TWI251730B - Selectable DC output power converter with voltage level indicating device - Google Patents

Description

1251730 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種電源配接裝置，特別是指一種具有電 壓準位顯示之可變換直流輸出電壓配接裝置。 【先前技術】 在現代工商業社會中，廣泛使用諸如行動電話、筆記型 電腦等行動電氣設備，這些設備在無法取得室内交流電源 時，除了使用電池提供所需之電能之外，亦可以經由其它行 動電源（例如汽車點煙器插孔或是飛機座椅電源插孔）經由配 接器或轉換器之設備來供應所需之電能。 然而，使用者經常需同時使用到兩種以上之電器設備（例 如行動電話以及可攜式電腦），故使用者即必需同時準備兩種 不同規格之配接器，才能分別供應該不同之電器設備使用。 為了因應使用者之需求，因此乃有能夠供應多種不同輸出電 壓準位之配接裝置問市，其主要是在配接裝置之輸出端處配 合一插接之輸出電壓插接端子，藉由該輸出電壓插接端子内 部不同阻值之電阻所產生之信號，作為該配接裝置内部控制 電路之回授信號，而可決定該配接裝置之輸出電壓插接端子 所輸出之直流電壓準位。上述之技術已由同一申請人取得美 國發明專利（專利號碼6628535號）。 【發明内容】 本發明所欲解決之技術問題： 然而，在採用上述之技術時，使用者雖然可以依據不同 之電壓需求而更換不同接頭端子，以取得可變換之直流輸出 電壓，但使用者並無法得知當時之直流輸出電壓準位。 1251730 因此，鑑於實際之需求，本發明之主要目的即是提供一 種具有電壓準位顯示之可變換直流輸出電壓配接裝置，藉由 顯示該直流輸出連接器之電源端所送出之直流輸出電壓準 位，而使使用者更能掌握該配接裝置當時所輸出之直流輸出 電壓準位。 本發明之另一目的是提供一種具有雙輸出或兩個輸出以 上之可變換直流輸出電壓配接裝置，且藉由本發明具有電壓 準位顯示之功能，可以使使用者知道各個輸出端所各別輸出 之直流輸出電壓準位。 本發明解決問題之技術手段： 本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係在配 接器殼體上配置有直流電壓準位顯示電路，其可依據不同之 直流電壓準位選擇端子而顯示該直流輸出連接器之電源端所 送出之直流輸出電壓準位，其電路架構包括有至少一直流至 直流轉換電路，其可由一電源輸入線取得工作電源，經過轉 換後輸出一直流電壓；一直流輸出連接器，連接於該直流至 直流轉換電路，其具有電源端及至少一個輸出電壓準位選擇 端；一直流電壓準位選擇端子，可插接至該直流輸出連接器； 一回授電路，連接於該直流輸出連接器之輸出電壓準位選擇 端，其依據不同之直流電壓準位選擇端子而可產生一回授信 號至該直流至直流轉換電路，以使該直流輸出連接器之電源 端送出一可變之輸出電壓；一直流電壓準位顯示電路，連接 於該直流輸出連接器之輸出電壓準位選擇端，用以顯示該直 流輸出連接器之電源端所送出之直流輸出電壓準位。該直流 電壓準位顯示電路可使用指示燈或液晶顯示器顯示該直流輸 1251730 出連接器之電源端所送出之直流輸出電壓準位。 本發明對照先前技術之功效： 相較於現有技術，本發明有效克服了傳統可變換直流輸 出電壓配接裝置無法顯示其輸出電壓準位之缺失，而使得使 用者更能掌握該配接裝置當時所輸出之直流輸出電壓準位， 且當該配接裝置若係製成具有多輸出之可變換直流輸出電壓 配接裝置時，使用者可以知道各個輸出端所各別輸出之直流 輸出電壓準位。 本發明之其它目的及其結構設計，將藉由以下之實施例說 明及參照附圖所示之圖式，作一詳細說明，其中： 【實施方式】 首先參閱第一圖所示，其係顯示本發明具有電壓準位顯 示之可變換直流輸出電壓配接裝置之實施例立體圖。本發明 之具有電壓準位顯示之可變換直流輸出電壓配接裝置100係 在一配接器殼體1之一端設有一電源輸入插座11，可供一插 接器21插接，而該插接器21可經由一延伸導線22而連接一 標準點煙器插接頭23，可供插接至汽車點煙器插孔中，以取 得直流電源。該標準點煙器插接頭23亦可為適合插置於飛機 插孔座之插接頭，以供插接使用於目前飛機所使用之直流電 壓插接座中。 該配接器殼體1之電源輸入插座11，亦可選擇性地供另 一插接器24插接，而該插接器24可經由一延伸導線25而連 接一交流電源插頭26，可供插入一般家用交流插座中，以取 得交流電源。較佳地，該交流電源插頭26係採用萬用型插頭， 1251730 亦即其可適合插置在不同國家所使用之例如110V、220V等不 同規格之交流電源插座中。 在該配接器殼體1之另一端設有一第一直流電壓輸出插 座3、第二直流電壓輸出插座4，其中該第一直流電壓輸出插 座3係可供一插接器31插接，再經由一導線32連接一第一 直流輸出連接器33。該第一直流輸出連接器33又可供一第一 直流電壓準位選擇端子34所插接，以由該直流電壓準位選擇 端子34之輸出端輸出一第一可變換直流輸出電壓V1+、VI-。 較佳地，該導線32係可被捲收至一導線捲收器中。 相似地，該第二直流電壓輸出插座4係可供一插接器41 插接，再經由一導線42連接一第二直流輸出連接器43。該直 流輸出連接器43又可供一第二直流電壓準位選擇端子44所 插接，以由該直流電壓準位選擇端子44之輸出端輸出一第二 可變換直流輸出電壓V2+、V2-。較佳地，該導線42係可被捲 收至一導線捲收器中。 在本發明之較佳實施例中，該配接器殼體1另設有一第 三直流電壓輸出插座5，其係可供一插接器51插接，再經由 一導線52連接一 USB插接器53。藉由該USB插接器53可供 應出一 5伏特之固定直流輸出電壓V3+、V3-，而可供應一小 電力負載（未示）所需之直流電力。較佳地，該導線52係可被 捲收至一導線捲收器中。 在該配接器殼體1之頂面，配置有直流電壓準位顯示單 元，用以顯示各個直流電壓準位選擇端子之輸出端所供應之 實際輸出直流電壓準位。例如，該直流電壓準位顯示單元可 在對應於該第一直流電壓輸出插座3之鄰近處，配置有第一 組指示燈D11〜D16，可顯示該第一可變換直流輸出電壓V1+、 8 1251730 vi-之實際輸出直流電壓準位。再者，在對應於該第二直流電 壓輸出插座4之鄰近處，配置有第二組指示燈D21〜D26，可顯 示該第二可變換直流輸出電壓V2+、V2-之實際輸出直流電壓 準位。在該配接器殼體1適當處可配置有一指示燈D3，可顯 示該固定輸出電壓V3+、V3-是否正常輸出電壓。在該配接器 殼體1之頂面適當位置處，亦配置有一電源指示燈D4，可用 來顯示輸入電源是否正常。 參閱第二圖所示，其係顯示本發明具有電壓準位顯示之 可變換直流輸出電壓配接裝置之電路方塊圖。當使用者採用 如第一圖所示之標準點煙器插接頭23引入直流電源時，直流 電源會經由直流電源輸入端子DC+、DC-分別引入電源輸入線 LI、L2。而當使用者採用如第一圖所示之交流電源插頭26引 入交流電源時，則交流電源會經由交流電源輸入端子AC1、AC2 先經由一交流至直流轉換電路12而引入電源輸入線LI、L2。 當該交流或直流輸入電源正常供應時，可由電源指示燈D4來 顯示。 一第一直流至直流轉換電路35之電源端係連接於該電 源輸入線LI、L2，而其電壓輸出端係分別連接至第一直流輸 出連接器33之電源端V10+、V10-。該第一直流輸出連接器 33與第一直流至直流轉換電路35之間配置有一第一回授電阻 網路36以及一第一回授電路37，用以產生一第一回授信號 Sf Μ至該第一直流至直流轉換電路35。該第一回授電阻網路 36中包括有數個電阻Rll、R12、R13、R14，分別連接至該第 一直流輸出連接器33之輸出電壓準位選擇端VII、V12、V13、 V14 〇 一第一直流電壓準位顯示電路38連接於該第一回授電 1251730 阻網路36中之各個輸出電壓準位選擇端VH、V12、V13、V14。 當第一直流電壓準位選擇端子34插接至該第一直流輸出連接 器33時’各個相對應之接點ν，η、ν’ 12、ν’ 13、ν’ 14 將分別接觸連接於該第一直流輸出連接器33之各個輸出電壓 準位選擇端¥1卜712、713、¥14，而電源端¥，10+、¥，10-亦接觸連接於第一直流輸出連接器33之電源端V10+、Vio一。 在使用不同跳線連接之第一直流電壓準位選擇端子34 時’即改變了該第一回授電阻網路36之電阻值，而可決定該 第一回授電路37所產生之第一回授信號Sfbl之大小，進而 改變該第一直流電壓準位選擇端子34之輸出端所輸出之第一 可變換直流輸出電壓V1+、VI-之電壓準位。而該第一可變換 直流輸出電壓V1+、VI-之電壓準位則可由該第一直流電壓準 位顯示電路38予以顯示。 相似地，一第二直流至直流轉換電路45之電源端係連接 於該電源輸入線LI、L2，而其電壓輸出端係分別連接至第二 直流輸出連接器43之電源端V20+、V20-。該第二直流輸出連 接器43與第二直流至直流轉換電路45之間配置有一第二回 授電阻網路46以及一第二回授電路47,用以產生一第二回授 信號Sfb2至該第二直流至直流轉換電路45。該第二回授電阻 網路46中包括有數個電阻R21、R22、R23、R24，分別連接至 該第二直流輸出連接器43之輸出電壓準位選擇端V21、V22、 V23 、 V24 。 -第二直流電壓準位料電路μ連接於該輪出電壓 :選擇端™、V22、V23、V24。當第二直流電壓準位選擇〕 二44二接至該第二直流輸出連接器43時，各個相對應之-21、V 22、V，23、V，24將分別接觸連接於看 1251730 壓準位選擇端721、¥22 423、¥24，而電源端¥’20+、¥’20-亦接觸連接於V20+、V20-。 在使用不同跳線連接之第二直流電壓準位選擇端子44 時，即改變了該第二回授電阻網路46之電阻值，而可決定該 第二回授電路47所產生之第二回授信號Sfb2之大小，進而 改變該第二直流電壓準位選擇端子44之輸出端所輸出之第二 可變換直流輸出電壓V2+、V2-之電壓準位。而該第二可變換 直流輸出電壓V2+、V2-之電壓準位則可由該第二直流電壓準 位顯示電路48予以顯示。 第三圖係顯示本發明直流電壓準位顯示電路之第一實施 例詳細電路，該直流電壓準位顯示電路38a是用於第二圖中 所示之第一直流電壓準位顯示電路38中。在此一實施例中， 該直流電壓準位顯示電路38a是包括有數個運算放大器381、 382、383、384，各個運算放大器381、382、383、384之其 中一輸入端係分別連接於各個輸出電壓準位選擇端VII、 V12、V13、V14。這些運算放大器381、382、383、384與相 關之電阻元件構成了比較電路，以使各個運算放大器之輸出 端所產生之輸出信號在被送到一解碼電路385之後，由該解 碼電路385之輸出端驅動各個指示燈D11〜D16，各個指示燈 DH〜D16即係安排在該配接器殼體1之頂面對應於該第一直流 電壓輸出插座3之鄰近處。故使用者即可藉由該指示燈 DH〜D16而得知該第一可變換直流輸出電壓V1+、V1-之電壓 準位。而第二圖中之第二直流電壓準位顯示電路48亦可使用 相同於該直流電壓準位顯示電路38a之電路架構。 第四圖係顯示本發明直流電壓準位顯示電路之第二實施 例詳細電路，該直流電壓準位顯示電路38b亦可用於第二圖 11 1251730 中所不之第一直流電壓準位顯示電路38中。在此一實施例 中’該直流電壓準位顯示電路38b是包括有數個電晶體元件 386 ' 387、388、389，各個電晶體元件 386、387、388、389 係分別連接於各個輸出電壓準位選擇端V11、vl2、V13、Vi4。 藉由廷些電晶體元件386、387 ' 388、389之開關狀態而可由 解碼電路390解碼後，再驅動各個指示燈Dn〜D16。故使用者 即可藉由該指示燈D11〜D16而得知該第一可變換直流輸出電 壓VI+、VI-之電壓準位。 第五圖係顯示本發明直流電壓準位顯示電路之第三實施 例詳細電路。在此一實施例中，該直流電壓準位顯示電路38c 是包括有數個運算放大器391、392、393、394，各個運算放 大器391、392、393、394之其中一輸入端係共同連接於第二 圖中所示之電源端V10+。這些運算放大器391、392、393、 394與相關之電阻元件構成了比較電路，以使各個運算放大器 之輸出端所產生之輸出信號在被送到一解碼電路395之後， 由該解碼電路395之輸出端驅動各個指示燈D11〜D16。故使用 者即可藉由該指示燈D11〜D16而得知該第一可變換直流輸出 電壓V1+、VI-之電壓準位。 參閱第六圖所示，其係顯示本發明另一實施例具有電壓 準位顯示之可變換直流輸出電壓配接裝置100a之立體圖。在 此一實施例中，其大部份之結構與前述第一圖所示之實施例 相同，其差異在於其第一直流電壓準位顯示電路38、第二直 流電壓準位顯示電路48之電壓準位顯示功能可由液晶顯示之 方式予以顯示。亦即，其係在配接器殼體1之頂面適當位置 處配置一液晶顯示器61，藉由該液晶顯示器61可自動地輪流 顯示該第一可變換直流輸出電壓V1+、VI-及第二可變換直流 12 1251730 輸出電壓V2+、V2-之電壓準位，當然亦可配置一手動操作開 關，以在使用者操作下切換顯示該第一可變換直流輸出電壓 V1+、VI-或第二可變換直流輸出電壓V2+、V2-之電壓準位。 參閱第七圖所示，其係顯示第六圖實施例所使用之電路 方塊圖。其大部份之電路組件與第二圖所示之實施例亦為相 同，但其配置有一微處理器62，其可經由習知之界面而可接 收該第一回授電阻網路36及第二回授電阻網路46之電壓狀 況，並經過解碼、運算處理之後，而可由該液晶顯示器61顯 示該第一可變換直流輸出電壓V1+、VI-及第二可變換直流輸 出電壓V2+、V2-之電壓準位及其它各項電氣參數。 藉由上述之本發明實施例可知，本發明確提供一種實用 之具有電壓準位顯示之可變換直流輸出電壓配接裝置，故本 發明極具產業上之利用價值。 惟以上之實施例說明，僅為本發明之較佳實施例說明， 凡習於此項技術者當可依據本發明之上述實施例說明而作其 它種種之改良及變化。然而這些依據本發明實施例所作的種 種改良及變化，當仍屬於本發明之發明精神及界定之專利範 圍内。 13 1251730 【圖式簡單說明】 第一圖係顯示本發明具有電壓準位顯示之可變換直流輸出電 壓配接裝置之較佳實施例立體圖； 第二圖係顯示本發明具有電壓準位顯示之可變換直流輸出電 壓配接裝置之電路方塊圖； 第三圖係顯示第二圖中直流電壓準位顯示電路之第一實施例 詳細電路； 第四圖係顯示第二圖中直流電壓準位顯示電路之第二實施例 詳細電路； 第五圖係顯示第二圖中直流電壓準位顯示電路之第三實施例 詳細電路； 第六圖係顯示本發明具有電壓準位顯示之可變換直流輸出電, 壓配接裝置之另一較佳實施例立體圖； 第七圖係顯示第六圖實施例之電路方塊圖。 圖式各元件符號之說明： 100 、 100a 可變換直流輸出電壓配接裝置 1 配接器殼體 11 電源輸入插座 21 插接器 22 延伸導線 23 點煙器插接頭 24 插接器 25 延伸導線 26 交流電源插頭 3 第一直流電壓輸出插座 14 1251730 31 32 33 34 35 36 37 38、38a、38b、38c 插接器 導線 第一直流輸出連接器 第一直流電壓準位選擇端子 第一直流至直流轉換電路 第一回授電阻網路 第一回授電路 直流電壓準位顯示電路 運算放大器 381 、 382 、 383 、 384 385 解碼電路 386 、 387 、 388 、 389 電晶體元件 390 解碼電路 391 、 392 、 393 、 394 運算放大器 395 解碼電路 4 第二直流電壓輸出插座 41 插接器 42 導線 43 第二直流輸出連接器 44 第二直流電壓準位選擇端子 45 第二直流至直流轉換電路 5 第三直流電壓輸出插座 51 插接器 52 導線 53 USB插接器 U、L2 電源輸入線 D11〜D16 第一組指示燈 15 1251730 D21〜D26 D3 D4 RH、R12、R13、R14 R21 、 R22 、 R23 、 R24 61 62 第二組指示燈 指示燈 電源指示燈 電阻 電阻 液晶顯不 微處理器 16

Claims (1)

1251730 十、申請專利範圍： 1. 一種具有電壓準位顯示之可變換直流輸出電壓配接裝 置，包括有： 一電壓轉換電路，其可由一電源輸入線取得一工作電源，經 過轉換後由一輸出端輸出一直流電壓； 一直流輸出連接器，連接於該電壓轉換電路之輸出端，其具 有一對電源端及至少一個輸出電壓準位選擇端； 一直流電壓準位選擇端子，可插接至該直流輸出連接器，其 具有一對電源端及至少一個輸出電壓準位選擇端，當插接至 該直流輸出連接器時，其電源端及輸出電壓準位選擇端連接 於該直流輸出連接器之對應電源端及輸出電壓準位選擇端； 一回授電路，其連接於該直流輸出連接器之輸出電壓準位選 擇端與該電壓轉換電路之間，其產生一回授信號至該電壓轉 換電路，以使該電壓轉換電路產生一可變之輸出電壓經由該 直流輸出連接器再由直流電壓準位選擇端子之電源端送出 該可變之輸出電壓； 一直流電壓準位顯示電路，連接於該直流輸出連接器，用以 顯示該直流電壓準位選擇端子之電源端所送出之直流輸出 電壓準位。 2.如申請專利範圍第1項所述之具有電壓準位顯示之可變換 直流輸出電壓配接裝置，其中該直流電壓準位顯示電路中包 括有複數個指示燈，連接於該直流輸出連接器之輸出電壓準 位選擇端，以各個指示燈之點亮狀態顯示該直流電壓準位選 擇端子之電源端所送出之直流輸出電壓準位。 17 1251730 3. 如申請專利範圍第1項所述之具有電壓準位顯示之可變換 直流輸出電壓配接裝置，其中該直流電壓準位顯示電路中包 括有一液晶顯示器，用以顯示該直流電壓準位選擇端子之電 源端所送出之直流輸出電壓準位。 4. 如申請專利範圍第1項所述之具有電壓準位顯示之可變換 直流輸出電壓配接裝置，其更包括有一 USB插接器，其經由 導線及一電壓轉換電路連接於該電源輸入線，以由該USB插 接器供應一固定之直流輸出電壓。 5 ·如申請專利範圍第1所述之具有電壓準位顯示之可變換直流輸出 電壓配接裝置，其中：所述之電壓轉換器爲直流至直流轉換器。 6 ·如申請專利範圍第1所述之具有電壓準位顯示之可變換直流輸出 電壓配接裝置，其中：所述之回授電路包括至少一電阻，該電阻連 接於該直流輸出連接器的輸出電壓准位選擇端與該電壓轉換電路之 間，其根據電阻的阻值可産生一回授信號至該電壓轉換電路。 7. —種具有電壓準位顯示之可變換直流輸出電壓配接裝 置，包括有： 複數個電壓轉換電路，其可分別由一電源輸入線取得一工作 電源，經過轉換後各別由一輸出端輸出一直流電壓，該各個 電壓轉換電路各別經由電源供應迴路而供應出一可變換直 流輸出電壓，其中該每一個電源供應迴路包括有： 一直流輸出連接器，連接於該電壓轉換電路之輸出端，其具 18 1251730 有一對電源端及至少一個輸出電壓準位選擇端； 一直流電壓準位選擇端子，可插接至該直流輸出連接器，其 具有一對電源端及至少一個輸出電壓準位選擇端，當插接至 該直流輸出連接器時，其電源端及輸出電壓準位選擇端連接 於該直流輸出連接器之對應電源端及輸出電壓準位選擇端； 一回授電路，其連接於該直流輸出連接器之輸出電壓準位選 擇端與該電壓轉換電路之間，其產生一回授信號至該電壓轉 換電路，以使該電壓轉換電路產生一可變之輸出電壓經由該 直流輸出連接器再由直流電壓準位選擇端子之電源端送出 該可變之輸出電壓； 一直流電壓準位顯示電路，連接於該直流輸出連接器，用以 顯示該直流電壓準位選擇端子之電源端所送出之直流輸出 電壓準位。 8. 如申請專利範圍第7項所述之具有電壓準位顯示之可變換 直流輸出電壓配接裝置，其中該直流電壓準位顯示電路中包 括有複數個指示燈，連接於該直流輸出連接器之輸出電壓準 位選擇端，以各個指示燈之點亮狀態顯示該直流電壓準位選 擇端子之電源端所送出之直流輸出電壓準位。 9. 如申請專利範圍第7項所述之具有電壓準位顯示之可變換 直流輸出電壓配接裝置，其中該直流電壓準位顯示電路中包 括有一液晶顯示器，用以顯示該直流輸出連接器之電源端所 送出之直流輸出電壓準位。 10. 如申請專利範圍第7項所述之具有電壓準位顯示之可變 19 1251730 換直流輸出電壓配接裝置，其更包括有— 由導線及—直流至直流轉換電路連接於該 該

—USB插接器，其經 該電源輸入線，以由 如申請專鄕_ 7所述之財電壓準位顯 出電壓配接裝置，其中： 顯示之可變換直流輸 :所述之電轉換器爲直流至錢轉換器。 12·如申請專利範圍第7所述之具有電壓準位顯示之可變換直流輸 出電壓配接裝置，其中··所述之回授電路包括至少一電阻，該電阻 連接於該直流輸出連接器的輸出電壓准位選擇端與該電壓轉換電路 之間，其根據電阻的阻值可産生一回授信號至該電壓轉換電路。 13. —種具有電壓準位顯示之可變換直流輸出電壓配接裝 置，包括有： 一配接器殼體，其一端設有一電源輸入插座，可供一插接器 插接，以經由該插接器引入一輸入電源至該配接器殼體中； 至少一直流電壓輸出插座，配置在該配接器殼體；至少一直 流輸出連接器，經由導線及插接器可插接於該配接器殼體之 直流電壓輸出插座，每一個直流輸出連接器可供一直流電壓 準位選擇端子插接，以由該直流電壓準位選擇端子之輸出端 輸出一可變換直流輸出電壓； 一直流電壓準位顯示單元，配置在該配接器殼體上’其可依 據插接於該直流輸出連接器之不同之直流電塵準位選擇端 子而顯示該直流電壓準位選擇端子之電源端所送出之直流 輸出電壓準位。 20 1251730 14.如申請專利範圍第13項所述之具有電壓準位顯示之可變 換直流輸出電壓配接裝置，其中該直流電壓準位顯示單元 中包括有複數個指示燈，以各個指示燈之點亮狀態顯示該 直流電壓準位選擇端子之電源端所送出之直流輸出電壓 準位。 15. 如申請專利範圍第13項所述之具有電壓準位顯示之可變 換直流輸出電壓配接裝置，其中該直流電壓準位顯示單元 中包括有一液晶顯示器，用以顯示該直流電壓準位選擇端 子之電源端所送出之直流輸出電壓準位。 16. 如申請專利範圍第13項所述之具有電壓準位顯示之可變 換直流輸出電壓配接裝置，其更包括有一可輸出一固定直 流輸出電壓之直流電壓輸出插座，一 USB插接器可經由導 線及一插接器插接至該直流電壓輸出插座，以由該USB插 接器供應一固定之直流輸出電壓。 21