TWI848746B - 具有電磁干擾防護功能的感測電路 - Google Patents

Abstract

一種具有電磁干擾防護功能的感測電路 ，包含一運算元件以及一感測模組。所述運算元件具有一第一端及一第二端，用於根據所述第一端與所述第二端之間的一電壓差輸出一感測結果。所述感測模組具有一第一接點、一第二接點、一第三接點及一第四接點，所述第一接點電性連接於所述第一端，所述第二接點電性連接於所述第二端且透過一第一電路接地，所述第三接點電性連接於所述第一接點且用於接收一電訊號，所述第四接點電性連接於所述第二接點且透過一第二電路接地，其中，所述第一電路同於所述第二電路。

Description

具有電磁干擾防護功能的感測電路

本發明係關於一種具有電磁干擾防護功能的感測電路。

隨著短視頻，雲端服務的發展，伺服器對資料儲存的要求越來越大。處理器的功耗越來越大，如今廠商選擇透過提高頻率換取更高的性能，伴隨而來的是處理器的功耗也隨之走高。在這樣的需求推動下，系統功耗越來越大，訊號頻率也越來越快。

在處理器功耗越來越大的趨勢下，大電流的選擇成了必然趨勢。有電流流過一段導線的時候，它的周圍都會形成環形的磁場。如果是較大電流開始變化，會產生較大的磁場變化，變化的電流會生成變化的磁場，變化的磁場會生成變化的電場，變化的電場又會生成變化的磁場，它們會相互交替著從近處向遠處傳播，使得那些身處其中的比較敏感的電器設備就可能因為受其影響而不能正常工作或是出現性能變差的情況。

鑒於上述，本發明提供一種具有電磁干擾防護功能的感測電路。

依據本發明一實施例的具有電磁干擾防護功能的感測電路，包含一運算元件以及一感測模組。所述運算元件具有一第一端及一第二端，用於根據所述第一端與所述第二端之間的一電壓差輸出一感測結果。所述感測模組具有一第一接點、一第二接點、一第三接點及一第四接點，所述第一接點電性連接於所述第一端，所述第二接點電性連接於所述第二端且透過一第一電路接地，所述第三接點電性連接於所述第一接點且用於接收一電訊號，所述第四接點電性連接於所述第二接點且透過一第二電路接地，其中，所述第一電路同於所述第二電路。

藉由上述結構，本案所揭示的具有電磁干擾防護功能的感測電路，透過將運算元件的信號輸入端透過與感測模組的接地端相同的接地方式進行接地，可簡單有效的達成電磁干擾防護的效果。相較於以外加具有電磁屏蔽功能的層體或殼體的作法，本案的感測電路除了便於實施以外，亦可避免屏蔽能力不足且無法從根源上解決電磁干擾問題的情況，使得電磁敏感的感測電路就算位於高頻訊號充斥的磁場變化環境中，依然可保持感測及運算功能的正常。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

100,100’:感測電路

1:運算元件

2,2’:感測模組

20:漏液檢測繩

20a:第一檢測線

20b:第二檢測線

3:第一電路

4:第二電路

T1:第一端

T2:第二端

P1:第一接點

P2:第二接點

P3:第三接點

P4:第四接點

P5:第五接點

P6:第六接點

P7:第七接點

P8:第八接點

N:節點

V1:電訊號

d1,d2:距離

圖1係依據本發明一實施例所繪示的具有電磁干擾防護功能的感測電路的示意圖。

圖2係依據本發明另一實施例所繪示的具有電磁干擾防護功能的感測電路的示意圖。

圖3係依據本發明另一實施例所繪示的具有電磁干擾防護功能的感測電路的漏液檢測繩的檢測狀態的示意圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參考圖1，圖1係依據本發明一實施例所繪示的具有電磁干擾防護功能的感測電路的示意圖。如圖1所示，具有電磁干擾防護功能的感測電路100包含一運算元件1、一感測模組2、一第一電路3及一第二電路4。運算元件1具有一第一端T1及一第二端T2，用於根據第一端T1與第二端T2之間的一電壓差輸出一感測結果。感測模組2具有一第一接點P1、一第二接點P2、一第三接點P3及一第四接點P4，第一接點P1電性連接於第一端T1，第二接點P2電性連接於第二端T2且透過第一電路3接地，第三接點P3透過模組內部電路電性連接於第一接點P1且用於接收一電訊號V1，第四接點P4透過模組內部電路電性連接於第二接點P2且透過第二電路4接地，其中，第一電路3的電路組成同於第二電路4的電路組成，第一電路3連接於第二接點P2與第二端T2之間的一節點N。

在本例中，運算元件1可透過如運算放大器或比較器來實現，用於根據第一端T1與第二端T2之間的電壓差產生一感測結果。舉例來說，當第一端T1與第二端T2之間的電壓差高於一預定值時，運算元件1可輸出一第一結果，當第一端T1與第二端T2之間的電壓差小於或等於所述預定值時，運算元件1可輸出一第二結果。感測模組2可包含一漏液檢測元件、一壓敏電阻、一熱敏電阻、一磁敏元件及一繼電器中的至少一者。感測模組2的一側用於接收電訊號V1，另一側用於連接至運算元件1。

在本例中，運算元件1的判斷基準關聯於電訊號V1的電壓值。具體來說，感測模組2可根據感測的環境變化而改變為不同狀態，例如感測模組2在一第一狀態下，其第一接點P1與第二接點P2之間的電壓差可與第一接點P1與第二接點P2之間的電壓差相等，即電訊號V1，據此，運算元件1可偵測感測模組處於該第一狀態。或者，當感測模組2在一第二狀態下時，其第一接點P1與第二接點P2之間的電壓差可與電訊號V1不同，據此，運算元件1可偵測感測模組處於該第二狀態。在本例中，第一電路3與第二電路4相同，例如為同樣的電阻元件。

本例的具有電磁干擾防護功能的感測電路100可設置在磁場干擾環境下而保持運算元件1及感測模組2的正常工作。舉例來說，感測模組2雖然處於一第一狀態，卻因為其位於磁場干擾環境下，導致第一接點P1與第二接點P2之間的電壓差受到磁場影響而改變為不同於電訊號V1。然而，透過與第二電路4對稱設置的第一電路3，使運算元件1 的第一端T1及第二端T2接收的電壓差不受外界磁場干擾，以順利辨別感測模組2處於該第一狀態，避免發生因磁場干擾導致的誤報狀況。

基於圖1的感測電路100的實施例，以下描述其他變化態樣。第一電路3及第二電路4可各為一導線，即感測模組2的第四接點P4及運算元件1的第二端T2可直接接地。如此一來，即使感測模組2受到周遭磁場干擾而中間產生電壓變化，運算元件1也可準確量測第一端T1與第二端T2之間的電壓差。此外，節點N與運算元件1的一距離可小於第二接點P2與第四接點P4之中點與節點N之間的一距離，也就是說，本案透過越靠近運算元件1之近點接地的方式，可越有效抑制位於遠端的感測模組受到磁場干擾導致的電壓變化，進一步減少檢測誤差的發生。

請參考圖2，圖2係依據本發明另一實施例所繪示的具有電磁干擾防護功能的感測電路的示意圖。如圖2所示，具有電磁干擾防護功能的感測電路100’包含一運算元件1、一感測模組2’、一第一電路3及一第二電路4。運算元件1具有一第一端T1及一第二端T2，用於根據第一端T1與第二端T2之間的一電壓差輸出一感測結果。感測模組2’包含一漏液檢測繩20、一第一連接器21及一第二連接器22。第一連接器21具有第一接點P1、第二接點P2、第五接點P5及第六接點P6，第一接點P1透過內部電路電性連接於第五接點P5，第二接點P2透過內部電路電性連接於第六接點P6。漏液檢測繩20包含一第一檢測線20a及一第二檢測線20b，其中第一檢測線20a的一端電性連接於第五接點P5，第二檢測線20b的一端電性連接於第六接點P6。第二連接器22具有第七接點P7、第八接點P8、第三接點P3及第四接點P4，第三接點P3透過內部電路電性連接於 第七接點P7，第四接點P4透過內部電路電性連接於第八接點P8，其中第七接點P7電性連接於第一檢測線20a的另一端，第八接點P8電性連接於第二檢測線20b的另一端。第一接點P1電性連接於第一端T1，第二接點P2電性連接於第二端T2且透過第一電路3接地，第三接點P3透過第一漏液檢測線20a電性連接於第一接點P1且用於接收一電訊號V1，第四接點P4透過第二漏液檢測線20b電性連接於第二接點P2且透過第二電路4接地，其中，第一電路3同於第二電路4，第一電路3連接於第二接點P2與第二端T2之間的一節點N。

在本例中，運算元件1可透過如運算放大器或比較器來實現。感測模組2’由兩個連接器與漏液檢測繩組成，其中第一連接器21及第二連接器22可各為適用於一主機板的訊號傳輸的連接器。具體來說，感測模組2’可鄰近設置於一主機板的一處理器，且位於該處理器的高頻訊號所形成的一磁場干擾區域中。第一電路3與第二電路4相同，例如為同樣的電阻元件。本例的具有電磁干擾防護功能的感測電路100’特別係關於一種漏液感測電路。漏液感測電路鄰近設置於一液冷模組以檢測漏液的發生，液冷模組鄰近設置於一高功耗元件以進行降溫作業。然而，漏液感測電路的漏液檢測繩是屬於敏感設備，極易受到外部電磁場的干擾。

請結合圖2參照圖3，圖3係依據本發明另一實施例所繪示的具有電磁干擾防護功能的感測電路的漏液檢測繩的檢測狀態的示意圖。如圖3所示，感測模組2’的漏液檢測繩20的第一檢測線20a及第二檢測線20b被一可吸水材質包覆，因此，在乾燥情況下，第一檢測線20a與 第二檢測線20b之間可視為斷路。然而，當漏液檢測繩20接觸液體時，會使得第一檢測線21與第二檢測線22之間形成短路，進而影響第一連接器與運算器之間連接處的電壓值。

在本例中，漏液檢測繩20兩端分別連接於安裝在主機板上的第一連接器21及第二連接器22，並鄰近設置於一液冷模組的液體管路。在正常乾燥(無發生漏液)的情況下，運算元件1可透過第一連接器21、漏液檢測繩20、第二連接器22量測第一端T1與第二端T2之間的電壓差與電訊號V1基本相同。在漏液檢測繩20接觸到漏液的情況下，由於第一檢測線20a與第二檢測線20b之間短路，使得運算元件1量測第一端T1與第二端T2之間的電壓差小於電訊號V1的電壓。在乾燥(無發生漏液)且漏液檢測繩20位於磁場干擾的環境的情況，第一檢測線20a與第二檢測線20b可能發生干擾訊號，然而透過靠近運算元件1的第二端T2與第二接點P2之間接地，運算元件1可量測第一端T1與第二端T2之間的電壓差與電訊號V1相同以判斷無發生漏液情形，而不被環境磁場干擾。

在本例中，漏液檢測繩20的長度可達數十公分至數公尺，且第二端T2與第二接點P2之間接地的節點N與運算元件1的一距離d1小於第二接點P2與第四接點P4之中點與上述接地的節點N之間的一距離d2，其中距離d1及d2可指涉為相關電訊號的路徑長而不限於兩點之間距離。透過本例的近點接地的電路配置，可有效減少環境磁場變化對運算元件1進行量測的影響，提升準確性並降低誤報率。本案適用於其他受到電磁干擾的敏感器件(如壓敏電阻、熱敏電阻、磁敏元件等)和繼電器等， 在佈局和電子設計時，應考慮電磁干擾，可對邏輯判斷器件進行如前述實施例的方式電磁保護。

較佳地，上述的第一連接器21可採用市面上的J27系列的連接器作為漏液檢測繩20與訊號源之間的連接，第二連接器22可採用市面上的J41系列的連接器作為漏液檢測繩20與運算器1之間的連接。電訊號V1可以為3伏特的電壓訊號。運算器1可採用市面上的U29系列的比較器來實現。上述特定型號的連接器適於搭配主機板、漏液檢測繩及液冷模組一起使用，上述比較器適於根據施加在第一連接器21的一端的電訊號(如3伏特)進行量測，以判斷漏液檢測繩20是否接觸到漏液。

藉由上述結構，本案所揭示的具有電磁干擾防護功能的感測電路，透過將運算元件的信號輸入端透過與感測模組的接地端相同的接地方式進行接地，可簡單有效的達成電磁干擾防護的效果。相較於以外加具有電磁屏蔽功能的層體或殼體的作法，本案的感測電路除了便於實施以外，亦可避免屏蔽能力不足且無法從根源上解決電磁干擾問題的情況，使得電磁敏感的感測電路就算位於高頻訊號充斥的磁場變化環境中，依然可保持感測及運算功能的正常。此外，本案的感測電路可透過近點接地的電路配置，有效減少環境磁場變化對運算元件進行量測的影響，提升準確性並降低誤報率。本案可適用於各種易受電磁干擾的敏感器件(如漏液檢測元件、壓敏電阻、熱敏電阻、磁敏元件等)和繼電器等。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬 本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

100:感測電路

1:運算元件

2:感測模組

3:第一電路

4:第二電路

T1:第一端

T2:第二端

P1:第一接點

P2:第二接點

P3:第三接點

P4:第四接點

N:節點

V1:電訊號

Claims (8)

1. 一種具有電磁干擾防護功能的感測電路，包含： 一運算元件，具有一第一端及一第二端，用於根據該第一端與該第二端之間的一電壓差輸出一感測結果；以及 一感測模組，具有一第一接點、一第二接點、一第三接點及一第四接點，該第一接點電性連接於該第一端，該第二接點電性連接於該第二端且透過一第一電路接地，該第三接點電性連接於該第一接點且用於接收一電訊號，該第四接點電性連接於該第二接點且透過一第二電路接地， 其中，該第一電路同於該第二電路，該第一電路連接於該第二接點與該第二端之間的一節點。
2. 如請求項1所述的具有電磁干擾防護功能的感測電路，其中該感測模組包含： 一第一連接器，具有該第一接點、該第二接點、一第五接點及一第六接點，該第一接點電性連接於該第五接點，該第二接點電性連接於該第六接點； 一漏液檢測繩，包含一第一檢測線及一第二檢測線，該第一檢測線的一端電性連接於該第五接點，該第二檢測線的一端電性連接於該第六接點；以及 一第二連接器，具有一第七接點、一第八接點、該第三接點及該第四接點，該第七接點電性連接於該第一檢測線的另一端，該第八接點電性連接於該第二檢測線的另一端。
3. 如請求項2所述的具有電磁干擾防護功能的感測電路，其中該第一連接器及該第二連接器各為適用於一主機板的訊號傳輸的連接器。
4. 如請求項2所述的具有電磁干擾防護功能的感測電路，其中該感測模組鄰近設置於一主機板的一處理器，且位於該處理器的高頻訊號所形成的一磁場干擾區域中。
5. 如請求項1所述的具有電磁干擾防護功能的感測電路，其中該第一電路及該第二電路各為一導線。
6. 如請求項1所述的具有電磁干擾防護功能的感測電路，其中該運算元件為一比較器。
7. 如請求項1所述的具有電磁干擾防護功能的感測電路，其中該節點與該運算元件的一距離小於該第二接點與該第四接點之中點與該節點之間的一距離。
8. 如請求項1所述的具有電磁干擾防護功能的感測電路，其中該感測模組包含一壓敏電阻、一熱敏電阻、一磁敏元件及一繼電器中的至少一者。

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