TWI505596B - 智慧型插座 - Google Patents

智慧型插座 Download PDF

Info

Publication number
TWI505596B
TWI505596B TW103100876A TW103100876A TWI505596B TW I505596 B TWI505596 B TW I505596B TW 103100876 A TW103100876 A TW 103100876A TW 103100876 A TW103100876 A TW 103100876A TW I505596 B TWI505596 B TW I505596B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
switch
socket
power line
module
power
Prior art date
Application number
TW103100876A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201528639A (zh
Inventor
Jen Hao Teng
wei hao Huang
Guan Wen Chen
Original Assignee
Univ Nat Sun Yat Sen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Nat Sun Yat Sen filed Critical Univ Nat Sun Yat Sen
Priority to TW103100876A priority Critical patent/TWI505596B/zh
Publication of TW201528639A publication Critical patent/TW201528639A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI505596B publication Critical patent/TWI505596B/zh

Links

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Power Sources (AREA)

Description

智慧型插座
本發明是關於一種智慧型插座，特別是關於一種具有複數個插座模組的智慧型插座。
請參閱第10圖，一種習知智慧型插頭包含一插座1、一插座2、一微電腦控制機構及一無線通訊機構，其中該插座1及該插座2分別藉由一電流波形計測機構及一電壓波形計測機構量測該插座1及該插座2所輸出的功率，但由於一個插座就需搭配一組電流波形計測機構及電壓波形計測機構，因此若一個家庭或一個公司的插座要全面更換為智慧型插座則需花費大量的成本於購買該電流波形計測機構及該電壓波形計測機構，且電流波形計測機構及電壓波形計測機構所佔的空間亦過大，因此其適用性相當有限。
本發明的主要目的在於藉由切換裝置之第一開關將供電的線路由第一電源線及第二電源線切換為第一電源線及第二電源線與輔助電源線的並聯，使得由第二電源線流至第二饋電線的電流大小下降，藉此可由一個量測模組求得各個插座的輸出功率，且不影響各個插頭之電器的用電，可減少建構智 慧型電網的成本，以有效的監控各插頭的用電情形。
一種智慧型插座，其連接至一第一饋電線及一第二饋電線，該智慧型插座包含一電源模組、一量測模組及複數個插座模組，該電源模組具有一第一電源線、一第二電源線及一輔助電源線，其中該第一電源線電性連接該第一饋電線，該第二電源線及該輔助電源線電性連接該第二饋電線，且該第二電源線與該輔助電源線為並聯，該量測模組連接於該第一電源線及該第二電源線，該量測模組用以量測該第一電源線及該第二電源線之間的一電壓差及由該第二電源線饋入該第二饋電線之一電流大小，以量測一總功率值，該些插座模組連接該電源模組，各該插座模組具有一插座及一切換裝置，該插座具有一第一輸出端及一第二輸出端，該第一輸出端及該第二輸出端用以輸出電源，該切換裝置具有一第一開關，該第一輸出端電性連接該第一電源線，該第二輸出端電性連接該第二電源線，且該第二輸出端經由該第一開關電性連接該輔助電源線，該第一開關控制該第二輸出端與該輔助電源線之間為導通或截止。
本發明藉由導通該切換裝置之該第一開關改變電流迴路，使得該量測模組所量測之該總功率值之變化量的兩倍即為單一之該插座模組的輸出功率，使得使用者可在不影響各該插座模組的供電狀態下以一個量測模組即可測得各該插座模組的該輸出功率。
請參閱第1及2圖，為本發明之第一實施例，一種智慧型插座100包含一電源模組110、一量測模組120、複數個插座模組130、一微控制器140及一通訊模組150，該智慧型插座100連接至一第一饋電線210及一第二饋電線220，其中該第一饋電線210及該第二饋電線220可分別為家用電力系統之火線及地線(電壓為110V)或分別為兩條不同相之火線(電壓為220V)及其延伸，如第1圖所示，該第一饋電線210及該第二饋電線220可藉由配線延伸至屋內壁面，再藉由延長線延伸至該智慧型插座100。
請參閱第2圖，該電源模組110具有一第一電源線111、一第二電源線112及一輔助電源線113，該第一電源線111電性連接該第一饋電線210並形成有一節點n1，該第一電源線111接收來自該第一饋電線210之電源，該第二電源線112及該輔助電源線113電性連接該第二饋電線220並形成有一節點n2，該第二電源線112及該輔助電源線113接收來自該第二饋電線210之電源，其中該第一饋 電線210及該第一電源線111實質上為同一線路，而該第二電源線112與該輔助電源線113則為並聯。
請參閱第2圖，該量測模組120連接於該第一電源線111及該第二電源線112，該量測模組120用以量測該第一電源線111及該第二電源線112之間的一電壓差及由該第二電源線112饋入該第二饋電線220之一電流大小，並藉由該電壓差及該電流大小計算該智慧型插座100整體使用的一總功率值，且該總功率值可透過該通訊模組150以無線或有線的方式輸出，使用者可藉由該總功率值得知目前該智慧型插座100的使用狀態。
請參閱第2圖，各該插座模組130分別連接該電源模組110，各該插座模組130具有一插座131及一切換裝置132，該插座131具有一第一輸出端131a及一第二輸出端131b，在本實施例中，該插座131為一延長線之插座，以供具有插頭之電器使用，而在其他實施例中，該插座131可為該第一電源線111上及該第二電源線112上的節點，以直接電性連接不具插頭之電器。該切換裝置132具有一第一開關132a，該插座131之該第一輸出端131a電性連接該第一電源線111，該插座131之該第二輸出端131b電性連接該第二電源線112，且該第二輸出端131b經由該第一開關132a電性連接該輔助電源線113，在本實施例中，該第一輸出端131a及該第二輸出端131b用以提供電源予連接於該插座131的一電器(圖未繪出)。
請參閱第2圖，該通訊模組150能以無線或有線的方式接收來至使用者所指示的一控制指令，且該通訊模組150將該控制指令傳送至該微控制器140，由該微控制器140控制各該切換裝置132之該第一開關132a為導通或截止，而藉由該第一開關132a為導通或截止，以控制該插座131之該第二輸出端131b與 該輔助電源線113之間為導通或截止，而在一般的使用狀態下，該第一開關132a是維持截止的狀態。
請參閱第2圖，該量測模組120所量測之該總功率值為該智慧型插座100整體的輸出功率，而當使用者欲得知單一之該插座模組130的一輸出功率以暸解各該插座模組130的用電情形時，請參閱第3圖，使用者係透過該通訊模組150傳送該控制指令制該微控制器140，使該微控制器140輸出指令，使所欲得之該輸出功率之該插座模組130的該第一開關132a導通，進而使該第二輸出端131b與該輔助電源線113導通，因此，原本由該第一電源線111、該第一輸出端131a、該電器(圖未繪出)、該第一輸出端131a及該第二電源線112所形成的電流迴路，則藉由通該第一開關132a切換為由該第一電源線111、該第一輸出端131a、該電器(圖未繪出)、該第一輸出端131a及該第二電源線112並聯該輔助電源線113所形成的電流迴路，使得由該量測模組120所量測之由該第二電源線112體入該第二饋電線220之該電流大小會因為該輔助電源線113的分流而下降，而其下降的量即為連接於該插座131之該電器目前使用之電流大小的一半，相同的，該量測模組120所量測之該總功率值亦下降。因此，該微控制器140計算該量測模組120所量測之該總功率值於該第二輸出端131b與該輔助電源線113導通前及導通後之間的一變化量，而該變化量的兩倍即為該插座模組130之該輸出功率，而完成量測後再將該第一開關132a截止使該量測模組120所量測之該總功率值可恢復為該智慧型插座100整體之使用功率。
請參閱第2、3及4圖，其中第4圖為該第一開關132a導通前及導通後該量測模組120所測得之電流大小的變化的時序圖，在時間t1 時將該第一開關132a導通，使得由該量測模組120測得之該電流大小下降產生一差值D，而在時 間t2 時將該第一開關132a截止，使得由該量測模組120測得之該電流大小上升，而其中的該差值D即為通過該插座131之電流大小的一半，其中計算該插座模組130之該輸出功率之公式為
其中，為第i 之該插座模組130之該輸出功率，V PS 為該第一電源線111及該第二電源線112之間的該電壓差，為導通第i 之該插座模組130之該第一開關132a前該量測模組120量測的該電流大小與導通第i 之該插座模組130之該第一開關132a後該量測模組120量測的該電流大小之間的該差值D的兩倍。
本發明藉由導通該切換裝置132之該第一開關132a改變電流迴路，使得該量測模組120所量測之該總功率值之變化量的兩倍即為單一之該插座模組130的該輸出功率，使得使用者可在不影響各該插座模組130的供電狀態下以一個量測模組120即可測得各該插座模組130的該輸出功率。
請參閱第5圖，為本發明之第二實施例，其與第一實施例的差異在於各該切換裝置132另具有一第二開關132b，該第一開關132a及該第二開關132b為並聯，該第二輸出端131b透過該第二開關132b電性連接該第二電源線112，藉由該微控制器140控制各該切換裝置132之及該第二開關132b為導通或截止，使該第二開關132b可控制該第二輸出端131b與該第二電源線112之間為導通或截止。
請參閱第5及6圖，在本實施例中，欲求得單一之該插座模組130的該輸出功率是藉由該微控制器140導通該第一開關132a後截止該第二開關132b，使得原本由該第一電源線111、該第一輸出端131a、該電器(圖未繪出)、該第二輸出端131b及該第二電源線112所形成的電流迴路，藉由導通該第一開關132a並截止該第二開關132b而切換為由該第一電源線111、該第一輸出端131a、該電器(圖未繪出)、該第二輸出端131b及該輔助電源線113所形成的電流迴路，使得原本流入該第二電源線112之電流轉為流入該輔助電源線113，而造成該量測模組120所量測之該電流大小下降，而其下降的量即為連接於該插座131之該電器目前使用之電流大小，相同的，該量測模組120所量測該總功率值亦下降。因此，該微控制器140計算該量測模組120所量測之該總功率值於該第二輸出端131b與該輔助電源線113導通前及導通後之間的該變化量，而該變化量的即為該插座模組130之該輸出功率，而完成量測後再將該第一開關132a截止並導通該第二開關132b後，該量測模組120所量測之該總功率值可恢復為該智慧型插座100整體之使用功率。
請參閱第5、6及7圖，其中第7圖為該第一開關132a之截止及導通、該第二開關132b之截止及導通與該量測模組120所測得之電流大小的變化的時序圖，在時間t1 時將該第一開關132a導通，使得由該量測模組120測得之該電流大小下降產生一差值D1 ，而在時間t2 時將該第二開關132b截止，使得由該量測模組120測得之該電流大小與時間t1 前的電流大小產生一差值D2 ，在時間t3 及時間t4 時分別將第二開關132b導通及將該第一開關132a截止，使得由該量測模組120測得之該電流大小上升為原本大小，而其中的該差值D2 即為通過該插座131之電流大小，其中計算該插座模組130之該輸出功率之公式為其中，為第i 之該插座模組130之該輸出功率，為該第一電源線111及該第二電源線112之間的該電壓差，為導通第i 之該插座模組130之該第一開關132a並截止該第二開關132b前該量測模組120量測的該電流大小與導通第i 之該插座模組130之該第一開關132a並截止該第二開關132b後該量測模組120量測的該電流大小之間的該差值D2 。
請參閱第5及6圖，在本實施例中，較佳的，該第一開關132a及該第二開關132b為雙向開關，當該第一開關132a導通時，該第二開關132b為截止，當該第一開關132a截止時，該第二開關132b導通，因此，在量測單一之該插座模組130的該輸出功率時，該第一開關132a之截止及導通、該第二開關132b之截止及導通與該量測模組120所測得之電流大小的變化的時序圖如第8圖所示，在時間t1 時將該第一開關132a導通，同時將該第二開關132b截止，使得由該量測模組120測得之該電流大小與時間t1 前的電流大小產生一差值D，在時間t2 時分別將該第一開關132a截止及將第二開關132b導通，使得由該量測模組120測得之該電流大小上升為原本大小，而其中的該差值D即為通過該插座131之電流大小。
請參閱第9圖，若將本發明之該智慧型插座100放大至整個供電區域，則各該插座模組130可為一個用電戶，藉由控制各該插座模組130之該第一開關132a的導通或截止，即可藉由一測量儀器測得各個用電戶目前的用電情形。
本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
100‧‧‧智慧型插座
110‧‧‧電源模組
111‧‧‧第一電源線
112‧‧‧第二電源線
113‧‧‧輔助電源線
120‧‧‧量測模組
130‧‧‧插座模組
131‧‧‧插座
131a‧‧‧第一輸出端
131b‧‧‧第二輸出端
132‧‧‧切換裝置
132a‧‧‧第一開關
132b‧‧‧第二開關
140‧‧‧微控制器
150‧‧‧通訊模組
210‧‧‧第一饋電線
220‧‧‧第二饋電線
n1‧‧‧節點
n2‧‧‧節點
D‧‧‧差值
D1 ‧‧‧差值
D2 ‧‧‧差值
t1 ‧‧‧時間
t2 ‧‧‧時間
t3 ‧‧‧時間
t4 ‧‧‧時間
第1圖：依據本發明之實施例，一種智慧型插座的示意圖。
第2圖：依據本發明之第一實施例，一種智慧型插座的電路圖。
第3圖：依據本發明之第一實施例，該智慧型插座的電路圖。
第4圖：依據本發明之第一實施例，該智慧型插座的時序圖。
第5圖：依據本發明之第二實施例，一種智慧型插座的電路圖。
第6圖：依據本發明之第二實施例，該智慧型插座的電路圖。
第7圖：依據本發明之第二實施例，該智慧型插座的時序圖。
第8圖：依據本發明之第二實施例，該智慧型插座的時序圖。
第9圖：依據本發明之實施例，一種智慧型插座的示意圖。
第10圖：一種習知插座的示意圖。
100‧‧‧智慧型插座
110‧‧‧電源模組
111‧‧‧第一電源線
112‧‧‧第二電源線
113‧‧‧輔助電源線
120‧‧‧量測模組
130‧‧‧插座模組
131‧‧‧插座
131a‧‧‧第一輸出端
131b‧‧‧第二輸出端
132‧‧‧切換裝置
132a‧‧‧第一開關
140‧‧‧微控制器
150‧‧‧通訊模組
210‧‧‧第一饋電線
220‧‧‧第二饋電線
n1‧‧‧節點
n2‧‧‧節點

Claims (10)

  1. 一種智慧型插座，其連接至一第一饋電線及一第二饋電線，該智慧型插座包含：一電源模組，具有一第一電源線、一第二電源線及一輔助電源線，其中該第一電源線電性連接該第一饋電線，該第二電源線及該輔助電源線電性連接該第二饋電線，且該第二電源線與該輔助電源線為並聯；一量測模組，連接於該第一電源線及該第二電源線，該量測模組用以量測該第一電源線及該第二電源線之間的一電壓差及由該第二電源線饋入該第二饋電線之一電流大小，以量測一總功率值；以及複數個插座模組，連接該電源模組，各該插座模組具有一插座及一切換裝置，該插座具有一第一輸出端及一第二輸出端，該第一輸出端及該第二輸出端用以輸出電源，該切換裝置具有一第一開關，該第一輸出端電性連接該第一電源線，該第二輸出端電性連接該第二電源線，且該第二輸出端經由該第一開關電性連接該輔助電源線，該第一開關控制該第二輸出端與該輔助電源線之間為導通或截止。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之智慧型插座，其中各該切換裝置另具有一第二開關，該第二輸出端透過該第二開關電性連接該第二電源線，該第二開關控制該第二輸出端與該第二電源線之間為導通或截止，且該第一開關及該第二開關為並聯。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之智慧型插座，其另包含有一微控制器，該微控制器用以控制各該切換裝置之該第一開關為導通或截止。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之智慧型插座，其另包含有一微控制 器，該微控制器用以控制各該切換裝置之該第一開關及該第二開關為導通或截止。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之智慧型插座，其另包含有一通訊模組，該通訊模組用以輸出該量測模組所量測之該功率值及接收一控制指令，且該通訊模組將該控制指令傳送至該微控制器。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之智慧型插座，其中該第一開關及該第二開關為雙向開關，當該第一開關導通時，該第二開關為截止，當該第一開關截止時，該第二開關導通。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之智慧型插座，其中各該插座模組之一輸出功率的量測是藉由導通該第一開關，使該第二輸出端與該輔助電源線導通，並以一微控制器計算該量測模組所量測之該總功率於該第二輸出端與該輔助電源線導通前及導通後之間的一變化量，該變化量的兩倍為各該插座模組之該輸出功率。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之智慧型插座，其中計算各該插座模組之該輸出功率之公式為 其中，為第i 之該插座模組之該輸出功率，V PS 為該第一電源線及該第二電源線之間的該電壓差，為導通第i 之該插座模組之該第一開關前該量測模組量測的該電流大小與導通第i 之該插座模組之該第一開關後該量測模組量測的該電流大小之間的一差值的兩倍。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之智慧型插座，其中各該插座模組之一輸出功率的量測是藉由導通該第一開關並截止該第二開關，使該第二輸出端與 該輔助電源線導通，該第二輸出端與該第二電源線截止，並以一微控制器計算該量測模組所量測之該總功率於該第二輸出端與該輔助電源線導通前及導通後之間的一變化量，該變化量為各該插座模組之該輸出功率。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之智慧型插座，其中計算各該插座模組之該輸出功率之公式為 其中，為第i 之該插座模組之該輸出功率，V PS 為該第一電源線及該第二電源線之間的該電壓差，為導通第i 之該插座模組之該第一開關並截止該第二開關前該量測模組量測的該電流大小與導通第i 之該插座模組之該第一開關並截止該第二開關後該量測模組量測的該電流大小之間的一差值。
TW103100876A 2014-01-09 2014-01-09 智慧型插座 TWI505596B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103100876A TWI505596B (zh) 2014-01-09 2014-01-09 智慧型插座

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103100876A TWI505596B (zh) 2014-01-09 2014-01-09 智慧型插座

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201528639A TW201528639A (zh) 2015-07-16
TWI505596B true TWI505596B (zh) 2015-10-21

Family

ID=54198442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103100876A TWI505596B (zh) 2014-01-09 2014-01-09 智慧型插座

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI505596B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201232990A (en) * 2011-01-31 2012-08-01 Panasonic Corp Power feeding control device
TW201242203A (en) * 2011-04-15 2012-10-16 Univ Nat Chiao Tung Power-monitoring system for identifying state of electric appliance and power-monitoring method thereof
TWM449369U (zh) * 2009-12-09 2013-03-21 Univ Kao Yuan 採用雙迴路電路之省電插座
TWM456015U (zh) * 2013-02-04 2013-06-21 Netvox Technology Co Ltd 可偵測用電狀態的插座

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM449369U (zh) * 2009-12-09 2013-03-21 Univ Kao Yuan 採用雙迴路電路之省電插座
TW201232990A (en) * 2011-01-31 2012-08-01 Panasonic Corp Power feeding control device
TW201242203A (en) * 2011-04-15 2012-10-16 Univ Nat Chiao Tung Power-monitoring system for identifying state of electric appliance and power-monitoring method thereof
TWM456015U (zh) * 2013-02-04 2013-06-21 Netvox Technology Co Ltd 可偵測用電狀態的插座

Also Published As

Publication number Publication date
TW201528639A (zh) 2015-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014504145A5 (zh)
TWI393307B (zh) 具多插座用電偵測的電源插座裝置及其用電偵測方法
JP2017525053A5 (zh)
JP2016131021A5 (zh)
TW201440372A (zh) 電源管理系統及其電子設備
JP2016010313A (ja) 分電盤内の遮断器と互換性があるエネルギー計測装置
MX2021006231A (es) Dispositivo de control de carga configurado para funcionar en modos de dos y tres cables.
JP2019047717A5 (zh)
US9627928B2 (en) Electrical outlet having wireless control capabilities
CN103298210B (zh) 过压保护电路以及具有过压保护电路的电子装置
US20120262153A1 (en) Apparatus and method for measuring electrical parameters of circuit
TWI505596B (zh) 智慧型插座
WO2012165863A3 (ko) 대기전력 차단장치 및 그 방법
CN207114618U (zh) 一种剩余电压峰值捕捉装置
CN203398784U (zh) 电池充电电路的反接保护电路
CN103219790B (zh) 双电源供应系统及双电源控制器
RU2015138495A (ru) Система обогрева рулевого колеса
CN203813173U (zh) 一种带火灾与烟雾报警及断电功能的转接插座
GB0919969D0 (en) Current measuring apparatus
TW201728043A (zh) 交流電負載主動偵測系統
TWI493353B (zh) 連接線以及連接線供電方法
KR20150005345A (ko) 전력 관리 장치 및 그를 이용한 전력 관리 시스템
JP2010154615A (ja) 電源電圧供給システム
NZ712880A (en) Power monitoring systems and methods
TW201508563A (zh) 滑鼠裝置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees