CN102130617B - 具有休眠状态的节能电压转换器 - Google Patents

Abstract

一种具有休眠状态的节能电压转换器，是由输出埠供电气连接至具有休眠状态的用电装置，并由电压转换单元调变提供适合用电装置所需电压，且由处理单元的感测器判定用电装置使用电能的模式，再由一个受外部控制的切换开关选择致能该感测器与否，当处理单元透过输出埠侦测到用电装置处于休眠状态时，会控制电压转换单元停止供电，直到用电装置被唤醒正常运作开始耗电时，再由一个连接于该处理单元并提供唤醒讯号的唤醒单元，产生一唤醒讯号令电压转换单元开始正常供电，以解决不需用电时电压转换单元仍调变电压造成电力虚耗问题。

Description

具有休眠状态的节能电压转换器

【技术领域】

本发明是关于一种节能电压转换器，尤其是一种具有休眠状态并于需正常供电时被唤醒的节能电压转换器。

【背景技术】

节约能源使用已经成为目前社会的共识，因此，例如电脑等用电装置，通常会在查知有一段时间未曾使用时，自我控制到一种待机或休眠的低耗能状态，直到有人触碰按键或滑鼠，电脑才被「唤醒」而进入正常运作的耗电状态，从而达到省电的目的。

如图1所示，一般电压转换器3的结构包括一组插接至室内插座2的插头31，一组将接收的交流电变为电脑的用电装置1所需直流电的变压本体30，及一个将调变后的电能提供至用电装置1的输出端35。更如图2所示，变压本体30中主要包括一组用以改变电压的感应线圈组33，一般将变压本体30中，由连接插头31部分至感应线圈组33处称为一次侧(primary side)回路32，感应线圈组33则进行电磁感应，藉由一次线圈331与二次线圈332的匝数比例，将一次侧回路32传来的电能改变电压至连接输出端35的二次侧(secondary side)回路34，经过整流、滤波等处理后，将变压后的直流电压输出。

由于许多插座都是设置在墙壁角落、或办公桌下方壁面上，一般使用者在未使用上述电脑等用电装置时，仍有相当比例的使用者会疏于将插头由插座上拔下；因此，即使笔记型电脑在待机状态的节约用电模式，其所搭配的电压转换器却仍持续接收来自插座的电能，并且由感应线圈组将一次侧的交流电变压传输至二次侧，此时输出埠并未真正输出电能，流入的电能将被迫在电压转换器中消耗殆尽，其中大部分将化为无用的热能而逸散。

换言之，一次侧回路32与二次侧回路34均保持在无谓耗能且无谓发热的状态，没有真正对应地大幅减少电能消耗。更进一步，长期无谓运转的电压转换器，使用寿命也会因此而消耗。因此，如何在不需要耗电时，有效停止电压转换器的运作，也是电压转换器业界所应正视并加以改良的问题。更深入思考可知，若要真正节约电能，并不能仅单纯将二次侧回路34截断，而必须由一次侧回路32着手，才不会任由一次侧回路32与感应线圈组33持续耗能。但相反地，当一次侧回路32被截断后，如何在使用者恢复使用用电装置1时，驱动电压转换器回复正常供电，又成为新的问题。

因此，如何在用电装置处于停止耗电的休眠待机状态下，让电压转换器能对应于用电装置的状态而大幅减少耗能，并在用电装置开始正常作业时，电压转换器亦能对应于用电装置的状态而恢复原本正常的供电量，才是真正符合消费者需求的便利性，并且能有效节能减碳的解决方案。

【发明内容】

本发明目的之一在于提供一种当用电装置处于非工作状态时，可呈停止感应线圈组及二次侧回路耗能的具有休眠状态的节能电压转换器。

本发明的另一目的在于提供一种当用电装置恢复工作状态时，可由一唤醒装置驱使其恢复正常供电状态的具有休眠状态的节能电压转换器。

本发明的又一目的在于提供一种使用者可自行选择切换是否采用节能功效的具有休眠状态的节能电压转换器。

依照本发明揭示的具有休眠状态的节能电压转换器，是供电至一个具有工作状态与非工作状态的至少两种使用电能的模式的用电装置，该电压转换器则具有一个供对应该用电装置非工作状态时的休眠状态、及供对应该用电装置工作状态时的正常供电状态，该电压转换器包括：一个供电气连接该用电装置的输出埠；一个具有一个控制器、且可由该输出埠输出具至少一个预定输出电压的电能的电压转换单元；一个处理单元，该处理单元更包括：一个受该电压转换单元致能，感应该输出埠输出电能，供判定该用电装置使用电能的模式，并藉以驱动该电压转换单元去活化(de-active)的感测器，及一个选择致能该感测器与否的切换开关；而该电压转换器还包括一个供接收一个来自该电压转换器外部的机械致能讯号，致当该电压转换单元是被去活化时，活化该电压转换单元的唤醒单元。

由于本发明所揭示的具有休眠状态的节能电压转换器具有一个切换开关，使用者可以自行决定是否执行节能模式：一旦决定采用节能模式，则当用电装置居于非工作状态时，将由处理单元中的感测器感测到耗电量大幅降低，从而使电压转换单元去活化，使得一次侧回路中的电流不再被提供至一次线圈，由感应线圈组至二次侧回路因而全数停止运作与耗能。相对地，当用电装置恢复工作状态时，将由使用者提供一个外部的机械致能讯号，驱使唤醒单元活化电压转换单元，使得感应线圈组重新运作，供电至二次侧回路，从而将电压转换器的输出状态恢复至正常供电状态。

唤醒单元是电气连接至该输入埠、并受该输入电能的致能，并包括一个动感测器或一个微型发电器，以发出唤醒讯号，且该处理单元更包括一个存储器，以储存一个预定使用电能模式门槛值，供当该感测器被致能时、判定该用电装置使用电能的模式。

进一步，应用上述的节能电压转换器，对用电装置进行供电时，当用电装置进入省电的休眠模式时，本发明的电压转换器会自动停止调变电压，以避免在用电装置处于不需用电的模式时，电压转换器仍继续调变电压而造成的电力虚耗，且能够节省电能，并达成所有上述的目的。

【附图说明】

图1为公知电压转换器结构的连接示意图；

图2为图1电压转换器的内部电路图；

图3为本发明第一较佳实施例具有休眠状态的节能电压转换器的连接示意图；

图4为图3具有休眠状态的节能电压转换器的内部电路图；

图5为本发明第二较佳实施例电压转换器连接于手机的示意图；

图6为本发明第三较佳实施例微型发电机设计以晃动发电来发出唤醒讯号的示意图；

图7为本发明第四较佳实施例以三维方向感应器感测并发出唤醒讯号的电路图；及

图8为本发明第五较佳实施例电压转换单元以任务周期比调变电压的电路图。

【主要元件符号说明】

1用电装置    2插座    31插头    30变压本体    35输出端

33、43感应线圈组    32、42、42”一次侧回路    331一次线圈

332二次线圈    34、44二次侧回路    3、4、4’电压转换器

41、41”输入埠    40、441电压转换单元    45输出埠    47感测器

48处理单元    46继电器    460切换开关    480存储器

49、49’微型发电机    442变压回路    443选择器    1’手机

491’永久磁铁    492’线圈组    493’中空圆柱

49”三维方向感应器    442”’放大器    4421”’反相输入端

4422”’非反相输入端    443”’脉宽调变输出端

【具体实施方式】

本发明具有休眠状态的节能电压转换器，是例释为连接于室电，并将室电所提供的电压经由调变并供给至用电装置，当然，无论是连接至汽车或航空器，甚至电压转换器内部即包括一组蓄电池，从而独立供应用电装置电能均无不可。

故本案第一较佳实施例的电压转换器4如图3所示，是用以供应电能至仍例释为笔记型电脑的用电装置1，并由输入埠41接收来自插座2中的电能，传输至电压转换单元40转换后，由输出埠45输出一预定输出电压的电能至用电装置1。

在本例中，请一并参考图4所示，由二次侧回路44连接至输出埠45途径中，设置有一个例释为检流计的感测器47，该感测器47是受到一个例释为拨动开关的切换开关460所节制，亦即，使用者可以藉由拨动该切换开关460，决定是否要让此电压转换器4采行节能功能。一旦使用者将切换开关460切换至使用节能功能的模式，则感测器47将被致能活化，并藉以感测例如流经输出埠45的输出电流，从而判定后方的用电装置1使用电能的模式。

当感测器47检测到流经输出埠45的电流量大幅降低，低至处理单元48的存储器480中所储存的预定门槛值以下达一段时间，则会驱动一次侧回路42中的继电器46断路，由此，无论是一次侧回路42、感应线圈组43、二次侧回路44都将被截止供电，从而大幅降低耗电，使电压转换器4对应用电装置1的非工作状态而进入休眠状态。并且，在本例的电压转换器4中，设置有一个微型发电机49作为唤醒装置，其结构是将输入埠处的电源线缠绕于微型发电机49转子部分。

当电压转换器4进入休眠状态，使用者要重新开启电脑使用时，必须亲自拉动电源线，提供此种外部机械讯号，使得微型发电机49转子相对于电压转换器4壳体、以及设置于壳体中的微型发电机49定子旋转，发出微小电力作为唤醒讯号，驱动继电器46导通成回路，并导致一次侧回路42重新导通活化，将电压转换器4由刚才的休眠状态，转换至供对应该用电装置1工作状态时的正常供电状态。微型发电机49的转子并设置有弹簧，使得转子在电源线被拉出之后，能重新回复将电源线收回的卷收位置，供重复使用。

且在本例中，电压转换单元441是被例释为可以选择输出不同电压值，其调变电压的方式是由变压回路442将输入该输入埠41的电能由一个输入电压转换为彼此相异的复数输出电压，以供由选择器443受感测器47感测透过处理单元48发出指令而自变压回路442中选择一个符合用电装置所需的电压至输出埠45，再由输出埠45电气连接并供该电能至用电装置1。当然，如果使用者决定不选择节能功效的模式，则感测器将不会被活化，继电器则保持导通状态，此时的电压转换器将与以往的产品用法一般无二。

当然，如熟于本技术领域者所能轻易理解，用电装置不仅可为本例中的电脑，亦可为手机或MP3等各种需用电且具有工作状态与非工作状态的装置，如图5所示的手机1’，在导接电压转换器4’的充电过程中，即有对应于本案所称工作状态的充电状态、及对应于本案非工作状态的充饱状态。并且，当电压转换器是对应于单一型号的用电装置时，其输出电压可以为单纯的固定输出电压值。

本发明的第三较佳实施例如图6所示，本例中的电压转换器中则设置有另一组微型发电机49’，其定子是固定于壳体的的中空圆柱493’并缠绕线圈组492’，动子则是在中空圆柱493’沿着线圈方向往复移动的永久磁铁491’，当使用者要把保持在休眠状态的电压转换器唤醒时，可以手持电压转换器来回晃动作为外部机械讯号，使微型发电机49’的永久磁铁491’动子相对于线圈组492’晃动而发电，从而发出唤醒讯号，使电压转换器回复正常供电状态。

再者，唤醒单元亦不必限制为微型发电机，如图7本案第四较佳实施例所示，此时的唤醒单元可以选择为三维方向感应器49”，且是电气连接至输入埠41”而直接受输入电能的致能，即使在电压转换器处于休眠状态时，使用者只需轻拍、拿取、或以脚轻踢电压转换器，三维方向感应器49”将因此种动作之外部机械讯号而感测到三维扰动，从而活化一次侧回路42”，使电压转换器整体回复正常供电状态。

此外，当电压转换器是属于可以调变输出电压的态样时，请参考图8本发明第五较佳实施例所示，调变电压的方式亦可藉由任务周期比的方式调变，其电压转换单元包括一组放大器442”’，并具有一个反相输入端4421”’及一个非反相输入端4422”’，并由回馈连接至该反相输入端4421”’的输出端；且该电压转换单元更具有一个脉宽调变输出端443”’，供输出可变化其任务周期比的补偿脉宽调变讯号至放大器442”’，例如：

20V×高准位95％+0V×低准位0.05％＝19V；

20V×高准位90％+0V×低准位0.10％＝18V；

20V×高准位75％+0V×低准位0.25％＝15V；

20V×高准位60％+0V×低准位0.4％＝12V；

因此可透过周期控制的方式来达到调变出不同电压的目的。

藉由以上实施例的揭示，本发明的具有休眠状态的节能电压转换器，与公知技术相比较，在不需供电的情况下，可将电压转换器停止调变电压供电，不仅具备有节能的概念，同时亦达到减排的目的；而且具备有休眠功能的电压转换器由于不会长时间保持在使用状态，其整体使用寿命也将因此而有所提升，并且可以视其需求，由使用者自行决定是否需切换至有具休眠的功能，进而达成上述所有目的。

以上所述仅本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书范围及发明说明书内容所作简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利函盖的范围内。

Claims (9)

1.一种具有休眠状态的节能电压转换器，是供电至一个具有工作状态与非工作状态的至少两种使用电能的模式的用电装置，该电压转换器则具有一个供对应该用电装置非工作状态时的休眠状态、及供对应该用电装置工作状态时的正常供电状态，其特征在于，该电压转换器包括：

一个供电气连接该用电装置的输出埠；

一个具有一个控制器、且可由该输出埠输出具至少一个预定输出电压的电能的电压转换单元；

一个处理单元，包括

一个受该电压转换单元致能，感应该输出埠输出电能，供判定该用电装置使用电能的模式，并藉以驱动该电压转换单元去活化的感测器；及

一个选择致能该感测器与否的切换开关；及

一个供接收一个来自该电压转换器外部的机械致能讯号，使得当该电压转换单元被去活化时，活化该电压转换单元的唤醒单元。

2.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，该电压转换单元包括供由复数彼此相异预定输出电压中，选择以具有其中之一的输出电压输出电能至该输出埠的变压回路。

3.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，更包括一个供接收外部输入电能、并传输至该电压转换单元供其转换为具有该输出电压的输出电能的输入埠。

4.如权利要求3所述的电压转换器，其特征在于，该电压转换单元包括复数将输入该输入埠的电能由一个输入电压转换为彼此相异的复数输出电压至该输出埠的变压回路；及自该等变压回路中选择一者导通的选择器。

5.如权利要求3所述的电压转换器，其特征在于，该电压转换单元包括一组具有一个反相输入端、一个非反相输入端、及一个回馈连接至该反相输入端的输出端的放大器；且该电压转换器更具有一个供输出一个可变化其任务周期比的补偿脉宽调变讯号至该放大器的脉宽调变输出端。

6.如权利要求3所述的电压转换器，其特征在于，该唤醒单元是电气连接至该输入埠、并受该输入电能的致能。

7.如权利要求6所述的电压转换器，其特征在于，该唤醒单元包括一个作动感测器。

8.如权利要求1、2、3、4或5所述的电压转换器，其特征在于，该唤醒单元包括一个微型发电器。

9.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，该处理单元更包括一个储存有一个预定使用电能模式门槛值，供当该感测器是被致能时、判定该用电装置使用电能的模式的存储器。

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