CN103532174B - 动态充电装置、系统及方法 - Google Patents

动态充电装置、系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种动态充电装置、系统及方法。该动态充电装置包括有：一检测模块，用来根据一输入信号，产生一检测信号；一控制模块，耦接于该检测模块，用来根据该检测信号，产生一控制信号；以及一输出模块，耦接于该控制模块，用来根据该控制信号以及该输入信号，动态调整的该输入信号的大小，以对一负载模块进行一充电操作；其中，该输入信号为一输入电流或一电压源。

Description

动态充电装置、系统及方法
技术领域
本发明是指一种动态充电装置、系统及方法，尤指一种可动态调整输入信号的大小，以对一负载模块进行充电操作的动态充电装置、系统及方法。
背景技术
便携式电子装置的日益普遍及不断发展，已可便利地满足使用者在商务、休闲上等方面的不同需求，因此，便携式电子装置的电池续航力或充电方式的便利性自然也成为各家厂商研发的重点。常见的充电操作，可直接将便携式电子装置连接一直流/变流电压源及变压器，或是通过通用串行总线（Universalserialbus，USB），连结便携式电子装置与一电脑主机，以完成便携式电子装置的充电操作。
然而，要求使用者随身携带变压器并取得直流/变流电压源，其充电方式的便利性相对较低。再者，通过通用串行总线以连结电脑主机的充电方式，亦会受限于电脑主机所能分配给便携式电子装置的一额外充电电流的大小。在此情况下，使用者必须遵守通用串行总线于传输过程中，定义关于额外充电电流的限制，例如从500毫安培（mA）到1000毫安培。当电脑主机或变压器可提供多余的充电电流时，使用者亦无法对应改变上述额外充电电流的限制，并期待可利用较大的充电电流，来缩短便携式电子装置的充电时间。除此的外，若使用者是直接使用大于电脑主机可提供电流的上限时，电脑主机亦可能无法维持最低运转所需的最低操作电流值，而导致电脑主机当机或无法操作。当然，若便携式电子装置为一投影设备或一照明设备，而使用者又想将的操作于较大的输出功率时，通用串行总线的电流限制，将进一步限制使用者的操作方式。
因此，提供一种充电装置、系统与方法，建立动态调整充电电流的操作机制，以提供便携式电子装置更便利的充电方式，同时亦可使用较大充电电流来缩短充电时间，或对应提供不同负载模块多元的操作方式，已成为本领域的重要课题。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种动态充电装置、系统及方法，建立可动态调整充电电流的操机制，以提供便携式电子装置更便利的充电方式，同时亦可使用较大充电电流来缩短充电时间，或对应提供不同负载模块多元的操作方式。
本发明揭露一种动态充电装置，包括有一检测模块，用来根据一输入信号，产生一检测信号；一控制模块，耦接于该检测模块，用来根据该检测信号，产生一控制信号；以及一输出模块，耦接于该控制模块，用来根据该控制信号以及该输入信号，动态调整该输入信号的大小，以对一负载模块进行一充电操作；其中，该输入信号为一输入电流或一电压源。
本发明另揭露一种动态充电系统，包括有一电源装置，用来产生一输入信号；一主控装置，耦接有至少一便携式电子装置；一动态充电装置，耦接于该电源装置以及该主控装置间，该动态充电装置包括有一检测模块，用来根据一输入信号，产生一检测信号；一控制模块，耦接于该检测模块，用来根据该检测信号，产生一控制信号；以及一输出模块，耦接于该控制模块，用来根据该控制信号以及该输入信号，动态调整该输入信号的大小，以对该主控装置进行一充电操作；其中，该输入信号为一输入电流或一电压源。
本发明另揭露一种动态充电方法，用于一动态充电装置，包括有根据一输入信号，产生一检测信号；根据该检测信号，产生一控制信号；以及根据该控制信号以及该输入信号，动态调整该输入信号的大小，以对一负载模块进行一充电操作；其中，该输入信号为一输入电流或一电压源。
本发明的有益效果在于：通过一输出模块根据一检测信号及一输入信号，可动态地调升或调降输入信号来形成一输出信号，再通过一反馈模块或一限流模块，根据一反馈信号来提供输出模块或限流模块可动态调整输入信号的操作机制，以对一负载模块进行可动态调整充电电流的充电操作，不但可缩短便携式电子产品的充电时间，同时又可维持电脑主机的基本运作。若便携式电子装置为一投影设备或一照明设备时，其亦可使用较大的操作电流，而将不受限于现有技术的通用串行总线的电流限制，进而增加动态充电装置或动态充电系统的产品应用范围。
附图说明
图1为本发明一动态充电装置的示意图。
图2为图1中输出模块的详细示意图。
图3为本发明实施例另一动态充电装置的示意图。
图4为图3动态充电装置中另一输出模块的示意图。
图5为图1动态充电装置中另一负载模块耦接于图2输出模块的示意图。
图6为本发明实施例一动态充电流程的示意图。
图7为本发明实施例一调整流程的示意图。
附图标号
10动态充电装置
100检测模块
102控制模块
104、404输出模块
106、506负载模块
1060核心电子系统
1062可充电电池或高耗能投影光源
200调整模块
202比较模块
300、4040、5060限流模块
302反馈模块
60动态充电流程
600、602、604、606、608、700、702、步骤
704、706、708、710、712
70调整流程
I_Charge充电电流
I_Sysyem系统电流
S_C控制信号
S_Comp比较结果
S_D检测信号
S_FB反馈信号
S_IN输入信号
S_Out输出信号
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明一动态充电装置10的示意图。如图1所示，动态充电装置10包括有一检测模块100、一控制模块102、一输出模块104以及一负载装置106。输入信号S_IN可为一输入电流或一电压源（图中未示），并可具稳定的位准。检测模块100根据输入信号S_IN，对应产生一检测信号S_D。控制模块102耦接于检测模块100并根据检测信号S_D，对应产生一控制信号S_C。输出模块104耦接控制模块102并接收输入电流或电压源，其可根据输入信号S_IN以及控制信号S_C，动态调整输入信号S_IN的大小形成一输出信号S_OUT，并输出输出信号S_OUT（即调整后的输入信号S_IN）来对负载装置106进行一充电操作。
较佳地，在本实施例中，负载模块106包括有至少一内电阻（图中未示）且同时包括有至少一便携式电子产品及一电脑主机，而输出模块104是动态调整输入信号S_IN以形成输出信号S_OUT，进而对至少一便携式电子产品及电脑主机进行充电操作。请再参考图2，图2为图1中输出模块104的详细示意图。如图2所示，输出模块104更包括有一调整模块200以及一比较模块202。调整模块200用来接收输入信号S_IN以及比较模块202所产生的一比较结果S_Comp，据以对应输出输出信号S_OUT。比较模块202预设有一临界值（图中未示）并接收控制信号S_C以及输出信号S_OUT，以比较临界值与输出信号S_OUT，进而产生比较结果S_Comp。
值得注意地，本实施例的比较结果S_Comp可分为输出信号S_OUT（即对应调整后的输入信号S_IN）不小于临界值或输出信号S_OUT小于临界值的两种情形。当比较结果是输出信号S_OUT不小于临界值时，调整模块200是判断为一提高结果，以对应指示输出模块104进行输入信号S_IN的一可调升操作，亦即对应调升输入电流或电压源的大小。当比较结果是输出信号S_OUT小于临界值时，调整模块200是判断为一降低结果，以对应指示输出模块104进行输入信号S_IN的一可调降操作，亦即对应调降输入电流或电压源的大小。据此，输入信号S_IN是根据是否满足提高结果或降低结果，由输出模块104对应调升或调降输入信号S_IN，并输出输出信号S_OUT来对负载模块106进行充电操作。
除此之外，请再参考图3，图3为本发明实施例另一动态充电装置30的示意图。相较于图1所示的动态充电装置10，图3所示的动态充电装置30更包括有一限流模块300以及一反馈模块302，至于其他元件皆和图1、图2所示相同，在此不赘述。限流模块300用来接收输入信号S_IN（即输入电流或电压源），以对应输出至检测模块100或输出模块104，且限流模块300预设有一最低操作信号（图中未示）。较佳地，反馈模块302耦接于负载模块106及限流模块300之间，并根据负载模块106所进行的充电操作充电情形，对应产生一反馈信号S_FB以反馈至限流模块300，进而调整限流模块300的最低操作信号，使接收的输入信号S_IN的大小不小于最低操作信号，以维持负载模块106中电脑主机能正常运作，同时又可提供耦接于电脑主机的便携式电子产品得以进行充电操作。
请参考图4，图4为图3动态充电装置30中另一输出模块404的示意图。相较于图2的输出模块104，图4所示的输出模块404更包括有一限流模块4040，耦接于调整模块200及比较模块202间，至于其他元件皆和图1、图2所示相同，在此不赘述。同时参考图3与图4所示，限流模块4040是接收反馈模块302所产生的反馈信号S_FB，并同时接收调整模块200调整后的输入信号S_IN，进而决定是否再调整输入信号S_IN的大小，对应输出可动态调整的输出信号S_OUT，来对负载模块106进行充电操作。
此外，请参考图5，图5为图1动态充电装置10中另一负载模块506耦接于图2输出模块104的示意图。如图5所示，负载模块506除包括有手持装置核心电子系统1060与至少一可充电电池或高耗能投影光源1062外，负载模块506更包括有一限流模块5060且耦接于核心电子系统1060与可充电电池或高耗能投影光源1062间。限流模块5060可接收如图3反馈模块302所产生的反馈信号S_FB，进而动态调整输出信号S_OUT的大小，以对应输出一系统电流I_Sysyem至核心电子系统1060以及一充电电流I_Charge至可充电电池或高耗能投影光源1062。限流模块5060输出的系统电流I_Sysyem不但可维持核心电子系统1060的基本运作，且限流模块5060又可动态调整充电电流I_Charge的大小，据此提供可充电电池或高耗能投影光源1062可动态调整充电电流的充电操作。由于充电电流I_Charge是动态地调升或调降，使用者可对应使用较大的充电电流，来进一步缩短可充电电池的充电时间或加大高耗能投影光源的投影光源，同时亦可增加充电装置10的应用范围。
简单来说，根据图2到图5所示的实施例，本发明是提供一种动态充电装置，或将动态充电装置结合一电源装置（对应产生输入电流或电压源）以及一主控装置（即本实施例中的电脑主机），来形成另一动态充电系统。首先，通过输出模块的比较模块与调整模块是根据检测信号及输入信号，动态地调升或调降输入信号来形成输出信号，以对负载模块（包括有便携式电子产品及电脑主机）进行可动态调整的充电操作。再者，通过反馈模块的反馈信号及接收输入信号的限流模块，进一步提供输出模块或限流模块可动态调整输入信号的操作机制。当然，增设额外的限流模块至负载模块中，亦可用来动态调整输入信号的大小。据此，耦接于电脑主机的便携式电子产品是能接收可动态调升或调降的充电电流，进而使用较大的充电电流来缩短其充电时间，同时又可维持电脑主机的基本运作，已对应提供动态充电装置或动态充电系统更多元的操作方式。当然，若便携式电子装置为一投影设备或一照明设备时，其亦可使用较大的操作电流，而将不受限于现有技术的通用串行总线的电流限制。
值得注意地，本实施例是将便携式电子产品与电脑主机分开设置，并各自接收便携式充电电流与系统电流，然而实际操作中，便携式电子产品可通过一内部整合电路（Inter-IntegratedCircuit，I2C）传输接口或一序列周边接口（SerialPeripheralInterface，SPI），以直接耦接于电脑主机，而不限于仅使用通用串行总线（USB）。据此，电脑主机是将直接接收输出信号（即调整后的输入信号），再通过电脑主机上增设另一限流模块，进而将输出信号分为便携式充电电流与系统电流，据以分别提供便携式电子产品进行可动态调整的充电操作与电脑主机进行基本运作，亦为本发明的范畴。当然，本领域具通常知识者亦可应用动态充电装置或动态充电系统的概念，同时提供多个负载模块进行可动态调整输入信号的充电操作者，相较于现有技术是被动低根据通用串行总线的充电电流限制，本实施例已能提供更多元的应用范围。
更进一步，本实施例的动态充电装置（或动态充电系统）的操作方式可归纳为一动态充电流程60，如图6所示。动态充电流程60包括有以下步骤：
步骤600：开始。
步骤602：检测模块100根据输入信号S_IN，产生检测信号S_D。
步骤604：控制模块102根据检测信号S_D，产生控制信号S_C。
步骤606：输出模块104根据输入信号S_IN以及控制信号S_C，动态调整输入信号S_IN的大小，以对负载装置106进行充电操作。
步骤608：结束。
动态充电流程60可同时参考图1到图5以及其相关段落获得说明，在此不赘述。当然，于步骤606中，本领域具通常知识者亦可将控制信号S_C结合反馈信号及限流模块的操作方式，对应于输出模块104或其他限流模块中，调整输入信号S_IN的大小者，亦为本发明的范畴。至于步骤602到606步骤中，本实施例可使用例如内部整合电路（I2C）传输接口、序列周边接口（SPI）、数位安全（SD）传输接口或其它单线控制接口(OneWireInterface)等，以进行不同模块间的信号传输，非用以限制本发明的范畴。
除此之外，动态充电流程60中步骤606用来动态调整输入信号S_IN的大小的操作方式，也可归纳为一调整流程70，如图7所示。调整流程70包括有以下步骤：
步骤700：开始。
步骤702：比较模块202根据临界值、控制信号S_C以及输出信号S_OUT，产生比较结果S_Comp。
步骤704：当比较结果S_Comp为输出信号S_OUT不小于临界值时，进行步骤706；当比较结果S_Comp为输出信号S_OUT小于临界值时，进行步骤708。
步骤706：调整模块200进行输入信号S_IN的可调升操作，以对应调升输入电流或电压源的大小，并将调升后的输入信号S_IN设定为限流模块的最低操作信号，再继续步骤710。
步骤708：调整模块200进行输入信号S_IN的可调降操作，以对应调降输入电流或电压源的大小，而不修改限流模块的最低操作信号，再继续步骤710。
步骤710：输出模块104输出输出信号S_OUT，以对负载装置106进行充电操作。
步骤712：结束。
调整流程70可同时参考图1到图6以及其相关段落获得说明，在此不赘述。当然，于步骤706以及步骤708中，本领域技术人员亦可加入另一电流步进控制模块来配合调整模块200的操作，使输入信号S_IN能被依序增加或减少一固定数值，例如0.1安培（伏特）。至于限流模块中最低操作信号的设定方式，可动态地根据调整后的输入信号S_IN来对应调整，亦可保留由使用者适性地调整，使负载装置106中的便携式电子产品与电脑主机可正常运作，非用以限制本发明的范畴。
综上所述，本发明的实施例是提供一种动态充电装置一动态充电系统，通过一输出模块根据一检测信号及一输入信号，可动态地调升或调降输入信号来形成一输出信号，再通过一反馈模块或一限流模块，根据一反馈信号来提供输出模块或限流模块可动态调整输入信号的操作机制，以对一负载模块进行可动态调整充电电流的充电操作，不但可缩短便携式电子产品的充电时间，同时又可维持电脑主机的基本运作。若便携式电子装置为一投影设备或一照明设备时，其亦可使用较大的操作电流，而将不受限于现有技术的通用串行总线的电流限制，进而增加动态充电装置或动态充电系统的产品应用范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (21)

1.一种动态充电装置，其特征在于，一种动态充电装置包括有：
一检测模块，用来根据一输入信号，产生一检测信号；
一控制模块，耦接于所述检测模块，用来根据所述检测信号，产生一控制信号；以及
一输出模块，耦接于所述控制模块，用来根据所述控制信号以及所述输入信号，动态调整所述输入信号的大小，以对一负载模块进行一充电操作；
其中，所述输入信号为一输入电流或一电压源；
所述输出模块更包括有一比较模块和一调整模块，所述比较模块预设有一临界值，用来根据调整后的所述输入信号、所述临界值以及所述控制信号，产生一比较结果；所述调整模块用来根据所述比较结果，动态调整所述输入信号的大小；当所述比较结果为调整后的所述输入信号不小于所述临界值时，则对应产生一提高结果以调升所述输入信号的大小；当所述比较结果是已调整的所述输入信号小于所述临界值时，则对应产生一降低结果以调降所述输入信号的大小。
2.如权利要求1所述的动态充电装置，其特征在于，所述的动态充电装置更包括有一反馈模块，用来根据所述负载模块的所述充电操作，对应产生一反馈信号。
3.如权利要求2所述的动态充电装置，其特征在于，所述的动态充电装置更包括有一限流模块，用来接收所述输入信号，并预设有一最低操作信号。
4.如权利要求3所述的动态充电装置，其特征在于，所述限流模块更根据所述反馈信号，动态调整所述最低操作信号，使所述输入信号不小于所述最低操作信号。
5.如权利要求2所述的动态充电装置，其特征在于，所述输出模块更包括有一限流模块，用来根据所述反馈信号，对应调整所述输入信号的大小。
6.如权利要求2所述的动态充电装置，其特征在于，所述负载模块更包括有一限流模块，用来根据所述反馈信号，对应调整所述输入信号的大小。
7.如权利要求6所述的动态充电装置，其特征在于，所述负载模块更包括有一主控装置以及至少一便携式电子装置，并根据调整后的所述输入信号，对所述便携式电子装置进行所述充电操作。
8.一种动态充电系统，其特征在于，所述动态充电系统包括有：
一电源装置，用来产生一输入信号；
一主控装置，耦接有至少一便携式电子装置；
一动态充电装置，耦接于所述电源装置以及所述主控装置间，所述动态充电装置包括有：
一检测模块，用来根据一输入信号，产生一检测信号；
一控制模块，耦接于所述检测模块，用来根据所述检测信号，产生一控制信号；以及
一输出模块，耦接于所述控制模块，用来根据所述控制信号以及所述输入信号，动态调整所述输入信号的大小，以对所述主控装置进行一充电操作；
其中，所述输入信号为一输入电流或一电压源；
所述输出模块更包括有一比较模块和一调整模块，所述比较模块预设有一临界值，用来根据调整后的所述输入信号、所述临界值以及所述控制信号，产生一比较结果；所述调整模块用来根据所述比较结果，动态调整所述输入信号的大小；当所述比较结果为调整后的所述输入信号不小于所述临界值时，则对应产生一提高结果以调升所述输入信号的大小；当所述比较结果是已调整的所述输入信号小于所述临界值时，则对应产生一降低结果以调降所述输入信号的大小。
9.如权利要求8所述的动态充电系统，其特征在于，所述的动态充电系统更包括有一反馈模块，用来根据所述主控装置的所述充电操作，对应产生一反馈信号。
10.如权利要求9所述的动态充电系统，其特征在于，所述的动态充电系统更包括有一限流模块，用来接收所述输入信号，并预设有一最低操作信号。
11.如权利要求10所述的动态充电系统，其特征在于，所述限流模块更根据所述反馈信号，动态调整所述最低操作信号，使所述输入信号不小于所述最低操作信号。
12.如权利要求9所述的动态充电系统，其特征在于，所述输出模块更包括有一限流模块，用来根据所述反馈信号，对应调整所述输入信号的大小。
13.如权利要求9所述的动态充电系统，其特征在于，所述主控装置更包括有一限流模块，用来根据所述反馈信号，对应调整所述输入信号的大小，以对所述便携式电子装置进行所述充电操作。
14.如权利要求8所述的动态充电系统，其特征在于，所述主控装置以及所述便携式电子装置是通过一内部整合电路传输接口或一序列周边接口相互耦接。
15.一种动态充电方法，用于一动态充电装置，其特征在于，一种动态充电方法包括有：
根据一输入信号，产生一检测信号；
根据所述检测信号，产生一控制信号；以及
根据所述控制信号以及所述输入信号，动态调整所述输入信号的大小，以对一负载模块进行一充电操作；
其中，所述输入信号为一输入电流或一电压源；
所述的动态充电方法更包括比较调整后的所述输入信号、一临界值以及所述控制信号，以产生一比较结果；
根据所述比较结果，动态调整所述输入信号的大小；
当所述比较结果为调整后的所述输入信号不小于所述临界值时，则对应产生一提高结果以调升所述输入信号的大小；
当所述比较结果是已调整的所述输入信号小于所述临界值时，则对应产生一降低结果以调降所述输入信号的大小。
16.如权利要求15所述的动态充电方法，其特征在于，所述的动态充电方法更包括根据所述负载模块的所述充电操作，产生一反馈信号。
17.如权利要求16所述的动态充电方法，其特征在于，所述的动态充电方法更包括利用一限流模块来接收所述输入信号，并预设有一最低操作信号。
18.如权利要求17所述的动态充电方法，其特征在于，所述限流模块更根据所述反馈信号，动态调整所述最低操作信号，使所述输入信号不小于所述最低操作信号。
19.如权利要求16所述的动态充电方法，其特征在于，所述的动态充电方法更包括利用一限流模块根据所述反馈信号，对应调整所述输入信号的大小。
20.如权利要求16所述的动态充电方法，其特征在于，所述负载模块更包括利用一限流模块根据所述反馈信号，对应调整所述输入信号的大小。
21.如权利要求20所述的动态充电方法，其特征在于，所述负载模块更包括有一主控装置以及至少一便携式电子装置，并利用调整后的所述输入信号，以对所述便携式电子装置进行所述充电操作。
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