专利名称：紧急供电电路的制作方法
技术领域：
本发明与紧急供电电路有关，特别是指一种能够确保负载电路维持运作的紧急供电电路。
背景技术：
部分的电能设备中均设有紧急供电电路，由此于断电或停电时，能够提供一备用电源，使该电能设备可继续维持运作一段时间，以因应紧急突发状况。以照明设备为例，目前即已有多种灯具在其平常照明用的灯管中设置一紧急供电电路，由此，该灯管平常时由交流市电驱动，遇到断电或停电时，则由一电源切换模块连接导通一备用电源与该灯管，使该灯管得以继续维持运作一段时间，不需额外增设传统的悬挂式紧急照明灯。此外，尚有一种常见的紧急灯照明装置，如中国台湾发明专利公告第 584191号所提供的一荧光灯紧急转换器，于平时状态利用交流电源经由主电路板对一荧光灯供电及对一备用电源充电，并可于停电或断电时，将该备用电源提供给荧光灯发光使用， 使荧光灯具有紧急照明的功能。但，以上所述的常用紧急照明设备，其设计仍有欠缺周详之处，亦即，如原本预设作为紧急照明用的灯管恰好发生故障时，上述的紧急供电电路或荧光灯转换器也将无法驱动故障的灯管，导致该紧急照明设备丧失其紧急照明的功能。

发明内容
有鉴于此，本发明遂提出一种可解决上述问题的紧急供电电路，除了可应用于紧急照明设备之外，亦可应用于有紧急供电需求的任何电能设备。本发明的主要目的在于提供一种紧急供电电路，可于电路的多个负载元件于供电异常时提供其它电源，并感测负载元件所导通的电流量以维持至少一负载元件正常运作。为了达成上述目的，本发明的紧急供电电路，设于多个负载元件，是于一第一电源异常供电至该多个负载元件时提供一第二电源，以供至少一该负载元件正常运作，该紧急供电电路包含一切换模块以及一感控模块，切换模块电性连接上述第二电源及该多个负载元件，感控模块电性连接该切换模块及上述第一电源与第二电源，当感控模块感测该第一电源为异常供电至该多个负载元件时，则控制该切换模块将该第一电源截止导通于该多个负载元件，并控制该切换模块切换至少一该负载元件与该第二电源电性导通；当感控模块感测该第二电源与负载元件的导通电流回路上任一点的电流量超出一条件范围之外，则控制该切换模块切换其它至少一该负载元件与第二电源电性导通。上述切换模块还可为多个开关电路，电性连接上述第二电源及该多个负载元件， 当上述第一电源于异常供电至该多个负载元件时，感控模块为切换至少一该开关电路使对应电性连接的负载元件与第二电源的电流回路闭合导通。上述感控模块还可为一控制电路，具有一电源感应端组、一触发端组以及一控制端组，该电源感应端组用以接收ー电源感应信号以供该控制电路侦测该第一电源，该触发端组用以接收ー触发信 号以供该控制电路侦测该第二电源与该多个负载元件的导通状态，该控制端组用以输出多 个控制信号，各该控制信号用以切換至少ー该开关电路使至少ー负载元件与第二电源的电 流回路闭合导通；以及， ー感测电路，电性连接该控制电路的触发端組，用以感测自该第二电源至对应导 通的该负载元件的导通电流回路上任一点的电流量，当该电流量超出一条件范围之外则输 出该触发信号；当该控制电路所接收的电源感应信号对应为该正常电源异常供电至该多个负载 电路时，该第一电源与该多个负载元件截止导通，该控制电路并输出ー该控制信号，当该感 测电路输出该触发信号吋，该控制电路则输出另一该控制信号以维持至少ー该负载元件与 第二电源的电流回路闭合导通。上述感控模块感测的电流量可为该第二电源输出至对应导通的负载元件的电流； 感控模块感测的电流量还可为该第二电源输出至多个导通的负载元件的电流总和；感测电 路还可为电性连接该第二电源；感控模块还可具有多个感测电路，各该感测电路感测的电 流量为该第二电源输出至一对应导通的该负载元件的电流。上述感控模块感测的电流量可为输入至负载元件的电流；感控模块感测的电流量 还可为输入至多个负载元件的电流总和；感测电路还可为电性连接该多个负载元件；感控 模块还可具有多个感测电路，各该感测电路感测的电流量为ー该负载元件所接收的电流。


图1为本发明第一较佳实施例的电路功能示意图；图2为上述第一较佳实施例的电路图；图3为上述第一较佳实施例的感测电路示意图；图4为本发明第二较佳实施例的感测电路示意图；图5为本发明第三较佳实施例的电路功能示意图；图6为本发明第四较佳实施例的电路功能示意图；图7为上述第四较佳实施例的感测电路示意图；图8为本发明第五较佳实施例的电路功能示意图。主要元件符号说明紧急供电电路1、2、3、4切換模块100感控模块200、200，、500、500，开关电路10放大器11电磁感应开关12控制电路20电源感应端组21触发端组22控制端组ぬ电源感应电路30光耦合器31感测电路40、40，、50比较器41输入端41a、41b转换器42跨电阻43
变压器44、52 负载电路L、L’ 负载元件A 启动元件B、B 第一电源N 第二电源U
电源感应信号Sl 触发信号S2 控制信号S3 比较信号S4驱动电位Sffl、SW2、SW3、SW4
具体实施例方式为了详细说明本发明的结构、特征及功效所在，兹列举多个较佳实施例并配合下列图式说明如后。请参阅图1所示，本发明第一较佳实施例所提供的紧急供电电路1，是用以设于具有多个负载元件A的一负载电路L，且可于一第一电源N(本实施例为交流市电)异常供电至该负载电路L时，提供一第二电源U(如电池、UPS系统、发电机等)以供该负载电路L的至少一该负载元件A正常运作；于本实施例中，该多个负载元件A可包括任何形式的发光元件如钨丝灯、螺旋灯泡、气体放电灯或各式LED灯组等，且视发光元件种类还可于该负载电路L的前级进一步装设有包括安定器或转换器等启动元件B，以提供该多个负载元件A运作的稳定性，合先叙明。本实施例的紧急供电电路1包括一切换模块100及一感控模块200， 其中切换模块100由感控模块200控制以切换第一电源N或第二电源U与负载电路L 的导通或截止，当该负载电路L初始启动状态下，是通过切换模块100与第一电源N导通； 当感控模块200感应第一电源N为异常供电至负载电路L时，该负载电路L是通过切换模块100与第一电源N断开，且维持至少一该负载元件A与第二电源U导通。感控模块200电性连接第二电源U及第一电源N，用以感应第一电源N或第二电源U供电于负载电路L的运作状态；当感控模块200感测该第二电源U输出至该负载电路 L的电流量超出一条件范围之外，则控制切换模块100将第二电源U切换至与其它负载元件 A导通，直至负载电路L的导通电流量吻合该条件范围。如此由该感控模块200感测第一电源N提供负载电路L的供电状态，并于第一电源N异常供电下控制切换模块100断开负载电路L的电流回路，改切换为以第二电源U供电至负载电路L，再导通负载电路L的至少一负载元件A的电流回路；且感控模块200持续感测第二电源U提供负载电路L的供电状态，使第二电源U与所导通负载元件A的电流量维持于上述条件范围之内，因而得以提供负载电路L的导通运作。至于若切换模块100切换使第二电源U与负载电路L的多个负载元件A导通，感控模块200所感测的电流量为该这些导通的负载元件A的电流总和，故一旦感控模块200 感测的电流量超出正常导通电流总和对应的条件范围，切换模块100的切换方式则为将第二电源U与其中之一已导通的负载元件A断开并切换为与另一负载元件A闭合导通，以对各负载元件A逐步排除发生异常的电流路径，直至所切换导通的负载元件A的导通电流总和吻合该条件范围。本实施例所提供该紧急供电电路1的切换模块100及感控模块200包括如图2所示的多个开关电路10、一控制电路20、一电源感应电路30与一感测电路40 ；其中
该这些开关电路10为电性连接上述第二电源U以及该感控模块200的控制电路 20。该第二电源U提供该这些开关电路10切换运作所需的直流电压VDD ；该控制电路20可输出多组不同数据字节合的控制信号S3，由各控制信号S3形成的多个驱动电位SW1、Sff2, Sff3, SW4分别以特定的高、低电平输入该这些开关电路10使切换导通或截止，因此各该开关电路10对应接设的负载元件A的电流回路即切换于闭合NC或断开NO的状态。当各该开关电路10未受到控制电路20控制于切换导通的驱动下，亦即控制信号S3对应输入该这些开关电路10为低电平的驱动电位SW1、SW2、SW3、SW4时，对应接设的负载元件A的电流回路处于闭合NC的状态；因此第一电源N供电至负载元件A为正常供电状态下，该这些开关电路10因未切换导通而不致产生电路功率消耗。该这些开关电路10的设置数量视第一电源N于异常供电状态发生时，可提供运作的负载元件A数量需求而调整，于本实施例中是以四个为例作说明，但不局限于此，当然更不受限需等同于正常供电状态的负载元件A数量； 控制电路20所输出控制信号S3的最大字节合数目即为可设置开关电路10的最大数量。各该开关电路10的实际电路元件还可以本实施例所例举的具有一电性连接该控制电路20的放大器11与一电磁感应开关12 ；其中，该电磁感应开关12的一次侧端组电性连接该放大器11，二次侧端组电性连接该负载元件A，故可由放大器11将该控制电路20的控制信号放大过后作为控制电磁感应开关12切换导通的驱动电流，电磁感应开关12导通运作后则对应使接设的负载元件A的电流回路处于断开NO的状态；直至控制电路20对应提供于开关电路10的控制信号为低电平的驱动电位SW1、SW2、SW3或SW4，故将放大器11以至电磁感应开关12切换为截止运作，才使接设的负载元件A的电流回路切换于闭合NC的状态。但该开关电路10的态样并不以此为限。该控制电路20，于本实施例为一微处理器，但不以此为限；该微处理器具有一电源感应端组21、一触发端组22以及一控制端组23 ；其中该电源感应端组21，为电性连接该电源感应电路30，该电源感应电路30于本实施例是以一光耦合器31接收该第一电源N所输出负载电路L的电流，并进而产生一电源感应信号Sl传送至该电源感应端组21，以供该控制电路20侦测该第一电源N的输出电流是否正常，如此的电源感测方式可直接串接于第一电源N的供电回路上，或仅需撷取微小的回路分流，具有较少电路功率消耗以及较准确的感测能力。但该电源感应电路30并不仅局限于使用光耦合器31而已，亦可使用其它公知电路替代，合先叙明。 该触发端组22，为电性连接该感测电路40，用以接收自该感测电路40所传送过来的一触发信号S2 (此部份容后再述)，以供该控制电路20侦测该第二电源U是否与负载电路L导通于正常的运作状态。该控制端组23，为电性连接该这些开关电路10，上述控制电路20产生的控制信号 S3即自该控制端组23输出，该控制端组23具有多个电性脚位分别对应输出上述的驱动电位SW1、SW2、SW3、SW4，使对应的开关电路10的开关元件11导通或截止运作，进而使第二电源U与对应的负载元件A电性导通或截止。该感测电路40，电性连接该控制电路20的触发端组22与该第二电源U，用以感测自该第二电源U输出至负载电路L的电流量；于本实施例中，当第二电源U为如电池等输出直流电压Vdd的元件，配合图3参照，该感测电路40具有一比较器41与一转换器42，且该第二电源U至负载电路L的电流输出路径上耦接一跨电阻43 ；其中，该比较器31的二输入端41a、41b分别电性连接于该跨电阻43的二端，以使该电流量转换为不同的分压电流对应输入该比较器41的二输入端41a、41b，再经由比较运算后输出一具有模拟规格的比较信号 S4，该比较信号S4较佳地再被如逻辑晶体管所构成的该转换器42转换成具有数字规格的该触发信号S2，以使该控制电路20侦测该第二电源U是否与该负载电路L正常电性导通。 详言之，如该电流量超出一条件范围之外时(该条件范围于本实施例为对应于一个负载元件A时的电流量)，该感测电路40则输出该触发信号S2，以传达该第二电源U未与该负载元件A正常电性导通的信息给该控制电路20。另一提的是，上述比较器41与转换器42可为单一的整合芯片；该感测电路40亦可整合至上述微处理器的控制电路20当中。更甚者， 上述跨电阻43可随该负载电路L的负载元件A数量及种类等不同的电性而变更；更方便的是将该跨电阻43替换成一调整件(本实施例为可变电阻，图未示)，如此一来，通过可调整该调整件的电性，即可方便替换紧急照明用的负载元件A的数量及种类。当然，感测电路的侦测方式以第二电源U的输出电性规格亦有所不同；除了如上述实施例以跨电阻43提供比较器41的二输入端41a、41b感测第二电源U的直流传输路径上不同的分压电流，亦可为如图4所示本发明的第二较佳实施例所提供的一感测电路40’。 当第二电源U为如UPS系统或发电机等以交流输出的供应电源，感测电路40 ’则设置一变压器44，使第二电源U输出至负载电路L的电流量转换为对应该比较器41的二输入端41a、 41b的感应电动势，同样可达到侦测负载电路L的导通电流量的目的。配合图1及图2参照，以下兹说明该紧急供电电路1如何确保至少一该负载元件A于停电或断电时仍可正常运作1.该第一电源N于停电、断电或供电异常时，该控制电路20的电源感应端组21所接收的电源感应信号Sl对应为该第一电源N异常供电至该负载电路L，此时，感控模块200 除了控制切换模块100各开关电路10切换于断开NO的状态，以截止所有负载元件A的电流回路，并控制切换模块100切换为以第二电源U供应负载电路L ；2.感控模块200的控制电路20的控制端组23再输出一个该控制信号S3，以对应由其中一该开关电路10接收为低电平的驱动电位(以本实施例中第一组开关电路10接收的驱动电位SWl为例)，使对应的负载元件A的电流回路导通；3.接着，该感测电路40感测该第二电源U输出至该负载电路L的电流量，并判断是否吻合一正常的条件范围；4.当该电流量超出上述条件范围之外时，该感测电路40则输出该触发信号S2，使该控制电路20的控制端组23输出另一个该控制信号S3，以使另一个开关电路10接收低电平的驱动电位(以本实施例中第二组开关电路10接收的驱动电位SW2为例)，使对应的负载元件A的电流回路导通；5.如此反复进行感测第二电源U的输出电流量的动作，直到其中一负载元件A的电流回路导通于正常的电流量为止。如此一来，即使负载电路L有部分的负载元件A损坏，本实施例的紧急供电电路1 仍可通过持续的切换及感测，直到确保将该第二电源U的电力提供至正常的负载元件A为止，以使本实施例的正常发光元件可在断电或停电时作为紧急照明之用；相较常用的而言， 本实施例的紧急供电电路不仅可于断电或停电时，提供第二电源予负载电路，还可进一步确保至少一该负载元件能够正常运作。
8
须特别说明的是，该控制电路20的控制端组23所输出的控制信号S3亦可一次输出多个低电平的驱动电位至对应的开关电路10(以本实施例中第一、第二组开关电路10接收的驱动电位SW1、SW2为例，第三、第四组开关电路10则为高电平的驱动电位SW3、SW4)， 由此一次控制多个负载元件A的电流回路导通，以感测第二电源U输出至多个负载元件A 的总电流量是否为正常的电路运作；若电流量超出总电流量所对应一条件范围之外时，控制电路20则输出另一个该控制信号S3以使其中一开关电路10切换导通状态为截止状态且另一开关电路10切换截止状态为导通状态，如此可对各负载元件A逐步排除发生异常的电流路径，直至所导通的负载元件A的导通电流总和吻合该条件范围。另，如图5所示本发明第三较佳实施例所提供的一紧急供电电路2，当一负载电路 L’的各负载元件A有对应单独控制电路稳定功能的启动元件B’，感控模块200’与上述第一较佳实施例所提供者的差异仅在于感测电路的数量；亦即，以多个如第一较佳实施例所提供的感测电路40分别对应感测该这些负载元件A的电流回路，即可分别对应输出触发信号S2至控制电路以控制各开关电路的切换状态。值得一提的是，本发明的紧急供电电路并不限定用以感测第二电源输出该负载电路L的电流量，还可如图6所示本发明第四较佳实施例所提供的一紧急供电电路3，用以感测输入该负载电路L之后的电流量，亦即于该这些负载元件A的前感测已由上述启动元件B 经变频、震荡、限流或电路稳定处理等所产生的总操作电流；该紧急供电电路3除具有如上述实施例所提供的切换模块100，还提供一感控模块500，该感控模块500与上述第二较佳实施例所提供者的差异仅在于感测电路的设置位置。由于上述第二较佳实施例所提供感测电路40’即具有感应交流信号的作用，故本实施例的感控模块500即可直接将该感测电路 40’设置如图7所示的一感测电路50，将配合该多个负载元件A操作特性的一变压器52位于启动元件B与该多个负载元件A之间，且同样具有如上述实施例所提供感测电路40’的比较器41与转换器42 ；因此感测电路50的变压器52用以直接侦测经启动元件B处理后提供该多个负载元件A实际运作的总电流量，并转换为对应该比较器41的二输入端41a、41b 的感应电动势。故当启动元件B的电路或任一负载元件A在与第二电源U导通状态下发生故障时，感测电路50所输出的比较信号S4即可控制该切换模块100切换使其它负载元件 A的电流回路导通直到其中一负载元件A的电流回路导通于正常的电流量为止。因此本实施例所提供的紧急供电电路3同样可感测第二电源U与负载元件A的导通电流回路上的电流量，尤其为输入该这些负载元件A的前的总操作电流量，可避免启动元件B的电路或任一负载元件A在导通状态下发生故障时，因电流回路仍维持导通而无法有效实时断开故障电路的风险。另，如图8所示本发明第五较佳实施例所提供的一紧急供电电路4，当一负载电路 L’的各负载元件A有对应单独控制电路稳定功能的启动元件B’，感控模块500’与上述第四较佳实施例所提供者的差异仅在于感测电路的数量；亦即，以多个如第四较佳实施例所提供的感测电路50分别对应感测经启动元件B’处理后提供各该负载元件A实际运作的电流量，即可分别对应控制各负载元件A的切换导通状态。当然，本发明的紧急供电电路除了可应用于多个发光元件的负载元件外，还可应用于多个油压缸的负载元件，由此确保正常的油压缸能够运作，以使相关设备得以维持运作一段时间，由此提升安全性。除此之外，任何有紧急供电需求的电能设备亦能应用本发明。 本发明于前揭实施例中所揭露的电路元件，仅为举例说明，并非用来限制本案的范围，其它等效电路的替代或变化，亦应为本案的申请专利范围所涵盖。
权利要求
1.一种紧急供电电路，设于多个负载元件，是于一第一电源异常供电至该多个负载元件时提供一第二电源，其特征在于，该紧急供电电路包含多个开关电路，电性连接上述第二电源及该多个负载元件；一控制电路，具有一电源感应端组、一触发端组以及一控制端组，该电源感应端组用以接收一电源感应信号以供该控制电路侦测该第一电源，该触发端组用以接收一触发信号以供该控制电路侦测该第二电源与该多个负载元件的导通状态，该控制端组用以输出多个控制信号，各该控制信号用以切换至少一该开关电路使至少一负载元件与第二电源的电流回路闭合导通；以及一感测电路，电性连接该控制电路的触发端组，用以感测自该第二电源至对应导通的该负载元件的导通电流回路上任一点的电流量，当该电流量超出一条件范围之外则输出该触发信号；当该控制电路所接收的电源感应信号对应为该正常电源异常供电至该多个负载电路时，该第一电源与该多个负载元件截止导通，该控制电路并输出一该控制信号，当该感测电路输出该触发信号时，该控制电路则输出另一该控制信号以维持至少一该负载元件与第二电源的电流回路闭合导通。
2.如权利要求1所述的紧急供电电路，其特征在于，该感测电路具有一比较器，该比较器的二输入端是用以感测该第二电源至该负载元件的电流路径上的不同分压。
3.如权利要求2所述的紧急供电电路，其特征在于，该感测电路还具有一跨电阻电性耦接于该第二电源与该负载元件之间，该比较器的二输入端分别电性连接于该跨电阻的二端。
4.如权利要求2所述的紧急供电电路，其特征在于，该比较器的一输出端还电性耦接一转换器，用以将自该比较器的输出端所输出的信号转换成该触发信号。
5.如权利要求4所述的紧急供电电路，其特征在于，该转换器具有一逻辑晶体管，当该比较器所输出的信号触发该逻辑晶体管导通运作，则该感测电路输出该触发信号。
6.如权利要求2所述的紧急供电电路，其特征在于，该感测电路还具有一调整件电性耦接于该第二电源与该负载元件之间，是用以改变该比较器所感测的不同分压以调整该感测电路所感测电流量的条件范围。
7.如权利要求1所述的紧急供电电路，其特征在于，该感测电路具有一比较器，该比较器的二输入端为电性连接一变压器，该该变压器用以接收该第二电源输出至该负载元件的电流量。
8.如权利要求1所述的紧急供电电路，其特征在于，该感测电路具有一比较器，该比较器的二输入端为电性连接一变压器，该变压器用以接收该输入至该负载元件的电流量。
9.如权利要求1所述的紧急供电电路，其特征在于，各该开关电路具有一放大器与一电磁感应开关，该放大器电性连接该控制电路的控制端组，该电磁感应开关的一次侧端组电性连接该放大器，二次侧端组电性连接该负载元件。
10.如权利要求1所述的紧急供电电路，其特征在于，该感测电路电性连接该第二电源，该感测电路感测的电流量为该第二电源输出至对应导通的负载元件的电流。
11.如权利要求10所述的紧急供电电路，其特征在于，该感测电路感测的电流量为该第二电源输出至多个导通的负载元件的电流总和。
12.如权利要求10所述的紧急供电电路，其特征在于，具有多个感测电路，各该感测电路感测的电流量为该第二电源输出至一对应导通的该负载元件的电流。
13.如权利要求1所述的紧急供电电路，其特征在于，该感测电路电性连接该多个负载元件，该感测电路感测的电流量为至少一该负载元件所接收的电流。
14.如权利要求13所述的紧急供电电路，其特征在于，该感测电路感测的电流量为多个负载元件所接收的电流总和。
15.如权利要求13所述的紧急供电电路，其特征在于，具有多个感测电路，各该感测电路感测的电流量为一该负载元件所接收的电流。
16.如权利要求1所述的紧急供电电路，其特征在于，还包含一电源感应电路，该电源感应电路是以一光耦合器接收该第一电源所输出的电流，并产生该电源感应信号。
17.一种紧急供电电路，设于多个负载元件，是于一第一电源异常供电至该多个负载元件时提供一第二电源，以供至少一该负载元件正常运作，其特征在于，该紧急供电电路包含一切换模块，电性连接上述负载元件；以及一感控模块，电性连接该切换模块及上述第一电源与第二电源，当感控模块感测该第一电源为异常供电至该多个负载元件时，则控制该切换模块将该第一电源截止导通于该多个负载元件，并控制该切换模块切换至少一该负载元件与该第二电源电性导通；当感控模块感测该第二电源与负载元件的导通电流回路上任一点的电流量超出一条件范围之外，则控制该切换模块切换其它至少一该负载元件与第二电源电性导通。
18.如权利要求17所述的紧急供电电路，其特征在于，该感控模块感测的电流量为该第二电源输出至对应导通的负载元件的电流。
19.如权利要求18所述的紧急供电电路，其特征在于，该感控模块感测的电流量为该第二电源输出至多个导通的负载元件的电流总和。
20.如权利要求17所述的紧急供电电路，其特征在于，该感控模块感测的电流量为输入至负载元件的电流。
21.如权利要求20所述的紧急供电电路，其特征在于，该感控模块感测的电流量为输入至多个负载元件的电流总和。
全文摘要
本发明关于一种紧急供电电路，设于多个负载元件并具有一切换模块以及一感控模块，感控模块电性连接该切换模块及一第一电源与一第二电源，当感控模块感测第一电源为异常供电至负载元件时，则控制该切换模块将该第一电源截止导通于该多个负载元件，并控制该切换模块切换至少一该负载元件与该第二电源电性导通；当感控模块感测该第二电源与负载元件的导通电流回路上任一点的电流量超出一条件范围之外，则控制该切换模块将第二电源与其它至少一该负载元件导通。
文档编号G01R19/00GK102377232SQ201010247388
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者吕世泽 申请人:吕世泽