TW202027117A - 可自動偵測與調整零點相位的切換裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明主要提出一種可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其中，此切換裝置的控制與處理單元之中係特別設置有一第一零點偵測器、一第二零點偵測器、一電弧偵測器、與一微控制器。如此設置，根據輸入電壓零點、輸出電壓零點、繼電器的一切換延遲時間、及該電弧偵測器偵測到的電弧訊號，該微控制器係能夠適應性地產生一繼電器控制訊號以控制繼電器於有載狀態之時在一輸出電壓零點進行電路短路切換，令輸出電壓訊號被傳送至與該繼電器電性連接的至少一負載。同時，該微控制器還能以所述繼電器控制訊號控制該繼電器，使其於一輸入電壓零點進行電路開路切換，藉以停止該輸出電壓訊號被傳送至該負載。

Description

可自動偵測與調整零點相位的切換裝置
本發明係關於電氣開關(Electrical switch)的技術領域，尤指一種可自動偵測與調整零點相位的切換裝置。
繼電器(Relay)是一種具有輸入迴路與輸出迴路的電子切換單元，目前已經普遍地被應用於各種電器設備之中。繼電器實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種切換開關，故在控制電路中有著自動調節、安全保護與轉換電路等作用。
目前，繼電器被廣泛地應用在各種無線式數位家庭系統之中。圖1顯示現有的一種無線式數位燈控系統的架構圖。如圖1所示，該無線式數位燈控系統1’包括：一繼電器10’、 一開關裝置11’、 一繼電器控制單元12’、與一可攜式電子裝置13’；其中，該繼電器10’主要是由一三向開關(3 way switch)101’與一電磁鐵線圈(Solenoid)102’所組成，且該三向開關101’耦接於交流電源ACS’的一火線端與該開關裝置11’之間。該電磁鐵線圈102’則電性連接至該繼電器控制單元12’。使用者可操作其可攜式電子裝置13’，例如:智慧型手機，進而透過該繼電器控制單元12’輸入一電流至該電磁鐵線圈102’，使得電磁鐵線圈102’對應地生成一磁力以改變該三向開關101’的切換狀態(Switch state)，達到控制電燈Bu’的點亮與關暗之結果。
所述繼電器10’為一個機械式電磁開關，因此，在繼電器控制單元12’輸入電流至該電磁鐵線圈102’之後，該三向開關101’內的切換自受到磁力之吸引或排斥到完成該三向開關101’之切換狀態的轉換，整個過程必須花費10-120毫秒左右的動作時間。可想而知，若無較佳的時序控制，繼電器10’很有可能在交流電源ACS’(亦即，交流訊號)的高電位點或低電位點進行切換，使得繼電器10’在接點導通或斷開的瞬間容易產生火花，加速縮短繼電器10’與其負載裝置(例如:電燈Bu’)的使用壽命。
有鑑於此，台灣專利號I423293揭示一種繼電器之校正交流電源切換時序補償電路。圖2即顯示繼電器之校正交流電源切換時序補償電路的方塊圖，所述校正交流電源切換時序補償電路2’主要包括：一輸入端檢測單元21’、一控制單元22’、與一輸出端檢測單元23’。如圖2所示，繼電器20’耦接於交流電源ACS’與一負載3’之間；並且，該輸入端檢測單元21’耦接於交流電源ACS’與該繼電器20’之間，且該輸出端檢測單元23’耦接於該繼電器20’與其負載3’之間。另一方面，該輸入端檢測單元21’、該繼電器20’ 、與該輸出端檢測單元23’同時電性連接至該控制單元22’。特別地，輸入端檢測單元21’及輸出端檢測單元23’分別檢測出繼電器20’之輸入交流訊號與輸出交流訊號之電位時序，並將所取得的時序資料傳送至控制單元22’。進一步地，該控制單元22’便能夠依據時序資料以及繼電器20’本身的切換動作時間而適應性地調整繼電器20’的切換時點，使其能夠在交流訊號的零交越點進行切換。
圖3顯示多組訊號的波形圖。圖3的“RLY_Ctrl”為控制單元22’所輸出的用以控制繼電器20’進行切換的控制訊號，“AC(VS )”為檢自該交流電源ACS’的一輸入電壓訊號，且“Load(VL )”為繼電器20’輸出至其負載3’的輸出電壓訊號。另一方面，標誌“TDON ”表示為繼電器20’執行導通切換(或稱電路短路切換)的作動延遲時間，且標誌“TDOFF ”表示為繼電器20’執行關閉切換(或稱電路開路切換)的作動延遲時間。在理想的情況下，控制單元22’會根據交流電源ACS’的輸入電壓訊號AC(VS )、繼電器20’的輸出電壓訊號Load(VL )、以及繼電器20’的作動延遲時間來產生所述控制訊號RLY_Ctrl。如圖3中的左虛線方框所標註的，控制單元22’利用該控制訊號RLY_Ctrl控制該繼電器20’於一輸出電壓零點進行電路短路切換，令該輸出電壓訊號Load(VL )被傳送至與該繼電器20’的該負載連接端電性連接的至少一負載3’。進一步地，如圖3中的右虛線方框所標註的，控制單元22’利用所述控制訊號RLY_Ctrl控制該繼電器20’，使其於一輸入電流零點進行一電路開路切換，藉以停止該輸出電壓訊號被傳送至該負載3’。
圖4 顯示繼電器的切換過程之示意圖。如圖4與圖3所示，在未接上負載3’的情況下，控制單元22’的確可以順利地利用所述控制訊號RLY_Ctrl控制該繼電器20’，使其於該輸入電流零點進行所述電路開路切換。然而，在繼電器20’電性連接負載3’之後，繼電器20’在進行電路開路切換的當下會引發電弧，此電弧效應(Arc effect)會讓輸出訊號持續地導通，如圖3中的弧形虛線所示，因而導致繼電器20’無法完美地在零交越點切斷該輸出訊號的輸出。簡單地說，即使現有的繼電器之校正交流電源切換時序補償電路2’(如圖2所示)係透過檢測輸入交流訊號與輸出交流訊號之電位時序來適應性地調整繼電器20’的切換時點，但這樣的切換控制方式並無法避免電弧效應所帶來的影響，導致繼電器20’仍然是無法完美地在交流訊號的零交越點進行切換。
由上說明可知，現有的繼電器之校正交流電源切換時序補償電路2’仍存在許多改善空間；有鑑於此，本案之發明人係極力加以研究發明，而終於研發完成本發明之一種可自動偵測與調整零點相位的切換裝置。
本發明之主要目的在於提出一種可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其中此切換裝置的控制與處理單元之中係特別設置有一第一零點偵測器、一第二零點偵測器、一電弧偵測器、與一微控制器。如此設置，根據輸入電壓零點、輸出電壓零點、繼電器的一切換延遲時間、及該電弧偵測器偵測到的電弧訊號，該微控制器係能夠適應性地產生一繼電器控制訊號以控制繼電器於一輸出電壓零點進行電路短路切換，令輸出電壓訊號被傳送至與該繼電器電性連接的至少一負載。同時，該微控制器還能以所述繼電器控制訊號控制該繼電器，使其於一輸入電壓零點進行電路開路切換，藉以停止該輸出電壓訊號被傳送至該負載。
為了達成上述本發明之主要目的，本案發明人係提供所述可自動偵測與調整零點相位的切換裝置的一實施例，係包括： 一輸入電壓檢出單元，用以耦接一交流電源，以自該交流電源之中檢出一輸入電壓訊號； 一輸出電壓檢出單元，電性連接至一繼電器的一負載連接端，以檢測一輸出電壓訊號；其中，該繼電器的一交流電源輸入端係耦接該交流電源；以及 一控制與處理單元，電性連接該輸入電壓檢出單元、該輸出電壓檢出單元、與該繼電器，並包括： 一第一零點偵測器，用以接收該輸入電壓訊號，並對該輸入電壓訊號進行一零點偵測處理，以獲得一輸入電壓零點； 一第二零點偵測器，用以接收該輸出電壓訊號，並對該輸出電壓訊號進行所述零點偵測處理，以獲得一輸出電壓零點； 一電弧偵測器，用以接收該輸出電壓訊號，並對該輸出電壓訊號進行一電弧偵測處理，以自該輸出電壓訊號之上找出至少一電弧訊號；以及 一微控制器，耦接該第一零點偵測器、該第二零點偵測器與該電弧偵測器； 其中，根據該輸入電壓零點、該輸出電壓零點、該電弧訊號、與該繼電器的一切換延遲時間，該微控制器產生一繼電器控制訊號以控制該繼電器於該輸出電壓零點進行一電路短路切換，令該輸出電壓訊號被傳送至與該繼電器的該負載連接端電性連接的至少一負載； 其中，該微控制器以所述繼電器控制訊號控制該繼電器，使其於該輸入電壓零點進行一電路開路切換，藉以停止該輸出電壓訊號被傳送至該負載。
於前述可自動偵測與調整零點相位的切換裝置的實施例中，其更包括： 一電流檢出單元，用以耦接該交流電源，且該繼電器的該交流電源輸入端係透過該電流檢出單元而耦接於該交流電源；其中，該電流檢出單元用以自該交流電源之中檢出一輸入電流訊號，進而將所檢出的該輸入電流訊號傳送至該控制與處理單元。
於前述可自動偵測與調整零點相位的切換裝置的實施例中，其中該控制與處理單元更包括： 一第三零點偵測器，耦接該微控制器，並用以接收該輸入電流訊號，進以對該輸入電流訊號進行所述零點偵測處理，以獲得一輸入電流零點； 其中，根據該輸入電壓零點、該輸入電流零點、該電弧訊號、與該繼電器的該切換延遲時間，該微控制器產生所述繼電器控制訊號以控制該繼電器於該輸出電壓零點進行所述電路短路切換，令該輸出電壓訊號被傳送至與該繼電器的該負載連接端電性連接的至少一負載； 其中，該微控制器以所述繼電器控制訊號控制該繼電器，使其於該輸入電流零點進行所述電路開路切換，藉以停止該輸出電壓訊號被傳送至該負載。
於前述可自動偵測與調整零點相位的切換裝置的實施例中，其中該負載為一家電裝置，且所述可自動偵測與調整零點相位的切換裝置可被整合於一插座式電源開關或一壁嵌式電源開關之中。
於前述可自動偵測與調整零點相位的切換裝置的實施例中，該控制與處理單元更包括： 一第一類比數位轉換器，耦接於該輸入電壓檢出單元與該第一零點偵測器之間，用以將該輸入電壓訊號轉換為一數位輸入電壓資料； 一第二類比數位轉換器，耦接於該輸出電壓檢出單元與該第二零點偵測器之間，用以將該輸出電壓訊號轉換為一數位輸出電壓資料；以及 一第三類比數位轉換器，耦接於該電流檢出單元與該第三零點偵測器之間，用以將該輸入電流訊號轉換為一數位輸入電流資料。
於前述可自動偵測與調整零點相位的切換裝置的實施例中，該控制與處理單元更包括： 一低電壓偵測單元，耦接該輸入電壓檢出單元，用以對該輸入電壓訊號執行一低電壓偵測； 一過電壓偵測單元，耦接該輸出電壓檢出單元，用以對該輸出電壓訊號執行一過電壓偵測； 一過電流偵測單元，耦接該電流檢出單元，用以將該輸入電流訊號執行一過電流偵測；以及 一過功率偵測單元，耦接該電流檢出單元與該輸出電壓檢出單元，用以將該輸入電流訊號與該輸出電壓訊號執行一過功率偵測。
為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。
第一實施例
圖5顯示本發明之一種可自動偵測與調整零點相位的切換裝置之第一實施例的電路方塊圖。如圖5所示，本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置1(下文簡稱“切換裝置1”)於電路組成上主要包括：一輸入電壓檢出單元10、一輸出電壓檢出單元12、以及一控制與處理單元13。其中，該輸入電壓檢出單元10與該輸出電壓檢出單元12皆為一分壓電阻單元。如圖5所示，該輸入電壓檢出單元10用以耦接一交流電源ACS，以自該交流電源ACS之中檢出一輸入電壓訊號；並且，該輸出電壓檢出單元12係電性連接至一繼電器2的一負載連接端，以檢測一輸出電壓訊號。當然，具有電壓訊號檢出功能的電子元件或單元並非只有分壓電阻器，霍爾感測器或電壓傳感器等同樣具備電壓訊號檢出功能。
再者，圖5還顯示該繼電器2的一交流電源輸入端係耦接於交流電源ACS。繼續地參閱圖5，並請同時參閱圖6所顯示的本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置的詳細電路方塊圖。根據本發明之設計，所述控制與處理單元13係電性連接該輸入電壓檢出單元10、該輸出電壓檢出單元12、與該繼電器2，且其包括：一第一零點偵測器131、一第二零點偵測器132、一電弧偵測器134、以及一微控制器130。如圖6所示，該第一零點偵測器131用以接收由該輸入電壓檢出單元10所檢出的輸入電壓訊號，並對該輸入電壓訊號進行一零點偵測處理，以獲得一輸入電壓零點。並且，該第二零點偵測器132用以接收由該輸出電壓檢出單元12所檢出的輸出電壓訊號，並對該輸出電壓訊號進行所述零點偵測處理，以獲得一輸出電壓零點。
值得說明的是，本發明於所述控制與處理單元13之中特別設置了所謂的電弧偵測器134，其係用以接收所述輸出電壓訊號，並對該輸出電壓訊號進行一電弧偵測處理，以自該輸出電壓訊號之上找出至少一電弧訊號。如此，同時耦接該第一零點偵測器131、該第二零點偵測器132、與該電弧偵測器134的微控制器130，其便能夠根據該輸入電壓零點、該輸出電壓零點、該電弧訊號、與該繼電器2的一切換延遲時間而適應性地產生一繼電器控制訊號，藉以控制該繼電器2於有載狀態之時在該輸出電壓零點進行一電路短路切換(或執行導通切換)，令輸出電壓訊號被傳送至與該繼電器2的該負載連接端電性連接的至少一負載3。同時，所述繼電器控制訊號還能夠確實地控制繼電器2於該輸入電壓零點進行一電路開路切換(或執行關閉切換)，進以停止該輸出電壓訊號被傳送至該負載3。
圖7顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置之第一實施例的電路方塊圖，且圖8顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置的應用例的架構圖。比較圖5與圖7可以發現，圖7所示的切換裝置1係進一步包括有一通訊單元14，例如: 藍芽通訊單元、ZigBee通訊單元、Wimax通訊單元、或WiFi通訊單元。如圖7所示，此通訊單元14係電性連接該控制與處理單元13，用以令該控制與處理單元13可以與一電子裝置ED相互溝通。如此設計，如圖8所示，本發明之切換裝置1便可以整合於一插座式電源開關PSW之中，用以搭配該插座式電源開關PSW與該電子裝置ED實現對於任一種家電的智慧家電控制，例如:電燈Bu。當然，所述該電子裝置ED不限於智慧型手機、平板電腦、智慧手環、智慧型眼鏡、智慧型手錶、智慧型電視、筆記型電腦、或一體式電腦。
第二實施例
圖9顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置之第二實施例的電路方塊圖，且圖10顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置的詳細電路方塊圖。比較圖9與圖5可以輕易地發現，第二實施例係於所述切換裝置1之中增設了電流檢出單元11。如圖9所示，該電流檢出單元11係耦接該交流電源ACS，且該繼電器2的交流電源輸入端係透過該電流檢出單元11而耦接於交流電源ACS。該電流檢出單元11可以例如是一微歐姆高功率晶片電阻，具有範圍介於0.1m歐姆至970m歐姆之間的電阻值，用以自該交流電源ACS之中檢出一輸入電流訊號，進而將所檢出的該輸入電流訊號傳送至該控制與處理單元13。當然，所述電流檢出單元11並不限定為微歐姆高功率晶片電阻，其也可以是磁感測器或者霍爾感測器。
同時，比較圖10與圖6亦可發現，第二實施例又於該控制與處理單元13內部增設一第三零點偵測器133。如圖10所示，該第三零點偵測器133耦接該微控制器130，用以接收該輸入電流訊號，進以對該輸入電流訊號進行零點偵測處理，以獲得一輸入電流零點。如此，根據該輸入電壓零點、該輸入電流零點、該電弧訊號、與該繼電器2的該切換延遲時間，微控制器130可以產生所述繼電器控制訊號以控制該繼電器2於該輸出電壓零點進行所述電路短路切換，令該輸出電壓訊號被傳送至負載3。同時，該微控制器130還能夠以所述繼電器控制訊號控制該繼電器2，使其於該輸入電流零點進行所述電路開路切換，藉以停止該輸出電壓訊號被傳送至該負載3。
簡單地說，本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置1的第一實施例能夠控制繼電器2於輸出電壓零點開啟並於輸入電壓零點關斷。並且，除了具備前述功能以外，本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置1的第二實施例還可以控制繼電器2於輸入電流零點關斷。
第三實施例
圖11顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置之第三實施例的電路方塊圖。特別說明的是，圖9中的控制與處理單元13係用以直接處理該輸入電壓檢出單元10所檢出的(類比)輸入電壓訊號、該電流檢出單元11所檢出的(類比)輸入電流訊號、與該輸出電壓檢出單元12所檢出的(類比)輸出電壓訊號。不同地，於第三實施例之中，係令所述控制與處理單元13進一步地包括一第一類比數位轉換器135、一第二類比數位轉換器136與一第三類比數位轉換器137，使控制與處理單元13能夠採數位處理的方式自該輸入電壓訊號、該輸入電流訊號與該輸出電壓訊號之中檢測出所述輸入電壓零點、輸入電流零點與輸出電壓零點。
如圖11所示，該第一類比數位轉換器135係耦接於該輸入電壓檢出單元10與該第一零點偵測器131之間，用以將該輸入電壓訊號轉換為一數位輸入電壓資料。並且，該第二類比數位轉換器136係耦接於該輸出電壓檢出單元12與該第二零點偵測器132之間，用以將該輸出電壓訊號轉換為一數位輸出電壓資料。再者，該第三類比數位轉換器137係耦接於該電流檢出單元11與該第三零點偵測器133之間，用以將該輸入電流訊號轉換為一數位輸入電流資料。
第四實施例
圖12顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置之第四實施例的電路方塊圖。比較圖9與圖12可以發現，切換裝置1的第四實施例進一步包括有：一低電壓偵測單元138、一過電壓偵測單元139、 一過電流偵測單元13A、以及一過功率偵測單元13B。其中，該低電壓偵測單元138耦接該輸入電壓檢出單元10用以對該輸入電壓訊號執行一低電壓偵測，該過電壓偵測單元139耦接該輸出電壓檢出單元12用以對該輸出電壓訊號執行一過電壓偵測，該過電流偵測單元13A耦接該電流檢出單元11用以將該輸入電流訊號執行一過電流偵測，且該過功率偵測單元13B耦接該電流檢出單元11與該輸出電壓檢出單元12用以將該輸入電流訊號與該輸出電壓訊號執行一過功率偵測。
必須加以強調的是，上述之詳細說明係針對本發明可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
＜本發明＞ 1:可自動偵測與調整零點相位的切換裝置 2:繼電器 ACS:交流電源 10:輸入電壓檢出單元 11:電流檢出單元 12:輸出電壓檢出單元 13:控制與處理單元 131:第一零點偵測器 132:第二零點偵測器 133:第三零點偵測器 134:電弧偵測器 130:微控制器 3:負載 14:通訊單元 ED:電子裝置 PSW:插座式電源開關 Bu:電燈 135:第一類比數位轉換器 136:第二類比數位轉換器 137:第三類比數位轉換器 138:低電壓偵測單元 139:過電壓偵測單元 13A:過電流偵測單元 13B:過功率偵測單元
＜習知＞ 1’:無線式數位燈控系統 10’:繼電器 11’:開關裝置 12’:繼電器控制單元 13’:可攜式電子裝置 101’:三向開關 102’:電磁鐵線圈 Bu’:電燈 ACS’:交流電源 2’:校正交流電源切換時序補償電路 21’:輸入端檢測單元 22’:控制單元 23’:輸出端檢測單元 20’:繼電器 3’:負載 RLY_Ctrl:控制訊號 AC(VS):輸入電壓訊號 Load(VL):輸出電壓訊號 TDON:導通切換的作動延遲時間 TDOFF:關閉切換的作動延遲時間
圖1顯示現有的一種無線式數位燈控系統的架構圖； 圖2顯示繼電器之校正交流電源切換時序補償電路的方塊圖； 圖3顯示多組訊號的波形圖； 圖4顯示繼電器的切換過程之示意圖； 圖5顯示本發明之一種可自動偵測與調整零點相位的切換裝置之第一實施例的電路方塊圖； 圖6顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置的詳細電路方塊圖； 圖7顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置之第一實施例的電路方塊圖； 圖8顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置的應用例的架構圖； 圖9顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置之第二實施例的電路方塊圖； 圖10顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置的詳細電路方塊圖； 圖11顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置之第三實施例的電路方塊圖；以及 圖12顯示本發明之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置之第四實施例的電路方塊圖。
1:可自動偵測與調整零點相位的切換裝置
2:繼電器
10:輸入電壓檢出單元
12:輸出電壓檢出單元
13:控制與處理單元
131:第一零點偵測器
132:第二零點偵測器
134:電弧偵測器
130:微控制器

Claims (14)

  1. 一種可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，包括： 一輸入電壓檢出單元，用以耦接一交流電源，以自該交流電源之中檢出一輸入電壓訊號； 一輸出電壓檢出單元，電性連接至一繼電器的一負載連接端，以檢測一輸出電壓訊號；其中，該繼電器的一交流電源輸入端係耦接該交流電源；以及 一控制與處理單元，電性連接該輸入電壓檢出單元、該輸出電壓檢出單元、與該繼電器，並包括： 一第一零點偵測器，用以接收該輸入電壓訊號，並對該輸入電壓訊號進行一零點偵測處理，以獲得一輸入電壓零點； 一第二零點偵測器，用以接收該輸出電壓訊號，並對該輸出電壓訊號進行所述零點偵測處理，以獲得一輸出電壓零點； 一電弧偵測器，用以接收該輸出電壓訊號，並對該輸出電壓訊號進行一電弧偵測處理，以自該輸出電壓訊號之上找出至少一電弧訊號；以及 一微控制器，耦接該第一零點偵測器、該第二零點偵測器與該電弧偵測器； 其中，根據該輸入電壓零點、該輸出電壓零點、該電弧訊號、與該繼電器的一切換延遲時間，該微控制器產生一繼電器控制訊號以控制該繼電器於該輸出電壓零點進行一電路短路切換，令該輸出電壓訊號被傳送至與該繼電器的該負載連接端電性連接的至少一負載； 其中，該微控制器以所述繼電器控制訊號控制該繼電器，使其於該輸入電壓零點進行一電路開路切換，藉以停止該輸出電壓訊號被傳送至該負載。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，更包括： 一電流檢出單元，用以耦接該交流電源，且該繼電器的該交流電源輸入端係透過該電流檢出單元而耦接於該交流電源；其中，該電流檢出單元用以自該交流電源之中檢出一輸入電流訊號，進而將所檢出的該輸入電流訊號傳送至該控制與處理單元。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其中，該控制與處理單元更包括： 一第三零點偵測器，耦接該微控制器，並用以接收該輸入電流訊號，進以對該輸入電流訊號進行所述零點偵測處理，以獲得一輸入電流零點； 其中，根據該輸入電壓零點、該輸入電流零點、該電弧訊號、與該繼電器的該切換延遲時間，該微控制器產生所述繼電器控制訊號以控制該繼電器於該輸出電壓零點進行所述電路短路切換，令該輸出電壓訊號被傳送至與該繼電器的該負載連接端電性連接的至少一負載； 其中，該微控制器以所述繼電器控制訊號控制該繼電器，使其於該輸入電流零點進行所述電路開路切換，藉以停止該輸出電壓訊號被傳送至該負載。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其中，該負載為一家電裝置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其係可被整合於一插座式電源開關之中。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其中，該控制與處理單元更包括： 一第一類比數位轉換器，耦接於該輸入電壓檢出單元與該第一零點偵測器之間，用以將該輸入電壓訊號轉換為一數位輸入電壓資料； 一第二類比數位轉換器，耦接於該輸出電壓檢出單元與該第二零點偵測器之間，用以將該輸出電壓訊號轉換為一數位輸出電壓資料；以及 一第三類比數位轉換器，耦接於該電流檢出單元與該第三零點偵測器之間，用以將該輸入電流訊號轉換為一數位輸入電流資料。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其中，該控制與處理單元更包括： 一低電壓偵測單元，耦接該輸入電壓檢出單元，用以對該輸入電壓訊號執行一低電壓偵測； 一過電壓偵測單元，耦接該輸出電壓檢出單元，用以對該輸出電壓訊號執行一過電壓偵測； 一過電流偵測單元，耦接該電流檢出單元，用以將該輸入電流訊號執行一過電流偵測；以及 一過功率偵測單元，耦接該電流檢出單元與該輸出電壓檢出單元，用以將該輸入電流訊號與該輸出電壓訊號執行一過功率偵測。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其中，該電流檢出單元為一微歐姆高功率晶片電阻，具有範圍介於0.1m歐姆至970m歐姆之間的電阻值。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其中，該電流檢出單元可為下列任一者：分流電阻、霍爾傳感器、或電流傳感器。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其中，該輸入電壓檢出單元與該輸出電壓檢出單元皆為一分壓電阻單元。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其中，該輸入電壓檢出單元與該輸出電壓檢出單元可為下列任一者：霍爾傳感器、電壓傳感器、或變壓線圈。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，更包括： 一通訊單元，電性連接該控制與處理單元，用以令該控制與處理單元可以與一電子裝置相互溝通。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其中，該通訊單元可為下列任一者：藍芽通訊單元、ZigBee通訊單元、Wimax通訊單元、NBIoT通訊單元、LoRA通訊單元、或WiFi通訊單元。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之可自動偵測與調整零點相位的切換裝置，其中，該電子裝置可為下列任一者：智慧型手機、平板電腦、智慧手環、智慧型眼鏡、智慧型手錶、智慧型電視、智慧音箱、筆記型電腦、或一體式電腦。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112147497A (zh) * 2020-09-04 2020-12-29 北京如影智能科技有限公司 一种智能开关测试装置及方法
TWI755139B (zh) * 2020-11-03 2022-02-11 台達電子工業股份有限公司 用於電弧偵測的訊號取樣電路
CN112820584B (zh) * 2021-01-05 2023-11-28 许继集团有限公司 一种继电器参数测试电路和方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0429158A3 (en) * 1989-11-17 1991-12-27 Louis S. Polster Relay with control ciruit to minimize arcing
US8154841B2 (en) * 2003-09-03 2012-04-10 Legrand Home Systems, Inc. Current zero cross switching relay module using a voltage monitor
JP4767141B2 (ja) * 2006-09-27 2011-09-07 三菱電機株式会社 負荷時タップ切換装置の切換動作制御方法
CN101819906A (zh) * 2009-12-31 2010-09-01 重庆恩林电器有限公司 一种电子开关
CN201608107U (zh) * 2010-01-15 2010-10-13 隆怡工业股份有限公司 电子式切换开关防火花控制回路
CN101887822A (zh) * 2010-07-16 2010-11-17 韩燕� 一种继电器小电压控制装置和方法
TWM399426U (en) * 2010-09-09 2011-03-01 Everspring Ind Co Ltd Relay control circuit architecture
TW201237913A (en) * 2011-03-11 2012-09-16 Good Way Technology Co Ltd Switching sequence compensation method of calibration AC relay voltage and computer program product thereof
CN103346578B (zh) * 2013-07-15 2015-03-18 大连交通大学 智能选相开关控制器
CN103645655B (zh) * 2013-12-24 2016-03-09 上海贝岭股份有限公司 一种单相智能电表用继电器控制方法
WO2016046814A2 (en) * 2014-09-23 2016-03-31 Switchbee Ltd. A method and apparatus for controlling a load
CN104934264B (zh) * 2015-07-09 2017-08-29 深圳市兰丁科技有限公司 一种保护继电器的方法及系统
CN105261523B (zh) * 2015-10-29 2018-05-04 厦门市智联信通物联网科技有限公司 继电器过零通断控制方法及控制系统
CN105679606B (zh) * 2016-01-28 2018-12-25 福州大学 一种基于电磁继电器的无线过零通断开关及控制方法
CN105717842A (zh) * 2016-03-21 2016-06-29 珠海博威智能电网有限公司 一种过零检测中压开关控制器及控制方法
CN106094958B (zh) * 2016-06-07 2017-09-01 浙江腾腾电气有限公司 一种应用于稳压器上的自适应去火弧继电器控制方法
CN106098473B (zh) * 2016-08-05 2018-07-17 江苏特力威信息系统有限公司 自适应过零通断控制装置及方法
US10129950B1 (en) * 2017-04-26 2018-11-13 Abl Ip Holding Llc Lighting relay panel features for improved safety and reliability
CN107658180B (zh) * 2017-09-27 2019-04-19 厦门芯阳科技股份有限公司 一种可自学习的继电器零点灭弧方法及继电器控制电路

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