成开关单元30频繁地作动，而降低开关单元30的使用寿命。一旦在操作中发生开关单元30损坏，即开关单元30无法经控制信号SC控制，轻者由于开关单元30为关断损坏，使得持续地切断交流电源VAC对负载90的供电(即使交流电源VAC已恢复正常电压)；重者由于开关单元30为导通损坏，使得持续地导通交流电源VAC对负载90的供电(即使交流电源VAC为异常高电压)，如此无法对负载90或后端电路提供有效且安全的供电。故此，为解决前述存在的问题，延时控制单元20启动延时控制机制。
在时间点t2时，电压检知单元10检知交流电源VAC恢复为正常电压，因此电压检知单元10所提供的检知信号SD由，例如，低准位状态转变为高准位状态。当延时控制单元20接收到由低准位转变为高准位的检知信号SD时，亦即当电压检知单元10检知交流电源VAC由异常高电压转变为正常电压时，延时控制单元20经延迟时间Δtd后，即在时间点t3时，才通过控制信号SC控制开关单元30导通，使交流电源VAC通过供电路径PS对负载90供电。
如图3所示，延迟时间Δtd的长度为一个周期的时间，即时间点t2与时间点t3分别对应两个相邻的峰值电压。然而可根据实际应用的需求或考虑，设计延迟时间Δtd的长度，例如更长的两个周期、三个周期，或更短的半个周期。在一实施例中，延时控制单元20可根据异常电压的维持时间来调整延迟时间。举例来说，可根据发生异常高电压(或异常低电压)所持续的时间(即从异常电压发生到恢复正常电压所持续的时间)弹性地设定、调整延迟时间Δtd的长度，亦即当异常高电压(或异常低电压)所持续的时间越长，则延时控制单元20可延长延迟时间Δtd的长度。在一实施例中，当异常电压发生时，延时控制单元20可开始计时，直到检知的电压变为正常电压时结束计时，然后记录这段时间，并根据这段时间调整延迟时间。当异常电压的维持时间越长，延时控制单元20延长延迟时间，亦即，延迟时间越长。
在一实施例中，延时控制单元20可根据异常电压的大小来调整延迟时间。举例来说，可根据异常高电压过高的程度(或异常低电压过低的程度)弹性地设定、调整延迟时间Δtd的长度，亦即当异常高电压过高的程度(或异常低电压过低的程度)越大，延时控制单元20可延长延迟时间Δtd的长度。在一实施例中，延时控制单元20可将检知的异常电压的电压值与上临限电压值VU或是与下临限电压值VL进行比较，并根据比较的结果(例如：差值的大小)来调整延迟时间。当异常电压与上临限电压值VU或是与下临限电压值VL的差值越大，延时控制单元20则延长延迟时间，亦即，延迟时间越长。值得一提，若在延迟时间Δtd内再次发生异常电压时，控制信号SC则持续为低准位状态，以控制开关单元30持续关断，以防止异常电压的交流电源VAC对负载90供电。
再者，本发明不限制仅能检知交流电源VAC的峰值电压判断交流电源VAC是否正常或异常，亦可通过检知交流电源VAC的谷值电压，配合上临限电压值的负值(即-VU)与下临限电压值的负值(即-VL)，同样可实现判断交流电源VAC是否正常或异常。换言之，当电压检知单元10检知交流电源VAC的谷值电压小于上临限电压值的负值则检知交流电源VAC为异常高电压，或者检知交流电源VAC的谷值电压大于下临限电压值的负值则检知交流电源VAC为异常低电压，同样地，若检知交流电源VAC的谷值电压大于上临限电压值的负值且小于下临限电压值的负值则检知交流电源VAC为正常电压。
延时控制单元20可通过硬件方式，例如延迟电路或其他数字或模拟电路，或者固件、软件方式达成延迟时间Δtd的累计。以下，将以硬件电路方式说明。
请参见图4A与图4B所示，其分别为本发明延时控制单元的第一实施例与第二实施例的电路图。电压检知单元10包含第一比较器OP1、第二比较器OP2、以及第一二极管D1与第二二极管D2。如图4A所示的实施例，第一比较器OP1的输入端分别接收上临限电压值VU与交流电源VAC；第二比较器OP2的输入端分别接收下临限电压值VL与交流电源VAC。值得一提，上述比较器OP1,OP2所接收的电压值VU,VL与交流电源VAC仅用以示意作为电压比较操作所接收的电压，其可为对应上临限电压值VU、下临限电压值VL以及交流电源VAC的电压信号，而非实际接收上百伏特的大电压值，合先叙明。第一比较器OP1的输出端耦接第一二极管D1的阴极端，第二比较器OP2的输出端耦接第二二极管D2的阴极端，并且第一二极管D1的阳极端与第二二极管D2的阳极端耦接电源电压Vcc。
延时控制单元20包含第三比较器OP3、电阻Rt以及电容Ct。如图4A所示的实施例，第三比较器OP3的第一输入端(例如，非反相输入端)耦接电阻Rt、电容Ct以及电源电压Vcc，且接收电压检知单元10所提供的检知信号SD。第三比较器OP3的第二输入端(例如，反相输入端)接收参考电压Vref。然不以此为限制，亦可通过在第三比较器OP3的第二输入端耦接分压电阻网络，并且通过分压电阻网络对外部电压进行分压所得到的分压电压作为参考电压Vref之用。
延时控制单元20的电阻Rt的阻值与电容Ct的容值提供充、放电的时间常数(τ＝RC)，以实现放电重置(reset)的功能。具体地，当交流电源VAC的峰值电压大于上临限电压值VU时(即交流电源VAC为异常高电压)，第一二极管D1为顺偏导通，或当交流电源VAC的峰值电压小于下临限电压值VL时(即交流电源VAC为异常低电压)，第二二极管D2为顺偏导通，因此，电压检知单元10输出的检知信号SD通过导通的第一二极管D1(当发生异常高电压)或导通的第二二极管D2(当发生异常低电压)由高准位状态转变为低准位状态，即对应图3所示的时间点t1以及时间点t4。此时，第三比较器OP3耦接电阻Rt、电容Ct的输入端通过电容Ct放电。当电容Ct放电后的电压(即电容Ct两端的电容电压，或为第一电压)小于参考电压Vref时，第三比较器OP3输出的控制信号SC则由高准位状态转变为低准位状态，故此关断开关单元30，进而停止异常的交流电源VAC对负载90供电。
反之，当交流电源VAC的峰值电压小于上临限电压值VU时且交流电源VAC的峰值电压大于下临限电压值VL时(即交流电源VAC恢复为正常电压)，第一二极管D1与第二二极管D2皆为逆偏关断，因此电源电压Vcc对电容Ct充电。当电容Ct充电后的电压(即第一电压)大于参考电压Vref时，第三比较器OP3输出的控制信号SC则由低准位状态转变为高准位状态，故此导通开关单元30，使得恢复正常的交流电源VAC对负载90供电。在此实施例中，电容Ct(例如，由0伏特)开始充电至大于参考电压Vref的期间，即为延迟时间Δtd，因此，可通过设计电阻Rt的阻值与电容Ct的容值调整延迟时间Δtd的长度。
再者，如图4B所示的第二实施例，其与图4A所示的实施例最大的差异在于延时控制单元20的电阻Rt与电容Ct之间耦接二极管Dt，用以提供电容Ct有效的电流放电路径方向。由于图4B所示的电压检知单元10与图4A所示的电压检知单元10相同，因此，仅以方块图示意，具体操作可参见相应图4A的内容说明，在此不再赘述。
请参见图4C与图4D所示，其分别为本发明延时控制单元的第三实施例与第四实施例的电路图。相较于图4A所示的实施例，在图4C与图4D所示的实施例中增加晶体管开关Qt，并通过以外部信号控制图4C晶体管开关Qt的闸极或控制图4D晶体管开关Qt的基极，达成提供电容Ct有效的电流放电路径方向的控制。对于电压检知单元10与延时控制单元20的具体操作，可参见相应图4A和/或图4B的内容说明，在此不再赘述。
复参见图3，在时间点t4时，由于电压检知单元10检知交流电源VAC的峰值电压小于下临限电压值VL，即电压检知单元10检知交流电源VAC为异常低电压，因此电压检知单元10所提供的检知信号SD由高准位状态转变为低准位状态。此时，延时控制单元20接收低准位的检知信号SD，并且在时间点t4’提供低准位的控制信号SC，以控制开关单元30关断，进而停止异常低电压的交流电源VAC对负载90供电，以防止负载90受到异常低电压的影响。
由于时间点t4与时间点t1所检测到的异常交流电源VAC仅为异常高电压与异常低电压的差异，因此电压检知单元10与延时控制单元20对于异常电压发生时的动作将不再赘述，请参见前述相应的内容说明。
直到时间点t5时，由于电压检知单元10检知交流电源VAC恢复为正常电压，因此电压检知单元10所提供的检知信号SD由低准位状态转变为高准位状态。并且，延时控制单元20启动延时控制机制，具体的说明亦可参见前述相应的内容，在此不再赘述。
同样地，本发明不限制延迟时间Δtd的长度仅为一个周期的时间，以及不限制仅能检知交流电源VAC的峰值电压判断交流电源VAC是否正常或异常，可配合之前的说明，在此不再赘述。此外，若在延迟时间Δtd内再次发生异常电压时，控制信号SC则持续为低准位状态，以控制开关单元30持续关断，以防止异常电压的交流电源VAC对负载90供电。
请参见图5，其为本发明异常电压保护装置的操作方法的第一实施例的流程图。所述异常电压保护装置耦接交流电源与负载，并且异常电压保护装置包含电压检知单元、延时控制单元以及开关单元。开关单元耦接交流电源与负载之间的供电路径上。
异常电压保护装置的操作方法包含：首先，检知交流电源的电压值(S11)。具体地，电压检知单元耦接交流电源，并且接收交流电源，根据交流电源的电压值提供检知信号，因此根据检知信号的信息即可得到电压检知单元检知交流电源的结果。
然后，判断交流电源是否由正常电压转变为异常电压(S12)。根据交流电源与预先设定的上临限电压值与下临限电压进行比较，使得检知信号的电压准位发生改变与否，可判断出交流电源是否由正常电压转变为异常电压。举例来说，当检知信号由高准位状态转变为低准位状态时，则表示交流电源发生异常电压的状态。当判断交流电源非由正常电压转变为异常电压时，则表示交流电源持续为正常电压状态，因此，延时控制单元接收高准位状态的检知信号，并且延时控制单元输出控制信号以持续导通开关单元，使得交流电源持续地通过供电路径对负载供电。反之，当判断交流电源由正常电压转变为异常电压时，则表示交流电源为异常高电压或异常低电压，因此，延时控制单元接收由高准位转态为低准位的检知信号，并且延时控制单元输出控制信号(例如低准位的电压信号)以关断开关单元(S13)，进而停止交流电源通过供电路径对负载供电。
请参见图6，其为本发明异常电压保护装置的操作方法的第二实施例的流程图。异常电压保护装置的操作方法包含：首先，检知交流电源的电压值(S21)。同样地，通过电压检知单元接收交流电源，并且检知交流电源的电压值提供检知信号，因此根据检知信号的信息即可得到电压检知单元检知交流电源的结果。
然后，判断交流电源是否由异常电压转变为正常电压(S22)。根据交流电源与预先设定的上临限电压值与下临限电压进行比较，使得检知信号的电压准位发生改变与否，可判断出交流电源是否由异常电压转变为正常电压。举例来说，当检知信号由低准位状态转变为高准位状态时，则表示交流电源恢复正常电压的状态。当判断交流电源非由异常电压转变为正常电压时，则表示交流电源持续为异常电压状态，因此，延时控制单元接收低准位状态的检知信号，并且延时控制单元输出控制信号以持续关断开关单元，使得交流电源仍被停止对负载供电。反之，当判断交流电源由异常电压转变为正常电压时，延时控制单元接收由低准位转态为高准位的检知信号，并且延时控制单元启动延时控制机制。
启动延时控制机制的步骤中，首先，延时控制单元执行延时程序(S23)。此时，延时控制单元可通过硬件方式，例如延迟电路(例如电阻-电容充放电电路，然不以此为限制)或其他数字或模拟电路，或者固件、软件方式开始进行延迟时间的累计。然后，判断交流电源是否维持正常电压(S24)。若在延时程序之后，交流电源非维持正常电压，即交流电源再次转变为异常电压时，则结束(离开)延时程序，并返回执行步骤(S21)，即持续地检知交流电源的电压值。在此状况下，由于交流电源尚处于不稳定的撤消阶段，交流电源极可能再次发生异常电压的状况，因此为了避免开关单元频繁地作动，降低开关单元的使用寿命，甚至开关单元损坏造成交流电源无法对负载或后端电路提供有效且安全的供电，因此，延时控制单元启动延时控制机制。换言之，一旦交流电源恢复为正常电压时，即步骤(S22)判断为”是”时，不立即导通复归开关单元，而是进行提供延迟时间的延时程序，即步骤(S23)，以及再次判断在延时程序的过程中交流电源是否再次发生异常电压，即步骤(S24)的判断。一旦延迟时间累计的过程中交流电源是否再次发生异常电压则结束(离开)延时程序，即原本已累计的时间则取消(归零)，若之后有需要延时程序，则再重新累计。以电阻-电容充放电电路来说，通过电容的充电操作实现延迟时间的累计，而通过电容的放电操作实现累计时间的归零。
若在步骤(S24)中判断为”是”，表示交流电源维持正常电压时，则判断延时程序是否达到默认的延迟时间(S25)。若尚未达到预设的延迟时间，即在步骤(S25)中判断为”否”，则持续地进行延时程序，即步骤(S23)，以及判断交流电源是否再次发生异常电压，即步骤(S24)的判断。若在步骤(S25)中判断为”是”，表示延时程序达到默认的延迟时间，并且在延时程序的过程中交流电源没有发生异常电压，因此通过延时控制单元所提供的控制信号导通开关单元(S26)，使得具有正常电压的交流电源重新通过供电路径对负载供电。
综上说明，步骤(S23)～步骤(S25)的执行可确保交流电源恢复为正常电压时，不立即导通复归开关单元，而是进行延迟时间的累计，以避免开关单元频繁地作动。并且，在延时程序的过程中若交流电源再次发生异常电压，则结束延时程序且持续关断开关单元，以防止异常电压的交流电源对负载供电。
综上所述，本发明具有以下的特征与优点：
1、当检知交流电源由异常电压恢复为正常电压时启动延时控制机制，能够提供后端电路(或负载)有效且安全的供电，且达到延长继电器开关或开关单元操作寿命的功效。
2、通过设计延时控制单元所提供放电重置功能的不同实施电路，及其电路组件值的选用，可提供有效的电流放电路径方向以及调整延迟时间的长度。
以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与图式，惟本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以下述的申请专利范围为准，凡合于本发明申请专利范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中，任何熟悉本领域的相关技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (18)

1.一种异常电压保护装置，其特征在于，包含：
一开关单元，耦接于一交流电源与一负载之间的一供电路径上；
一电压检知单元，检知该交流电源，根据该交流电源的电压值提供一检知信号；及
一延时控制单元，耦接该电压检知单元与该开关单元，接收该检知信号，根据该检知信号提供一控制信号至该开关单元；
其中，当该电压检知单元检知该交流电源由异常电压转变为正常电压时，该延时控制单元经一延迟时间后，通过该控制信号控制该开关单元导通，使该交流电源通过该供电路径对该负载供电。
2.如权利要求1所述的异常电压保护装置，其特征在于，当该电压检知单元检知该交流电源由正常电压转变为异常电压时，该延时控制单元通过该控制信号控制该开关单元关断，以停止该交流电源通过该供电路径对该负载供电。
3.如权利要求1所述的异常电压保护装置，其特征在于，当该交流电源的峰值电压大于一上临限电压值或小于一下临限电压值，该电压检知单元检知该交流电源为异常电压。
4.如权利要求1所述的异常电压保护装置，其特征在于，当该交流电源的谷值电压小于一上临限电压值的负值或大于一下临限电压值的负值，该电压检知单元检知该交流电源为异常电压。
5.如权利要求1所述的异常电压保护装置，其特征在于，该延时控制单元根据该异常电压的大小调整该延迟时间。
6.如权利要求1所述的异常电压保护装置，其特征在于，该延时控制单元根据该异常电压的维持时间调整该延迟时间。
7.如权利要求1所述的异常电压保护装置，其特征在于，该延时控制单元包含：
一比较器，具有一第一输入端、一第二输入端与一输出端；该第一输入端接收该检知信号，该第二输入端接收一参考电压，以及该输出端输出该控制信号；
一电阻，耦接该第一输入端与一接地端之间；及
一电容，耦接该第一输入端与该接地端之间。
8.如权利要求7所述的异常电压保护装置，其特征在于，该延时控制单元更包含：
一二极管，具有一阴极端与一阳极端，该阴极端耦接于该电阻，该阳极端耦接该电容。
9.如权利要求1所述的异常电压保护装置，其特征在于，该延时控制单元包含：
一比较器，具有一第一输入端、一第二输入端与一输出端；该第一输入端接收该检知信号，该第二输入端接收一参考电压，以及该输出端输出该控制信号；
一晶体管开关，耦接该第一输入端与一接地端之间；
一电阻，耦接该开关与该接地端之间；及
一电容，耦接该开关、该第一输入端与该接地端。
10.如权利要求1所述的异常电压保护装置，其特征在于，更包含：
一保险丝单元，串联耦接该交流电源与该负载之间的该供电路径上；
其中，当流经该供电路径的电流过大时，该保险丝单元断开以中断电流流经该负载。
11.如权利要求1所述的异常电压保护装置，其特征在于，该延时控制单元用以根据该检知信号产生一第一电压，并比较该第一电压和一参考电压以产生该控制信号。
12.如权利要求11所述的异常电压保护装置，其特征在于，当该交流电源由异常电压转变为正常电压时，该延时控制单元用以增加该第一电压，并于该第一电压大于该参考电压时改变该控制信号的准位以导通该开关单元。
13.一种异常电压保护装置的操作方法，其特征在于，所述异常电压保护装置包含耦接于一交流电源与一负载之间的一开关单元、一电压检知单元以及一延时控制单元，该操作方法包含：
(a)、通过该电压检知单元检知该交流电源的电压值；
(b)、当检知该交流电源由异常电压转变为正常电压时，通过该延时控制单元执行一延时程序；及
(c)、执行该延时程序并经过一延迟时间后，且该交流电源维持正常电压时，通过该延时控制单元导通该开关单元，使该交流电源经由该开关单元对该负载供电。
14.如权利要求13所述的异常电压保护装置的操作方法，其特征在于，在步骤(c)中，在该延迟时间内，当检知该交流电源由正常电压转变为异常电压时，关断该开关单元以停止该交流电源对该负载供电，并结束该延时程序。
15.如权利要求13所述的异常电压保护装置的操作方法，其特征在于，在步骤(a)之后更包含：
当检知该交流电源由正常电压转变为异常电压时，关断该开关单元以停止该交流电源对该负载供电。
16.如权利要求13所述的异常电压保护装置的操作方法，
其特征在于，在步骤(a)中包含：
该电压检知单元根据该交流电源的电压值提供一检知信号至该延时控制单元；
其中在步骤(b)包含：
通过该延时控制单元根据该检知信号执行该延时程序。
17.如权利要求16所述的异常电压保护装置的操作方法，其特征在于，该延时程序包含：
根据该检知信号产生一第一电压；
增加该第一电压；及
比较该第一电压和一参考电压，藉以决定是否导通该开关单元。
18.如权利要求17所述的异常电压保护装置的操作方法，其特征在于，该步骤(c)包含：
当判断该第一电压大于该参考电压时，导通该开关单元，其中该延迟时间为该第一电压增加至大于该参考电压的时间。
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