具有電源管理功能的移動式備用電源裝置的製作方法

2023-10-10 12:03:29

專利名稱：具有電源管理功能的移動式備用電源裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，特指一種便於攜 帶，可同時對多種可攜式電子產品提供足額的供電量進行充電的備用電源產品。
背景技術：
隨著科技的發展，人們對於電子產品的需求日益增加，無論居家、外出、工作、娛 樂，電子產品幾乎已進入人們生活的每一環節，使人們不得不予以重視。而伴隨著電子科技 的進步，電子產品的設計也不斷自輕薄短小的方向進行發展，除了在電子產品的有限體積 內提供最強大的功能外，也愈來愈重視電子產品的可攜性，以隨時得到電子科技的輔助，讓 生活更為便利。承上所述，由於重視電子產品的可攜性，各家廠商無不潛心鑽研電子產品微細化 的技術，並在短期內取得相當豐碩的成果。但電子產品亦有其先天性的限制，因而在另一方 面限制了電子科技的高速發展。此先天性的限制，主要來自於電源供應方面，當電子產品使 用時，必須依靠電力提供驅動，當電力不足或中斷時，效能再強大的電子產品亦為英雄無用 武之地。由於傳統的電子產品主要在固定場所使用，並依賴室內電源供電，故使用上經常會 忽略電力供應問題。但對於可攜式產品而言，每一毫安培的電力，都是相當寶貴的資源，雖 然各家廠商亦在低耗能的方向努力研發，但受限於電力儲存的技術尚無法有效突破，故在 有限的電池空間下，經常有臨時性的電力中斷問題。特別在於日漸微細的電子產品而言，其 電池亦隨之縮小，使其儲存電量更為捉襟見肘，因而限制的可攜式電子產品的使用。為此，有人會在外出時攜帶充電器，但充電器體積、造型不易存放，且每一可攜式 電子產品的充電器可能互不相容，若一個人身上有兩支(含)以上的產品，每次外出都必須 攜帶一些雜物，委實不甚方便。或有人會在外出時攜帶備用電源，例如第二顆電池或小型發 電機。但這些裝置並非經常性使用的產品，而且佔用個人有限的攜帶空間，故大多數人不會 或不便隨身攜帶，即使有心攜帶，亦可能因臨時匆忙而忘記攜帶，使其應用率不高。由此可見，現有的可攜性備用電源裝置仍有缺點，而亟待加以改良。

實用新型內容本實用新型的主要目的在於提供一種具有電源管理功能的移動式備用電源裝置， 其結構簡單輕巧，容易攜帶，並因其連接埠特色，讓使用者會記得攜帶，以隨時為可攜式電 子產品進行充電。本實用新型的另一目的在於提供一種具有電源管理功能的移動式備用電源裝置， 其可同時提供多件可攜式電子產品進行充電，且確保每一電子產品獲得足額的供電量。本實用新型的再一目的在於提供具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其根 據連接埠的特性，不限於單一的可攜式電子產品，可同時為多種不同的可攜式電子產品進 行充電。本實用新型的又一目的在於提供具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其結
3合集線器功能，可作為可攜式電子產品與電腦之間的傳輸介面。為實現上述目的，本發明採取了以下技術方案一種具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，包括連接埠集線器，其具有一個或一個以上的輸入端連接埠與輸出端連接埠，該輸入 端連接埠用來連接電腦，該輸出端連接埠則連接電子裝置，該輸入端連接埠、輸出端連接埠 內具有電力傳輸接腳與資料傳輸接腳，並以集線器控制結構連接輸入端連接埠、輸出端連 接埠內的資料傳輸接腳；電力儲能裝置，設置於該連接埠集線器內；以及電源管理結構，連接在該電力儲能裝置與電力傳輸接腳之間，並由資料傳輸接腳 取得電子裝置的電力需求，以將該電力儲能裝置的電力穩定均勻的傳遞到電子裝置上，並 使使用中的電子裝置安全穩定的工作，並由該電腦或外部電源向該電力儲能裝置進行充 H1^ ο可達成上述目的的具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其主要包括有連接 埠集線器、電力儲能裝置以及電源管理結構。該連接埠集線器具有一個或一個以上的輸入 端連接埠與輸出端連接埠，該輸入端連接埠用來連接電腦電源，該輸出端連接埠則用來連 接外部的電子裝置，該輸入端連接埠與輸出端連接埠連接有集線器控制結構。該電力儲能 裝置裝置於該連接埠集線器內，可為鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等可充電式二次電 池。配合其充電特性，該電力儲能裝置連接有充電控制結構，該充電控制結構連接到電腦上 接受管控，以對二次電池進行充電。該電力儲能裝置亦可為一次電池，當其電力用畢時可 打開電池槽以進行更換。而該電源管理結構連接在該電力儲能裝置與輸出端連接埠之間， 可偵測外部電子裝置的電力需求自動調整，以將該電力儲能裝置的電力穩定均勻的傳遞到 電子裝置上。該輸出端連接埠內部腳位大致區分有電力傳輸接腳與資料傳輸接腳，該電力 傳輸接腳用來連接電力儲能裝置以提供外部電子裝置備用電源，該資料傳輸接腳則連接 集線器控制結構，該集線器控制結構得經由資料傳輸接腳取得外部電子裝置的電力需求資 訊，並經由該電源管理結構調整電力儲能裝置以提供穩定的電源輸出。本實用新型與現有技術相較之下，更有以下特點與功效1.本實用新型可作為電腦與外接電子裝置，或是電子裝置之間的資料傳輸功能。2.本實用新型可當外接電子裝置的備用電力，利用自動電源管理，可以同時對兩 件以上的電子裝置進行充電，因可自動電源調配給每個電子裝置，避免備用電力浪費。3.本實用新型必要時可當充電器，以對二次電池進行充電，符合環保需求。4.因通過電力儲能裝置提供穩壓電源給外接電子裝置，故有效維持該電子裝置使 用時的穩定性。5.若連線到電腦時，更可同時做資料傳輸以及充電動作，且充電時會自動調配電 源，首先充電至外接電子裝置，當有剩餘的電源時，直接切換成電力儲能裝置充電，避免電 腦電源的浪費，符合環保要求。

圖1為本實用新型具有電源管理功能的移動式備用電源裝置的立體圖；圖2為該具有電源管理功能的移動式備用電源裝置的平面詳圖；[0024]圖3A 圖3H為不同型式的USB連接埠插頭結構示意圖；圖31 圖3K為不同型式的IEEE 1394連接埠插頭結構示意圖；圖4為該具有電源管理功能的移動式備用電源裝置的充電結構示意圖；圖5為該具有電源管理功能的移動式備用電源裝置的充電控制方塊圖；圖6為該具有電源管理功能的移動式備用電源裝置切換至外部電源供電的動作 方塊圖；圖7為該具有電源管理功能的移動式備用電源裝置的穩定電源結構方塊圖；以及圖8為該具有電源管理功能的移動式備用電源裝置的電力餘量顯示結構示意圖；附圖標記1、連接埠集線器；2、電力儲能裝置；21、電量顯示器；22、LED ；23、按鍵 開關；3、電源管理結構；4、輸出端連接埠；4a、輸入端連接埠；41、電力傳輸接腳；42、資料傳 輸接腳；5、集線器控制結構；6、電腦；7、充電控制結構；71、電源顯示器；9、電子裝置；10、 升降壓管理結構。
具體實施方式
請參閱圖1、圖2所示，為本實用新型所提供的一種具有電源管理功能的移動式備 用電源裝置，其主要包括有連接埠集線器1、電力儲能裝置2以及電源管理結構3。該連接埠集線器1具有一個或一個以上的輸入端連接埠4a與輸出端連接埠4，該 輸入端連接埠4a用來連接電腦6電源，該輸出端連接埠4則用來連接外部的電子裝置9，該 輸入端連接埠4a與輸出端連接埠4連接有集線器控制結構5，通過電腦6管理連接埠集線 器1的功能。該電力儲能裝置2設置於該連接埠集線器1內，可為鎳鎘電池(Ni-Cd)、鎳氫電池 (Ni-MH)、鋰離子電池(Li-Ion)等可充電式二次電池。配合其充電特性，該電力儲能裝置2 連接有充電控制結構7，該充電控制結構7連接到電腦6接受管控，可在電力儲能裝置2的 電力耗盡時，通過電腦6的電源予以充電。當然，除了電腦6夕卜，該充電控制結構7亦可連 接外部電源(圖未示出)，以對該電力儲能裝置2進行充電。該電力儲能裝置2亦可為一次電池，或另置電池槽(圖未示出)來放置一次電池。 配合該二次電池，該一次電池可為錳鋅電池、鹼錳電池、鋅空氣電池、水銀電池、氧化銀電 池、鋰電池等一次性電池，其大小、數量依需求調整，如AA*2，AAA*2...等配置，當其電力用 畢時可打開電池槽以進行更換。而該電源管理結構3具有智慧自動管理的功能，連接在該電力儲能裝置2與輸出 端連接埠4之間，可偵測外部電子裝置的電力需求自動調整，以將該電力儲能裝置2的電力 穩定均勻的傳遞到電子裝置上，並使使用中的電子裝置安全穩定的工作。請參閱圖3A至圖3K所示，前述輸入端連接埠4a與輸出端連接埠4為任何可達成 充電功能的資料傳輸連接埠，現以輸出端連接埠4說明，目前常見的有USB與IEEE 1394等 型式。該USB連接埠最常見的型式為外觀呈長方扁平形狀的標準USB A Type (圖3A)，或 是外觀呈正方形的標準USB B Type (圖3B)。以及之後縮小體積發展的mini USB Α/Β (圖 3C/D)等連接埠型式，或是體積更小，方便應用於行動裝置上的micro USB Α/Β(圖3E/F)等 型式，或是最新提出的USB3.0A/B (圖3G/H)等型式。而IEEE 1394連接埠的型式開始以腳 位區分有IEEE 1394a6Pin(圖31)與IEEE 1394a 4Pin(圖3J)規格，以後隨著傳輸量的增加而改有IEEE 1394b 9Pin(圖3K)等型式。當然，前述輸入端連接埠4a與輸出端連接埠 4型式仍在不斷添加、改良，但整體不脫離本實用新型所要求的充電需求。本實用新型強調自動調整電源輸出的特性，如圖3A以USB連接埠為例，該輸出端 連接埠4內部腳位大致區分有電力傳輸接腳41與資料傳輸接腳42，該電力傳輸接腳41用 來連接電力儲能裝置2以提供備用電源，該資料傳輸接腳42則連接集線器控制結構5，該集 線器控制結構5得經由資料傳輸接腳42取得外部電子裝置9的電力需求資訊，並經由該電 源管理結構3調整電力儲能裝置2以提供穩定的電源輸出。又如圖4所示，配合二次電池的電力儲能裝置2設計，本實用新型在未使用輸出端 連接埠4連接電子裝置9時，可當作充電器使用，該電腦6通過充電控制結構7對電力儲能 裝置2的二次電池進行充電，以備不時之需。同樣地，該充電控制結構7亦可連接外部電源， 以對該電力儲能裝置2進行充電。而為了增加輸出電源的穩定性，該電力儲能裝置2與電源管理結構3之間設置有 升降壓管理結構10，藉此管控電力儲能裝置2的輸出，使每一電子裝置9皆能得到足額、穩 定的電力供應。另外，該充電控制結構7連接有電源顯示器71，以顯示電力儲能裝置2充放電狀 態。該電源顯示器71可為單純的LED，通過亮、滅方式顯示是否工作。更細部的充電動作說明，如圖5所示為本實用新型的充電控制方塊圖，其中輸入 端連接埠4a具有資料傳輸功能與充電功能，在確定與電腦6進行連線時，該輸入端連接埠 4a通過電源顯示器71發亮，即表示充電控制結構7致能以開始充電，當充電完成，該電源顯 示器71即熄滅。如圖6所示為切換至外部電源供電的動作方塊圖，當電腦6電力充足時，即輸出端 連接埠4連接的電子裝置9耗電小於額定電流時，可直接由電腦6供電至輸出端連接埠4。又如圖7為穩定電源結構方塊圖，本實用新型可通過該輸出端連接埠4的線路檢 測，由該電源管理結構3檢測該輸出端連接埠4在連接電子裝置9時方才供電予充電或資 料傳輸工作，避免資源損耗。另如圖8所示為本實用新型的電力餘量顯示結構示意圖，該電力儲能裝置2連接 有電量顯示器21，以顯示該電力儲能裝置2的電量。其一方法是採取五個LED 22，通過五 個LED 22的相互連接，並以按鍵開關23控制，當壓下該按鍵開關23時，若電量足夠時(如 圖式達到4. 2V)，則同時五個LED 22發亮；當電力逐漸減弱時，則發亮的LED 22逐漸減少， 依此類推，即可判斷電力儲能裝置2的電量。通過前述說明，該結合集線器功能的移動式備用電源裝置是由該電力儲能裝置2 提供穩壓足夠電源給電子裝置9，讓使用中的電子裝置9安全穩定的工作，其最佳的優勢是 同時間可提供一個以上(1 ⑴)的輸出端連接埠4，以對電子裝置9進行充電，使該電子 裝置9可以延續使用電力壽命；而該電源管理結構3對於電力輸出時具有智慧自動管理，可 以判別插入的電子裝置9需求多少電力與電流，就讓電力儲能裝置2給予多少電力與電流， 若無電子裝置9插入時，則電力儲能裝置2即無輸出電力與電流，以節省能源損耗。而該電源管理結構3的智慧自動管理功能，得依實際需要自動變換輸出電壓電 流，當偵測為電腦6與電子裝置9之間的資訊交流動作時，該電源管理結構3會將電力儲能 裝置2的電壓電流調整至標準電壓電流輸出，以使電子裝置9穩定的工作；如偵測非資訊交
6流動作時，則電源管理結構3會自動切換電力儲能裝置2成為提供較大電流的輸出，以使電 子裝置9進行快速充電動作。另外，該電源管理結構3的智慧自動管理偵測到內部電力儲能裝置2電力不足時， 該電源管理結構3會自動切換到電腦6電源，以使電子裝置9繼續穩定的工作電腦6電源。上列詳細說明是針對本實用新型的可行實施例的具體說明，該實施例並非用以限 制本實用新型的專利範圍，凡未脫離本實用新型的等效實施或變更，均應包含於本實用新 型的專利範圍中。
權利要求一種具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其特徵在於，包括連接埠集線器，其具有一個或一個以上的輸入端連接埠與輸出端連接埠，該輸入端連接埠用來連接電腦，該輸出端連接埠則連接電子裝置，該輸入端連接埠、輸出端連接埠內具有電力傳輸接腳與資料傳輸接腳，並以集線器控制結構連接輸入端連接埠、輸出端連接埠內的資料傳輸接腳；電力儲能裝置，設置於該連接埠集線器內；以及電源管理結構，連接在該電力儲能裝置與電力傳輸接腳之間，並由資料傳輸接腳取得電子裝置的電力需求，以將該電力儲能裝置的電力穩定均勻的傳遞到電子裝置上，並使使用中的電子裝置安全穩定的工作，並由該電腦或外部電源向該電力儲能裝置進行充電。
2.如權利要求1所述的具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其特徵在於，所述 電力儲能裝置為錳鋅電池、鹼錳電池、鋅空氣電池、水銀電池、氧化銀電池、或鋰電池，電力 用畢時打開連接埠集線器以進行更換。
3.如權利要求1所述的具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其特徵在於，所述 電力儲能裝置為鎳鎘電池、鎳氫電池、或鋰離子電池。
4.如權利要求3所述的具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其特徵在於，所述 電力儲能裝置連接有電控制結構，連接該電腦以在電力儲能裝置的電力耗盡時進行充電。
5.如權利要求4所述的具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其特徵在於，所述 充電控制結構連接有電源顯示器，以顯示電力儲能裝置充電狀態。
6.如權利要求1所述的具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其特徵在於，所述 輸入端連接埠或輸出端連接埠為USB連接埠。
7.如權利要求1所述的具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其特徵在於，所述 輸入端連接埠或輸出端連接埠為IEEE 1394連接埠。
8.如權利要求1所述的具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其特徵在於，所述 電力儲能裝置與電源管理結構之間設置有升降壓管理結構，藉以管理電力儲能裝置的輸出 穩定性。
9.如權利要求1所述的具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其特徵在於，所述 集線器控制結構連接有資料傳輸顯示結構以顯示資料傳輸狀態。
10.如權利要求1所述的具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，其特徵在於，所述 電力儲能裝置連接有電量顯示器，並以按鍵開關控制，當壓下該按鍵開關時，顯示該電力儲 能裝置的電量。
專利摘要本實用新型公開了一種具有電源管理功能的移動式備用電源裝置，包括有連接埠集線器，其具有一個或一個以上的輸入端連接埠與輸出端連接埠，該輸入端連接埠用來連接電腦電源，該輸出端連接埠則用來連接外部的電子裝置，該輸入端連接埠與輸出端連接埠以集線器控制結構進行資料傳輸管理。電力儲能裝置，設置於該連接埠集線器內，可為一次電池或二次電池。且對於二次電池配合其充電特性，該電力儲能裝置連接有充電控制結構，該充電控制結構連接到電腦上接受管控，以對二次電池進行充電。該電力儲能裝置亦可為一次電池，當其電力用畢時可打開電池槽以進行更換。以及電源管理結構，連接在該電力儲能裝置與輸出端連接埠之間，可偵測外部電子裝置的電力需求自動調整，以將該電力儲能裝置的電力穩定均勻的傳遞到電子裝置上。
文檔編號H02J9/04GK201742147SQ20102021472
公開日2011年2月9日 申請日期2010年5月21日 優先權日2010年5月21日
發明者王華偉 申請人:系統電子工業股份有限公司