TWM287939U - Automatic detection and control device for load status - Google Patents

Description

M287939 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係一電力控制裝置，特別是指一種具備負載狀 態自動偵測與供斷電自動控制機能之電力控制裝置。 【先前技術】 近年來，能源製造成本隨著國際原油價格居高不下 以及需求量大與日倶增而不斷攀升，因此，全球各地無 不大力提倡節約能源。 尤其，國内具備地狹人稠之特性，加以氣候炎熱， 故不論是工業用電或是民生用電量一直以來也都居高不 下。在此時空環境背景之下，如何充分運用每一分有限 的能源也就順理成章地成為時下重要的課題之一。 然而，環顧各電力供應系統或裝置，無負載狀態之漏 電問題雖時有耳聞，但是卻經常為大眾所忽略。由於漏電 問題之存在，不僅造成不少無謂之電力浪費，甚至還因此 而無情地奪去不知多少人的寶貴生命。關於這一點，從官 方每年所公佈之觸電斃命工安事件之統計數據便可見一 斑0 【新型内容】 本創作所欲解決之技術問題： 環顧習用之電力供應系統或或裝置，多半不具備適 5 -M287939 當之保護裝置來有效解決無電力負載狀態下因漏電而造 成之電力浪費與使用安全之問題。 有鑑於此，本創作之主要目的在於提供一種負載狀 態自動偵，與控制裝置，其具備有一無載侦測單元、一 負載偵測單元、—微控制器與至少—切換開關，藉由該 …載偵測單元與该負載偵測單元之偵測、該微控制之比 對確認，即可控制該切換開關之接通或切斷，藉以 籲 供電或斷電之狀態切換。 工 、此外本創作之次要目的在於提供一種負載狀態自 伽與控制裝置，當其偵測到無載狀態時，可自動切斷電 源之供應’使人貝接觸時不易關電而造成傷害。 本創作解決問題之技術手段： "一種負載狀態自動偵測與控制裝置，係連接於一供 電電源，該供電電源具備一第一供電端及一第二供電端，、 • 且該無載自動偵測與供斷電控制裝置包含有一第一供電 ，路、一第二供電電路、一無載偵測單元、一有載偵測 早兀、一微控制器、一比對電流參考值資料庫盥一比對 電壓參考值資料庫。 〃 該第一供電電路與該第一供電電路各具備有一切換 2關。备该負載狀態自動偵測與控制裝置自外接負載轉 =成無外接負載之狀態時，該無載偵測單元會偵測到電 二=轉變’並利用該比對電流參考值資料庫所提供之電 *貝料’在該餘制n㈣行比對確認，在確認為搭接 6 • M287939 錢 狀態轉變後，會同步將該第一供電電路與該第二供電電 路之切換開關切斷，藉以中斷電力之供應。 反之，當該負載狀態自動俄測與控制裂置自益外接負 _變成外接負載之狀態時，該負載债測單元會偵測到電 壓之轉變，並利用該比對電壓參考值資料庫所提供之電壓 資料，在該微控制器内進行比對確認，在確認為搭接狀態 轉變後，會同步將該第-供電電路與該第二供電電路之切 φ 換開關接通，藉以恢復電力之供應。 本創作對照先前技術之功效： 相較於習用之電力供應系統與裝置，本創作藉由一 無載偵測單元、-負載偵測單元、一微控制器與至少一 切換開關之控制作用，不僅能在不影響對外接負載之有 效供電狀態下，有效減少電力之浪f，更能有效提升使 用安全性，確保使用者之用電安全。 _ 本創作所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及 附呈圖式作進一步之說明。 【實施方式】 凊參閱第一圖，其係顯示本創作實施例之系統連接 關係不意圖。如圖所示，_負載狀態自動偵測與控制裝 置100係連接於一供電電源i，且該供電電源i具備一 第-供電端11及一第二供電端12。該負載狀態自動偵測 人乜制袭置1〇〇包含有一第一供電電路2、一第二供電 7 -M287939 電路3、一無載偵測單元4、一負載偵測單元5、一微控 制器6、一比對電流參考值資料庫7與一比對電 值資料庫8。 乂

該第一供電電路2具備有一第一接點21、一第一切 換開關22、一第二接點23與一第一供電電力輸出端 且該第-供電電路2係自該第一供電# U，依序經由該 第-接點21、該第一切換開關22與該第二接點23而連 通於該第一供電電力輸出端24。 該第二供電電路3具備有-第三接點3卜-第二切 換開關32、一第四接點33與一第二供電電力輸出端34, 且該第二供電電路3係自該第三接點Μ依序 切換開關32與該第四接點u & * 、 以第一 輸出端34。 接點33而連通於該第二供電電力 :“、載_單元4具備有—無制測阻抗Μ盘一 電&偵測電路42’該無載❹恤抗4 別 通該第三接點31與 =係刀別連 係分別連通該第三接點31:、==_^ 制器6。 料-供電端12與該微控 一第-刍占、丨 八 乐一負載偵測阻抗51、 第-負載偏他抗52、—第三 負载電壓偵翊電路54 "描抗53與- 分別連通該第—接點21二二T測阻抗51之兩端 偵測阻抗52之 —接點23，該第二負載 點33，料：料二接點23與該第四接 第-負載動恤抗53之_分料通該第三 8 M287939 接點31與該第四接點33， 別連通該第二接點23、該第 該負載電壓偵測電路54係分 四接點33與該微控制器6。 該微㈣ϋ 6分職通該無載_單元4之電流偵 測電路42、4負載偵測單元5之負載電壓偵測電路^、 4第切換開目22、該第二切換開關Μ、該比對電流參 考值資料庫7與該比對電壓參考值資料庫8。 口月多閱第一圖，其係顯示本創作實施例之電路連接

所示’ _負載狀態自動偵測與控制裝 置100a亦連接於該供電電源1。在該負載狀態自動俄測 與&制咸置lGGa巾，係以_無載^貞測單元4a與一負載 備測單元5a，分別替代該負載狀態自動偵測與控制裝置 1⑻之該無載偵測單元4與該負載_單元5。 同蚪，在該無載偵測單元4a中，係分別以一具備低 阻值之電阻41a與一電流偵測信號放大器心替代該無 載偵測單元4中之該無載偵測阻抗41與該電流偵測電路 42。在忒負載偵測單元5a巾，係分別以三具備高阻值之 電阻51a、52a與53a替代該負載偵測單元5之該第一負 載備測阻& 51、該第二負載偵測阻抗52與該第三負載 偵測阻抗53。 &藉由本圖所示之電路，吾人將對無載狀態、負載狀 態與供斷電控制之關係作進一步之說明。 备一外接負載9之兩端分別搭接該第一供電電力輸 出端24與該第二供電電力輸出端34時，可視為一原始 負載狀況。此時，該第一切換開關22與該第二切換開關 9 M287939 32係呈現接通之狀況，由於該電阻51a、52a與53a具備 高阻值，且該電阻41a具備低阻值，因此絕大部分之電 流會自該第一供電端11 ’依序經由該第一接點21、該第 一切換開關22、该第·一接點23、該第'一供電電力輸出端 24、該外接負載9、該第二供電電力輸出端34、該第四 接點33、該第二切換開關32、該第三接點31與該電阻 41a而流到該第二供電端12。

&亥電流偵測#號放大器42a會偵測流經該電阻41 a 之電流值，並將其轉換成一電流偵測信號S1傳輸至該微 控制器6’並在該微控制器6處，與由該比對電流參考 值資料庫7提供之比對電流參考值進行比對，由於在搭 接負載狀況下之所偵測之電流偵測信號會 流參考值資料庫7所設定之比對電流參考值範=二 此该微控制器6會認;^為正常供電狀態（即有載狀態） 而繼續維持原供電狀態。 〜 立山外接負載9之兩端分別自該第—供電電力輸出 :2 :該第二供電電力輸出端34拔除（即無載狀態） 出端接負載9之其中一端自該第-供電電力輸 出知24或,亥第二供電電力輸出端34 電電力輪出端24與第二供電電力輸出端成 一斷路狀態。 之間貝丨升y成 、、、匕八卟力流會自該第_佴 經由該第一拯λ /、電铫11，依序 接點21、该第一切換開關22、 該電阻52a、#姑， 4第一接點23、

Wa、该第四接點33、該第— 弟一切換開關32、該第 M287939 二接點31與該電阻41a而流到該第二供電端12。 由於該電阻52a具備高阻值，因此自該電流偵測信 號放大器42a所偵測流經該電阻41a之電流值將會明顯 驟降，故當其轉換之該電流偵測信號S1傳輸至該微控制 器6處’並與該比對電流參考值資料庫7提供之比對電 流參考值進行比對時，該電流偵測信號會落於該比對電 流參考值資料庫7所設定之比對電流參考值範圍之外， φ 而σ玄彳放控制器6則會認定為無載狀態，並且發出一切換 信號S2以同步切換該第一切換開關22與該第二切換開 關32之狀態’亦即將原先該第一切換開關22與該第二 切換開關32之接通狀態切換成切斷狀態，達到斷電之目 的。 至此，吾人將更進一步地揭露本創作如何在斷電狀 怨接通該外接負載9，並藉由負載偵測，同步接通該第 一切換開關22與該第二切換開關32而恢復供電。 參 在斷電狀態時，該第一切換開關22與該第二切換 開關32係呈現切斷狀態。此時，絕大部分之電流會自該 第一供電端11，依序經由該第一接點21、該電阻5ia、 該第二接點23、該電阻52a、該第四接點33、該電阻53卜 该第二接點31與該電阻41a而流到該第二供電端12，由 於電阻值相對大幅增加，因此電流相對大幅減少，故其 所消耗之電力亦隨之大幅減少，可達到節約電力之目的;、 由於該電阻51a、該電阻52a與該電阻53&皆具備 高阻值，因此該負載電壓偵測電路54所摘測之電壓值， M287939 經轉換成一電壓偵測信號S3，傳輸至該微控制器6處， 並與邊比對電壓參考值資料庫8提供之比對電壓彔考值 進行比對後，該微控制器6會認定為斷電狀態而繼續維 持原斷電狀態。 ^ 在此狀態下，當該負載狀態自動偵測與控制裝置 l〇〇a再次搭接該外接負載9時，該外接負載9將會與該 電阻52a形成一阻值驟降之等效電路，因此，自‘負 • 1壓偵測電路54所偵測之電壓值亦會隨之而驟降，該驟 降之偵測電壓值，經轉換成該電壓偵測信號幻，傳^至 該微控制器6處，並與該比對電壓參考值資料庫8提供 之比對電壓參考值進行比對後，該微控制器6會認定為 負載狀悲，並且發出該切換信號S2以同步切換該第一切 換開關22與該第二切換開關32之狀態，亦即將原先該 第-切換開關22與該第二切換開關32之切斷狀態切換 成接通狀態，達到恢復供電之目的。 • 承以上所述’以下吾人將對無載狀態賦予更為廣義 之定義’並且作更-進步之說明。在本創作中，無載狀 態除了包含上述未搭接該外接負載9之完全無載狀態之 外，對於-趨近於無負載之低負載狀態亦視同為一無載 狀態。以下吾人將舉例對趨近於無負載之低負載狀態作 更深入之解釋說明。 例如以變壓器型配接器為例，當變壓器型配接器之 二插接端分祕接在該負餘g自動制與控制裝置 藤之該第-供電電力輪出端24與該第二供電電力輸出 12 M287939 端34時，使該變壓器型配接器之輸出端未連接負載（如 電器設備）’但其一次側仍會消耗一極小電流（例如 2〜5mA )。 承以上所述，自該電流偵測信號放大器42a所偵測 到之電流偵測信號S1在傳輸至該微控制器6，並由微控 制器6比對電流參考值資料庫7所預設之比對電流參考 值進行比對時，該電流偵測信號會落於該比對電流參考 值資料庫7所設定之低限電流參考值範圍之内，故該微 控制器6即將此一狀態認定為無載狀態。 請參閱第三圖，其係本創作實施例之負載電壓偵測 電路元件配置關係示意圖。如圖所示，在本創作實施例 中，该負載電壓偵測電路54具備有一電壓偵測信號放大 器541、一電壓偵測信號整流器542與一電壓偵測信號 濾波器543，該電壓偵測信號放大器541係分別連通該 第二接點23、該第四接點33與該電壓偵測信號整流器 542，該電壓偵測信號整流器542係分別連通該電壓偵測 信號放大器541與該電壓偵測信號濾波器543,該電壓 4貞測k號濾波器543係分別連通該電壓偵測信號整流器 542與該微控制器6。 藉由該負載電壓偵測電路54，可將自該電阻52a兩 端（亦即該第二接點23與該第四接點33之間）所偵測 之電壓值，依序經由放大、整流與濾波而轉換成該電壓 偵測信號S3而傳輸至該微控制器6。 藉由上述之本創作實施例可知，本創作確具產業上之 13 M287939 利用i貝值。惟以上之實施例說明，僅為本創作之較佳實施 例說明，凡習於此項技術者當可依據本創作之上述實施例 說明而作其它種種之改良及變化。然而這些依據本創作實 施例所作的種種改良及變化，當仍屬於本創作之創作精神 及界定之專利範圍内。 【圖式簡單說明】 第一圖係顯示本創作實施例之系統連接關係示意圖； 第二圖係顯示本創作實施例之電路連接關係示意圖； 第三圖係本創作實施例之負載電壓偵測電路元件配置關係 示意圖。 【主要元件符號說明】 100 、 100a 負載狀態自動偵測與控制裝置 1 供電電源 11 第一供電端 12 第二供電端 2 第一供電電路 21 第一接點 22 第一切換開關 23 第二接點 24 第一供電電力輸出端 3 第二供電電路 31 第三接點 M287939

32 第二切換開關 33 第四接點 34 第二供電電力輸出端 4、4a 無載偵測單元 41 無載偵測阻抗 41a 電阻 42 電流偵測電路 42a 電流偵測信號放大器 5 > 5a 負載偵測單元 51 第一負載"ί貞測阻抗 51a 電阻 52 第二負載偵測阻抗 52a 電阻 53 第三負載偵測阻抗 53a 電阻 54 負載電壓偵測電路 541 電壓偵測信號放大器 542 電壓摘測信號整流裔 543 電壓偵測信號濾波器 6 微控制器 7 比對電流參考值資料庫 8 比對電壓參考值資料庫 9 外接負載 SI 電流偵測信號 15 ，M287939 52 切換信號 53 電壓偵測信號

Claims (1)

1. 一 M287939 九、申請專利範圍： 1· 一種負載狀態自動偵測與控制裝置，係連接於一供電 電源，該供電電源具備一第一供電端及一第二供電端， 该負載狀態自動偵測與控制裝置包含有·· 一第一供電電路，其具備有一第一接點、一第二接點、 一第一供電電力輸出端與一第一切換開關，且該第一 • 供電電路係自該第一供電端，依序經由該第-接點、 该第一切換開關與該第二接點而連通於該第一供電電 力輸出端； :第二供電電路，其具備有一第三接點、一第四接點、 一第二供電電力輸出端與一第二切換開關，且該第二 電電路係、自該第三接點依序經由該第二切換開關與 該第四接點而連通於該第二供電電力輸出端； -無載㈣單元，其係連接於該第三接點與該第二供 修 電端； /Λ 一微控制器’其係分別連接該無載偵測單元、該第一 切換開關與該第二切換開關，用以接收該電流偵測信 號，並依據該電流偵測信號控制該第一切換開關與該 第二切換開關之開閉狀態。 2.如申請專利範圍第1項所述之負載狀態自動偵測與控 制裝置，其中，該無載偵測單元具備有一無載偵測阻 抗與一電流偵測電路，該無_測阻抗之兩端係分別 17 M287939 =通4第—接點與該第二供電端，該電流偵測電路係 別連通及第二接點、該第二供電端與該微控制器。 專利範圍第2項所述之負載狀態自動偵測與控 、，其中，該無載偵測阻抗係一電阻。

   專:範圍第2項所述之負載狀態自細則與控 尸，其中，該電流偵測電路係__測信號放 第1項所述之負載狀態自動偵測與控 丄 m 控制器更連接有-比對電流參考值 貝料庫，用以提供—μ 為電流值比對之用。考值至該微控制器作 圍第1項所述之負载狀態自動偵測與控 括^ ，该負載狀態自動偵測與控制裝置更包 括有-負載偵測單元盥一漣诵於一衣置更匕 壓參考值資料庫。〃 i韻控制器之比對電 7·如申請專利範圍第 制裳置，A中，，皇、以之、載狀態自動谓測與控 、、目,^ ’、 ^負载偵測單元具備有一第一倉恭植 、’阻抗、-第二負載γ貞測阻抗、、、 與—負载電壓__,_ 負载制阻抗 J电路省第-負載偵测阻抗之兩端 M287939 分別連通該第一接點與該第二接點，該第二負載债測 一抗之兩缟分別連通該第二接點與該第四接點，該第 負載偵測阻抗之兩端分別連通該第三接點與該第四 接點，該負載電壓偵測電路係分別連通該第二接點、 該第四接點與該微控制器。 8.如，請專利範圍第7項所述之負載狀態自㈣測與控 制#置’其中’該第—負載偵測阻抗、該第二負載偵 測阻抗與該第三負載偵測阻抗各為一電阻。、、 如申請專利範圍第 7項所述之負載狀態自動偵泪,丨盥捡

   •種負載狀態自動γ貞測與控制裝置 電源，該供雷雷、:/5 B糾 。_

   路、一對供電端、 该員載狀態自動偵測與控制裝 一對供 置包含有·· 供電電路之供電端與 至少一切換開關，連接在其中一 M287939 供電電力輸出端之間； 一無載偵測單元，連接在其中_供電電路之 供電電力輸出端之間，用以量測出流經該供電電路^ 電流，並產生一電流偵測信號； =ΓΓ:其係分別連通該無載偵測單元、該切換 載偵測單元所產生之電流偵測信 2態並依據該電流偵測信號控制該切換開關與之開閉 11 ·如申請專利範圍第1 〇 - rn # , 、述之負載狀態自動偵測與 =之::。’該無載_單元包括有-聯於該 二二β亥負載狀態自動偵測與控制裝置更 包括有一負載偵測單元鱼一查 電壓參考值資料庫。〃通於賴控制器之比對 13·如申請專利範圍第12項戶 控制裝置，其中，气負裁伯負載狀態自動偵測與 _電路，用以㈣=測翠元包括有-負載電壓 —電壓偵測信號^:^器力輪出端之㈣，並產生 20