TWI672886B - 交流電負載主動偵測系統 - Google Patents

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Abstract

一種交流電負載主動系統，包括一第一電源介面、一第二電源介面、一開關單元及一控制單元。第一電源介面耦接一交流電源，以接收且提供一交流電壓。第二電源介面用以耦接一電子設備以提供交流電源至電子設備，且依據電子設備是否耦接至第二電源介面提供一連接信號。開關單元耦接於第一電源介面與第二電源介面，且接收一開關信號，以決定是否傳送交流電壓至第二電源介面。控制單元耦接第二電源介面及開關單元，以依據連接信號提供開關信號。

Description

交流電負載主動偵測系統
本發明是有關於一種交流電系統，且特別是有關於一種交流電負載主動偵測系統。
在現在，電子設備已充斥家庭中的各個角落，因此在屋內會配置大量的插座以符合電力供應的需求。並且，一般的插座會持續供電，所以當家電設備的插頭插入插座時，牆上的插座可能會因為電壓差而發生火花，進而可能造成電器走火而引發意外。因此，如何減少插座引發意外的機會是居家安全的一個重要課題。
本發明提供一種交流電負載主動偵測系統，可降低外部電源介面發生意外的機會。
本發明的交流電負載主動偵測系統，包括一第一電源介面、一第二電源介面、一開關單元及一控制單元。第一電源介面耦接一交流電源，以接收且提供一交流電壓。第二電源介面用以耦接一電子設備以提供交流電源至電子設備，且依據電子設備是否耦接至第二電源介面提供一連接信號。開關單元耦接於第一電源介面與第二電源介面，且接收一開關信號，以決定是否傳送交流電壓至第二電源介面。控制單元耦接第二電源介面及開關單元，以依據連接信號提供開關信號。
基於上述，本發明實施例的交流電負載主動偵測系統，當電子設備耦接至第二電源介面時，會提供交流電壓至第二電源介面，並且當電子設備未耦接至第二電源介面時，會停止將交流電壓提供至第二電源介面。藉此，可以降低第二電源介面的引發觸電意外的機會。
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。
圖1為依據本發明一實施例的交流電負載主動偵測系統的系統示意圖圖。請參照圖1，在本實施例中，交流電負載主動偵測系統100包括第一電源介面110、保險絲120、開關單元130、第二電源介面140及控制單元150。第一電源介面110耦接交流電源PAC，以接收且提供交流電壓VAC，並且第一電源介面110耦接第一接地點GND1，以釋放靜電，其中交流電壓VAC是透過火線L及地線N來傳送。保險絲120耦接於開關單元130與第一電源介面110之間，以傳送交流電壓VAC至開關單元130且限制交流電壓VAC的最大電流值。
開關單元130耦接於第一電源介面110與第二電源介面140之間，且接收開關信號SW，以決定是否傳送交流電壓VAC至第二電源介面140。第二電源介面140耦接第一接地點GND1，以釋放靜電，並且用以耦接電子設備10以提供交流電源VAC至電子設備10，其中第二電源介面140依據電子設備10是否耦接至第二電源介面140提供連接信號SCN。
控制單元150耦接第二電源介面140以接收連接信號SCN，耦接開關單元130以提供開關信號SW，並且控制單元150接收第二接地點GND2。進一步來說，控制單元150可依據連接信號SCN判斷電子設備10（亦即交流電負載）是否耦接至第二電源介面140（亦即主動偵測電子設備10的插頭是否插入第二電源介面140的插座中）。當電子設備10耦接至第二電源介面140時，代表第二電源介面140應該要供電至電子設備10，此時控制單元150會偵測交流電壓VAC的一零相位點，並且於交流電壓VAC的零相位點導通開關單元130，以降低電壓降引發火花（亦即電弧）的機會。當電子設備10未耦接至第二電源介面140時，代表第二電源介面140應該要停止供電，此時控制單元150會截止開關單元130，以降低第二電源介面140引發觸電意外的機會。
此外，控制單元150可持續偵測交流電壓VAC的電壓值及電流值，以判斷第一電源介面110與第二電源介面140之間的線路是否發生異常。當第一電源介面110與第二電源介面140之間的線路未發生異常時，則控制單元150會維持開關單元130的狀態；當第一電源介面110與第二電源介面140之間的線路發生異常時，則控制單元150會截止開關單元130，以避免交流電負載主動偵測系統100引發意外的機會。
在本實施例中，開關單元130可包括一繼電器(relay)，以控制交流電壓VAC是否提供至第二電源介面140，但在其他實施例中，可以是任何型式的開關元件，本發實施例不以此為限。並且，在本實施例中，第一電源介面110及第二電源介面140耦接第一接地點GND1，控制單元150耦接第二接地點GND2，其中第一接地點GND1是不同於第二接地點GND2，且第二接地點GND2耦接傳送交流電壓VAC的地線N。其中，控制單元150例如是非隔離式的電路。
此外，依據應用環境的不同，交流電負載主動偵測系統100可以是配置於牆上的插座（outlet）、延長線或插座擴充座。換言之，第二電源介面140可以是插座的插入端，第一電源介面110可以插頭；或者，第二電源介面140可以是插座的插入端，第一電源介面110可以是插座的線路端。上述為舉例以說明，本發明實施例不以此為限。
圖2為依據本發明一實施例的控制單元的系統示意圖。請參照圖1及圖2，在本實施例中，控制單元150包括分壓器210、分流器(shunt)220、控制電路230及電源電路240。電源電路240接收交流電壓VAC，並且將交流電壓VAC轉換為直流操作電壓VDC後提供至控制電路230。
分壓器210接收交流電壓VAC且提供相位參考電壓VPR。分流器220接收交流電壓VAC且提供相位參考電流IPR。控制電路230耦接分壓器210及分流器220，並且接收連接信號SCN，以依據連接信號SCN、相位參考電壓VPR及相位參考電流IPR提供開關信號SW。
進一步來說，控制電路230依據連接信號SCN判斷電子設備10是否耦接第二電源介面140，並且透過不斷監測交流電壓VAC的電壓值變化及電流值變化判斷交流電壓VAC的波峰、波谷及零相位點。當電子設備10未耦接第二電源介面140時，則控制電路230透過開關信號SW截止開關單元130。當電子設備10耦接第二電源介面140但交流電壓VAC未位於零相位點時，則控制電路230控制開關單元130保持截止。當電子設備10耦接第二電源介面140且交流電壓VAC位於零相位點時，則控制電路230透過開關信號SW導通開關單元130。當開關單元130為導通且電子設備10持續耦接第二電源介面140時，則控制電路230透過開關信號SW持續導通開關單元130。
圖3為依據本發明一實施例的交流電負載主動偵測系統的運作方法的流程圖。請參照圖3，在本實施例中，交流電負載主動偵測系統的運作方法包括下列步驟。在步驟S310中，會偵測電子設備是否耦接第二電源介面。在步驟S320中，會判斷電子設備是否耦接第二電源介面，當電子設備耦接第二電源介面時，亦即判斷結果為“是”，則執行步驟S330，當電子設備未耦接第二電源介面時，亦即判斷結果為“否”，則回到步驟S310。
在步驟S330中，會計算交流電壓的相位點。在步驟S340中，會判斷交流電壓是否位於零相位點，當交流電壓位於零相位點時，亦即判斷結果為“是”，則執行步驟S350，當交流電壓是未位於零相位點時，亦即判斷結果為“否”，則回到步驟S330。在步驟S350中，會導通開關單元以傳送交流電壓至第二電源介面。在步驟S360中，會偵測電子設備是否與第二電源介面斷開耦接。在步驟S370中，會判斷電子設備是否與第二電源介面斷開，當電子設備與第二電源介面斷開耦接時，亦即判斷結果為“是”，則執行步驟S380，當電子設備未與第二電源介面斷開耦接時，亦即判斷結果為“否”，則回到步驟S360。在步驟S380中，會截止開關單元以停止傳送交流電壓，並且接著回到步驟S310。其中，步驟S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370及S380的順序為用以說明，本發明實施例不以此為限。並且，步驟S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370及S380細節可參照圖1及圖2實施例所示，在此則不再贅述。
綜上所述，本發明實施例的交流電負載主動偵測系統，當電子設備耦接至第二電源介面時，會在交流電壓的零相位點提供交流電壓，以降低電壓降引發火花（亦即電弧）的機會。並且，當電子設備未耦接至第二電源介面時，會停止將交流電壓提供至第二電源介面，以降低第二電源介面的引發觸電意外的機會。
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。
10‧‧‧電子設備
100‧‧‧交流電負載主動偵測系統
110‧‧‧第一電源介面
120‧‧‧保險絲
130‧‧‧開關單元
140‧‧‧第二電源介面
150‧‧‧控制單元
210‧‧‧分壓器
220‧‧‧分流器
230‧‧‧控制電路
240‧‧‧電源電路
GND1‧‧‧第一接地點
GND2‧‧‧第二接地點
IPR‧‧‧相位參考電流
L‧‧‧火線
N‧‧‧地線
PAC‧‧‧交流電源
SCN‧‧‧連接信號
SW‧‧‧開關信號
VAC‧‧‧交流電壓
VDC‧‧‧直流操作電壓
VPR‧‧‧相位參考電壓
S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370、S380‧‧‧步驟
圖1為依據本發明一實施例的交流電負載主動偵測系統的系統示意圖。 圖2為依據本發明一實施例的控制單元的系統示意圖。 圖3為依據本發明一實施例的交流電負載主動偵測系統的運作方法的流程圖。

Claims (8)

  1. 一種交流電負載主動偵測系統，包括：一第一電源介面，耦接一交流電源，以接收且提供一交流電壓；一第二電源介面，用以耦接一電子設備以提供該交流電源至該電子設備，且依據該電子設備是否耦接至該第二電源介面提供一連接信號；一開關單元，耦接於該第一電源介面與該第二電源介面，且接收一開關信號，以決定是否傳送該交流電壓至該第二電源介面；以及一控制單元，耦接該第二電源介面及該開關單元，以依據該連接信號提供該開關信號，其中當該電子設備耦接至該第二電源介面時，該控制單元偵測該交流電壓的一零相位點，並且於該零相位點導通該開關單元，該控制單元還於導通該開關單元後持續偵測該第一電源介面與該第二電源介面之間的線路運作狀態，並於該第一電源介面與該第二電源介面之間的線路發生異常時，截止該開關單元，以停止將該交流電壓傳送至該第二電源介面；其中該控制單元包括：一分壓器，接收該交流電壓且提供一相位參考電壓；一分流器，接收該交流電壓且提供一相位參考電流；以及一控制電路，耦接該分壓器及該分流器，並且接收該連 接信號，以依據該連接信號、該相位參考電壓及該相位參考電流提供該開關信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的交流電負載主動偵測系統，其中當該電子設備未耦接至該第二電源介面時，該控制單元依據該連接信號設定該開關信號，以截止該開關單元。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的交流電負載主動偵測系統，其中該控制單元更包括：一電源電路，接收該交流電壓以提供一直流操作電壓至該控制電路。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的交流電負載主動偵測系統，其中該開關單元包括一繼電器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的交流電負載主動偵測系統，更包括一保險絲，耦接於該開關單元與該第一電源介面之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的交流電負載主動偵測系統，其中該第一電源介面及該第二電源介面耦接一第一接地點，該控制單元耦接一第二接地點，其中該第一接地點不同於該第二接地點，且該第二接地點耦接傳送該交流電壓的一地線。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的交流電負載主動偵測系統，其中該第二電源介面為一插座的插入端，該第一電源介面為一插頭。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的交流電負載主動偵測系統，其中該第二電源介面為一插座的插入端，該第一電源介面為該插座的線路端。
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