TW201712465A - 埋入式電源轉換裝置及其適用之電源轉換系統 - Google Patents
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Abstract
本案關於一種電源轉換系統，係包含：至少一可攜式電子裝置，係具有連接端子及第一控制單元；以及埋入式電源轉換裝置，係部分內埋於封閉結構內，將輸入電壓轉換為直流電壓，且包含至少一插座及第二控制單元，其中插座係部份外露於封閉結構，用以供連接端子插設，第二控制單元係於連接端子插設於插座時，與第一控制單元溝通，進而得知可攜式電子裝置所需求之直流充電電壓，使埋入式電源轉換裝置輸出與該直流充電電壓相等之直流電壓，並經由插座傳送至連接端子。
Description
本案係關於一種電源轉換裝置，尤指一種埋入式電源轉換裝置及其適用之電源轉換系統。
隨著科技的發達，行動電話、筆記型電腦、數位相機及個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)等各種可攜式電子裝置相繼問世，帶給人們生活極大的便利性。然而，可攜式電子裝置的動力來源係大都來自於直流電壓，故可攜式電子裝置需搭配一電源轉換裝置，以藉由該電源轉換裝置將建築物之牆壁內或是配電箱內所提供之交流電壓轉換為特定之直流電壓，進而使可攜式電子裝置可使用該直流電壓。
【0003】由於可攜式電子裝置的種類有各種不同態樣，因此依據可攜式電子裝置之直流電壓的需求不同或是連接端子的不同，與可攜式電子裝置搭配的電源轉換裝置也對應有各種不同的種類，此外，電源轉換裝置不論設置在可攜式電子裝置內或是可攜式電子裝置外，必定都須使用交流電源線來接收交流電壓。由上可知，當使用者擁有越多的可攜式電子裝置，也勢必擁有非常多的電源轉換裝置與交流電源線，故這些交流電源線與電源轉換器實際上係遍佈在使用者的生活周遭，然而這些交流電源線與電源轉換裝置卻存在著許多對使用者不良之影響，首先，交流電源線容易有電線走火與觸電之危險，而電源轉換裝置也易使使用者曝露在電磁干擾的環境中，進而造成不良之影響，另外，當電源轉換裝置係設置於可攜式電子裝置內，將增加可攜式電子裝置的體積與重量，也增加可攜式電子裝置的溫升，並導致可攜式電子裝置存在能源轉換效率下降以及電磁干擾等問題，而當電源轉換裝置設置於可攜式電子裝置外時，電源轉換裝置實較容易造成人為的外觀破損或故障等，導致使用者有觸電或是發生火災之危險，因此對於設置在可攜式電子裝置外之電源轉換裝置而言，其安全規範及電磁干擾規範皆較為嚴格，如此一來，將導致電源轉換裝置的生產成本提高。
【0004】因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失之埋入式電源轉換裝置及其適用之電源轉換系統，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決的問題。
【0003】由於可攜式電子裝置的種類有各種不同態樣，因此依據可攜式電子裝置之直流電壓的需求不同或是連接端子的不同，與可攜式電子裝置搭配的電源轉換裝置也對應有各種不同的種類，此外，電源轉換裝置不論設置在可攜式電子裝置內或是可攜式電子裝置外，必定都須使用交流電源線來接收交流電壓。由上可知，當使用者擁有越多的可攜式電子裝置，也勢必擁有非常多的電源轉換裝置與交流電源線，故這些交流電源線與電源轉換器實際上係遍佈在使用者的生活周遭，然而這些交流電源線與電源轉換裝置卻存在著許多對使用者不良之影響，首先，交流電源線容易有電線走火與觸電之危險，而電源轉換裝置也易使使用者曝露在電磁干擾的環境中，進而造成不良之影響，另外，當電源轉換裝置係設置於可攜式電子裝置內，將增加可攜式電子裝置的體積與重量，也增加可攜式電子裝置的溫升，並導致可攜式電子裝置存在能源轉換效率下降以及電磁干擾等問題，而當電源轉換裝置設置於可攜式電子裝置外時，電源轉換裝置實較容易造成人為的外觀破損或故障等，導致使用者有觸電或是發生火災之危險，因此對於設置在可攜式電子裝置外之電源轉換裝置而言，其安全規範及電磁干擾規範皆較為嚴格，如此一來，將導致電源轉換裝置的生產成本提高。
【0004】因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失之埋入式電源轉換裝置及其適用之電源轉換系統，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決的問題。
本案之主要目的為提供一種埋入式電源轉換裝置及其適用之電源轉換系統，其中埋入式電源轉換裝置係部分埋設於封閉結構內，以將封閉結構所傳來之輸入電壓轉換為直流充電電壓，進而提供給可攜式電子裝置進行充電，因此本案之埋入式電源轉換裝置不但可避免電線走火與觸電，同時可藉由封閉結構而減少電磁干擾。此外，本案之埋入式電源轉換裝置可減少可攜式電子裝置的體積與重量，且減少可攜式電子裝置的溫升，並提升可攜式電子裝置的能源轉換效率。更甚者，本案之電源轉換系統或埋入式電源轉換裝置的生產成本可降低。
【0006】為達上述目的，本案之較佳實施態樣為提供一種電源轉換系統，係包含：至少一可攜式電子裝置，係具有連接端子及第一控制單元；以及埋入式電源轉換裝置，係部分內埋於封閉結構內，將輸入電壓轉換為直流電壓，且包含至少一插座及第二控制單元，其中插座係部份外露於封閉結構，用以供連接端子插設，第二控制單元係於連接端子插設於插座時，與第一控制單元溝通，進而而得知可攜式電子裝置所需求之直流充電電壓，使埋入式電源轉換裝置輸出與該直流充電電壓相等之直流電壓，並經由插座傳送至該連接端子。
【0007】為達上述目的，本案之另一較佳實施態樣為提供一種埋入式電源轉換裝置，係部分內埋於封閉結構內，將輸入電壓轉換為直流電壓，且包含：至少一插座，係外露於封閉結構，供可攜式電子裝置之連接端子插設；第二控制單元，係於連接端子插設於插座時，與可攜式電子裝置之第一控制單元溝通而得知可攜式電子裝置所需求之直流充電電壓，使埋入式電源轉換裝置輸出與該直流充電電壓相等之直流電壓，並經由插座傳送至連接端子。
【0006】為達上述目的，本案之較佳實施態樣為提供一種電源轉換系統，係包含：至少一可攜式電子裝置，係具有連接端子及第一控制單元；以及埋入式電源轉換裝置，係部分內埋於封閉結構內，將輸入電壓轉換為直流電壓，且包含至少一插座及第二控制單元，其中插座係部份外露於封閉結構，用以供連接端子插設，第二控制單元係於連接端子插設於插座時，與第一控制單元溝通，進而而得知可攜式電子裝置所需求之直流充電電壓，使埋入式電源轉換裝置輸出與該直流充電電壓相等之直流電壓，並經由插座傳送至該連接端子。
【0007】為達上述目的，本案之另一較佳實施態樣為提供一種埋入式電源轉換裝置，係部分內埋於封閉結構內，將輸入電壓轉換為直流電壓，且包含：至少一插座，係外露於封閉結構，供可攜式電子裝置之連接端子插設；第二控制單元，係於連接端子插設於插座時，與可攜式電子裝置之第一控制單元溝通而得知可攜式電子裝置所需求之直流充電電壓，使埋入式電源轉換裝置輸出與該直流充電電壓相等之直流電壓，並經由插座傳送至連接端子。
1‧‧‧可攜式電子裝置
10‧‧‧連接纜線
100‧‧‧連接端子
101‧‧‧握持部
102‧‧‧插設部
103‧‧‧本體部
104、105‧‧‧第一導接部
11‧‧‧第一控制單元
2、5‧‧‧埋入式電源轉換裝置
20‧‧‧插座
200‧‧‧孔洞
201‧‧‧第二導接部
21‧‧‧第二控制單元
22‧‧‧電源轉換電路
23‧‧‧隔離變壓器
24‧‧‧整流電路
25‧‧‧選擇開關
250‧‧‧輸入端
251‧‧‧輸出端
9‧‧‧封閉結構
Vin‧‧‧輸入電壓
Vdc‧‧‧直流電壓
Vtr‧‧‧過渡電壓
Vac‧‧‧交流感應電壓
Np‧‧‧初級繞組
Ns‧‧‧次級繞組
10‧‧‧連接纜線
100‧‧‧連接端子
101‧‧‧握持部
102‧‧‧插設部
103‧‧‧本體部
104、105‧‧‧第一導接部
11‧‧‧第一控制單元
2、5‧‧‧埋入式電源轉換裝置
20‧‧‧插座
200‧‧‧孔洞
201‧‧‧第二導接部
21‧‧‧第二控制單元
22‧‧‧電源轉換電路
23‧‧‧隔離變壓器
24‧‧‧整流電路
25‧‧‧選擇開關
250‧‧‧輸入端
251‧‧‧輸出端
9‧‧‧封閉結構
Vin‧‧‧輸入電壓
Vdc‧‧‧直流電壓
Vtr‧‧‧過渡電壓
Vac‧‧‧交流感應電壓
Np‧‧‧初級繞組
Ns‧‧‧次級繞組
第1圖係為本案第一較佳實施例之電源轉換系統的結構示意圖。
第2圖係為為第1圖所示之可攜式電子裝置以及埋入式電源轉換裝置的電路結構示意圖。
第3圖係為第1圖所示之連接纜線的結構示意圖。
第4圖係為第3圖所示之插座的內部結構示意圖。
第5圖係為本案第二較佳實施例之電源轉換系統。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。
【0010】請參閱第1圖及第2圖，其中第1圖係為本案第一較佳實施例之電源轉換系統的結構示意圖，第2圖則為第1圖所示之可攜式電子裝置以及埋入式電源轉換裝置的電路結構示意圖。如第1、2圖所示，本案之電源轉換系統係包含至少一可攜式電子裝置1以及一埋入式電源轉換裝置2。可攜式電子裝置1，例如第1圖所示之兩個可攜式電子裝置可分別為行動電話、筆記型電腦、數位相機或個人數位助理等，但不以此為限，每一可攜式電子裝置1係具有一連接纜線10以及一第一控制單元11(如第2圖所示)，其中連接纜線10的一端係與可攜式電子裝置1電連接，連接纜線10的另一端則具有一連接端子100(如第3圖所示)，且連接端子100實際上係由一握持部101及一插設部102所構成，其中握持部101可為絕緣材質所構成，用以供使用者握持，而插設部102則與握持部101連接，且與連接纜線10內之導接線(未圖示)相導接。
【0011】埋入式電源轉換裝置2則至少部份內埋於一封閉結構9中，其中封閉結構9可為但不限於牆壁或是變電箱等，且封閉結構9可提供一輸入電壓Vin(如第2圖所示)，例如當封閉結構9為第1圖所示之牆壁時，輸入電壓Vin實際上則可為市電所提供之交流電壓，而埋入式電源轉換裝置2則接收輸入電壓Vin，並將輸入電壓Vin轉換為至少一直流電壓Vdc，以供給至少一可攜式電子裝置1充電，且埋入式電源轉換裝置2係包含至少一插座20及一第二控制單元21，其中插座20，例如第1圖所示之兩個插座20，係分別部份外露於封閉結構9，且插座20之結構係與連接纜線10之連接端子100之插設部102的結構相對應，插座20用以供連接端子100之插設部102插設，第二控制單元21則用以於連接端子100之插設部102插設於插座20內時，與第一控制單元11溝通，以得知可攜式電子裝置1所需求之一直流充電電壓，使得埋入式電源轉換裝置2可依據第二控制單元21與第一控制單元11之溝通結果而輸出與該直流充電電壓相等之直流電壓Vdc，並經由插座20傳送直流電壓Vdc至插設部102。
【0012】於一些實施例中，第一控制單元11及第二控制單元21可以單向方式進行溝通，換言之，即由第一控制單元11直接通知第二控制單元21可攜式電子裝置1所需求之直流充電電壓為何。當然，第一控制單元11及第二控制單元21亦可以雙向方式進行溝通，即第一控制單元11通知第二控制單元21可攜式電子裝置1所需求之直流充電電壓為何，而第二控制單元21亦在可輸出與該直流充電電壓相等之直流電壓Vdc時通知第一控制單元11，使第一控制單元11控制可攜式電子裝置1開始接收直流電壓Vdc而進入充電運作。更甚者，於其它實施例中，為了使第一控制單元11及第二控制單元21可以單向或雙向方式進行溝通，第一控制單元11及第二控制單元21可分別由控制積體電路所構成，但並不以此為限。
【0013】請再參閱第2圖，於本實施例中，埋入式電源轉換裝置2更包含一電源轉換電路22、一隔離變壓器23、複數個整流電路24以及至少一選擇開關25。電源轉換電路22係用以接收輸入電壓Vin，並將輸入電壓Vin轉換為一過渡電壓Vtr，其中當輸入電壓Vin為交流電壓時，電源轉換電路22實際上可由交流/直流轉換電路所構成，反之，當輸入電壓Vin為直流電壓，例如由太陽能面板所提供之直流電壓時，電源轉換電路22實際上則由直流/直流轉換電路所構成。
【0014】隔離變壓器23係具有一初級繞組Np以及至少一次級繞組Ns，其中初級繞組Np係與電源轉換電路22電連接而接收過渡電壓Vtr，次級繞組Ns，例如第2圖所示之四個次級繞組Ns，則分別藉由與初級繞組Np之電磁感應而各自輸出一交流感應電壓Vac。
【0015】整流電路24，例如第2圖所示之四個整流電路24，係分別與對應之次級繞組Ns電連接，每一整流電路24用以將交流感應電壓Vac整流成對應之直流電壓Vdc。選擇開關25，例如第2圖所示之兩個選擇開關25，係分別具有複數個輸入端250及一輸出端251，其中選擇開關25之每一輸入端250係與對應之整流電路24電連接，輸出端則與對應之插座20電連接，選擇開關25係選擇性地切換複數個輸入端250之其中之一輸入端250與輸出端251之間為導通狀態，使為導通狀態之輸入端250將經由整流電路24所接收到之直流電壓Vdc傳送至輸出端251，進而傳送至插座20而提供給插設於插座20內之連接端子100之插設部102。於其它實施例中，整流電路24可為但不限於由一二極體及一電容所構成，當然也可由一交流/直流轉換器構成。
【0016】更甚者，於上述實施例中，第二控制單元21亦與選擇開關25訊號連接而控制選擇開關25之運作，亦即第二控制單元21可依據與第一控制單元11之溝通結果而控制選擇開關25中對應之輸入端250及輸出端251之間為導通狀態，藉此，可輸出符合可攜式電裝置1之充電電壓之直流電壓Vdc之整流電路24便可將直流電壓Vdc經由對應之輸入端250及輸出端251傳送至插座20，並經由插座20傳送至插設於插座20內之連接端子100之插設部102。
【0017】於上述實施例中，埋入式電源轉換裝置2實際上可由初級繞組Ns、複數個次級繞組Ns及複數個整流電路24而構成多路輸出，換言之，即每一路所輸出的直流電壓Vdc實際上係經由初級繞組Ns、其中之一次級繞組Ns及對應的整流電路24所產生。此外，複數個次級繞組Ns的線圈匝數係彼此不同，因此每一次級繞組Ns所輸出之交流感應電壓Vac之電壓值係相異於其它次級繞組Ns所輸出之交流感應電壓Vac之電壓值，如此一來，每一整流電路24所輸出之直流電壓Vdc的電壓值亦相異於其它整流電路24之直流電壓Vdc的電壓值，故藉由選擇開關25切換適當的輸入端250與輸出端251為導通狀態，便可選擇符合可攜式電裝置1之直流充電電壓之直流電壓Vdc來傳送至插座20，進而供對應之可攜式電裝置1使用。另外，又於其它實施例中，每一整流電路24所輸出之直流電壓Vdc可為3.3V、5V、12V或20V等，但不以此為限。
【0018】由上可知，本案之電源轉換系統之埋入式電源轉換裝置2係部分埋設於封閉結構9內，以將封閉結構9所傳來之輸入電壓Vin轉換為直流電壓Vdc而提供給可攜式電子裝置1進行充電，因此本案之埋入式電源轉換裝置2無須如習知電源轉換裝置需具有交流電源線，故可避免電線走火與觸電，同時因埋入式電源轉換裝置2係部分埋設於封閉結構9內，故埋入式電源轉換裝置2所產生之電磁干擾可藉由封閉結構9而相對減少。更甚者，因埋入式電源轉換裝置2係部分埋設於封閉結構9內，而非設置於可攜式電子裝置1內，故可減少可攜式電子裝置1的體積與重量，也減少可攜式電子裝置1的溫升，並提升可攜式電子裝置1的能源轉換效率下降。且因埋入式電源轉換裝置2係部分埋設於封閉結構9內，故不易發生人為的外觀破損或故障等，因此其安全規範及電磁干擾規範可較為寬鬆，如此一來，因此本案之電源轉換系統或埋入式電源轉換裝置2的生產成本可降低。又本案之電源轉換系統之埋入式電源轉換裝置2之第二控制單元21可於連接端子100之插設部102插設於插座20內時，自動與第一控制單元11溝通，進而得知可攜式電子裝置1所需求之直流充電電壓，以使埋入式電源轉換裝置2輸出與該直流充電電壓相等之直流電壓Vdc，故可使使用者無需購買不同電壓或連接端子的電源轉換裝置。
【0019】請參閱第3及4圖，並配合第1、2圖，其中第3圖係為第1圖所示之連接纜線的結構示意圖，第4圖係為第3圖所示之插座的內部結構示意圖。如第3、4圖所示，連接纜線10之連接端子100之插設部102係具有一本體部103及複數個第一導接部，例如至少一第一導接部104及至少一第一導接部105，其中複數個第一導接部104係依序環繞於本體部103上，用以傳輸電能及信號，更進一步說明，第一導接部104係設置於握持部101及第一導接部105之間，第一導接部104可為但不限於電源端子，用以傳輸電能，第一導接部105可為但不限於訊號端子，用以傳輸信號。
【0020】插座20係具有一孔洞200及複數個第二導接部201，孔洞200係用以供插設部102插設，複數個第二導接部201係以環繞而相間隔方式設置於孔洞200的壁面，且與選擇開關25之輸出端251相導接，每一第二導接部201用以當插設部102插設於孔洞200內時，與每一第一導接部104之部分相接觸。而由於複數個第二導接部201係以環繞而相間隔方式設置於孔洞200的壁面，因此當插設部102插設於孔洞200內時，第一導接部104必然與至少一第二導接部201導接，故插設部102插入孔洞200時並無任何方向性限制。
【0021】請參閱第5圖，其係為本案第二較佳實施例之電源轉換系統。如第5圖所示，本實施例之電源轉換系統與第2圖所示之電源轉換系統的結構及功能相似，故以相同的標號代表電路結構及功能相似而不再贅述，唯獨相較於第2圖所示之電源轉換系統之埋入式電源轉換裝置2，本實施例之埋入式電源轉換裝置5更包含至少一過載保護單元50，例如第5圖所示之四個過載保護單元50，每一過載保護單元50係連接於對應之整流電路24及插座20之間，且可由一過電壓保護電路、一過電流保護電路、一過負載保護電路或一短路保護電路之其中任一保護電路或組合多個保護電路所構成，藉此對埋入式電源轉換裝置5所提供之每一路輸出進行保護。
【0022】綜上所述，本案提供一種埋入式電源轉換裝置及其適用之電源轉換系統，其中埋入式電源轉換裝置係部分埋設於封閉結構內，以將封閉結構所傳來之輸入電壓轉換為直流電壓而提供給可攜式電子裝置進行充電，因此本案之埋入式電源轉換裝置不但可避免電線走火與觸電，同時可藉由封閉結構而減少電磁干擾。此外，因本案之埋入式電源轉換裝置係部分埋設於封閉結構內，故可減少可攜式電子裝置的體積與重量，也減少可攜式電子裝置的溫升，並提升可攜式電子裝置的能源轉換效率。更甚者，因本案之埋入式電源轉換裝置係部分埋設於封閉結構內，故不易發生人為的外觀破損或故障等，因此其安全規範及電磁干擾規範可較為寬鬆，如此一來，本案之電源轉換系統或埋入式電源轉換裝置的生產成本可降低。
【0023】本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
【0010】請參閱第1圖及第2圖，其中第1圖係為本案第一較佳實施例之電源轉換系統的結構示意圖，第2圖則為第1圖所示之可攜式電子裝置以及埋入式電源轉換裝置的電路結構示意圖。如第1、2圖所示，本案之電源轉換系統係包含至少一可攜式電子裝置1以及一埋入式電源轉換裝置2。可攜式電子裝置1，例如第1圖所示之兩個可攜式電子裝置可分別為行動電話、筆記型電腦、數位相機或個人數位助理等，但不以此為限，每一可攜式電子裝置1係具有一連接纜線10以及一第一控制單元11(如第2圖所示)，其中連接纜線10的一端係與可攜式電子裝置1電連接，連接纜線10的另一端則具有一連接端子100(如第3圖所示)，且連接端子100實際上係由一握持部101及一插設部102所構成，其中握持部101可為絕緣材質所構成，用以供使用者握持，而插設部102則與握持部101連接，且與連接纜線10內之導接線(未圖示)相導接。
【0011】埋入式電源轉換裝置2則至少部份內埋於一封閉結構9中，其中封閉結構9可為但不限於牆壁或是變電箱等，且封閉結構9可提供一輸入電壓Vin(如第2圖所示)，例如當封閉結構9為第1圖所示之牆壁時，輸入電壓Vin實際上則可為市電所提供之交流電壓，而埋入式電源轉換裝置2則接收輸入電壓Vin，並將輸入電壓Vin轉換為至少一直流電壓Vdc，以供給至少一可攜式電子裝置1充電，且埋入式電源轉換裝置2係包含至少一插座20及一第二控制單元21，其中插座20，例如第1圖所示之兩個插座20，係分別部份外露於封閉結構9，且插座20之結構係與連接纜線10之連接端子100之插設部102的結構相對應，插座20用以供連接端子100之插設部102插設，第二控制單元21則用以於連接端子100之插設部102插設於插座20內時，與第一控制單元11溝通，以得知可攜式電子裝置1所需求之一直流充電電壓，使得埋入式電源轉換裝置2可依據第二控制單元21與第一控制單元11之溝通結果而輸出與該直流充電電壓相等之直流電壓Vdc，並經由插座20傳送直流電壓Vdc至插設部102。
【0012】於一些實施例中，第一控制單元11及第二控制單元21可以單向方式進行溝通，換言之，即由第一控制單元11直接通知第二控制單元21可攜式電子裝置1所需求之直流充電電壓為何。當然，第一控制單元11及第二控制單元21亦可以雙向方式進行溝通，即第一控制單元11通知第二控制單元21可攜式電子裝置1所需求之直流充電電壓為何，而第二控制單元21亦在可輸出與該直流充電電壓相等之直流電壓Vdc時通知第一控制單元11，使第一控制單元11控制可攜式電子裝置1開始接收直流電壓Vdc而進入充電運作。更甚者，於其它實施例中，為了使第一控制單元11及第二控制單元21可以單向或雙向方式進行溝通，第一控制單元11及第二控制單元21可分別由控制積體電路所構成，但並不以此為限。
【0013】請再參閱第2圖，於本實施例中，埋入式電源轉換裝置2更包含一電源轉換電路22、一隔離變壓器23、複數個整流電路24以及至少一選擇開關25。電源轉換電路22係用以接收輸入電壓Vin，並將輸入電壓Vin轉換為一過渡電壓Vtr，其中當輸入電壓Vin為交流電壓時，電源轉換電路22實際上可由交流/直流轉換電路所構成，反之，當輸入電壓Vin為直流電壓，例如由太陽能面板所提供之直流電壓時，電源轉換電路22實際上則由直流/直流轉換電路所構成。
【0014】隔離變壓器23係具有一初級繞組Np以及至少一次級繞組Ns，其中初級繞組Np係與電源轉換電路22電連接而接收過渡電壓Vtr，次級繞組Ns，例如第2圖所示之四個次級繞組Ns，則分別藉由與初級繞組Np之電磁感應而各自輸出一交流感應電壓Vac。
【0015】整流電路24，例如第2圖所示之四個整流電路24，係分別與對應之次級繞組Ns電連接，每一整流電路24用以將交流感應電壓Vac整流成對應之直流電壓Vdc。選擇開關25，例如第2圖所示之兩個選擇開關25，係分別具有複數個輸入端250及一輸出端251，其中選擇開關25之每一輸入端250係與對應之整流電路24電連接，輸出端則與對應之插座20電連接，選擇開關25係選擇性地切換複數個輸入端250之其中之一輸入端250與輸出端251之間為導通狀態，使為導通狀態之輸入端250將經由整流電路24所接收到之直流電壓Vdc傳送至輸出端251，進而傳送至插座20而提供給插設於插座20內之連接端子100之插設部102。於其它實施例中，整流電路24可為但不限於由一二極體及一電容所構成，當然也可由一交流/直流轉換器構成。
【0016】更甚者，於上述實施例中，第二控制單元21亦與選擇開關25訊號連接而控制選擇開關25之運作，亦即第二控制單元21可依據與第一控制單元11之溝通結果而控制選擇開關25中對應之輸入端250及輸出端251之間為導通狀態，藉此，可輸出符合可攜式電裝置1之充電電壓之直流電壓Vdc之整流電路24便可將直流電壓Vdc經由對應之輸入端250及輸出端251傳送至插座20，並經由插座20傳送至插設於插座20內之連接端子100之插設部102。
【0017】於上述實施例中，埋入式電源轉換裝置2實際上可由初級繞組Ns、複數個次級繞組Ns及複數個整流電路24而構成多路輸出，換言之，即每一路所輸出的直流電壓Vdc實際上係經由初級繞組Ns、其中之一次級繞組Ns及對應的整流電路24所產生。此外，複數個次級繞組Ns的線圈匝數係彼此不同，因此每一次級繞組Ns所輸出之交流感應電壓Vac之電壓值係相異於其它次級繞組Ns所輸出之交流感應電壓Vac之電壓值，如此一來，每一整流電路24所輸出之直流電壓Vdc的電壓值亦相異於其它整流電路24之直流電壓Vdc的電壓值，故藉由選擇開關25切換適當的輸入端250與輸出端251為導通狀態，便可選擇符合可攜式電裝置1之直流充電電壓之直流電壓Vdc來傳送至插座20，進而供對應之可攜式電裝置1使用。另外，又於其它實施例中，每一整流電路24所輸出之直流電壓Vdc可為3.3V、5V、12V或20V等，但不以此為限。
【0018】由上可知，本案之電源轉換系統之埋入式電源轉換裝置2係部分埋設於封閉結構9內，以將封閉結構9所傳來之輸入電壓Vin轉換為直流電壓Vdc而提供給可攜式電子裝置1進行充電，因此本案之埋入式電源轉換裝置2無須如習知電源轉換裝置需具有交流電源線，故可避免電線走火與觸電，同時因埋入式電源轉換裝置2係部分埋設於封閉結構9內，故埋入式電源轉換裝置2所產生之電磁干擾可藉由封閉結構9而相對減少。更甚者，因埋入式電源轉換裝置2係部分埋設於封閉結構9內，而非設置於可攜式電子裝置1內，故可減少可攜式電子裝置1的體積與重量，也減少可攜式電子裝置1的溫升，並提升可攜式電子裝置1的能源轉換效率下降。且因埋入式電源轉換裝置2係部分埋設於封閉結構9內，故不易發生人為的外觀破損或故障等，因此其安全規範及電磁干擾規範可較為寬鬆，如此一來，因此本案之電源轉換系統或埋入式電源轉換裝置2的生產成本可降低。又本案之電源轉換系統之埋入式電源轉換裝置2之第二控制單元21可於連接端子100之插設部102插設於插座20內時，自動與第一控制單元11溝通，進而得知可攜式電子裝置1所需求之直流充電電壓，以使埋入式電源轉換裝置2輸出與該直流充電電壓相等之直流電壓Vdc，故可使使用者無需購買不同電壓或連接端子的電源轉換裝置。
【0019】請參閱第3及4圖，並配合第1、2圖，其中第3圖係為第1圖所示之連接纜線的結構示意圖，第4圖係為第3圖所示之插座的內部結構示意圖。如第3、4圖所示，連接纜線10之連接端子100之插設部102係具有一本體部103及複數個第一導接部，例如至少一第一導接部104及至少一第一導接部105，其中複數個第一導接部104係依序環繞於本體部103上，用以傳輸電能及信號，更進一步說明，第一導接部104係設置於握持部101及第一導接部105之間，第一導接部104可為但不限於電源端子，用以傳輸電能，第一導接部105可為但不限於訊號端子，用以傳輸信號。
【0020】插座20係具有一孔洞200及複數個第二導接部201，孔洞200係用以供插設部102插設，複數個第二導接部201係以環繞而相間隔方式設置於孔洞200的壁面，且與選擇開關25之輸出端251相導接，每一第二導接部201用以當插設部102插設於孔洞200內時，與每一第一導接部104之部分相接觸。而由於複數個第二導接部201係以環繞而相間隔方式設置於孔洞200的壁面，因此當插設部102插設於孔洞200內時，第一導接部104必然與至少一第二導接部201導接，故插設部102插入孔洞200時並無任何方向性限制。
【0021】請參閱第5圖，其係為本案第二較佳實施例之電源轉換系統。如第5圖所示，本實施例之電源轉換系統與第2圖所示之電源轉換系統的結構及功能相似，故以相同的標號代表電路結構及功能相似而不再贅述，唯獨相較於第2圖所示之電源轉換系統之埋入式電源轉換裝置2，本實施例之埋入式電源轉換裝置5更包含至少一過載保護單元50，例如第5圖所示之四個過載保護單元50，每一過載保護單元50係連接於對應之整流電路24及插座20之間，且可由一過電壓保護電路、一過電流保護電路、一過負載保護電路或一短路保護電路之其中任一保護電路或組合多個保護電路所構成，藉此對埋入式電源轉換裝置5所提供之每一路輸出進行保護。
【0022】綜上所述，本案提供一種埋入式電源轉換裝置及其適用之電源轉換系統，其中埋入式電源轉換裝置係部分埋設於封閉結構內，以將封閉結構所傳來之輸入電壓轉換為直流電壓而提供給可攜式電子裝置進行充電，因此本案之埋入式電源轉換裝置不但可避免電線走火與觸電，同時可藉由封閉結構而減少電磁干擾。此外，因本案之埋入式電源轉換裝置係部分埋設於封閉結構內，故可減少可攜式電子裝置的體積與重量，也減少可攜式電子裝置的溫升，並提升可攜式電子裝置的能源轉換效率。更甚者，因本案之埋入式電源轉換裝置係部分埋設於封閉結構內，故不易發生人為的外觀破損或故障等，因此其安全規範及電磁干擾規範可較為寬鬆，如此一來，本案之電源轉換系統或埋入式電源轉換裝置的生產成本可降低。
【0023】本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
1‧‧‧可攜式電子裝置
11‧‧‧第一控制單元
2‧‧‧埋入式電源轉換裝置
20‧‧‧插座
21‧‧‧第二控制單元
22‧‧‧電源轉換電路
23‧‧‧隔離變壓器
24‧‧‧整流電路
25‧‧‧選擇開關
250‧‧‧輸入端
251‧‧‧輸出端
Vin‧‧‧輸入電壓
Vdc‧‧‧直流電壓
Vtr‧‧‧過渡電壓
Vac‧‧‧交流感應電壓
Np‧‧‧初級繞組
Ns‧‧‧次級繞組
Claims (14)
- 一種電源轉換系統，係包含：
至少一可攜式電子裝置，係具有一連接端子及一第一控制單元；以及
一埋入式電源轉換裝置，係部分內埋於一封閉結構內，將一輸入電壓轉換為一直流電壓，且包含至少一插座及一第二控制單元，其中該插座係部份外露於該封閉結構，用以供該連接端子插設，該第二控制單元係於該連接端子插設於該插座時，與該第一控制單元溝通，進而得知該可攜式電子裝置所需求之一直流充電電壓，使該埋入式電源轉換裝置輸出與該直流充電電壓相等之該直流電壓，並經由該插座傳送至該連接端子。 - 如申請專利範圍第1項所述之電源轉換系統，其中該封閉結構係為牆壁或變電箱。
- 如申請專利範圍第1項所述之電源轉換系統，其中該埋入式電源轉換裝置更包含：
一電源轉換電路，係接收該輸入電壓，並將該輸入電壓轉換為一過渡電壓；以及
一隔離變壓器，係具有一初級繞組及複數個次級繞組，其中該初級繞組係與該電源轉換電路電連接而接收該過渡電壓，每一該次級繞組係藉由與該初級繞組之電磁感應而輸出電壓值相異之一交流感應電壓。 - 如申請專利範圍第3項所述之電源轉換系統，其中該埋入式電源轉換裝置更包含：
複數個整流電路，係分別與對應之該次級繞組電連接，每一該整流電路係用以將對應之該交流感應電壓整流成對應之該直流電壓，且各個該整流電路所提供的電壓值係相異。 - 如申請專利範圍第4項所述之電源轉換系統，其中該埋入式電源轉換裝置更包含：
至少一選擇開關，係具有複數個輸入端及一輸出端，其中每一該輸入端係與對應之該整流電路電連接，該輸出端係與該插座電連接，該選擇開關係選擇性地切換該複數個輸入端之其中之一該輸入端與該輸出端之間為導通狀態，使為導通狀態之該輸入端將經由對應之該整流電路所接收到之該直流電壓傳送至該輸出端，進而傳送至該插座並提供給該連接端子。 - 如申請專利範圍第5項所述之電源轉換系統，其中該第二控制單元係與該選擇開關電連接，用以依據與該第一控制單元之溝通結果而控制該選擇開關中對應之該輸入端及該輸出端之間為導通狀態，使輸出符合該充電電壓之該直流電壓之該整流電路將該直流電壓經由對應之該輸入端及該輸出端傳送至該插座，並經由該插座傳送至該連接端子。
- 如申請專利範圍第5項所述之電源轉換系統，其中該埋入式電源轉換裝置更包含複數個過載保護單元，每一該保護單元係連接於對應之該整流電路及該插座之間，且由一過電壓保護電路、一過電流保護電路、一過負載保護電路或一短路保護電路之其中任一保護電路或組合多個保護電路所構成。
- 如申請專利範圍第5項所述之電源轉換系統，其中該連接端子係由一握持部及一插設部所構成，且該握持部係由一絕緣材質所構成，而該插設部係與該握持部連接。
- 如申請專利範圍第8項所述之電源轉換系統，其中該插設部係具有一本體部及複數個第一導接部，該複數個第一導接部係依序環繞於該本體部上。
- 如申請專利範圍第9項所述之電源轉換系統，其中該插座係具有一孔洞及複數個第二導接部，該孔洞係用以供該插設部插設，該複數個第二導接部係以環繞而相間隔方式設置於該孔洞的壁面，且與該選擇開關之該輸出端相導接，每一該第二導接部用以當該插設部插設於該孔洞內時，與每一該第一導接部之部分相接觸。
- 一種埋入式電源轉換裝置，係部分內埋於一封閉結構內，將一輸入電壓轉換為一直流電壓，且包含：
至少一插座，係外露於該封閉結構，供一可攜式電子裝置之一連接端子插設；
一第二控制單元，係於該連接端子插設於該插座時，與該可攜式電子裝置之一第一控制單元溝通而得知該可攜式電子裝置所需求之一直流充電電壓，使該埋入式電源轉換裝置輸出與該直流充電電壓相等之該直流電壓，並經由該插座傳送至該連接端子。 - 如申請專利範圍第11項所述之埋入式電源轉換裝置，其中該埋入式電源轉換裝置更包含：
一電源轉換電路，係接收該輸入電壓，並將該輸入電壓轉換為一過渡電壓；以及
一隔離變壓器，係具有一初級繞組及複數個次級繞組，其中該初級繞組係與該電源轉換電路電連接而接收該過渡電壓，每一該次級繞組係藉由與該初級繞組之電磁感應而輸出電壓值相異之一交流感應電壓。 - 如申請專利範圍第12項所述之埋入式電源轉換裝置，其中該埋入式電源轉換裝置更包含：
複數個整流電路，係分別與對應之該次級繞組電連接，每一該整流電路係用以將該交流感應電壓整流成對應之該直流電壓，且各個該整流電路所提供之電壓值係相異。 - 如申請專利範圍第13項所述之埋入式電源轉換裝置，其中該埋入式電源轉換裝置更包含：
至少一選擇開關，係具有複數個輸入端及一輸出端，其中每一該輸入端係與對應之該整流電路電連接，該輸出端係與該插座電連接，該選擇開關係選擇性地切換該複數個輸入端之其中之一該輸入端與該輸出端之間為導通狀態，使為導通狀態之該輸入端將經由對應之該整流電路所接收到之該直流電壓傳送至該輸出端，進而傳送至該插座並提供給該連接端子。
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