TWM308483U - Device for power limit protection switch - Google Patents

Description

M308483 八、新型說明·· 【新型所屬之技術領域】 • 本創作係有關於一種限電保護開關裝置，尤指一種用於保護燈 _ 或電路，以防止異常操作狀態之裝置。 【先前技術】 習知用於保護燈或電路，以防止異常操作狀態之裝置，有 如西元1998年4月29日核准公告之EP0647084B1號專利，名 # 稱為「Circuit for operating low voltage halogen lamps」， 其揭示一種電路配置（Electric circuit arrangement)，用於操 作低電壓鹵素燈，其包括有一半橋式轉換器（half—bHdge converter)及一债測器電路（sens〇r circuit);其中，該偵測 器電路係用於過載（overl〇ad)或短路（sh〇rt-circuit)债測， 並以電壓信號作為彳貞測信號而控制一個切斷迴路。 又，由於美國加州法律西元2006年頒佈法規，指出使用鎢絲的燈 •具行業最大額定負載不得超過刪（l2〇VAC麵），以達到節約用電 的目的。 故，無論係基於法規之需求、市場行銷之需求或防止燈或電路異 吊狀態發生等安全需求，前所述之限電保護開關裝置，確有其產 業上之利騎值存在。目此，便有需要提供—種限魏護開關裝置， 以符合上述需求。 【新型内容】 本創作之主要目的係提供一種限電保護開關裝置，而以感應流過 4 M308483 負載電流的大小來達到限電保護的目的。 為達致上述目的，本創作之限電保護開關裝置，主要在電路裝置 上包含：一繼電器，用以與負載電性連接；一取樣電路，包含有一電 ^流互感器及一運算放大器，其中，該電流互感器包含有一初級端與一 • 次級端，該初級端並與前述之繼電器及負載電性連接，當接上負載後， 通過該互感器之次級端感應電壓的大小來反應初級端流過電流的大 小’進而反應負載的大小；一比較及執行電路，用以接收該取樣電路 # 之信號，其與前述之繼電器電性連接，包含有複數個運算放大器，用 以運算所接收之信號，以及一控制元件，用以根據該複數個運算放大 器之運算，而控制該繼電器的導通與斷開，使透過感應流過負載電流 的大小，而達致限電保護的目的。 在上述之限電保護開關裝置中，根據該電路裝置裝配成實際物品 之構造，乃更包括：一上蓋，具有一孔口； 一按鈕，底部具有一唇邊， 該按鈕之頂部伸出該上蓋之孔口，並以其底部之唇邊抵住上蓋之孔口 鲁之外緣；一彈性元件，一端係抵住該按鈕；一開關元件，其内部包含 有該電路裝置之繼電器，該彈性元件係套在該開關元件之上表面；一 下殼，具有一"·^槽，供該開關元件設置於該卡槽内，該下殼内的其餘 二間則供一電路板裝設，而該電路板即係根據該電路裝置所製成；及 複數個螺接元件，用以固定上蓋與下殼；當該繼電器處於斷開狀態時， 按下該按鈕以使該按鈕内部結構壓及該開關元件頂端，從而使該開關 元件内的繼電器導通，以使電源接通；若再次按下按鈕，則電源即再 度斷開。 5 M308483 為了讓本創作之上述目的、技術内容能更明顯，下文特舉本創作 較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。 • 【實施方式】 - 本創作之具體表現係以電路裝置為主，故請先參閱第一、二圖所 示，分別為本創作實施例中電路裝置之功能方塊示意圖及電路圖，本 創作實施例在電路裝置上包含有： 一繼電器2 (relay)，用以與負載（LOAD)電性連接； φ 一取樣電路4 (sample-hold circuit)，包含有一電流互感器6 (current mutual-inductor)及一 U2A 運算放大器 8 (operational amplifier) ’其中’該電流互感器6包含有一初級端與一次級端 12，該初級端10並與前述之繼電器2及負載電性連接，實施上，該電 流互感器6可採用其次級端12有中心抽頭且接地之形式；及 一比較及執行電路 14 (compare and execution circuit)，用以 接收該取樣電路4之信號，其與前述之繼電器2電性連接，包含有複 • 數個運算放大器U2B、U2C、U2D，及一控制元件16 ;其中，該控制元 件16可包括為一石夕控整流元件（SCR)或其他任何具有等效或類似控 制功能之元件，該控制元件16用以根據該複數個運算放大器之運算， 而控制該繼電器2的導通與斷開。 前述之取樣電路4更可包含由電阻R6、R7及電容C9、C10組成 的RC低通濾波器（i〇w—pass filter)濾波，藉以濾除各種由外界說 進來的高頻干擾信號。 又’前述之取樣電路4更可包含由電阻R6、R7、R8、R9、電容 6 M308483

Cl卜及運算放大器8組成的差分對放大器，該差分對放大器只放 大差权么號’而抑制共模信號。由於各種原因而引起的溫升及環境噪 .音均爲共模信號，故對嗜雜環境中的微弱電信號拾取能力強，且拾取 - 的電信號穩定不受溫升的影響。 前所述之差分耻大H伽赠收該RG低通驗狀信號。 前所述之電SC11爲密勒電容，用以補償由於運放本身所産生的 信號相移。 • 另，包括有一第一電源18，例如為30VDC電源，用以供該繼電器 2工作。 另’包括有一第二電源20，例如為15VDC電源，用以供前述運算 放大器 U2A、U2B、U2C、U2D 工作。 前所述之取樣電路4與比較及執行電路14之間可包含有一延時 電路22 ,其包含有二極體D8、電阻Ri〇及電容C12，用以接收該差分 對放大器放大後的信號。該延時電路22之作用，可將交流電信號變成 φ 直流電信號，以作爲比較信號。此外，比由前述比較及執行電路14 内之VCC、R15、VR1、R14、R17所産生的基準電壓在時間上延遲可達 約1〜4秒，以確保性能更穩定、可靠。 因此，本電路裝置當接上負載後，通過取樣電路4之電流互感器 6之次級端12感應電壓的大小來反應初級端1〇流過電流的大小，進 而可反應負載的大小。更詳細地說，當負載工作時，該電流互感器6 之初級端就會有電流流過，以本實施例來說，該電流互感器6係採用 其次極端12有中心抽頭且接地之形式，故感應的電壓信號爲大小相 7 M308483 專、方向相反的理想差模信號，該信號先經過由R6、C9、R7、C1“ 成的職通濾波器渡波，濾除各種由外界竄進來的高頻干擾信號，2 ‘後流入以R6、R9、⑶、R7、R8、概（運算放大器8)組成的差料 放大器」放大後的電信號流入由D8、R1〇、⑽組成的延時電路^。 嗣，再藉由前述之比較及執行電路14接收該信號，該比較及執行電路 14包含有複數個運算放大而根據該複數個鮮放大器之運算，進 而以控制元件16控制該繼電器2的導通與斷開，俾以達到透 過負載電流的大小來達到限電保護的目的。 —1 以-較佳具體之實施例來說，本電路裝置之卫作條件可設為··額 定輸入電壓··蘭AC/60HZ以及額定負載：額定輸入賴爲蘭Μ 的鶴絲燈具，接線方式雜本電路裝置用於市電與貞載之間的連接， 以作為一健通貞載與_負_關侧。而由於本電路裝置是以 感應流過負載電流的大小來達到限電保護的目的，故對輸入電壓的電 力波動有疋的適應能力，當負載不變，通過調節輸入電壓時，不管 此時功率爲多少，本電路裝置只要設定流過的電流小於L _時本

電路裝置都不會把負載與市電切斷；而當流過負載的電流大於L 625A 時本電路裝置會延時約1〜4秒鐘後，即把負載與市電切斷，而達到 限電的目的。 詳言之，若以符合美國加州法律西元2〇〇6年頒佈法規，指出使 用鶴絲的燈具行業最大額定負載不得超過19〇w(12〇VAC6〇hz)來說， 本電路裴置可達到以下之狀態·· L當負載功率不大於190W時，本電路裝置正常接通負載，並點 M308483 連通正常。 帛一圖所不之發光二極體D9 )，用以提示負載 即斷=21率大於19叫本電路裝繼靡1〜4秒後， 严威改由另〜間的連接，使負載斷電賊，同時原綠色LED指示 改由另-紅色⑽指示燈亮（如第二圖所示之二） 以提示用戶負载超載了。 用 M = 置可滿足無論係基於法規之絲、市場行銷之需 求或防止燈或電路異常狀態發生孝安全需求’而具有顯著之產 業上之利用價值與進步性。 座 接著巧參閲第二圖所不，係本創作較佳實施例根 置裝配成實際物品之構造讀分㈣。財際物μ言 = 保護開關人裝置之構造除具有如第二圓所示之電路裝置製成之電路板 外更包s有·-上盖30，一側具有一孔口犯，另側具有二穿孔犯； -独34，底部具有—唇邊36 ;—彈性元件抑；—開關元件4〇，並 内部包含前述之繼電器2 (或可稱該開關元件40即等於該繼電器2)1 -下殼42 ’具有-卡槽43，·及複數個螺接元件44。 組合裝_請參閲第四圖所示’先將該開關元件40與前述之電 路裝置所製成之電路板作結合，然後將該開關元件4〇放入下殼处内 的卡槽43内，該下殼42内其餘的内部空間即健電路板置放入，·秋 後將該彈性元件38套在該開關元件4〇的上表面，而前述之餘抑 則扣在該雜树38上部，在扣合上虹蓋3Q，並健触&之頂 9 M308483 部伸出該上蓋30之孔口 32，並以其底部之唇邊36抵住孔口 32底外 緣，接著利用該等複數個螺接元件44將該上蓋30與下殼42配合鎖 •緊，以固定上蓋30與下殼42及其間之内部零組件，而完成組合後， 該電路板上所设之綠、紅色發光二極體led指示燈會分別伸置於該等 穿孔33内。 當負載功率超過額定值時，因其電路裝置的作用，會令該開關元 件40内的繼電器2處於斷開狀態，待排除高負載後，按下該按紐科， 丨使按鈕34内部結構壓及該開關元件4〇頂端，從而使該開關元件4〇 内的繼電器2再度導通細，以使電源接通。若再次按下按紐％電源 即再度斷開。因此可知，因為過貞載或由制者自補作按壓該按紐 34’皆可令電源斷開，而待排除過負載或使用者想到要使用負載而再 度按壓該餘34時，可令電祕通。故本_嫌可作限電保護 作用外，亦可成為一開關使用。 雖然別述的為述及圖式已揭示本創作之較佳實施例，惟必須瞭解 到此僅疋本们作之-較佳實施範例，因此，纟文於此所揭示之實施例 所有觀點應被視為用以說明本創作，而非用以限制本創作。本創作 之範圍應由_之申請專·定，並涵蓋其合法均等物 ，並不限 於先前之描述。 M308483 【圖式簡單說明】 Γ圖所示係本創作實施例中電路裝置部分之功能方塊示意圖 第二圖所示係本創作實施例中電路裝置部分之電路圖 第三圖所示係本創作實施例中構造部分之分解圖 第四圖所示係本創作實施例中構造部份之組合剖視圖 【主要元件符號說明】

2---繼電器 8---運算放大器 14-一比較及執行電路 18-一第一電源 30---上蓋 34—按钮 40—開關元件 44—螺接元件 4---取樣電路 10-一初級端 20-一第二電源 32—孔口 36—唇邊 42-一下殼 6一-電流互感器 12-一次級端 16控制元件 22---延時電路 33-一穿孔 38一-彈性元件 43—卡槽

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Claims (1)

1. M308483 九、申請專利範圍： 1· 一種限電保護開關裝置，主要係在電路裝置上包含·· 一繼電器，用以與負載電性連接； ^ 一取樣電路，包含有一電流互感器及一運算放大器，其中，該電 流互感器包含有一初級端與一次級端，該初級端並與前述之繼電器及 負載電性連接；及 一比較及執行電路，用以接收該取樣電路之信號，其與前述之繼 φ 電器電性連接，包含有複數個運算放大器，用以運算所接收之信號， 以及一控制元件，用以根據該複數個運算放大器之運算而控制該繼電 器的導通與斷開。 2·如申請專利範圍第1項所述之限電保護開關裝置，其中，該電 流互感器之次級端係為中心抽頭且接地之形式。 3·如申請專利範圍第1項所述之限電保護開關裝置，其中，該控 制元件係為一矽控整流元件（SCR)。 φ 4·如申請專利範圍第1項所述之限電保護開關裝置，其中，該取 樣電路更可包含有電阻及電容組成的RC低通渡波器。 5·如申請專利範圍第1或第4項所述之限電保護開關裝置，其中， 該取樣電路更可包含有電阻、電容、及運算放大器組成的差分對放大 器。 6·如申請專利範圍第1項所述之限電保護開關裝置，其中，該取 樣電路與比較及執行電路之間更可包含有一延時電路，其包含有二極 體、電阻及電容。 12 M308483 7· —種限電保護開關裝置，係用於市電與負載之間的連接，主要 係在電路裝置上包含有： ' 一繼電器，用以與負載電性連接； 一取樣電路，包含有一電流互感器、一運算放大器、一 RC低通 濾波器、及一差分對放大器；其中，該電流互感器包含有一初級端與 一次級端’該初級端與前述之繼電器及負載電性連接，而該次級端有 中心抽頭且接地；該RC低通濾波器，用以接收該電流互感器之信號， 鲁其可濾除各種由外界竄進來的高頻干擾信號；該差分對放大器係接收 該RC低通濾波器之信號，用以放大差模信號，而抑制共模信號；及 一比較及執行電路，用以接收該差分對放大器之信號，其包含有 複數個運算放大器，用以運算所接收之該差分對放大器之信號，以及 一控制元件，用以根據該複數個運算放大器之運算而控制該繼電器的 導通與斷開。 8·如申請專利範圍第7項所述之限電保護開關裝置，其中，該控 • 制元件係為一矽控整流元件（SCR)。 9·如申請專利範圍第7項所述之限電保護開關裝置，其中，該取 樣電路與比較及執行電路之間更可包含有一延時電路，其包含有二極 體、電阻及電容，用以接收該差分對放大器放大後的信號。 10·-麵電保護開關裝置，係用於市電與與負載之間的連接，包 含： 一上蓋，具有一孔口； 一按紐，底部具有一唇邊，該按紐之頂部伸出該上蓋之孔口，並 13 M308483 以其底部之唇邊抵住上蓋之孔口之外緣； 一彈性元件，一端係抵住該按知； :__元件，其内部包含有—繼電器，該彈性树係套在該開關 ~ 元件之上表面； —下殼’具有-卡槽，供朗關播設置於該卡_，該下殼内 的其餘空間則供一電路板裝設；及 複數個螺接元件，用以固定上蓋與下殼； • *中，該電路板即供一電路裝置所裝設，該電路裝置則更包括： 一繼電器，即前述之繼電^，用以與負載電性連接； 、、:取樣電路，包含有-電流互感器、一運算放大器、—rc低通 =益、及-差分對放大器；其+，該電流互感器包含有一初級端與 一次級端’該初級端與前述之繼電器及負載電性連接，而該次級端有 中心抽頭且接地；該RC低通遽波器，用以接收該電流互感器之作號， 其可濾除各種由外界竄進來的高頻干擾信號；該差分對放大器雜收 響該RC低通滤波器之信號，用以放大差模信號，而抑制共模信號；及 比較及執行電路，用以接收該差分對放大器之信號，其包含有 概個運算放大H，魏運算所歡之·分對放大器之信號，以及 控制元件，用以根據該複數個運算放大器之運算而控制該繼電器的 導通與斷開； 當該繼電器處於斷開狀態時，按下該按㉞以使該按_部結構壓 及該開關元件頂端，從而使該開關元件内的繼電器導通，以使電源導 通，·若再次按下按鈕，則電源即再度斷開。 M308483 11.如申請專利範圍第10項所述之限電保護開關裝置，其中，該 控制元件係為一矽控整流元件（SCR)。 . 12.如申請專利範圍第10項所述之限電保護開關裝置，其中，該 \ 取樣電路與比較及執行電路之間更可包含有一延時電路，其包含有二 極體、電阻及電容，用以接收該差分對放大器放大後的信號。 m 15