CN102156526A - 具有休眠状态的自动唤醒节能电压转换装置 - Google Patents

Abstract

一种具有休眠状态的自动唤醒节能电压转换装置，不仅具有可经由其输出埠供电至用电装置的电压转换器，并具有一个连接该用电装置的标准界面的状态指示器，该电压转换器包括具有一个控制开关的电压转换单元，及接收该状态指示器输出讯号，使得当该用电装置处于该非工作状态时，截断该控制开关而使该电压转换单元被去活化；及当该用电装置处于该工作状态时，导通该控制开关而使该电压转换单元被活化的接收控制单元。藉此，电压转换器可以随用电装置是否处于工作状态，自动决定自身是否休眠，达成自动化节能目标。

Description

具有休眠状态的自动唤醒节能电压转换装置

【技术领域】

本发明涉及一种电压转换装置，尤其是一种具有休眠状态的自动唤醒节能电压转换装置。

【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。

考量一般电压转换装置3结构如图1所示，包含一组插接至室内插座2的输入埠31(插头)，一组将接收的交流电变为电脑的用电装置1所需直流电的电压转换器30，及一个将调变后的电能提供至用电装置1的输出埠308。更如图2所示，电压转换单元305中主要包括一组用以改变电压的感应线圈组303，一般将电压转换单元305中，由连接输入埠31(插头)部分至感应线圈组303处称为初级侧(primary side)回路302，感应线圈组303则进行电磁感应，藉由初级线圈3031与次级线圈3032的匝数比例，将初级侧传来的电能改变电压至连接输出埠308的次级侧(secondary side)回路304，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初级侧的交流电变压传输至次级侧，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，初级侧回路与次级侧回路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，不能仅单纯将次级侧回路截断，而必须由初级侧回路着手，才不会任由初级侧回路与感应线圈组持续耗能。但相反地，当初级侧回路被截断后，如何在使用者恢复使用用电装置时，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】

本发明之一目的在于提供一种当用电装置处于非工作状态时，可停止感应线圈及次级侧回路耗能的具有休眠状态的自动唤醒节能电压转换装置。

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，可自动唤醒使其恢复正常供电状态的具有休眠状态的自动唤醒节能电压转换装置。

本发明的又一目的在于提供一种藉由连接于用电装置标准界面上的状态指示器，自动侦测标准界面是否供能而确认用电装置目前用电模式，以提供完全友善的节能模式的具有休眠状态的自动唤醒节能电压转换装置。

依照本发明揭示的具有休眠状态的自动唤醒节能电压转换装置，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，且该用电装置包括有一个具有至少一个致能端子、及至少一个讯号端子的即插即用标准界面，该电压转换装置包括：一个连接该标准界面、当该用电装置处于该工作状态时是受该用电装置标准界面的致能端子致能活化，且当该用电装置处于该非工作状态时系无法获得该致能端子致能的状态指示器；及一个电压转换器。

电压转换器则包括：一个供电气连接该用电装置的输出埠；一个具有一个控制开关、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；及一个接收该状态指示器输出讯号，使得当该用电装置处于该非工作状态时，截断该控制开关而使该电压转换单元被去活化；及当该用电装置处于该工作状态时，导通该控制开关而使该电压转换单元被活化的接收控制单元。

该接收控制单元可包括电气连接该状态指示器的传输线；且该传输线可进一步为电气连接该致能端子、供将该致能端子的致能导入该接收控制单元的电源线；该状态指示器亦可以选择具有一个无线讯号发射回路，该接收控制单元则包括一个对应该无线讯号发射回路的无线讯号接收回路。

藉由上述技术，本案揭示的电压转换装置，可经由插在用电装置的标准界面处的状态指示器，得知用电装置目前状态已经进入关机的非工作模式，从而提供该讯息至电压转换器的接收控制单元，并由接收控制单元截断控制开关使电压转换单元停止调变电压而呈节电的休眠状态；反之，当用电装置被开启而进入需耗电的工作状态时，状态指示器将接受用电装置标准界面处的电能供应而传输另一状态讯息至电压转换器的接收控制单元，藉以导通控制开关而使该电压转换单元亦被唤醒并继续输出电能。因此，当用电装置不用电时，电压转换器将可大幅降低耗能；用电装置回复工作时，电压转换器随即甦醒，其间的状态转换完全自动化而不需使用者费心操控，不仅节能且对使用者相当友善，故能达成所有上述的目的。

【附图说明】

图1为公知电压转换装置连结插座与用电装置的示意图；

图2为图1电压转换装置的电压转换器内部电路图；

图3为本发明第一较佳实施例具有休眠状态的自动唤醒节能电压转换装置连结插座与用电装置，且于用电装置的USB连接埠连接一状态指示器，于状态指示器另一端延伸有连接电压转换器的传输线的示意图；

图4为图3电压转换装置的电压转换器内部电路图，并示意状态指示器透过传输线传输电讯号至电压转换器；

图5为本发明第二较佳实施例电压转换装置的状态指示器以无线传输方式传送讯号的示意图；

图6为图5电压转换装置的电压转换器内部电路，并示意状态指示器透过无线传输线方式传输讯号至电压转换器；及

图7为本发明第三较佳实施例电压转换单元藉由脉宽调变输出讯号任务周期比的方式调变输出电压的电路图。

【主要元件符号说明】

1、4、4’用电装置        2、5插座

3、6电压转换装置         30、60、60’电压转换器

305、605电压转换单元     31、61输入埠

302、602初级侧回路       303、603感应线圈组

3031初级线圈             3032次级线圈

304、604次级侧回路       308、608输出埠

41USB连接埠              600、600’接收控制单元

601、601’控制开关       606、606”放大器

62电源线                 6001’无线讯号接收回路

6061”反相输入端         6062”非反相输入端

607电阻选择器            607”感测控制器

6071”脉宽调变输出端     609变压回路

7、7’状态指示器         71传输线

7001’无线讯号发射回路   73’按钮

74’储能单元             75’驱动单元

【具体实施方式】

具有休眠状态的自动唤醒节能电压转换装置，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至用电装置。然而，如熟悉本领域者所能轻易理解，上述设置方式不受限制，即使本案的电压转换装置是无需连接于室电的电池亦可。

请参阅图3本案第一较佳实施例所示，其中用电装置4例释为笔记型电脑，并且定义其关机状态为本案所述的非工作状态，电脑侧边设置有一组例释为USB连接埠41的标准界面，该USB连接埠41包括一

个致能子、及一

个讯号端子。并供本例的状态指示器7导接插入，状态指示器7则藉由一条传输线71且部分被包含于本例中传输电能的电源线62内，使两条线部份合为一条并导接至电压转换装置6的电压转换器60。

请一并参考图4，电压转换器60由输入埠61接受插座5提供的室电致能，并由电压转换单元605调变输出电压，最终供至用电装置4。为在用电装置4呈非工作状态时，节约电压转换器60中的耗电，本案的电压转换器60更包括一组控制初级侧回路602导通或断路的控制开关601，且电压转换器60中设置有用以接收该传输线71讯号的接收控制单元600。当用电装置4处于工作状态时，USB连接埠41接受用电装置4的供电，其致能端子将供电给状态指示器7，状态指示器7将藉由传输线71而将此讯号传输至接收控制单元600，使其体察到用电装置4正在正常运作而持续供电。

当电脑关机进入非工作状态时，USB连接埠41中的各端子均没有任何电能或讯号，状态指示器7亦因此无法由致能端子取得电能，传输线71中随之因此不再有电讯号输出至接收控制单元600；由此，接收控制单元600便可确认用电装置4的状态而截断控制开关601、让初级侧回路602的回路呈断路，由此，无论是初级侧回路602、感应线圈组603、次级侧回路604都将被截止供电，从而大幅降低耗电，使电压转换器60对应用电装置4的非工作状态而进入休眠状态。

相反地，当电压转换器60进入休眠状态，而使用者重新开启电脑时，笔记型电脑本身的电池将致能USB连接埠41，状态指示器7随即获得致能，并将此致能讯号经由传输线71传至接收控制单元600，从而驱动控制开关601导通，导致初级侧回路602重新活化，将电压转换器60由休眠状态转换至正常供电状态，重新供应用电装置4工作时所需的电能。

且在本例中，电压转换单元605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电压转换单元将输入该输入埠61的电能由例如110伏特的交流输入电压，转换为符合用电装置需求的输出电压(例如19伏特直流电)，且为因应不同制造厂商的选择，本例的电压转换单元605是以放大器606选择性地搭配复数个不同电阻值的电阻选择器607，藉由改变串接电阻的比值，变化回馈电压至例如12、15、18、19、或24伏特直流电；为便于说明，在此定义该等选择性导接的电阻等电路为变压回路609。由此，使用者可以藉由手动或自动调整等不同手段而改变输出电压，选择一个符合用电装置4所需的电压经输出埠608供给用电装置4。

当然，为提供使用者另一

種选择，请一并参阅图5及图6本案第二较佳实施例所示，其中状态指示器7’亦可以选择采用无线讯号发射回路7001’控制，当用电装置4’呈工作状态时，状态指示器7’会撷取来自标准界面致能端子的电能，并以无线传输的方式持续间歇地输出一组讯号，以告知用电装置4’的工作状态讯息至电压转换器60’的接收控制单元600’中的无线讯号接收回路6001’，从而保持控制开关601’处于导接状态，使电压转换器60’整体处于供电状态。尤其在本实施例中，为增加使用的弹性，状态指示器7’进一步设置有一个例释为充电电池的储能单元74’以及驱动单元75’，并于状态指示器7’外部设有一个按钮73’，让使用者可以将状态指示器7’由标准界面上拔除，透过按钮73’手动按压以触发驱动单元75’驱动该无线讯号发射回路7001’发射该无线讯号方式无线操控，直接指令关闭或开启电压转换器60’。

当然，如熟悉本技术领域者所能轻易理解，电压转换单元调变电压的方式已经有许多不同态样，请参考图

本发明第三较佳实施例所示，此电压转换单元调变电压的方式，是藉由改变输出讯号任务周期比的方式调变，而该电压转换单元包括一组放大器606”，藉由回馈连接输出端至其反相输入端6061”，并以其非反相输入端6062”连接至相配合感测控制器607”的脉宽调变输出端6071”，则藉由改变感测控制器607”输出讯号的任务周期比，即可改变放大器606”的输出电压值，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的电压目的。

藉由以上实施例的揭示，本发明的具有休眠状态的自动唤醒节能电压转换装置，在不需供电的情况下，可自动截断电压转换器大部分回路的耗电，不仅节约能源、并可延长各元件寿命；并且当使用者开启用电装置时，立即自动化测得该讯息而开启电压转换器的正常运作，对于使用者而言，是相当的友善的设计。

惟以上所述者，仅本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求书及发明说明内容所作简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种具有休眠状态的自动唤醒节能电压转换装置，用于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模式的用电装置，且该用电装置包括有一个具有至少一个致能端子、及至少一个讯号端子的即插即用标准界面，其特征在于，该电压转换装置包括：

一个连接该标准界面、当该用电装置处于该工作状态时是受该用电装置标准界面的致能端子致能活化，且当该用电装置处于该非工作状态时是无法获得该致能端子致能的状态指示器；及

一个电压转换器，包括：

一个供电气连接该用电装置的输出埠；

一个具有一个控制开关、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；及

一个接收该状态指示器输出讯号，使得当该用电装置处于该非工作状态时，截断该控制开关而使该电压转换单元被去活化；及当该用电装置处于该工作状态时，导通该控制开关而使该电压转换单元被活化的接收控制单元。

2.如权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，其中该接收控制单元包括一根电气连接该状态指示器的传输线。

3.如权利要求2所述的电压转换装置，其特征在于，更包括一条导接该输出埠至该用电装置的电源线，且该传输线是电气连接该致能端子、供将该致能端子的致能导入该接收控制单元、并至少部分被包含于该电源线。

4.如权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，其中该状态指示器包括一个无线讯号发射回路，且该接收控制单元包括一个对应该无线讯号发射回路的无线讯号接收回路。

5.如权利要求4所述的电压转换装置，其特征在于，其中该状态指示器更包括一个驱动该无线讯号发射回路发射该无线讯号的驱动单元。

6.如权利要求5所述的电压转换装置，其特征在于，其中该状态指示器更包括一个接收并储存来自该标准界面致能端子电能，并供电予该无线讯号发射回路的储能单元。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的电压转换装置，其特征在于，其中该电压转换单元包括由复数个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。

8.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的电压转换装置，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。

9.如权利要求8所述的电压转换装置，其特征在于，其中该接收控制单元是电气连接至该输入埠、并受该输入电能的致能。

10.如权利要求8所述的电压转换装置，其特征在于，其中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、一个回馈连接至该反相输入端的输出端的放大器、及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。

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