TW201145762A - Intermittently boosted power supply system - Google Patents

Description

201145762 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種間歇式供電系統，尤指一種可將小 功率之輸入電源轉換成間歇式輸出之大功率輸出電源之供 電系統。 【先前技術】 拜科技所賜’消費型電子產品之種類琳瑯滿目，例如 筆記型電腦、行動電話、隨身音樂播放器等，供消費者選 擇。而且，這些消費型電子產品的功能也越來越多樣化， 以滿足消費者之需求。然而，無論何種電子產品，都需要 電源的供應，而電子產品所用之電池的效能亦為消費者所 關注的話題，例如，如何提高電池效能、如何延長電池壽 命、及如何提高充電效能等。 圖1係一習知之可攜式供電系統之系統示意圖，習知之 可攜式供電系統以一USB輸入插座u連接一配備有usb連 接器之電子產品，並接收電子產品之一小功率電源。充電 控制迴路12則接受小功率電源並對二次電池13充電。其 中一-人電池13可為一鎳氫電池、鋰電池或其他充電電池。 之後，當需要供電_，習知之可攜式供電系統才藉由其Dc TO DC升壓控制迴路14，將事先已儲存於二次電池Η之電 源轉換成-大功率電源，並透過⑽輸出插座⑽此大功 率電源傳送至-連接於USB輸出插座15之_配備有腦連 接器之電子產品。 4 201145762 於其二次電池13所儲存之電量，其:電&力便受限 -……… 法持續地輸出-較 Γ 況且’由於習知之可揭式供電 =係將一電池13所儲存之電量連續地轉換成一較高 功率之電源，故其輸出電壓的穩定度較差非常容易受到 -，電池13所剩餘之電量數值的影響。如當二次電池此 電量僅剩餘-極低的數值時，其所輸出之_較高功率之電 ㈣輸出電廢便會上下飄移，進而影響電子產品的運作穩 定度。 【發明内容】 本發明之主要目的係在提供—種間歇式供電系統俾 能將-輸入之第一電源轉換成一間歇輸出之第二電源其 中，第二電源之電壓大於第一電源之電壓。 為達成上述目的，本發明之間歇式供電系統包括：一 電源輸入單元，係用於接受一第一電源之輸入；一充電控 ，電路單it ’係、與此電源輸人單元轉合，此充電控制電路 單元並匕3—第一轉換電路；一储能單元係與此充電控 制電路單元輕合’以被此充電控制電路單元充電，其中， 此充電控制電路單元係將此第一電源所提供的電能儲存於 此儲能單元；一放電控制電路單元，係與此儲能單元耦合， 此放電控制電路單元並包含一脈衝放電控制電路及一第二 轉換電路’此放電控制電路單元係將此儲能單元内的電能 轉換為一第二電源並將此第二電源間歇式地輸出，此第二 201145762 電源之電壓大於此第-電源之電壓；以及-電源輸出單 元，係與此放電控制電路單元輕合並將以間歇式輸出之此 第二電源對一電子裝置進行充電。 其中，此充電控制電路單元持續地對此儲能單元進行 充電，使得此儲能單元之電量增加；而當此電量等於或大 於一放電閥值或是充電的時間到達一設定值時，此放電控 制電路單元便控制此儲能單元以一放電速率迅速地放電， 而使得此電源輸出單元輸出第二電源；隨後，當電池容量 等於或小於一充電閥值時，充電控制電路單元便開始對儲 能單元充電，使得儲能單元的電量再次增加，直到此儲能 單元再次迅速地放電為止。 因此，由於本發明之間歇式供電系統的電源輸入單元 接受一第一電源（圖中未示其充電控制電路單元並持續對 其儲能單元充電，其放電控制電路可依據其内部的脈衝放 電控制電路控制電源輸出單元間歇式地輸出第二電源的頻 率，故本發明之間歇式供電系統可間歇地提供一輸出電源 且此輸出電源的功率較其所接受之輸入電源的功率為大。 隨著產品設計之不同，輸出電源的電壓也可大於所接受之 輸入電源之電壓。 再者，本發明之間歇式供電系統更包含一控制元件， 控制元件係用以偵測儲能單元之電量。控制元件並無限制 為何種形式之元件，例如可為一電量偵測電路。再者，任 何可達成偵測電量之功能之元件均可適用於本發明之間歇 式供電系統中。此外，上述之第一轉換電路及第二轉換電 6 201145762

It = : /直流轉換電路(DC*DC c°nverter)，以在本發 S歇式供電系統中做電源之轉換。 入單元可:^纟本發明之間歇式供電系統中，電源輸 装Φ USB埠或-對應於行動電話充電器之插孔。 其中，電源輪人罩开絲/土 & — 較佳為一USB蟑。電源輸出單元可為 或一對應於筆記型電腦之插孔的插頭，其中，電 “對應於筆記型電腦之插孔的插頭。此 ▲日之間歇式供電系統之儲能單元可為一電容或任 何具有高充/放電速率一 玫留-“ +之人電池。另-方面，充電控制電 λα m m ^ ^ 所G 3之直^ /直流轉換電路 的類型並無限制，任何可查 Μ 轉換目的之電路模組均 : 日月之間歇式供電系統之充電控制電路單元與 放電控制電路單元。 ' 【實施方式】 -第本ΓΓ間歇式供電系統係用於將—第-電源轉換成 例如將一用來對行動電話充電之第-電源， 轉換成-第二電源’以提供電子裝置使用，如 之電池充電。隨著產品料之不@，第二電源之 之電壓一電源或是第二電源之電麼可大於第-電源 示’“本發明—實施例之間歇式供電系統2 :系:先不思圖。本發明一實施例之間歇式供電系統2包括： —電源輸入單元21、一充電控制電路單元22、一儲能單元 201145762 23、一放電控制電路單元24、及一電源輸出單元％。其中， 電源輸入單元21係用於接受一第一電源（圖中未示），充電控 制電路單元22係與電源輸入單元2 1耦合用以將第一電源所 提供之電能儲存於儲能單元。儲能單元23並具有一電量及 一電量最大值。在本實施例中，電源輸入單元21可為—usb 埠或是一般的電源連接器但是並不限制本發明之範圍，儲 能單元23則可為一可二次電池或是電容（capadt〇r)。 本發明之間歇式供電系統更包含一控制元件25，控制 元件25係與充電控制電路單元22、儲能單元23充、及放電 控制電路單元24耦合。控制元件25係用以偵測儲能單元23 之電量。控制元件25並無限制為何種形式之元件，例如可 為一電量偵測電路。因此，任何可達成偵測電量之功能之 7L件或電路均可適用於本發明之間歇式供電系統中。 此外，如圖3所示，充電控制電路單元22包含一第一轉 換電路22卜以將前述之第一電源之參數轉換為儲能單元23 的可儲能參數，其中儲能參數可為電壓值或是電流值但 並不限制本發明之範圍。其中，第一轉換電路221係為一直 *丨丨·/直仙_轉換電路（DC-to-DC converter)，以在本發明之間歇 式供電系統中做電源之轉換。在本實施例中，前述之第一 電源係為-較小型#動電子裝置的變壓器所輸出的電源， 此電源為電壓為5伏特’電流為〇 5安培之直流電源。較小型 行動電子裝置可為手機、個人數位助理（PDA )、及數位 相機等》 8 201145762 另一方面’請參閱圖2及圖4,放電控制電路單元24係 與儲能單元23耦合’且放電控制電路單元24係包含一脈衝 放電控制電路241及一第二轉換電路242，以將儲能單元内 的電能轉換為一第二電源並使與放電控制電路單元24耦合 之電源輸出單元26間歇地輸出一第二電源（圖中未示其 中’第一轉換電路242係為一直流/直流轉換電路（DC-to-DC convener) ’以在本發明之間歇式供電系統中做電源之轉 換。此第二的電源用來作為需要較大電源之較大型電子裝 置，諸如：筆記型電腦的電源。因此此第二電源的參數必 須符合較大型電子裝置的充電參數。隨著產品設計之不 同’本發明之間歇式供電系統也可整合到電子裝置内以使 電子裝置可接受第一之電源進行充電。 當本發明一實施例之間歇式供電系統運作時，充電控 制電路單元22利用來自電源輸入單元21之第一電源，持續 地對儲能單元23充電，使得儲能單元23之電量增加。在本 實施例中’儲能單元23具有一高充電速率，且此高充電速 率係介於5 C至20 C之間。 而€儲能單元23之電量等於或大於—放電閥值 Tdischarge時或是儲能單元的充電時間等於或大於一設定值 時，放電控制電路單元24便控制儲能單元23以一放電速率 迅速地放電。在本實施例中，前述之放電閥值Tdkharge係介 於儲能單元23之容量最大值的90 %至99·5 %且前述之放電 速率則介於5 C至20 C之間。 201145762 如此，本發明一實施例之間歇式供電系統之電源輸出 單元26便間歇地輸出一第二電源。此第二電源可為一電壓 為1 5伏2 5特、電流為3 - 5安培之直流電源。。此外，電源輸 出單元26係為一對應於筆記型電腦之插孔的插頭，以將此 第二電源提供給一筆記型電腦使用（對其内建之電池充 電）。隨著產品設計之不同’電源輸出單元26可連接至筆記 型電腦的電源插孔或是USB連接埠，但是並不限制本發明 之範圍。 當儲能早元23放電過後’其電量便迅速地降低。一旦 储能單元23之電量等於或小於一充電閥值Tcharge時，充電控 制電路單元22便開始對儲能單元23充電，使得儲能單元之 電量再次增加’直到儲能單元23再次迅速地放電為止。在 本實施例中，前述之充電閥值Tcharge係介於儲能單元23之電 量最大值的2 %至0.5 %。 本發明在放電控制電路單元24上更包含一開關（未顯 不於圖上），此開關主要的目的為防止儲能單元23放電後 電廢低於與電源輸出單元26相互連接之電子裝置的電池電 壓時，電能由電子裝置回充至儲能單元内。因此放電控制 電路單元上之開關可為一 MOS開關，以避免電子裝置内之 電池的電能由電子裝置傳輸至儲能單元内。 因此，由於本發明一實施例之間歇式供電系統的電源 輸入單元接受一第一電源，其充電控制電路單元並持續對 其儲能單元充電，其控制元件更依據其儲能單元之電池容 量的數值及脈衝放電控制電路控制其電源輸出單元輸出第 201145762 二電源的頻率，故本發明一實施例之間歇式供電系統可間 歇地提供一具有穩定輸出電壓之輸出電源，且此輸出電源 的功率較其所接受之輸入電源的功率為大。因此本發明可 利用較小型電子裝置所使用的變壓器輸出第一電源來對較 大型的電子裝置進行充電，以使使用者在不需要帶太多變 壓器的情況下能對較大型電子裝置進行充電。 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所 主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限 於上述實施例。 【圖式簡單說明】 圖1係習知之可攜式供電系統之系統示意圖。 圖2係本發明一實施例之間歇式供電系統之系統示意圖。 圖3係顯示本發明一實施例之間歇式供電系統之充電控制 電路單元之組成的示意圖。 圖4係顯示本發明一實施例之間歇式供電系統之放電控制 電路單元之組成的示意圖。 【主要元件符號說明】 11 USB輪入插座 13二次電池 15 USB輸出插座 電源輸入單元 23儲能單元 12充電控制迴路 14 DC TO DC升壓控制迴路 2間歇式供電系統 22充電控制電路單元 24放電控制電路單元 201145762 25控制元件 26 221第一轉換電路 241 242第二轉換電路 電源輸出單元 脈衝放電控制電路 12

Claims (1)

1. 201145762 七、申請專利範圍： •徑間歇式供電系統，包括： 該 I電源輪入單元’係用於接受一第一電源之輪入 充電控制電路單元，係與該電源輸入單元 充電控制電路單元並包含-第-轉換電路； 一儲能單元，係與該充電控制電路單元耦合，以被該 2控制電路早凡充電，其中該充電控制電路單元係將該 電源所提供的電能儲存於該儲能單元； 放電控制電路單元，係與該儲能單元耦合，該放電 控制電路單元並包含一脈衝放電控制電路及一第二轉換電 ι放電控制電路單元係將該儲能單元内的電能轉換為 第一電源並將該第二電源間歇式地輸出，該第二電源之 電壓大於該第—電源之電壓；以及 —電源輸出單元，係與該放電控制電路單元耦合並將 以間歇式輸出之該第二電源對一電子裝置進行充電。 2.如申請專利範圍第1項所述之間歇式供電系統其 中，該電源輸入單元係為一 USB埠，該電源輸出單元則為 一對應於筆記型電腦之插孔的插頭。 3.如申請專利範圍第1項所述之間歇式供電系統，其 中亥放電電路控制單元更包含一開關，係防止電能由該 電子裝置流向該儲能單元。。 4.如申請專利範圍第1項所述之間歇式供電系統，其 中’該第一轉換電路與該第二轉換電路係為一直流/直流轉 換電路。 13 201145762 5. 如申請專利範圍第丨項所述之間歇式供電系統，其 中’該儲能單元係為一二次電池或一電容。 6. 如申請專利範圍第1項所述之間歇式供電系統，其 中’該儲能單元具有一電量最大值，且該放電閥值係介於 該電量最大值的95 %至99.5 %。 7. 如申請專利範圍第6項所述之間歇式供電系統，其 中’該充電閥值係介於該電量最大值的2 %至0.5 %。 8. 如申請專利範圍第丨項所述之間歇式供電系統，其 中’該脈衝放電控制電路係控制該儲能單元以一放電速率 迅速地放電，且該放電速率係介於5 c至20 C之間。 9. 如申請專利範圍第丨項所述之間歇式供電系統，其 中，該間歇式供電系統係設置於該電子裝置之内》 10. 如申請專利範圍第1項所述之間歇式供電系統，其 中’該間歇式供電系統更包含一控制元件，該控制元件係 用以偵測該儲能單元之電量。 八、圓式（請見下頁）：