間歇式供電系統的製作方法
2023-06-04 15:22:06
專利名稱：間歇式供電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種間歇式供電系統，尤指一種可將小功率的輸入電源轉換成間歇式輸出的大功率輸出電源的供電系統。
背景技術：
目前，消費型電子產品的種類琳琅滿目，例如筆記型計算機、行動電話、隨身音樂播放器等，供消費者選擇。而且，這些消費型電子產品的功能也越來越多樣化，以滿足消費者的需求。然而，無論何種電子產品，都需要電源的供應，而電子產品所用的電池的效能亦為消費者所關注的話題，例如，如何提高電池效能、如何延長電池壽命、及如何提高充電效能等。圖1 一公知的可攜式供電系統的系統示意圖，公知的可攜式供電系統以一 USB輸入插座11連接一配備有USB連接器的電子產品，並接收電子產品的一小功率電源。充電控制迴路12則接受小功率電源並對二次電池13充電。其中，二次電池13可為一鎳氫電池、 鋰電池或其它充電電池。之後，當需要供電時，公知的可攜式供電系統才通過其DC TO DC 升壓控制迴路14，將事先已儲存於二次電池13的電源轉換成一大功率電源，並透過USB輸出插座15將此大功率電源傳送至一連接於USB輸出插座15的一配備有USB連接器的電子
女口
廣 PFt ο由上可知，公知的可攜式供電系統的供電能力便受限於其二次電池13所儲存的電量，其並無法持續地輸出一較高功率的電源至電子產品。況且，由於公知的可攜式供電系統將其二次電池13所儲存的電量連續地轉換成一較高功率的電源，故其輸出電壓的穩定度較差，非常容易受到二次電池13所剩餘的電量數值的影響。如當二次電池13的電量僅剩餘一極低的數值時，其所輸出的一較高功率的電源的輸出電壓便會上下飄移，進而影響電子產品的運作穩定度。
發明內容
本發明的主要目的在提供一種間歇式供電系統，能將一輸入的第一電源轉換成一間歇輸出的第二電源，其中，第二電源的電壓大於第一電源的電壓。為達成上述目的，本發明的間歇式供電系統包括一電源輸入單元，用於接受一第一電源的輸入；一充電控制電路單元，與此電源輸入單元耦合，此充電控制電路單元並包含一第一轉換電路；一儲能單元，與此充電控制電路單元耦合，以被此充電控制電路單元充電，其中，此充電控制電路單元將此第一電源所提供的電能儲存於此儲能單元；一放電控制電路單元，與此儲能單元耦合，此放電控制電路單元並包含一脈衝放電控制電路及一第二轉換電路，此放電控制電路單元將此儲能單元內的電能轉換為一第二電源並將此第二電源間歇式地輸出，此第二電源的電壓大於此第一電源的電壓；以及一電源輸出單元，與此放電控制電路單元耦合併將以間歇式輸出的此第二電源對一電子裝置進行充電。其中，此充電控制電路單元持續地對此儲能單元進行充電，使得此儲能單元的電量增加；而當此電量等於或大於一放電閥值或是充電的時間到達一設定值時，此放電控制電路單元便控制此儲能單元以一放電速率迅速地放電，而使得此電源輸出單元輸出第二電源；隨後，當電池容量等於或小於一充電閥值時，充電控制電路單元便開始對儲能單元充電，使得儲能單元的電量再次增加，直到此儲能單元再次迅速地放電為止。因此，由於本發明的間歇式供電系統的電源輸入單元接受一第一電源(圖中未示)，其充電控制電路單元並持續對其儲能單元充電，其放電控制電路可依據其內部的脈衝放電控制電路控制電源輸出單元間歇式地輸出第二電源的頻率，故本發明的間歇式供電系統可間歇地提供一輸出電源且此輸出電源的功率較其所接受的輸入電源的功率為大。隨著產品設計的不同，輸出電源的電壓也可大於所接受的輸入電源的電壓。再者，本發明的間歇式供電系統更包含一控制組件，控制組件用以偵測儲能單元的電量。控制組件並無限制為何種形式的組件，例如可為一電量偵測電路。再者，任何可達成偵測電量的功能的組件均可適用於本發明的間歇式供電系統中。此外，上述的第一轉換電路及第二轉換電為一直流/直流轉換電路(DC-to-DC converter)，以在本發明的間歇式供電系統中做電源的轉換。需注意的是，在本發明的間歇式供電系統中，電源輸入單元可為一 USB埠或一對應於行動電話充電器的插孔。其中，電源輸入單元較佳為一USB埠。電源輸出單元可為一 USB埠或一對應於筆記型計算機的插孔的插頭，其中，電源輸出單元較佳為一對應於筆記型計算機的插孔的插頭。此外，本發明的間歇式供電系統的儲能單元可為一電容或任何具有高充/放電速率的二次電池。另一方面，充電控制電路單元與放電控制電路單元所包含的直流/直流轉換電路的類型並無限制，任何可達到電壓轉換目的的電路模塊均可應用至本發明的間歇式供電系統的充電控制電路單元與放電控制電路單元。
圖1公知的可攜式供電系統的系統示意圖。圖2本發明一實施例的間歇式供電系統的系統示意圖。圖3顯示本發明一實施例的間歇式供電系統的充電控制電路單元的組成的示意圖。圖4顯示本發明一實施例的間歇式供電系統的放電控制電路單元的組成的示意圖。符號說明IlUSB輸入插座13 二次電池15USB輸出插座21電源輸入單元23儲能單元25控制組件221第一轉換電路242第二轉換電路
12充電控制迴路
14DC TO DC升壓控制迴路
2間歇式供電系統
22充電控制電路單元
M放電控制電路單元
26電源輸出單元
241脈衝放電控制電路
具體實施例方式本發明的間歇式供電系統用於將一第一電源轉換成一第二電源，例如將一用來對行動電話充電的第一電源，轉換成一第二電源，以提供電子裝置使用，如對一筆記型計算機內建的電池充電。隨著產品設計的不同，第二電源的功率可大於第一電源或是第二電源的電壓可大於第一電源的電壓。如圖2所示，其本發明一實施例的間歇式供電系統2的系統示意圖。本發明一實施例的間歇式供電系統2包括一電源輸入單元21、一充電控制電路單元22、一儲能單元23、 一放電控制電路單元對、及一電源輸出單元26。其中，電源輸入單元21用於接受一第一電源(圖中未示)，充電控制電路單元22與電源輸入單元21耦合用以將第一電源所提供的電能儲存於儲能單元。儲能單元23並具有一電量及一電量最大值。在本實施例中，電源輸入單元21可為一 USB埠或是一般的電源連接器但是並不限制本發明的範圍，儲能單元23則可為一可二次電池或是電容(capacitor)。本發明的間歇式供電系統更包含一控制組件25，控制組件25與充電控制電路單元22、儲能單元23充、及放電控制電路單元M耦合。控制組件25用以偵測儲能單元23的電量。控制組件25並無限制為何種形式的組件，例如可為一電量偵測電路。因此，任何可達成偵測電量的功能的組件或電路均可適用於本發明的間歇式供電系統中。此外，如圖3所示，充電控制電路單元22包含一第一轉換電路221，以將前述的第一電源的參數轉換為儲能單元23的可儲能參數，其中儲能參數可為電壓值或是電流值， 但並不限制本發明的範圍。其中，第一轉換電路221為一直流/直流轉換電路(DC-to-DC converter)，以在本發明的間歇式供電系統中做電源的轉換。在本實施例中，前述的第一電源為一較小型行動電子裝置的變壓器所輸出的電源，此電源為電壓為5伏特，電流為0. 5安培的直流電源。較小型行動電子裝置可為手機、個人數字助理(PDA)、及數字相機等。另一方面，請參閱圖2及圖4，放電控制電路單元M與儲能單元23耦合，且放電控制電路單元M包含一脈衝放電控制電路241及一第二轉換電路M2，以將儲能單元內的電能轉換為一第二電源並使與放電控制電路單元M耦合的電源輸出單元26間歇地輸出一第二電源(圖中未示)。其中，第二轉換電路242為一直流/直流轉換電路(DC-to-DC converter)，以在本發明的間歇式供電系統中做電源的轉換。此第二的電源用來作為需要較大電源的較大型電子裝置，諸如筆記型計算機的電源。因此此第二電源的參數必須符合較大型電子裝置的充電參數。隨著產品設計的不同，本發明的間歇式供電系統也可整合到電子裝置內以使電子裝置可接受第一的電源進行充電。當本發明一實施例的間歇式供電系統運作時，充電控制電路單元22利用來自電源輸入單元21的第一電源，持續地對儲能單元23充電，使得儲能單元23的電量增加。在本實施例中，儲能單元23具有一高充電速率，且此高充電速率介於5C至20C之間。而當儲能單元23的電量等於或大於一放電閥值Tdischarge時或是儲能單元的充電時間等於或大於一設定值時，放電控制電路單元M便控制儲能單元23以一放電速率迅速地放電。在本實施例中，前述的放電閥值Tdischarge介於儲能單元23的容量最大值的 90%至99. 5%且前述的放電速率則介於5C至20C之間。如此，本發明一實施例的間歇式供電系統的電源輸出單元沈便間歇地輸出一第二電源。此第二電源可為一電壓為15伏25特、電流為3-5安培的直流電源。此外，電源輸出單元沈為一對應於筆記型計算機的插孔的插頭，以將此第二電源提供給一筆記型計算機使用(對其內建的電池充電)。隨著產品設計的不同，電源輸出單元26可連接至筆記型計算機的電源插孔或是USB連接埠，但是並不限制本發明的範圍。當儲能單元23放電過後，其電量便迅速地降低。一旦儲能單元23的電量等於或小於一充電閥值Tcharge時，充電控制電路單元22便開始對儲能單元23充電，使得儲能單元的電量再次增加，直到儲能單元23再次迅速地放電為止。在本實施例中，前述的充電閥值Tcharge介於儲能單元23的電量最大值的？^至。』1^。本發明在放電控制電路單元M上更包含一開關(未顯示於圖上)，此開關主要的目的為防止儲能單元23放電後電壓低於與電源輸出單元沈相互連接的電子裝置的電池電壓時，電能由電子裝置回充至儲能單元內。因此放電控制電路單元上的開關可為一 MOS開關，以避免電子裝置內的電池的電能由電子裝置傳輸至儲能單元內。因此，由於本發明一實施例的間歇式供電系統的電源輸入單元接受一第一電源， 其充電控制電路單元並持續對其儲能單元充電，其控制組件更依據其儲能單元的電池容量的數值及脈衝放電控制電路控制其電源輸出單元輸出第二電源的頻率，故本發明一實施例的間歇式供電系統可間歇地提供一具有穩定輸出電壓的輸出電源，且此輸出電源的功率較其所接受的輸入電源的功率為大。因此本發明可利用較小型電子裝置所使用的變壓器輸出第一電源來對較大型的電子裝置進行充電，以使使用者在不需要帶太多變壓器的情況下能對較大型電子裝置進行充電。上述實施例僅為了方便說明而舉例而已，本發明所主張的保護範圍自應以權利要求所述內容為準，而非僅限於上述實施例。
權利要求
1.一種間歇式供電系統，其特徵在於，包括一電源輸入單元，用於接受一第一電源的輸入；一充電控制電路單元，與該電源輸入單元耦合，該充電控制電路單元並包含一第一轉換電路；一儲能單元，與該充電控制電路單元耦合，以被該充電控制電路單元充電，其中該充電控制電路單元將該第一電源所提供的電能儲存於該儲能單元；一放電控制電路單元，與該儲能單元耦合，該放電控制電路單元並包含一脈衝放電控制電路及一第二轉換電路，該放電控制電路單元將該儲能單元內的電能轉換為一第二電源並將該第二電源間歇式地輸出，該第二電源的電壓大於該第一電源的電壓；以及一電源輸出單元，與該放電控制電路單元耦合併將以間歇式輸出的該第二電源對一電子裝置進行充電。
2.如權利要求1所述的間歇式供電系統，其特徵在於，該電源輸入單元為一USB埠， 該電源輸出單元則為一對應於筆記型計算機的插孔的插頭。
3.如權利要求1所述的間歇式供電系統，其特徵在於，該放電電路控制單元更包含一開關，防止電能由該電子裝置流向該儲能單元。
4.如權利要求1所述的間歇式供電系統，其特徵在於，該第一轉換電路與該第二轉換電路為一直流/直流轉換電路。
5.如權利要求1所述的間歇式供電系統，其特徵在於，該儲能單元為一二次電池或一電容。
6.如權利要求1所述的間歇式供電系統，其特徵在於，該儲能單元具有一電量最大值， 且該放電閥值介於該電量最大值的95 %至99. 5%。
7.如權利要求6所述的間歇式供電系統，其特徵在於，該充電閥值介於該電量最大值的 2%至 0. 5%。
8.如權利要求1所述的間歇式供電系統，其特徵在於，該脈衝放電控制電路控制該儲能單元以一放電速率迅速地放電，且該放電速率介於5C至20C之間。
9.如權利要求1所述的間歇式供電系統，其特徵在於，該間歇式供電系統設置於該電子裝置之內。
10.如權利要求1所述的間歇式供電系統，其特徵在於，該間歇式供電系統更包含一控制組件，該控制組件用以偵測該儲能單元的電量。
全文摘要
本發明有關於一種間歇式供電系統，包括一電源輸入單元、一充電控制電路單元、一儲能單元、一放電控制電路單元、及一電源輸出單元。其中，充電控制電路單元接受一自電源輸入單元傳送的第一電源並持續對儲能單元充電，使儲能單元的電能增加。放電控制電路單元則將儲能單元的電能轉換為第二電源並採用為間歇式放電的模式傳遞至電源輸出單元，以便對與電源輸出單元相連接的電子裝置進行充電。
文檔編號H02J7/00GK102237703SQ201110096460
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月14日 優先權日2010年4月20日
發明者莊志堂, 龔紹祖 申請人:仁寶電腦工業股份有限公司