TWI579576B - 交流電源偵測裝置 - Google Patents

Description

交流電源偵測裝置

本發明是有關於一種偵測裝置，且特別是有關於一種交流電源偵測裝置。

電源供應裝置或電源系統是一種常見的電子裝置，其係用以提供電源給目標裝置(例如電腦、家電等)，藉以驅動目標裝置。一般來說，正常的交流電源的電壓範圍為介於90伏特至264伏特，如果電源系統提供的電壓不穩時，例如低於90伏特，將可能導致目標裝置的操作異常或損壞。因此，為了解決這個問題，通常是在電源系統與目標裝置之間設置一個電源偵測線路。

請參照圖1，圖1係繪示習知一種交流電源偵測裝置的電路結構示意圖。交流電源偵測裝置100主要是由分壓單元110、開關120、光耦合單元130與偵測元件140所構成。分壓單元110包含串接之三個電阻器111,112,113，其一端用以接收輸入電壓Vin，而另一端則耦接至參考地151。開關120係用以根據分壓單元110提供之分壓準位控制其之導通/截止(ON/OFF)狀態，進而控制流經光耦合單元130之發光二極體131的電流。光耦合單元130之光偶元件132係用以根據流經發光二極體131的電流，以控制其之導通/截止狀態，進而控制輸出至偵測元件140的電壓準位。偵測元件140 係用以根據來自光偶元件132的電壓準位控制其之輸出準位。此外，光偶元件132經由電阻器135耦接至大地152。

當交流電源供應器101突然斷電或電壓不穩時，亦即輸入電壓Vin由高準位(High)變為低準位(Low)時，此時分壓單元110提供至開關120之控制端的分壓準位也會由高準位變為低準位，接著開關120會變為截止狀態，而流經光偶元件132的電壓準位也會由高準位變為低準位，進而使偵測元件140之輸入電壓準位由高準位變為低準位，即可得知有電源不正常的情形。

然而，依照圖1之習知交流電源偵測裝置100，當交流電源供應器101突然斷電時，由於電容器105還儲存有電荷，偵測元件140必須等到電容器105放完電後才會得知交流電源供應器101發生斷電情形，導致無法即時通知微控制器150執行對應的緊急處理操作。換言之，習知交流電源偵測裝置100不具有即時偵測機制，必須等到電容器105放完電才會有所反應。再者，依照圖1之交流電源偵測裝置100，由於使用的電子元件較多且電路架構較為複雜，因此成本也相對較高。

因此，本發明提出一種交流電源偵測裝置，具有可即時偵測及降低成本的優點。

本發明之目的在於提出一種交流電源偵測裝置，包括第一地端、第二地端、分壓單元及第一電阻器。第一地端具有交流電壓。第二地端具有接地電壓，其中第二地端與第一地端之間具有電壓差。分壓單元電 連接於第一地端與第二地端之間，用以根據交流電壓產生交流分壓於分壓單元之輸出端。第一電阻器電連接於分壓單元之輸出端與第二地端之間。

依照本發明之交流電源偵測裝置，係透過分壓單元的分壓特性以及透過第一電阻器直接放電，不只具有可即時偵測交流電源供應器的供電情形，而且更具省電效果。

本發明之附加特徵及優點將於隨後的描述中加以說明使其更為明顯，或者可經由本發明的實踐而得知。本發明之其他目的及優點將可從本案說明書與其之申請專利範圍以及附加圖式中所述結構而獲得實現與達成。

100,200,400‧‧‧交流電源偵測裝置

101,301‧‧‧交流電源供應器

102,302‧‧‧整流電路

105,303,432‧‧‧電容器

110,210,215‧‧‧分壓單元

111,112,113,135,216,217,220,335,433‧‧‧電阻器

120,325‧‧‧開關

130‧‧‧光耦合單元

131‧‧‧發光二極體

132‧‧‧光偶元件

140‧‧‧偵測元件

151,351‧‧‧一次側地端

150,250,350‧‧‧微控制器

152,352‧‧‧二次側地端

160,260,360‧‧‧目標裝置

251‧‧‧第一地端

252‧‧‧第二地端

300‧‧‧電源系統

320‧‧‧變壓器

321‧‧‧初級繞組

322‧‧‧次級繞組

323‧‧‧輔助繞組

330‧‧‧開關控制電路

340‧‧‧反饋電路

370‧‧‧第一整流濾波電路

380‧‧‧第二整流濾波電路

430‧‧‧整流單元

431‧‧‧二極體

圖1係繪示習知一種交流電源偵測裝置的電路結構示意圖；圖2A係繪示本發明第一較佳實施例之交流電源偵測裝置的電路結構示意圖；圖2B係繪示本發明第二較佳實施例之交流電源偵測裝置的電路結構示意圖；圖3係繪示本發明較佳實施例之交流電源偵測裝置的電路結構示意圖；以及圖4係繪示本發明另一較佳實施例之交流電源偵測裝置的電路結構示意圖。

請同時參照圖2A與圖3，圖2A係繪示本發明第一較佳實施例之交流電源偵測裝置的電路結構示意圖，以及圖3係繪示本發明較佳實施例之電源系統的電路結構示意圖。

如圖2A所示，本發明之交流電源偵測裝置200包括分壓單元210與電阻器220。分壓單元210電連接於第一地端251與第二地端252之間，用以根據來自第一地端251之交流電壓Vac產生一交流分壓V_DIV於分壓單元210之輸出端。電阻器220電連接於分壓單元210之輸出端與第二地端252之間。在本實施例中，第一地端251係耦接至如圖3所示之電源系統300的一次側地端(參考地)351，而第二地端252係耦接至如圖3所示之電源系統300的二次側地端(大地)352，其中第一地端251具有交流電壓Vac，第二地端252具有接地電壓GND，並且第一地端251與第二地端252之間具有電壓差。

在本實施例中，如圖2A所示，分壓單元210較佳是由至少兩個電容器211與電容器212串接形成，且這兩個電容器211與電容器212耦接於第一地端251與第二地端252之間，其中交流分壓V_DIV是由電容器211與電容器212的分壓輸出點P1產生。此外，電容器211與電容器212的電容值分別可設計為相同或不同，換言之，可透過調整電容器211與電容器212的電容值來獲得所需的交流分壓V_DIV。

在圖2A之較佳實施例中，分壓單元210是由至少兩個電容器211與電容器212串接形成，然並非限於此，例如分壓單元210也可以是由其他電子元件所組成，只要能提供交流分壓V_DIV就可。如圖2B所示，圖2B係繪示本發明第二較佳實施例之交流電源偵測裝置的電路結構示意圖。第二 實施例與第一實施例的差異在於，第二實施例之交流電源偵測裝置200的分壓單元215是以至少兩個串接的電阻器216與電阻器217取代第一實施例之電容器211與電容器212，其中交流分壓V_DIV是由電阻器216與電阻器217的分壓輸出點P2產生。同樣地，電阻器216與電阻器217的電阻值分別可設計為相同或不同，亦即可透過調整電阻器216與電阻器217的電阻值來獲得所需的交流分壓V_DIV。

圖3所示為本發明較佳實施例之電源系統300，供與本發明之交流電源偵測裝置配合使用。如圖3所示，電源系統300包括交流電源供應器301、整流電路302、電容器303、變壓器320、開關325、開關控制電路330、反饋電路340、第一整流濾波電路370及第二整流濾波電路380。整流電路302及電容器303係用來對交流電源供應器301所提供之交流輸入電壓Vac執行整流濾波處理以產生輸入電壓Vin，且其一端分別耦接一次側地端351。變壓器320包含初級繞組321、次級繞組322及輔助繞組323，其中初級繞組321係用以接收輸入電壓Vin。第一整流濾波電路370之正輸出端耦接反饋電路340，其負輸出端耦接二次側地端352，第一整流濾波電路370係用來對次級繞組322感應之前置輸出電壓Vop執行整流濾波處理，以產生輸出電壓Vout並饋送至反饋電路340。反饋電路340係根據輸出電壓Vout產生反饋訊號Sfb並回授至開關控制電路330。第二整流濾波電路380係用來對輔助繞組323之感應電壓執行整流濾波處理，以產生電源電壓Vcc供應至開關控制電路330。開關控制電路330根據反饋訊號Sfb產生控制訊號Sc以控制開關325之導通/截止狀態，進而控制流經初級繞組321之電流。此外，開關325經由電阻器335耦接至一次側地端351。簡言之，上述一次側地端351係指電源系統300 之電壓輸入側(如圖3之變壓器320的電壓輸入端)的接地端，而二次側地端352係指電源系統300之電壓輸出側(如圖3之變壓器320的電壓輸出端)的接地端。

請同時參照圖2A及圖3，由於第一地端251係耦接至如圖3所示之電源系統300的一次側地端351，而第二地端252係耦接至如圖3所示之電源系統300的二次側地端352，因此第一地端251的電壓值會隨著交流電壓Vac而變化，而第二地端252耦接大地故其電壓值為0伏特，使得第一地端251與第二地端252之間會保持有一電壓差。此外，在本實施例中，微控制器250係一種可處理交流分壓V_DIV的微控制器。

如圖2A所示，於操作中，當來自第一地端251之交流電壓Vac由高準位變為低準位時，分壓單元210輸出的交流分壓V_DIV也會由高準位變為低準位。接著，微控制器250根據交流分壓V_DIV之電壓準位變化發現此時可能發生斷電情形後，微控制器250會立即通知後端之目標裝置260執行對應之緊急處理操作，以避免因斷電造成目標裝置260的損壞或資料遺失等。

由上述可知，因本發明之交流電源偵測裝置200不具有習知交流電源偵測裝置100的電容器105，而是透過電阻器220直接放電，因此可即時得知交流電源供應器101發生斷電情形，並立即通知目標裝置260執行對應的緊急處理操作。此外，相較於習知交流電源偵測裝置100，本發明之交流電源偵測裝置200不只具有即時偵測機制，而且更具省電效果。

請參照圖4，圖4係繪示本發明另一較佳實施例之交流電源偵測裝置的電路結構示意圖。如圖4所示，其與前述較佳實施例之差異在於，本實施例之交流電源偵測裝置400增加了整流單元430。此外，在本實施例 中，微控制器350係一種可處理直流電壓V_DC的微控制器。

整流單元430電連接於分壓單元210之輸出端與第二地端252之間，用於接收交流分壓V_DIV並將交流分壓V_DIV轉換為直流電壓V_DC。整流單元430較佳是由一二極體431、一電容器432與一電阻器433所組成。二極體431之輸入端耦接電阻器220之一端以接收交流分壓V_DIV，而二極體431之輸出端電連接微控制器350。電容器432與電阻器433並聯，且耦接於二極體431之輸出端與電阻器220之另一端之間。

如圖4所示，於操作中，當來自第一地端251之交流電壓Vac由高準位變為低準位時，分壓單元210輸出的交流分壓V_DIV也會由高準位變為低準位，進而使整流單元430輸出的直流電壓V_DC由高準位變為低準位。當微控制器350接收到直流電壓V_DC由高準位變為低準位時，微控制器350判斷此時可能發生斷電情形並立即通知後端之目標裝置360執行對應之緊急處理操作，以避免因斷電造成目標裝置360的損壞或資料遺失等。

綜上所述，本發明之交流電源偵測裝置係透過分壓單元的分壓特性，例如使用至少兩個電容器或電阻器串聯分壓特性，可以從第一地端(一次側地端)與第二地端(二次側地端)的分壓輸出點產生交流訊號，然後供微控制器即時判斷是否發生斷電情形，進而控制目標裝置立即執行緊急處理操作。

在不脫離本發明之精神或範圍內，熟習本技藝者可對本發明之遠端伺服器管理方法及相關裝置做各種修飾與變化。因此，在申請專利範圍及其均等之範圍內進行各種修飾與變化均包含於本發明之範圍內。

200‧‧‧交流電源偵測裝置

210‧‧‧分壓單元

211,212‧‧‧電容器

220‧‧‧電阻器

250‧‧‧微控制器

251‧‧‧第一地端

252‧‧‧第二地端

260‧‧‧目標裝置

Claims (7)

1. 一種交流電源偵測裝置，包括：一第一地端，具有一交流電壓；一第二地端，具有一接地電壓，其中該第二地端與該第一地端之間具有一電壓差；以及一分壓單元，具有一第一電容與一第二電容，該第一電容電連接於該第一地端，該第二電容電連接於該第二地端，該分壓單元之一輸出端設置於該第一電容與該第二電容之間且根據該交流電壓產生一分壓訊號，根據該分壓訊號判斷該交流電壓是否斷電。
2. 如申請專利範圍第1項所述之交流電源偵測裝置，更包括一第一電阻器，電連接於該分壓單元之該輸出端與該第二地端之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之交流電源偵測裝置，其中該第一地端耦接一電源系統之一一次側地端，該第二地端耦接該電源系統之一二次側地端，該電源系統包括：一交流電源供應器，用以提供一交流輸入電壓；一整流電路，用以對該交流輸入電壓執行整流處理；一電容器，用以對該交流輸入電壓執行濾波處理並產生一輸入電壓；一變壓器，包含一初級繞組、一次級繞組及一輔助繞組，其中該初級繞組用以接收該輸入電壓；一開關，耦接於該初級繞組與該一次側地端之間；一第一整流濾波電路，耦接該二次側地端，用以對該次級繞組感應之 一前置輸出電壓執行整流濾波處理，以產生一輸出電壓；一第二整流濾波電路，用以對該輔助繞組之感應電壓執行整流濾波處理，以產生一電源電壓；一反饋電路，用以根據該輸出電壓產生一反饋訊號；以及一開關控制電路，用以接收該電源電壓並根據該反饋訊號產生一控制訊號以控制該開關之導通/截止狀態。
4. 如申請專利範圍第2項所述之交流電源偵測裝置，更包括一整流單元，電連接於該分壓單元之該輸出端與該第二地端之間，用於接收該分壓訊號並將該分壓訊號轉換為一直流電壓。
5. 如申請專利範圍第4項所述之交流電源偵測裝置，其中該整流單元包括：一二極體，其輸入端耦接該分壓單元之該輸出端，其輸出端電連接一微控制器；一電容器，耦接於該二極體之輸出端與該第二地端之間；以及一第二電阻器，該第二電阻器與該電容器並聯且耦接於該二極體之輸出端與該第二地端之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之交流電源偵測裝置，其中該微控制器電連接一目標裝置，該微控制器用以根據該直流電壓之一電壓準位控制該目標裝置執行一緊急處理操作。
7. 如申請專利範圍第1項所述之交流電源偵測裝置，其中該分壓單元之該輸出端電連接一微控制器，該微控制器電連接一目標裝置，該微控制器用以根據該分壓訊號之一電壓準位控制該目標裝置執行一緊急處理操作。