TWM575111U - Input voltage detection module - Google Patents

Abstract

一種適用於電連接一電源及一負載的輸入電壓檢測模組包含一電連接該電源的感測單元、一電連接於該電源及該負載之間的開關單元及一處理單元。該處理單元於接收到一啟動信號且判斷出一自動檢測條件符合時控制該開關單元切換至一導通狀態，且該自動檢測條件為該處理單元電連接至該電源後是第一次接收到該啟動信號。該處理單元自該感測單元獲得一第一感測結果並於判斷出其不符合一第一預定條件時持續地控制該開關單元操作於一開路狀態，該第一感測結果的值相關於該電源的電壓大小且該第一預定條件為該第一感測結果的值位於一第一預定範圍內。

Description

輸入電壓檢測模組

本新型是有關於一種輸入電壓檢測模組，特別是指一種適用於交流電之電器設備的輸入電壓檢測模組。

一般的交流電源分為110伏特與220伏特兩種規格，然而，有些電器並無法通用兩種規格的電源電壓，也就是說，若將僅適用110伏特的電器接上220伏特的電源，或者將僅適用220伏特的電器接上110伏特的電源，長時間使用下將不利於電器的使用壽命。因此，如何避免電器被連接至錯誤規格的電源而減損其使用壽命，便成為本案所欲探討的課題。

因此，本新型之目的，在於提供一種能避免電器被連接至錯誤規格的電源而損壞的輸入電壓檢測模組。

本新型輸入電壓檢測模組適用於電連接一電源及一負載；該輸入電壓檢測模組包含一適用於電連接該電源的感測單元、一開關單元、一輸入單元，以及一適用於電連接該電源，且電連接該感測單元、該開關單元及該輸入單元的處理單元。該開關單元包括一適用於電連接該電源的第一端、一適用於電連接該負載的第二端，以及一電連接該處理單元的控制端，且該開關單元能受該處理單元控制地於一導通狀態及一開路狀態之間切換，於該導通狀態，該開關單元的該第一端及該第二端之間彼此導通，於該開路狀態，該開關單元的該第一端及該第二端之間彼此開路。該處理單元於接收到一來自該輸入單元的啟動信號且判斷出一自動檢測條件符合時，控制該開關單元切換至該導通狀態，其中，該自動檢測條件包含該處理單元電連接至該電源後是第一次接收到該啟動信號。該處理單元自該感測單元獲得一第一感測結果，並於判斷出該第一感測結果不符合一第一預定條件時，持續地控制該開關單元操作於該開路狀態，其中，該第一感測結果的值相關於該感測單元自該電源所接收之一輸入電壓的電壓大小，且該第一預定條件包含該第一感測結果的值位於一第一預定範圍內。

在本新型輸入電壓檢測模組的一些實施態樣中，該輸入電壓檢測模組還包含一電連接該處理單元的儲存單元。該處理單元判斷該自動檢測條件是否符合的方式，是讀取該儲存單元並判斷該儲存單元中是否存在一啟動紀錄，當該處理單元判斷該儲存單元中不存在該啟動紀錄時，判斷出該自動檢測條件符合，並將一啟動紀錄寫入該儲存單元，當該處理單元判斷該儲存單元中存在該啟動紀錄時，判斷出該自動檢測條件不符合。

在本新型輸入電壓檢測模組的一些實施態樣中，該儲存單元為一揮發性記憶體且是根據該電源的電能運作。

在本新型輸入電壓檢測模組的一些實施態樣中，該處理單元是於判斷出一累計時間長度到達一預定延遲時間長度時才自該感測單元獲得該第一感測結果，且該累計時間長度是相關於該開關單元操作於該導通狀態的時間長度。

在本新型輸入電壓檢測模組的一些實施態樣中，該處理單元於判斷出該第一感測結果符合該第一預定條件且還接收到一運轉信號時，根據該運轉信號控制該開關單元切換至該導通狀態，並且，該處理單元每隔一段預定周期地自該感測單元獲得一第二感測結果，並於判斷出該第二感測結果不符合一第二預定條件時，控制該開關單元由該導通狀態切換至該開路狀態，其中，該第二感測結果的值相關於該輸入電壓的電壓大小，且該第二預定條件包含該第二感測結果的值位於一被包含於該第一預定範圍內的第二預定範圍內。

在本新型輸入電壓檢測模組的一些實施態樣中，該處理單元獲得該第一感測結果時，還控制該開關單元由該導通狀態切換至該開路狀態。

在本新型輸入電壓檢測模組的一些實施態樣中，該輸入電壓檢測模組還包含一電連接該處理單元的提示單元。該處理單元於判斷出該第一感測結果不符合該第一預定條件時，還控制該提示單元輸出一警示通知。

本新型之功效在於：該輸入電壓檢測模組的該處理單元能在電連接至該電源後第一次接收到該啟動信號時自動地獲得該第一感測結果並判斷該第一感測結果是否符合該第一預定條件，從而判斷出該電源所提供的該輸入電壓是否符合該負載的規格，因此能有效地避免該負載連接至錯誤規格的電源而造成毀損，而有效克服了先前技術的問題。

在本新型被詳細描述之前應當注意，本專利說明書中所述的「電連接」是泛指多個電子設備/裝置/元件之間透過導體/半導體相連而達成的有線電連接，以及透過無線通訊以進行資料傳輸的無線電連接。並且，本專利說明書中所述的「電連接」亦可泛指兩個電子設備/裝置/元件之間的「直接電連接」，以及兩個電子設備/裝置/元件之間還存在其他電子設備/裝置/元件而形成的「間接電連接」。

參閱圖1，一種電熱設備100包含了本新型輸入電壓檢測模組1的一實施例、一電源插頭2，以及一被作為一負載的電熱器3，並且，本實施例的該輸入電壓檢測模組1適於電連接該電源插頭2及該電熱器3，但不以此為限。該電源插頭2適用於可插拔地被電連接至一交流電源200，並且，該交流電源200例如為一提供一輸入電壓的電源插座，且該輸入電壓例如為有效值110伏特或220伏特的交流電。也就是說，在本實施例中，該輸入電壓檢測模組1例如是被內建於該電熱設備100之內，而適用於經由該電源插頭2電連接至該交流電源200。然而，在其他實施例中，該輸入電壓檢測模組1也可以是被內建於其他需要插電的電器設備之內，而並不限於是本實施例中所舉例的該電熱設備100，或者，該輸入電壓檢測模組1也可以被實施為獨立的產品且更包含一插頭及一插座，並適用於被電連接在該交流電源200及需要插電的各種負載之間，而不以本實施例為限。

在本實施例中，該輸入電壓檢測模組1包含一感測單元11、一電源轉換單元12、一開關單元13、一儲存單元14、一提示單元15，一輸入單元16，以及一電連接該感測單元11、該電源轉換單元12、該開關單元13、該儲存單元14、該提示單元15，以及該輸入單元16的處理單元17。

該感測單元11包括一電連接該電源插頭2的第一端111、一電連接該電源轉換單元12且與該第一端111彼此導通的第二端112，以及一電連接該處理單元17的輸出端113。具體而言，在該電源插頭2有被連接至該交流電源200的前提下，該感測單元11能允許來自該交流電源200的一輸入電流由該第一端111流入並由該第二端112流出，並根據該輸入電流的大小產生一感測結果，再將該感測結果透過該輸出端113輸出至該處理單元17。在本實施例中，該感測結果為一直流的電壓，且該感測結果的值例如是等比於該輸入電流的大小，亦即等比於該感測單元11自該交流電源200所接收之該輸入電壓的電壓大小，但不以此為限。更詳細地說，該感測單元11可例如更包括一霍爾元件(英文為Hall Sensor)，或者也可例如更包括一電連接於該第一端111及該第二端112之間的隔離變壓器(圖未示出)，以及一電連接於該隔離變壓器及該輸出端113之間的整流器(圖未示出)，但並不以此為限。

該電源轉換單元12在本實施例中例如被實施為一交流對直流轉換器(英文為AC/DC Converter)且電連接於該感測單元11的該第二端112、該儲存單元14以及該處理單元17，具體來說，該電源轉換單元12能經由該感測單元11接收來自該交流電源200的該輸入電壓，並將該輸入電壓轉換為直流的電能再提供至該處理單元17及該儲存單元14，以供該儲存單元14及該處理單元17運作。換句話說，在本實施例中，在該電源插頭2有被連接至該交流電源200的前提下，該儲存單元14及該處理單元17是經由該電源轉換單元12、該感測單元11及該電源插頭2電連接至該交流電源200，並根據來自該交流電源200且經過該電源轉換單元12轉換的電能運作，但不以此為限。補充說明的是，只要該電源插頭2有被連接至該交流電源200，該電源轉換單元12便會持續地輸出電能至該儲存單元14及該處理單元17。

該開關單元13在本實施中例如被實施為一繼電器，且包括一適用於經由該電源插頭2電連接該交流電源200的第一端131、一適用於電連接該電熱器3的第二端132，以及一電連接該處理單元17的控制端133。並且，該開關單元13能經由該控制端133受該處理單元17控制地於一導通狀態及一開路狀態之間切換，具體而言，於該導通狀態時，該開關單元13的該第一端131及該第二端132之間彼此導通，以致該電熱器3經由該開關單元13接收來自該交流電源200的該輸入電壓而發熱。另一方面，於該開路狀態時，該開關單元13的該第一端131及該第二端132之間彼此開路，以致該電熱器3無法經由該開關單元13接收來自該交流電源200的該輸入電壓而不發熱。在其他實施中，該開關單元13也可被實施為MOSFET、IGBT或者BJT等以半導體材料製成的主動開關，而不以本實施例為限。此外，特別說明的是，在本實施例中，當該處理單元17不運作時，該開關單元13會處於該開路狀態。

該儲存單元14在本實施例中被實施為一揮發性記憶體(英文為Volatile memory)，並根據來自該交流電源200的電能運作。也就是說，假設該儲存單元14內有儲存資料，且若該電源插頭2被從該交流電源200移除，則該儲存單元14內所儲存的資料會被清除。

該提示單元15在本實施例中例如被實施為一蜂鳴器，然而，在其他實施例中，該提示單元15也可例如被實施為一指示燈，或者被實施為該指示燈及該蜂鳴器的組合，而不以本實施例為限。

該輸入單元16在本實施例中例如被實施為多個用於供使用者操作的按鍵，且該等按鍵可例如是設置於該電熱設備100的一殼體(圖未示出)上，或者也可以是設置於一用於無線遙控該電熱設備100的遙控器上，但不以此為限。

同時參閱圖1及圖2，以下示例性地詳細說明本實施的該輸入電壓檢測模組1如何實施一輸入電壓檢測方法。

首先，在該電源插頭2有被電連接至該交流電源200，以致該處理單元17有接收到該電源轉換單元12所輸出的電能(亦即有接收到來自該交流電源200的電能)且處於一不運作的休眠狀態的前提下，進行步驟S1。

在步驟S1中，當該處理單元17接收到一來自該輸入單元16的啟動信號時，該處理單元17由該休眠狀態切換至一啟動狀態，並判斷一自動檢測條件是否符合。具體而言，在本實施例中，該自動檢測條件為該處理單元17電連接至該交流電源200後是第一次接收到該啟動信號，也就是代表該處理單元17在該電源插頭2被電連接至該交流電源200後是第一次切換至該啟動狀態。並且，該處理單元17判斷該自動檢測條件是否符合的方式，是讀取該儲存單元14並判斷該儲存單元14中是否存在一啟動紀錄。若該處理單元17判斷該儲存單元14中不存在該啟動紀錄，則判斷出該自動檢測條件符合，並接著進行步驟S2。另一方面，若該處理單元17判斷該儲存單元14中存在該啟動紀錄，則判斷出該自動檢測條件不符合，並接著進行步驟S9。

在接續於步驟S1之後的步驟S2中，該處理單元17一旦判斷出該自動檢測條件符合，即控制該開關單元13由該開路狀態切換至該導通狀態，並且將一啟動紀錄寫入該儲存單元14。在本實施例中，該處理單元17將該啟動紀錄寫入該儲存單元14的方式，例如是將該儲存單元14內被預設為0的一啟動旗標暫存器寫入為1，但不以此為限。更詳細地說，在該啟動旗標暫存器被該處理單元17寫入1後，只要該儲存單元14持續接收到電能而持續運作，則該啟動旗標暫存器的值就會持續為1，但是，由於該儲存單元14為揮發性記憶體，因此，若該電源插頭2被從該交流電源200移除而導致該儲存單元14無法接收電能，則該儲存單元14會停止運作，且該啟動旗標暫存器的值會被清除而恢復為預設的0。該處理單元17控制該開關單元13切換至該導通狀態且將該啟動紀錄寫入該儲存單元14後，接著進行步驟S3。

在步驟S3中，該處理單元17開始進行計時並產生一累計時間長度。該累計時間長度指示出該開關單元13持續操作於該導通狀態的時間長度。接著，進行步驟S4。

在步驟S4中，該處理單元17於判斷出該累計時間長度到達一預定延遲時間長度時，自該感測單元11獲得一被作為一第一感測結果的感測結果，並控制該開關單元13由該導通狀態切換至該開路狀態。在本實施例中，該預定延遲時間長度可例如為一秒鐘，但不以此為限，補充說明的是，藉由該處理單元17在該累計時間長度到達該預定延遲時間長度時才獲得該第一感測結果，能確保該感測單元11本身的運作已進入穩態，從而進一步確保該第一感測結果能正確地指示出該輸入電壓的大小。接著，進行步驟S5。

在步驟S5中，該處理單元17判斷該第一感測結果是否符合一第一預定條件。在本實施例中，該第一預定條件為該第一感測結果的值位於一第一預定範圍內。具體而言，若該第一感測結果的值位於該第一預定範圍內，則代表該輸入電壓的大小符合該電熱器3(負載)之額定電壓的規格，另一方面，若該第一感測結果的值並未位於該第一預定範圍內，則代表該輸入電壓的大小不符合該電熱器3(負載)之額定電壓的規格，亦即代表該電熱設備100的該電源插頭2被連接至錯誤規格的電源上。值得注意的是，該處理單元17只在步驟S1中判斷出該自動檢測條件符合時，才會接著進行步驟S2至步驟S5，也就是說，該處理單元17只有在電連接至該交流電源200後首次切換至該啟動狀態時，才會進行該第一感測結果是否符合該第一預定條件的判斷。

若該處理單元17判斷出該第一感測結果符合該第一預定條件，接著進行步驟S6，另一方面，若該處理單元17判斷出該第一感測結果不符合該第一預定條件，則接著進行步驟S8。

在接續於步驟S5之後的步驟S6中，該處理單元17操作於一正常模式。在本實施例中，於該正常模式下，當該處理單元17接收到一來自該輸入單元16的運轉信號時，該處理單元17根據該運轉信號控制該開關單元13由該開路狀態切換為該導通狀態，以致該電熱器3經由該開關單元13接收來自該交流電源200的該輸入電壓而發熱，如此一來，能確保該電熱器3是接收正確規格的該輸入電壓而發熱。接著，進行步驟S7。

在步驟S7中，在該處理單元17操作於該正常模式，且該開關單元13持續操作於該導通狀態的情形下，該處理單元17每隔一段預定周期地自該感測單元11獲得一被作為一第二感測結果的感測結果，並即時地判斷每一第二感測結果是否符合一第二預定條件。在本實施例中，該第二預定條件為該第二感測結果的值位於一第二預定範圍內，並且，該第二預定範圍例如是被包含於該第一預定範圍之內，也就是較該第一預定範圍更小。該處理單元17並於判斷出最新的該第二感測結果不符合該第二預定條件時，控制該開關單元13由該導通狀態切換至該開路狀態，如此一來，能避免該電熱器3的內部阻抗因故障而改變，進而導致流經該感測單元11的該輸入電流變的過大或過小而造成該電熱器3的毀損。補充說明的是，在本實施例中，該等第二感測結果與該第一感測結果僅在被該處理單元17獲得的時間點上有所不同，其餘實質上相同。

在接續於步驟S5之後的步驟S8中，該處理單元17操作於一鎖定模式，並且還控制該提示單元15輸出一警示通知。在本實施例中，於該鎖定模式下，該處理單元17會持續地控制該開關單元13操作於該開路狀態，值得注意的是，當該處理單元17操作於該鎖定模式，即使該處理單元17接收到來自該輸入單元16的該運轉信號，也不會控制該開關單元13切換至該導通狀態，也就是說，若該交流電源200所提供的該輸入電壓不符合該電熱器3的規格，則在該電源插頭2被從該交流電源200移除之前，該處理單元17便不會控制該開關單元13切換至該導通狀態，藉此達到對該電熱器3完整的保護作用。另外，在本實施例中，該提示單元15輸出該警示通知的方式例如是發出一警示音，然而，在該提示單元15被實施為指示燈的實施例中，其輸出該警示通知的方式也可以是輸出一警示燈號，而不以本實施例為限。

在接續於步驟S1之後的步驟S9中，當該處理單元17判斷出該自動檢測條件不符合時，代表該處理單元17在該電源插頭2被電連接至該交流電源200後並非第一次切換至該啟動狀態，此時，該處理單元17接著判斷其本身在最後一次由該啟動狀態切換至該休眠狀態時是操作於該正常模式還是該鎖定模式。若該處理單元17判斷的結果為該正常模式，則進行前述的步驟S6，另一方面，若該處理單元17判斷的結果為該鎖定模式，則進行前述的步驟S8。

綜上所述，本實施例的該輸入電壓檢測模組1藉由實施該輸入電壓檢測方法，能使得該處理單元17在電連接至該交流電源200後首次切換至該啟動狀態時自動地獲得該第一感測結果並判斷該第一感測結果是否符合該第一預定條件，從而判斷出該交流電源200所提供的該輸入電壓是否符合該電熱器3的規格，因此能有效地避免該電熱器3被連接至錯誤規格的電源而造成毀損，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧電熱設備

1‧‧‧輸入電壓檢測模組

11‧‧‧感測單元

111‧‧‧第一端

112‧‧‧第一端

113‧‧‧輸出端

12‧‧‧電源轉換單元

13‧‧‧開關單元

131‧‧‧第一端

132‧‧‧第一端

133‧‧‧控制端

14‧‧‧儲存單元

15‧‧‧提示單元

16‧‧‧輸入單元

17‧‧‧處理單元

2‧‧‧電源插頭

3‧‧‧電熱器

200‧‧‧交流電源

S1~S9‧‧‧步驟

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一方塊示意圖，繪示本新型輸入電壓檢測模組的一實施例被包含於一電熱設備中並與一交流電源相配合；及 圖2是一流程圖，示例性地說明該實施例如何實施一輸入電壓檢測方法。

Claims (7)

1. 一種輸入電壓檢測模組，適用於電連接一電源及一負載；該輸入電壓檢測模組包含： 一感測單元，適用於電連接該電源； 一開關單元，包括一適用於電連接該電源的第一端、一適用於電連接該負載的第二端以及一控制端，且該開關單元能受控地於一導通狀態及一開路狀態之間切換，於該導通狀態，該開關單元的該第一端及該第二端之間彼此導通，於該開路狀態，該開關單元的該第一端及該第二端之間彼此開路； 一輸入單元；及 一處理單元，適用於電連接該電源，且電連接該感測單元、該開關單元的該控制端以及該輸入單元，並能控制該開關單元於該導通狀態及該開路狀態之間切換； 其中，該處理單元於接收到一來自該輸入單元的啟動信號且判斷出一自動檢測條件符合時，控制該開關單元切換至該導通狀態，其中，該自動檢測條件包含該處理單元電連接至該電源後是第一次接收到該啟動信號； 該處理單元自該感測單元獲得一第一感測結果，並於判斷出該第一感測結果不符合一第一預定條件時，持續地控制該開關單元操作於該開路狀態，其中，該第一感測結果的值相關於該感測單元自該電源所接收之一輸入電壓的電壓大小，且該第一預定條件包含該第一感測結果的值位於一第一預定範圍內。
2. 如請求項1所述的輸入電壓檢測模組，還包含一電連接該處理單元的儲存單元，其中，該處理單元判斷該自動檢測條件是否符合的方式，是讀取該儲存單元並判斷該儲存單元中是否存在一啟動紀錄，當該處理單元判斷該儲存單元中不存在該啟動紀錄時，判斷出該自動檢測條件符合，並將一啟動紀錄寫入該儲存單元，當該處理單元判斷該儲存單元中存在該啟動紀錄時，判斷出該自動檢測條件不符合。
3. 如請求項2所述的輸入電壓檢測模組，其中，該儲存單元為一揮發性記憶體且是根據該電源的電能運作。
4. 如請求項1所述的輸入電壓檢測模組，其中，該處理單元是於判斷出一累計時間長度到達一預定延遲時間長度時才自該感測單元獲得該第一感測結果，且該累計時間長度是相關於該開關單元操作於該導通狀態的時間長度。
5. 如請求項1所述的輸入電壓檢測模組，其中，該處理單元於判斷出該第一感測結果符合該第一預定條件且還接收到一運轉信號時，根據該運轉信號控制該開關單元切換至該導通狀態，並且，該處理單元每隔一段預定周期地自該感測單元獲得一第二感測結果，並於判斷出該第二感測結果不符合一第二預定條件時，控制該開關單元由該導通狀態切換至該開路狀態，其中，該第二感測結果的值相關於該輸入電壓的電壓大小，且該第二預定條件包含該第二感測結果的值位於一被包含於該第一預定範圍內的第二預定範圍內。
6. 如請求項1所述的輸入電壓檢測模組，其中，該處理單元獲得該第一感測結果時，還控制該開關單元由該導通狀態切換至該開路狀態。
7. 如請求項1所述的輸入電壓檢測模組，還包含一電連接該處理單元的提示單元，其中，該處理單元於判斷出該第一感測結果不符合該第一預定條件時，還控制該提示單元輸出一警示通知。