TW202119723A - 路燈裝置及其突波保護裝置 - Google Patents

Abstract

一種路燈裝置及其突波保護裝置被提出。突波保護裝置包括輸入電壓偵測器、電壓轉換器、電源輸出電路以及控制器。輸入電壓偵測器針對輸入電壓進行變壓及整流動作，以產生偵測電壓。電壓轉換器接收輸入電壓，並針對輸入電壓執行電壓轉換動作以產生供應電壓。電源輸出電路依據控制信號以決定是否提供輸入電壓以驅動負載。控制器接收供應電壓以作為操作電源，依據偵測電壓以判斷輸入電壓的過電壓或突波狀態，並依據過電壓或突波狀態以產生控制信號。

Description

路燈裝置及其突波保護裝置

本發明是有關於一種路燈裝置及其突波保護裝置，且特別是有關於一種可統計輸入電壓突波狀態的路燈裝置及其突波保護裝置。

隨著電子科技的進步，路燈裝置的智慧化，已成為智慧城市的一個重要特色。

基於路燈裝置設置在相對複雜的工作環境中，路燈裝置所接收的輸入電壓，常因為環境的變異而產生電壓異常的現象。例如雷擊所造成的電壓突波狀態，以及供電源不穩定所產生的過電壓狀態。因應這些異常狀態，習知技術通過突波吸收電路來降低輸入電壓的異常，所造成的路燈裝置的損壞程度。然而，這些突波吸收電路僅能被動的保護路燈裝置。而維修人員也僅能在當路燈裝置故障後，進行維修的動作。在提升路燈裝置的妥善率上，並沒有積極的貢獻。

本發明提供一種路燈裝置以及其突波保護裝置，可針對輸入電壓的異常狀態進行記錄。

本發明的突波保護裝置包括輸入電壓偵測器、電壓轉換器、電源輸出電路以及控制器。輸入電壓偵測器針對輸入電壓進行變壓及整流動作，以產生偵測電壓。電壓轉換器接收輸入電壓，並針對輸入電壓執行電壓轉換動作以產生供應電壓。電源輸出電路耦接至負載，依據控制信號以決定是否提供輸入電壓以驅動負載。控制器耦接輸入電壓偵測器、電壓轉換器以及電源輸出電路。控制器接收供應電壓以作為操作電源，依據偵測電壓以判斷輸入電壓的過電壓或突波狀態，並依據過電壓或突波狀態以產生控制信號。其中過電壓或突波狀態指示輸入電壓上發生過電壓現象或突波現象。

本發明的路燈裝置包括具有多個發光元件的負載以及如上所述的突波保護裝置。

基於上述，本發明的突波保護裝置具有控制器。控制器可針對輸入電壓的異常狀態進行分析，並記錄輸入電壓的過電壓或突波狀態。突波保護裝置透過提供過電壓或突波狀態以作為分析的依據，可使管理者可以獲知所在區域的突波發生頻率，並進行對應的設計及維修策略，以提升路燈裝置的妥善率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的突波保護裝置的示意圖。突波保護裝置100包括輸入電壓偵測器110、電壓轉換器130、電源輸出電路140以及控制器120。輸入電壓偵測器110耦接至火線端L1以及中性線端N1以接收輸入電壓VIN，並針對輸入電壓VIN進行變壓及整流動作，以產生偵測電壓Ra。電壓轉換器130可耦接至火線端L以及中性線端N，並藉以接收輸入電壓VIN。電壓轉換器130並針對輸入電壓VIN執行電壓轉換動作以產生供應電壓Vcc以及電壓V1。其中，在本發明實施例中，電壓V1的電壓值可以大於供應電壓Vcc的電壓值。

基於輸入電壓VIN為交流電壓，電壓轉換器130可針對輸入電壓VIN執行交流轉直流的電壓轉換動作，並產生為直流的電壓V1。在另一方面，電壓轉換器130可針對電壓V1執行直流轉直流的電壓轉換動作，並藉以產生直流的供應電壓Vcc。其中，電壓轉換器130所執行的直流轉直流的電壓轉換動作，可以為降壓式的直流轉直流電壓轉換動作，例如依據24伏特的電壓V1，來產生電壓為3.3伏特的供應電壓Vcc。

在本實施例中，火線端L以及中性線端N可以分別與至火線端L1以及中性線端N1為相同的端點，或者，火線端L與火線端L1間可以設置一熔絲，中性線端N1間與中性線端N間可以設置另一熔絲。

在另一方面，控制器120耦接至輸入電壓偵測器110以接收偵測電壓Ra。控制器120並耦接至電壓轉換器130以接收供應電壓Vcc，其中，供應電壓Vcc用以作為控制器120的操作電源。控制器120依據偵測電壓Ra以判斷輸入電壓VIN的一過電壓或突波狀態，並依據過電壓或突波狀態以產生控制信號Rb。其中，上述的過電壓或突波狀態指示輸入電壓VIN上發生的過電壓現象或突波現象。

在本實施例中，電源輸出電路140耦接至電壓轉換器130以及控制器120。電源輸出電路140接收電壓V1，並接收控制信號Rb。電源輸出電路140依據控制信號Rb以決定是否提供輸入電壓VIN來驅動負載。在本實施例中，火線輸出端Lout以及中性線輸出端Nout用以耦接至負載。中性線輸出端Nout可以直接連接至中性線端N，而電源輸出電路140可依據控制信號Rb來決定切斷或是導通火線輸出端Lout以及火線端L間的連接，其中，當電源輸出電路140切斷火線輸出端Lout以及火線端L間的連接時，電源輸出電路140不提供輸入電壓VIN以驅動負載，相對的，當電源輸出電路140導通火線輸出端Lout以及火線端L間的連接時，電源輸出電路140提供輸入電壓VIN以驅動負載。

值得一提的，控制器120可依據偵測電壓Ra來判斷出輸入電壓VIN上所發生的電壓異常狀態。在本實施例中，控制器120可透過偵測電壓Ra來得知輸入電壓VIN發生電壓異常狀態的原因是因為例如雷擊所造成的電壓突波，或是電壓產生源提供了過電壓的輸入電壓VIN。細節上來說明，控制器120可依據偵測電壓Ra的電壓值大小來獲知輸入電壓VIN上有無發生電壓異常狀態。例如，控制器120可在偵測電壓Ra的電壓值高於一預設值時，判斷輸入電壓VIN上有產生過電壓或突波的狀態。並且，控制器120可透過偵測電壓Ra的電壓值維持高於預設值的時間長度，來判斷輸入電壓VIN上的電壓異常狀態，是過電壓狀態或是突波狀態。控制器120並可依據輸入電壓VIN上有產生過電壓或突波的狀態來產生控制信號Rb。

例如，當發生雷擊事件時，當雷擊使輸入電壓的殘壓到達500伏特（或以上）的峰值電壓時，控制器120可依據偵測電壓Ra的電壓值上升以及下降（各一次）來獲知輸入電壓VIN上產生突波狀態一次，並針對第一次數累加1。並將累加後的第一次數寫回記憶體中。

重點在於，在本實施例中，控制器120除判斷出輸入電壓VIN上有產生過電壓或突波的狀態外，還針對輸入電壓VIN所產生過電壓或突波的狀態的次數進行累計。細節上，控制器120分別針對輸入電壓VIN發生過電壓現象的第一次數，以及發生突波現象的第二次數分別進行累計，並將所計算出的第一次數以及第二次數儲存在記憶體中。在此，記憶體可以為控制器120內建的記憶體，也可以是外掛於控制器120外的記憶體，沒有特定的限制。記憶體可以是任意形式，可供應讀取以及寫入的非揮發性記憶體，例如快閃記憶體等。

此外，本發明實施例的控制器120可連接至外部電子裝置，並將所記錄的輸入電壓VIN發生過電壓現象的第一次數，以及發生突波現象的第二次數傳送至外部電子裝置。如此一來，外部電子裝置可依據所接收到的資料進行分析，並得知突波保護裝置100所在地區的輸入電壓VIN的變化狀態。工程人員則可依據所獲得的變化狀態，制定相關的設計策略以及維修方案。

請參照圖2，圖2繪示本發明實施例的電源輸出電路的示意圖。在圖2中，電源輸出電路240耦接至突波吸收電路250。突波吸收電路250耦接至火線端L、中性線端N以及接地端G。突波吸收電路250透過火線端L以及中性線端N接收輸入電壓。其中，輸入電壓可透過電壓源VS1、VS2、VS3所產生。電壓源VS1以及火線端L間設置熔絲F1，電壓源VS3以及中性線端N間設置熔絲F2。此外，火線端L通過熔絲F1耦接至二極體DA1的陽極，二極體DA1的陰極耦接至另一火線端L1。中性線端N通過熔絲F2耦接至二極體DA2的陽極，二極體DA2的陰極耦接至另一中性線端N1。

在另一方面，電源輸出電路240包括電晶體TA1、電阻RA1、RA2、RB1~RB3、電容CA1、二極體DA3、DB1、DB2、發光二極體LD1以及繼電器241。電阻RA1、RA2與電容CA1形成一電阻電容（RC）電路，並接收控制信號Rb。電晶體TA1的控制端則接收電阻電容電路的輸出，電晶體TA1的第一端耦接至繼電器241的第二輸入端，電晶體TA1的第二端則耦接至參考接地端GND。繼電器241的第一輸入端接收電壓V1，並且，繼電器241的第一輸入端與第二輸入端間具有一反相偏壓的二極體DA3。

在另一方面，繼電器241的開關的兩端點分別耦接至火線輸出端Lout以及火線端L。當繼電器241的開關被導通時，火線輸出端Lout以及火線端L相互短路，當繼電器241的開關被斷開時，火線輸出端Lout以及火線端L相互斷路。其中，當控制信號Rb的電壓值足夠高時（例如為邏輯高電壓），電晶體TA1可被導通，並使繼電器241的電感上具有電流，進以使繼電器241的開關被導通。相反的，當控制信號Rb的電壓值相對低時（例如為邏輯低電壓），電晶體TA1可被斷開，並使繼電器241的電感上不具有電流，進以使繼電器241的開關被斷開。

在火線輸出端Lout以及中性線輸出端Nout間，另串接多個電阻RB1~RB3、二極體DB1以及DB2以及發光二極體LD1。其中，當火線輸出端Lout以及火線端L相互短路時，輸入電壓可通過火線端L傳送至火線輸出端Lout，並使發光二極體LD1被點亮。相對的，當火線輸出端Lout以及火線端L相互斷路時，輸入電壓的傳輸路徑被切斷，並使發光二極體LD1不被點亮。由此可以得知，發光二極體LD1可產生輸入電壓有無提供至負載的指示信號。

接著請參照圖3，圖3繪示本發明實施例的輸入電壓偵測器的示意圖。輸入電壓偵測器300包括變壓器TR1、整流器310、電容C31、電阻R31、基納二極體ZD1、電容C32以及分壓電路320。變壓器TR1的一次側耦接至火線端L1以及中性線端N1，並接收輸入電壓VIN。整流器310耦接至變壓器TR1的二次側，並針對變壓器TR1的二次側上的第一電壓進行整流的動作，以產生第二電壓。電阻R31、電容C31可做為濾波電路，基納二極體ZD1、電容C3相互並聯耦接，並做為穩壓電路。分壓電路320則針對第二電壓進行分壓，來產生偵測電壓Ra。

在本實施例中，整流器310可以為一全波式整流器，或者，在本發明其他實施例中，整流器310也可以為一半波式整流器，沒有一定的限制。

此外，分壓電路320中所包括的電阻的數量以及分壓比例，可以依據所要產生的偵測電壓Ra以及整流器310所產生的電壓的大小來進行設置，沒有固定的限制。

請參照圖4，圖4繪示本發明實施例的電壓轉換器的示意圖。電壓轉換器400包括交流轉直流電壓轉換器410以及直流轉直流電壓轉換器420。交流轉直流電壓轉換器410耦接至火線端L以及中性線端N，並藉以接收輸入電壓VIN。交流轉直流電壓轉換器410針對交流的輸入電壓VIN進行交流轉直流的轉換動作，並產生直流的電壓V1。

直流轉直流電壓轉換器420接收電壓V1，針對電壓V1進行直流轉直流電壓轉換動作，並藉以產生供應電壓Vcc。在本實施例中，直流轉直流電壓轉換器420可以為降壓式直流轉直流電壓轉換電路，所產生的供應電壓Vcc的電壓值可小於電壓V1的電壓值。

以下請參照圖5，圖5繪示本發明實施例的控制器的示意圖。控制器510可以為具運算能力的處理器。或者，控制器510可以是透過硬體描述語言（Hardware Description Language, HDL）或是其他任意本領域具通常知識者所熟知的數位電路的設計方式來進行設計，並透過現場可程式邏輯門陣列（Field Programmable Gate Array, FPGA）、複雜可程式邏輯裝置（Complex Programmable Logic Device, CPLD）或是特殊應用積體電路（Application-specific Integrated Circuit, ASIC）的方式來實現的硬體電路。

此外，在本實施例中，控制器510接收偵測電壓Ra、供應電壓Vcc，並耦接至參考接地端GND。另外，控制器510可依據偵測電壓Ra產生控制信號Rb。其中，控制器510可接收為類比信號的偵測電壓Ra，並針對偵測電壓Ra進行類比數位轉換動作，以產生數位格式的偵測電壓。以8位元為範例，控制器510所產生的數位格式的偵測電壓可以藉於0~255之間。透過比較數位格式的偵測電壓與一預設的臨界值，控制器510可判斷出輸入電壓有無產生異常電壓的現象。具體來說明，若預設的臨界值為100，控制器510在當數位格式的偵測電壓發生大於100，後又下降至小於100後，可以判斷輸入電壓上產生電壓異常的狀態一次。另外，控制器510還可以計數數位格式的偵測電壓維持為大於100的一第一時間長度，若第一時間長度大於另一預設的臨界值，表示輸入電壓發生過電壓狀態一次，相反的，若第一時間長度不大於上述的另一預設的臨界值，表示輸入電壓發生突波狀態一次。

當然，上述的臨界值設定為100只是一個說明用範例，而上述的另一預設的臨界值也可以由設計者自行設定，沒有固定的限制。

此外，在本實施例中，控制器510另耦接至記憶體520。控制器510並可將所計算出的輸入電壓發生過電壓狀態的第一次數，以及輸入電壓發生突波狀態的第二次數儲存在記憶體520中。在本發明實施例中，記憶體520可以為一非揮發性記憶體。控制器510可以透過讀取記憶體520，以獲得先前儲存的第一次數以及第二次數。接著，在當輸入電壓發生新的過電壓狀態時，控制器510可使先前的第一次數加1，並將更新後的第一次數回寫至記憶體520。相類似的，在當輸入電壓發生新的突波壓狀態時，控制器510可使先前的第二次數加1，並將更新後的第二次數回寫至記憶體520。

更值得一提的，控制器510並耦接至一介面530。介面530用以連接接收信號Rx、發射信號Tx、供應電壓Vcc以及參考接地端GND。其中，控制器510透過接收信號Rx、發射信號Tx來與外部電子裝置進行通信。例如，透過接收信號Rx以接收外部電子裝置所傳送的命令，並依據命令來透過發射信號Tx將上述的第一次數以及第二次數傳送給外部電子裝置。

關於本發明實施例的突波保護裝置的動作流程，請參照圖6、圖7繪示的突波保護裝置的動作流程圖。在圖6中，步驟S610中，控制器可讀取外部記憶體，並在步驟S620中進行讀取確認動作。若步驟S620確認讀取動作完成，則執行步驟S630，若步驟S620確認讀取動作未完成，可執行步驟S621以重複執行記憶體的讀取動作三次，並在三次讀取動作皆表示記憶體未回應時，在系統中進行記錄，且執行步驟S640。

在步驟S630中，控制器透過記憶體的讀取動作以載入前次記錄，也就是讀取記憶中所儲存的先前記錄的輸入電壓發生過電壓狀態的第一次數以及輸入電壓發生突波狀態的第二次數。接著，步驟S640中，控制器可依據偵測電壓來判斷輸入電壓有無發生突波狀態（電壓異常狀態），並透過步驟S650來確認這個突波狀態是為輸入電壓的過電壓狀態（步驟S660、S670），或是突波狀態。若步驟S660、S670判斷並確認輸入電壓發生過電壓狀態時，執行步驟S653以進行過壓記錄的動作，以使第一次數累加1。

在另一方面，在步驟S650確認輸入電壓發生突波時，步驟S651則進行突波記錄動作，並使第二次數累加1。最後，步驟S652再使更新過的第一次數以及第二次數被寫入至外部的記憶體中，並重新執行步驟S640以偵測下一次的電壓異常狀態。

附帶一提的，此處的外部記憶體也可以內建在控制器中，沒有限定一定要設置在控制器的外部。

另外，在圖7中，步驟S710中控制器保持待命，接著在步驟S720中，控制器利用所連接的外部電子裝置（例如電腦等相關設備）對控制器所丟出的讀取記錄指令而被喚醒。接著，步驟S721中，控制器接收上述的指令，並核對指令的正確性。步驟S722中，控制器判斷是否執行記錄的讀取動作，若判斷結果為是，控制器可透過步驟S723將外部記憶體中所記錄的突波（第二次數）以及過壓記錄（第一次數）讀出，並透過步驟S724將突波（第二次數）以及過壓記錄（第一次數）傳送至外部電子裝置（例如電腦等相關設備）。

在另一方面，若。步驟S722的判斷結果為否，則判斷外部電子裝置所傳送的指令是否要進行第一次數及/或第二次數的歸零動作（步驟S731）。若步驟S731判斷結果為是，則執行步驟S741以將外部記憶體的記錄抹除並歸零。若步驟S731判斷結果為否，則執行步驟S732以回覆外部電子裝置指令錯誤失敗的訊息。

以下請參照圖8，圖8繪示本發明實施例的隔離電路的實施方式的示意圖。在本發明實施例中，突波保護裝置中的控制器，可透過隔離電路810來進行與外部電子裝置的通信動作。隔離電路810可以為一光耦合器。隔離電路810具有一次側以接收供電電壓VCC以作為操作電源，並耦接至參考接地端GND。隔離電路810的一次側並分別透過電阻R81、R82來傳送及接收控制器的接收信號Rx以及發射信號Tx。隔離電路810另具有二次側以接收供電電壓VCC1以作為操作電源，並耦接至參考接地端GND1。隔離電路810的二次側並具有端子以分別傳收接收信號RXA以及發射信號TXA。此外，電容C81耦接在供應電壓VCC以及對應的參考接地端GND間，電容C82耦接在供應電壓VCC1以及對應的參考接地端GND1間。電容C81、C82用以做為穩壓電容。

請參照圖9，圖9繪示本發明實施例的輸入電壓偵測器的另一實施方式的示意圖。在圖9中，輸入電壓偵測器包括過壓狀態信號產生器900。過壓狀態信號產生器900包括分壓電路910、放大電路920、類比數位轉換電路930以及光耦合器PD1。分壓電路910接收偵測電壓Ra，並針對偵測電壓Ra進行分壓以產生另一偵測電壓VA以及分壓後的偵測電壓Ra1，並提供分壓後的偵測電壓Ra1至放大電路920。

在本實施方式中，放大電路920放大分壓後偵測電壓Ra1與參考電壓VREF的差以產生放大電壓AV。類比數位轉換電路930接收上述的放大電壓AV，並針對放大電壓AV來進行類比數位轉換動作，以產生數位格式的過壓狀態信號VS。過壓狀態信號VS邏輯值的高或低，可受控於偵測電壓Ra的電壓高低。也就是說，當輸入電壓異常時，偵測電壓Ra的電壓相對高，並使過壓狀態信號VS為邏輯高準位；當輸入電壓無異常時，偵測電壓Ra的電壓相對低，並使過壓狀態信號VS為邏輯低準位。

在另一方面，本實施例中，透過光耦合器PD1，可依據過壓狀態信號VS產生過電壓保護指示信號OVP+以及OVP-。電壓保護指示信號OVP+以及OVP-可用以分別連接至一發光二極體的陽極以及陰極，並透過使發光二極體發亮以指示輸入電壓產生過壓狀態信號。

在本實施例中，過壓狀態信號產生器900可提供偵測電壓Ra或VA至控制器120，並提供過壓狀態信號VS至控制器120。控制器120可依據偵測電壓Ra或VA得知輸入電壓發生過電壓或突波狀態，並依據過壓狀態信號VS來得知輸入電壓發生過電壓或突波狀態的時間長短，來獲知輸入電壓發生突波狀態或是過電壓狀態。

請參照圖10，圖10繪示本發明一實施例的路燈裝置的示意圖。路燈裝置1000包括具有多個發光元件的負載1010以及突波保護裝置1020。突波保護裝置1020可以設置在路燈裝置1000中的任意部位，例如鄰近於負載1010的位置，或設置在路燈裝置1000的燈柱的底部位置（例如突波保護裝置1020’）。突波保護裝置1020的實施細節可參見前述的多個實施例，此處恕不多贅述。

在此請注意，在本發明實施例中，突波保護裝置1020可拆卸式的連接至負載1010。突波保護裝置1020在與負載1010相互連接時，可偵測路燈裝置1000的輸入電壓的過電壓或突波狀態，並進行記錄。在要針對路燈裝置1000的輸入電壓的過電壓或突波狀態進行讀取時，可使突波保護裝置1020與負載1010分離，並使突波保護裝置1020電性連接至外部電子裝置（例如電腦），可進行過電壓或突波狀態的讀取動作，並作為分析的依據。

在另一方面，當針對過電壓或突波狀態的讀取動作時，突波保護裝置1020與負載1010可以不需要被分離。突波保護裝置1020與外部電子裝置間，可以通過連接線相互連接，以使外部電子裝置可發送指令至突波保護裝置1020，並使突波保護裝置1020將所記錄的過電壓或突波狀態傳送至外部電子裝置。

或者，路燈裝置1000上可設置通信介面。突波保護裝置1010耦接至通信介面，並透過通信介面，以無線或有線的通信方式，來將輸入電壓的過電壓或突波狀態傳送至外部電子裝置。例如，突波保護裝置1010可通過通信介面連接至網際網路（或其他任意型態的網路），以與外部電子裝置間進行認證以及連線的動作。並透過網路來將過電壓或突波狀態傳送至外部電子裝置。

請參照圖11，圖11繪示本發明實施例的路燈裝置的方塊圖。路燈裝置1100包括突波保護裝置1110、負載1120以及通信介面1130。突波保護裝置1110耦接至負載1120以及通信介面1130。通信介面1130可通過有線或無線的方式，來與電子裝置1140進行通信。

在本實施例中，突波保護裝置1110接收輸入電壓VIN，並針對輸入電壓VIN的電壓異常狀態進行偵測，並可依據偵測結果，決定使否提供輸入電壓VIN以驅動負載1120（發光元件）。此外，突波保護裝置1110另記錄輸入電壓VIN的過電壓或突波狀態，並依據電子裝置1140的需求，來將過電壓或突波狀態傳送至電子裝置1140。

請參照圖12，圖12繪示本發明另一實施例的路燈裝置的示意圖。路燈裝置1200包括具有多個發光元件的負載1210以及突波保護裝置1220。突波保護裝置1220可以設置在路燈裝置1200中的任意部位，例如鄰近於負載1210的位置，或設置在路燈裝置1200的燈柱的底部位置（例如突波保護裝置1220’）。

在另一方面，路燈裝置1200具有控制節點1230。控制節點1230中可設置通信介面。突波保護裝置1220與控制節點1230相互耦接，並通過控制節點1230上的通信介面來與外部電子裝置進行溝通。另外，本發明實施例中，路燈裝置1200上可設置控制盒1240。控制盒1240可掛載在路燈裝置1200本體的任意部位上。此外，突波保護裝置1220可以設置在控制盒1240中，並透過路燈裝置1200中的導線，來電性連接至負載1210以及控制節點1230。

綜上所述，本發明的突波保護裝置針對輸入電壓進行變壓及整流動作來產生偵測電壓，並依據偵測電壓來判斷出輸入電壓的一過電壓或突波狀態，累計並記錄發生過電壓或突波狀態的次數。其中，突波保護裝置可提供所獲得的過電壓或突波狀態的累計次數至外部電子裝置，使外部電子裝置可針對該區域的輸入電壓的異常狀態進行分析，以更有效的針對特定區域的路燈裝置設定合適的維修策略，或選用較合適的元件規格，以提升路燈裝置的妥善率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:突波保護裝置 1000、1100、1200:路燈裝置 1010、1110、1210:負載 1020、1020’、1120、1220、1220’:突波保護裝置 110:輸入電壓偵測器 1130:通信介面 1140:電子裝置 120:控制器 1230:控制節點 1240:控制盒 130:電壓轉換器 140:電源輸出電路 241:繼電器 300:輸入電壓偵測器 310:整流器 320:分壓電路 410:交流轉直流電壓轉換器 420:直流轉直流電壓轉換器 510:控制器 520:記憶體 530:介面 810:隔離電路 900:過壓狀態信號產生器 910:分壓電路 920:放大電路 930:類比數位轉換電路 AV:放大電壓 C31、C32、CA1、C81、C82:電容 DA1~DA3、DB1~DB2:二極體 F1、F2:熔絲 G:接地端 GND、GND1:參考接地端 L、L1:火線端 LD1:發光二極體 Lout:火線輸出端 N、N1:中性線端 Nout:中性線輸出端 OVP+、OVP-:過電壓保護指示信號 PD1:光耦合器 R31、RA1、RA2、RB1~RB3、R81、R82:電阻 Ra、VA:偵測電壓 Ra1:分壓後偵測電壓 Rb:控制信號 Rx、RXA:接收信號 S610~S670、S710~S741:步驟 TA1:電晶體 TR1:變壓器 Tx、TXA:發射信號 V1:電壓 Vcc、VCC1、VCC:供應電壓 VIN:輸入電壓 VS1~VS3:電壓源 ZD1:基納二極體

圖1繪示本發明一實施例的突波保護裝置的示意圖。 圖2繪示本發明實施例的電源輸出電路的示意圖。 圖3繪示本發明實施例的輸入電壓偵測器的示意圖。 圖4繪示本發明實施例的電壓轉換器的示意圖。 圖5繪示本發明實施例的控制器的示意圖。 圖6、圖7繪示突波保護裝置的動作流程圖。 圖8繪示本發明實施例的隔離電路的實施方式的示意圖。 圖9繪示本發明實施例的輸入電壓偵測器的另一實施方式的示意圖。 圖10繪示本發明一實施例的路燈裝置的示意圖。 圖11繪示本發明實施例的路燈裝置的方塊圖。 圖12繪示本發明另一實施例的路燈裝置的示意圖。

100:突波保護裝置

110:輸入電壓偵測器

130:電壓轉換路

140:電源輸出電路

120:控制器

L、L1:火線端

N、N1:中性線端

VIN:輸入電壓

Ra:偵測電壓

V1:電壓

Vcc:供應電壓

Rb:控制信號

Lout:火線輸出端

Nout:中性線輸出端

Claims (17)

1. 一種突波保護裝置，包括： 一輸入電壓偵測器，針對一輸入電壓進行變壓及整流動作，以產生一偵測電壓； 一電壓轉換器，接收該輸入電壓，並針對該輸入電壓執行電壓轉換動作以產生一供應電壓； 一電源輸出電路，耦接至一負載，依據一控制信號以決定是否提供該輸入電壓以驅動該負載；以及 一控制器，耦接該輸入電壓偵測器、該電壓轉換器以及該電源輸出電路，該控制器接收該供應電壓以作為操作電源，依據該偵測電壓以判斷該輸入電壓的一過電壓或突波狀態，依據該過電壓或突波狀態以產生該控制信號，並累計該輸入電壓的發生該過電壓或突波狀態的次數， 其中該過電壓或突波狀態指示該輸入電壓上發生過電壓現象或突波現象。
2. 如申請專利範圍第1項所述的突波保護裝置，其中該輸入電壓偵測器包括： 一變壓器，針對該輸入電壓進行變壓，並產生一第一電壓； 一整流器，耦接該變壓器，針對該第一電壓進行整流以產生一第二電壓；以及 一第一分壓電路，耦接該整流器，針對該第二電壓進行分壓以產生該偵測電壓。
3. 如申請專利範圍第2項所述的突波保護裝置，其中該輸入電壓偵測器更包括： 一過壓狀態信號產生器，耦接該第一分壓電路，依據比較該偵測電壓與一參考電壓以產生一過壓狀態信號。
4. 如申請專利範圍第3項所述的突波保護裝置，其中該控制器更接收該過壓狀態信號，並依據該過壓狀態信號以及該偵測電壓來產生判斷該輸入電壓的該過電壓或突波狀態。
5. 如申請專利範圍第3項所述的突波保護裝置，其中該過壓狀態信號產生器包括： 一第二分壓電路，針對該偵測電壓進行分壓以產生一分壓後偵測電壓； 一放大電路，接收該分壓後偵測電壓以及該參考電壓，放大該分壓後偵測電壓與該參考電壓的差以產生一放大電壓；以及 一類比數位轉換電路，接收該放大電壓，依據該放大電壓以產生數位格式的該過壓狀態信號。
6. 如申請專利範圍第1項所述的突波保護裝置，其中該控制器並依據該過電壓或突波狀態，以計算該輸入電壓的發生過電壓現象的一第一次數以及該輸入電壓的發生突波現象的一第二次數。
7. 如申請專利範圍第6項所述的突波保護裝置，其中該控制器更用以連接至一外部電子裝置，並傳送該第一次數以及該第二次數至該外部電子裝置。
8. 如申請專利範圍第6項所述的突波保護裝置，更包括一隔離電路，其中該控制器透過該隔離電路以連接至該外部電子裝置。
9. 如申請專利範圍第1項所述的突波保護裝置，其中該控制器具有記憶體，用以記錄該第一次數以及該第二次數。
10. 如申請專利範圍第1項所述的突波保護裝置，其中該電壓轉換器包括： 一交流轉直流電壓轉換器，接收該輸入電壓，針對該輸入電壓執行交流轉直流電壓轉換動作以產生一參考直流電壓；以及 一直流轉直流電壓轉換器，針對該參考直流電壓進行直流轉直流電壓轉換動作以產生該供應電壓。
11. 如申請專利範圍第10項所述的突波保護裝置，其中該交流轉直流電壓轉換器針對該輸入電壓進行整流以及濾波動作以產生該直流電壓。
12. 如申請專利範圍第10項所述的突波保護裝置，其中該直流轉直流電壓轉換器針對該參考直流電壓進行降壓式直流轉直流電壓轉換動作以產生該供應電壓。
13. 如申請專利範圍第1項所述的突波保護裝置，其中該電源輸出電路包括： 一電晶體，具有控制端接收該控制信號，並具有第二端耦接至參考接地端；以及 一繼電器，具有第一輸入端接收一參考直流電壓，具有第二輸入端耦接至該電晶體的第一端， 其中，該繼電器耦接在該負載接收該輸入電壓的一電源供應路徑上，並用以導通或切斷該電源供應路徑。
14. 一種路燈裝置，包括： 一負載，包括多個發光元件；以及 如申請專利範圍第1項所述的突波保護裝置，連接該負載。
15. 如申請專利範圍第14項所述的路燈裝置，其中該突波保護裝置可拆卸式的連接該負載，該突波保護裝置並在與該負載分離時，用以連接至一外部電子裝置，並傳輸該輸入電壓的發生過電壓現象的一第一次數以及該輸入電壓的發生突波現象的一第二次數至該外部電子裝置。
16. 如申請專利範圍第14項所述的路燈裝置，更包括： 一通信介面，透過有線或無線的方式耦接至該突波保護裝置， 其中，該突波保護裝置透過該通信介面以與外部電子裝置進行資訊傳輸
17. 如申請專利範圍第16項所述的路燈裝置，更包括： 一控制盒，配置在該路燈裝置的本體上， 其中該通信介面設置在控制盒中，該突波保護裝置與該通信介面共同設置在控制盒或者與該負載相鄰設置。

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