CN104362583B - 突波电流检测开关 - Google Patents

Abstract

一种突波电流检测开关，包含：一包括一电源输出端口的基座、一电能检测模组、一突波检测模组、及一中央控制模组。该电能检测模组可检测该电源输出端口的电流而得到一检测电流。该突波检测模组包括一存储有一比较阀值的比较单元，该比较单元将该检测电流转换成的一检测值与该比较阀值比较并输出一比较结果。该中央控制模组接收该突波检测模组的该比较结果，并依据该比较结果控制该电源输出端口的开关状态。藉由上述元件配合，使本发明具有突波检测功能，并可在侦测到突波时控制该电源输出端口断电，进而可提高使用安全性。

Description

突波电流检测开关

技术领域

本发明涉及一种开关，特别是一种具有突波检测功能的突波电流检测开关。

背景技术

随着生活水平的提高与科技产品的普及，人们所用的电器越来越多，例如电视机、冷气机、冰箱、洗衣机、微波炉、电磁炉、除湿机、电暖器等家用电器越来越普遍。已知一般电器在通电瞬间会产生大电流，亦即为突波。一般来说，突波对电力线及供电设备是有害的，它容易造成供电设备的损坏及线路老化，所以要尽量设法避免或减小。而且许多开关或插座常使用继电器作为电气开关，这种突波对继电器的伤害尤其明显。

然而，目前市面上的开关或插座都没有主动针对突波进行检测的功能，无法检知用电设备是否有过度的突波产生，这将对室内的用电安全带来隐患。另一方面，若专门安装一个突波保护装置，不仅成本高昂，还难于寻找到合适的安装位置。因此，如何改善现有的开关或插座，以防止突波造成的损害，实为一重要课题。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种具有突波检测功能，可提高使用安全性的突波电流检测开关。

本发明突波电流检测开关，包含：一包括一电源输出端口的基座、一电能检测模组、一突波检测模组、及一中央控制模组。该电能检测模组设置于该基座，可检测该电源输出端口的电流而得到一检测电流，并转换成对应的电压讯号。该突波检测模组设置于该基座并电连接该电能检测模组，该突波检测模组包括一电压放大输出单元，以及一电连接该电压放大输出单元且储存有一比较阀值的比较单元，该电压放大输出单元将该检测电流转换成的该电压讯号放大而输出一检测值，该比较单元将该检测值与该比较阀值比较并输出一比较结果。该中央控制模组设置于该基座，并电连接该电能检测模组及该突波检测模组，该中央控制模组接收该突波检测模组的该比较结果，并依据该比较结果控制该电源输出端口的开关状态。

本发明的功效：藉由该电能检测模组与该突波检测模组配合，具有突波检测功能，而该中央控制模组可依据检测比对结果控制该电源输出端口的开关状态，可在侦测到突波时控制该电源输出端口断电，进而可提高使用安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明突波电流检测开关的一实施例的前视立体图；

图2是该实施例的一后视立体图；

图3是该实施例的部分元件的功能方块图；及

图4是该实施例的电路设计示意图。

图中：12-电源输入端口，13-电源输出端口，2-电源管理模组，3-电能检测模组，31-电压感测器，32-电流感测器，33-检测晶片，4-突波检测模组，41-比较单元，42-电压放大输出单元，5-中央控制模组，6-开关控制模组，7-无线通讯模组，8-按键模组，81-按键，9-监控装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-4，本发明突波电流检测开关的一实施例包含：一基座1、一电源管理模组2、一电能检测模组3、一突波检测模组4、一中央控制模组5、一开关控制模组6、一无线通讯模组7，以及一按键模组8。

该基座1为中空壳体结构，且该基座1包括一朝前并可供该按键模组8设置的前表面11，以及位于后侧的一电源输入端口12与一电源输出端口13。该电源输入端口12可接收自外部输入的电源，并传送给该电源输出端口13，以提供电源给一图未示出的负载。

该电源管理模组2设置于该基座1内部，并电连接该电源输入端口12以及该中央控制模组5。当自外部输入的电源为交流电源时，该电源管理模组2可将该交流电源转换成直流电源，并提供该直流电源给该电能检测模组3、该突波检测模组4、该中央控制模组5、该开关控制模组6，及该无线通讯模组7使用。

该电能检测模组3设置于该基座1内部，并包括一用于检测该电源输出端口13的电压的电压感测器31、一用于检测该电源输出端口13的电流二得到一检测电流的电流感测器32，以及一电连接该电压感测器31与该电流感测器32的检测晶片33。该电压感测器31与该电流感测器32都串接在该电源输入端口12与该电源输出端口13的连接导线上，并分别将检测得到的电压数据与电流数据传送到该检测晶片33。该检测晶片33依据该电压感测器31与该电流感测器32的检测结果计算得到该电源输出端口13的电能数据，并将该电能数据传送给该中央控制模组5。本实施例所述的电能数据主要是依据电压感测器31、电流感测器32获取的资讯所计算得到的电能、电功率等参数。

该突波检测模组4设置于该基座1内部并电连接该电流感测器32。该突波检测模组4包括一比较单元41，及一电连接该比较单元41与该电流感测器32的电压放大输出单元42。由于该电流感测器32会先将检测得到的该检测电流转换成对应的电压讯号，该电压放大输出单元42再把该检测电流转换成的该电压讯号进行一定比例的放大，并输出放大后的一检测值提供给该比较单元41。藉由该电压放大输出单元42放大讯号后再输出进行比较，可得到更精确的比对结果。

该比较单元41预设一比较阀值，该电压放大输出单元42输出的该检测值与这个预设的比较阀值进行比较，若该检测值大于该阀值，则该比较单元41输出高电压准位（level）值；若该检测值小于该阀值，则其会输出低电压准位值。该比较单元41输出端电连接于该中央控制模组5，可以把一比较结果（亦即前述高电压准位值或低电压准位值）传送给该中央控制模组5。

该中央控制模组5是一个微控制器（MCU），设置于该基座1内部，并电连接该电能检测模组3及该突波检测模组4。该中央控制模组5接收该突波检测模组4的该比较结果，并依据该比较结果且透过该开关控制模组6而控制该电源输出端口13的开关状态。所述开关状态是指控制该电源输出端口13通电或断电，从而控制该电源输出端口13是否提供电源给该负载。

本实施例的开关控制模组6是一继电器。该开关控制模组6电连接该电源输出端口13与该中央控制模组5，并能受该中央控制模组5控制以执行相应的电路开关动作。

该无线通讯模组7电连接该中央控制模组5，并可将该电能检测模组3的检测结果与该突波检测模组4的该比较结果以无线通讯方式传输出去。具体来说，该无线通讯模组7是利用射频（RF）通讯，可以与一监控装置9无线讯号连接，因此该无线通讯模组7可将本发明的各项检测结果传送给该监控装置9。该监控装置9例如手机或电脑，用户可透过该监控装置9随时监控本发明该开关的电压、电流、电能、电功率等资讯，以及监控突波检测结果与开关状态。

该按键模组8包括至少一自该基座1的前表面11朝向突出的按键81，该按键模组8可被按压或利用感应方式控制该电源输出端口13的开关状态，也可以藉由该按键模组8控制该无线通讯模组7的启闭，使该无线通讯模组7开启后能与该监控装置9进行无线讯号传送。此外，本发明也可以设置数个LED灯（图未示），可用于显示本发明侦测突波的结果，例如当侦测到突波时可显示红灯，在一般状态下则不发光。此外，LED灯也可以于该无线通讯模组7开启无线通讯功能时发光，以作为指示功能。

本发明通电使用时，该电源输入端口12与该电源输出端口13可透过该开关控制模组6导通，以将电源供应给负载使用。该电能检测模组3可持续侦测该电源输出端口13的电流而得到该检测电流并转换成电压讯号，该突波检测模组4进而将电压讯号放大并输出该检测值，再将该检测值与该比较阀值进行比较。该比较阀值的设定，实际上是以本发明该开关所能承受的突波大小而定。当该检测值大于或等于该比较阀值时，表示有突波产生，该中央控制模组5就控制该开关控制模组6断路，使该电源出端口13与电路间断开连接关系而断电，如此亦能停止供电给该负载，因此可避免过大的突波电流造成该开关控制模组6、其他元件以及该负载的伤害。

当该检测值小于该比较阀值时，表示工作电流正常，且没有过大突波产生，该中央控制模组5控制该开关控制模组6导通，使该电源输出端口13通电，以持续提供电源给该负载。所述使该电源输出端口13通电，主要是指本发明于开启而通电使用后，若侦测到该检测值小于该比较阀值时，则可以继续正常供电，此时不需进行任何开关控制，使该电源输出端口13继续维持通电状态即可，并能持续供电给该负载。举例来说，本发明可检测的突波大小的阀值可为10安培（A）~500安培中的任一数值。

本发明该开关可以与延长线插座整合在一起，也可以设置在建筑物壁面上作为开关使用，以藉由本发明的突波侦测功能及自动控制开关启闭的功能，达到保护开关与负载的效果。

综上所述，藉由该电能检测模组3与该突波检测模组4配合，具有突波检测功能，而该中央控制模组5则可依据检测比对结果控制该电源输出端口13的开关状态。将本发明此种带有突波检测功能的智慧型开关用于电器控制中，不仅可以保护开关，还可以让用户知道所用电器的电源品质，并于检测到有害的突波时可以主动关闭输出电源，从而确保用电安全。而且更进一步地，该无线通讯模组7可将本发明的各项用电资讯与检测结果随时无线传送给用户，使用户能随时掌握开关状态与家中电器用电状况，可实现远端监控的便利、优质的高品质生活。

惟以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种突波电流检测开关，包含：

一基座，包括一电源输出端口(13)；

一电能检测模组(3)，设置于该基座，可检测该电源输出端口(13)的电流而得到一检测电流并转换成对应的电压讯号，该电能检测模组(3)包括一用于检测该电源输出端口(13)的电压的电压感测器(31)、一用于检测该电源输出端口的电流的电流感测器(32)，以及一电连接该电压感测器与该电流感测器的检测晶片(33)，该检测晶片依据该电压感测器(31)与该电流感测器(32)的检测结果计算得到该电源输出端口(13)的电能数据，并将该电能数据传送给中央控制模组(5)；

一突波检测模组(4)，设置于该基座并电连接该电能检测模组(3)，该突波检测模组(4)包括一电压放大输出单元(42)，以及一电连接该电压放大输出单元(42)且储存有一比较阀值的比较单元(41)，电流感测器(32)会先将检测得到的该检测电流转换成对应的电压讯号，该电压放大输出单元(42)再把该检测电流转换成的该电压讯号进行一定比例的放大，并输出放大后的一检测值提供给该比较单元(41)，该比较单元(41)将该检测值与该比较阀值比较并输出一比较结果；及

一中央控制模组(5)，设置于该基座，并电连接该电能检测模组(3)及该突波检测模组(4)，该中央控制模组(5)接收该突波检测模组(4)的该比较结果，并依据该比较结果控制该电源输出端口(13)的开关状态，

还包含一电连接该电源输出端口(13)与该中央控制模组(5)，并能受该中央控制模组(5)控制以执行相应动作的开关控制模组(6)，

当该检测值大于或等于该比较阀值时，该中央控制模组控制该开关控制模组断路，使该电源输出端口(13)断电；

当该检测值小于该比较阀值时，该中央控制模组(5)控制该开关控制模组(6)导通，使该电源输出端口(13)通电。

2.如权利要求1所述的突波电流检测开关，其特征在于，该开关控制模组(6)是一继电器。

3.如权利要求1所述的突波电流检测开关，其特征在于，还包含一可将外部输入的交流电源转换成直流电源，并提供该直流电源给该电能检测模组(3)、该突波检测模组(4)及该中央控制模组(5)使用的电源管理模组(2)。

4.如权利要求1所述的突波电流检测开关，其特征在于，还包含一电连接该中央控制模组(5)，并可将该电能检测模组(3)的检测结果与该比较结果以无线通讯方式传输出去的无线通讯模组(7)。