CN202737511U - 电源控制装置与电子装置 - Google Patents

Abstract

一种电源控制装置与电子装置，电源控制装置包括双电层储能元件、充电电池、切换单元与控制单元。双电层储能元件用以提供第一电压。充电电池耦接双电层储能元件，用以接收第一电压，并以第一电压进行充电，以提供第二电压。切换单元依据控制信号，而选择输出第一电压与第二电压至电子装置。控制单元接收第一电压与第二电压，并依据第一电压与第二电压的电压电位，以产生控制信号。藉此，可有效减少充电的时间及漏电的情况。

Description

电源控制装置与电子装置

技术领域

本实用新型涉及一种控制装置，特别涉及一种电源控制装置。

背景技术

随着科技进步，计算机等科技产品已被广泛使用，各种型态的输入工具也随之发展出，以便利人们操作这些科技产品。但是，传统的输入工具，如键盘与鼠标等，仍然是最为普遍被人们所接受的输入工具。并且，随着对于移动性的需求，使用者再也不想被局限在一个固定的地方操作计算机等科技产品，因此发展出各式的电子装置，如无线键盘与无线鼠标等，以增使用者使用这些科技产品的便利性。

目前市售的无线电子装置均使用电池为其操作电源。一般来说，电池可分类为一次电池及二次电池。一次电池俗称「用完即弃」电池，因为它们的电量耗尽后，无法再充电使用，只能丢弃。常见的一次电池包括碱锰电池、锌锰电池等。因此，若使用一次电池作为无线电子装置的操作电源，则使用者需时常更换电池，而降低使用便利性，且较不环保。

二次电池俗称可充电电池，故可重复使用。常见的二次电池有镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。前述的二次电池各有不同的放电特性，但其共通的缺点在于充电速度相对较慢，往往需要较久的充电时间才能充饱。另外，普通镍镉电池有较强烈的记忆效应，镍氢电池则容易自放电，故常常提前失效而造成使用上的不便。

有鉴于此，已有无线电子装置使用超级电容作为其操作电源，以减少充电的等待时间。然而，超级电容本身具有漏电大的情况，故无线电子装置无法使用较长的时间，而降低使用的便利性。

实用新型内容

鉴于以上的问题，本实用新型的目的在于提供一种电源控制装置与电子装置，藉以减少充电的等待时间及漏电的情况发生。

为达上述目的，本实用新型提供一种电源控制装置，包括：

一双电层储能元件，用以提供一第一电压；

一充电电池，耦接该双电层储能元件，用以接收该第一电压，并以该第一电压进行充电，以提供一第二电压；

一切换单元，耦接该双电层储能元件与该充电电池，用以接收该第一电压与该第二电压，且依据一控制信号，而选择输出该第一电压与该第二电压至一电子装置；以及

一控制单元，耦接该双电层储能元件、该充电电池与该切换单元，用以接收该第一电压与该第二电压，并依据该第一电压与该第二电压的电压电位，以产生该控制信号。

上述的电源控制装置，其中当该控制单元检测到该第一电压的电压电位大于一第一预设值时，该控制单元产生该控制信号，以控制该切换单元选择输出该第一电压，当该控制单元检测到该第二电压的电压电位大于一第二预设值时，该控制单元产生该控制信号，以控制该切换单元选择输出该第二电压。

上述的电源控制装置，其中还包括：

一充电单元，耦接该双电层储能元件、该控制单元与该切换单元，用以当该充电单元耦接一供电单元时，提供一第三电压，以对该双电层储能元件进行充电；

其中，当该控制单元接收到该第三电压时，该控制单元产生该控制信号，以控制该切换单元选择输出该第三电压至该电子装置。

上述的电源控制装置，其中该充电单元以有线或无线的方式耦接该供电单元。

上述的电源控制装置，其中该充电单元包括一通用序列总线连接端口，用以耦接该供电单元，使该充电单元通过该通用序列总线连接端口接收该供电单元的一电源电压，以作为该第三电压。

上述的电源控制装置，其中该充电单元包括：

一感应元件，用以接收该供电单元的一磁能信号，并转换该磁能信号成一电源电压；以及

一整流电路，耦接该感应元件，用以接收该电源电压，并将该电源电压转换成该第二电压。

上述的电源控制装置，其中还包括：

一二极管，其阳极端耦接该双电层储能元件；以及

一充电电路，耦接该二极管的阴极端与该充电电池，用以通过该二极管接收并输出该第一电压，以对该充电电池进行充电。

上述的电源控制装置，其中还包括：

一检测单元，耦接该双电层储能元件与该充电电池，用以检测该双电层储能元件与该充电电池的电量，以分别产生一第一检测结果与一第二检测结果；以及

一显示单元，耦接该检测单元，用以显示该第一检测结果与该第二检测结果。

为达上述目的，本实用新型还提供一种电子装置，包括：

一供电模块，包括：

一双电层储能元件，用以提供一第一电压；

一充电电池，耦接该双电层储能元件，用以接收该第一电压，并以该第一电压进行充电，以提供一第二电压；以及

一切换单元，耦接该双电层储能元件与该充电电池，用以接收该第一电压与该第二电压，且依据一控制信号，而选择输出该第一电压与该第二电压，以作为该电子装置的一工作电压；以及

一控制模块，耦接该供电模块，用以接收该第一电压与该第二电压，并依据该第一电压与该第二电压的电压电位，以提供该控制信号。

上述的电子装置，其中该供电模块还包括：

一充电单元，耦接该双电层储能元件、该切换单元与该控制模块，用以当该充电单元耦接一供电单元时，提供一第三电压，以对该双电层储能元件进行充电；

其中，当该控制模块接收到该第三电压时，该控制模块产生该控制信号，以控制该切换单元选择输出该第三电压，以作为该电子装置的该工作电压。

本新型所揭露的一种电源控制装置与电子装置，其利用配置双电层储能元件与充电电池，双电层储能元件的充放电次数可达十万次以上且双电层储能元件的充电时间短，故可减少更换电池的需求及充电的等待时间，并且以双电层储能元件的电压对充电电池进行充电，还可减少双电层储能元件的漏电情况发生。如此一来，可有效增加使用的便利性。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型的电源控制装置的示意图；

图2为本实用新型的另一电源控制装置的示意图；

图3为本实用新型的充电单元的一种实施范例；

图4为本实用新型的充电单元的另一实施范例；

图5为本实用新型的电子装置的示意图。

其中，附图标记

100、200     电源控制装置

110、210、520    双电层储能元件

120、220、530    充电电池

130、230、540    切换单元

140、240    控制单元

180、291、500    电子装置

250    充电单元

260    充电电路

270    检测单元

280    显示单元

292    供电单元

310    通用序列总线连接端口

411    电压源

412    变压器

413、421    感应元件

422    整流电路

510    供电模块

550    控制模块

D1    二极管

V1    第一电压

V2    第二电压

V3    第三电压

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参考图1所示，其为本新型的电源控制装置的示意图。本实施例的电源控制装置100适于供电给电子装置180，以使电子装置180正常运作，此电子装置180可为但不限定为无线鼠标或无线键盘等。电源控制装置100包括双电层储能元件110、充电电池120、切换单元130与控制单元140。

双电层储能元件110用以提供第一电压V1。在本实施例中，双电层储能元件110可为双电层电容器（Electrical Double Layer Capacitor），也称为超级电容器（Super Capacitor）或金电容。并且，双电层电容器的充放电时间短、无记忆效应且不受充电电流限制，故可快速充电，即几秒到几十秒便可充满，以减少充电的等待时间。另外，双电层电容器的充放电次数可达十万次以上，故具有较长的使用寿命，进而减少更换储能元件的需求。

充电电池120耦接双电层储能元件110，用以接收双电层储能元件110所提供的第一电压V1，并以此第一电压V1进行充电，以提供第二电压V2。在本实施例中，第一电压V1与第二电压V2均可作为供应电子装置180正常运作的工作电压。

切换单元130耦接双电层储能元件110与充电电池120，用以接收双电层储能元件110所提供的第一电压V1及充电电池120所提供的第二电压V2，并依据控制信号，而选择性提供第一电压V1或第二电压V2，以供电子装置180进行相关的运作。

控制单元140耦接双电层储能元件110、充电电池120与切换单元130，用以接收双电层储能元件110所提供的第一电压V1与充电电池120所提供的第二电压V2，用以依据第一电压V1与第二电压V2的电压电位，而产生控制信号。

进一步来说，当控制单元140检测出第一电压V1的电压电位大于第一预设值时，控制单元140会产生控制信号给切换单元130，以控制切换单元130选择提供第一电压V1至电子装置180，以供电子装置180进行运作。此时，第一电压V1也会提供给充电电池120，以对充电电池120进行充电。

另一方面，当控制单元140检测出第二电压V2的电压电位大于第二预设值时，控制单元140会产生控制信号给切换单元130，以控制切换单元130提供第二电压V2至电子装置180，以供电子装置180进行操作。此时，第一电压V1不会供应至电子装置180，而是持续提供给充电电池120进行充电，直到双电层储能元件110的电量释放完毕，以增加充电电池120的供电时间。

由于充电电池120具有漏电低的特性，故利用将双电层储能元件110的电量提供（转换）给充电电池120，可有效降低双电层储能元件110的漏电，并且还可减少充电的时间。

请参考图2所示，其为本实用新型的电源控制装置的另一电路方框示意图。本实施例的电源控制装置200适于供电给电子装置291，此电子装置291可为但不限定为无线鼠标或无线键盘等。电源控制装置200包括双电层储能元件210、充电电池220、切换单元230、控制单元240、充电单元250、二极管D1、充电电路260、检测单元270与显示单元280。其中，双电层储能元件210、充电电池220、切换单元230与控制单元240的操作与其耦接关系可参考图1的实施例的说明，故在此不再赘述。

充电单元250耦接双电层储能元件210、切换单元230与控制单元240，用以当充电单元250耦接供电单元292时，提供第三电压V3，以对双电层储能元件210进行充电，进而恢复双电层储能元件210所储存的电量。

另一方面，充电单元250也会将第三电压V3输出至控制单元240。当控制单元240接收到第三电压V3时，控制单元240会对应产生控制信号，以控制切换单元230选择输出第三电压V3至电子装置291。并且，本实施例的充电单元250可以有线或无线的方式耦接供电单元292，以取得供电单元292所提供的电源电压作为第三电压V3。

二极管D1的阳极端耦接双电层储能元件210。充电电路260耦接二极管D1的阴极端与充电电池220，用以通过二极管D1接收并输出第一电压V1，以对充电电池220进行充电。其中，二极管D1用以避免充电电池220的电量回流至双电层储能元件210，而产生能量损耗的问题。

检测单元270耦接双电层储能元件210与充电电池220，用以检测双电层储能元件210与充电电池220的电量，以产生第一检测结果与第二检测结果。显示单元280可为但不限定为发光二极管，其耦接检测单元270，用以显示第一检测结果与第二检测结果。

举例来说，当检测单元280检测到双电层储能元件210与充电电池220的电量低于一预设电量值时，则检测单元270分别产生如高逻辑电位的第一检测结果与第二检测结果。显示单元280便依据此第一检测结果与第二检测结果而产生光源，以告知使用者双电层储能元件210与充电电池220的电量即将耗尽，需将充电单元250连接供电单元（外部电源）292，以对双电层储能元件210进行充电，进而对充电电池220充电。

另一方面，当检测单元270检测到双电层储能元件210与充电电池220的电量未低于预设电量值时，则检测单元270分别产生例如低逻辑电位的第一检测结果与第二检测结果。显示单元280便依据此第一检测结果与第二检测结果而不产生光源，而使用者便可知道还不需要对双电层储能元件210进行充电。

请参考图3所示，其为本实用新型的充电单元250的一种实施范例。充电单元250包括通用序列总线（Universal Serial Bus,USB）连接端口310，用以与供电单元（例如笔记型计算机或电源适配器）291进行连接。也就是说，使用者可通过通用序列总线传输线连接充电单元250与供电单元292。如此，充电单元250便可取得供电单元292的电源电压，以作为充电单元250所提供的第三电压V3。

当通用序列总线连接端口310未与供电单元292连接（例如双电层储能元件210的电量仍足够）时，充电单元250不会提供第三电压V3。此时，电源控制装置200仍供应第一电压V1或第二电压V2作为电子装置291的工作电压，以使电子装置291进行相关的运作。

当通用序列总线连接端口310与供电单元292连接（例如双电层储能元件210的电量过低或充电电池220的电量过低）时，则充电单元250会以供电单元292所提供的电源电压作为第三电压V3，例如5V/500mA的电压，以对双电层储能元件210进行充电，进而恢复双电层储能元件210所储存的电量。

此时，控制单元240也会接收到第三电压V3，并对应产生控制信号给切换单元230，以控制切换单元230选择提供第三电压V3至电子装置291，以作为电子装置291运作的工作电压。也就是说，切换单元230会关闭第一电压V1与第二电压V2的供电路径，即切换单元230选择不输出第一电压V1与第二电压V2至电子装置291。

另外，本实施例的充电单元250不限于以通用序列总线连接端口310与供电单元292连接，来提供第三电压V3。以下将再举一例来说明。

请参考图4所示，其为本实用新型的充电单元250的另一实施范例。本实施例的供电单元292可为无线充电装置，且供电单元292包括电压源411、变压器412与感应元件413。电压源411例如为一般的市电。变压器412耦接电压源411，用以将电能转换为适当的电压。感应元件413可为感应线圈所制成，且感应元件413耦接变压器412，以电磁感应方式将前述适当的电压转换为磁能信号。

充电单元250包括感应元件421及整流电路422。感应元件421可为感应线圈所制成，且感应元件421用以感应的方式接收供电单元292所提供的磁能信号，并将磁能信号转换成电源电压。整流电路422可为但不限定为桥式整流电路，且整流电路422用以接收前述的电源电压，并将此电源电压转换成第三电压V3。因此，此第三电压V3可为直流电压（约5V）。

当感应元件421未接收供电单元292所产生的磁能信号时，即充电单元250未与供电单元292连接，则充电单元250并不会提供第三电压V3。当感应元件421接收供电单元292所产生的磁能信号时，即充电单元250耦接供电单元292，感应元件421会将磁能信号转换成电源电压后，传送至整流电路422进行整流，以产生作为充电单元250所提供的第三电压V3。

请参考图5所示，其为本实用新型的电子装置的示意图。本实施例的电子装置500可为但不限定为无线鼠标或无线键盘等。电子装置500包括供电模块510与控制模块550。此处电子装置500虽仅列出二个元件（供电模块510与控制模块550），但实际上电子装置500包括除了上述元件的外的其他电路元件。其中，供电模块510用以供电给电子装置500，以使供电子装置500正常运作。

在本实施例中，供电模块510包括双电层储能元件520、充电电池530与切换单元540。双电层储能元件520用以提供第一电压。充电电池530耦接双电层储能元件520，用以接收第一电压，并以第一电压进行充电，以提供第二电压。

切换单元540耦接双电层储能元件520与充电电池530，用以接收第一电压与第二电压，且依据控制信号，而选择输出第一电压或第二电压，以作为电子装置500的工作电压。控制模块550可为微控制器，且控制模块550耦接供电模块510，用以接收第一电压与第二电压，并依据第一电压与第二电压的电压电位，以提供控制信号。

本实施例与图1的实施例的差异在于，电源控制装置100配置有控制单元140，并利用控制单元140控制切换单元130选择输出第一电压或第二电压。而本实施例的控制模块550为电子装置500内配设的控制模块，其处理电子装置500本身的运作外，还耦接供电模块510以进行与1图的控制单元140相同的控制模式。

另外，供电模块510还可进一步具有如图2的电源控制装置的架构，但并未包括控制单元240，也即供电模块510可包括双电层储能元件210、充电电池220、切换单元230、二极管D1、充电电路260、检测单元270与显示单元280。而这些元件的运作及其耦接关系，可参考图2的实施例的说明，故在此不再赘述。

本实用新型所提出的电源控制装置与电子装置，其利用配置双电层储能元件与充电电池，双电层储能元件的充放电次数可达十万次以上且双电层储能元件的充电时间短，故可减少更换电池的需求及充电的等待时间，并且以双电层储能元件的电压对充电电池进行充电，还可减少双电层储能元件的漏电情况发生。当以外接电源对双电层储能元件充电时，关闭双电层储能元件与充电电池的供电路径，可有效降低电能的损耗。如此一来，可有效增加使用的便利性。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型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实用新型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实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电源控制装置，其特征在于，包括：

一双电层储能元件，用以提供一第一电压；

一充电电池，耦接该双电层储能元件，用以接收该第一电压，并以该第一电压进行充电，以提供一第二电压；

一切换单元，耦接该双电层储能元件与该充电电池，用以接收该第一电压与该第二电压，且依据一控制信号，而选择输出该第一电压与该第二电压至一电子装置；以及

一控制单元，耦接该双电层储能元件、该充电电池与该切换单元，用以接收该第一电压与该第二电压，并依据该第一电压与该第二电压的电压电位，以产生该控制信号。

2.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，当该控制单元检测到该第一电压的电压电位大于一第一预设值时，该控制单元产生该控制信号，以控制该切换单元选择输出该第一电压，当该控制单元检测到该第二电压的电压电位大于一第二预设值时，该控制单元产生该控制信号，以控制该切换单元选择输出该第二电压。

3.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，还包括：

一充电单元，耦接该双电层储能元件、该控制单元与该切换单元，用以当该充电单元耦接一供电单元时，提供一第三电压，以对该双电层储能元件进行充电；

其中，当该控制单元接收到该第三电压时，该控制单元产生该控制信号，以控制该切换单元选择输出该第三电压至该电子装置。

4.根据权利要求3所述的电源控制装置，其特征在于，该充电单元以有线或无线的方式耦接该供电单元。

5.根据权利要求3所述的电源控制装置，其特征在于，该充电单元包括一通用序列总线连接端口，用以耦接该供电单元，使该充电单元通过该通用序列总线连接端口接收该供电单元的一电源电压，以作为该第三电压。

6.根据权利要求3所述的电源控制装置，其特征在于，该充电单元包括：

一感应元件，用以接收该供电单元的一磁能信号，并转换该磁能信号成一电源电压；以及

一整流电路，耦接该感应元件，用以接收该电源电压，并将该电源电压转换成该第二电压。

7.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，还包括：

一二极管，其阳极端耦接该双电层储能元件；以及

一充电电路，耦接该二极管的阴极端与该充电电池，用以通过该二极管接收并输出该第一电压，以对该充电电池进行充电。

8.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，还包括：

一检测单元，耦接该双电层储能元件与该充电电池，用以检测该双电层储能元件与该充电电池的电量，以分别产生一第一检测结果与一第二检测结果；以及

一显示单元，耦接该检测单元，用以显示该第一检测结果与该第二检测结果。

9.一种电子装置，其特征在于，包括：

一供电模块，包括：

一双电层储能元件，用以提供一第一电压；

一充电电池，耦接该双电层储能元件，用以接收该第一电压，并以该第一电压进行充电，以提供一第二电压；以及

一切换单元，耦接该双电层储能元件与该充电电池，用以接收该第一电压与该第二电压，且依据一控制信号，而选择输出该第一电压与该第二电压，以作为该电子装置的一工作电压；以及

一控制模块，耦接该供电模块，用以接收该第一电压与该第二电压，并依据该第一电压与该第二电压的电压电位，以提供该控制信号。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该供电模块还包括：

一充电单元，耦接该双电层储能元件、该切换单元与该控制模块，用以当该充电单元耦接一供电单元时，提供一第三电压，以对该双电层储能元件进行充电；

其中，当该控制模块接收到该第三电压时，该控制模块产生该控制信号，以控制该切换单元选择输出该第三电压，以作为该电子装置的该工作电压。

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