与门铃共享电源的电子系统及其供电方法与流程

1.本发明涉及一种门铃电源的共享电路的设计，特别是一种与门铃共享电源的电子系统及其供电方法。


背景技术：

2.一般住家都会设置有门铃装置，以供访客简便地知会位于住家内的人来开门。门铃装置主要具有用于发出声响的门铃以及用于驱动门铃响起的开关。其中，门铃会设置在住家内，而门铃的开关则设置在建筑物大门上，以方便访客通过按压开关来驱动住家内的门铃响起。因此，基于门铃装置为现在建筑物里不可或缺的东西，建筑物上一般都会预留门铃装置的线路，以便于安装门铃与开关。
3.除了门铃外，一般住宅、办公大楼或公寓大楼等建筑物，或多或少会添设一些保全装置(例如：对讲机、呼叫器、消防设备、门禁感应器、监视器及广播器等电子装置)，借以维护建筑物、工作场所或居家生活的防盗与安全。并且，建筑物则需额外配置管线以供应添设的保全装置运行所需的电力。因此，装设上相当不便。
4.为了避免需额外配置电力管线，电子装置会串接在门铃的电路回路上以与门铃共享电源。此时，在门铃不需运行时，借由旁路电路将门铃短路使其失去效用，并借由串接开关导通以供电给保全装置。


技术实现要素：

5.然而，发现因对门铃本身的阻抗关系，少部分会导致设计旁路电路的时候会有相容性问题，例如：因不同门铃具有不同的阻抗，以致旁路电路中的阻抗不匹配而无法正确开关。再者，还发现门铃短路时，因门铃本身的阻抗实质上仍会有些许电流会流向门铃，当此电流够大时则有可能造成门铃误操作。
6.在一实施例中，提供一种与门铃共享电源的电子系统，包括：开关电路与电子装置。开关电路包括：用以耦接第一门铃接点的第一连接端、用以耦接第二门铃接点与门铃的第一端的第二连接端以及用以耦接门铃的第二端的第三连接端。电子装置包括：用以耦接第一开关接点的第一电源端、用以耦接第二开关接点的第二电源端、门铃致动单元与功能电路。门铃致动单元耦接在第一电源端与第二电源端之间。功能电路耦接在第一电源端与第二电源端之间并提供功能运行。在正常模式下，第一连接端接通至第二连接端，并且门铃致动单元断开第一电源端与第二电源端。在响铃模式下，门铃致动单元短路第一电源端与第二电源端，并且第一连接端接通至第三连接端。
7.在一实施例中，提供一种与门铃共享电源的供电方法，其包括：利用开关电路常态导通第一供电回路并断开第二供电回路，以致供应电源经由第一供电回路提供给电子装置，并且门铃经由第二供电回路保持开路状态；短路电子装置的两电源端；以及于两电源端短路时，切换开关电路为断开第一供电回路并导通第二供电回路，以致供应电源经由第二供电回路提供给门铃。
8.综上，根据本发明的与门铃共享电源的电子系统及其供电方法，其能在不影响门铃的正常使用下以门铃的供电而提供各种电子装置运行所需的电力。并且，根据本发明的与门铃共享电源的电子系统及其供电方法，其提供简单的电路设计且不须额外的控制单元来控制开关电路的切换。再者，于正常模式下(即门铃未需发出响铃声时)，由于开关电路未直接与门铃并联，即门铃的一端保持开路状态，因此能有效解决门铃与开关电路的相容性与门铃误操作等问题。
附图说明
9.图1为一实施例的与门铃共享电源的电子系统在正常模式下的示意图。
10.图2为一实施例的与门铃共享电源的电子系统在响铃模式下的示意图。
11.图3为图1中开关电路的一示范例的概要电路图。
12.图4为图1中开关电路的另一示范例的概要电路图。
13.附图标记说明：
14.10
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电子系统
15.110
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开关电路
16.111
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第一连接端
17.112
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第二连接端
18.113
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第三连接端
19.114
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继电器
20.115
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整流电路
21.116
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滤波电路
22.130
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电子装置
23.131
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第一电源端
24.132
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第二电源端
25.133
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门铃致动单元
26.134
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功能电路
27.20
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门铃
28.30
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电源电路
29.310
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交流电供应源
30.320
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电源转换电路
31.n11
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第一门铃接点
32.n12
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第二门铃接点
33.n21
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第一开关接点
34.n22
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第二开关接点
35.l1
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第一供电回路
36.l2
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第二供电回路
37.cm
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公共端
38.nc
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常闭端
39.no
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常开端
40.t1
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第一端
41.t2
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第二端
42.t3
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第三端
43.t4
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第四端
44.d1
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第一光发射元件
45.d2
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第二光发射元件
46.m1
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第一光接收元件
47.m2
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第二光接收元件
48.r1
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电阻
49.r2、r21、r22
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阻抗元件
50.r3
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限流阻抗
51.r4、r5
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电阻
52.p1～p8
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引脚
53.ir、ir1、ir2
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驱动电流
54.c1
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电容
55.c2
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稳压元件
具体实施方式
56.关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，其可指两个或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而“耦接”或“连接”还可指两个或多个元件相互操作或动作。并且，于本文中所使用的“第一”、“第二”及“第三”等术语，其用以区别所指的元件，而非用以排序或限定所指元件的差异性，且也非用以限制本发明的范围。
57.以下将以图式公开本发明内容的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明内容。也就是说，在本发明内容部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些现有技术惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示。在所有图式中相同的标号将用于表示相同或相似的元件。
58.图1为一实施例的与门铃共享电源的电子系统10在正常模式下的示意图。图2为一实施例的与门铃共享电源的电子系统10在响铃模式下的示意图。参照图1及图2，与门铃共享电源的电子系统10(以下简称电子系统10)包括：一开关电路110与一电子装置130。
59.电子装置130包括：两电源端(以下分别称之为第一电源端131与第二电源端132)、门铃致动单元133与功能电路134。其中，功能电路134包括提供电子装置130的主要功能运行的执行电路。举例来说，当电子装置130为监视器时，功能电路134则包括提供监视功能的监视器电路。在另一示范例中，当电子装置130为门禁感应器时，功能电路134则包括提供门禁感应功能的门禁感应电路。于此虽以电子装置130为监视器或门禁感应器为例，但本发明不限于此，因应使用者需求，电子装置130可为对讲机、呼叫器、消防设备、门禁感应器、监视器或广播器等。其中，门铃致动单元133可为实体开关按钮或虚拟开关按钮等。
60.功能电路134耦接在第一电源端131与第二电源端132之间，以致于在使用时可经由第一电源端131与第二电源端132接收来自电子装置130外部的供应电源来提供运行所需
的电力。其中，电子装置130内部可以包含一整流电路。在一示范例中，功能电路134除了主要功能运行的执行电路外，还可包含整流电路。整流电路用以将来自电子装置130外部的供应电源转换为主要功能运行的执行电路所需的电力。
61.门铃致动单元133耦接在第一电源端131与第二电源端132之间。换言之，门铃致动单元133的第一端耦接第一电源端131，而门铃致动单元133的第二端耦接第二电源端132。举例来说，功能电路134的正电接点与门铃致动单元133的第一端同时耦接第一电源端131，而功能电路134的负电接点与门铃致动单元133的第二端耦接第二电源端132。
62.开关电路110包括三连接端(以下分别称之为第一连接端111、第二连接端112与第三连接端113)。
63.于安装电子系统10时，第一连接端111与第二连接端112分别耦接两门铃接点(以下分别称之为第一门铃接点n11与第二门铃接点n12)，并且第二连接端112与第三连接端113分别耦接一门铃20的两端(以下分别称之为第一端与第二端)。第一电源端131与第二电源端132则分别耦接两开关接点(以下分别称之为第一开关接点n21与第二开关接点n22)。换言之，第一连接端111耦接第一门铃接点n11，第二连接端112耦接第二门铃接点n12与门铃20的第一端，而第三连接端113耦接门铃20的第二端。第一电源端131耦接第一开关接点n21，而第二电源端132则耦接第二开关接点n22。在一些实施例中，门铃20可为传统式门铃、音乐门铃或电子门铃等。
64.在一些实施例中，第一门铃接点n11与第二门铃接点n12可为预留在室内壁面上用以提供门铃安装的安装盒孔中两接点。第一开关接点n21与第二开关接点n22则可为预留在室外壁面上用以提供门铃按钮安装的两接点。其中，第二门铃接点n12经由建筑物上的走线耦接至第一开关接点n21。第一门铃接点n11与第二开关接点n22则分别经由建筑物上的走线耦接至建筑物的电源电路30。于此，电源电路30用以输出供应电源(如，交流电压)。在一示范例中，电源电路30可包括交流电供应源310(如，市电)，并且此交流电供应源310例如可提供110v～220v的交流电压。在另一示范例中，电源电路30可包括交流电供应源310(如，市电)与电源转换电路320(如，变压器)。电源转换电路320的输入端耦接交流电供应源310，并且电源转换电路320的输出端耦接经由建筑物上的走线耦接至第一门铃接点n11与第二开关接点n22。于此，交流电供应源310可提供110v～220v的交流电压，然后经由电源转换电路320转换为适用于门铃20的供应电源，如约8v～24v的交流电压。
65.于此，电子系统10的运行模式包括常态的正常模式与门铃20响起时的响铃模式。
66.参照图1，在正常模式下，第一连接端111接通至第二连接端112，门铃致动单元133断开第一电源端131与第二电源端132。此时，第一连接端111断开第三连接端113，并且功能电路134能经由第一电源端131与第二电源端132接收供应电源。换言之，参照图1，电源电路30、第一门铃接点n11、第一连接端111、第二连接端112、第二门铃接点n12、第一开关接点n21、第一电源端131、功能电路134、第二电源端132以及第二开关接点n22依序导通而形成第一供电回路l1(如图1中以虚线箭头所示的回路)，因而电源电路30所输出的供应电源通过第一供电回路l1提供功能电路134运行所需的电力(和/或对功能电路134内的储能元件进行充电)。也就是说，开关电路110常态导通第一门铃接点n11与第二门铃接点n12，且门铃致动单元133常态断开第一电源端131与第二电源端132，以致于电源电路30与功能电路134形成串联回路。于此，第一供电回路l1与门铃20断开，因而不供电给门铃20(即，门铃20不发
出声响)。其中，功能电路134内的储能元件可为电池或电容等。也就是说，于正常模式下(即门铃20未发出响铃声时)，开关电路110未直接与门铃20并联，门铃20的一端保持开路状态，电源电路30所输出的供应电源通过第一供电回路l1并未供电给门铃20，因此可避免门铃20发生误操作(例如在不该响铃时发出响铃声)。
67.参照图2，在响铃模式下，门铃致动单元133被触发而短路第一电源端131与第二电源端132，即第一电源端131接通至第二电源端132，并且第一连接端111接通至第三连接端113。此时，第一连接端111断开第二连接端112，并且门铃20能经由第三连接端113(即，借由第一连接端111与第三连接端113的导通而导通至第一门铃接点n11)与第二门铃接点n12接收供应电源。换言之，参照图2，电源电路30、第一门铃接点n11、第一连接端111、第三连接端113、门铃20、第二门铃接点n12、第一开关接点n21、第一电源端131、门铃致动单元133、第二电源端132以及第二开关接点n22依序导通而形成第二供电回路l2(如图2中以虚线箭头所示的回路)，因而电源电路30所输出的供应电源通过第二供电回路l2提供门铃20运行所需的电力(即，门铃20发出响铃声)。于此，第二供电回路l2会绕过(bypass)功能电路134。也就是说，开关电路110常态导通第一门铃接点n11与门铃20的第二端，且门铃致动单元133常态导通第一电源端131与第二电源端132，以致于电源电路30、门铃20与门铃致动单元133形成串联回路。在一些实施例中，于第二供电回路l2绕过功能电路134时，功能电路134可借由内建的储能元件来提供功能电路134运行所需的电力。
68.换句话说，开关电路110常态导通第一供电回路l1并断开第二供电回路l2，以致供应电源经由第一供电回路l1提供给电子装置130的功能电路134，并且门铃20经由第二供电回路l2与供应电源保持开路状态(即与供应电源断开)。此时，门铃20则不发出响铃声。
69.于门铃致动单元133被触发时，门铃致动单元133会短路电子装置130的两电源端(即第一电源端131与第二电源端132)。于电子装置130的两电源端短路时，开关电路110会切换为断开第一供电回路l1并导通第二供电回路l2，以致供应电源经由第二供电回路l2提供给门铃20。此时，第二供电回路l2绕过电子装置130的功能电路134，并且门铃20受供应电源驱动而发出响铃声。
70.在一实施例中，门铃致动单元133被触发后，短路第一电源端131与第二电源端132的时间长度可由功能电路134(如，控制电路)来决定。换言之，于门铃致动单元133被触发时，功能电路134可控制门铃致动单元133的开和关的时间长度。在另一实施例中，门铃致动单元133被触发后，短路第一电源端131与第二电源端132的时间长度可取决于使用者按压时间。换言之，于使用者按压住门铃致动单元133时，门铃致动单元133会短路第一电源端131与第二电源端132，直到使用者释放(即，不按压)门铃致动单元133。
71.在一些实施例中，开关电路110还可包括继电器114。继电器114具有公共端cm、常闭端nc以及常开端no。公共端cm耦接第一连接端111。常闭端nc耦接第二连接端112。常开端no耦接第三连接端113。公共端cm常态接通常闭端nc。换言之，在正常模式下，公共端cm导通常闭端nc。反之，在响铃模式下，公共端cm导通常开端no。于此，虽以一个继电器114为例，但此数量非本发明的限制；在相同运行原理之下，也能采用多个继电器114来实现开关电路110的运行。
72.在一些实施例中，继电器114可为电子式继电器，如光耦合继电器。于此，继电器114的控制端也耦接至第一连接端111。换言之，继电器114受控于第一门铃接点n11的电压。
73.在一些实施例中，参照图3或图4，图3为图1中开关电路110的一示范例的概要电路图，图4为图1中开关电路110的另一示范例的概要电路图。开关电路110还可包括整流电路115与继电器114。整流电路115具有第一端t1与第二端t2。整流电路115的第一端t1耦接第一连接端111。于本示范例中，继电器114为光耦合继电器。继电器114具有两光发射元件(以下分别称之为第一光发射元件d1与第二光发射元件d2)以及两光接收元件(以下分别称之为第一光接收元件m1与第二光接收元件m2)。第一光发射元件d1与第二光发射元件d2耦接在整流电路115的第二端t2与接地之间。第一光接收元件m1耦接在第一连接端111与第二连接端112之间，并且受控于第一光发射元件d1。第二光接收元件m2耦接在第一连接端111与第三连接端113之间，并且受控于第二光发射元件d2。于此，第一光接收元件m1常态为导通，且第二光接收元件m2常态为断开。换言之，在正常模式下，第一光接收元件m1导通第一连接端111与第二连接端112，而第二光接收元件m2断开第一连接端111与第三连接端113。在响铃模式下，第一光接收元件m1断开第一连接端111与第二连接端112，而第二光接收元件m2导通第一连接端111与第三连接端113。
74.在一些实施例中，第一光发射元件d1与第二光发射元件d2可于继电器114外部串接阻抗元件r2或r21、r22，如图3及图4所示。如此，可借由选择适当阻抗值的阻抗元件来决定继电器114切换的灵敏度。其中，阻抗元件r2、r21或r22可由电阻实现。
75.在一示范例中，参照图3，阻抗元件r2的第一端耦接整流电路115的第二端t2。第一光发射元件d1与第二光发射元件d2顺向串接在阻抗元件r2的第二端与接地之间。举例来说，继电器114具有八个引脚p1～p8。对于继电器114的内部电路，第一光发射元件d1的正极耦接引脚p1，而第一光发射元件d1的负极耦接引脚p2。第二光发射元件d2的正极耦接引脚p3，而第二光发射元件d2的负极耦接引脚p4。第一光接收元件m1的第一端耦接引脚p8，而第一光接收元件m1的第二端耦接引脚p7。第二光接收元件m2的第一端耦接引脚p6，而第二光接收元件m2的第二端耦接引脚p5。对于继电器114的外部电路，引脚p1耦接阻抗元件r2的第二端，引脚p2耦接引脚p3，引脚p4耦接地，引脚p5耦接第三连接端113，引脚p6与引脚p8耦接第一连接端111，以及引脚p7经由限流阻抗r3耦接第二连接端112。于此，引脚p1即为继电器114的控制端，引脚p6、p8即为继电器114的公共端cm，引脚p5即为继电器114的常开端no，以及引脚p7即为继电器114的常闭端nc。其中，限流阻抗r3可由电阻实现。
76.在另一示范例中，请参照图4，第一光发射元件d1与第二光发射元件d2分别串接两阻抗元件r21、r22(以下分别称之为第一阻抗元件r21与第二阻抗元件r22)。第一阻抗元件r21的第一端与第二阻抗元件r22的第一端耦接整流电路115的第二端t2。第一阻抗元件r21的第二端耦接第一光发射元件d1的第一端。第二阻抗元件r22的第二端耦接第二光发射元件d2的第一端。第一光发射元件d1的第二端与第二光发射元件d2的第二端耦接地。举例来说，继电器114具有八个引脚p1～p8。继电器114的内部电路同前述范例所述，故不再赘述。对于继电器114的外部电路，引脚p1耦接第一阻抗元件r21的第二端，引脚p2耦接地，引脚p3耦接第二阻抗元件r22的第二端，引脚p4耦接地，引脚p5耦接第三连接端113，引脚p6与引脚p8耦接第一连接端111，以及引脚p7经由限流阻抗r3耦接第二连接端112。于此，引脚p1、p3即为继电器114的控制端，引脚p6、p8即为继电器114的公共端cm，引脚p5即为继电器114的常开端no，以及引脚p7即为继电器114的常闭端nc。其中，限流阻抗r3可由电阻实现。
77.参照图1及图3(或图4)，在正常模式下，门铃致动单元133断开(即为开路状态)，限
流阻抗r3与功能电路134形成串联回路。此时，因限流阻抗r3的电阻值小于功能电路134的电阻值，功能电路134可分到大部分的电源电路30的输出电压(即供应电源)。并且，阻抗元件r2(或r21、r22)的第一端的端电压会偏小，以致经由阻抗元件r2(或r21、r22)提供至继电器114的控制端的驱动电流ir(或ir1、ir2)也会变小。换言之，此时的驱动电流ir(或ir1、ir2)小于继电器114的导通电流条件。因此，第一光发射元件d1因应驱动电流ir(或ir1)而控制对应的第一光接收元件m1保持导通状态，并且第二光发射元件d2因应驱动电流ir(或ir2)而控制对应的第二光接收元件m2保持开路状态。此时，门铃20的第二端为开路状态。
78.参照图2及图3(或图4)，当使用者致能门铃致动单元133(如，使用者按压开关按钮等)时，电子系统10进入响铃模式。在响铃模式下，门铃致动单元133导通而使第一电源端131与第二电源端132短路(short)。此时，电源电路30的所有输出电压(即供应电源)都跨接在限流阻抗r3上，因此阻抗元件r2(或r21、r22)的第一端的端电压会变大，以致经由阻抗元件r2(或r21、r22)提供至继电器114的控制端的驱动电流ir(或ir1、ir2)也会变大。当驱动电流ir(或ir1、ir2)够大(即驱动电流ir(或ir1、ir2)大于继电器114的导通电流条件)时，驱动电流ir(或ir1、ir2)会驱使开关电路110切换，即第一光发射元件d1则因应驱动电流ir(或ir1)而控制控制对应的第一光接收元件m1切换为开路状态，并且第二光发射元件d2也因应驱动电流ir(或ir2)而控制对应的第二光接收元件m2切换为导通状态。此时，电源电路30经由开关电路110与门铃20接通形成回路，以致门铃20接收来自电源电路30的供应电源而发出声响。
79.当门铃20结束响铃状态(如，使用者放开开关按钮)时，门铃致动单元133恢复开路状态，即电子系统10恢复为正常状态。
80.在一些实施例中，整流电路115的第二端t2与继电器114之间可设置滤波电路116和/或稳压元件c2，以提供相对稳定的信号给继电器114。于此，滤波电路116可耦接在整流电路115的第二端t2与阻抗元件r2或r21、r22的第一端之间。稳压元件c2耦接至整流电路115的第二端t2。在一些实施例中，滤波电路116可为由电阻r1与电容c1所组成的rc(电阻电容)电路。稳压元件c2可由电容实现。
81.在一些实施例中，整流电路115可为桥式整流器。在一示范例中，参照图3，整流电路115还具有第三端t3与第四端t4。整流电路115的第三端t3耦接地。整流电路115的第四端t4经由电阻r4耦接第二连接端112，并且还经由电阻r5耦接第三连接端113。在另一示范例中，参照图4，整流电路115还具有第三端t3与第四端t4。整流电路115的第三端t3耦接地。整流电路115的第四端t4经由电阻r4耦接第二连接端112，并且还经由电阻r5耦接第三连接端113。
82.综上，根据本发明的与门铃共享电源的电子系统及其供电方法，其能在不影响门铃20的正常使用下以门铃20的供电而提供电子装置130运行所需的电力。并且，根据本发明的与门铃共享电源的电子系统及其供电方法，其提供简单的电路设计且不须额外的控制单元来控制开关电路110的切换。再者，于正常模式下(即门铃20未发出响铃声时)，由于开关电路110未直接与门铃20并联，即门铃20的一端保持开路状态，因此能有效解决门铃20与开关电路110的相容性与门铃20误操作等问题。
83.虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明
的范围内，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。