TW201527940A - 整合式行動電源 - Google Patents

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    • H02J7/0069—Charging or discharging for charge maintenance, battery initiation or rejuvenation

Abstract

一種整合式行動電源包括一電能儲存單元、一電源控制單元、一第一輸出入單元以及一第二輸出入單元。電能儲存單元係包括一電池組。電源控制單元係與電能儲存單元電性連接。第一輸出入單元係與電源控制單元電性連接，且具有一觸發迴路。觸發迴路係運作於於一第一模式或一第二模式。第二輸出入單元係與電源控制單元電性連接，且具有一充電協議迴路及一資料協議迴路。當觸發迴路運作於第一模式時，係致能充電協議迴路並禁能資料協議迴路。而當觸發迴路運作於第二模式時，係禁能充電協議迴路並致能資料協議迴路。

Description

整合式行動電源
本發明係關於一種行動電源，特別關於一種能夠提供充電亦可提供資料傳輸用途的整合式行動電源。
隨著行動裝置，例如行動電話、平板電腦等裝置的普及率迅速增加，而電池的續航力仍然有待改善的今日，行動電源(Power Bank)實是不可或缺的備用電源最佳選擇。
請參照第1圖所示，現行的行動電源10，為了攜帶方便，其係將通用序列匯流排(USB)規格的電源線與行動電源10整合。其中，USB電源線包括了輸入端子11以及輸出端子12。輸入端子11係用以與電源供應器(例如市電)電性連接，以對行動電源10中的電池充電，而輸出端子12係用以與行動裝置(圖未顯示)電性連接，以將電池中的電力傳輸行動裝置，以對行動裝置充電。使用者也因此可以省去另外準備電源線，或是忘了攜帶電源線的困擾。
然而，行動電源10所用的USB電源線並不存在有數位資料傳輸的功能，因此在某些應用上，例如要將行動電話的資料傳輸至筆記型電腦時，仍需要準備一條USB傳輸線，如此一來，仍然造成使用者必須再額外準備傳輸線的困擾。
有鑑於此，如何提供一種較便利的產品以整合行動電源與數位資料傳輸的功能，乃是業界亟待解決的問題。
本發明之一目的為提供一種整合電源線與數位資料傳輸線的整合式行動電源，以簡化並整合多種的連接線。
為達上述目的，依據本發明之一種整合式行動電源包括一電能儲存單元、一電源控制單元、一第一輸出入單元以及一第二輸出入單元。電能儲存單元係包括一電池組。電源控制單 元係與電能儲存單元電性連接。第一輸出入單元係與電源控制單元電性連接，且具有一觸發迴路。觸發迴路係運作於於一第一模式或一第二模式。第二輸出入單元係與電源控制單元電性連接，且具有一充電協議迴路及一資料協議迴路。當觸發迴路運作於第一模式時，係致能充電協議迴路並禁能資料協議迴路。而當觸發迴路運作於第二模式時，係禁能充電協議迴路並致能資料協議迴路。
依據本發明之一實施例，其中第一輸出入單元與第二輸出入單元係符合通用串列匯流排(USB)標準。
依據本發明之一實施例，其中電源控制單元包括一充電管理迴路、一升壓迴路及一降壓迴路。充電管理迴路係與第一輸出入單元電性連接。升壓迴路係與充電管理迴路電性連接。降壓迴路係分別與升壓迴路及電能儲存單元電性連接。
依據本發明之一實施例，其中充電協議迴路係為一分壓迴路。於另一實施例，充電協議迴路係為短路。
依據本發明之一實施例，其中資料協議迴路係為一分壓迴路。
承上所述，依據本發明之一種整合式行動電源，其係整合充電協議迴路以及資料協議迴路，並藉由觸發迴路的作動模式，而致能充電協議迴路或資料協議迴路。當充電協議迴路被致能時，則第一輸出入單元可連接行動裝置以進行充電，而當資料協議迴路被致能時，則數位資料可在第一輸出入單元及第二輸出入單元之間傳輸。
10‧‧‧行動電源
11‧‧‧輸入端子
12‧‧‧輸出端子
20‧‧‧整合式行動電源
21‧‧‧電能儲存單元
22‧‧‧電源控制單元
221‧‧‧充電管理迴路
222‧‧‧升壓迴路
223‧‧‧降壓迴路
23‧‧‧第一輸出入單元
231‧‧‧觸發迴路
24‧‧‧第二輸出入單元
241‧‧‧充電協議迴路
242‧‧‧資料協議迴路
P11~P14、P21~P24‧‧‧接腳
第1圖係為習知行動電源之一示意圖。
第2圖係為依據本發明較佳實施例之一種整合式行動電源之一電路方塊圖。
第3圖係依據本發明較佳實施例之整合式行動電源之一電路圖。
以下將透過實施例來解釋本發明內容，本發明的實施例並非用以限制本發明須在如實施例所述之任何特定的環境、應用或特殊方式方能實施。因此，關於實施例之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以限制本發明。需說明者，以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示，且圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，並非用以限制實際比例。
請參照第2圖所示，依據本發明較佳實施例之一種整合式行動電源20係包括一電能儲存單元21、一電源控制單元22、一第一輸出入單元23以及一第二輸出入單元24。
電能儲存單元21係包括一電池組，其係為二次電池，意即為充電電池。於本實施例中，電池組例如但不限於鋰聚合物電池(Li-polymer)或鋰離子電池(Li-ion)。
電源控制單元22係與電能儲存單元21電性連接。電源控制單元22係至少包括一充電管理迴路221、一升壓迴路(boost circuit)222及一降壓迴路(buck circuit)223。充電管理迴路221係與第一輸出入單元23電性連接。升壓迴路222係與充電管理迴路221電性連接。降壓迴路223係分別與升壓迴路222及電能儲存單元21電性連接。其中，充電管理迴路221用以限制充電及放電電壓，以確保不超過安全電壓致電池爆炸，或當電池電壓過低時，切斷輸出，避免電池壽命縮短。
為了將電池充飽電，因此在電路中必須利用升壓迴路222先將充電電壓拉高至一定的高準位後，再利用降壓迴路223降壓以對電池充電。
目前鋰離子電池的充電器常採用三段充電法，即預充電模式(Pre-Charging Mode)、定電流充電(Fast Charging Mode)、定電壓充電模式(Constant Voltage Mode)。以下舉一實例說明，鋰離子電池終止放電電壓為2.5V。於充電前先檢測電池的電，若電池電壓大於3V，則按正常方式充電；若電池電壓低於3V，則以小電流(約為10%的定電流模式充電電流)充電稱之為預充電模式，讓 處於深度放電狀態下而溶解的鈍化膜進行還原。此外，當電池過度放電時，還可能釋出部分銅金屬在陽極造成短路，此時若以高電流進行強迫充電就會導致電池過熱，而預充電階段則能避免這種現象發生。等充到3V後再按正常定電流方式充電。
當電池電壓大於3V，則按正常方式充電，於初始時，電池電壓以較快的斜率上升，隨著電池電力儲存的增加，電池電壓上升斜率會逐步降低，上升到接近4.2V時，定電流充電階段結束。充電器改以4.2V定電壓充電，在定電壓階段充電時，電壓幾乎不變，但充電電流持續下降。當充電電流降到某一值時，啟動計時器，經一段計數定時截止後，結束充電，完成充電程式。
請繼續參照第2圖所示，第一輸出入單元23係與電源控制單元22電性連接，且具有一觸發迴路231。觸發迴路係運作於一第一模式或一第二模式。
第二輸出入單元24係分別與第一輸出入單元23及電源控制單元22電性連接，且具有一充電協議迴路241及一資料協議迴路242。當觸發迴路231運作於第一模式時，係致能(enable)充電協議迴路241並禁能(disable)資料協議迴路242。而當觸發迴路231運作於第二模式時，係禁能充電協議迴路241並致能資料協議迴路242。
換言之，當觸發迴路231運作於第一模式時，整合式行動電源20係處於充電模式，例如係由電源供應器透過第一輸出入單元23對電能儲存單元21充電，或由電能儲存單元21對連接於第二輸出入單元24之行動裝置進行充電。當觸發迴路231運作於第二模式時，整合式行動電源20係處於資料傳輸模式，即是將分別連接於第一輸出入單元23及第二輸出入單元24的電子裝置進行資料傳輸。
於本實施例中，第一輸出入單元23以及第二輸出入單元24係為符合USB標準之輸出入單元。
請再參照第3圖所示，其係繪示第一輸出入單元23及第二輸出入單元24之電路圖範例。其中，第一輸出入單元23具有 一連接端子，其具有四支接腳P11、P12、P13、P14，第二輸出入單元24具有一連接端子，其具有四支接腳P21、P22、P23、P24。其中，接腳P11、P14係為觸發迴路231。於本實施例中，當觸發迴路231沒有施予電壓，則觸發迴路231係處於第一模式，而當觸發迴路231被施予電壓時，則觸發迴路231係處於第二模式。
另外，於本實施例中，充電協議迴路241以及資料協議迴路242係分別為一分壓迴路，然其所分壓而得之電壓降係相異的。
於其他實施例中，對應於不同的應用產品，充電協議迴路241係可例如第3圖所示被設計為短路。
綜上所述，依據本發明之一種整合式行動電源，其係整合充電協議迴路以及資料協議迴路，並藉由觸發迴路的作動模式，而致能充電協議迴路或資料協議迴路。當充電協議迴路被致能時，則第一輸出入單元可連接行動裝置以進行充電，而當資料協議迴路被致能時，則數位資料可在第一輸出入單元及第二輸出入單元之間傳輸。
上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。
20‧‧‧整合式行動電源
21‧‧‧電能儲存單元
22‧‧‧電源控制單元
221‧‧‧充電管理迴路
222‧‧‧升壓迴路
223‧‧‧降壓迴路
23‧‧‧第一輸出入單元
231‧‧‧觸發迴路
24‧‧‧第二輸出入單元
241‧‧‧充電協議迴路
242‧‧‧資料協議迴路

Claims (7)

  1. 一種整合式行動電源，包含：一電能儲存單元；一電源控制單元，係與該電能儲存單元電性連接；一第一輸出入單元，係與該電源控制單元電性連接，且具有一觸發迴路，該觸發迴路系運作於於一第一模式或一第二模式；以及一第二輸出入單元，係分別與該第一輸出入單元及該電源控制單元電性連接，且具有一充電協議迴路及一資料協議迴路，其中，當該觸發迴路運作於該第一模式時，係致能該充電協議迴路並禁能該資料協議迴路，而當該觸發迴路運作於該第二模式時，係禁能該充電協議迴路並致能該資料協議迴路。
  2. 如請求項1所述之整合式行動電源，其中該電能儲存單元係包含一電池組。
  3. 如請求項1所述之整合式行動電源，其中該第一輸出入單元與該第二輸出入單元係符合通用串列匯流排(USB)標準。
  4. 如請求項1所述之整合式行動電源，其中該電源控制單元包含：一充電管理迴路，其係與該第一輸出入單元電性連接；一升壓迴路，其係與該充電管理迴路電性連接；以及一降壓迴路，其係分別與該升壓迴路及該電能儲存單元電性連接。
  5. 如請求項1所述之整合式行動電源，其中該充電協議迴路係為一分壓迴路。
  6. 如請求項1所述之整合式行動電源，其中該充電協議迴路係為短路。
  7. 如請求項1所述之整合式行動電源，其中該資料協議迴路係為一分壓迴路。
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