CN107359490A - 取电装置 - Google Patents

Abstract

一种取电装置，电性连接一电力输出设备及一非属充电用途的用电设备之间。电力输出设备符合快速充电规格而可输出符合用电设备需求的预定电压。取电装置具有一第一连接接口、一第二连接接口及一处理电路。第一连接接口电连接电力输出设备。第二连接接口电连接用电设备。当处理电路侦测该第一连接接口连接该电力输出设备时，该处理电路通过该第二连接接口输出该电力输出设备产生的该预定电压予该用电设备，并于判断电力输出设备输出不符合预定电压时则不输出预定电压。借此即使不同用电需求的用电设备，该取电装置的处理电路也可快速依据用电设备的用电需求并输出合适的电力给用电设备。

Description

取电装置

技术领域

本发明涉及一种取电装置，特别是涉及一种将电力输出设备转接输出以应用在非充电用途的取电装置。

背景技术

已知快速充电规格(如：QC2.0)广泛使用在充电设备，包括：符合快速充电规格的一充电电源及一被充电电源，充电电源例如是一用以产生电压5伏、9伏或12伏的行动电源。待充电电源例如是一手机的充电电池，可以接收前述电压5伏、9伏或12伏进行充电。然而，现有快速充电规格的产品多为局限在充电设备，并未有非充电用途的其他应用。

另外，如前述的行动电源如果遇到手机的充电电池已充饱电或暂不使用，一般都会定时8～15秒后进入休眠状态以期省电或是避免过充等危险。如果需要再度使用时，就必须要重新插拔以唤醒行动电源重新供电。因此，若应用在需要持续供电的用电设备时，则会产生困扰如下：

1.当行动电源已经进入休眠状态，一旦要重新使用时，必须先做插拔动作才能够唤醒行动电源供电，造成不便。

2.即便是重新插拔，但是如果未能在8～15秒内开启用电设备的电源开关，或忘记开启用电设备的电源开关，则行动电源依旧会进入休眠状态，此时又必须要再来一次重新插拔，此重新插拔的动作对于已穿载厚重御寒衣物的使用者而言非常不方便。

发明内容

本发明的其中一目的在于提供一种解决现有技术缺失的非充电用途的取电装置。

本发明的取电装置在一些实施态样中是电性连接一电力输出设备及一非属充电用途的用电设备之间。该电力输出设备符合一快速充电规格且可输出多种固定电压，并能输出符合该用电设备需求的预定电压。该取电装置具有一第一连接接口、一第二连接接口及一处理电路。第一连接接口电连接该电力输出设备。第二连接接口电连接该用电设备。处理电路通过第一连接接口接收该用电设备的一代表取用该预定电压的控制指令，并依据该控制指令要求该电力输出设备输出该预定电压，且判断该电力输出设备输出符合该预定电压时通过该第二连接接口提供该预定电压输出予该用电设备，并于判断该电力输出设备输出不符合该预定电压时则不输出该预定电压予该用电设备。

在一些实施态样中，该取电装置配合连接的该用电设备是一电热装置。

本发明至少具有以下功效：用户只要将符合快速充电规格的电力输出设备及用电设备分别连接在该取电装置的第一连接接口及第二连接接口，即使不同用电需求的用电设备，该取电装置的处理电路也可快速依据用电设备的用电需求并输出合适的电力给用电设备。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是本发明取电装置的一实施例的一外观示意图。

图2是本发明取电系统的一实施例的一系统方块图。

图3是该实施例的处理电路的一实施例的一电路图。

图4是该实施例的处理电路的另一实施例的一电路图。

图5是本发明取电系统的操作程序的一实施例的一流程图。

图6是该实施例的处理电路的又一实施例的一电路图。

具体实施方式

在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图1及图2，本发明的一实施例中，取电系统100包括彼此电性连接的一取电装置1及一非属充电用途的用电设备3。取电装置1是电性连接于用电设备3及一电力输出设备5之间。本实施例中，取电装置1是一转接接头，电力输出设备5可以是(但不限于)符合快速充电规格(如：QC2.0)的一行动电源或一交流/直流转换插头。

本实施例中，用电设备3包含一适用9伏的第一电热装置31及一适用12伏的第二电热装置32。电力输出设备5可输出多种固定电压(如：5伏、9伏或12伏)的其中一种预定电压以符合该用电设备3的需求。也就是，电力输出设备5经由取电装置1连接第一电热装置31时，电力输出设备5可依据第一电热装置31的需求而输出符合第一电热装置31的需求的一第一预定电压(9伏)输出给第一电热装置31。当电力输出设备5经由取电装置1连接第二电热装置32时，电力输出设备5可依据第二电热装置32的需求而输出另一符合第二电热装置32需求的一第二预定电压(12伏)给第二电热装置32。第一电热装置31、第二电热装置32可以例如是电热衣、电热毯或电热鞋等。

电力输出设备5的一实施例是包括一符合快速充电规格的交流转直流的电源转换器51(如：交流/直流转换插头)，且电源转换器51可将第一预定电压输出给第一电热装置31以及将第二预定电压输出给第二电热装置32。电力输出设备5的另一实施例是包括一符合快速充电规格的充电电池模块52(如：行动电源)，且充电电池模块52可将第一预定电压输出给第一电热装置31以及将第二预定电压输出给第二电热装置32。

参阅图3，并配合图2，本发明的一实施例中，取电装置1具有一处理电路10、一第一连接接口11、一第二连接接口12、一提示模块13、一温度感测模块14及一电压感测模块15。

本实施例中，第一连接接口11符合通用串行总线规格，具有包括5V、D+、D-及GND的接脚，且用以电连接电力输出设备5。第二连接接口12电连接用电设备3，具有包括+、-及S的接脚，且第二连接接口12可以借由缆线或接头的型式连接用电设备3。

处理电路10包括一控制单元20、一降压电路21、一取电模块22、一切换电路23及一开关电路24，且控制单元20电性连接提示模块13、温度感测模块14、电压感测模块15、降压电路21、取电模块22、切换电路23及开关电路24。

温度感测模块14用以产生一侦测该用电设备3的温度的温度感知信号，当控制单元20依据温度感知信号判断用电设备3的温度异常时，停止输出预定电压予用电设备3并使提示模块13产生一代表温度异常状态的异常提示信号，如：发光二极管持续闪烁，以提醒使用者注意。

切换电路23用于手动切换至高电压且晶体管开关组件MA1不导通以设定输出电压9伏，或是手动切换至接地且晶体管开关组件MA1不导通经过1秒后设定输出电压12伏。电压感测模块15用以侦测该电力输出设备5的输出电压Vcc。

控制单元20会先判断切换电路23是设定何种电压，再依据电压感测模块15的侦测结果判断电力输出设备5输出是否符合预定电压的安全范围，若是符合预定电压的安全范围，例如：设定9伏的安全范围是8.5～9.5伏，设定12伏的安全范围是11.5～12.5伏，则控制单元20输出预定电压予用电设备3，并使提示模块13产生一代表取电正常状态的异常提示信号，如：发光二极管维持恒亮状态。当控制单元20依据电压感知信号判断用电设备3的电压异常时，也就是未符合安全范围，则使提示模块13产生一代表电压异常状态的异常提示信号，如：发光二极管持续闪烁，以提醒使用者注意。

降压电路21是将电力输出设备5的输出电压Vcc降压为5伏以供应控制单元20使用，控制单元20可选用8位的微处理器。

取电模块22连接于控制单元20及第一连接接口11之间，取电模块22用以取得电力输出设备5的电源，以供控制单元20使用。本实施例中，取电模块22具有一电压比较电路61及一开关电路62，电压比较电路61是以电阻R1～R7进行分压并以电容C4～C6作为滤波作用及延迟充放电时间。开关电路62具有一第一开关组件Q1及一第一晶体管开关组件MA1，第一开关组件Q1用于驱动第一晶体管开关组件MA1以进行开关作用，电阻R9及R10则为限流用途。当控制单元20的一接脚IOA0输出高电位时，第一开关组件Q1及第一晶体管开关组件MA1会开启；接脚IOA0输出低电位时，第一开关组件Q1及第一晶体管开关组件MA1会关闭。

开关电路24连接于控制单元20及第二连接接口12之间，具有一第二开关组件Q2及一第二晶体管开关组件MA2，第二开关组件Q2用于驱动第二晶体管开关组件MA2以进行开关作用，电阻R11及R12则为限流用途。控制单元20控制开关电路24以控制是否输出电压给用电设备3。当控制单元20的另一接脚IOA1输出高电位时，第二开关组件Q2及第二晶体管开关组件MA2会开启；接脚IOA1输出低电位时，第二开关组件Q2及第二晶体管开关组件MA2会关闭。

参阅图4，本发明的另一实施例中，处理电路10’也包括控制单元20、降压电路21、切换电路23及开关电路24，且控制单元20电性连接提示模块13、温度感测模块14、电压感测模块15、降压电路21、切换电路23及开关电路24，图4与图3大部分组件及组件之间的连接关系类似，而图4不同于图3的差异说明如下。

取电模块22’具有型号为E357的驱动控制器221的集成电路及数个电阻R2、R3，并且以驱动控制器221配合连接电阻R2及R3以实现取得9伏的预定电压，以及通过驱动控制器221不连接电阻R2但连接电阻R3以实现取得12伏的预定电压。

为了避免电力输出设备5进入休眠模式，处理电路10’还具有一电性连接控制单元20的唤醒模块16。控制单元20还可在输出电压期间控制唤醒模块16的晶体管开关组件，每隔一预定时间(如：8秒)则开启0.1秒，使电力输出设备5的电压Vcc到接地的线路有100mA的电流持续通过以避免电力输出设备5进入休眠模式。

另外的防休眠方式是处理电路10’还包括一在该第一连接接口11的一正电端(5V)及一接地端(GND)之间跨接的电阻R1，借由将电压Vcc配合正电端(5V)至接地端(GND)之间跨接电阻R1，在持续有流通电流的状态下，以唤醒电力输出设备5持续输出供电。

以上所述的防休眠的目的是维持电力输出设备5的持续供电而不会由待机状态进入休眠状态，所以需要每隔一段时间唤醒电力输出设备5以持续供电，避免电力输出设备5进入休眠状态。

参阅图5，并配合图4，本发明取电系统100的操作程序包括：依据用电设备3的需用电压以切换电路23设定电压(步骤S101)，如：9伏特就令切换电路23切换到高电压，或12伏特就切换到接地。再将取电系统100连接电力输出设备5(步骤S102)，当连接完成后，控制单元20令提示模块13的发光二极管闪烁(步骤S103)。然后，接着，控制单元20依据电压感测模块15判断输出电压是否为设定电压(步骤S104)，若是，控制单元20接续检测电压是否在安全范围内(步骤S105)，本实施例中，9伏的安全范围为8.5～9.5伏之间，12伏的安全范围为11.5～12.5伏之间。若电压在安全范围内，控制单元20令提示模块13的发光二极管恒亮，正常输出电压(步骤S106)，且进入防休眠模式(步骤S107)。接着，控制单元20再依据温度感测模块14的温度侦测结果，检测温度是否超出安全范围(步骤S108)、本实施例的安全范围是摄氏50度，若温度未超出摄氏50度，控制单元20令提示模块13的发光二极管恒亮，正常输出电压(步骤S106)。若检测温度超出摄氏50度，则表示异常状况，控制单元20令提示模块13的发光二极管持续闪烁，控制单元20令开关电路24关闭输出电压(步骤S109)。

参阅图6，另一实施例的运作原理类似图4，也具有如图4的温度感测模块14、电压感测模块15、唤醒模块16及切换电路23，不同的是，本实施例是以一微处理器71整合控制单元20及取电模块22’的功能，且具有一降压电路21’、一刻录连接接口72及一具有多个电阻的选择电路731，降压电路21’用以提供3.3伏电压给微处理器71，选择电路731及微处理器71之间并可搭配连接一反向导流组件732以避免电流反向。选择电路731具有多个偏压电阻R1、R3、R4、R6，且所述偏压电阻R1、R3、R4、R6系用以供微处理器71与电力输出设备5之间进行交握以取得电力输出设备5的输出电压。刻录连接接口72连接外部主机(图未示)可刻录数据至微处理器71，这也属于本发明可应用的范畴。

综上所述，本发明至少具有以下功效：用户只要将符合快速充电规格的电力输出设备5及用电设备3分别连接在取电装置1的第一连接接口11及第二连接接口12，即使不同用电需求的用电设备3，如：第一电热装置31及第二电热装置32，取电装置1的处理电路10也可快速侦测用电设备3的用电需求并输出合适的电力给用电设备3，使得不同用电需求的用电设备3可以通用本发明的取电装置1，且配合电压异常提示及温度异常中断供电的功能，使整体应用更为安全，故确实能达成本发明的目的。

Claims (10)

1.一种取电装置，电性连接一电力输出设备及一非属充电用途的用电设备之间，该电力输出设备符合一快速充电规格且可输出多种固定电压，并能输出符合该用电设备需求的预定电压，其特征在于：该取电装置包括：

一第一连接接口，电连接该电力输出设备；

一第二连接接口，电连接该用电设备；及

一处理电路，电性连接该第一连接接口及该第二连接接口，当该处理电路侦测该第一连接接口连接该电力输出设备时，该处理电路通过该第二连接接口输出该电力输出设备产生的该预定电压予该用电设备，并于判断该电力输出设备输出不符合该预定电压时则不输出该预定电压予该用电设备。

2.根据权利要求1所述的取电装置，其特征在于：还包括：

一温度感测模块，电连接该处理电路，用以产生一侦测该用电设备之温度的温度感知信号并供该处理电路判断是否温度异常，若判断温度异常则不输出该预定电压予该用电设备。

3.根据权利要求1所述的取电装置，其特征在于：还包括：

一提示模块，电连接该处理电路，当该处理电路判断该电力输出设备的温度或输出电压异常时，停止输出该预定电压予该用电设备并使该提示模块产生一代表异常状态的异常提示信号。

4.根据权利要求1所述的取电装置，其特征在于：还包括：

一电压感测模块，电性连接该处理电路及该电力输出设备之间，用以侦测该电力输出设备的输出电压并供该处理电路判断是否符合该预定电压。

5.根据权利要求4所述的取电装置，其特征在于：该处理电路包括一控制单元、一取电模块、一切换电路及一开关电路，该取电模块连接于该控制单元及该第一连接接口之间，用以取得该电力输出设备之电源供该控制单元使用；该切换电路供设定该预定电压；该开关电路连接于该控制单元及该第二连接接口之间；该控制单元电性连接该电压感测模块及该切换电路，且该控制单元判断该切换电路设定的预定电压后，再依据该电压感测模块的侦测结果判断该电力输出设备的输出电压是否符合该预定电压的安全范围，若是符合该预定电压的安全范围，则该控制单元输出该预定电压予该用电设备。

6.根据权利要求5所述的取电装置，其特征在于：该处理电路还包括一在该第一连接接口的一正电端及一接地端之间跨接的电阻以唤醒该电力输出设备持续输出供电且避免该电力输出设备进入休眠模式。

7.根据权利要求5所述的取电装置，其特征在于：该处理电路还包括一电性连接该控制单元的唤醒模块，该控制单元在输出电压期间控制该唤醒模块具有的一开关组件每隔一预定时间则开启，使电流持续通过以唤醒该电力输出设备持续输出供电且避免该电力输出设备进入休眠模式。

8.根据权利要求5所述的取电装置，其特征在于：该取电模块具有多个偏压电阻，且所述偏压电阻系用以供该电力输出设备进行交握以取得该电力输出设备的输出电压。

9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的取电装置，其特征在于：该取电装置系一转接接头，且该第一连接接口系一通用串行总线接口。

10.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的取电装置，其特征在于：其配合连接的该用电设备是一电热装置。