TWI640141B - 漏電流保護系統及方法 - Google Patents

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Abstract

一種漏電流保護系統及方法，此漏電流保護方法包括下列步驟：利用第一控制訊號控制第一開關短路，據以產生一漏電流；當漏電流偵測器偵測到漏電流時，此漏電流偵測器產生一交流訊號；利用漏電流訊號處理器，轉換此交流訊號為一直流訊號；以及當栓鎖電路接收到此直流訊號，栓鎖電路即利用第二控制訊號以斷開連接欲保護電器的第二開關。

Description

漏電流保護系統及方法
本發明是有關於一種漏電流保護系統及方法。
就現有技術而言，當偵測到有漏電流的情況發生時，電流保護器會經由機械式交流線圈，一次斷開全部電源迴路，自身偵測板的電源也會被斷開。一般市售漏電流保護器屬於機械式交流線圈，斷電後無後續處理，當復電後，只能倚靠人力重新啟動機械裝置復歸。
本發明提供一種漏電流保護系統，本發明的漏電流保護系統內部的微控制單元，在開機後將啟動自我檢測程序，微控制單元利用一測試漏電流，檢查漏電流保護系統的自我檢測程序是否正常運作。若結果符合預期，則自動回復供電，若結果異常，則發出警告並停止供電程序。實際上發生漏電流時，微控制單元將連接電器的開關斷開，並控制警示單元發出警示聲響，或藉由通訊單元送出警示訊息至遠端伺服器，有效率地保護人身安全或電器設備。除此之外，本發明的微控制單元，更可藉由通訊單元接收遠端啟動訊 號，讓外部人員藉由視訊或其他可確認的訊息，從遠端解開栓鎖電路，讓開關導通使得電器可以運作，即使現場沒有工作人員，仍可達成遠端控制，使操作方式更為多元。
本發明之一實施方式提供一種漏電流保護系統，包括一微控制單元、一第一開關、一漏電流偵測器、一漏電流訊號處理器、一第二開關及一栓鎖電路。第一開關連接至微控制單元，微控制單元利用一第一控制訊號控制第一開關短路，據以產生一漏電流。當偵測到漏電流時，漏電流偵測器產生一交流訊號。漏電流訊號處理器連接至漏電流偵測器，漏電流訊號處理器轉換交流訊號為一直流訊號。第二開關連接至微控制電路，栓鎖電路連接至漏電流訊號處理器、微控制單元及第二開關，當栓鎖電路接收到直流訊號，栓鎖電路即利用一第二控制訊號以斷開第二開關，其中，第二開關係連接欲保護的電器。
於部分實施方式中，本發明的漏電流保護系統更包括當微控制單元判斷漏電流為一自我檢測程序所產生的一測試漏電流，微控制單元則利用第一控制訊號將第一開關斷開，微控制單元並送出一第三控制訊號，解開栓鎖電路，且微控制單元利用第二控制訊號使第二開關接通。
於部分實施方式中，本發明的漏電流保護系統更包括一警示單元，其連接至微控制單元。當栓鎖電路利用第二控制訊號以斷開第二開關時，微控制單元若判斷此時並非執行該自我檢測程序，微控制單元即控制警示單元發出一警示聲響。
於部分實施方式中，本發明的漏電流保護系統更包括一通訊單元，其連接至微控制單元。當栓鎖電路利用第二控制訊號以斷開第二開關時，微控制單元若判斷此時並非執行該自我檢測程序，微控制單元即控制通訊單元送出一警示訊息。
於部分實施方式中，本發明的漏電流保護系統更包括微控制單元透過通訊單元接收一遠端伺服器的一遠端啟動訊號。當微控制單元判斷已接收到遠端啟動訊號，微控制單元即送出第三控制訊號，解開栓鎖電路。
本發明之一實施方式提供一種漏電流保護方法，包括下列步驟：利用一第一控制訊號控制一第一開關短路，據以產生一漏電流；當一漏電流偵測器偵測到漏電流時，漏電流偵測器產生一交流訊號；利用一漏電流訊號處理器轉換交流訊號為一直流訊號；以及當一栓鎖電路接收到直流訊號，栓鎖電路即利用一第二控制訊號以斷開一第二開關，其中，第二開關連接欲保護的電器。
於部分實施方式中，本發明的漏電流保護方法更包括下列步驟：當判斷漏電流為一自我檢測程序所產生的一測試漏電流，利用第一控制訊號將第一開關斷開；利用一第三控制訊號，解開栓鎖電路；以及利用第二控制訊號使第二開關接通。
於部分實施方式中，本發明的漏電流保護方法更包括下列步驟：當栓鎖電路利用第二控制訊號以斷開第二開關時，若判斷此時並非執行自我檢測程序，控制一警示單 元發出一警示聲響。
於部分實施方式中，本發明的漏電流保護方法更包括下列步驟：當栓鎖電路利用第二控制訊號以斷開第二開關時，若判斷此時並非執行該自我檢測程序，控制一通訊單元送出一警示訊息。
於部分實施方式中，本發明的漏電流保護方法更包括下列步驟：透過通訊單元接收一遠端伺服器的一遠端啟動訊號；以及當判斷為已接收到遠端啟動訊號，送出第三控制訊號，解開栓鎖電路。
100‧‧‧漏電流保護系統
110‧‧‧電子裝置
112‧‧‧第一開關
114‧‧‧第二開關
116‧‧‧電阻
120‧‧‧微控制單元
122‧‧‧警示單元
124‧‧‧通訊單元
130‧‧‧漏電流偵測器
140‧‧‧漏電流訊號處理器
150‧‧‧栓鎖電路
160‧‧‧市電輸入端
170‧‧‧電器
180‧‧‧遠端伺服器
S210~S290‧‧‧漏電保護方法流程步驟
第1圖繪示本發明第一實施方式之漏電流保護系統的功能方塊圖。
第2圖繪示本發明第一實施方式之漏電流保護方法的流程圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
本發明提供一種漏電流保護系統，第1圖繪示本發明第一實施方式之漏電流保護系統的功能方塊圖。漏電流保護系統100包括一電子裝置110、一漏電流偵測器130、一漏電流訊號處理器140及一栓鎖電路150。其中，電子裝置110包括一第一開關112、一第二開關、一電阻116、一微控制單元(Micro Control Unit，MCU)120、一警示單元122及一通訊單元124。其中，第一開關112、第二開關114連接至微控制單元120，漏電流訊號處理器140連接至漏電流偵測器130，栓鎖電路150連接到漏電流訊號處理器140、微控制單元120及第二開關114。此外，市電輸入端160提供漏電流保護系統100及電器170電力，電器170可以是一個電子產品或多個電子產品並聯組合。電子裝置110則可以是一充電車。
第2圖繪示本發明第一實施方式之漏電流保護方法的流程圖。首先，將電源開啟(步驟S205)，市電輸入端160開始供給漏電流保護系統100電力後，微控制單元120被致能，微控制單元開啟一自我檢測程序，微控制單元120利用一第一控制訊號控制第一開關112短路，導通的第一開關與電阻116造成電壓不平衡，因而產生一漏電流(步驟S210)。當漏電流偵測器130偵測到該漏電流時，漏電流偵測器130產生一交流訊號(步驟S220)。其中，漏電流偵測器130為一電磁線圈，當偵測到漏電流時，因電磁感應而產生交流訊號。
接著，漏電流訊號處理器140轉換漏電流偵測 器130所輸出的交流訊號為一直流訊號(步驟S230)，漏電流訊號處理器具有濾波功能，且可將交流訊號轉換成直流訊號。接著，當栓鎖電路150接收到此直流訊號，栓鎖電路150即利用一第二控制訊號，藉以以斷開第二開關114(步驟S240)，其中，該第二開關連接欲保護的電器。當栓鎖電路150送出第二控制訊號用以斷開第二開關114，由於微控制單元120亦和栓鎖電路150相連接，故，微控制單元120也接收到栓鎖電路150所送出的此第二控制訊號，此時，微控制單元120由於在前已開啟一個自我檢測程序，因此，即能判斷目前所產生的這個漏電流，僅是自我檢測程序所產生的一測試漏電流。
若在步驟S242的判斷為是，微控制單元120即利用第一控制訊號將第一開關112斷開(步驟S250)，接著，微控制單元120送出一第三控制訊號，解開栓鎖電路150(步驟S260)。在步驟S240之後，栓鎖電路150將會強制栓鎖，直到在步驟S260微控制單元120送出第三控制訊號用以解開栓鎖或是電源再次插拔，栓鎖電路150方能解開。之後，微控制單元120利用第二控制訊號使第二開關114接通(步驟S270)。第二開關114連接本系統所欲保護的電器170，也就是說，在步驟S270之後，由於第二開關114重新被導通，市電輸入端160即能恢復對電器170供電。
第1圖中的警示單元122連接至微控制單元120，其可以是一蜂鳴器。當栓鎖電路150利用第二控制訊號以斷開第二開關114時，若在S242的判斷為否，也就是 微控制單元120判斷此時並非執行自我檢測程序，微控制單元120即控制警示單元122發出一警示聲響(步驟S244)，例如，利用蜂鳴器發出聲響，提醒周圍的使用者已有漏電流產生，須注意安全。
步驟S244的警示可以是另一種呈現方式。第1圖中的通訊單元124連接至微控制單元120，其可以是一通訊網路介面。當栓鎖電路150利用第二控制訊號以斷開第二開關114時，微控制單元120若判斷此時並非執行自我檢測程序，微控制單元120即控制通訊單元124送出一警示訊息至遠端伺服器180(步驟S244)，讓外部的檢修人員可以藉此得知目前已有異常的漏電流情況產生，並暫時停止後續供電直到排除異常，以保障使用者安全及保護電器設備。此外，遠端伺服器180中的一雲端儲存空間也儲存此漏電流發生事件。
接著，在步驟S246判斷是否接收到一故障已排除訊息。在漏電流情況排除之後，微控制單元120可透過通訊單元124接收遠端伺服器180的一遠端啟動訊號作為該故障已排除訊息。例如，在漏電流情況排除或確認僅為誤動作之後，遠端伺服器180傳送遠端啟動訊號給通訊單元124，藉以讓微控制單元120可以解開栓鎖電路150。當微控制單元120判斷已接收到此遠端啟動訊號，微控制單元120即獲知故障已經排除，微控制單元120送出第三控制訊號，解開栓鎖電路150(步驟S260)。
在步驟S270之後，微控制單元120持續判斷電 力系統是否正常供電(步驟S280)，若步驟S280的判斷為是，則維持第二開關114接通狀態(步驟S290)。若電力系統供應異常，步驟S280的判斷為否，則回到步驟S220，執行當漏電流偵測器130偵測到漏電流的流程。
本發明提供一種漏電流保護系統，本發明的漏電流保護系統內部的微控制單元，在開機後將啟動自我檢測程序，微控制單元利用一測試漏電流，檢查漏電流保護系統的自我檢測程序是否正常運作。實際上發生漏電流時，微控制單元將連接電器的開關斷開，並控制警示單元發出警示聲響，或藉由通訊單元送出警示訊息至遠端伺服器，有效率地保護人身安全或電器設備。除此之外，本發明的微控制單元，更可藉由通訊單元接收遠端啟動訊號，讓外部人員若確認無安全疑慮亦可從遠端解開栓鎖電路，讓開關導通使得電器可以運作，操作方式更為多元。
雖然本發明已以多種實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此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。

Claims (10)

  1. 一種漏電流保護系統，包括：一微控制單元；一第一開關，連接至該微控制單元，該微控制單元利用一第一控制訊號控制該第一開關短路，據以產生一漏電流；一漏電流偵測器，當偵測到該漏電流時，該漏電流偵測器產生一交流訊號；一漏電流訊號處理器，連接至該漏電流偵測器，轉換該交流訊號為一直流訊號；一第二開關，連接至該微控制電路；以及一栓鎖電路，連接至漏電流訊號處理器、該微控制單元及該第二開關，當該栓鎖電路接收到該直流訊號，該栓鎖電路即利用一第二控制訊號以斷開該第二開關，其中，該第二開關連接欲保護的電器；其中，當該微控制單元判斷已接收到一遠端啟動訊號，該微控制單元送出一第三控制訊號，解開該栓鎖電路。
  2. 如申請專利範圍第1項的漏電流保護系統，更包括：當該微控制單元判斷該漏電流為一自我檢測程序所產生的一測試漏電流，該微控制單元利用該第一控制訊號將該第一開關斷開，該微控制單元並送出該第三控制訊號，解開該栓鎖電路，該微控制單元利用該第二控制訊號使該第二開關接通。
  3. 如申請專利範圍第2項的漏電流保護系統，更包括：一警示單元，連接至該微控制單元，當該栓鎖電路利用該第二控制訊號以斷開該第二開關時，該微控制單元若判斷此時並非執行該自我檢測程序，該微控制單元即控制該警示單元發出一警示聲響。
  4. 如申請專利範圍第2項的漏電流保護系統，更包括：一通訊單元，連接至該微控制單元，當該栓鎖電路利用該第二控制訊號以斷開該第二開關時，該微控制單元若判斷此時並非執行該自我檢測程序，該微控制單元即控制該通訊單元送出一警示訊息。
  5. 如申請專利範圍第4項的漏電流保護系統，更包括該微控制單元透過該通訊單元接收一遠端伺服器的該遠端啟動訊號。
  6. 一種漏電流保護方法，包括：利用一第一控制訊號控制一第一開關短路，據以產生一漏電流；當一漏電流偵測器偵測到該漏電流時，該漏電流偵測器產生一交流訊號；利用一漏電流訊號處理器，轉換該交流訊號為一直流 訊號；以及當一栓鎖電路接收到該直流訊號，該栓鎖電路即利用一第二控制訊號以斷開一第二開關，其中，該第二開關連接欲保護的電器；其中，當判斷為已接收到一遠端啟動訊號，送出一第三控制訊號，解開該栓鎖電路。
  7. 如申請專利範圍第6項的漏電流保護方法，更包括：當判斷該漏電流為一自我檢測程序所產生的一測試漏電流，利用該第一控制訊號將該第一開關斷開；利用該第三控制訊號，解開該栓鎖電路；以及利用該第二控制訊號使該第二開關接通。
  8. 如申請專利範圍第7項的漏電流保護方法，更包括：當該栓鎖電路利用該第二控制訊號以斷開該第二開關時，若判斷此時並非執行該自我檢測程序，控制一警示單元發出一警示聲響。
  9. 如申請專利範圍第7項的漏電流保護方法，更包括：當該栓鎖電路利用該第二控制訊號以斷開該第二開關時，若判斷此時並非執行該自我檢測程序，控制一通訊單元送出一警示訊息。
  10. 如申請專利範圍第9項的漏電流保護方法，更包括：透過該通訊單元接收一遠端伺服器的該遠端啟動訊號。
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