CN108075557A - 随身充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种随身充电装置，所述随身充电装置包括导引管、活动磁铁、阻力元件、感应线圈、整流器、充电开关、充电电池以及操作开关，所述活动磁铁可于导引管中往复移动，所述阻力元件设置于导引管，当活动磁铁在导引管中开始移动时，所述阻力元件使活动磁铁持续往复移动，所述感应线圈缠绕于导引管，当活动磁铁在导引管中往复移动时，所述感应线圈感应产生感应电流，所述整流器调整感应线圈产生的感应电流的电流方向以输出充电电流，当充电开关导通时，所述充电电池接收充电电流以进行充电，所述操作开关控制充电电池与开路、电量指示元件以及电源输出电路间的电性连接。

Description

随身充电装置

技术领域

本发明涉及一种充电装置，特别涉及一种能够随身携带的充电装置。

背景技术

随着移动电子装置应用范围的扩大，日常生活中使用移动电子装置的人越来越多，进而，通过随身携带的备用电源对移动电子装置进行充电已经成为一种趋势。然而，备用电源需要通过外部电源来事先充电，且其电池容量也并非无限，因此在许多无法使用外部电源的场合中，仍然有其限制。

为解决电力不足的窘境，在现有技术中也有通过以握力或手转来发电的充电装置，然而以握力以及手转的方式来发电的效率并不高，使用者经常需要花费不少的力气和时间来产生电力，而所产生的电力可能仅足以延长数十秒的操作时间，无法满足使用者的需求，故而鲜有人使用此方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种随身充电装置，以解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种随身充电装置，包括导引管、活动磁铁、阻力元件、感应线圈、整流器、充电开关、充电电池以及操作开关；

所述活动磁铁设置于导引管内，并可于导引管中往复移动；所述阻力元件设置于导引管，当活动磁铁在导引管中开始移动时，所述阻力元件使活动磁铁持续往复移动；所述感应线圈缠绕于导引管之管壁，当活动磁铁在导引管中移动时，所述感应线圈感应产生感应电流；所述整流器耦接于感应线圈，并可调整感应线圈产生的感应电流的电流方向以输出充电电流；所述充电开关耦接于整流器；所述充电电池耦接于充电开关以及整流器，当充电开关导通时，所述充电电池接收充电电流以进行充电；所述操作开关耦接于充电电池，并可控制充电电池与开路、电量指示元件以及电源输出电路间的电性连接。

优选的，所述阻力元件包括第一磁铁以及第二磁铁；所述第一磁铁设置于所述导引管的第一端；所述第二磁铁设置于所述导引管的第二端；所述第一磁铁靠近所述活动磁铁之磁极与所述活动磁铁靠近所述导引管之所述第一端之磁极具有相同极性；所述第二磁铁靠近所述活动磁铁之磁极与所述活动磁铁靠近所述导引管之所述第二端之磁极具有相同极性。

优选的，所述阻力元件还包括第一环形磁铁以及第二环形磁铁；所述第一环形磁铁设置于靠近所述导引管之所述第一端之所述导引管的管壁；所述第二环形磁铁设置于靠近所述导引管之所述第二端之所述导引管的管壁；所述第一环形磁铁靠近所述活动磁铁之磁极与所述活动磁铁靠近所述导引管之所述第一端之磁极具有相同极性；所述第二环形磁铁靠近所述活动磁铁之磁极与所述活动磁铁靠近所述导引管之所述第二端之磁极具有相同极性。

优选的，所述阻力元件还包括多个第一侧边磁铁以及多个第二侧边磁铁；所述多个第一侧边磁铁设置于靠近所述导引管之所述第一端之所述导引管的管壁；所述多个第二侧边磁铁设置于靠近所述导引管之所述第二端之所述导引管的管壁；每一个第一侧边磁铁靠近所述活动磁铁之磁极与所述活动磁铁靠近所述导引管之所述第一端之磁极具有相同极性；每一个第二侧边磁铁靠近所述活动磁铁之磁极与所述活动磁铁靠近所述导引管之所述第二端之磁极具有相同极性。

优选的，所述整流器包括第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管；所述第一二极管具有阳极以及阴极，所述第一二极管的阳极耦接于所述感应线圈之第一端，所述第一二极管的阴极耦接于所述充电开关；所述第二二极管具有阳极以及阴极，所述第二二极管的阳极耦接于所述充电电池之阴极，所述第二二极管的阴极耦接于所述感应线圈之所述第一端；所述第三二极管具有阳极以及阴极，所述第三二极管的阳极耦接于所述感应线圈之第二端，所述第三二极管的阴极耦接于所述充电开关；所述第四二极管具有阳极以及阴极，所述第四二极管的阳极耦接于所述充电电池之所述阴极，所述第四二极管的阴极耦接于所述感应线圈之所述第二端；其中所述充电电池之阳极耦接于所述充电开关。

优选的，所述随身充电装置还包括缓冲电容，所述缓冲电容具有第一端以及第二端，所述缓冲电容的第一端耦接于所述整流器以及所述充电开关，所述缓冲电容的第二端耦接于所述整流器以及所述充电电池。

优选的，所述操作开关包括开关部分以及操作机构；所述开关部分具有输入端、第一输出端、第二输出端以及第三输出端，所述输入端耦接于所述充电电池，所述第一输出端耦接于所述开路，所述第二输出端耦接于所述电量指示元件，所述第三输出端耦接至所述电源输出电路；所述操作机构设置于所述随身充电装置的外侧，用以操控所述开关部分以导通所述充电电池与所述开路、所述电量指示元件或所述电源输出电路间的电性连接。

优选的，所述电量指示元件包括发光二极管，用以当所述开关部分导通所述充电电池与所述电量指示元件之电性连接且所述充电电池之输出电压高于临界电压时，导通所述发光二极管以指示充电完成。

优选的，所述电源输出电路包括标准USB或MiniUSB的线路以输出所述充电电池的电能。

优选的，所述电源输出电路用以耦接至一外部待充电装置。

综上所述，本发明提供的随身充电装置能够将内部的活动磁铁设置在易于往复移动的环境中，因此使用者无须长时间的摇晃随身充电装置也能够达到对充电电池持续充电的效果，相较于现有技术的充电装置，本发明提供的随身充电装置不仅便于携带，还能够减少人力，因此更加符合使用者的需求。

附图说明

图1为本发明一实施例的随身充电装置的示意图；

图2为本发明另一实施例的随身充电装置的示意图。

符号说明如下：

100、200-随身充电装置

110-导引管

120-活动磁铁

130、230-阻力元件

132-第一磁铁

134-第二磁铁

136-第一环型磁铁

138-第二环型磁铁

140-感应线圈

150-整流器

160-充电开关

170-充电电池

180-操作开关

182-开关部分

184-操作机构

S1-第一二极管

S2-第二二极管

S3-第三二极管

S4-第四二极管

190-缓冲电容

A-开路

B-电量指示元件

C-电源输出电路

236-第一侧边磁铁

238-第二侧边磁铁

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明之详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明之技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露之内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关之目的及优点。以下之实施例系进一步详细说明本发明之观点，但非以任何观点限制本发明之范畴。

此外，以下将以图式揭露本发明之实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到的是，这些实务上的细节非用以限制本发明。另外，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”，除非内容另外明确指出外。

再者，除非另有定义，本文所使用的所有词汇，包括技术和科学术语等具有其通常的意涵，其意涵能够被熟悉此技术领域者所理解。更进一步的说，上述之词汇的定义，在本说明书中应被解读为与本发明相关技术领域具有一致的意涵。除非有特别明确的定义，这些词汇将不被解释为过于理想化的或正式的意涵。

图1为本发明一实施例的随身充电装置100的示意图，随身充电装置100包括导引管110、活动磁铁120、阻力元件130、感应线圈140、整流器150、充电开关160、充电电池170以及操作开关180。

活动磁铁120设置于导引管110内，并可以在导引管110中往复移动。阻力元件130设置于导引管110外。当活动磁铁120在导引管110中开始移动时，阻力元件130可以使活动磁铁120持续往复移动，而当活动磁铁120静止时，阻力元件130则可避免活动磁铁120与导引管110之内壁相碰撞接触。

在本发明的部分实施例中，阻力元件130包括第一磁铁132以及第二磁铁134，第一磁铁132设置于导引管110的第一端，第二磁铁134设置于导引管110的第二端。第一磁铁132靠近活动磁铁120的磁极与活动磁铁120靠近导引管110之第一端的磁极具有相同极性，第二磁铁134靠近活动磁铁120之磁极与活动磁铁120靠近导引管110之第二端的磁极具有相同极性。

也就是说，当活动磁铁120在导引管110中往导引管110之第一端移动时，活动磁铁120会因为与第一磁铁132的磁极同极相斥，而导致活动磁铁120开始反向移动，也就是往导引管110之第二端移动。随着活动磁铁120逐渐靠近导引管110之第二端，活动磁铁120与第二磁铁134之间的互斥力也逐渐增强，进而导致活动磁铁120再次改变移动方向。如此一来，活动磁铁120仅需要被轻微地摇晃运动，阻力元件130就能够使活动磁铁120维持在导引管110中往复移动，而无须使用者持续以人工的方式操作随身充电装置100。

感应线圈140缠绕于导引管110之管壁上，在图1的实施例中，感应线圈140可缠绕于导引管110之外管壁。当活动磁铁120在导引管110内往复移动时，会造成感应线圈140周围的磁场变化，因此感应线圈140会感应产生感应电流I1。根据法拉第电磁感应定律，透过增加感应线圈140的匝数，即能够进一步增强感应线圈140感应所生的感应电流I1。

此外，由于感应线圈140周围磁场变化的方向会随着活动磁铁120的往复运动而交替变换，因此感应线圈140所产生的感应电流I1的电流方向也会交替变换。为了让充电电池170能够接受到稳定单向的充电电流，随身充电装置100可将整流器150耦接于感应线圈140。整流器150能够调整感应线圈140产生的感应电流I1的电流方向以输出充电电流I2。

充电开关160耦接于整流器150。充电电池170耦接于充电开关160以及整流器150。当充电开关160导通时，充电电池170即可接收充电电流I2以进行充电。在本发明的部分实施例中，使用者可以在预备对充电电池170充电时，才导通充电开关160，如此一来，就可以避免充电电池170在并未接收到充电电流I2的情况下，因为与其他线路连接而导致电量耗损。

在图1的实施例中，充电电池170的阳极耦接于充电开关160，而整流器150包括第一二极管S1、第一二极管S2、第三二极管S3以及第四二极管S4。第一二极管S1具有阳极以及阴极，第一二极管S1之阳极耦接于感应线圈140的第一端，而第一二极管S1之阴极耦接于充电开关160。第一二极管S2具有阳极以及阴极，第一二极管S2之阳极耦接于充电电池170之阴极，而第一二极管S2之阴极耦接于感应线圈140之第一端。第三二极管S3具有阳极以及阴极，第三二极管S3之阳极耦接于感应线圈140之第二端，而第三二极管S3之阴极耦接于充电开关160。第四二极管S4具有阳极以及阴极，第四二极管S4之阳极耦接于充电电池170之阴极，而第四二极管S4之阴极耦接于感应线圈140之第二端。

透过整流器150就能够将感应电流I1的电流方向调整为具有单一方向的充电电流I2，使得充电电池170能够稳定的充电。

此外，在本发明的部分实施例中，为了确保充电电池170在充电的过程中能够接收稳定的电压以及电流，随身充电装置100还包括缓冲电容190。缓冲电容190具有第一端以及第二端，缓冲电容190之第一端耦接于整流器150以及充电开关160，而缓冲电容190之第二端则耦接于整流器150以及充电电池170。由于缓冲电容190也能够储存电量，因此能够稳定充电电池170在充电的过程中所接收的电压。

操作开关180耦接于充电电池170，操作开关180可控制充电电池170与开路A、电量指示元件B以及电源输出电路C间的电性连接。在本发明的部分实施例中，操作开关180包括开关部分182以及操作机构184。开关部分182具有输入端、第一输出端、第二输出端以及第三输出端，开关部分182的输入端耦接于充电电池170，开关部分182的第一输出端耦接于开路A，开关部分182的第二输出端耦接于电量指示元件B，而开关部分182的第三输出端耦接至电源输出电路C。操作机构184设置于随身充电装置100之外侧，透过操作机构184，使用者就能够操控开关部分182以导通充电电池170与开路A、电量指示元件B或电源输出电路C间的电性连接。

换言之，使用者可以藉由控制操作开关180将充电电池170电性连接至电量指示元件B以得知充电电池170是否已完成充电，并在确认充电电池170已完成充电后，将充电电池170电性连接至电源输出电路C，如此一来，当电源输出电路C耦接至外部待充电装置时，充电电池170就能够透过电源输出电路C对外部待充电装置进行充电。若使用者发现充电电池170尚未充电完毕，则可将充电电池170与开路A电性连接，使得充电电池170可继续充电，而不会经由外部线路而耗损电流。

在本发明的部分实施例中，电量指示元件B包括发光二极管(Light EmittingDiode，LED)。当开关部分182导通充电电池170与电量指示元件B之电性连接且充电电池170之输出电压高于临界电压时，即可导通发光二极管以指示充电完成。

此外，由于现今移动电子装置常可透过通用串行总线(Universal serial bus，USB，即标准USB)或迷你通用串行总线(Mini USB)来进行充电，因此电源输出电路C也可包括通用串行总线(Universal serial bus，USB)或迷你通用串行总线(Mini USB)的线路以输出充电电池170的电能，以便于用户直接利用随身充电装置100来对电子装置充电。

在图1的实施例中，为了避免活动磁铁120在导引管110中活动时，因为与导引管110的内壁碰撞或产生摩擦，而不利于活动磁铁120在导引管110中的往复移动，阻力元件130还可包括第一环形磁铁136以及第二环形磁铁138。第一环形磁铁136设置于靠近导引管110之第一端之导引管110的管壁，第二环形磁铁138设置于靠近导引管110之第二端之导引管110的管壁。第一环形磁铁136靠近活动磁铁120之磁极与活动磁铁120靠近导引管110之第一端的磁极具有相同极性，且第二环形磁铁138靠近活动磁铁120之磁极与活动磁铁120靠近导引管110之第二端的磁极具有相同极性。

举例来说，若活动磁铁120靠近导引管110之第一端的磁极为S极，则第一环形磁铁136靠近活动磁铁120之磁极，亦即第一环型磁铁136的内侧磁极可同为S极，因此当活动磁铁120靠近导引管110之第一端之管壁时，第一环型磁铁136的内侧磁极就会对活动磁铁120产生斥力，以避免活动磁铁120接触或碰撞导引管110的管壁。

相似地，若活动磁铁120靠近导引管110之第二端的磁极为N极，则第二环形磁铁138靠近活动磁铁120之磁极，亦即第二环型磁铁138的内侧磁极可同为N极，因此当活动磁铁120靠近导引管110之第二端之管壁时，第二环型磁铁138的内侧磁极就会对活动磁铁120产生斥力，以避免活动磁铁120接触或碰撞导引管110的管壁。如此一来，在活动磁铁120于导引管110中移动时，第一环型磁铁136以及第二环型磁铁138就可以避免活动磁铁120为与导引管110的内壁碰撞或产生摩擦，因此有助于活动磁铁120在导引管110中保持往复移动。

透过阻力元件130，随身充电装置100便将活动磁铁120设置在易于往复移动的环境中，因此使用者无须长时间持续摇晃随身充电装置100也能够达到对充电电池170持续充电的效果。举例来说，用户只要将随身充电装置100放置在背包或口袋中，随身充电装置100就能够透过行走时的晃动在导引管110中保持往复移动，并持续产生充电电流I2。相较于现有技术的充电装置，随身充电装置100能够减少人力，并更加符合使用者的需求。

图2为本发明另一实施例的随身充电装置200的示意图。随身充电装置200与随身充电装置100具有相似的构造以及操作原理，两者的主要差别在于随身充电装置200的阻力元件230。阻力元件230除包括第一磁铁132以及第二磁铁134之外，还包括多个第一侧边磁铁236以及多个第二侧边磁铁238。第一侧边磁铁236设置于靠近导引管110之第一端之导引管110的管壁，第二侧边磁铁238设置于靠近导引管110之第二端之导引管110的管壁。每一个第一侧边磁铁236靠近活动磁铁120之磁极与活动磁铁120靠近导引管110之第一端的磁极具有相同极性，且每一个第二侧边磁铁238靠近活动磁铁120之磁极与活动磁铁120靠近导引管110之第二端的磁极具有相同极性。

举例来说，若活动磁铁120靠近导引管110之第一端的磁极为S极，则第一侧边磁铁236靠近活动磁铁120之磁极，亦即第一侧边磁铁236贴近导引管110的内侧磁极可同为S极，因此当活动磁铁120靠近导引管110之第一端之管壁时，第一侧边磁铁236的内侧磁极就会对活动磁铁120产生斥力，以避免活动磁铁120接触或碰撞导引管110的管壁。

相似地，若活动磁铁120靠近导引管110之第二端的磁极为N极，则第二侧边磁铁238靠近活动磁铁120之磁极，亦即第二侧边磁铁238贴近导引管110的内侧磁极可同为N极，因此当活动磁铁120靠近导引管110之第二端之管壁时，第二侧边磁铁238的内侧磁极就会对活动磁铁120产生斥力，以避免活动磁铁120接触或碰撞导引管110的管壁。如此一来，在活动磁铁120于导引管110中移动时，第一侧边磁铁236以及第二侧边磁铁238就可以避免活动磁铁120为与导引管110的内壁碰撞或产生摩擦，因此有助于活动磁铁120在导引管110中保持往复移动。

透过阻力元件230，随身充电装置200便将活动磁铁120设置在易于往复移动的环境中，因此使用者无须长时间持续摇晃随身充电装置100也能够达到对充电电池170持续充电的效果。

综上所述，本发明实施例所提供的随身充电装置能够将内部的活动磁铁设置在易于往复移动的环境中，因此使用者无须长时间的摇晃随身充电装置也能够达到对充电电池持续充电的效果，相较于现有技术的充电装置，本发明实施例所提供的随身充电装置不仅便于携带，还能够减少人力，因此更加符合使用者的需求。

虽然本发明以前述之较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明之专利保护范围须视本说明书所附之申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种随身充电装置，其特征在于，包括：

一导引管；

一活动磁铁，设置于所述导引管内，并可于所述导引管中往复移动；

一阻力元件，设置于所述导引管，用以当所述活动磁铁在所述导引管中移动时，使所述活动磁铁持续地往复移动；

一感应线圈，缠绕于所述导引管之管壁，用以当所述活动磁铁在所述导引管中移动时，感应产生一感应电流；

一整流器，耦接于所述感应线圈，用以调整所述感应线圈产生的所述感应电流的电流方向以输出一充电电流；

一充电开关，耦接于所述整流器；

一充电电池，耦接于所述充电开关以及所述整流器，用以在所述充电开关导通时，接收所述充电电流以进行充电；以及

一操作开关，耦接于所述充电电池，用以控制所述充电电池与一开路、一电量指示元件以及一电源输出电路间的电性连接。

2.如权利要求1所述的随身充电装置，其特征在于，所述阻力元件包括一第一磁铁以及一第二磁铁，所述第一磁铁设置于所述导引管的一第一端，所述第二磁铁设置于所述导引管的一第二端，所述第一磁铁靠近所述活动磁铁之一磁极与所述活动磁铁靠近所述导引管之所述第一端之一磁极具有相同极性，所述第二磁铁靠近所述活动磁铁之一磁极与所述活动磁铁靠近所述导引管之所述第二端之一磁极具有相同极性。

3.如权利要求2所述的随身充电装置，其特征在于，所述阻力元件还包括一第一环形磁铁以及一第二环形磁铁，所述第一环形磁铁设置于靠近所述导引管之所述第一端之所述导引管的管壁，所述第二环形磁铁设置于靠近所述导引管之所述第二端之所述导引管的管壁，所述第一环形磁铁靠近所述活动磁铁之一磁极与所述活动磁铁靠近所述导引管之所述第一端之一磁极具有相同极性，所述第二环形磁铁靠近所述活动磁铁之一磁极与所述活动磁铁靠近所述导引管之所述第二端之一磁极具有相同极性。

4.如权利要求2所述的随身充电装置，其特征在于，所述阻力元件还包括多个第一侧边磁铁以及多个第二侧边磁铁，所述多个第一侧边磁铁设置于靠近所述导引管之所述第一端之所述导引管的管壁，所述多个第二侧边磁铁设置于靠近所述导引管之所述第二端之所述导引管的管壁，每一个第一侧边磁铁靠近所述活动磁铁之一磁极与所述活动磁铁靠近所述导引管之所述第一端之一磁极具有相同极性，每一个第二侧边磁铁靠近所述活动磁铁之一磁极与所述活动磁铁靠近所述导引管之所述第二端之一磁极具有相同极性。

5.如权利要求1至4任一项所述的随身充电装置，其特征在于，所述整流器包括：

一第一二极管，具有一阳极耦接于所述感应线圈之一第一端，以及一阴极耦接于所述充电开关；

一第二二极管，具有一阳极耦接于所述充电电池之一阴极，以及一阴极耦接于所述感应线圈之所述第一端；

一第三二极管，具有一阳极耦接于所述感应线圈之一第二端，以及一阴极耦接于所述充电开关；以及

一第四二极管，具有一阳极耦接于所述充电电池之所述阴极，以及一阴极耦接于所述感应线圈之所述第二端；

其中所述充电电池之一阳极耦接于所述充电开关。

6.如权利要求1至4任一项所述的随身充电装置，其特征在于，还包括：

一缓冲电容，具有一第一端耦接于所述整流器以及所述充电开关，以及一第二端耦接于所述整流器以及所述充电电池。

7.如权利要求1至4任一项所述的随身充电装置，其特征在于，所述操作开关包括：

一开关部分，具有一输入端耦接于所述充电电池，一第一输出端耦接于所述开路，一第二输出端耦接于所述电量指示元件，以及一第三输出端耦接至所述电源输出电路；以及

一操作机构，设置于所述随身充电装置的外侧，用以操控所述开关部分以导通所述充电电池与所述开路、所述电量指示元件或所述电源输出电路间的电性连接。

8.如权利要求7所述的随身充电装置，其特征在于，所述电量指示元件包括一发光二极管，用以当所述开关部分导通所述充电电池与所述电量指示元件之电性连接且所述充电电池之一输出电压高于一临界电压时，导通所述发光二极管以指示充电完成。

9.如权利要求1所述的随身充电装置，其特征在于，所述电源输出电路包括标准USB或MiniUSB的线路以输出所述充电电池的电能。

10.如权利要求1所述的随身充电装置，其特征在于，所述电源输出电路用以耦接至一外部待充电装置。