CN106549590A - 埋入式电源转换装置及其适用的电源供应系统 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种电源转换系统，包含：至少一可携式电子装置，具有连接端子及第一控制单元；以及埋入式电源转换装置，部分内埋于封闭结构内，将输入电压转换为直流电压，且包含至少一插座及第二控制单元，其中插座部份外露于封闭结构，用以供连接端子插设，第二控制单元于连接端子插设于插座时，与第一控制单元沟通，进而得知可携式电子装置所需求的直流充电电压，使埋入式电源转换装置输出与该直流充电电压相等的直流电压，并经由插座传送至连接端子。

Description

埋入式电源转换装置及其适用的电源供应系统

技术领域

本发明是关于一种电源转换装置，尤指一种埋入式电源转换装置及其适用的电源转换系统。

背景技术

随着科技的发达，移动电话、笔记型电脑、数码相机及个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)等各种可携式电子装置相继问世，带给人们生活极大的便利性。然而，可携式电子装置的动力来源大都来自于直流电压，故可携式电子装置需搭配一电源转换装置，以藉由该电源转换装置将建筑物的墙壁内或是配电箱内所提供的交流电压转换为特定的直流电压，进而使可携式电子装置可使用该直流电压。

由于可携式电子装置的种类有各种不同态样，因此依据可携式电子装置的直流电压的需求不同或是连接端子的不同，与可携式电子装置搭配的电源转换装置也对应有各种不同的种类，此外，电源转换装置不论设置在可携式电子装置内或是可携式电子装置外，必定都须使用交流电源线来接收交流电压。由上可知，当使用者拥有越多的可携式电子装置，也势必拥有非常多的电源转换装置与交流电源线，故这些交流电源线与电源转换器实际上遍布在使用者的生活周遭，然而这些交流电源线与电源转换装置却存在着许多对使用者不良的影响，首先，交流电源线容易有电线走火与触电的危险，而电源转换装置也易使使用者曝露在电磁干扰的环境中，进而造成不良的影响，另外，当电源转换装置设置于可携式电子装置内，将增加可携式电子装置的体积与重量，也增加可携式电子装置的温升，并导致可携式电子装置存在能源转换效率下降以及电磁干扰等问题，而当电源转换装置设置于可携式电子装置外时，电源转换装置实较容易造成人为的外观破损或故障等，导致使用者有触电或是发生火灾的危险，因此对于设置在可携式电子装置外的电源转换装置而言，其安全规范及电磁干扰规范皆较为严格，如此一来，将导致电源转换装置的生产成本提高。

因此，如何发展一种可改善上述现有技术缺失的埋入式电源转换装置及其适用的电源转换系统，实为相关技术领域者目前所迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种埋入式电源转换装置及其适用的电源供应系统，其中埋入式电源转换装置部分埋设于封闭结构内，以将封闭结构所传来的输入电压转换为直流充电电压，进而提供给可携式电子装置进行充电，因此本发明的埋入式电源转换装置不但可避免电线走火与触电，同时可藉由封闭结构而减少电磁干扰。此外，本发明的埋入式电源转换装置可减少可携式电子装置的体积与重量，且减少可携式电子装置的温升，并提升可携式电子装置的能源转换效率。更甚者，本发明的电源转换系统或埋入式电源转换装置的生产成本可降低。

为达上述目的，本发明的较佳实施态样为提供一种电源转换系统，包含：至少一可携式电子装置，具有连接端子及第一控制单元；以及埋入式电源转换装置，部分内埋于封闭结构内，将输入电压转换为直流电压，且包含至少一插座及第二控制单元，其中插座部份外露于封闭结构，用以供连接端子插设，第二控制单元于连接端子插设于插座时，与第一控制单元沟通，进而得知可携式电子装置所需求的直流充电电压，使埋入式电源转换装置输出与该直流充电电压相等的直流电压，并经由插座传送至该连接端子。

为达上述目的，本发明的另一较佳实施态样为提供一种埋入式电源转换装置，部分内埋于封闭结构内，将输入电压转换为直流电压，且包含：至少一插座，外露于封闭结构，供可携式电子装置的连接端子插设；第二控制单元，于连接端子插设于插座时，与可携式电子装置的第一控制单元沟通而得知可携式电子装置所需求的直流充电电压，使埋入式电源转换装置输出与该直流充电电压相等的直流电压，并经由插座传送至连接端子。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的电源转换系统的结构示意图。

图2为图1所示的可携式电子装置以及埋入式电源转换装置的电路结构示意图。

图3为图1所示的连接缆线的结构示意图。

图4为图3所示的插座的内部结构示意图。

图5为本发明第二较佳实施例的电源转换系统。

其中，附图标记

1：可携式电子装置

10：连接缆线

100：连接端子

101：握持部

102：插设部

103：本体部

104、105：第一导接部

11：第一控制单元

2、5：埋入式电源转换装置

20：插座

200：孔洞

201：第二导接部

21：第二控制单元

22：电源转换电路

23：隔离变压器

24：整流电路

25：选择开关

250：输入端

251：输出端

9：封闭结构

Vin：输入电压

Vdc：直流电压

Vtr：过渡电压

Vac：交流感应电压

Np：初级绕组

Ns：次级绕组

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

请参阅图1及图2，其中图1为本发明第一较佳实施例的电源转换系统的结构示意图，图2则为图1所示的可携式电子装置以及埋入式电源转换装置的电路结构示意图。如图1、图2所示，本发明的电源转换系统包含至少一可携式电子装置1以及一埋入式电源转换装置2。可携式电子装置1，例如图1所示的两个可携式电子装置可分别为移动电话、笔记型电脑、数码相机或个人数字助理等，但不以此为限，每一可携式电子装置1具有一连接缆线10以及一第一控制单元11(如图2所示)，其中连接缆线10的一端与可携式电子装置1电连接，连接缆线10的另一端则具有一连接端子100(如图3所示)，且连接端子100实际上由一握持部101及一插设部102所构成，其中握持部101可为绝缘材质所构成，用以供使用者握持，而插设部102则与握持部101连接，且与连接缆线10内的导接线(未图示)相导接。

埋入式电源转换装置2则至少部份内埋于一封闭结构9中，其中封闭结构9可为但不限于墙壁或是变电箱等，且封闭结构9可提供一输入电压Vin(如图2所示)，例如当封闭结构9为图1所示的墙壁时，输入电压Vin实际上则可为市电所提供的交流电压，而埋入式电源转换装置2则接收输入电压Vin，并将输入电压Vin转换为至少一直流电压Vdc，以供给至少一可携式电子装置1充电，且埋入式电源转换装置2包含至少一插座20及一第二控制单元21，其中插座20，例如图1所示的两个插座20，分别部份外露于封闭结构9，且插座20的结构与连接缆线10的连接端子100的插设部102的结构相对应，插座20用以供连接端子100的插设部102插设，第二控制单元21则用以于连接端子100的插设部102插设于插座20内时，与第一控制单元11沟通，以得知可携式电子装置1所需求的一直流充电电压，使得埋入式电源转换装置2可依据第二控制单元21与第一控制单元11的沟通结果而输出与该直流充电电压相等的直流电压Vdc，并经由插座20传送直流电压Vdc至插设部102。

于一些实施例中，第一控制单元11及第二控制单元21可以单向方式进行沟通，换言之，即由第一控制单元11直接通知第二控制单元21可携式电子装置1所需求的直流充电电压为何。当然，第一控制单元11及第二控制单元21亦可以双向方式进行沟通，即第一控制单元11通知第二控制单元21可携式电子装置1所需求的直流充电电压为何，而第二控制单元21亦在可输出与该直流充电电压相等的直流电压Vdc时通知第一控制单元11，使第一控制单元11控制可携式电子装置1开始接收直流电压Vdc而进入充电运作。更甚者，于其它实施例中，为了使第一控制单元11及第二控制单元21可以单向或双向方式进行沟通，第一控制单元11及第二控制单元21可分别由控制集成电路所构成，但并不以此为限。

请再参阅图2，于本实施例中，埋入式电源转换装置2更包含一电源转换电路22、一隔离变压器23、多个整流电路24以及至少一选择开关25。电源转换电路22用以接收输入电压Vin，并将输入电压Vin转换为一过渡电压Vtr，其中当输入电压Vin为交流电压时，电源转换电路22实际上可由交流/直流转换电路所构成，反之，当输入电压Vin为直流电压，例如由太阳能面板所提供的直流电压时，电源转换电路22实际上则由直流/直流转换电路所构成。

隔离变压器23具有一初级绕组Np以及至少一次级绕组Ns，其中初级绕组Np与电源转换电路22电连接而接收过渡电压Vtr，次级绕组Ns，例如图2所示的四个次级绕组Ns，则分别藉由与初级绕组Np的电磁感应而各自输出一交流感应电压Vac。

整流电路24，例如图2所示的四个整流电路24，分别与对应的次级绕组Ns电连接，每一整流电路24用以将交流感应电压Vac整流成对应的直流电压Vdc。选择开关25，例如图2所示的两个选择开关25，分别具有多个输入端250及一输出端251，其中选择开关25的每一输入端250与对应的整流电路24电连接，输出端则与对应的插座20电连接，选择开关25选择性地切换多个输入端250的其中的一输入端250与输出端251之间为导通状态，使为导通状态的输入端250将经由整流电路24所接收到的直流电压Vdc传送至输出端251，进而传送至插座20而提供给插设于插座20内的连接端子100的插设部102。于其它实施例中，整流电路24可为但不限于由一二极管及一电容所构成，当然也可由一交流/直流转换器构成。

更甚者，于上述实施例中，第二控制单元21亦与选择开关25信号连接而控制选择开关25的运作，亦即第二控制单元21可依据与第一控制单元11的沟通结果而控制选择开关25中对应的输入端250及输出端251之间为导通状态，藉此，可输出符合可携式电装置1的充电电压的直流电压Vdc的整流电路24便可将直流电压Vdc经由对应的输入端250及输出端251传送至插座20，并经由插座20传送至插设于插座20内的连接端子100的插设部102。

于上述实施例中，埋入式电源转换装置2实际上可由初级绕组Ns、多个次级绕组Ns及多个整流电路24而构成多路输出，换言之，即每一路所输出的直流电压Vdc实际上经由初级绕组Ns、其中的一次级绕组Ns及对应的整流电路24所产生。此外，多个次级绕组Ns的线圈匝数彼此不同，因此每一次级绕组Ns所输出的交流感应电压Vac的电压值相异于其它次级绕组Ns所输出的交流感应电压Vac的电压值，如此一来，每一整流电路24所输出的直流电压Vdc的电压值亦相异于其它整流电路24的直流电压Vdc的电压值，故藉由选择开关25切换适当的输入端250与输出端251为导通状态，便可选择符合可携式电装置1的直流充电电压的直流电压Vdc来传送至插座20，进而供对应的可携式电装置1使用。另外，又于其它实施例中，每一整流电路24所输出的直流电压Vdc可为3.3V、5V、12V或20V等，但不以此为限。

由上可知，本发明的电源转换系统的埋入式电源转换装置2部分埋设于封闭结构9内，以将封闭结构9所传来的输入电压Vin转换为直流电压Vdc而提供给可携式电子装置1进行充电，因此本发明的埋入式电源转换装置2无须如现有电源转换装置需具有交流电源线，故可避免电线走火与触电，同时因埋入式电源转换装置2部分埋设于封闭结构9内，故埋入式电源转换装置2所产生的电磁干扰可藉由封闭结构9而相对减少。更甚者，因埋入式电源转换装置2部分埋设于封闭结构9内，而非设置于可携式电子装置1内，故可减少可携式电子装置1的体积与重量，也减少可携式电子装置1的温升，并提升可携式电子装置1的能源转换效率下降。且因埋入式电源转换装置2部分埋设于封闭结构9内，故不易发生人为的外观破损或故障等，因此其安全规范及电磁干扰规范可较为宽松，如此一来，因此本发明的电源转换系统或埋入式电源转换装置2的生产成本可降低。又本发明的电源转换系统的埋入式电源转换装置2的第二控制单元21可于连接端子100的插设部102插设于插座20内时，自动与第一控制单元11沟通，进而得知可携式电子装置1所需求的直流充电电压，以使埋入式电源转换装置2输出与该直流充电电压相等的直流电压Vdc，故可使使用者无需购买不同电压或连接端子的电源转换装置。

请参阅图3及图4，并配合图1、图2，其中图3为图1所示的连接缆线的结构示意图，图4为图3所示的插座的内部结构示意图。如图3、图4图所示，连接缆线10的连接端子100的插设部102具有一本体部103及多个第一导接部，例如至少一第一导接部104及至少一第一导接部105，其中多个第一导接部104依序环绕于本体部103上，用以传输电能及信号，更进一步说明，第一导接部104设置于握持部101及第一导接部105之间，第一导接部104可为但不限于电源端子，用以传输电能，第一导接部105可为但不限于信号端子，用以传输信号。

插座20具有一孔洞200及多个第二导接部201，孔洞200用以供插设部102插设，多个第二导接部201以环绕而相间隔方式设置于孔洞200的壁面，且与选择开关25的输出端251相导接，每一第二导接部201用以当插设部102插设于孔洞200内时，与每一第一导接部104的部分相接触。而由于多个第二导接部201以环绕而相间隔方式设置于孔洞200的壁面，因此当插设部102插设于孔洞200内时，第一导接部104必然与至少一第二导接部201导接，故插设部102插入孔洞200时并无任何方向性限制。

请参阅图5，其为本发明第二较佳实施例的电源转换系统。如图5所示，本实施例的电源转换系统与图2所示的电源转换系统的结构及功能相似，故以相同的标号代表电路结构及功能相似而不再赘述，唯独相较于图2所示的电源转换系统的埋入式电源转换装置2，本实施例的埋入式电源转换装置5更包含至少一过载保护单元50，例如图5所示的四个过载保护单元50，每一过载保护单元50连接于对应的整流电路24及插座20之间，且可由一过电压保护电路、一过电流保护电路、一过负载保护电路或一短路保护电路的其中任一保护电路或组合多个保护电路所构成，藉此对埋入式电源转换装置5所提供的每一路输出进行保护。

综上所述，本发明提供一种埋入式电源转换装置及其适用的电源供应系统，其中埋入式电源转换装置部分埋设于封闭结构内，以将封闭结构所传来的输入电压转换为直流电压而提供给可携式电子装置进行充电，因此本发明的埋入式电源转换装置不但可避免电线走火与触电，同时可藉由封闭结构而减少电磁干扰。此外，因本发明的埋入式电源转换装置部分埋设于封闭结构内，故可减少可携式电子装置的体积与重量，也减少可携式电子装置的温升，并提升可携式电子装置的能源转换效率。更甚者，因本发明的埋入式电源转换装置部分埋设于封闭结构内，故不易发生人为的外观破损或故障等，因此其安全规范及电磁干扰规范可较为宽松，如此一来，本发明的电源转换系统或埋入式电源转换装置的生产成本可降低。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种电源转换系统，其特征在于，包含：

至少一可携式电子装置，具有一连接端子及一第一控制单元；以及

一埋入式电源转换装置，部分内埋于一封闭结构内，将一输入电压转换为一直流电压，且包含至少一插座及一第二控制单元，其中该插座部份外露于该封闭结构，用以供该连接端子插设，该第二控制单元于该连接端子插设于该插座时，与该第一控制单元沟通，进而得知该可携式电子装置所需求的一直流充电电压，使该埋入式电源转换装置输出与该直流充电电压相等的该直流电压，并经由该插座传送至该连接端子。

2.如权利要求1所述的电源转换系统，其特征在于，该封闭结构为墙壁或变电箱。

3.如权利要求1所述的电源转换系统，其特征在于，该埋入式电源转换装置更包含：

一电源转换电路，接收该输入电压，并将该输入电压转换为一过渡电压；以及

一隔离变压器，具有一初级绕组及多个次级绕组，其中该初级绕组与该电源转换电路电连接而接收该过渡电压，每一该次级绕组藉由与该初级绕组的电磁感应而输出电压值相异的一交流感应电压。

4.如权利要求3所述的电源转换系统，其特征在于，该埋入式电源转换装置更包含：

多个整流电路，分别与对应的该次级绕组电连接，每一该整流电路用以将对应的该交流感应电压整流成对应的该直流电压，且各个该整流电路所提供的电压值相异。

5.如权利要求4所述的电源转换系统，其特征在于，该埋入式电源转换装置更包含：

至少一选择开关，具有多个输入端及一输出端，其中每一该输入端与对应的该整流电路电连接，该输出端与该插座电连接，该选择开关选择性地切换该多个输入端的其中的一该输入端与该输出端之间为导通状态，使为导通状态的该输入端将经由对应的该整流电路所接收到的该直流电压传送至该输出端，进而传送至该插座并提供给该连接端子。

6.如权利要求5所述的电源转换系统，其特征在于，该第二控制单元与该选择开关电连接，用以依据与该第一控制单元的沟通结果而控制该选择开关中对应的该输入端及该输出端之间为导通状态，使输出符合该充电电压的该直流电压的该整流电路将该直流电压经由对应的该输入端及该输出端传送至该插座，并经由该插座传送至该连接端子。

7.如权利要求5所述的电源转换系统，其特征在于，该埋入式电源转换装置更包含多个过载保护单元，每一该保护单元连接于对应的该整流电路及该插座之间，且由一过电压保护电路、一过电流保护电路、一过负载保护电路或一短路保护电路的其中任一保护电路或组合多个保护电路所构成。

8.如权利要求5所述的电源转换系统，其特征在于，该连接端子由一握持部及一插设部所构成，且该握持部由一绝缘材质所构成，而该插设部与该握持部连接。

9.如权利要求8所述的电源转换系统，其特征在于，该插设部具有一本体部及多个第一导接部，该多个第一导接部依序环绕于该本体部上。

10.如权利要求9所述的电源转换系统，其特征在于，该插座具有一孔洞及多个第二导接部，该孔洞用以供该插设部插设，该多个第二导接部以环绕而相间隔方式设置于该孔洞的壁面，且与该选择开关的该输出端相导接，每一该第二导接部用以当该插设部插设于该孔洞内时，与每一该第一导接部的部分相接触。

11.一种埋入式电源转换装置，其特征在于，部分内埋于一封闭结构内，将一输入电压转换为一直流电压，且包含：

至少一插座，外露于该封闭结构，供一可携式电子装置的一连接端子插设；

一第二控制单元，于该连接端子插设于该插座时，与该可携式电子装置的一第一控制单元沟通而得知该可携式电子装置所需求的一直流充电电压，使该埋入式电源转换装置输出与该直流充电电压相等的该直流电压，并经由该插座传送至该连接端子。

12.如权利要求11所述的埋入式电源转换装置，其特征在于，该埋入式电源转换装置更包含：

一电源转换电路，接收该输入电压，并将该输入电压转换为一过渡电压；以及

一隔离变压器，具有一初级绕组及多个次级绕组，其中该初级绕组与该电源转换电路电连接而接收该过渡电压，每一该次级绕组藉由与该初级绕组的电磁感应而输出电压值相异的一交流感应电压。

13.如权利要求12所述的埋入式电源转换装置，其特征在于，该埋入式电源转换装置更包含：

多个整流电路，分别与对应的该次级绕组电连接，每一该整流电路用以将该交流感应电压整流成对应的该直流电压，且各个该整流电路所提供的电压值相异。

14.如权利要求13所述的埋入式电源转换装置，其特征在于，该埋入式电源转换装置更包含：

至少一选择开关，具有多个输入端及一输出端，其中每一该输入端与对应的该整流电路电连接，该输出端与该插座电连接，该选择开关选择性地切换该多个输入端的其中的一该输入端与该输出端之间为导通状态，使为导通状态的该输入端将经由对应的该整流电路所接收到的该直流电压传送至该输出端，进而传送至该插座并提供给该连接端子。