CN103795139A - 具有无线管理功能的电源模块及应用其的无线通讯装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种具有无线管理功能的电源模块及应用其的无线通讯装置。该电源模块包括一电源转换器、一备用电池、一无线通讯发射器以及一控制及管理电路。电源转换器用以接收一外部电源，并将外部电源转换成至少一操作电压。备用电池用于在外部电源中断或电源转换器失效时提供一备用电源至无线通讯模块。无线通讯发射器用于在外部电源中断或电源转换器失效时，无线传输一电源警示信号至无线通讯模块。控制及管理电路连接电源转换器、备用电池以及无线通讯发射器，用以检测备用电池与外部电源的状态，并于外部电源中断或电源转换器失效时产生电源警示信号。

Description

具有无线管理功能的电源模块及应用其的无线通讯装置

技术领域

本发明是有关于一种通讯装置，且特别是有关于一种具有无线管理功能的电源模块及应用其的无线通讯装置。

背景技术

在各种无线通讯标准中，例如Zigbee,Z-wave,WiFi,蓝牙（Bluetooth）及数字增强型无线电信(Digital Enhanced Cordless Telecommunication;DECT)标准，无线通讯网关（gateway）提供以预定功率及特定的无线电通道来发射的突波信息。整合宽频网络及电话通讯的网络和高品质无线先进技术（CordlessAdvanced Technology-Internet and quality，CAT-iq)标准系由DECT标准演变而来，而DECT ULE超低耗能标准可望发展为CAT-iq标准的一部分。DECT标准是一种专为短程范围内无线低功耗应用而设计的局域网络(LAN)技术，其优点包括通讯不受干扰、长距离通讯、语音清晰、即插即用安装，以及支持语音、数据及影像的传输。此外，符合DECT ULE标准的无线通讯网关还具有用电量极低的优点。

一般采用DECT ULE标准的无线通讯网关系以一电源转换器连接外部交流电源，并将外部交流电源转换为可用的直流电源。然而，一旦电源转换器失效或外部交流电源断电时，将失去直流电源的来源。此时，若尚有外部备用电池可供电，无线通讯网关虽然可暂时运作一段时间，但仍然无法解决一旦外部备用电池的电量也不足的时候，随时都有可能断电的危险。

发明内容

本发明提出一种具无线管理功能的电源模块，可检测电池的电量及充电的状态，并可检测外部电源的状态，以避免发生断电的危险。

本发明还提出一种无线通讯装置，可借由检测电池的电量及充电的状态，并借由检测外部电源的状态，以适时发出电源警示信号。

根据本发明的一方面，提出一种具无线管理功能的电源模块，包括一电源转换器、一备用电池、一无线通讯发射器以及一控制及管理电路。电源转换器用以接收一外部电源，并将外部电源转换成至少一操作电压。备用电池用于在外部电源中断或电源转换器失效时提供一备用电源至无线通讯模块。无线通讯发射器用于在外部电源中断或电源转换器失效时，无线传输一电源警示信号至无线通讯模块。控制及管理电路连接电源转换器、备用电池以及无线通讯发射器，用以检测备用电池与外部电源的状态，并于外部电源中断或电源转换器失效时产生电源警示信号。

根据本发明的一方面，提出一种无线通讯装置，包括上述的具有无线管理功能的电源模块以及一无线通讯模块。无线通讯模块连接电源模块，其中电源模块以一无线电波发射包含有一电源中断信号及/或一电量不足信号的一电源警示信号至无线通讯模块。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1为依照本发明一实施例的具无线管理功能的电源模块的电路方块图。

图2为应用图1中的电源模块的无线通讯装置的电路方块图。

图3绘示依照一实施例的控制及管理电路的操作流程图。

图4绘示图3中进入电源管理步骤的细部流程图。

主要元件符号说明：

100：电源模块

101：无线通讯装置

110：电源转换器

112：交流电源输入端

114：外部电源转换器

116：内部电源转换器

120：备用电池

130：无线通讯发射器

140：控制及管理电路

142：处理器

144：电压检测及充电模块

145：直流电源输出端

146：直流电源输入端

148：电源转换器

150：无线通讯模块

152：无线通讯接收器

154：处理器

156：状态指示器

AL：电源警示信号

BP：备用电源

DC：直流电源

EP：外部电源

WF：无线电波

具体实施方式

请参照图1及图2，其中图1依照本发明一实施例的具无线管理功能的电源模块100的电路方块图，图2为应用图1中的电源模块的无线通讯装置101的电路方块图。

在图1中，具无线管理功能的电源模块100可包括一电源转换器110、一备用电池120、一无线通讯发射器130以及一控制及管理电路140的不断电供电模块。

电源转换器110用以接收一外部电源EP，例如是居家或办公用的110V～240V交流电源，并可将外部电源EP转换成至少一操作电压，例如是小型电子装置所使用的5V～24V直流电压。电源转换器110可内建于电源模块100中，但在另一实施态样中，电源转换器110及其电源插头（未绘示）可独立于电源模块100之外。

有关电源转换器110的细部内容请参照图2的图式范例。在一实施例中，电源转换器110可包括一交流电源输入端112（例如电源插头）、一外部电源转换器114以及一内部电源转换器116。外部电源转换器114可位于电源模块100的壳体之外，可将交流电源转换为额定电压的直流电源，而内部电源转换器116位于电源模块100的壳体之内，可将额定电压的直流电源转换为不同操作电压的直流电源，例如5V～24V，以供内部不同电子元件使用。

在本实施例中，内部电源转换器116分别产生图2中的处理器142、电压检测及充电模块144以及无线通讯发射器130等内部元件所需的操作电压，以使内部元件能正常操作。

备用电池120例如是可更换或可充电的碳锌电池、碱性电池、锂电池或其他类型的电池，可于外部电源EP中断或电源转换器110失效时提供一备用电源BP，以避免发生电源中断的危险。

控制及管理电路140分别连接电源转换器110、备用电池120以及无线通讯发射器130，用以检测备用电池120与外部电源EP的状态，并于外部电源EP中断或电源转换器110失效时产生一电源警示信号AL。

有关控制及管理电路140的细部内容请参照图2的图式范例。在一实施例中，控制及管理电路140包括一电压检测及充电模块144以及一处理器142。在一实施例中，处理器142不必然是连接电压检测及充电模块144的附加元件。举例来说，处理器142可由内建于无线通讯发射器130中的处理器取代。电压检测及充电模块144连接备用电池120，用以检测备用电池120的电量及充电状态。当备用电池120的电量不足时，电压检测及充电模块144可发出一电量不足信号至处理器142。反之，当备用电池120的电量充足或已充电完成时，电压检测及充电模块144亦可发出一电量充足信号至处理器142。之后，处理器142根据检测的结果来判断备用电池120的电压是否正常。

另外，当外部电源EP中断或电源转换器110失效时，电压检测及充电模块144则发出一电源中断信号至处理器142。反的，当外部电源EP及电源转换器110正常时，电压检测及充电模块144亦可发出一电源正常信号至处理器142。之后，处理器142可根据检测的结果来判断外部电源EP是否正常。

以下针对备用电池120的电量不足及/或外部电源EP中断的情形进行详细说明。在图2中，无线通讯发射器130用以接收外部电源EP中断或电源转换器110失效时所产生的一电源中断信号及/或备用电池120的电量不足时产生的一电量不足信号，并以无线传输的方式将包含有一电源中断信号及/或电量不足信号的一电源警示信号AL传送至无线通讯模块150。

在一实施例中，无线通讯发射器130发射符合Zigbee、Z-wave、WiFi、Bluetooth及数字增强型无线电信（DECT）标准其中之一的无线电波WF至无线通讯模块150的接收器152。无线通讯接收器152与无线通讯发射器130具有相同的通讯标准（例如Zigbee、Z-wave、WiFi、DECT或Bluetooth）。较佳但不限定地，无线电波WF可符合DECT ULE标准，以达到极低的耗电量。

在图2图2中，无线通讯模块150泛指各类通讯产品，例如为具有WiFi无线传输、支持IEEE802.11a/b/g无线网络通讯协定、蓝牙无线通讯、长期演进技术（long term technology,LTE）或支持全球微波接入互通接口（WIMAX）的通讯装置，并符合各种通讯产品对于电磁波干扰测试的相关规范。举例来说，无线通讯模块150为无线通讯网关，其必须以另一无线模块（图2图2未绘示）来支持WiFi、Bluetooth、LTE及/或WIMAX等无线通讯。

无线通讯模块150具有一直流电源输入端146，用以接收由电源模块100的直流电源输出端145所输出的直流电源DC或备用电池120所提供的备用电源BP。在一实施例中，备用电源BP例如为9～24V，而备用电源BP的功率例如与电源模块100所提供的直流电源DC的功率相同。此外，电源转换器148用以将额定电压的直流电源转换为不同操作电压的直流电源，例如5V～24V，以供内部不同电子元件使用。另外，处理器154用以处理传送至无线通讯模块150的电源警示信号AL，并控制状态指示器156以灯号显示或以其他方式表示电源警示信号AL，以达到警示的目的。

请参照图3，其绘示依照一实施例的控制及管理电路140的操作流程图。下文中相对应的标号请参照图1及图2。步骤S11是判断电源是否正常。若电源正常，进入步骤S12。若电源不正常，进入步骤S16的电源管理步骤。步骤S12为是否对备用电池120充电，若是，则进入步骤S13，若否，则进入步骤S14，进一步检测备用电池120是否失效。若判断备用电池120失效，则以无线电波WF发出一更换电池信号至无线通讯模块150，并以状态指示器156显示或表示更换电池信号。

接着，请参照图4，其绘示图3中进入电源管理步骤的细部流程图。下文中相对应的标号请参照图1及图2。步骤S 17是检测外部电源EP是否中断。若外部电源EP正常，进入步骤S18，以无线电波WF发出一电源正常信号至无线通讯模块150，并以状态指示器156显示或表示电源正常信号。之后，回到步骤S11。若外部电源EP中断或电源转换器110失效，则进入步骤S19，以无线电波WF发出一电源中断信号至无线通讯模块150，并以状态指示器156显示或表示电源中断信号。接着，步骤S20是检测备用电池120的电量是否不足。若电量不足，进入步骤S21，以无线电波WF发出一电量不足信号至无线通讯模块150，并以状态指示器156显示或表示电量不足信号。若电池的电量超过预定值，则进入步骤S22，以无线电波WF发出一剩余电量信号至无线通讯模块150，并以状态指示器156显示或表示剩余电量信号。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (12)

1.一种具有无线管理功能的电源模块，连接一无线通讯模块，所述电源模块包括：

一电源转换器，用以接收一外部电源，并将所述外部电源转换成至少一操作电压；

一备用电池，用于在所述外部电源中断或所述电源转换器失效时提供一备用电源至所述无线通讯模块；

一无线通讯发射器，用于在所述外部电源中断或所述电源转换器失效时，无线传输一电源警示信号至所述无线通讯模块；以及

一控制及管理电路，连接所述电源转换器、所述备用电池以及所述无线通讯发射器，用以检测所述备用电池与所述外部电源的状态，并于所述外部电源中断或所述电源转换器失效时产生电源警示信号。

2.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述电源转换器具有一交流电源输入端，用以接收所述外部电源。

3.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述电源模块具有一直流电源输出端，用以输出一直流电源。

4.如权利要求3所述的电源模块，其特征在于，所述无线通讯模块具有一直流电源输入端，用以接收所述直流电源或与所述直流电源的功率相同的备用电源。

5.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述控制及管理电路包括一电压检测及充电模块，连接所述备用电池，用以检测所述备用电池的电量及充电状态。

6.如权利要求5所述的电源模块，其特征在于，所述控制及管理电路包括一处理器，连接所述无线通讯发射器与所述电压检测及充电模块，用于处理所述外部电源中断或所述电源转换器失效时产生的一电源中断信号或处理所述备用电池的电量不足时产生的一电量不足信号。

7.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述无线通讯发射器以一无线电波发射包含有电源中断信号及/或电量不足信号的电源警示信号至所述无线通讯模块。

8.如权利要求7所述的电源模块，其特征在于，所述无线电波符合Zigbee、Z-wave、WiFi、Bluetooth及数字增强型无线电信标准其中之一。

9.一种无线通讯装置，包括：

一如权利要求1所述的具有无线管理功能的电源模块；以及

一无线通讯模块，连接所述电源模块，其中所述电源模块以一无线电波发射包含有一电源中断信号及/或一电量不足信号的一电源警示信号至所述无线通讯模块。

10.如权利要求9所述的无线通讯装置，其特征在于，所述无线电波符合Zigbee、Z-wave、WiFi、Bluetooth及数字增强型无线电信标准其中之一。

11.如权利要求9所述的无线通讯装置，其特征在于，所述无线通讯模块包括至少一状态指示器，用以显示或表示所述电源警示信号。

12.如权利要求9所述的无线通讯装置，其特征在于，所述无线通讯模块包括一无线通讯接收器，用以接收所述无线电波。

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