TWM584914U - 具有過電流保護的電子裝置 - Google Patents

Abstract

本創作實施例提供一種具有過電流保護的電子裝置。所述電子裝置包括電子模組、電源模組及保護模組，其中電子模組包括多個電子元件，每一個電子元件具有最大額定電流值，保護模組包括多個過電流保護元件，每一個過電流保護元件具有預設電流值。當任何一個過電流保護元件，在接收到的電流值大於預設電流值時，則切換為斷路狀態，藉此避免故障電流過大而造成電子裝置的排線燒毀的情況。

Description

具有過電流保護的電子裝置

本創作是有關於一種電子裝置，且特別是一種能防止故障電流過大而造成電子裝置的排線燒毀之具有過電流保護的電子裝置。

主機板所有設計規格於開發之前，皆已規劃好需設計多少排線來支援。由於這些排線都是內建在機器裡面，必須進行組裝來完成，所以無法讓使用者自行拆解或是更換，例如液晶顯示器、攝影機排線、麥克風排線、觸控螢幕排線等。

目前視訊相關排線的設計，大部分是設置在液晶顯示器的周邊。再者，這些排線是經由組裝程序後完成，還無法完全通過自動化的方式來完成。但在組裝的過程，可能會因為人為的疏失或操作不當而造成組裝不良的結果。舉例來說，當排線部分發生組裝不良時，可能會造成流入排線的電流過大、溫度過高，而導致燒毀的情形。因此，如何提供一種在電流異常過大時能夠即時發揮保護的作用，將是本案所要著重的問題與解決的重點。

有鑑於此，本創作實施例提供一種具有過電流保護的電子裝置，包括：電子模組、電源模組及保護模組。電子模組包括多個電子元件，每一個電子元件具有一個最大額定電流值。電源模組提供電源給所述電子元件。保護模組電性連接於電源模組，保護模組包括多個過電流保護元件，分別電性連接至所述電子元件，其中每一個過電流保護元件具有一個預設電流值，所述過電流保護元件的所述預設電流值分別大於對應的所述電子元件的所述最大額定電流值，所述過電流保護元件之任何一個在接收到的電流值大於預設電流值時切換為斷路狀態。

在本創作的一實施例中，具有過電流保護的電子裝置更包括：連接器及多個連接線。連接器是電性連接於保護模組。多個連接線是分別對應於所述電子元件，其中每一個連接線的一端電性連接於連接器，所述連接線的另一端分別電性連接於對應的所述電子元件。

在本創作的一實施例中，每一個連接線的一端具有一個前端連接頭，每一個連接線的另一端具有一個後端連接頭。

在本創作的一實施例中，具有過電流保護的電子裝置更包括：偵測模組、控制模組及警示模組。偵測模組是包括多個斷路偵測元件，分別電性連接於所述過電流保護元件，並分別提供一個偵測信號。控制模組是電性連接於偵測模組。警示模組是電性連接於控制模組，其中控制模組根據所述斷路偵測元件提供的所述偵測信號，判斷所述過電流保護元件是否呈斷路狀態，當所述過電流保護元件的其中一個呈斷路狀態時，則控制模組產生對應的一個警示信號至警示模組，使警示模組作動。

在本創作的一實施例中，具有過電流保護的電子裝置更包括：第一機體及第二機體。第二機體具有一個主機板，第二機體樞接於第一機體，其中電子模組配置於第一機體內，電源模組、保護模組及連接器配置於主機板上。

本創作實施例所提供的具有過電流保護的電子裝置，藉由在供電端與受電端之間配置一個具有多個過電流保護元件的保護模組，並通過為每一個過電流保護元件設定一個預設電流值，此預設電流值是大於受電端之電子元件的最大額定電流值。當電子裝置發生電流異常時，流過受電端之電子元件中的電流將會超過過電流保護元件的預設電流值，而觸發過電流保護元件啓動使其切換為斷路狀態以停止供電給受電端，藉此有效地防止因故障電流過大對電子裝置所造成的損壞，以即時發揮保護的作用。

為讓本創作之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

本創作實施例所提供之具有過電流保護的電子裝置，其可應用於諸如桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、顯示器或其他內部使用到線材的電子產品。本創作實施例在供電端與受電端之間配置一個具有過電流保護元件的保護模組，並為過電流保護元件設定一個預設電流值，且所述預設電流值是大於受電端之電子元件的最大額定電流值。當流過受電端之電子元件中的電流超過過電流保護元件的預設電流值時，保護模組切換為斷路狀態以停止供電給受電端，藉此避免電流過大而造成電子裝置的排線燒毀的情況或者避免電子裝置的其他元件、機構外殼因持續受熱而損壞或變形。

請同時參閱圖1至圖3，圖1是依照本創作實施例所繪示之具有過電流保護的電子裝置的方塊示意圖。圖2是依照本創作實施例圖1所繪示之具有過電流保護的電子裝置的內部方塊示意圖。圖3是依照本創作實施例所繪示之電流設定的概念示意圖。如圖1所示，一種具有過電流保護的電子裝置1，包括：電子模組10、電源模組11、保護模組12。一般而言，電源模組11主要作為供電端，以提供電源給作為受電端(或者稱負載端)的電子模組10。保護模組12則是作為在供電端與受電端之間的保護端，以保護受電端相關的元件或者電子裝置1的外框。舉例來說，當電路中發生短路故障或者非正常負載增加，又或者絕緣等級下降(例如排線損毀)等情況下，使得電流會突然增大，而電壓突然下降的情形發生。保護模組12就是當線路中故障電流(即短路電流)達到電流保護元件的動作值時，切斷故障線路。

如圖2所示，電子模組10包括多個電子元件10-1至10-N，每一個電子元件10-1至10-N具有一個最大額定電流值。所述多個電子元件10-1至10-N包括攝影機、麥克風、顯示螢幕、背光模組。舉例來說，電子元件10-1可以是攝影機，其最大額定電流值為1A、電子元件10-2可以是麥克風，其最大額定電流值為100mA、電子元件10-3(未繪示)可以是顯示螢幕，其最大額定電流值為5.6A、電子元件10-4(未繪示)可以是顯示器的背光模組，其最大額定電流值為2A、電子元件10-5(未繪示)可以是揚聲器，其最大額定電流值為100mA。一般而言，電源輸入額定電壓/額定電流的電子裝置，原則上系統應該是工作在最佳狀態。所以，當電源輸入在最大額定電流之下，可以確保系統應該是工作在正常運作區。反之，當電源輸入超過最大額定電流時，則系統將工作在不正常運作區，嚴重的話，會引起系統當機。然而，實際上若只是超過最大額定電流一些，系統還是可以正常運作的。如圖3所示，這裏的最大額定電流值是指電子元件10-1至10-N可接受最大的電流輸入，以確保系統是工作在正常運作區。

電源模組11提供電源給所述多個電子元件10-1至10-N。一般而言，電源模組11是指可提供多組直流電源的電路，例如19.5V是提供給背光模組所需的額定電壓，5V是提供給觸控螢幕所需的額定電壓，而3.3V是提供給攝影機所需的額定電壓。

保護模組12電性連接於電源模組11，保護模組12包括多個過電流保護元件12-1至12-N，分別電性連接至所述多個電子元件10-1至10-N。一般而言，過電流保護元件12-1至12-N種類頗多，諸如保險絲(Fuse)、電源保護開關(eFuse/Power Switch)、正溫度係數(Positive Temperature Coefficient，PTC)熱敏電阻(Thermistor)皆可做為過電流保護元件之用。需說明的是，所述過電流保護元件12-1至12-N可以是全部使用同一個種類，例如保險絲。或者是使用二種不同的種類，例如部分使用保險絲，其餘部分則使用電源保護開關。又或者是使用三種不同的種類，例如部分使用保險絲，部分使用正溫度係數熱敏電阻，其餘部分則使用電源保護開關。

更進一步地說，每一個過電流保護元件12-1至12-N具有一預設電流值。如上所述，所述過電流保護元件12-1至12-N主要是避免當線路中故障電流(即短路電流)過大而造成電子裝置1的排線燒毀的情況或者避免電子裝置1的其他元件、機構外殼因持續受熱而損壞或變形。在本實施例中，如圖3所示，每一個過電流保護元件12-1至12-N的預設電流值會稍大於所對應的每一個電子元件10-1至10-N的最大額定電流值，例如大於10%。舉例來說，假設最大額定電流值為1A時，則預設電流值可設定為1.1A。以此類推，所述多個過電流保護元件12-1至12-N的所述多個預設電流值分別大於對應的所述多個電子元件10-1至10-N的所述多個最大額定電流值，並且所述多個過電流保護元件12-1至12-N之任何一個在接收到的電流值大於預設電流值時切換為斷路狀態。換言之，當流過受電端之電子元件10-1至10-N之任何一個的電流超過所對應的過電流保護元件12-1至12-N的預設電流值時，則所對應的過電流保護元件12-1至12-N將切換為斷路狀態以停止供電給所對應的受電端之電子元件10-1至10-N。

此外，本實施例的具有過電流保護的電子裝置1還可包括連接器13及多個連接線14。連接器13電性連接於保護模組12。多個連接線14-1至14-N分別對應於所述多個電子元件10-1至10-N，其中每一個連接線14-1至14-N的一端電性連接於連接器13，所述多個連接線14-1至14-N的另一端分別電性連接於對應的所述多個電子元件10-1至10-N。附加說明的是，每一個連接線14-1至14-N的一端具有一前端連接頭，每一個連接線14-1至14-N的另一端具有一後端連接頭。一般而言，連接線14-1至14-N的線材種類頗多，諸如絞線、電源線、排線、纜線等，主要是將電源模組11所提供的多組直流電源傳輸至各個電子元件10-1至10-N所需要的工作電源。舉例來說，當連接線14-1至14-N的其中一個或多個發生組裝不良時，而造成線材損毀例如包覆線材外層的絕緣皮破裂，引起線材內的兩條不同極性的導線彼此接觸或正極性的導線接觸到電路板的接地點或接地面等情況，而造成短路的現象。此時線材的短路電流非常高、使得線材本身產生的溫度越來越高，而導致線材燒毀的情形。嚴重的話，可能會使直接接觸到這條線材的電子裝置1 外框(或外殼)，因為持續受熱而變形。

需說明的是，線材的短路電流與線材的溫度是成正相關。換言之，線材的短路電流越高，則線材本體的溫度也越高。如圖3所示，預設電流值會稍大於最大額定電流值，此預設電流值流經線材時，線材本體所產生的溫度是遠遠小於電子裝置1的外框最高可承受的溫度。舉例來說，假設電子裝置1的外框最高可承受的溫度為160℃，線材的耐熱等級為155℃，攝影機(電子元件10-1)的最大額定電流值為1A，若流入此線材(連接線14-1)的電流為0.59A，此時線材(連接線14-1)所產生的溫度約為83℃。當短路發生時，流入此線材(連接線14-1)的電流一路升高至1.1A時，即達到過電流保護元件12-1的預設電流值(例如為最大額定電流值的10%)，此時過電流保護元件12-1切換為斷路狀態，與此同時線材(連接線14-1)所產生的溫度上升至142℃，但仍在線材及外框最高可承受溫度的範圍內。藉此避免線路中的短路電流過大而造成電子裝置1的線材燒毀的情況，同時也避免電子裝置1的外框因持續受熱而損壞或變形。

如圖1所示，具有過電流保護的電子裝置1可更包括：偵測模組15、控制模組16及警示模組17。如圖2所示，偵測模組15包括多個斷路偵測元件15-1至15-N，分別電性連接於所述多個過電流保護元件12-1至12-N的另一端(即靠近連接器13這一端)，並分別提供一個偵測信號。斷路偵測元件15-1至15-N可以是模組化的元件例如IC，也可以是由電子零件例如電阻、電容、電感、電晶體等所組成的電路。主要是用以量測此節點的電壓準位或電流準位。

控制模組16電性連接於偵測模組15，警示模組17電性連接於控制模組16。控制模組16根據所述多個斷路偵測元件15-1至15-N提供的所述多個偵測信號，例如是電壓準位或電流準位，判斷所述多個過電流保護元件12-1至12-N是否呈斷路狀態。舉例來說，若某一個過電流保護元件呈斷路狀態時，代表此過電流保護元件之節點的電壓準位及電流準位皆為零。因此，藉由讀取每一個過電流保護元件之節點的電壓準位或電流準位，便可知道那一個節點或者說那一個迴路是否發生故障。此外，當所述多個過電流保護元件12-1至12-N的其中一個呈斷路狀態時，則控制模組16產生對應的一個警示信號至警示模組17，使警示模組17作動。警示模組17可以是文字顯示器、數字顯示器或警示燈等具有顯示或警示功能的電子零組件，以文字、數字或燈號的方式呈現。藉此維修人員便可以很清楚的知道是那一個迴路發生故障或者是那一個連接線14-1至14-N組裝不良。

請參閱圖4，圖4是依照本創作實施例所繪示之具有過電流保護的電子裝置的應用示意圖。本實施例所述之具有過電流保護的電子裝置1，可應用於筆記型電腦。舉例來說，電子裝置1更包括：第一機體18以及第二機體19。一般而言，第一機體18包括顯示器主要是作為顯示螢幕，因此電子模組10主要是配置於第一機體18內。第二機體19主要是作為主機系統，包括主機板191、鍵盤輸入模組(未繪示)及觸控輸入模組(未繪示)，因此，電源模組11、保護模組12及連接器13是配置於主機板191上。此外，通過一種轉軸結構將第二機體19樞接於第一機體18，使第一機體18與第二機體19能夠進行各種角度的開闔。

綜上所述，本創作實施例所提供的具有過電流保護的電子裝置，藉由在供電端與受電端之間配置一個具有多個過電流保護元件的保護模組，並通過為每一個過電流保護元件設定一個預設電流值，此預設電流值是大於受電端之電子元件的最大額定電流值。當電子裝置發生電流異常時，流過受電端之電子元件中的電流將會超過過電流保護元件的預設電流值，而觸發過電流保護元件啓動使其切換為斷路狀態以停止供電給受電端，藉此避免故障電流過大而造成電子裝置的排線燒毀的情況或者避免電子裝置的其他元件、機構外殼等因持續受熱而損壞或變形。

雖然本創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，本創作所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧具有過電流保護的電子裝置

10‧‧‧電子模組

10-1~10-N‧‧‧電子元件

11‧‧‧電源模組

12‧‧‧保護模組

12-1~12-N‧‧‧過電流保護元件

13‧‧‧連接器

14‧‧‧連接線

14-1~14-N‧‧‧連接線

15‧‧‧偵測模組

15-1~15-N‧‧‧斷路偵測元件

16‧‧‧控制模組

17‧‧‧警示模組

18‧‧‧第一機體

19‧‧‧第二機體

191‧‧‧主機板

圖1是依照本創作實施例所繪示之具有過電流保護的電子裝置的方塊示意圖。
圖2是依照本創作實施例圖1所繪示之具有過電流保護的電子裝置的內部方塊示意圖。
圖3是依照本創作實施例所繪示之電流設定的概念示意圖。
圖4是依照本創作實施例所繪示之具有過電流保護的電子裝置的應用示意圖。

Claims (8)

1. 一種具有過電流保護的電子裝置，包括：一電子模組，包括多個電子元件，各該電子元件具有一最大額定電流值；一電源模組，提供電源給該些電子元件；以及一保護模組電性連接於該電源模組，該保護模組包括多個過電流保護元件，分別電性連接至該些電子元件，其中各該過電流保護元件具有一預設電流值，該些過電流保護元件的該些預設電流值分別大於對應的該些電子元件的該些最大額定電流值，該些過電流保護元件之任一在接收到的電流值大於該預設電流值時切換為斷路狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括：一連接器，電性連接於該保護模組；以及多個連接線，分別對應於該些電子元件，其中各該連接線的一端電性連接於該連接器，各該連接線的另一端分別電性連接於對應的該電子元件。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中各該連接線的一端具有一前端連接頭，各該連接線的另一端具有一後端連接頭。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該些過電流保護元件為保險絲、電源保護開關、正溫度係數熱敏電阻或其組合。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該些電子元件包括攝影機、麥克風、顯示螢幕、背光模組。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括： 一偵測模組，包括多個斷路偵測元件，分別電性連接於該些過電流保護元件，並分別提供一偵測信號；一控制模組，電性連接於該偵測模組；以及一警示模組，電性連接於該控制模組，其中該控制模組根據該些斷路偵測元件提供的該些偵測信號，判斷該些過電流保護元件是否呈斷路狀態，當該些過電流保護元件的其中一個呈斷路狀態時，則該控制模組產生對應的一警示信號至該警示模組，使該警示模組作動。
7. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，更包括：一第一機體；以及一第二機體，具有一主機板，該第二機體樞接於該第一機體，其中該電子模組配置於該第一機體內，該電源模組、該保護模組及該連接器配置於該主機板上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該第二機體更具有一鍵盤輸入模組或一觸控輸入模組中的至少一者。