TWI393322B - Usb電池 - Google Patents

Description

USB電池

本發明涉及一種電池，尤其涉及一種USB電池。

Universal Serial Bus(USB)為Intel公司開發的一種通用串列匯流排架構，其用於規範電腦與外部設備的連接和通訊，以為外部設備提供電源及進行資料交換。為了方便對一些可攜式的電子設備充電，許多電子設備均配備了USB充電線纜，然而，採用USB充電線纜進行充電具有一定的局限性，比如，需要在不同的電子產品內部設置電池槽，來容置電池，由於產品的功能、尺寸、形狀的不同，電池槽以及電池的尺寸形狀均不相同，從而導致電池的通用性較差，不同電子設備之間的電池無法通用。此外，現有的USB充電線纜的充電方式僅僅能提供單向充電，不能在需要的情況下對供電設備反向供電，無法應對供電設備突然斷電的情況。

有鑒於此，有必要提供一種通用性強且具有雙向充放電功能的USB電池。

一種USB電池，其包括一第一開關，一充電器，一電池，一第二開關，一比較器以及一USB介面。第一開關包括一輸入端以及一控制端。所述第一開關的輸入端與所述USB介面連接。所述第一開關的控制端用以接受來自比較器的控制訊號從而控制該第一開關的通斷。所述充電器連接在電池與第一開關之間用以為電池充電。所述第二開關連接在所述第一開關的輸入端與所述電池之間用以控制電池與第一開關輸入端之間的通斷。所述比較器連接 在所述第一開關的輸入端及電池之間用以比較第一開關輸入端的電壓值與電池的電壓值，並在電池的電壓值大於第一開關輸入端的電壓值時輸出截止訊號至第一開關的控制端以控制所述第一開關截止，同時電池通過第二開關與第一開關的輸入端導通從而為供電設備供電。

相較先前技術，本法發明USB電池可通過其自帶的USB介面從電子設備處接收電能進行充電，無需再根據不同的電子設備設置不同的電池及電池槽，通用性強，同時可在電子設備斷電時自動切換為供電狀態為電子設備供電。

100‧‧‧USB電池

110‧‧‧第一開關

112,122,142‧‧‧輸入端

114,146‧‧‧控制端

116,124,144‧‧‧輸出端

120‧‧‧充電器

130‧‧‧電池

132‧‧‧電容

140‧‧‧第二開關

150‧‧‧比較器

152‧‧‧第一輸入端

154‧‧‧第二輸入端

156‧‧‧輸出端

160‧‧‧USB介面

圖1係本發明實施方式中提供的USB電池的電路圖。

請參閱圖1，本發明較佳實施方式提供的一種USB電池100。所述USB電池100包括一第一開關110，一充電器120，一電池130，一第二開關140，一比較器150，以及一USB介面160。

所述第一開關110包括一輸入端112，一控制端114以及一輸出端116。所述輸入端112連接所述USB介面，並通過USB介面160連接至一供電設備(圖未示)的USB介面處。所述控制端114用以接受來自比較器150的控制訊號從而控制該第一開關110的通斷。所述輸出端112用以與後繼電路連接以輸出電流。

所述充電器120包括一輸入端122以及一輸出端124。所述充電器120的輸入端122與第一開關110的輸出端112連接。所述充電器的輸出端124與電池130連接用以為電池130進行充電。

所述電池130的正極與所述充電器120的輸出端124連接，負極接地。本實 施方式中還包括一與所述電池130並聯在所述充電器120的輸出端122與地之間的電容132。該電容132用以在電池130過量充電時進行放電，從而對電池130進行保護。

所述第二開關140包括一輸入端142，一輸出端144以及一控制端146。所述控制端146用以控制所述輸入端142及輸出端144之間相互導通或者關閉。所述輸入端142與充電器120的輸出端124相連接。所述第二開關140的輸出端144接至所述USB介面160。所述控制端146與所述第一開關110的輸出端114相連接。本實施方式中所述第二開關140為一功率場效應電晶體(P-MOSFET)，其包括有作為輸入端142的源極，作為輸出端144的漏極，以及作為控制端的柵極146。當所述源極的電壓與漏極的電壓壓差超過該功率場效應電晶體的閾值電壓時，該功率場效應電晶體導通，也即，輸入端142與輸出端144相互導通。

所述比較器150包括一第一輸入端152，一第二輸入端154以及一輸出端156。所述比較器150的第一輸入端152與所述第二開關140的輸入端142相連接，所述第二輸入端154與所述第二開關140的輸出端144相連接。所述輸出端156與所述第一開關110的控制端116相連接。該比較器150用以比較電池130的電壓與USB介面160處的電壓值，當電池130的電壓大於USB介面處160的電壓值時，該比較器150發出截止訊號控制所述第一開關110斷開。相反的，若當電池130的電壓小於USB介面處160的電壓值時，該比較器150發出導通訊號控制所述第一開關110接通。

使用時，將USB電池100的USB介面160連接一供電設備的USB介面對電池130進行充電，此時，由於電池130的電壓較低，因此，比較器150發出導通訊號從而使第一開關110導通從而通過充電器120對電池130進行充電，此時，所述第二開關150的控制端156及輸出端為高電位，因此，第二開關150 處於截止狀態，防止電池130在此時通過第二開關150放電。若供電設備斷電，此時USB介面160處的電壓為零，電池130的電壓大於USB介面160處的電壓，因此，比較器150發出截止訊號使第一開關110關閉，與此同時，由於電池130的電壓大於USB介面160處的電壓，因此第二開關140自動導通，從而通過所述電池130對所述斷電的供電設備提供電能。

本發明USB電池100可通過自帶的USB介面從電子設備處接收電能進行充電，無需再根據不同的電子設備設置不同的電池及電池槽，通用性強，同時還可在電子設備斷電時自動切換為供電狀態為電子設備供電。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧USB電池

110‧‧‧第一開關

112,122,142‧‧‧輸入端

114,146‧‧‧控制端

116,124,144‧‧‧輸出端

120‧‧‧充電器

130‧‧‧電池

132‧‧‧電容

140‧‧‧第二開關

150‧‧‧比較器

152‧‧‧第一輸入端

154‧‧‧第二輸入端

156‧‧‧輸出端

160‧‧‧USB介面

Claims (4)

1. 一種USB電池，其包括一第一開關，一充電器，一電池，一第二開關，一比較器以及一USB介面，第一開關包括一輸入端以及一控制端，所述第一開關的輸入端與所述USB連接，所述第一開關的控制端用以接受來自比較器的控制訊號從而控制該第一開關的通斷，所述充電器連接在電池與第一開關之間用以為電池充電，所述第二開關連接在所述第一開關的輸入端與所述電池之間用以控制電池與第一開關輸入端之間的通斷，所述比較器連接在所述第一開關的輸入端及電池之間用以比較第一開關輸入端的電壓值與電池的電壓值，並在電池的電壓值大於第一開關輸入端的電壓值時輸出截止訊號至第一開關的控制端以控制所述第一開關截止，同時電池通過第二開關與第一開關的輸入端導通從而為供電設備供電，所述第二開關包括一輸入端，一輸出端以及一控制端，所述第二開關的控制端用以控制所述第二開關的輸入端及輸出端之間導通或者關閉，所述第二開關的輸入端與充電器的輸出端相連接，所述第二開關的輸出端與所述USB介面相連接，所述第二開關的控制端與所述第一開關的輸出端相連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之USB電池，其中，所述第一開關還包括一輸出端，所述充電器包括一輸入端以及一輸出端，所述充電器的輸入端與第一開關的輸出端連接，所述充電器的輸出端與電池連接，所述電池包括正極及負極，所述電池的正極連接充電器的輸出端，所述電池的負極接地。
3. 如申請專利範圍第1項所述之USB電池，其中，所述第二開關為一功率場效應電晶體，其源極作為所述第二開關的輸入端，漏極作為所述第二開 關的輸出端，柵極作為所述第二開關的控制端。
4. 如申請專利範圍第1項所述之USB電池，其中，該USB電池還包括一電容，所述電容的一端連接在所述充電器的輸出端，另一端接地，用以在電池過量充電時進行放電，以對電池進行保護。