CN102299532B - 充电装置 - Google Patents

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Abstract

一种充电装置,包括连接器、第一分压单元、第二分压单元以及开关单元。连接器包括第一接脚、第二接脚、第三接脚及第四接脚。第一与第二分压单元并连于第一接脚与第四接脚之间。第二接脚连接第一分压单元的第一分压节点。第三接脚连接第二分压单元的第二分压节点。开关单元连接于第一分压节点与第二分压节点之间。当开关单元于第一操作模式时,第二接脚与第三接脚短路。当开关单元于第二操作模式时,第二接脚与第三接脚开路。本发明实施例所提供的充电装置可基于同一个连接器来供电给多种电子装置,以进行快速充电模式。

Description

充电装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种充电装置(Charger),且特别涉及可供电给多种电子装置的充电
装置
背景技术
[0002] 随着科技的进步,消费性电子装置已充斥在人们的日常生活。一般的使用者,通常至少会拥有便携式电脑、手机、音乐播放器等消费性电子装置。然而,每一种消费性电子装置的充电装置通常是不同的。此外,对于同种类的电子装置,例如:手机,不同的厂商也会提供不同的充电方式。如此,将造成常常旅行的商务人士必须随时携带众多不同种类的充电器,而造成不便。
发明内容
[0003] 本发明提供了一种充电装置,以解决现有技术存在的不同种类的电子装置需配备不同充电器的问题。
[0004] 本发明实施例提出一种充电装置。充电装置包括第一连接器、第一分压单元、第二分压单元以及开关单元。第一连接器包括第一接脚、第二接脚、第三接脚及第四接脚。第一分压单元连接第一接脚与第四接脚。第一分压单元具有第一分压节点。第二接脚连接第一分压节点。第二分压单元连接第一接脚与第四接脚。第一分压单元具有第二分压节点。第三接脚连接第二分压节点。开关单元的一端连接第一分压节点,另一端连接第二分压节点。当开关单元于第一操作模式时,第二接脚与第三接脚短路。当开关单元于第二操作模式时,第二接脚与第三接脚开路。
[0005] 基于上述,本发明实施例所提供的充电装置可基于同一个连接器来供电给多种电子装置,以进行快速充电模式,其中多种电子装置例如为第一厂商所贩卖的手机与第二厂商所贩卖的手机。
[0006] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。
附图说明
[0007] 图1是依照本发明实施例说明一种充电装置的功能模块示意图。
[0008] 图2是依照本发明实施例说明图1所示充电装置的功能模块示意图。
[0009] 图3是依照本发明另一实施例说明图1所示充电装置的功能模块示意图。
[0010] 图4是依照本发明再一实施例说明图1所示充电装置的功能模块示意图。
[0011] 图5是依照本发明又一实施例说明图1所示充电装置的功能模块示意图。
[0012] 图6是依照本发明又一实施例说明图1所示充电装置的功能模块示意图。
具体实施方式[0013] 图1是依照本发明实施例说明的一种充电装置100的功能模块示意图。此充电装置100可以接收外部电源(市电电源)10的电源,然后供电给电子装置11。此电子装置11可以是任何电子装置,例如:第一电子装置是由A公司所贩卖的便携式电子装置,诸如:移动电话、PDA、音乐播放器、导航装置或平板电脑;第二电子装置是由B公司所贩卖的便携式电子装置,诸如:移动电话、PDA、音乐播放器、导航装置或平板电脑。充电装置100包括第一连接器CN1、电源供应单元110、第一分压单元120、第二分压单元130以及开关单元140。于本实施例中,开关单元140包括了电阻Rl与开关SW。
[0014] 在本实施例中,第一连接器CNl用以连接至电子装置11。第一连接器CNl可以是任何规格的连接器。于本实施例中,第一连接器CNl是通用串行总线(Universal SerialBus,以下称USB)连接器,故上述第一连接器CNl的接脚可以是:第一接脚+5V、第二接脚D+、第三接脚D-、及第四接脚GND。
[0015] 第一连接器CNl的第一接脚+5V与第四接脚GND连接至电源供应单元110。电源供应单元110接收外部电源(市电电源)10的电源,然后输出第一电压(例如5伏特)给第一连接器CNl的第一接脚+5V。
[0016] 第一分压单元120连接于电源供应单元110与连接器CNl之间,第一分压单元120的一端连接第一接脚+5V,第一分压单元120的另一端连接第四接脚GND。第一分压单元120具有第一分压节点NI,其中此第一分压节点NI连接第二接脚D+。
[0017] 第二分压单元130连接于电源供应单元110与连接器CNl之间,第二分压单元130的一端连接第一接脚+5V,第二分压单元130的另一端连接第四接脚GND。第二分压单元130具有第二分压节点N2,其中此第二分压节点N2连接第三接脚D-。
[0018] 于本实施例中,第一分压单元120包括电阻R2与R3。电阻R2与R3相互串连于第一接脚+5V与第四接脚GND之间。第二分压单元130包括电阻R4与R5。电阻R4与R5也相互串连于第一接脚+5V与第四接脚GND之间。在电阻R2与R3之间的第一分压节点NI通过电阻Rl连接至开关SW的第一端。开关SW的第二端连接至电阻R4与R5之间的第二分压节点N2。
[0019] 本实施例并不限制开关SW的实现方式与控制机制。例如,开关SW可以是机械式开关(例如指拨开关或按钮等),由使用者手动方式(例如按下、推/拉、转动等方式)操作开关SW而改变其导通状态。再例如,开关SW可以是电子式开关(例如晶体管、继电器等),而使用者通过简单的驱动电路或控制单元操作开关SW而改变其导通状态。
[0020] 以下将以具有USB的移动电话作为电子装置11的说明范例,以及利用电脑的USB插座作为外部电源10的说明范例。移动电话的交流转直流充电器(AC-DC Charger)是将USB连接器的第二接脚D+及第三接脚D-短路。因此,移动电话可以利用检测数据接脚D+与D-来判定其USB连接器被连接至充电器或是电脑的USB插座。
[0021] 当此移动电话检测到第二接脚D+与第三接脚D-短路时,此移动电话会进行快速充电模式而向充电器吸取大于USB额定电流(500mA)的充电电流。反之,若此移动电话检测到第二接脚D+与第三接脚D-没有短路,则此移动电话会遵循USB规格而向电脑的USB插座吸取500mA的充电电流(慢速充电)。为了让移动电话可以快速充电,旅行者必需携带笔记本电脑的适配器(adapter)与移动电话的充电器。
[0022] 然而,一般电脑系统的USB电源管理都采用“总量管理”,而不去限制每一个USB插座的输出电流。例如,属于同一个USB控制器所管辖的2个USB插座,只要此2个USB插座的总输出电流不超过IOOOmA即可。也就是说,在此2个USB插座同时间仅插入一个USB装置的条件下,此被使用的USB插座可以提供大于500mA输出电流而不会造成系统错误。
[0023] 因此,在电脑系统的多个USB插座的总输出电流不超过额定电流的情况下,使用者可以让开关SW导通,也就是让电子装置11中USB连接器的第二接脚D+及第三接脚D-短路。此时,充电装置100提供第一充电电流至电子装置11。移动电话(电子装置11)会进行快速充电模式而通过充电装置100向电脑系统的USB插座(外部电源10)吸取大于500mA的充电电流。
[0024] 在电脑系统的多个USB插座都被使用的情况下,使用者可以让开关SW截止(turnoff) ο当电子装置11中USB连接器的第二接脚D+与第三接脚D-开路时,充电装置100提供第二充电电流至电子装置11。此时,移动电话(电子装置11)会进行慢速充电模式而通过充电装置100向电脑系统的USB插座(外部电源10)吸取等于或小于500mA的充电电流。故,于上述说明中,第二接脚D+及第三接脚D-短路时所提供的充电电流大于第二接脚D+及第三接脚D-开路时所提供的充电电流。
[0025] 当充电装置100连接至某些电子装置(例如便携式电子装置)时,可能需要将第二接脚D+与第三接脚D-开路,以使这些电子装置启动一充电程序。当第二接脚D+与第三接脚D-开路时,此电子装置会依据第一分压单元120的第一分压节点NI与第二分压单元130的第二分压节点N2 二者的电压来启动该充电程序。
[0026] 例如,以下将考虑A公司所贩卖的便携式电子装置的交流转直流充电器,是在其USB连接器的第二接脚D+及第三接脚D-分别配置拉上(PULL UP)电阻与拉下(PULL DOWN)电阻。因此,A公司所贩卖的便携式电子装置可以利用检测数据接脚D+与D-的电压电平来判定其USB连接器被连接至充电器或是电脑的USB插座。
[0027] 当此电子装置11 (A公司所贩卖的便携式电子装置)检测到第二接脚D+与第三接脚D-分别被上拉/下拉至特定电压电平时,此电子装置11会进行快速充电模式而向充电器吸取大于USB额定电流(500mA)的充电电流。反之,若此电子装置11检测到第二接脚D+与第三接脚D-的电压电平不是特定电压电平,则此电子装置11会遵循USB规格而向电脑的USB插座吸取500mA的充电电流(慢速充电)。
[0028] 图2是依照本发明实施例说明图1所示充电装置100的功能模块示意图。于本实施例中,充电装置100还包括连接器CN2,以连接便携式电子装置(例如电脑)的USB连接器。连接器CN2连接电源供应单元110。在此假设连接器CN2为USB连接器。
[0029] 另外,本实施例中,电阻R2与R3的阻值比例以及电阻R4与R5的阻值比例,例如是依据A公司所贩卖的便携式电子装置的电器规格来决定的。例如,电阻R2与R3的阻值分别为75ΚΩ与51ΚΩ,而电阻R4与R5的阻值分别为43ΚΩ与51ΚΩ。另外,电阻Rl的阻值可以是10 Ω,或是将电阻Rl省略。如此,当开关SW为截止时,利用电阻R2与R3的分压效应以及电阻R4与R5的分压效应,而可以使第一连接器CNl的第二接脚D+的电压低于第三接脚D-的电压。
[0030] 于图2所示的充电装置100,若电子装置11是B公司所贩卖的移动电话,则使用者可以使开关SW(开关单元)为第一操作模式,即导通状态,也就是使第一连接器CNl的第二接脚D+与第三接脚D-相互短路。此时,移动电话(电子装置11)会进行快速充电模式而通过充电装置100向电脑系统的USB插座(外部电源10)吸取大于500mA的充电电流。
[0031] 于图2中,若电子装置11是A公司所贩卖的便携式电子装置,则使用者可以使开关sw(开关单元)为第二操作模式,即截止状态,此时第二接脚D+与第三接脚D-开路,利用电阻R2与R3的分压效应以及电阻R4与R5的分压效应,而使第一连接器CNl的第二接脚D+的电压低于第三接脚D-的电压。因此,A公司所贩卖的便携式电子装置会进行快速充电模式而通过充电装置100向电脑系统的USB插座(外部电源10)吸取大于500mA的充电电流。所以,图2所示的充电装置100可以适用于A公司或B公司所贩卖的多种电子装置。利用开关SW的操作,充电装置100可以让一般B公司所贩卖的移动电话与A公司所贩卖的平板电脑进行快速充电。旅行者不需要额外携带移动电话的充电器以及平板电脑的充电器。
[0032] 上述开关SW的连接状态可以受控于使用者。在另一实施例中,开关SW的连接状态也可能受控于供应电源的电脑系统(外部电源10)。例如,图3是依照本发明另一实施例说明图1所示充电装置100的功能模块示意图。图3所示充电装置100可以参照图1与图2的相关说明。与图2所示充电装置100不相同的地方在于,图3所示充电装置100的电源供应单元110还包括了控制器300。控制器300的输入端连接至第二连接器CN2的第二接脚D’ +与第三接脚D’ -,而控制器300的输出端连接至开关SW的控制端。电脑系统(外部电源10)可以通过USB连接器CN2下达命令给控制器300,而控制器300依据电脑系统的命令产生对应的控制信号Ssw给开关SW。
[0033] 图1所示充电装置100的应用方式不应被上述实施例所限制。例如,图4是依照本发明再一实施例说明图1所示充电装置100的功能模块示意图。请参照图4,外部电源10包含了市电电源610与适配器(adapter)620。适配器620将市电电源610 (例如IlOV交流电)转换为符合笔记本电脑630电源规格的电源(例如19V直流电)。图4所示充电装置100可以参照图1、图2与图3的相关说明。与图2所示充电装置100不相同的地方在于,图4所示充电装置100包括了连接器CN2以及CM。连接器CN2连接电源供应单元110。连接器CN2用以连接至外部电源10 (适配器620的功率输出端)。适配器620所输出的电源会通过连接器CN2以及连接器CM而供电给笔记本电脑630。
[0034] 电源供应单元110可以是直流-直流转换器(DC-DC converter),用以将适配器620所输出的电源转换为符合USB规格的电源。电源供应单元110的功率输入端连接至连接器CN2,而电源供应单元110的功率输出端连接至连接器CNl的第一接脚+5V与第四接脚GND。因此,不论电脑630是否进入休眠模式,也不论电脑630是否被关机,图4所示充电装置100依然可以提供持续且稳定的充电电源给电子装置11。
[0035] 于图4所示实施例中,旅行者需要携带适配器620以及充电装置100。在其它实施例中,适配器620以及充电装置100可能被整合,以让旅行者更方便携带与使用。例如,图5是依照本发明有又一实施例说明图1所示充电装置100的功能模块示意图。图5所示充电装置100可以参照图1、图2、图3与图4的相关说明。与图4所示充电装置100不相同的地方在于,图5所示充电装置100的电源供应单元110整合了适配器620的必要电路。连接器CN2用以连接至外部电源10 (市电电源610)。适配器620的功率输入端连接至第二连接器CN2。适配器620的功率输出端连接至电源供应单元110的功率输入端与连接器CM。电源供应单元110的功率输出端连接至连接器CNl的第一接脚+5V与第四接脚GND。[0036] 图6是依照本发明又一实施例说明图1所示充电装置100的功能模块示意图。图6所示充电装置100可以参照图1、图2、图3与图4的相关说明。与图4所示充电装置100不相同的地方在于,图6所示充电装置100还包括了连接器CN2、连接器CN3、二极管Dl与二极管D2。请参照图6,连接器CN2用以连接至第一外部电源(例如适配器620)。连接器CN3用以连接至第二外部电源(例如电脑系统810的USB插座)。在此假设连接器CN3是USB连接器,因此充电装置100可以经由连接器CN3而向电脑系统810的USB插座吸取充电电源。
[0037] 电源供应单元110可以是直流-直流转换器,以将适配器620所输出的电源转换为符合USB规格的电源。电源供应单元110的功率输出端经由二极管Dl连接至第一连接器CNl的第一接脚+5V,而电源供应单元110的另一功率输出端连接至第一连接器CNl的第四接脚GND。另外,连接器CN3的第一接脚经由二极管D2连接至连接器CNl的第一接脚+5V,而连接器CN3的第四接脚连接至连接器CNl的第四接脚GND。因此,充电装置100可以多样性的接收不同电源来源,以使电子装置11进行快速充电。在某些设计考虑下,上述二极管Dl和/或二极管D2可能会被省略。
[0038] 综上所述,上述诸实施例的充电装置100可供电给多种电子装置,例如一般手持式移动电话与iPod,以进行快速充电模式。
[0039] 虽然本发明已以实施例揭示如上,然而其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视权利要求所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种充电装置,其特征是,包括: 第一连接器,包括第一接脚、第二接脚、第三接脚及第四接脚; 第一分压单元,连接上述第一接脚与上述第四接脚,上述第一分压单元具有第一分压节点,上述第二接脚连接上述第一分压节点; 第二分压单元,连接上述第一接脚与上述第四接脚,上述第二分压单元具有第二分压节点,上述第三接脚连接上述第二分压节点;以及 开关单元,其一端连接上述第一分压节点,其另一端连接上述第二分压节点, 其中当上述开关单元于第一操作模式时,上述第二接脚与上述第三接脚短路,当上述开关单元于第二操作模式时,上述第二接脚与上述第三接脚开路; 当上述充电装置用以通过上述第一连接器连接第一电子装置,上述第二接脚与上述第三接脚短路时,上述充电装置提供第一充电电流至上述第一电子装置,当上述第二接脚与上述第三接脚开路时,上述充电装置提供第二充电电流至上述第一电子装置,上述第一充电电流大于上述第二充电电流。
2.根据权利要求1所述的充电装置,其特征是,上述充电装置还包括电源供应单元,其连接上述第一接脚与上述第四接脚。
3.根据权利要求2所述的充电装置,其特征是,上述充电装置还包括第二连接器,以连接适配器,上述适配器的一端连接外部电源,上述适配器的另一端连接上述第二连接器,上述第二连接器连接上述电源供应单元。
4.根据权利要求2所述的充电装置,其特征是,上述充电装置还包括第三连接器,以连接外部电源,上述第三连接器连接上述电源供应单元。
5.根据权利要求2所述的充电装置,其特征是,上述充电装置还包括第四连接器,以连接便携式电子装置的通用串行总线连接器,上述第四连接器连接上述电源供应单元。
6.根据权利要求1所述的充电装置,其特征是,上述第一电子装置为移动电话。
7.根据权利要求1所述的充电装置,其特征是,当上述充电装置用以通过上述第一连接器连接第二电子装置,上述第二接脚与上述第三接脚开路时,上述第一分压单元产生第一分压,上述第二分压单元产生第二分压,使上述第二接脚的电压低于上述第三接脚,上述充电装置提供第一充电电流至上述第二电子装置。
8.根据权利要求7所述的充电装置,其特征是,上述第二电子装置为便携式电子装置。
9.根据权利要求1所述的充电装置,其特征是,上述充电装置还包括控制单元,控制上述开关单元。
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