TWM468001U - 節能開關 - Google Patents

Description

節能開關

本創作是關於一種開關，特別在於一種具有節能效果的開關。

現代科技發達，許多電子設備或電源線路都會藉由開關的導通或不導通來控制其運作，這些開關大部分是由一繼電器(Relay)配合一控制電路來組成，該繼電器是利用較小的電流去控制較大電流，以達到自動調節、安全保護、轉換電路等效果。

然而，該繼電器依其導通方式分為數種，其中目前應用最普遍的是機電式繼電器(Electromechanical Relay,EMR)，其雖然能承載較大的電流，但其所消耗的功率也相對較高，且在待機時也持續地消耗較高的電力，對於一般家庭或一般辦公室而言，使用到高電流需求之電器的機會並不高，如此便造成許多能源的損耗及浪費，許多使用者可能根本不知道他們所繳納的電費有一部份是來自電源延長線，甚至也沒有辦法避免這樣的能源浪費。

因此，是否有一種節能開關，能夠在運用消耗功率相對較低之繼電器來作為開關的同時，維持原本開關應有的電流 量負載能力，達到節約能源的功效。

本創作是關於一種開關，特別在於一種具有節能效果的開關。

本創作提出一種節能開關，於一實施例，該節能開關包括一第一開關單元以及一第二開關單元。該第一開關單元係電性連接於一電源輸入模組與一電源輸出模組之間，以傳輸該電源輸入模組與該電源輸出模組之間的一電壓。該第二開關單元係電性連接於該電源輸入模組與該電源輸出模組之間，並與該第一開關單元互相並聯。其中，該節能開關係在該第一開關單元與該第二開關單元之間來回切換。

於一實施例，該第一開關單元與該第二開關單元另分別連接於一控制模組，以接受該控制模組的控制。

於一實施例，該第一開關單元係為一固態繼電器。

於一實施例，該第二開關單元係為一機電式繼電器。

相較於現有的開關，本創作之節能開關可以透過控制模組的控制來在第一開關單元與第二開關單元之間來回切換，並在維持最大電流量的情況下節省能源的消耗，達到實用又環保的效果。

1‧‧‧節能開關

10‧‧‧第一開關單元

12‧‧‧第二開關單元

2‧‧‧電源輸入模組

3‧‧‧電源輸出模組

4‧‧‧控制模組

5‧‧‧檢測模組

6‧‧‧無線傳輸模組

第1圖為本創作一實施例之節能開關的模組示意圖。

第2圖為本創作一實施例之節能開關裝設於一多埠電源供應裝置的模組示意圖。

第3圖為本創作一實施例之節能開關裝設於一多埠電源供應裝置的預設規則流程圖。

第4圖為本創作一實施例之節能開關裝設於一多埠電源供應裝置的模組示意圖。

請參考第1圖，第1圖為本創作一實施例之節能開關的模組示意圖。如圖所示，本創作之節能開關1是電性連接於一電源供應裝置或一電子設備之一電源輸入模組2與一電源輸出模組3之間，以自電源輸入模組2接收一電壓，並控制該電壓導通於電源輸出模組3，其中，電源輸入模組2可以是一插頭或一市電線路之電源供應端，而電源輸出模組3可以是一電源供應埠或該市電線路之電源輸出端。

進一步的，本創作之節能開關1包括一第一開關單元10以及一第二開關單元12，且第一開關單元10與第二開關單元12分別連接於一控制模組4，其中，控制模組4是用來分別控制第一開關單元10與第二開關單元12的導通或不導通。第一開關單元10與第二開關單元12係為一端互相並聯於電源輸入模組2，而另一端則互相並聯於電源輸出模組3。另外，第一開關單元10可以是一固態繼電器(Solid state Relay,SSR)，其具有驅動時 所需消耗功率小的特性，能夠有效減少電力消耗，而第二開關單元12可以是一種對溫度變化相對影響較小之傳統的機電式繼電器(Electromechanical Relay,EMR)。

由於，固態繼電器雖具有低耗能的特性，但卻對大電流負載時所產生的溫度變化十分敏感，使得第一開關單元10無法穩定地承受大功率輸出，因此，藉由第二開關單元12為機電式繼電器的搭配，可以維持本創作之節能開關1應有的最大電流量，並藉由控制模組4的指示在第一開關單元10與第二開關單元12之間的來回切換來導通，讓節能開關1的負載得以在一高功率模式、一低耗能模式與一關閉模式之間運作，達到高效率與節能互相搭配切換的效果。

於一實施例，該低耗能模式定義為第一開關單元10導通而第二開關單元12不導通；當第二開關單元12導通而第一開關單元10不導通時，則定義為該高功率模式；而當第一開關單元10與第二開關單元12同時不導通時，則為該關閉模式。

請參考第2及第3圖，第2圖為本創作一實施例之節能開關裝設於一多埠電源供應裝置的模組示意圖，第3圖為本創作一實施例之節能開關裝設於一多埠電源供應裝置的預設規則流程圖。如圖所示，本創作一實施例之節能開關可以裝設於一多埠電源監控裝置之內，該多埠電源監控裝置可以是一電源延長線或一市電線路，其自一電源插座或一電箱接收一電壓，並具有多個電源輸出模組3以將該電壓傳輸到至少一電子設備，其中， 該多埠電源監控裝置是將一電源供應埠作為前述之電源輸出模組3，且該多埠電源監控裝置除了包括上述之電源輸入模組2、電源輸出模組3與控制模組4以外，該多埠電源監控裝置更包括有一檢測模組5，且該多埠電源監控裝置會具有多個節能開關1與對應於各節能開關1之多個電源輸出模組3，各節能開關1更具有一對應之編號或定址關係，也就是說，各節能開關1會各具有一位址，且每一個位址各代表不同的節能開關1，而控制模組4則可以依該位址來分別控制各節能開關1在該高功率模式、該低耗能模式與該關閉模式之間來回切換。

檢測模組5可以具有一多工單元，檢測模組5利用該多工單元來分別電性連接於各電源輸出模組3與輸入模組2之間，並依一預設檢測頻率按照位址來回切換於各電源輸出模組3之間，以供檢測模組5檢測對應之電源輸出模組3的電能消耗，檢測模組5便會對應檢測結果產生一負載功率值。如此便能僅用一個檢測模組5來分別檢測多個電源輸出模組3的電能消耗，達到減少成本的功效，其中，該負載功率值可以包括有一電壓值、一電流值以及一電功率值。

另外，檢測模組5另電性連接於控制模組4，控制模組4會自檢測模組5接收讀取各該負載功率值，並根據一預設規則來指示各節能開關1的電力輸出，且控制模組4可以在一預設時間區間內統計各該負載功率值之一總負載功率值(例如：電功率消耗累計值)，以分別得知對應各該位址之各電源輸出模組3 在該預設時間區間內總共消耗了多少功率，甚至可以分別計算出對應各該位址之各電源輸出模組3在該預設時間區間內之一平均負載功率值。

進一步的，如第3圖所示，該預設規則包括步驟S40自檢測模組5讀取該負載功率值，並取得對應該負載功率值之節能開關1的位址，接著依據步驟S42比較該負載功率值是否低於一預設門檻值，若該負載功率值高於該預設門檻值且節能開關1恰為該低耗能模式，則依據步驟S44根據該位址轉換對應之節能開關1為該高功率模式；若該負載功率值低於該預設門檻值且節能開關1正為該高功率模式，則依據步驟S46根據該位址轉換對應之節能開關1為該低耗能模式，其中，該預設門檻值可以依照使用環境或使用習慣來設定，本實施例設定該預設門檻值為50瓦(Watt,W)。

舉例來說，若一桌上型電腦在待機時的消耗功率約為3W，在開機時的消耗功率約為70W，而開機完成後的消耗功率約為40W，且使用者是將該桌上型電腦的插頭插設於裝設有本創作之節能開關1的多埠電源監控裝置的其中一個電源輸出模組，也就是其中一個電源供應埠。當該桌上型電腦在待機時，對應於這個電源輸出模組3位址的節能開關1原本應為該低耗能模式，當該桌上型電腦開機時，桌上型電腦所需消耗的功率大增，此時控制模組4會透過檢測模組5讀取到對應該位址的電源輸出模組3之該負載功率值，並在確認該負載功率值高於該預設門檻 值，且節能開關1恰為該低耗能模式時，控制模組4就會依步驟S44來將節能開關1之第二開關單元12導通，並斷路掉第一開關單元10，使對應該位址之節能開關1自該低耗能模式轉換為該高功率模式，而檢測模組5則依該預設檢測頻率來繼續檢測電源輸出模組3，控制模組4也會持續自檢測模組5讀取該負載功率值，以準備進行下一次的轉換動作。

接著，當該桌上型電腦開機完成後，該桌上型電腦所需消耗功率會降為約40W，也就是會低於該預設門檻值，則此時控制模組4會透過檢測模組5讀取到對應該位址之電源輸出模組3的該負載功率值，並在確認該負載功率值低於該預設門檻值且節能開關1恰為該高功率模式之後，控制模組4就會依步驟S46來將對應該位址之節能開關1的第一開關單元10導通，並斷路掉第二開關單元12，使節能開關1自該高功率模式轉換為該低耗能模式，而檢測模組5則依該預設檢測頻率來繼續檢測電源輸出模組3，控制模組4也會持續自檢測模組5讀取該負載功率值，以準備進行下一次的轉換動作。

最後，當該桌上型電腦自開機完成重回到待機狀態，也就是該桌上型電腦所需消耗功率降為約3W時，此時控制模組4會透過檢測模組5讀取到對應該位址的電源輸出模組3之該負載功率值，並在確認該負載功率值低於該預設門檻值而節能開關1已經為該低耗能模式後，控制模組4會維持節能開關1為該低耗能模式，而不進行模式轉換，並持續自檢測模組5讀取該 負載功率值。

請配合參考第4圖，第4圖為本創作一實施例之節能開關裝設於一多埠電源供應裝置的模組示意圖，如圖所示，該多埠電源監控裝置更包括有一無線傳輸模組6，無線傳輸模組6可以是一符合IEEE802.11通訊標準或IEEE802.15.4通訊標準的傳輸模組，其電性連接於控制模組4，並透過一無線網路(Wi-Fi或ZigBee)連結至一遠端伺服器，控制模組4即透過無線傳輸模組6將對應各該位址之各電源輸出模組3的一電力輸出資訊傳輸至該遠端伺服器，且該遠端伺服器可以透過該無線網路經無線傳輸模組6連結至控制模組4，並指示控制模組4控制對應各該位址之各節能開關1，其中，該遠端伺服器可以輸出一開啟訊號和一關閉訊號經無線傳輸模組6至控制模組4，且該開啟訊號和該關閉訊號會各對應於一個該位址，控制模組4會根據該開啟訊號和該關閉訊號來分別控制對應該位址之節能開關1的電力輸出。

進一步的，當控制模組4自無線傳輸模組6接收到該開啟訊號，即表示使用者欲將對應於該位址之一個節能開關1導通以開啟對應之電器，而當控制模組4自無線傳輸模組6接收到該關閉訊號，即表示使用者欲將對應於該位址之一個節能開關1關閉以關閉對應之電器，另外，該電力輸出資訊可包括有目前各電源輸出模組3之該負載功率值、該總負載功率值以及該平均負載功率值。

舉例來說，使用者可以透過具有網路連線功能且安 裝有可配合本創作多埠電源監控裝置之一軟體的一行動裝置或一電腦連結至該遠端伺服器，並自該遠端伺服器讀取該電力輸出資訊，則當使用者出門在外時，使用者可以透過該行動裝置得知家裡面的其中一個電源延長線或家用插座之其中一個位址所對應的電源輸出模組3消耗的該負載功率值、該總負載功率值與該平均負載功率值，因此，使用者可以在發現有不應該於當時耗電的其中一個電源輸出模組3正在耗電，也就是使用者可能忘記關閉一個應該關閉的電器而讓該電器持續運作時，使用者就可以透過該行動裝置發出該關閉訊號經該遠端伺服器至無線傳輸模組6，使控制模組4自無線傳輸模組6接收該關閉訊號，並根據該關閉訊號來關閉對應於使用者所指定之位址的電源輸出模組3，以停止對應於所指定之位址的電源輸出模組3的電力供應，達到依各位址來遠端監控對應之各電源輸出模組3的效果，不僅節約能源也增加居家安全。

因此，相較於現有的開關，本創作之節能開關可以透過控制模組的控制來在第一開關單元與第二開關單元之間來回切換，並在維持最大電流量的情況下節省能源的消耗，達到實用又環保的效果。

1‧‧‧節能開關

10‧‧‧第一開關單元

12‧‧‧第二開關單元

2‧‧‧電源輸入模組

3‧‧‧電源輸出模組

4‧‧‧控制模組

Claims (4)

1. 一種節能開關，包括：一第一開關單元，係電性連接於一電源輸入模組與一電源輸出模組之間，以傳輸該電源輸入模組與該電源輸出模組之間的一電壓；以及一第二開關單元，係電性連接於該電源輸入模組與該電源輸出模組之間，並與該第一開關單元互相並聯；其中，該節能開關係在該第一開關單元與該第二開關單元之間來回切換。
2. 如請求項1所述之節能開關，其中，該第一開關單元與該第二開關單元另分別連接於一控制模組。
3. 如請求項1所述之節能開關，其中，該第一開關單元係為一固態繼電器。
4. 如請求項1所述之節能開關，其中，該第二開關單元係為一機電式繼電器。