TWI443925B - 家庭用電力監測系統 - Google Patents

Description

家庭用電力監測系統

　　本發明係有關於一種家庭用電力監測系統，尤其是指一種可供連接在電源總開關上，以用來監測家庭用戶之用電狀況，方便控管家庭用戶之用電，於用電狀況異常時能即時做出相對應之處理，不僅能減少不必要之電能耗費，且同時能在用電上更具使用便利性及安全性，而在其整體施行使用上更增實用功效特性的家庭用電力監測系統創新設計者。

　　按，一般常見用來進行電力量測之裝置，即如98年1月11日第M348951號之「可雙向無線傳輸的插座型電力計及用電資訊顯示遙控器」所示，其係由一個以上的插座型電力計及一用電資訊顯示遙控器所組成，其中：插座型電力計，係包含插頭、插座及本體，插頭係設於本體的一端面，為供直接插裝在一般的通用插座上，電力計的電源係取自插頭上的電壓，經轉換後產生直流5V電壓，插座係設於本體的另一端面，係從插頭中引線過來，其中一條線串有一只阻值極低的電阻，本體除包含插頭與插座以外，並設有一個1Wh/P指示燈、一遙控指示燈（REMOTE）及一帶燈觸控鍵（ID－SET），使插座型電力計具有電力測量和無線傳輸的功能；用電資訊顯示遙控器，係一具有雙向遙控的顯示器，用以與一個以上的插座型電力計匹配組成一完整的電力監控器，並利用2.4GHz的無線射頻作為與插座型電力計的雙向通訊傳輸。

　　雖然，該「可雙向無線傳輸的插座型電力計及用電資訊顯示遙控器」可利用遙控器經由無線通訊，蒐集一個或多個電力計插座上的各種電器用品之電力資訊，但其僅能針對電力計插座上之電器做有效分析，其並無法實際去量測整個用戶之用電情形。

　　另，請再參閱94年5月1日第M263665號之「具有消耗電力和電能顯示裝置的插頭」，其包含有插頭電極以及插頭殼體，其特徵在於，所述的插頭殼體內設有與檢測電路、電能測量轉換電路、直流電源供應電路、微處理器以及液晶顯示及推動電路；所述的檢測電路檢測電流以及電壓並去除電源中的高頻雜訊；所述的電能測量轉換電路接收檢測信號並輸出電能信號至微處理器；所述的直流電源供應電路提供所述的電能測量轉換電路以及微處理器的工作電壓；所述的微處理器根據接收的信號進行電能信號的處理，並進行時間累計，進行資訊儲存；所述的液晶顯示電路及推動電路顯示電能以及時間資訊；所述的插頭的電極的輸入端連接電源，其輸出端連接於所述的檢測電路的輸入端，所述的檢測電路的輸出端輸出信號至電能測量轉換電路，所述的電能測量轉換電路輸出電能信號至微處理器的輸入端，所述的微處理器處理後將時間信號傳送給所述的電能測量轉換電路，所述的微處理器的輸出端連接於所述的液晶顯示及推動電路；其中所述的直流電源供應電路的輸入端連接於插頭電極，其第一輸出端連接於所述的電能測量轉換電路，其第二輸出端連接於所述的微處理器。

　　然而，上述「具有消耗電力和電能顯示裝置的插頭」雖可達到將電力測量和電能累計電路及顯示器施予數位化和小型化，可十分方便的瞭解到使用中的電氣用品的消耗電力及電能等相關資訊之預期功效，但也在其整體施行使用上發現，該結構係利用製造許多插座，可以一次使用較多電器，不過其電源來源都是來自同一條電線，這樣使得單一市電插座負荷過大，容易造成燒毀之危險意外情事發生。

　　緣是，發明人有鑑於此，秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，針對現有之結構及缺失再予以研究改良，因而發明出一種家庭用電力監測系統，以期達到更佳實用價值性之目的者。

　　本發明之家庭用電力監測系統，其主要係於電源總開關上連接設有外部測量電路，該外部測量電路能將測量出之家庭電壓及電流狀況經處理器進行計算，而得到電壓、電流、功率因素及其他相關數值；藉此，以可用來監測家庭用戶之用電狀況，方便控管家庭用戶之用電，於用電狀況異常時能即時做出相對應之處理，不僅能減少不必要之電能耗費，且同時能在用電上更具使用便利性及安全性，而在其整體施行使用上更增實用功效特性者。

　　為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：

　　首先，請參閱第一圖本發明之結構方塊示意圖所示，本發明係於家庭用戶電源總開關（１）連接有外部測量電路（２）；其中：

　　該外部測量電路（２），其係於電源總開關（１）連接有衰減器（２１），利用該衰減器（２１）可將電源總開關（１）輸出之大電流衰減成小電流，於衰減器（２１）連接有精密整流電路（２２）將電壓波形進行整流轉換，且於精密整流電路（２２）連接有全波整流電路（２３）以降低全波波形峰值電壓，再於全波整流電路（２３）連接有處理器（２４）以進行類比數位轉換，而能做數位值之輸出；另該外部測量電路（２）於電源總開關（１）亦連接有比流器（２５），以將電源總開關（１）輸出之大電流以等比例縮小，且於比流器（２５）連接有衰減器（２６）將電流進行衰減，並於衰減器（２６）連接有精密整流電路（２７）將電壓波形進行整流轉換，再於該精密整流電路（２７）連接有功率因素比較器（２８）以與全波整流電路（２３）輸出值進行比較，而能得到電壓與電流之相位差。

　　如此一來，請一併參閱第二圖本發明之操作流程圖所示，使得該外部測量電路（２）於與 電源總開關（１）連接後，能與電腦進行連接，以於外部測量電路（２）對電源總開關（１）之輸出電壓電流波形抓取資料進行一定資料量之取樣，且將取樣後之電壓電流波形資料轉換為可判讀之數值，並將數值傳輸至電腦端，於電腦將數值還原後以波形狀態顯示於圖表上，即可在電腦上顯示各種 電壓、電流、功率因素及其他相關數值，並能計算出電費，同時亦可將每日所量測得到之數值一一進行儲存提供查詢。

　　然而前述之實施例或圖式並非限定本發明之產品結構或使用方式，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之專利範疇。

　　藉由以上所述，本發明之元件組成與使用實施說明可知，本發明與現有結構相較之下，本發明 主要具有下列優點：

1.本發明由於係令外部測量電路連接設置於電源總開關上，不需依各別電器一一設置，使得其不僅在使用上更為簡易方便，且亦不會造成過多之負載，更具用電上之使用安全性者。

2.本發明由於可令外部測量電路連接電腦，使得其所測得之資料能顯示在電腦介面上，可以快速瀏覽各項參數以及調閱儲存記錄。

3.本發明由於可令外部測量電路連接電腦，以能利用電腦簡易進行電費之試算，而可大約估算當月月費提供使用者參考。

4.本發明由於可令外部測量電路連接電腦，以能利用電腦儲存歷史資料提供使用者參考每月用電量多寡來控制電器上的使用。

　　綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

（１）‧‧‧電源總開關
（２）‧‧‧外部測量電路
（２１）‧‧‧衰減器
（２２）‧‧‧精密整流電路
（２３）‧‧‧全波整流電路
（２４）‧‧‧處理器
（２５）‧‧‧比流器
（２６）‧‧‧衰減器
（２７）‧‧‧精密整流電路
（２８）‧‧‧功率因素比較器

第一圖：本發明之結構方塊示意圖

第二圖：本發明之操作流程圖

(1)‧‧‧電源總開關

(2)‧‧‧外部測量電路

(21)‧‧‧衰減器

(22)‧‧‧精密整流電路

(23)‧‧‧全波整流電路

(24)‧‧‧處理器

(25)‧‧‧比流器

(26)‧‧‧衰減器

(27)‧‧‧精密整流電路

(28)‧‧‧功率因素比較器

Claims (6)

1. 一種家庭用電力監測系統，其係於家庭用戶電源總開關連接有外部測量電路；其中：該外部測量電路，係於電源總開關連接有衰減器，利用該衰減器可將電源總開關輸出之大電流衰減成小電流，於衰減器連接有精密整流電路將電壓波形進行整流轉換，且於精密整流電路連接有全波整流電路以降低全波波形峰值電壓，再於全波整流電路連接有處理器以進行類比數位轉換，而能做數位值之輸出；另該外部測量電路於電源總開關亦連接有比流器，以將電源總開關輸出之大電流以等比例縮小，且於比流器連接有衰減器將電流進行衰減，並於衰減器連接有精密整流電路將電壓波形進行整流轉換，再於該精密整流電路連接有功率因素比較器以與全波整流電路輸出值進行比較，而能得到電壓與電流之相位差。
2. 如申請專利範圍第1項所述之家庭用電力監測系統，其中，該外部測量電路於與電源總開關連接後，能與電腦進行連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述之家庭用電力監測系統，其中，該外部測量電路與電腦連接，以將數值傳輸至電腦端，於電腦將數值還原後以波形狀態顯示於圖表上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之家庭用電力監測系統，其中，該外部測量電路與電腦連接，以將數值資料儲存於電腦中。
5. 如申請專利範圍第1項所述之家庭用電力監測系統，其中，該外部測量電路與電腦連接，以在電腦上顯示各種電壓、電流、功率因素及其他相關數值。
6. 如申請專利範圍第1項所述之家庭用電力監測系統，其中，該外部測量電路與電腦連接，以在電腦上計算出電費。