TW201737022A - 取電裝置 - Google Patents

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Abstract

一種取電裝置，包括一用以電連接一電力輸出設備的第一連接介面，一第二連接介面及一處理電路，其根據第一設定信號，經由第一連接介面傳送第一電壓信號給電力輸出設備，使根據第一電壓信號輸出第一預定電壓至第一連接介面，或根據第二設定信號，經由第一連接介面傳送第二電壓信號給電力輸出設備，使根據第二電壓信號輸出第二預定電壓至第一連接介面，且處理電路判斷第一預定電壓與第一設定信號對應時，將第一預定電壓輸出至第二連接介面，或者判斷第二預定電壓與第二設定信號對應時，將第二預定電壓輸出至第二連接介面。

Description

取電裝置
本發明是有關於一種取電裝置，特別是指一種將電力輸出設備轉接輸出以應用在非充電用途的取電裝置。
已知快速充電規格(如：QC2.0)廣泛使用在充電設備，包括：符合快速充電規格的一充電電源及一被充電電源，充電電源例如是一用以產生電壓5伏、9伏或12伏的行動電源。被充電電源例如是一手機的充電電池，可以接收前述電壓5伏、9伏或12伏進行充電。然而，現有快速充電規格的產品多為侷限在充電用途，並未有非充電用途的其他應用。
另外，如前述的行動電源如果遇到手機的充電電池已充飽電 ，行動電源一般都會定時8~15秒後進入休眠狀態以期省電或是避免過充等危險。如果需要再度使用時，就必須要重新插拔以喚醒行動電源重新供電。因此，若應用在需要持續供電的用電設備時，則會產生困擾如下：
1.當行動電源已經進入休眠狀態，一旦要重新使用時 ，必須先做插拔動作才能夠喚醒行動電源供電，造成使用上的不便。
2.即便是重新插拔行動電源，但是如果未能在8~15秒內開啟用電設備的電源開關以讓行動電源供電，或忘記開啟用電設備的電源開關時，則行動電源將再次進入休眠狀態，此時必須要再次重新插拔行動電源，對使用者而言非常不方便。
本發明之其中一目的，即在提供一種解決現有技術缺失的非充電用途的取電裝置。
因此，本發明一種取電裝置電連接於一電力輸出設備，該電力輸出設備符合一快速充電規格且可產生電位不同的一第一預定電壓及一第二預定電壓，該取電裝置包括：一第一連接介面，用以電連接該電力輸出設備；一第二連接介面；及一處理電路，電連接該第一連接介面及該第二連接介面，並根據一第一設定信號，經由該第一連接介面傳送一第一電壓信號給該電力輸出設備，使根據該第一電壓信號輸出該第一預定電壓至該第一連接介面，或根據一第二設定信號，經由該第一連接介面傳送一第二電壓信號給該電力輸出設備，使根據該第二電壓信號輸出該第二預定電壓至該第一連接介面，且該處理電路判斷該第一預定電壓與該第一設定信號對應時，將該第一預定電壓輸出至該第二連接介面，或該處理電路判斷該第二預定電壓與該第二設定信號對應時，將該第二預定電壓輸出至該第二連接介面。
在本發明的一些實施態樣中，該取電裝置還包括一溫度感測模組，電連接該處理電路，且偵測該電力輸出設備的溫度並輸出一溫度感知信號給該處理電路，使該處理電路根據該溫度感知信號判斷該電力輸出設備溫度異常時，停止輸出該預定電壓至該第二連接介面；及一提示模組，電連接該處理電路，且該處理電路判斷該電力輸出設備溫度異常時，令該提示模組產生一代表異常狀態的異常提示信號。
在本發明的一些實施態樣中，該取電裝置還包括一提示模組，電連接該處理電路，且該處理電路判斷該第一預定電壓未與該第一設定信號對應或該第二預定電壓未與該第二設定信號對應時，令該提示模組產生一代表異常狀態的異常提示信號。
在本發明的一些實施態樣中，該取電裝置還包括一電壓感測模組，電連接該處理電路及該第一連接介面，用以偵測該電力輸出設備輸出的該第一預定電壓或該第二預定電壓，並輸出一電壓感測信號給該處理電路，使根據該第一設定信號及該電壓感測信號，判斷該第一預定電壓是否在對應的一安全範圍內，或根據該第二設定信號及該電壓感測信號，判斷該第二預定電壓是否在對應的一安全範圍內；及一提示模組，電連接該處理電路，且該處理電路判斷該第一預定電壓或該第二預定電壓未在所對應的該安全範圍內時，令該提示模組產生一代表異常狀態的異常提示信號。
在本發明的一些實施態樣中，該處理電路包括一控制單元及與該控制單元電連接的一降壓電路、一取電模組、一切換電路及一開關電路，該降壓電路根據該電力輸出設備輸出的電壓產生一電壓源供給該控制單元及該切換電路；該取電模組電連接於該控制單元與該第一連接介面之間，該切換電路產生該第一設定信號及該第二設定信號，該開關電路電連接該控制單元、該第一連接介面及該第二連接介面，並從該第一連接介面接受該第一預定電壓或該第二預定電壓；當該控制單元收到該第一設定信號時，該控制單元令該取電模組輸出該第一電壓信號至該第一連接介面，使該電力輸出設備根據該第一電壓信號輸出該第一預定電壓；當該控制單元收到該第二設定信號時，該控制單元令該取電模組輸出該第二電壓信號至該第一連接介面，使該電力輸出設備根據該第二電壓信號輸出該第二預定電壓；且該控制單元判斷該第一預定電壓與該第一設定信號對應時，或判斷該第二預定電壓與該第二設定信號對應時，令該開關電路輸出該第一預定電壓或該第二預定電壓至該第二連接介面。
在本發明的一些實施態樣中，該第一連接介面為一USB連接器，該第二連接介面為一直流電源連接器，且該處理電路還包括一在該USB連接器的一供電端子及一接地端子之間跨接的電阻，以使該電力輸出設備恆經由該供電端輸出一電流流經該電阻而避免該電力輸出設備進入停止輸出電力的一休眠模式。
在本發明的一些實施態樣中，該處理電路還包括一電連接該控制單元及該第一連接介面的喚醒模組，該控制單元每隔一預定時間控制該喚醒模組作動，使該電力輸出設備定時地經由該第一連接介面輸出一電流至該喚醒模組，以避免該電力輸出設備進入停止輸出電力的一休眠模式。
在本發明的一些實施態樣中，該處理電路包括一微處理器及與該微處理器電連接的一降壓電路、一切換電路、一開關電路，以及電連接在微處理器與該第一連接介面之間的選擇電路；該降壓電路根據該電力輸出設備輸出的電壓產生一電壓源供給該微處理器及該切換電路；該開關電路與該第一連接介面及該第二連接介面電連接，並從該第一連接介面接受該第一預定電壓或該第二預定電壓，且該微處理器根據該切換電路產生的該第一設定信號或該第二設定信號，令該選擇電路輸出該第一電壓信號或第二電壓信號給該第一連接介面，使該電力輸出設備根據該第一電壓信號或第二電壓信號對應輸出該第一預定電壓或該第二預定電壓；且該微處理器判斷該第一預定電壓與該第一設定信號對應時，或判斷該第二預定電壓與該第二設定信號對應時，令該開關電路輸出該第一預定電壓或該第二預定電壓至該第二連接介面。
在本發明的一些實施態樣中，該處理電路還包括一與該微處理器電連接的燒錄連接介面，其能與一外部主機電連接，以讓該外部主機可燒錄資料至該微處理器。
在本發明的一些實施態樣中，該處理電路還包括一電連接在該選擇電路與該第一連接介面之間的反向導流電路，其用以避免電流反向流至該第一連接介面。
再者，本發明另一種取電裝置，電連接於一電力輸出設備，該電力輸出設備符合一快速充電規格且可產生電位不同的一第一預定電壓及一第二預定電壓，該取電裝置包括：一第一連接介面，用以電連接該電力輸出設備；一第二連接介面；及一處理電路，電連接該第一連接介面及該第二連接介面，其能經由該第一連接介面傳送一第一電壓信號給該電力輸出設備，使根據該第一電壓信號輸出該第一預定電壓至該第一連接介面，或者經由該第一連接介面傳送一第二電壓信號給該電力輸出設備，使根據該第二電壓信號輸出該第二預定電壓至該第一連接介面，且該處理電路根據一第一設定信號，判斷該第一預定電壓與該第一設定信號對應時，將該第一預定電壓輸出至該第二連接介面，或者該處理電路根據一第二設定信號，判斷該第二預定電壓與該第二設定信號對應時，將該第二預定電壓輸出至該第二連接介面。
在本發明的一些實施態樣中，該處理電路包括一控制單元及與該控制單元電連接的一降壓電路、一取電模組、一切換電路及一開關電路，該降壓電路根據該電力輸出設備輸出的電壓產生一電壓源供給該控制單元及該切換電路；該取電模組電連接該第一連接介面，該切換電路產生該第一設定信號或該第二設定信號，該開關電路電連接該控制單元、該第一連接介面及該第二連接介面，並從該第一連接介面接受該第一預定電壓或該第二預定電壓；該控制單元判斷該第一預定電壓與該第一設定信號對應時，或判斷該第二預定電壓與該第二設定信號對應時，令該開關電路輸出該第一預定電壓或該第二預定電壓至該第二連接介面。
在本發明的一些實施態樣中，該取電模組包含一與該第一連接介面電連接的驅動控制器，且該驅動控制器與兩個電阻連接時會經由該第一連接介面輸出該第一電壓信號給該電力輸出設備，該驅動控制器與該兩個電阻其中之一連接時會經由該第一連接介面輸出該第二電壓信號給該電力輸出設備。
本發明至少具有以下功效：使用者只要將電力輸出設備及用電設備分別電連接在取電裝置的第一連接介面及第二連接介面，取電裝置可對應使用不同電壓的用電設備，向電力輸出設備要求輸出合適的電力給用電設備，使得不同用電需求的用電設備可以透過取電裝置使用電力輸出設備提供的電力，且取電裝置配合電壓異常提示及電力輸出設備溫度異常時中斷供電等功能，使整體應用更為安全。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1及圖2，本發明取電裝置的第一實施例應用在一取電系統100中，該取電系統100包括彼此電性連接的一取電裝置1及一非屬充電用途的用電設備3。取電裝置1是電性連接於用電設備3及一電力輸出設備5之間。本實施例中，取電裝置1是一轉接器(adapter)，其具有一用以與電力輸出設備5電連接以取得電力的第一連接介面11，及一用以與用電設備3電連接以輸出電力的第二連接介面12，其中如圖1所示，第二連接介面12是直接設在取電裝置1的外殼上，除此之外，也可以如圖3所示，由取電裝置1延伸出一條導線並將第二連接介面12設在導線末端。電力輸出設備5可以是(但不限於)符合快速充電規格(如：QC2.0)的一行動電源或一交流/直流轉換裝置。
本實施例中，用電設備3包含一適用9V的第一電熱裝置31及一適用12V的第二電熱裝置32。電力輸出設備5可輸出多種固定電壓(如：5V、9V或12V)的其中一種預定電壓以符合該用電設備3的需求。也就是，電力輸出設備5經由取電裝置1連接第一電熱裝置31時，電力輸出設備5可依據第一電熱裝置31的需求而輸出符合第一電熱裝置31的需求的一第一預定電壓(9伏)給第一電熱裝置31。當電力輸出設備5經由取電裝置1連接第二電熱裝置32時，電力輸出設備5可依據第二電熱裝置32的需求而輸出另一符合第二電熱裝置32需求的第二預定電壓(12伏)給第二電熱裝置32。第一電熱裝置31、第二電熱裝置32可以例如是電熱衣、電熱毯或電熱鞋等。
電力輸出設備5可以是包括一符合快速充電規格的交流轉直流的電源轉換器51(如：交流/直流轉換器)，而能將輸入的交流市電轉換成上述的第一預定電壓(9V)及第二預定電壓(12V)，且電源轉換器51可將第一預定電壓(9V)經由取電裝置1輸出給第一電熱裝置31，以及將第二預定電壓(12V)經由取電裝置1輸出給第二電熱裝置32。或者，電力輸出設備5也可以是包括一符合快速充電規格的充電電池裝置52(如：行動電源)，且充電電池裝置52可將第一預定電壓(9V) 經由取電裝置1輸出給第一電熱裝置31，以及將第二預定電壓(12V) 經由取電裝置1輸出給第二電熱裝置32。
參閱圖2、圖4及圖5，本實施例的取電裝置1主要包括一處理電路10及與處理電路10電連接的一第一連接介面11、一第二連接介面12、一提示模組13、一溫度感測模組14及一電壓感測模組15。
在本實施例中，第一連接介面11是一符合通用序列匯流排規格的USB連接器，並具有5V、D+、D-及GND端子，用以與電力輸出設備5電連接。第二連接介面12是一直流電源連接器(DC power jack)，用以與用電設備3電連接，並具有+、-及S端子。
處理電路10根據一第一設定信號，經由該第一連接介面11傳送一第一電壓信號給該電力輸出設備5，使根據該第一電壓信號輸出該第一預定電壓(9V)至該第一連接介面11，或根據一第二設定信號，經由該第一連接介面11傳送一第二電壓信號給該電力輸出設備5，使根據該第二電壓信號輸出該第二預定電壓(12V)至該第一連接介面11，且該處理電路10判斷該第一預定電壓與該第一設定信號對應時，將該第一預定電壓輸出至該第二連接介面12，使供電給用電設備3，否則不輸出該第一預定電壓至該第二連接介面12；或者，該處理電路10判斷該第二預定電壓與該第二設定信號對應時，將該第二預定電壓輸出至該第二連接介面12，使供電給用電設備3，否則不輸出該第二預定電壓至該第二連接介面12。
具體而言，如圖4所示，處理電路10包括一控制單元20、一降壓電路21、一取電模組22、一切換電路23及一開關電路24，且控制單元20電性連接提示模組13、溫度感測模組14、電壓感測模組15、降壓電路21、取電模組22、切換電路23及開關電路24。
其中，如圖5所示，降壓電路21與第一連接介面的5V端子電連接，以取得電力輸出設備4輸出的預定電壓VCC(第一預定電壓或第二預定電壓)，並將該預定電壓VCC降壓為5V以供應控制單元20及其它需要5V電壓的電路使用。
取電模組22連接於控制單元20與第一連接介面11之間，並根據切換電路23產生的第一設定信號或第二設定信號，從電力輸出設備5取得相對應的第一預定電壓或第二預定電壓，並經由開關電路24輸出第一預定電壓或第二預定電壓至第二連接介面12，以供用電設備3使用。
具體而言，如圖5所示，取電模組22包括一定電壓產生電路61、一第一分壓電路62、一第二分壓電路63及一分壓控制電路64。定電壓產生電路61與第一連接介面11的5V端子電連接，以接受電力輸出設備5輸出的預定電壓VCC(第一預定電壓或第二預定電壓)，並根據該預定電壓VCC產生一固定電壓，例如5V。第一分壓電路62與定電壓產生電路61電連接以接受該固定電壓，且其一輸出端與第一連接介面11的D-端子電連接；第一分壓電路62對該固定電壓分壓，使得其輸出端恆輸出一0.6V電壓給第一連接介面11的D-端子。
第二分壓電路63與定電壓產生電路61電連接以接受該固定電壓，且其一輸出端與第一連接介面11的D+端子電連接。分壓控制電路64與第二分壓電路63電連接，並受控制單元20控制。具體而言，分壓控制電路64包含一端與控制單元20的IOA0接腳電連接的電阻R10，基極與電阻R10的另一端電連接且射極接地的一第一電晶體開關Q1，一端接受預定電壓VCC且另一端與第一電晶體開關Q1的集極電連接的電阻R9，汲極與第二分壓電路63電連接且閘極與電阻R9電連接的一第二電晶體開關MA1，以及一端接地且另一端與第二電晶體開關MA1的源極電連接的電阻R8。
切換電路23具有一接地的第一端，一與控制單元20的IOA2接腳電連接的第二端，及一接受降壓電路21產生的5V電壓的第三端。
當取電裝置1與第一電熱裝置31電連接，而需提供第一預定電壓(9V)給第一電熱裝置31時，使用者可操作切換電路23讓第二端與第三端電連接，以輸出一具有5V電壓(高電壓)的第一設定信號給控制單元20，當控制單元20經由IOA2接腳收到該第一設定信號時，其經由IOA0接腳輸出一低準位訊號給分壓控制電路64的第一電晶體開關Q1，使第一電晶體開關Q1及第二電晶體開關MA1皆不導通(OFF)，使得電阻R8未與第二分壓電路63電連接，而使得第二分壓電路63對該固定電壓分壓而於其輸出端產生一3.3V電壓並輸出至第一連接介面11的D+端子。且根據QC2.0快速充電規格，電力輸出設備5會根據第一連接介面11的D-端子及D+端子上的電壓信號(兩者統稱第一電壓信號)，決定輸出第一預定電壓(9V)或第二預定電壓(12V)。
因此，當電力輸出設備5收到第一連接介面11傳來的第一電壓信號(即第一連接介面11的D-端子傳來0.6V電壓，D+端子傳來3.3V電壓)時，電力輸出設備5即會對應輸出第一預定電壓(9V)至第一連接介面11的5V端子，使第一預定電壓(VCC)輸出至開關電路24，再經由開關電路24輸出至第二連接介面12而供電給第一電熱裝置31。
且當取電裝置1與第二電熱裝置32電連接，而需提供第二預定電壓(12V)給第二電熱裝置32時，使用者可操作切換電路23使第二端與第一端電連接，以傳送一接地的第二設定信號至控制單元20之與第二端連接的IOA2接腳。因此，當控制單元20判斷IOA2接腳收到第二設定信號(接地)時，則經由IOA0接腳輸出一高準位訊號給分壓控制電路64的第一電晶體開關Q1，使第一電晶體開關Q1及第二電晶體開關MA1皆導通(ON)，而使電阻R8與第二分壓電路63電連接，讓第二分壓電路63對該固定電壓分壓而於其輸出端產生一0.6伏特電壓並輸出至第一連接介面11的D+端子。則根據QC2.0快速充電規格，當電力輸出設備5收到第一連接介面11的D-端子傳來0.6V電壓，D+端子傳來0.6V電壓(兩者統稱第二電壓信號)時，電力輸出設備5即會對應輸出第二預定電壓(12V)至第一連接介面11，使第二預定電壓(VCC)輸出至開關電路24，再經由開關電路24輸出至第二連接介面12而供電給第二電熱裝置32。
因此，本實施例的取電裝置1藉由操控切換電路23即可控制電力輸出設備5對應輸出第一預定電壓(9V)或第二預定電壓(12V)給用電設備3。
且在本實施例中，電壓感測模組15與第一連接介面11電連接，以取得並偵測該電力輸出設備5輸出的預定電壓VCC(9V或12V)，並產生一電壓感測信號給控制單元20，控制單元20會根據切換電路23的該第一設定信號(即控制單元20的IOA2接腳收到5V電壓)或第二設定信號(即控制單元20的IOA2接腳接地)及電壓感測模組15提供的電壓感測信號，判斷電力輸出設備5輸出的預定電壓VCC是否在一安全範圍內。例如若輸出9V的預定電壓，其安全範圍是8.5~9.5V，若輸出12V的預定電壓，其安全範圍是11.5~12.5V。因此，若電力輸出設備5輸出的預定電壓VCC在安全範圍內時，控制單元20即經由IOA1接腳控制開關電路24輸出該預定電壓VCC給第二連接介面12，使其供電給用電設備3，並令提示模組13產生一代表取電正常的信號，例如令設於提示模組13的一發光二極體維持恆亮狀態。
而當控制單元20依據電壓感測信號判斷電力輸出設備5輸出的預定電壓VCC未在安全範圍內時，控制單元20即經由IOA1接腳控制開關電路24停止輸出該預定電壓VCC給第二連接介面12，使其停止供電給用電設備3，同時令提示模組13產生一代表電壓異常的異常提示信號，例如令設於提示模組13的發光二極體持續閃爍，以提醒使用者注意。藉此，保障用電的安全。
本實施例的溫度感測模組14用以偵測該電力輸出設備5的溫度並產生一溫度感知信號，例如圖4所示，溫度感測模組14的一熱敏電阻(NTC)可藉由與第一連接介面11(USB連接器)接觸，以透過第一連接介面11感測電力輸出設備5的溫度。因此，當控制單元20依據該溫度感知信號判斷電力輸出設備5之溫度異常時，即透過IOA1接腳控制開關電路24停止輸出預定電壓VCC至第二連接介面12，使停止供電給用電設備3，並使提示模組13產生一代表溫度異常狀態的異常提示信號，例如令提示模組13的發光二極體持續閃爍，以提醒使用者注意。
具體而言，如圖5所示，開關電路24具有一射極接地的第三電晶體開關Q2，一閘極與第三電晶體開關Q2的集極電連接，汲極接受預定電壓VCC且源極與第二連接介面12的+端子電連接的第四電晶體開關MA2，一電連接於控制單元20的IOA1接腳與第三電晶體開關Q2的基極之間的電阻R11，及一電連接在第四電晶體開關MA2的汲極與閘極之間的電阻R12。
藉此，當控制單元20依據該溫度感知信號判斷電力輸出設備3之溫度正常時，其經由IOA1接腳輸出一高準位訊號至第三電晶體開關Q2的基極，使得第三電晶體開關Q2及第四電晶體開關MA2導通(ON)，讓電力輸出設備5的預定電壓VCC能經由第四電晶體開關MA2輸出至第二連接介面12，而供電給用電設備3；而當控制單元20依據該溫度感知信號判斷電力輸出設備3之溫度異常時，其經由IOA1接腳輸出一低準位訊號至第三電晶體開關Q2的基極，使第三電晶體開關Q2及第四電晶體開關MA2不導通(OFF)，讓電力輸出設備5的預定電壓VCC無法經由第四電晶體開關元件MA2輸出至第二連接介面12，而停止供電給用電設備3。藉此，保障用電的安全。
參閱圖6，是本發明取電裝置的第二實施例，如同上述實施例，本實施例的處理電路10’也包括控制單元20、降壓電路21、切換電路23及開關電路24，且控制單元20電性連接提示模組13、溫度感測模組14、電壓感測模組15、降壓電路21、切換電路23及開關電路24，而本實施例與上述實施例不同處在於取電模組22’以及處理電路10’還包括一與控制單元20電連接的喚醒模組16。
本實施例的取電模組22’具有型號為E357的驅動控制器221的積體電路，並且以驅動控制器221連接電阻R2及電阻R3以實現取得9V的第一預定電壓，或者以驅動控制器221只連接電阻R3以實現取得12V的第二預定電壓。
換句話說，在本實施例中，當切換電路23被固定切換至高電位(+5V)而輸出第一設定信號給控制單元20，控制單元20確定取電模組22’將向電力輸出設備5取得第一預定電壓(9V)，因此為了讓取電模組22’能向電力輸出設備5取得第一預定電壓(9V)，需將電阻R2及電阻R3分別連接至驅動控制器221的V2、V3接腳，使驅動控制器221據此經由第一連接介面11輸出第一電壓信號給電力輸出設備5，亦即驅動控制器221的DM接腳會輸出0.6V至第一連接介面11的D-接腳，且驅動控制器221的DP接腳會輸出3.3V至第一連接介面11的D+接腳，則根據QC2.0快速充電規格，當電力輸出設備5收到第一連接介面11傳來第一電壓信號時(即第一連接介面11的D-端子傳來0.6V電壓，D+端子傳來0.6V電壓)，電力輸出設備5即會對應輸出第一預定電壓(9V)至第一連接介面11，使第一預定電壓(VCC)輸出至開關電路24，再經由開關電路24輸出至第二連接介面12而供電給用電設備3。因此，在此情況下，本實施例的取電裝置1只會固定提供第一預定電壓(9V)給需要以第一預定電壓供電的用電設備3。
另外，當切換電路23固定切換至接地而輸出第二設定信號給控制單元20時，控制單元20確定取電模組22’將向電力輸出設備5取得第二預定電壓(12V)，因此，為了讓取電模組22’能向電力輸出設備5取得第二預定電壓(12V)，則只需將電阻R3連接至驅動控制器221的V3接腳，使驅動控制器221據此輸出第二電壓信號給電力輸出設備5，亦即驅動控制器221的DM接腳及DP接腳分別輸出0.6V至第一連接介面11的D-接腳及D+接腳，則根據QC2.0快速充電規格，當電力輸出設備5收到第一連接介面11傳來第二電壓信號時，電力輸出設備5即會對應輸出第二預定電壓(12V)至第一連接介面11，使第二預定電壓(VCC)輸出至開關電路24，再經由開關電路24輸出至第二連接介面12而供電給用電設備3。因此，在此情況下，本實施例的取電裝置1只會固定提供第二預定電壓(12V)給需要以第二預定電壓供電的用電設備3。
由此可知，本實施例的取電裝置1在出廠前(生產時)就已設定只輸出第一預定電壓(9V)或第二預定電壓(12V)，故沒有提供可輸出第一預定電壓或第二預定電壓的切換選擇功能。
再者，為了避免電力輸出設備5進入休眠模式，本實施例的處理電路10’還包括一與控制單元20電連接的的喚醒模組16。喚醒模組16包含一端與控制單元20的IOB2接腳電連接的第一電阻R10，基極與第一電阻R10電連接且射極接地的一第一電晶體開關Q2，閘極與第一電晶體開關Q2的集極電連接且汲極接受電力輸出設備5輸出的預定電壓VCC的一第二電晶體開關MA2，一電連接在第二電晶體開關MA2的汲極與閘極之間的第二電阻R11，以及一端與第二電晶體開關MA2的源極電連接且另一端接地的第三電阻R12。且控制單元20會在電力輸出設備5輸出預定電壓VCC期間，每隔一預定時間(例如：8秒)經由IOB2接腳控制喚醒模組16的第一電晶體開關Q2及第二電晶體開關MA2暫時導通，例如導通0.1秒，使電力輸出設備5輸出的預定電壓Vcc經由第三電阻R12到接地的線路流過一預定電流，例如100mA，以讓電力輸出設備5能夠持續輸出預定電壓VCC而不致進入休眠模式。
另外，本實施例防止電力輸出設備5進入休眠模式的另一個方式是在該第一連接介面11的5V端子與接地(GND)端子之間跨接一電阻R1，使電力輸出設備輸出的預定電壓Vcc經由電阻R1到接地的線路持續有電流流過，以讓電力輸出設備5持續輸出預定電壓VCC而不致進入休眠模式。
藉此，用電設備3即使在不用電的狀態下，電力輸出設備5仍維持供電狀態而不會進入休眠狀態，因此，當用電設備3要再次從取電裝置1取得電力時，電力輸出設備5可立即提供預定電壓VCC給用電設備3，而不需藉由插拔電力輸出設備5的方式來喚醒電力輸出設備5重新供電。
且參閱圖7並配合圖6，本實施例的操作流程為：如步驟S101，首先處理電路10’的控制單元20根據切換電路23輸出第一設定信號或第二設定信號，確定取電模組22’將向電力輸出設備5取得第一預定電壓(9V)或是第二預定電壓(12V)。
接著，如步驟S102，使用者將取電裝置1電連接電力輸出設備5，當連接完成後，如步驟S103，取電裝置1的控制單元20會令提示模組13的發光二極體閃爍。然後，如步驟S104，控制單元20依據電壓感測模組15傳來的電壓感測信號，判斷電力輸出設備5輸出的預定電壓VCC是否為切換電路23設定的電壓?若否(例如控制單元20收到第一設定信號，但電力輸出設備5並未對應輸出第一預定電壓)，則執行步驟S103，控制單元20令提示模組13的發光二極體閃爍以提醒使用者，若是，如步驟S105，控制單元20接著檢測電力輸出設備5輸出的預定電壓VCC是否在安全範圍內?在本實施例中，當預定電壓為9V(第一預定電壓)時，其安全範圍為8.5~9.5V之間，當預定電壓為12V(第二預定電壓)時，其安全範圍為11.5~12.5V之間。若電力輸出設備5輸出的預定電壓VCC不在安全範圍內，則執行步驟S103，控制單元20令提示模組13的發光二極體閃爍以提醒使用者，若電力輸出設備5輸出的預定電壓VCC在安全範圍內，如步驟S106，控制單元20令提示模組13的發光二極體恆亮，並令開關電路24輸出預定電壓VCC至第二連接介面12，使能供電給用電設備3。
並且，如步驟S107，控制單元20防止電力輸出設備5進入休眠模式。接著，如步驟S108，控制單元20依據溫度感測模組14傳來的溫度感知信號，判斷電力輸出設備5的溫度是否超出一安全範圍?本實施例的安全範圍是例如攝氏50度，若溫度未超出攝氏50度，控制單元20執行步驟S106，令提示模組13的發光二極體恆亮，並令開關電路24正常輸出預定電壓VCC。若判斷溫度超出攝氏50度，則表示電力輸出設備5發生異常狀況，則如步驟S109，控制單元20令提示模組13的發光二極體持續閃爍以提醒使用者，並令開關電路24停止輸出預定電壓VCC至第二連接介面12，使停止供電給用電設備3。
參閱圖8，是本發明取電裝置的第三實施例，其運作原理類似第一實施例，本實施例的取電裝置1也包括如圖4的第一連接介面11、第二連接介面12、提示模組13、溫度感測模組14、電壓感測模組15及圖5(第二實施例)的喚醒模組16，且本實施例的處理電路10”也包括如圖4的降壓電路21’、切換電路23及開關電路24，與第二實施例不同的是，本實施例是以一微處理器71整合第一實施例之控制單元20及取電模組22的功能，且處理電路10”還包含一與微處理器71電連接的燒錄連接介面72，一電連接在微處理器71與第一連接介面11之間的選擇電路731，以及一電連接在選擇電路731與第一連接介面11之間的反向導流電路732，其用以避免電流反向流至第一連接介面11。
其中，降壓電路21’接受電力輸出設備5輸出的預定電壓VCC(9V或12V)並據以產生3.3V電壓以供電給微處理器71，。燒錄連接介面72能與一外部主機(圖未示)電連接，以讓外部主機可燒錄資料至微處理器71。
且在本實施例中，微處理器71會根據切換電路23產生的該第一設定信號(例如切換電路23切換到接受5V電壓)，令選擇電路731產生第一電壓信號給第一連接介面11，亦即選擇電路731產生一0.6V電壓給第一連接介面11的D-端子，並產生一3.3V電壓給第一連接介面11的D+端子，則根據QC2.0快速充電規格，電力輸出設備5收到來自第一連接介面11的該第一電壓信號時，即會對應輸出第一預定電壓VCC(9V)至第一連接介面11，使第一預定電壓VCC經由開關電路24輸出至第二連接介面12以供電給用電設備3。
而當切換電路23產生該第二設定信號(例如切換電路23切換到接地)時，微處理器71會令選擇電路731產生第二電壓信號給第一連接介面11，亦即選擇電路731會輸出一0.6V電壓給第一連接介面11的D-端子，並輸出一0.6V電壓給第一連接介面11的D+端子。則根據QC2.0快速充電規格，電力輸出設備5根據來自第一連接介面11的該第二電壓信號(即第一連接介面11的D-端子傳來0.6V電壓，D+端子傳來0.6V電壓)，對應輸出第二預定電壓VCC(12V)至第一連接介面11，使第二預定電壓VCC經由開關電路24輸出至第二連接介面12以供電給用電設備3。因此，本實施例的取電裝置1藉由操控切換電路23即可控制電力輸出設備5對應輸出第一預定電壓(9V)或第二預定電壓(12V)。
綜上所述，本發明至少具有以下功效：使用者只要將符合快速充電規格的電力輸出設備5及用電設備3分別電連接在取電裝置1的第一連接介面11及第二連接介面12，取電裝置1即可對應使用不同電壓的用電設備3，例如第一電熱裝置31及第二電熱裝置32，向電力輸出設備5要求輸出合適的電力給用電設備3，使得不同用電需求的用電設備3可以透過本發明的取電裝置1使用電力輸出設備5提供的電力，且取電裝置1配合電壓異常提示及電力輸出設備5溫度異常時中斷供電等功能，使整體應用更為安全，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧取電裝置
10、10’、10”‧‧‧處理電路
100‧‧‧取電系統
11‧‧‧第一連接介面
12‧‧‧第二連接介面
13‧‧‧提示模組
14‧‧‧溫度感測模組
15‧‧‧電壓感測模組
16‧‧‧喚醒模組
20‧‧‧控制單元
21、21’‧‧‧降壓電路
22、22’‧‧‧取電模組
221‧‧‧驅動控制器
23‧‧‧切換電路
24‧‧‧開關電路
3‧‧‧用電設備
31‧‧‧第一電熱裝置
32‧‧‧第二電熱裝置
5‧‧‧電力輸出設備
51‧‧‧電源轉換器
52‧‧‧充電電池裝置
61‧‧‧定電壓產生電路
62‧‧‧第一分壓電路 
63‧‧‧第二分壓電路
64‧‧‧分壓控制電路
71‧‧‧微處理器
72‧‧‧燒錄連接介面
731‧‧‧選擇電路
732‧‧‧反向導流元件
S101~S109‧‧‧步驟
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明取電裝置的一外觀示意圖； 圖2是本發明取電裝置的第一實施例的電路方塊圖； 圖3是本發明取電裝置的另一外觀示意圖； 圖4是第一實施例的處理電路的細部電路方塊圖； 圖5是第一實施例的處理電路的詳細電路圖； 圖6是本發明取電裝置的第二實施例的處理電路的詳細電路圖； 圖7是第二實施例的運作流程圖；及 圖8是本發明取電裝置的第三實施例的處理電路的詳細電路圖。
100‧‧‧取電系統
1‧‧‧取電裝置
10‧‧‧處理電路
11‧‧‧第一連接介面
12‧‧‧第二連接介面
13‧‧‧提示模組
14‧‧‧溫度感測模組
15‧‧‧電壓感測模組
3‧‧‧用電設備
31‧‧‧第一電熱裝置
32‧‧‧第二電熱裝置
5‧‧‧電力輸出設備
51‧‧‧電源轉換器
52‧‧‧充電電池裝置

Claims (13)

  1. 一種取電裝置，電連接於一電力輸出設備，該電力輸出設備符合一快速充電規格且可產生電位不同的一第一預定電壓及一第二預定電壓，該取電裝置包括： 一第一連接介面，用以電連接該電力輸出設備； 一第二連接介面；及 一處理電路，電連接該第一連接介面及該第二連接介面，並根據一第一設定信號，經由該第一連接介面傳送一第一電壓信號給該電力輸出設備，使根據該第一電壓信號輸出該第一預定電壓至該第一連接介面，或根據一第二設定信號，經由該第一連接介面傳送一第二電壓信號給該電力輸出設備，使根據該第二電壓信號輸出該第二預定電壓至該第一連接介面，且該處理電路判斷該第一預定電壓與該第一設定信號對應時，將該第一預定電壓輸出至該第二連接介面，或該處理電路判斷該第二預定電壓與該第二設定信號對應時，將該第二預定電壓輸出至該第二連接介面。
  2. 如請求項1所述的取電裝置，還包括： 一溫度感測模組，電連接該處理電路，且偵測該電力輸出設備的溫度並輸出一溫度感知信號給該處理電路，使該處理電路根據該溫度感知信號判斷該電力輸出設備溫度異常時，停止輸出該預定電壓至該第二連接介面；及 一提示模組，電連接該處理電路，且該處理電路判斷該電力輸出設備溫度異常時，令該提示模組產生一代表異常狀態的異常提示信號。
  3. 如請求項1所述的取電裝置，還包括： 一提示模組，電連接該處理電路，且該處理電路判斷該第一預定電壓未與該第一設定信號對應或該第二預定電壓未與該第二設定信號對應時，令該提示模組產生一代表異常狀態的異常提示信號。
  4. 如請求項1所述的取電裝置，還包括： 一電壓感測模組，電連接該處理電路及該第一連接介面，用以偵測該電力輸出設備輸出的該第一預定電壓或該第二預定電壓，並輸出一電壓感測信號給該處理電路，使根據該第一設定信號及該電壓感測信號，判斷該第一預定電壓是否在對應的一安全範圍內，或根據該第二設定信號及該電壓感測信號，判斷該第二預定電壓是否在對應的一安全範圍內；及 一提示模組，電連接該處理電路，且該處理電路判斷該第一預定電壓或該第二預定電壓未在所對應的該安全範圍內時，令該提示模組產生一代表異常狀態的異常提示信號。
  5. 如請求項1所述的取電裝置，其中，該處理電路包括一控制單元及與該控制單元電連接的一降壓電路、一取電模組、一切換電路及一開關電路，該降壓電路根據該電力輸出設備輸出的電壓產生一電壓源供給該控制單元及該切換電路；該取電模組電連接於該控制單元與該第一連接介面之間，該切換電路產生該第一設定信號及該第二設定信號，該開關電路電連接該控制單元、該第一連接介面及該第二連接介面，並從該第一連接介面接受該第一預定電壓或該第二預定電壓；當該控制單元收到該第一設定信號時，該控制單元令該取電模組輸出該第一電壓信號至該第一連接介面，使該電力輸出設備根據該第一電壓信號輸出該第一預定電壓；當該控制單元收到該第二設定信號時，該控制單元令該取電模組輸出該第二電壓信號至該第一連接介面，使該電力輸出設備根據該第二電壓信號輸出該第二預定電壓；且該控制單元判斷該第一預定電壓與該第一設定信號對應時，或判斷該第二預定電壓與該第二設定信號對應時，令該開關電路輸出該第一預定電壓或該第二預定電壓至該第二連接介面。
  6. 如請求項5的取電裝置，其中，該第一連接介面為一USB連接器，該第二連接介面為一直流電源連接器，且該處理電路還包括一在該USB連接器的一供電端子及一接地端子之間跨接的電阻，以使該電力輸出設備恆經由該供電端輸出一電流流經該電阻而避免該電力輸出設備進入停止輸出電力的一休眠模式。
  7. 如請求項5的取電裝置，其中，該處理電路還包括一電連接該控制單元及該第一連接介面的喚醒模組，該控制單元每隔一預定時間控制該喚醒模組作動，使該電力輸出設備定時地經由該第一連接介面輸出一電流至該喚醒模組，以避免該電力輸出設備進入停止輸出電力的一休眠模式。
  8. 如請求項1所述的取電裝置，其中，該處理電路包括一微處理器及與該微處理器電連接的一降壓電路、一切換電路、一開關電路，以及電連接在微處理器與該第一連接介面之間的選擇電路；該降壓電路根據該電力輸出設備輸出的電壓產生一電壓源供給該微處理器及該切換電路；該開關電路與該第一連接介面及該第二連接介面電連接，並從該第一連接介面接受該第一預定電壓或該第二預定電壓，且該微處理器根據該切換電路產生的該第一設定信號或該第二設定信號，令該選擇電路輸出該第一電壓信號或第二電壓信號給該第一連接介面，使該電力輸出設備根據該第一電壓信號或第二電壓信號對應輸出該第一預定電壓或該第二預定電壓；且該微處理器判斷該第一預定電壓與該第一設定信號對應時，或判斷該第二預定電壓與該第二設定信號對應時，令該開關電路輸出該第一預定電壓或該第二預定電壓至該第二連接介面。
  9. 如請求項8所述的取電裝置，其中，該處理電路還包括一與該微處理器電連接的燒錄連接介面，其能與一外部主機電連接，以讓該外部主機可燒錄資料至該微處理器。
  10. 如請求項8所述的取電裝置，其中，該處理電路還包括一電連接在該選擇電路與該第一連接介面之間的反向導流電路，其用以避免電流反向流至該第一連接介面。
  11. 一種取電裝置，電連接於一電力輸出設備，該電力輸出設備符合一快速充電規格且可產生電位不同的一第一預定電壓及一第二預定電壓，該取電裝置包括： 一第一連接介面，用以電連接該電力輸出設備； 一第二連接介面；及 一處理電路，電連接該第一連接介面及該第二連接介面，其能經由該第一連接介面傳送一第一電壓信號給該電力輸出設備，使根據該第一電壓信號輸出該第一預定電壓至該第一連接介面，或者經由該第一連接介面傳送一第二電壓信號給該電力輸出設備，使根據該第二電壓信號輸出該第二預定電壓至該第一連接介面，且該處理電路根據一第一設定信號，判斷該第一預定電壓與該第一設定信號對應時，將該第一預定電壓輸出至該第二連接介面，或者該處理電路根據一第二設定信號，判斷該第二預定電壓與該第二設定信號對應時，將該第二預定電壓輸出至該第二連接介面。
  12. 如請求項11所述的取電裝置，其中，該處理電路包括一控制單元及與該控制單元電連接的一降壓電路、一取電模組、一切換電路及一開關電路，該降壓電路根據該電力輸出設備輸出的電壓產生一電壓源供給該控制單元及該切換電路；該取電模組電連接該第一連接介面，該切換電路產生該第一設定信號或該第二設定信號，該開關電路電連接該控制單元、該第一連接介面及該第二連接介面，並從該第一連接介面接受該第一預定電壓或該第二預定電壓；該控制單元判斷該第一預定電壓與該第一設定信號對應時，或判斷該第二預定電壓與該第二設定信號對應時，令該開關電路輸出該第一預定電壓或該第二預定電壓至該第二連接介面。
  13. 如請求項12所述的取電裝置，其中該取電模組包含一與該第一連接介面電連接的驅動控制器，且該驅動控制器與兩個電阻連接時會經由該第一連接介面輸出該第一電壓信號給該電力輸出設備，該驅動控制器與該兩個電阻其中之一連接時會經由該第一連接介面輸出該第二電壓信號給該電力輸出設備。
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