TWI798992B - 具警示功能之突波保護裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種具警示功能之突波保護裝置，其包含突波保護元件、輸入偵測端、輸出偵測端以及電壓比較元件，其中，當突波保護元件接收輸入電壓及突波輸入電壓時，且突波保護元件將突波輸入電壓經接地元件引流至接地端，若突波過大造成沒有輸出電壓，使輸入偵測端所偵測之輸入電壓大於輸出偵測端所偵測之輸出電壓，電壓比較元件依據輸入電壓不同於輸出電壓而輸出警示訊息，輸出至輸入元件。

Description

具警示功能之突波保護裝置

本發明係關於一種裝置，特別是一種具警示功能之突波保護裝置。

目前習知的突波保護器(Surge protection device，簡稱SPD)是一種應用於預防電子設備在遭受到雷電或雷擊時受損的裝置，其作用在於當雷擊擊中電子設備時，把進入電子設備中之電路內之過載電壓限制於電子裝置所能承受之電壓範圍，或將過載電壓引流至接地，保護電子設備不受到雷擊的影響導致損毀。

現有的突波保護器可依據工作原理劃分成：

(1)開關型：其工作原理是當沒有暫態過電壓時呈現為高阻抗，但一旦回應雷電暫態過電壓時，其阻抗就突變為低值，允許雷電流通過，用作此類裝置時器件包含放電間隙、氣體放電管、閘流電晶體等。

(2)限壓型：其工作原理是當沒有暫態過電壓時為高阻擾，但隨突波電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性，用作此類裝置的器件包含氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極體、雪崩二極體等。

(3)分流型或扼流型：分流型係與被保護的設備並聯，對雷電脈衝呈現為低阻抗，而對正常工作頻率呈現為高阻抗，而扼流型係與被保護的設備串聯，對雷電脈衝呈現為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現為低阻抗，用作分流型或扼流型之裝置的器件包含扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。

另外，突波保護器根據用途分類可劃分為：

(1)電源保護器：交流電源保護器、直流電源保護器或開關電源保護器。

(2)信號保護器：低頻信號保護器、高頻信號保護器或天線保護器。

然而，習知雖然可以藉由突波保護器來保護各類電子裝置，使其不受雷電或突然產生電壓異常的情況造成損毀。

但突波保護器運作(雷擊或電壓異常產生)後，並無法立刻得知運作後之突波保護器是否正常運作，亦不可一次次於突波保護器運作後立刻執行檢修，來確認突波保護器是否處於正常運作之狀態，並且需要等到下一次雷擊或電壓異常後，發現電子裝置被雷擊或電壓異常的狀態損毀後，才會發現突波保護器故障，但此時電子裝置已經毀損，需進行後續之維修，造成高昂的維修費用以及後續衍生的維修待機時間，使成本增加。

為此，如何製作一種可以即時監測電子裝置內所安裝之突波保護器，使突波保護器在正常時產生正常使用訊號，在突波保護器故障時產生故障訊號，讓使用者立即了解突波保護器之運轉狀態，為本領域技術人員所欲解決的問題。

本發明之一目的，在於提供一種具警示功能之突波保護裝置，其係透過監測輸入之電壓以及輸出之電壓，比對輸入電壓及輸出電壓後，確認電路中之突波保護器是否有損毀，若輸入電壓大於輸出電壓時，電壓比較器傳輸告警訊息給予一主機，以利後續維修人員進行檢修。

針對上述之目的，本發明提供一種具警示功能之突波保護裝置，其包含一突波保護模組、一輸入偵測端以及一輸出偵測端，該突波保護模組係包含一突波保護元件以及一電壓比較元件，該電壓比較元件設置於該突波保護元件之一側，該輸入偵測端係電性連接一突波保護元件之一輸入端，該輸入偵測端係用以偵測進入該突波保護元件之該輸入端之一輸入電壓或/及一突波輸入電壓，該輸出偵測端係分別電性連接該突波保護元件之一輸出端及一負載元件，該輸出偵測端係用以接收該突波保護元件所輸出之一輸出電壓，並將該輸出電壓傳輸至該負載元件，其中，該電壓比較元件係包含一電壓輸入接收端以及一電壓輸出接收端，該電壓輸入接收端耦接該輸入偵測端，並接收該輸入電壓，該電壓輸出接收端耦接該輸出偵測端，並接收該輸出電壓，當該突波保護元件接收該輸入電壓及該突波輸入電壓時，且該突波保護元件將該突波輸入電壓經一接地元件引流至一接地端，使該輸入偵測端所偵測之該輸入電壓大於該輸出偵測端所偵測之該輸出電壓，該電壓比較元件依據該輸入電壓不同於該輸出電壓而傳輸一警示訊息給予一輸入元件，該輸入元件輸出一故障警示訊息。

本發明提供一實施例，其中該輸出電壓為零。

本發明提供一實施例，其中該警示訊息係包含一故障時間以及一維修訊息。

本發明提供一實施例，其中該輸入元件電性連接一主機，該主機係用以接收由該輸入元件輸出之該故障警示訊息。

本發明提供一實施例，其中該主機係為伺服器、個人電腦、平板電腦或智慧型手機。

本發明提供一實施例，其中當該突波保護元件接收該輸入電壓及該突波輸入電壓時，該突波保護元件將該突波輸入電壓經該接地元件引流至該接地端後，使該輸入偵測端所偵測之該輸入電壓等於該輸出偵測端所偵測之該輸出電壓，該電壓比較元件傳輸一正常運轉訊息給予一主機。

本發明提供一實施例，該主機係為個人電腦、平板電腦或智慧型手機。

本發明提供一實施例，其中該電壓比較元件係為過零比較器、弛張震盪器、電平轉換器或模數轉換器。

1:突波保護模組

10:輸入偵測端

12:輸入電壓

14:突波輸入電壓

20:突波保護元件

21:接地元件

22:輸出電壓

23:接地端

30:輸出偵測端

40:負載元件

50:電壓比較元件

51:電壓輸入接收端

52:警示訊息

53:電壓輸出接收端

54:正常運轉訊息

55:故障警示訊息

58:輸入元件

60:主機

S10、S20、S20-1、S20-2、S30、S30-1:步驟

第1圖：其為本發明之一實施例之裝置示意圖；第2圖：其為本發明之一實施例之裝置使用流程示意圖；第3圖：其為本發明之一實施例之突波具警示功能之突波保護裝置之使用流程示意圖；以及第4圖：其為本發明之一實施例之裝置使用流程示意圖。

為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：習知突波保護器於雷擊或電壓異常產生後，並無法立刻得知運作後之突波保護器是否正常運作，同時，使用者也不可能一次次在電擊或電壓產生異常後立刻執行電子裝置之檢修，來確認突波保護器是否處於正常運作之狀態，通常需要等到下一次雷擊或電壓異常後，發現電子裝置被雷擊或電壓異常的狀態損毀後才會發現突波保護器故障，但此時電子裝置已經毀損，需進行後續之維修，造成高昂的維修費用以及後續衍生的維修待機時間，使後續成本增加。

本發明係透過監測輸入之電壓以及輸出之電壓，比對輸入電壓及輸出電壓後，確認電路中之突波保護元件是否有損毀，若輸入電壓大於輸出電壓時，電壓比較元件傳輸警示訊息給予主機，以利後續維修人員進行檢修，並透過此一裝置降低生產或維運成本。

在下文中，將藉由圖式來說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而本發明之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。

首先，請參閱第1圖，其為本發明之一實施例之裝置示意圖，如圖所示，本實施例之具警示功能之突波保護裝置係包含一輸入偵測端10、一突波保護模組1以及一輸出偵測端30。

於本實施例中包含該突波保護模組1，該突波保護模組1包含一突波保護元件20以及一電壓比較元件50，該電壓比較元件50設置於該突波保護元件20之一側，其中，於本實施例中，該突波保護模組1更包含一底板(未圖式)以及一殼體(未圖式)，該殼體覆設於該底板上，形成一容置空間(未圖式)，該突波保護元件20以及該電壓比較元件50設置於該底板上，並位於該容置空間內，然上述僅為該突波保護模組1之其中之一態樣，不以此為限。

於本實施例中，該輸入偵測端10係電性連接該突波保護元件20之一輸入端(未圖式)，該輸入偵測端10係用以偵測進入該突波保護元件20之該輸入端之一輸入電壓12或/及一突波輸入電壓14。

於本實施例中，該輸出偵測端30係分別電性連接該突波保護元件20之一輸出端(未圖式)及一負載元件40，該輸出偵測端30係用以接收該突波保護元件20所輸出之一輸出電壓22，並將該輸出電壓22傳輸至該負載元件40。

於本實施例中，該電壓比較元件50係包含一電壓輸入接收端51以及一電壓輸出接收端53，該電壓輸入接收端51耦接該輸入偵測端10，並接收該輸入電壓12，該電壓輸出接收端53耦接該輸出偵測端30，並接收該輸出電壓22，其中，該電壓比較元件50係可使用過零比較器、弛張震盪器、電平轉換器或模數轉換器。

於本實施例中，請復參閱第1圖，並請一併參考第2圖，其為本發明之一實施例之裝置使用流程示意圖，如圖所示，當該突波保護元件20接收該輸入電壓12及該突波輸入電壓14時(步驟S10)，且該突波保護元件20將該突波輸入電壓14經一接地元件21引流至一接地端23，同時間，該電壓比較元件50接收到該輸入偵測端10之該輸入電壓12，以及該輸出偵測端30之該輸出電壓22， 比較獲得該輸入偵測端10所偵測之該輸入電壓12大於該輸出偵測端30所偵測之該輸出電壓22(步驟S20)，也就是說，該電壓比較元件50會依據該輸入電壓12不同於該輸出電壓22而傳輸一警示訊息52(步驟S30)，進一步，該電壓比較元件50係電性連接一輸入元件58，該輸入元件58係用以接收並判斷該警示訊息52之訊息內容，該輸入元件58依據該警示訊息52之內容傳輸一故障警示訊息55。

其中，於本實施例中，該輸入元件58係為習知之DI輸入裝置(Digital input)，也就是透過接收到的該警示訊息52之內容，判斷該突波保護元件20是否因為此次雷擊或電壓突然過大導致壞損，判斷為是時，傳輸該故障警示訊息55通知後端。

其中，該輸出電壓22為零或小於該輸入電壓12，進一步，該故障警示訊息55係包含一故障時間以及一維修訊息，提供後續維修人員了解到該突波保護元件20之損毀時間。

其中，該輸入元件58電性連接一主機60，該主機60係用以接收由該輸入元件58輸出之該故障警示訊息55，其中該主機60係為伺服器、個人電腦、平板電腦或智慧型手機。

由上述描述內容可得知，本實施例透過偵測輸入該突波保護元件20之電壓以及輸出該突波保護元件20之電壓，比對兩者電壓後，確認於該突波保護元件20之電路是否有受到突如其來的高強電壓或雷擊而損毀，而由結果可得知，若當該突波保護元件20將突如其來的高強電壓或雷擊藉由該接地元件21引流至該接地端23後，該突波保護元件20之電路內之該輸入電壓12大於該輸出電壓22，此時，該輸入元件58係用以接收並判斷該警示訊息52之訊息內容， 該輸入元件58依據該警示訊息52之內容傳輸該故障警示訊息55給予該主機60，以利後續維修人員進行檢修，並透過此一裝置降低生產或維運成本。

接著，請參考第3圖，其為本發明之一實施例之突波具警示功能之突波保護裝置之使用流程示意圖，如圖所示，當該突波保護元件20接收該輸入電壓12及該突波輸入電壓14時(步驟S10)，且該突波保護元件20將該突波輸入電壓14經該接地元件21引流至該接地端23，同時間，該突波保護元件20之該輸出電壓22會為零(步驟S20-1)，以保護整體電路不被突如其來的高強電壓或雷擊所毀損。

若於本實施例中，請參考第4圖，其為本發明之一實施例之裝置使用流程示意圖，如圖所示，當該突波保護元件20接收該輸入電壓12及該突波輸入電壓14時(步驟S10)，該突波保護元件20將該突波輸入電壓14經該接地元件21引流至該接地端23後，使該輸入偵測端10所偵測之該輸入電壓12等於該輸出偵測端30所偵測之該輸出電壓22(步驟S20-2)，該電壓比較元件50傳輸該警示訊息52給予該輸入元件58，該輸入元件58判斷該警示訊息52為正常運作狀態時，該輸入元件58傳輸一正常運轉訊息54給予該主機60(步驟S30-1)。

其中，該輸出電壓22等於該輸入電壓12，該輸入電壓12與該輸出電壓22為零或相同之電壓數字，其誤差為±10%，進一步，該正常運轉訊息54係包含一持續運作訊息(未圖式)，提供後續維修人員了解到該突波保護元件20之使用時間，以判斷該突波保護元件20之使用壽命。

為使更進一步了解本實施例，於此以實際範例進行說明，說明如下： 當春夏交際或颱風來襲之時，通常伴隨著強風以及雷雨，當落雷擊中運轉中之電子裝置時，此時，電子裝置內之該突波保護元件20會將落雷擊中產生之該突波輸入電壓14透過該接地元件21引流至該接地端23，使該突波輸入電壓14不會進入電子裝置內之電路，使電路超過能承受之負載而損毀。

而在該突波保護元件20引流該突波輸入電壓14後，電子裝置之電路持續運作產生該輸入電壓12及該輸出電壓22，此時，電子裝置內之該電壓比較元件50將會擷取該輸入電壓12以及該突波保護元件20之該輸出電壓22並進行比對。

若當比對結果為該輸入電壓12及該輸出電壓22不相同時，也就是該輸出電壓22為零或該輸出電壓22小於該輸入電壓12時，該電壓比較元件50判定該突波保護元件20損毀使該輸入電壓12大於該輸出電壓22，針對此一判斷結果該電壓比較元件50傳輸該警示訊息52至該輸入元件58，該輸入元件58接收並判斷該警示訊息52之訊息內容，該輸入元件58依據該警示訊息52之內容透過一無線傳輸模組(未圖式)傳輸該故障警示訊息55至該主機60，藉由該主機60所接收到之該故障警示訊息55，後續可安排維修人員進行緊急維修該突波保護元件20，或由維修人員先遠端停止電子裝置之運作，以確保電子裝置不會因為該突波保護元件20損毀，而無法引流後續雷擊造成之突波，使電子裝置內之電路毀壞受損。

以上所述之實施例，本發明之方法，其製作一種具警示功能之突波保護裝置，其係包含突波保護元件、輸入偵測端、輸出偵測端以及電壓比較元件，利用輸入偵測端以及輸出偵測端傳輸輸入電壓及輸出電壓至電壓比較元件，並透過電壓比較元件比對輸入電壓及輸出電壓後，確認電路中之突波保 護元件是否有損毀，若輸入電壓大於輸出電壓時，電壓比較元件傳輸警示訊息給予主機，以利後續維修人員進行檢修，並透過此一裝置降低生產或維運成本。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1:突波保護模組

10:輸入偵測端

12:輸入電壓

14:突波輸入電壓

20:突波保護元件

21:接地元件

22:輸出電壓

23:接地端

30:輸出偵測端

40:負載元件

50:電壓比較元件

51:電壓輸入接收端

52:警示訊息

53:電壓輸出接收端

54:正常運轉訊息

55:故障警示訊息

58:輸入元件

60:主機

Claims (8)

1. 一種具警示功能之突波保護裝置，其包含： 一突波保護模組，其係包含一突波保護元件以及一電壓比較元件，該電壓比較元件設置於該突波保護元件之一側； 一輸入偵測端，其係電性連接該突波保護元件之一輸入端，該輸入偵測端係用以偵測進入該突波保護元件之該輸入端之一輸入電壓或/及一突波輸入電壓；以及 一輸出偵測端，其係分別電性連接該突波保護元件之一輸出端及一負載元件，該輸出偵測端係用以接收該突波保護元件所輸出之一輸出電壓，並將該輸出電壓傳輸至該負載元件； 其中，該電壓比較元件係包含一電壓輸入接收端以及一電壓輸出接收端，該電壓輸入接收端耦接該輸入偵測端，並接收該輸入電壓，該電壓輸出接收端耦接該輸出偵測端，並接收該輸出電壓，當該突波保護元件接收該輸入電壓及該突波輸入電壓時，且該突波保護元件將該突波輸入電壓經一接地元件引流至一接地端，使該輸入偵測端所偵測之該輸入電壓大於該輸出偵測端所偵測之該輸出電壓，該電壓比較元件依據該輸入電壓不同於該輸出電壓而傳輸一警示訊息給予一輸入元件，該輸入元件輸出一故障警示訊息。
2. 如請求項1所述之具警示功能之突波保護裝置，其中該輸出電壓為零。
3. 如請求項1所述之具警示功能之突波保護裝置，其中該警示訊息係包含一故障時間以及一維修訊息。
4. 如請求項1所述之具警示功能之突波保護裝置，其中該輸入元件電性連接一主機，該主機係用以接收由該輸入元件輸出之該故障警示訊息。
5. 如請求項4所述之具警示功能之突波保護裝置，其中該主機係為伺服器、個人電腦、平板電腦或智慧型手機。
6. 如請求項1所述之具警示功能之突波保護裝置，其中當該突波保護元件接收該輸入電壓及該突波輸入電壓時，該突波保護元件將該突波輸入電壓經該接地元件引流至該接地端後，使該輸入偵測端所偵測之該輸入電壓等於該輸出偵測端所偵測之該輸出電壓，該電壓比較元件傳輸一正常運轉訊息給予一主機。
7. 如請求項6所述之具警示功能之突波保護裝置，其中該主機係為個人電腦、平板電腦或智慧型手機。
8. 如請求項1所述之具警示功能之突波保護裝置，其中該電壓比較元件係為過零比較器、弛張震盪器、電平轉換器或模數轉換器。

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