TWM592158U - 非接觸式無接點開關裝置 - Google Patents

Abstract

一種非接觸式無接點開關裝置，包含：電路基板，具有安裝座及焊墊，該安裝座通過連接線路而電性連接於該焊墊，該焊墊經配置而電性連接於外部線路；以及感應控制晶片，安裝於該電路基板的該安裝座，且該感應控制晶片至少具有磁力感應元件、訊號放大元件、運算比較元件、輸出驅動元件、參考電壓源元件、線性穩壓元件及靜電防護元件。

Description

非接觸式無接點開關裝置

本創作相關於一種開關裝置，特別是相關於一種非接觸式無接點開關裝置。

磁性開關（例如：reed switch，有接點磁簧開關； solid state switch，無接點磁阻開關；或，proximity switch，近接開關），為一種應用電磁變化現象而加以偵測物體位置且無需接觸的電子感測裝置。舉例而言，若欲偵測氣缸組之活塞桿於作動過程的作動位置時，可將鄰近感測器一安裝於氣缸組之缸體且在位置上對應於該缸體之開口處，並於活塞桿上埋設磁鐵；藉此，由該鄰近感測器感測該磁鐵所發出之磁力線，而感測得知該活塞桿相對於該缸體進行往復運動之位置狀態（亦即，當該鄰近感測器感測到磁力線時，即為該活塞桿收縮入該缸體）。

然而，現有技術之鄰近感測器由於各類電子元件（如：電路保護元件、電磁感應元件、邏輯運算元件）分散地佈置於電路基板（亦即，電路基板所需之體積亦需較大以容納所述各類電子元件的佈置），使得鄰近感測器整體的體積過大而造成安裝上的不便。並且，現有技術之鄰近感測器必須於具有磁力線之物體相當地接近的情形下，方可感應至磁力線而得知該物體的位置狀態，換言之，現有技術之鄰近感測器對於電磁變化的感應靈敏度可謂並不理想，而有待進一步的改進。

因此，本創作的目的即在提供一種非接觸式無接點開關裝置，可於體積縮小且感應靈敏的條件下感應磁力線的變化，而發出訊號指示具有磁力線之物體接近該非接觸式無接點開關裝置的位置狀態。

本創作為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種非接觸式無接點開關裝置，包含：電路基板，具有安裝座及焊墊，該安裝座通過連接線路而電性連接於該焊墊，該焊墊經配置而電性連接於外部線路；以及感應控制晶片，安裝於該電路基板的該安裝座，且該感應控制晶片至少具有磁力感應元件、訊號放大元件、運算比較元件、輸出驅動元件、參考電壓源元件、線性穩壓元件及靜電防護元件，其中於該非接觸式無接點開關裝置與具有磁力線之物體進行相對運動，而由該感應控制晶片之磁力感應元件藉由異向性磁阻效應感應磁力線的變化時，該感應控制晶片的輸出驅動元件發出訊號指示具有磁力線之該物體接近該非接觸式無接點開關裝置的狀態。

在本創作的一實施例中係提供一種非接觸式無接點開關裝置，其中該感應控制晶片更包含正反器元件、電流偏置元件、帶差參考電路元件、光電導繼電元件、震盪器元件及狀態邏輯元件。

在本創作的一實施例中係提供一種非接觸式無接點開關裝置，更包含指示用發光元件，該指示用發光元件安裝於該電路基板，而於該感應控制晶片之磁力感應元件感應磁力線變化時發出光線以指示具有磁力線之該物體接近該非接觸式無接點開關裝置的狀態。

在本創作的一實施例中係提供一種非接觸式無接點開關裝置，其中該指示用發光元件為發光二極體。

在本創作的一實施例中係提供一種非接觸式無接點開關裝置，其中該感應控制晶片之磁力感應元件為複數個電阻元件以惠斯登電橋的方式連接而成之異向性磁阻效應的磁力感應元件。

在本創作的一實施例中係提供一種非接觸式無接點開關裝置，其中該感應控制晶片的線性穩壓元件為整合於該感應控制晶片內。

在本創作的一實施例中係提供一種非接觸式無接點開關裝置，其中該電路基板之焊墊的數量為三個，而得以提供二線式之近接開關、極限開關或定位開關的使用，或三線式之近接開關、極限開關或定位開關的使用。

在本創作的一實施例中係提供一種非接觸式無接點開關裝置，其中該電路基板之焊墊為三個，其中一個該焊墊為電源端而電性連接於外部線路之電源正極，一電路負載電性連接於該外部線路之電源正極，另一個該焊墊為接地端而電性連接於外部線路之電源負極，一指示用發光元件安裝於該電路基板且電性連接於該接地端，餘下的另一個該焊墊為輸出端而電性連接於該電源端，藉此使該非接觸式無接點開關裝置得以做為二線式近接開關、極限開關或定位開關的使用。

在本創作的一實施例中係提供一種如請求項1所述之非接觸式無接點開關裝置，其中該電路基板之焊墊為三個，其中一個該焊墊為電源端而電性連接於外部線路之電源正極，另一個該焊墊為接地端而電性連接於外部線路之電源負極，一指示用發光元件安裝於該電路基板且電性連接於該接地端，餘下的另一個該焊墊為輸出端，一電路負載跨接於該外部線路之電源正極與該輸出端之間，藉此使該非接觸式無接點開關裝置得以做為三線式NPN型近接開關、極限開關或定位開關的使用。

在本創作的一實施例中係提供一種非接觸式無接點開關裝置，其中該電路基板之焊墊為三個，其中一個該焊墊為電源端而電性連接於外部線路之電源正極，另一個該焊墊為接地端而電性連接於外部線路之電源負極，一指示用發光元件安裝於該電路基板且電性連接於該接地端，餘下的另一個該焊墊為輸出端，一電路負載跨接於該輸出端與該外部線路之電源負極之間，藉此使該非接觸式無接點開關裝置得以做為三線式PNP型近接開關、極限開關或定位開關的使用。

經由本創作的非接觸式無接點開關裝置所採用之技術手段，得以獲得以下技術功效。本創作縮小電路基板的體積而使非接觸式無接點開關裝置之整體的體積得以縮小。並且，本創作得以在靈敏地感應磁力線的條件下，發出訊號指示具有磁力線之物體接近該非接觸式無接點開關裝置的位置狀態。再者，本創作能夠提供使用者作為二線式之近接開關、極限開關或定位開關的使用，或者作為三線式之近接開關、極限開關或定位開關的使用。

以下根據第1圖至第5圖，而說明本創作的實施方式。該說明並非為限制本創作的實施方式，而為本創作之實施例的一種。

如第1圖至第2圖所示，依據本創作的一實施例的一種非接觸式無接點開關裝置100，包含：電路基板1，以及感應控制晶片2。藉此，本創作得以於非接觸式無接點開關裝置100體積縮小且感應靈敏的條件下感應磁力線的變化，而發出訊號指示具有磁力線之物體接近該非接觸式無接點開關裝置100的位置狀態。

如第1圖至第2圖所示，該電路基板1具有安裝座11及焊墊12。該安裝座11通過連接線路而電性連接於該焊墊12，且該焊墊12經配置而電性連接於外部線路。

如第1圖至第2圖所示，該感應控制晶片2安裝於該電路基板1的該安裝座11。並且，該感應控制晶片2至少具有磁力感應元件21、訊號放大元件22（AMP）、運算比較元件23（COMP）、輸出驅動元件24（Output Driver）、參考電壓源元件25（V _REF）、線性穩壓元件26（LDO）及靜電防護元件27（ESD）。

如第1圖至第2圖所示，具體而言，於本創作之該非接觸式無接點開關裝置100與具有磁力線之物體進行相對運動，而由該感應控制晶片2之磁力感應元件21藉由異向性磁阻效應感應磁力線的變化時，該感應控制晶片2的輸出驅動元件24發出訊號指示具有磁力線之該物體接近該非接觸式無接點開關裝置100的狀態。

具體而言，如第2圖所示，依據本創作的一實施例的非接觸式無接點開關裝置100，其中該感應控制晶片2更包含正反器元件28（FF）、電流偏置元件29（IBIAS）、帶差參考電路元件20（BGR）、光電導繼電元件20A（PCR）、震盪器元件20B（OSC）及狀態邏輯元件20C（STATE LOGIC）。換言之，本創作將上述正反器元件28、電流偏置元件29、帶差參考電路元件20、光電導繼電元件20A、震盪器元件20B及狀態邏輯元件20C等電子元件配合磁力感應元件21、訊號放大元件22、運算比較元件23、輸出驅動元件24、參考電壓源元件25、線性穩壓元件26及靜電防護元件27一併整合於該感應控制晶片2。藉此，本創作改良以往鄰近感測器因各類電子元件分散地佈置於電路基板以致鄰近感測器整體的體積過大的缺失。

進一步而言，如第1圖及第2圖所示，依據本創作的一實施例的非接觸式無接點開關裝置100，更包含指示用發光元件3。該指示用發光元件3安裝於該電路基板1，而於該感應控制晶片2之磁力感應元件21感應磁力線變化時發出光線以指示具有磁力線之該物體接近該非接觸式無接點開關裝置100的狀態。

具體而言，依據本創作的一實施例的非接觸式無接點開關裝置100，其中該指示用發光元件3為發光二極體（LED）。當然，本創作之該指示用發光元件3並不以發光二極體為限，而亦可為其他類型之發光元件。

詳細而言，如第2圖所示，依據本創作的一實施例的非接觸式無接點開關裝置100，其中該感應控制晶片2之磁力感應元件21為複數個電阻元件以惠斯登電橋的方式連接而成之異向性磁阻效應的磁力感應元件。當然，本創作之磁力感應元件21的技術並不以所述「以惠斯登電橋的方式連接而成之異向性磁阻效應」為限。

具體而言，依據本創作的一實施例的非接觸式無接點開關裝置100，其中該感應控制晶片2的線性穩壓元件26為齊納二極體而整合於該感應控制晶片2內。

如第1圖所示，依據本創作的一實施例的非接觸式無接點開關裝置100，其中該電路基板1之焊墊12的數量為三個，亦即，焊墊12A、焊墊12B，以及焊墊12C。藉此，本創作而得以提供使用者作為二線式之近接開關、極限開關或定位開關的使用，或三線式之近接開關、極限開關或定位開關的使用。

舉例而言，如第1圖及第3圖所示，依據本創作的一實施例的非接觸式無接點開關裝置100，其中該電路基板1之焊墊12為三個（焊墊12A、焊墊12B，以及焊墊12C）。其中一個該焊墊12A為電源端而電性連接於外部線路之電源正極P，且一電路負載L電性連接於該外部線路之電源正極P。另一個該焊墊12B為接地端而電性連接於外部線路之電源負極N，且一指示用發光元件3安裝於該電路基板1且電性連接於該接地端。餘下的另一個該焊墊12C為輸出端而電性連接於該電源端。藉此，透過所述之接線方式，使該非接觸式無接點開關裝置100得以做為二線式近接開關、極限開關或定位開關的使用。

另舉一例而言，如第1圖及第4圖所示，依據本創作的一實施例的非接觸式無接點開關裝置100，其中該電路基板1之焊墊12為三個（焊墊12A、焊墊12B，以及焊墊12C）。其中一個該焊墊12A為電源端而電性連接於外部線路之電源正極P。另一個該焊墊12B為接地端而電性連接於外部線路之電源負極N，且一指示用發光元件3安裝於該電路基板1且電性連接於該接地端。餘下的另一個該焊墊12C為輸出端，且一電路負載L跨接於該外部線路之電源正極P與該輸出端之間。藉此，透過所述之接線方式，使該非接觸式無接點開關裝置100得以做為三線式NPN型近接開關、極限開關或定位開關的使用。

再舉一例而言，如第1圖及第5圖所示，依據本創作的一實施例的非接觸式無接點開關裝置100，其中該電路基板1之焊墊12為三個（焊墊12A、焊墊12B，以及焊墊12C）。其中一個該焊墊12A為電源端而電性連接於外部線路之電源正極P。另一個該焊墊12B為接地端而電性連接於外部線路之電源負極N，且一指示用發光元件3安裝於該電路基板1且電性連接於該接地端。餘下的另一個該焊墊12C為輸出端，且一電路負載L跨接於該輸出端與該外部線路之電源負極N之間，藉此使該非接觸式無接點開關裝置100得以做為三線式PNP型近接開關、極限開關或定位開關的使用。

如上所述，本創作的非接觸式無接點開關裝置100，透過將該磁力感應元件21、該訊號放大元件22、該運算比較元件23、該輸出驅動元件24、該參考電壓源元件25、該線性穩壓元件26、該靜電防護元件27、該正反器元件28、該電流偏置元件29、該帶差參考電路元件20、該光電導繼電元件20A、該震盪器元件20B及該狀態邏輯元件20C等電子元件整合於該感應控制晶片2，而縮小該電路基板1的體積；藉此，本創作得以縮小該非接觸式無接點開關裝置100之整體的體積，而改善以往因體積過大所造成安裝不便的缺失。

並且，本創作的非接觸式無接點開關裝置100，藉由該感應控制晶片2之磁力感應元件21以異向性磁阻效應感應磁力線的變化，本創作得以在靈敏地感應磁力線的條件下，發出訊號指示具有磁力線之物體接近該非接觸式無接點開關裝置100的位置狀態（也就是說，在具有磁力線之物體逐漸接近本創作之該非接觸式無接點開關裝置100時，該磁力感應元件21即可感應至磁力線而得知該物體的位置狀態）。具體而言，該感應控制晶片2之磁力感應元件21是以複數個電阻元件以惠斯登電橋的方式連接而成。

再者，本創作的非接觸式無接點開關裝置100，透過該電路基板1具有三個焊墊（焊墊12A、焊墊12B，以及焊墊12C），而提供使用者將該非接觸式無接點開關裝置100作為二線式之近接開關、極限開關或定位開關的使用，或作為三線式之近接開關、極限開關或定位開關的使用。藉此， 本創作得以提供使用者依據自身之需求，而將本創作的非接觸式無接點開關裝置100彈性選擇為二線式近接開關、極限開關或定位開關，或彈性選擇為三線式NPN型近接開關、極限開關或定位開關，或彈性選擇為三線式PNP型近接開關、極限開關或定位開關。

以上之敘述以及說明僅為本創作之較佳實施例之說明，對於此項技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其他之修改，惟此些修改仍應是為本創作之創作精神而在本創作之權利範圍中。

100:非接觸式無接點開關裝置 1:電路基板 11:安裝座 12:焊墊 12A:焊墊 12B:焊墊 12C:焊墊 2:感應控制晶片 20:帶差參考電路元件 20A:光電導繼電元件 20B:震盪器元件 20C:狀態邏輯元件 21:磁力感應元件 22:訊號放大元件 23:運算比較元件 24:輸出驅動元件 25:參考電壓源元件 26:線性穩壓元件 27:靜電防護元件 28:正反器元件 29:電流偏置元件 3:指示用發光元件 L:電路負載 N:電源負極 P:電源正極

［第1圖］為顯示根據本創作一實施例的非接觸式無接點開關裝置的外觀示意圖； ［第2圖］為顯示根據本創作實施例的非接觸式無接點開關裝置之感應控制晶片的方塊示意圖； ［第3圖］為顯示根據本創作實施例的非接觸式無接點開關裝置得以作為二線式近接開關、極限開關或定位開關使用的接線示意圖； ［第4圖］為顯示根據本創作實施例的非接觸式無接點開關裝置得以作為三線式NPN型近接開關、極限開關或定位開關使用的接線示意圖；以及 ［第5圖］為顯示根據本創作實施例的非接觸式無接點開關裝置得以作為三線式PNP型近接開關、極限開關或定位開關的使用的接線示意圖。

100:非接觸式無接點開關裝置

1:電路基板

11:安裝座

12:焊墊

12A:焊墊

12B:焊墊

12C:焊墊

2:感應控制晶片

3:指示用發光元件

Claims (10)

1. 一種非接觸式無接點開關裝置，包含： 電路基板，具有安裝座及焊墊，該安裝座通過連接線路而電性連接於該焊墊，該焊墊經配置而電性連接於外部線路；以及 感應控制晶片，安裝於該電路基板的該安裝座，且該感應控制晶片至少具有磁力感應元件、訊號放大元件、運算比較元件、輸出驅動元件、參考電壓源元件、線性穩壓元件及靜電防護元件， 其中於該非接觸式無接點開關裝置與具有磁力線之物體進行相對運動，而由該感應控制晶片之磁力感應元件藉由異向性磁阻效應感應磁力線的變化時，該感應控制晶片的輸出驅動元件發出訊號指示具有磁力線之該物體接近該非接觸式無接點開關裝置的狀態。
2. 如請求項1所述之非接觸式無接點開關裝置，其中該感應控制晶片更包含正反器元件、電流偏置元件、帶差參考電路元件、光電導繼電元件、震盪器元件及狀態邏輯元件。
3. 如請求項1所述之非接觸式無接點開關裝置，更包含指示用發光元件，該指示用發光元件安裝於該電路基板，而於該感應控制晶片之磁力感應元件感應磁力線變化時發出光線以指示具有磁力線之該物體接近該非接觸式無接點開關裝置的狀態。
4. 如請求項3所述之非接觸式無接點開關裝置，其中該指示用發光元件為發光二極體。
5. 如請求項1所述之非接觸式無接點開關裝置，其中該感應控制晶片之磁力感應元件為複數個電阻元件以惠斯登電橋的方式連接而成之異向性磁阻效應的磁力感應元件。
6. 如請求項1所述之非接觸式無接點開關裝置，其中該感應控制晶片的線性穩壓元件為整合於該感應控制晶片內。
7. 如請求項1所述之非接觸式無接點開關裝置，其中該電路基板之焊墊的數量為三個，而得以提供二線式之近接開關、極限開關或定位開關的使用，或三線式之近接開關、極限開關或定位開關的使用。
8. 如請求項1所述之非接觸式無接點開關裝置，其中該電路基板之焊墊為三個，其中一個該焊墊為電源端而電性連接於外部線路之電源正極，一電路負載電性連接於該外部線路之電源正極，另一個該焊墊為接地端而電性連接於外部線路之電源負極，一指示用發光元件安裝於該電路基板且電性連接於該接地端，餘下的另一個該焊墊為輸出端而電性連接於該電源端，藉此使該非接觸式無接點開關裝置得以做為二線式近接開關、極限開關或定位開關的使用。
9. 如請求項1所述之非接觸式無接點開關裝置，其中該電路基板之焊墊為三個，其中一個該焊墊為電源端而電性連接於外部線路之電源正極，另一個該焊墊為接地端而電性連接於外部線路之電源負極，一指示用發光元件安裝於該電路基板且電性連接於該接地端，餘下的另一個該焊墊為輸出端，一電路負載跨接於該外部線路之電源正極與該輸出端之間，藉此使該非接觸式無接點開關裝置得以做為三線式NPN型近接開關、極限開關或定位開關的使用。
10. 如請求項1所述之非接觸式無接點開關裝置，其中該電路基板之焊墊為三個，其中一個該焊墊為電源端而電性連接於外部線路之電源正極，另一個該焊墊為接地端而電性連接於外部線路之電源負極，一指示用發光元件安裝於該電路基板且電性連接於該接地端，餘下的另一個該焊墊為輸出端，一電路負載跨接於該輸出端與該外部線路之電源負極之間，藉此使該非接觸式無接點開關裝置得以做為三線式PNP型近接開關、極限開關或定位開關的使用。

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