CN204480411U - 门铃装置 - Google Patents

Abstract

一种门铃装置，包括使用者界面、控制电路、电源切换电路、第一电荷储存元件、第二电荷储存元件、以及充放电控制电路。使用者界面包括按钮。控制电路耦接使用者界面，根据按钮的状态产生电源控制信号。电源切换电路耦接控制电路，根据电源控制信号输出第一电压信号至第一节点，以供应电源至控制电路。第一电荷储存元件耦接第一节点。充放电控制电路耦接第一节点以及第二电荷储存元件，根据第一电压信号控制对第二电荷储存元件充电或放电。

Description

门铃装置

技术领域

本实用新型涉及一种门铃装置，特别涉及一种按压触发的门铃装置。

背景技术

门铃装置为家家户户于门口普遍所设置的装置，当客人来访或是当人回到住处时，可以按压门铃使得室内发出声响以通知室内的人。如何设计多功能的门铃装置，同时兼顾降低成本以及易于安装的需求，乃目前业界所致力的课题之一。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种门铃装置，具有多功能且生产成本低以及使用便利等功效。

为达上述目的，本实用新型提供一种门铃装置，其包括：

一使用者界面，包括一按钮；

一控制电路，耦接该使用者界面，根据该按钮的状态产生一电源控制信号；

一电源切换电路，耦接该控制电路，根据该电源控制信号输出一第一电压信号至一第一节点，以供应电源至该控制电路；

一第一电荷储存元件，耦接该第一节点；

一第二电荷储存元件；以及

一充放电控制电路，耦接该第一节点以及该第二电荷储存元件，根据该第一电压信号控制对该第二电荷储存元件充电或放电。

上述的门铃装置，其中该使用者界面更包括一网络摄像机。

上述的门铃装置，其中该电源切换电路包括：

一开关元件，包括一输入端耦接一电源供应信号，一控制端耦接该电源控制信号，以及一输出端；

一整流器，耦接该开关元件的该输出端；以及

一第二降压转换电路，耦接在该整流器与该第一节点之间，将该整流器输出的电压降压转换为该第一电压信号输出至该第一节点。

上述的门铃装置，其中该电源切换电路包括：

一开关元件，包括一输入端耦接一电源供应信号，一控制端耦接该电源控制信号，以及一输出端；

一整流器，耦接该开关元件的该输出端；

一升压转换电路，耦接该整流器，将该整流器输出的电压升压转换为一第三电压信号输出至一第二节点；

一第三电荷储存元件，耦接该第二节点；以及

一第二降压转换电路，耦接在该第二节点与该第一节点之间，将该第三电压信号降压转换为该第一电压信号。

上述的门铃装置，其中该第一电荷储存元件及该第二电荷储存元件皆为电容。

为达上述目的，本实用新型还提供一种门铃装置，其包括：

一使用者界面，包括一按钮；

一控制电路，耦接该使用者界面，根据该按钮的状态产生一电源控制信号；

一电源切换电路，耦接该控制电路，根据该电源控制信号输出一第一电压信号至一第一节点；

一第一降压转换电路，耦接在该第一节点以及该控制电路之间，将该第一电压信号降压转换为一第二电压信号，以供应电源至该控制电路；

一第一电荷储存元件，耦接该第一节点；

一第二电荷储存元件；以及

一充放电控制电路，耦接该第一节点以及该第二电荷储存元件，根据该第一电压信号控制对该第二电荷储存元件充电或放电。

上述的门铃装置，其中该使用者界面更包括一网络摄像机。

上述的门铃装置，其中该电源切换电路包括：

一开关元件，包括一输入端耦接一电源供应信号，一控制端耦接该电源控制信号，以及一输出端；

一整流器，耦接该开关元件的该输出端；以及

一第二降压转换电路，耦接在该整流器与该第一节点之间，将该整流器输出的电压降压转换为该第一电压信号输出至该第一节点。

上述的门铃装置，其中该电源切换电路包括：

一开关元件，包括一输入端耦接一电源供应信号，一控制端耦接该电源控制信号，以及一输出端；

一整流器，耦接该开关元件的该输出端；

一升压转换电路，耦接该整流器，将该整流器输出的电压升压转换为一第三电压信号输出至一第二节点；

一第三电荷储存元件，耦接该第二节点；以及

一第二降压转换电路，耦接在该第二节点与该第一节点之间，将该第三电压信号降压转换为该第一电压信号。

上述的门铃装置，其中该第一电荷储存元件及该第二电荷储存元件皆为电容。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1绘示依据本实用新型第一实施例的门铃装置的示意图；

图2A绘示对第二电荷储存元件充电的电流方向示意图；

图2B绘示第二电荷储存元件放电的电流方向示意图；

图3A绘示依据本实用新型第二实施例的使用者界面的示意图；

图3B绘示依据本实用新型第二实施例的门铃装置的外观示意图；

图4绘示依据本实用新型第三实施例的门铃装置的示意图；

图5A～图5B绘示电源切换电路的多种实作方式示意图；

图6绘示依据本实用新型第四实施例的门铃装置的示意图；

图7A绘示对第一电荷储存元件、第二电荷储存元件及第三电荷储存元件充电的电流方向示意图；

图7B绘示第三电荷储存元件放电的电流方向示意图；

图7C绘示第二电荷储存元件放电的电流方向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

针对以电子信号驱动的门铃装置，其驱动方式说明如下：在室内设置有一响铃装置，响铃装置例如可包括有缠绕金属线圈的螺线管，当门铃按钮未被按压时，电流主要供应门铃装置的控制电路正常工作，螺线管维持在固定位置。当门铃按钮被按压时，电流经由电源切换电路与缠绕金属线圈形成一回路，使得电流流过金属线圈，通过产生的感应磁场使得螺线管移动，进而产生撞击而发出响铃声。

由于在按下门铃时，供应至门铃装置内部的电源会切换到供应至室内的响铃装置，门铃装置内部会暂时失去电源，因此通常需安装电池于门铃中。然而，电池不仅占空间，且会有电力耗尽的问题，而若是使用充电电池，则还需要设置充电电路于门铃中。再者，电池所提供的电压仍须搭配升压电路以驱动门铃装置内部的其他电路，上述这些额外的电路以及电池本身皆需占据门铃内部相当多的空间，并不利于降低生产成本。

图1绘示依据本实用新型第一实施例的门铃装置的示意图。门铃装置1包括使用者界面101、控制电路102(控制电路例如可以包含微处理器、WiFi芯片、以及网络摄像机、麦克风、喇叭…等等的驱动电路)、电源切换电路103、第一电荷储存元件104、充放电控制电路105、以及第二电荷储存元件106。使用者界面101包括按钮111，按钮111可以是各种机械式或电子式的按钮，或可以让使用者按压的输入界面。控制电路102耦接使用者界面101，根据按钮111的状态产生电源控制信号S1。电源切换电路103耦接控制电路102，根据电源控制信号S1输出第一电压信号V1至第一节点N1，以供应电源至控制电路102，例如控制电路102可由第一电压信号V1供应电源。第一电荷储存元件104耦接第一节点N1。充放电控制电路105耦接第一节点N1以及第二电荷储存元件106，根据第一电压信号V1控制对第二电荷储存元件106充电或放电。兹详细说明各元件以及相关操作如下。

控制电路102根据按钮111的状态，产生控制信号S1以控制电源切换电路103。当按钮111未被按下的一般状态，控制信号S1例如是一个低位准的逻辑信号，使得电源切换电路103输出到第一节点N1的第一电压信号V1是正常的供应电压，控制电路102由第一电压信号V1供应电源。为了方便说明起见，说明书以下的例子中将以12V作为第一电压信号V1的正常供应电压，当然本实用新型并不限于此，此电压值可依实际电路需求而作调整。此时设置于室内的响铃装置不通过电流，因此不会发出响铃声。

而当门铃按钮111被按下时，控制信号S1例如是一个高位准的逻辑信号，电源被切换到响铃装置，会使得电源切换电路103输出到第一节点N1的第一电压信号V1低于正常的供应电压12V。而由于此时电源被切换到响铃装置，电流通过响铃装置内螺线管的线圈，进而产生撞击而发出响铃声。

充放电控制电路105的两端分别耦接第一电荷储存元件104以及第二电荷储存元件106，并且根据第一电压信号V1控制对第二电荷储存元件106充电或放电。第一电荷储存元件104以及第二电荷储存元件106例如皆是电容。当按钮111按下使得第一电压信号V1低于正常的供应电压12V时，藉由充放电控制电路105可以维持第一电压信号V1在可允许的供应电压范围。关于充放电控制电路105的一种示例性作法详细说明如下。

充放电控制电路105监控第一电压信号V1，于此例中第一电压信号V1的目标值是维持在12V。当第一电压信号大于等于一临界电压值Vth(例如是10V)时，则充放电控制电路105对第二电荷储存元件106充电至一预定电压值Vp(例如是23V)，第二电荷储存元件106可以是具有大电容值的电容，例如可使用并联的多个电容而形成。由于电压高且电容值大，此时第二电荷储存元件106内储存有大量电荷。充放电控制电路105例如可以是断电警报(Dying Gasp)控制电路。

当第一电压信号V1小于临界电压值Vth时，例如是当按钮111被按下而导致电源切换时，此时可以藉由第二电荷储存元件106内部所储存的大量电荷供给电源至门铃装置1的内部电路。第二电荷储存元件106通过充放电控制电路105放电，以维持第一电压信号V1在可允许的供应电压范围，提供控制电路102电源。

图2A绘示对第二电荷储存元件106充电的电流方向示意图，电流经由电源切换电路103提供至第一电荷储存元件104以及第二电荷储存元件106，使得第一电压信号V1为12V，并充电第二电荷储存元件106直到预定电压值Vp(例如23V)。图2B绘示第二电荷储存元件106放电的电流方向示意图，此时电源切换电路103不再提供电流，改由第二电荷储存元件106放电及第一电荷储存元件104放电提供电流，维持第一电压信号V1在可允许的供应电压。

如上所述的门铃装置1，由于第二电荷储存元件106在一般状态下储存有足够的电荷，因此当电源切换时，可以由第二电荷储存元件106放电提供电流，而能够在短时间内维持对控制电路102的供电，使得门铃装置1能够正常运作。

图3A绘示依据本实用新型第二实施例的使用者界面的示意图，在此实施例中的使用者界面101更可包括网络摄像机112。网络摄像机112能够录制数字影片，可用于监控住家周围的环境，且网络摄像机112能够通过网络接收以及传送数据，易于使用者设定以及取得影像数据。

图3B绘示依据本实用新型第二实施例的门铃装置的外观示意图。在门铃装置2设置有摄影镜头，既可当门铃使用，亦可以作为居家安全的监控设施。而门铃装置2除了包括有按钮111以及网络摄像机112之外，更可以包括麦克风以及喇叭，如此一来，使用者可以在室内使用电子装置与门铃装置2连线，不但能够看到来访者的影像，并可以与来访者进行对话。此实施例中的控制电路102除了控制电源切换之外，同时亦负责网络摄像机112的相关控制动作，包括影像处理以及网络数据传输，控制电路102例如包含一个微处理器。因此，维持控制电路102在门铃按钮111被按下时仍能保持在供电状态显得更加重要，以使得网络摄像机112持续正常运作，能够不间断地撷取影像画面、进行影像编码等等操作。

图4绘示依据本实用新型第三实施例的门铃装置的示意图。与第一实施例的差别在于，门铃装置3更包括第一降压转换电路107，耦接在第一节点N1以及控制电路102之间，将第一电压信号V1降压转换为第二电压信号V2以作为控制电路102的电源供应。

第一降压转换电路107的特性在于，当输入的第一电压信号V1位于一特定范围时，输出的第二电压信号V2是稳定的电压，例如当第一电压信号V1是位于范围8V～30V，输出的第二电压V2皆是稳定的5V，如此可提供控制电路102稳定的电源供应。第一降压转换电路107所输出的第二电压信号V2依照控制电路102的实体电路而决定，例如相关于所采用的半导体工艺，第二电压信号V2可以是5V,3.3V,1.8V的电源供应电压。此外，第一降压转换电路107内部可由多级的降压转换器实作而成，例如可以包括第一级的降压转换器将12V降压至5V，以及第二级的降压转换器将5V再降压至3.3V。

图5A～图5B绘示电源切换电路的多种实作方式示意图。如图5A所示，电源切换电路103可包括开关元件131及整流器132，开关元件131的输入端接收电源供应信号VPOWER，开关元件131的控制端接收电源控制信号S1。电源供应信号VPOWER可以是一般市电的交流电源，例如AC 120V，也可以是经过变压器的低电压交流电源，例如AC 24V。电源供应信号VPOWER作为门铃装置的主要供电来源。

开关元件131例如是继电器(Relay)，继电器可切换电流的方向，而整流器132可将交流电源转换成直流电源。开关元件131受控于电源控制信号S1，当按钮111未被按下时，开关元件131控制电源供应信号VPOWER经整流器132输出至第一节点N1，提供门铃装置内部电路的电源。当按钮111被按下时，开关元件131控制电源供应信号VPOWER停止输出至第一节点N1，例如将电源供应信号VPOWER切换为供应至响铃装置以发出声响。

电源控制信号S1可对应于按下按钮111的时间长度，例如当按下按钮111时维持电源控制信号S1在逻辑高位准。此外，电源控制信号S1也可以是脉波形式的控制信号，例如每次按下按钮111时，电源控制信号S1由逻辑低位准短暂变为逻辑高位准后，再次变回逻辑低位准，以此种脉波形式的电源控制信号S1可以使得门铃装置内部需由第二电荷储存元件106供电的时间长度控制在一预设范围内，避免因按压按钮111的时间过长而耗尽第二电荷储存元件106的储能。

电源供应信号VPOWER为交流电源，如图5A所示，电源切换电路103包括整流器132，例如可使用桥式整流器，将输入的交流电源(例如AC 24V)转换为直流电源(例如DC 34V)输出。

如图5B所示，电源切换电路103’更可包括第二降压转换电路133，第二降压转换电路133耦接在整流器132与第一节点N1之间，第二降压转换电路133将整流器132输出的电压(例如是DC 34V)降压转换为第一电压信号V1(例如是DC 12V)。当整流器132输出的电压在一特定范围(例如大于25V)时，第二降压转换电路133输出的第一电压信号V1维持在12V，而当受控于电源控制信号S1而导致电源切换时，整流器132输出的电压下降，导致第二降压转换电路133输出的第一电压信号V1低于12V。

图6绘示依据本实用新型第四实施例的门铃装置的示意图。与前述第三实施例的差别在于，电源切换电路103更包括开关元件131、整流器132、升压转换电路134、第三电荷储存元件135、以及第二降压转换电路133。电源切换电路103接收电源供应信号VPOWER。升压转换电路134耦接整流器132，将整流器132输出的电压(例如DC 34V)升压转换为一第三电压信号V3(例如DC 70V)输出至第二节点N2。第三电荷储存元件135耦接第二节点N2。第二降压转换电路133耦接在第二节点N2与第一节点N1之间，将第三电压信号V3降压转换为第一电压信号V1(例如DC 12V)。

如图6所示的门铃装置4，其中的第一降压转换电路107是可选择性配置的。亦即，可以类似于图1所示门铃装置1的配置方式，将第一节点N1耦接至控制电路102，以供应电源至控制电路102；亦可以类似于图4所示门铃装置3的配置方式，将第一降压转换电路107耦接在第一节点N1以及控制电路102之间，将第一电压信号V1降压转换为第二电压信号V2，以供应电源至控制电路102。

值得注意的是，在此实施例中更包括了第三电荷储存元件135，第三电荷储存元件135例如是电容。在一般状态按钮111未被按下时，即当电源供应信号VPOWER输出经第二节点N2至第一节点N1时，经由升压转换电路134提供电流以充电第三电荷储存元件135，另与前述实施例相同，同时亦会对第一电荷储存元件104以及第二电荷储存元件106充电。

而在按钮111被按下时，即当电源供应信号VPOWER停止输出至第二节点N2，此时升压转换电路134输出的第三电压信号V3开始下降，第三电荷储存元件135放电并经由第二降压转换电路133维持第一电压信号V1位准。经由此放电动作，使得第二降压转换电路133的降压输出仍然能够维持在12V。若电源切换的时间更长，使得第三电荷储存元件135所储存的电荷已不足以将第一电压信号V1维持在12V，则与前述实施例相似，第二电荷储存元件106放电，以维持第一电压信号V1在可允许的供应电压范围。

图7A绘示对第一电荷储存元件104、第二电荷储存元件106、及第三电荷储存元件135充电的电流方向示意图，表示在按钮111未被按下的一般状态时，对这些电荷储存元件充电直到达到特定的电压值(例如，第一电荷储存元件104为12V,第二电荷储存元件106为23V及第三电荷储存元件135为70V)。图7B绘示第三电荷储存元件135放电的电流方向示意图，此时为按钮111按下后电源切换的第一阶段，先由第三电荷储存元件135放电提供能量，维持第一电压信号V1。图7C绘示第二电荷储存元件106放电的电流方向示意图，此时为按钮111按下后电源切换的第二阶段，当第三电荷储存元件135提供的能量已不足时，充放电控制电路105会监测到第一电压信号V1下降，而控制使得第二电荷储存元件106放电提供能量。

在此实施例中，由于增加了第三电荷储存元件135，相当于预先储存电荷在两处(第三电荷储存元件135以及第二电荷储存元件106)，如此可以延长电源切换的时间，更能确保当门铃按钮按下时的电源切换不会对于内部电路造成影响，维持内部电路的正常供电。

上述实施例中的电压数值皆仅是例示性说明，并非用以限定本实用新型，本领域技术人员当可视实际电路所需的电压值而作出相应的调整。

于本实用新型实施例上述的门铃装置，利用例如电容的电荷储存元件，使得在门铃按钮被按下时所造成的电源切换期间，仍然能够对门铃装置的内部控制电路提供电源。且由于使用电荷储存元件，无须于门铃装置中使用电池，同时可以省去与电池相搭配的升压电路及/或充电电路，不仅能够减少电路所占用的面积，亦能降低生产成本，且对于使用者而言，无须更换电池更提高了使用便利性。

此外，本实用新型实施例上述的门铃装置，其使用者界面更可包括网络摄像机及/或对讲机，提供了多功能的门铃装置，且能够确保使用者界面维持正常供电，能够不间断地持续录影。而由于本实用新型的门铃装置可直接连接交流电源，使用者无须更动原先屋内对于门铃的布线设计，本实用新型的门铃装置更具有安装容易的优点。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种门铃装置，其特征在于，包括：

一使用者界面，包括一按钮；

一控制电路，耦接该使用者界面，根据该按钮的状态产生一电源控制信号；

一电源切换电路，耦接该控制电路，根据该电源控制信号输出一第一电压信号至一第一节点，以供应电源至该控制电路；

一第一电荷储存元件，耦接该第一节点；

一第二电荷储存元件；以及

一充放电控制电路，耦接该第一节点以及该第二电荷储存元件，根据该第一电压信号控制对该第二电荷储存元件充电或放电。

2.根据权利要求1所述的门铃装置，其特征在于，该使用者界面更包括一网络摄像机。

3.根据权利要求1所述的门铃装置，其特征在于，该电源切换电路包括：

一开关元件，包括一输入端耦接一电源供应信号，一控制端耦接该电源控制信号，以及一输出端；

一整流器，耦接该开关元件的该输出端；以及

一第二降压转换电路，耦接在该整流器与该第一节点之间，将该整流器输出的电压降压转换为该第一电压信号输出至该第一节点。

4.根据权利要求1所述的门铃装置，其特征在于，该电源切换电路包括：

一开关元件，包括一输入端耦接一电源供应信号，一控制端耦接该电源控制信号，以及一输出端；

一整流器，耦接该开关元件的该输出端；

一升压转换电路，耦接该整流器，将该整流器输出的电压升压转换为一第三电压信号输出至一第二节点；

一第三电荷储存元件，耦接该第二节点；以及

一第二降压转换电路，耦接在该第二节点与该第一节点之间，将该第三电压信号降压转换为该第一电压信号。

5.根据权利要求1所述的门铃装置，其特征在于，该第一电荷储存元件及该第二电荷储存元件皆为电容。

6.一种门铃装置，其特征在于，包括：

一使用者界面，包括一按钮；

一控制电路，耦接该使用者界面，根据该按钮的状态产生一电源控制信号；

一电源切换电路，耦接该控制电路，根据该电源控制信号输出一第一电压信号至一第一节点；

一第一降压转换电路，耦接在该第一节点以及该控制电路之间，将该第一电压信号降压转换为一第二电压信号，以供应电源至该控制电路；

一第一电荷储存元件，耦接该第一节点；

一第二电荷储存元件；以及

一充放电控制电路，耦接该第一节点以及该第二电荷储存元件，根据该第一电压信号控制对该第二电荷储存元件充电或放电。

7.根据权利要求6所述的门铃装置，其特征在于，该使用者界面更包括一网络摄像机。

8.根据权利要求6所述的门铃装置，其特征在于，该电源切换电路包括：

一开关元件，包括一输入端耦接一电源供应信号，一控制端耦接该电源控制信号，以及一输出端；

一整流器，耦接该开关元件的该输出端；以及

一第二降压转换电路，耦接在该整流器与该第一节点之间，将该整流器输出的电压降压转换为该第一电压信号输出至该第一节点。

9.根据权利要求6所述的门铃装置，其特征在于，该电源切换电路包括：

一开关元件，包括一输入端耦接一电源供应信号，一控制端耦接该电源控制信号，以及一输出端；

一整流器，耦接该开关元件的该输出端；

一升压转换电路，耦接该整流器，将该整流器输出的电压升压转换为一第三电压信号输出至一第二节点；

一第三电荷储存元件，耦接该第二节点；以及

一第二降压转换电路，耦接在该第二节点与该第一节点之间，将该第三电压信号降压转换为该第一电压信号。

10.根据权利要求6所述的门铃装置，其特征在于，该第一电荷储存元件及该第二电荷储存元件皆为电容。