CN102237703A - 间歇式供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明有关于一种间歇式供电系统,包括:一电源输入单元、一充电控制电路单元、一储能单元、一放电控制电路单元、及一电源输出单元。其中,充电控制电路单元接受一自电源输入单元传送的第一电源并持续对储能单元充电,使储能单元的电能增加。放电控制电路单元则将储能单元的电能转换为第二电源并采用为间歇式放电的模式传递至电源输出单元,以便对与电源输出单元相连接的电子装置进行充电。

Description

间歇式供电系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种间歇式供电系统,尤指一种可将小功率的输入电源转换成间歇式输出的大功率输出电源的供电系统。
背景技术
[0002] 目前,消费型电子产品的种类琳琅满目,例如笔记型计算机、移动电话、随身音乐播放器等,供消费者选择。而且,这些消费型电子产品的功能也越来越多样化,以满足消费者的需求。然而,无论何种电子产品,都需要电源的供应,而电子产品所用的电池的效能亦为消费者所关注的话题,例如,如何提高电池效能、如何延长电池寿命、及如何提高充电效能等。
[0003] 图1 一公知的便携式供电系统的系统示意图,公知的便携式供电系统以一 USB输入插座11连接一配备有USB连接器的电子产品,并接收电子产品的一小功率电源。充电控制回路12则接受小功率电源并对二次电池13充电。其中,二次电池13可为一镍氢电池、 锂电池或其它充电电池。之后,当需要供电时,公知的便携式供电系统才通过其DC TO DC 升压控制回路14,将事先已储存于二次电池13的电源转换成一大功率电源,并透过USB输出插座15将此大功率电源传送至一连接于USB输出插座15的一配备有USB连接器的电子
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[0004] 由上可知,公知的便携式供电系统的供电能力便受限于其二次电池13所储存的电量,其并无法持续地输出一较高功率的电源至电子产品。况且,由于公知的便携式供电系统将其二次电池13所储存的电量连续地转换成一较高功率的电源,故其输出电压的稳定度较差,非常容易受到二次电池13所剩余的电量数值的影响。如当二次电池13的电量仅剩余一极低的数值时,其所输出的一较高功率的电源的输出电压便会上下飘移,进而影响电子产品的运作稳定度。
发明内容
[0005] 本发明的主要目的在提供一种间歇式供电系统,能将一输入的第一电源转换成一间歇输出的第二电源,其中,第二电源的电压大于第一电源的电压。
[0006] 为达成上述目的,本发明的间歇式供电系统包括:一电源输入单元,用于接受一第一电源的输入;一充电控制电路单元,与此电源输入单元耦合,此充电控制电路单元并包含一第一转换电路;一储能单元,与此充电控制电路单元耦合,以被此充电控制电路单元充电,其中,此充电控制电路单元将此第一电源所提供的电能储存于此储能单元;一放电控制电路单元,与此储能单元耦合,此放电控制电路单元并包含一脉冲放电控制电路及一第二转换电路,此放电控制电路单元将此储能单元内的电能转换为一第二电源并将此第二电源间歇式地输出,此第二电源的电压大于此第一电源的电压;以及一电源输出单元,与此放电控制电路单元耦合并将以间歇式输出的此第二电源对一电子装置进行充电。
[0007] 其中,此充电控制电路单元持续地对此储能单元进行充电,使得此储能单元的电量增加;而当此电量等于或大于一放电阀值或是充电的时间到达一设定值时,此放电控制电路单元便控制此储能单元以一放电速率迅速地放电,而使得此电源输出单元输出第二电源;随后,当电池容量等于或小于一充电阀值时,充电控制电路单元便开始对储能单元充电,使得储能单元的电量再次增加,直到此储能单元再次迅速地放电为止。
[0008] 因此,由于本发明的间歇式供电系统的电源输入单元接受一第一电源(图中未示),其充电控制电路单元并持续对其储能单元充电,其放电控制电路可依据其内部的脉冲放电控制电路控制电源输出单元间歇式地输出第二电源的频率,故本发明的间歇式供电系统可间歇地提供一输出电源且此输出电源的功率较其所接受的输入电源的功率为大。随着产品设计的不同,输出电源的电压也可大于所接受的输入电源的电压。
[0009] 再者,本发明的间歇式供电系统更包含一控制组件,控制组件用以侦测储能单元的电量。控制组件并无限制为何种形式的组件,例如可为一电量侦测电路。再者,任何可达成侦测电量的功能的组件均可适用于本发明的间歇式供电系统中。此外,上述的第一转换电路及第二转换电为一直流/直流转换电路(DC-to-DC converter),以在本发明的间歇式供电系统中做电源的转换。
[0010] 需注意的是,在本发明的间歇式供电系统中,电源输入单元可为一 USB端口或一对应于行动电话充电器的插孔。其中,电源输入单元较佳为一USB埠。电源输出单元可为一 USB端口或一对应于笔记型计算机的插孔的插头,其中,电源输出单元较佳为一对应于笔记型计算机的插孔的插头。此外,本发明的间歇式供电系统的储能单元可为一电容或任何具有高充/放电速率的二次电池。另一方面,充电控制电路单元与放电控制电路单元所包含的直流/直流转换电路的类型并无限制,任何可达到电压转换目的的电路模块均可应用至本发明的间歇式供电系统的充电控制电路单元与放电控制电路单元。
附图说明
[0011] 图1公知的便携式供电系统的系统示意图。
[0012] 图2本发明一实施例的间歇式供电系统的系统示意图。
[0013] 图3显示本发明一实施例的间歇式供电系统的充电控制电路单元的组成的示意图。
[0014] 图4显示本发明一实施例的间歇式供电系统的放电控制电路单元的组成的示意图。
[0015] 符号说明
[0016] IlUSB输入插座
[0017] 13 二次电池
[0018] 15USB输出插座
[0019] 21电源输入单元
[0020] 23储能单元
[0021] 25控制组件
[0022] 221第一转换电路
[0023] 242第二转换电路
12充电控制回路
14DC TO DC升压控制回路
2间歇式供电系统
22充电控制电路单元
M放电控制电路单元
26电源输出单元
241脉冲放电控制电路具体实施方式
[0024] 本发明的间歇式供电系统用于将一第一电源转换成一第二电源,例如将一用来对行动电话充电的第一电源,转换成一第二电源,以提供电子装置使用,如对一笔记型计算机内建的电池充电。随着产品设计的不同,第二电源的功率可大于第一电源或是第二电源的电压可大于第一电源的电压。
[0025] 如图2所示,其本发明一实施例的间歇式供电系统2的系统示意图。本发明一实施例的间歇式供电系统2包括:一电源输入单元21、一充电控制电路单元22、一储能单元23、 一放电控制电路单元对、及一电源输出单元26。其中,电源输入单元21用于接受一第一电源(图中未示),充电控制电路单元22与电源输入单元21耦合用以将第一电源所提供的电能储存于储能单元。储能单元23并具有一电量及一电量最大值。在本实施例中,电源输入单元21可为一 USB埠或是一般的电源连接器但是并不限制本发明的范围,储能单元23则可为一可二次电池或是电容(capacitor)。
[0026] 本发明的间歇式供电系统更包含一控制组件25,控制组件25与充电控制电路单元22、储能单元23充、及放电控制电路单元M耦合。控制组件25用以侦测储能单元23的电量。控制组件25并无限制为何种形式的组件,例如可为一电量侦测电路。因此,任何可达成侦测电量的功能的组件或电路均可适用于本发明的间歇式供电系统中。
[0027] 此外,如图3所示,充电控制电路单元22包含一第一转换电路221,以将前述的第一电源的参数转换为储能单元23的可储能参数,其中储能参数可为电压值或是电流值, 但并不限制本发明的范围。其中,第一转换电路221为一直流/直流转换电路(DC-to-DC converter),以在本发明的间歇式供电系统中做电源的转换。在本实施例中,前述的第一电源为一较小型行动电子装置的变压器所输出的电源,此电源为电压为5伏特,电流为0. 5安培的直流电源。较小型行动电子装置可为手机、个人数字助理(PDA)、及数字相机等。
[0028] 另一方面,请参阅图2及图4,放电控制电路单元M与储能单元23耦合,且放电控制电路单元M包含一脉冲放电控制电路241及一第二转换电路M2,以将储能单元内的电能转换为一第二电源并使与放电控制电路单元M耦合的电源输出单元26间歇地输出一第二电源(图中未示)。其中,第二转换电路242为一直流/直流转换电路(DC-to-DC converter),以在本发明的间歇式供电系统中做电源的转换。此第二的电源用来作为需要较大电源的较大型电子装置,诸如:笔记型计算机的电源。因此此第二电源的参数必须符合较大型电子装置的充电参数。随着产品设计的不同,本发明的间歇式供电系统也可整合到电子装置内以使电子装置可接受第一的电源进行充电。
[0029] 当本发明一实施例的间歇式供电系统运作时,充电控制电路单元22利用来自电源输入单元21的第一电源,持续地对储能单元23充电,使得储能单元23的电量增加。在本实施例中,储能单元23具有一高充电速率,且此高充电速率介于5C至20C之间。
[0030] 而当储能单元23的电量等于或大于一放电阀值Tdischarge时或是储能单元的充电时间等于或大于一设定值时,放电控制电路单元M便控制储能单元23以一放电速率迅速地放电。在本实施例中,前述的放电阀值Tdischarge介于储能单元23的容量最大值的 90%至99. 5%且前述的放电速率则介于5C至20C之间。
[0031] 如此,本发明一实施例的间歇式供电系统的电源输出单元沈便间歇地输出一第二电源。此第二电源可为一电压为15伏25特、电流为3-5安培的直流电源。此外,电源输出单元沈为一对应于笔记型计算机的插孔的插头,以将此第二电源提供给一笔记型计算机使用(对其内建的电池充电)。随着产品设计的不同,电源输出单元26可连接至笔记型计算机的电源插孔或是USB连接埠,但是并不限制本发明的范围。
[0032] 当储能单元23放电过后,其电量便迅速地降低。一旦储能单元23的电量等于或小于一充电阀值Tcharge时,充电控制电路单元22便开始对储能单元23充电,使得储能单元的电量再次增加,直到储能单元23再次迅速地放电为止。在本实施例中,前述的充电阀值Tcharge介于储能单元23的电量最大值的?^至。』1^。
[0033] 本发明在放电控制电路单元M上更包含一开关(未显示于图上),此开关主要的目的为防止储能单元23放电后电压低于与电源输出单元沈相互连接的电子装置的电池电压时,电能由电子装置回充至储能单元内。因此放电控制电路单元上的开关可为一 MOS开关,以避免电子装置内的电池的电能由电子装置传输至储能单元内。
[0034] 因此,由于本发明一实施例的间歇式供电系统的电源输入单元接受一第一电源, 其充电控制电路单元并持续对其储能单元充电,其控制组件更依据其储能单元的电池容量的数值及脉冲放电控制电路控制其电源输出单元输出第二电源的频率,故本发明一实施例的间歇式供电系统可间歇地提供一具有稳定输出电压的输出电源,且此输出电源的功率较其所接受的输入电源的功率为大。因此本发明可利用较小型电子装置所使用的变压器输出第一电源来对较大型的电子装置进行充电,以使使用者在不需要带太多变压器的情况下能对较大型电子装置进行充电。
[0035] 上述实施例仅为了方便说明而举例而已,本发明所主张的保护范围自应以权利要求所述内容为准,而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1. 一种间歇式供电系统,其特征在于,包括:一电源输入单元,用于接受一第一电源的输入;一充电控制电路单元,与该电源输入单元耦合,该充电控制电路单元并包含一第一转换电路;一储能单元,与该充电控制电路单元耦合,以被该充电控制电路单元充电,其中该充电控制电路单元将该第一电源所提供的电能储存于该储能单元;一放电控制电路单元,与该储能单元耦合,该放电控制电路单元并包含一脉冲放电控制电路及一第二转换电路,该放电控制电路单元将该储能单元内的电能转换为一第二电源并将该第二电源间歇式地输出,该第二电源的电压大于该第一电源的电压;以及一电源输出单元,与该放电控制电路单元耦合并将以间歇式输出的该第二电源对一电子装置进行充电。
2.如权利要求1所述的间歇式供电系统,其特征在于,该电源输入单元为一 USB端口, 该电源输出单元则为一对应于笔记型计算机的插孔的插头。
3.如权利要求1所述的间歇式供电系统,其特征在于,该放电电路控制单元更包含一开关,防止电能由该电子装置流向该储能单元。
4.如权利要求1所述的间歇式供电系统,其特征在于,该第一转换电路与该第二转换电路为一直流/直流转换电路。
5.如权利要求1所述的间歇式供电系统,其特征在于,该储能单元为一二次电池或一电容。
6.如权利要求1所述的间歇式供电系统,其特征在于,该储能单元具有一电量最大值, 且该放电阀值介于该电量最大值的95 %至99. 5%。
7.如权利要求6所述的间歇式供电系统,其特征在于,该充电阀值介于该电量最大值的 2%至 0. 5%。
8.如权利要求1所述的间歇式供电系统,其特征在于,该脉冲放电控制电路控制该储能单元以一放电速率迅速地放电,且该放电速率介于5C至20C之间。
9.如权利要求1所述的间歇式供电系统,其特征在于,该间歇式供电系统设置于该电子装置之内。
10.如权利要求1所述的间歇式供电系统,其特征在于,该间歇式供电系统更包含一控制组件,该控制组件用以侦测该储能单元的电量。
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