TWI418110B - 具有ｕｓｂ介面之電池充電裝置 - Google Patents

Description

具有USB介面之電池充電裝置

本發明係關於一種電池充電裝置之設計，特別是關於一種藉由USB插頭連接至電腦裝置之USB埠而取得一充電電源，以便對可充電電池進行充電之電池充電裝置。

隨著科技產業的發展，各式各樣的可攜式電子產品已普遍地應用在人們的生活中。這些電子產品除了達成行動通訊與資料儲存之目的外，更進一步地滿足消費者對娛樂的需求，舉例而言，常見的可攜式電子產品包含數位相機(digital camera)、個人數位助理(personal digital assistant；PDA)、行動電話(mobile phone)、智慧型手機(smart phone)等，這些可攜式電子裝置由於體積輕巧，攜帶方便，因此使用的人數越來越多。

既為可攜式電子產品，顧名思義，必定經常由使用者隨身攜帶使用。其中可攜式電子裝置多使用例如：鋰電池等可重複充電的電池作為電源，有時當行動電子產品之充電電池電力耗盡時，難免會遇到不方便連接交流電插座或直流電插孔進行充電或供電的情況。此時，可攜式電子產品每隔一段時間便需使用相對應之充電器充電，才可正常運作。

在習知技術中，充電器具有特定之電源輸入輸出介面，可對特定之行動電子產品進行供電或充電。在此類電源供應器中，有的係藉由USB介面連接電腦裝置，以提供5伏特的直流電予行動電子產品進行供電或充電。

然而，大部份習知單一可攜式充電器僅能對單一電子產品及其充電電池進行供電或充電，亦即，其硬體連接介面僅能適用於單一行動電子產品及其充電電池。當使用者同時擁有不同硬體連接介面之多種行動電子產品時，就必須購置多個適用於不同電子產品之可攜式充電器來分別對各個電子產品及其充電電池進行充電。如此一來，使用者就必須花費較多的金錢去購買該對應之可攜式電源供應器，而多負擔一筆額外的花費。

此外，現今人們身上常有多種可攜式電子裝置，而每一種可攜式電子裝置又有各自的充電器，這些林林總總的充電器不但每個本身所佔據的空間不小，攜帶上甚為不便，更大幅地降低了應用上之便利性。

緣此，本發明之目的即是提供一種具有USB介面之電池充電裝置，用以改善習知可充電電池之充電裝置所存有之缺點。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係為一種具有USB介面之電池充電裝置，用以對一可充電電池進行充電，可充電電池包括有一第一電極及一第二電極，且第一電極及第二電極係呈相異電性。電池充電裝置包括有一USB介面相容插頭、一電壓轉換充電電路、一傳輸介面及一電池卡制固定構件。

USB介面相容插頭連接一電腦或一電腦週邊裝置之USB埠，透過電腦或電腦週邊裝置之USB埠而取得一直流電壓。電壓轉換充電電路則耦接USB介面相容插頭，用以將直流電壓轉換成可充電電池之充電電壓。傳輸介面耦接電壓轉換充電電路，用以傳輸該充電電壓。電池卡制固定構件耦接傳輸介面，用以卡制固定可充電電池，且電池卡制固定構件具有一組導電接觸端，係分別對應接觸於可充電電池之第一電極及第二電極，以將經由傳輸介面傳輸之充電電壓導入至第一電極及第二電極而對可充電電池進行充電。

其中電壓轉換充電電路耦接有一偵測電路，用以偵測USB介面相容插頭連接於電腦或電腦週邊裝置之USB埠時之導通狀態，以及用以偵測電池卡制固定構件之導電接觸端對應接觸於可充電電池之第一電極及第二電極時之導通狀態，並藉此發出一對應的偵測信號。

偵測電路耦接有一組電源/充電指示燈，電源/充電指示燈在接收到偵測信號時，係發出燈光以指示電池充電裝置有/無處於電導通狀態。

在本實施例中，電源/充電指示燈包括有一第一電源/充電指示燈及一第二電源/充電指示燈，第一電源/充電指示燈及第二電源/充電指示燈係為一雙色LED。當USB介面相容插頭連接於電腦或電腦週邊裝置之USB埠時，第一電源/充電指示燈係發出綠光；當電池卡制固定構件之導電接觸端對應接觸於可充電電池之第一電極及第二電極並處於充電狀態時，第一電源/充電指示燈及第二電源/充電指示燈皆發出紅光；當可充電電池充飽(或涓充)時，第一電源/充電指示燈及第二電源/充電指示燈皆發出綠光。

於一較佳實施例中，電池卡制固定構件係為一伸縮束帶，可套置在可充電電池上而用以卡制固定可充電電池。

於另一較佳實施例中，電池卡制固定構件係為一夾鉗式構件，可用以夾固可充電電池。

經由本發明所採用之技術手段，由於電池充電裝置之卡制固定構件係為一伸縮束帶，其能套置在可充電電池上，而利用USB介面相容插頭、電壓轉換充電電路、傳輸介面及導電接觸端將充電電壓傳輸至可充電電池內進行充電，其伸縮束帶或夾鉗式構件之結構設計不僅所佔空間非常非常的小，有效改善習知可攜式電子裝置之充電器佔據較多的空間而造成攜帶上甚為不便之缺點，更能大幅地提升在應用上之便利性。

此外，本發明之具有USB介面之電池充電裝置可直接對行動電子產品，特別是行動電話之可充電電池直接進行供電及充電，使用者無須針對不同的行動電子產品購置或攜帶多個可攜式電源供應器即可提供充電，如此一來，使用者就無需額外花費較多的金錢去購買，也不會有攜帶上不方便之困擾。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

同時參閱第1圖至第3圖所示，第1圖係顯示本發明之具有USB介面之電池充電裝置之立體圖，第2圖係顯示本發明之具有USB介面之電池充電裝置之電池卡制固定構件卡制固定一可充電電池之立體圖，第3圖係顯示本發明之具有USB介面之電池充電裝置之電路方塊圖。在本發明中，具有USB介面之電池充電裝置100係可對一可充電電池3進行充電，例如：鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰電池。可攜式電子裝置例如：行動電話之可充電電池，如第1圖所示，包括有一第一電極31及一第二電極32，且第一電極31及第二電極32係呈相異電性，舉例來說，第一電極31為正電極，則第二電極32為負電極。

本發明之具有USB介面之電池充電裝置100包括有一USB介面相容插頭11、一電壓轉換充電電路12、一偵測電路13、一組電源/充電指示燈14、一傳輸介面15及一電池卡制固定構件16。

如第1圖所示，上述之各個元件係設置於一可拆式殼體2中，且可拆式殼體2上裝設有一如鑰匙圈之結構，以利攜帶，使用者可將可拆式殼體中2打開成二半而露出USB介面相容插頭11、傳輸介面15及電池卡制固定構件16。

USB介面相容插頭11用以連接一電腦或一電腦週邊裝置之USB埠，透過電腦或電腦週邊裝置之USB埠而取得一直流電壓V1。電壓轉換充電電路12耦接USB介面相容插頭11，用以將直流電壓V1轉換成可充電電池3之充電電壓V2。傳輸介面15耦接電壓轉換充電電路12，其係用以傳輸充電電壓V2，且在本實施例中，該傳輸介面15係為一具有導電功能之可延伸導線。

電池卡制固定構件16耦接傳輸介面15，在本實施例中，電池卡制固定構件16係為一伸縮束帶，可套置在可充電電池3上而用以卡制固定可充電電池3，且為了清楚揭露圖式，在第1圖中，係以撐開電池卡制固定構件16之結構來表示之。其中電池卡制固定構件16具有一組導電接觸端161、162，係分別對應接觸於可充電電池3之第一電極31及第二電極32，以將經由傳輸介面15傳輸之充電電壓V2導入至第一電極31及第二電極32而對可充電電池3進行充電。

其中電壓轉換充電電路12耦接有一偵測電路13，偵測電路13可用以偵測USB介面相容插頭11連接於電腦或電腦週邊裝置之USB埠時之導通狀態，以及用以偵測電池卡制固定構件16之導電接觸端161、162對應接觸於可充電電池3之第一電極31及第二電極32時之導通狀態，並藉此發出一對應的偵測信號。

偵測電路13耦接有一組電源/充電指示燈14，電源/充電指示燈14係在接收到偵測信號時，係發出燈光以指示電池充電裝置有/無處於電導通狀態。

在本實施例中，該組電源/充電指示燈14包括有一第一電源/充電指示燈141及一第二電源/充電指示燈142，且第一電源/充電指示燈141及第二電源/充電指示燈142係為一雙色LED。當USB介面相容插頭11連接於電腦或電腦週邊裝置之USB埠時，第一電源/充電指示燈142會發出綠光。當電池卡制固定構件16之導電接觸端161、162對應接觸於可充電電池3之第一電極31及第二電極32並處於充電狀態時，第一電源/充電指示燈141及第二電源/充電指示燈142皆會發出紅光。當可充電電池3充飽(或涓充)時，第一電源/充電指示燈141及第二電源/充電指示燈142則皆發出綠光。

參閱第4圖所示，其係顯示本發明之具有USB介面之電池充電裝置連接電腦裝置而對可充電電池進行充電之立體圖。本發明之具有USB介面之電池充電裝置100之USB介面相容插頭11用以電性連接一電腦裝置4(在本實施例中，係為一筆記型電腦)之一USB埠41，而電池卡制固定構件16則套置在可充電電池3上而用以卡制固定可充電電池3。

其中當電池充電裝置100之USB介面相容插頭11尚未連接至電腦裝置4之USB埠41，而是先以電池卡制固定構件16套置在可充電電池3上時，偵測電路13會先偵測可充電電池3有無導通，當整個電池迴路係為導通時，偵測電路13會發出一對應的偵測信號S1至第一電源/充電指示燈142，第一電源/充電指示燈142接收到偵測信號S1後會發出綠光，以讓使用者得知電池充電裝置100與可充電電池3係為導通。

當電池充電裝置100之USB介面相容插頭11連接至電腦裝置4之USB埠41，並且以電池卡制固定構件16套置在可充電電池3上時，電腦裝置4係提供一直流電壓V1之電能經由USB埠41、USB介面相容插頭11到電壓轉換充電電路12作電壓轉換，由於電腦裝置4之USB介面所使用的電源為+5V直流電壓、最大0.5A的電流，而各個廠牌所使用的行動電話之電池電壓並不盡相同，例如某些GSM之行動電話所使用的充電電壓為直流5.8A，而也有某些行動電話所使用的充電電壓為直流8V，故針對所欲充電之可充電電池3，係先藉由電壓轉換充電電路12調整成不同之充電電壓V2以茲配合，且據此滿足本發明之電池充電裝置100可對不同廠牌型號之充電電池進行充電之需求。

接著，充電電壓V2再經由傳輸介面15、電池卡制固定構件16之導電接觸端161、162以及可充電電池3之第一電極31及第二電極32傳輸至可充電電池3內進行充電。其中在充電的過程中，當可充電電池3處於充電狀態時，偵測電路13係偵測並發出偵測信號S1至第一電源/充電指示燈141及偵測信號S2至第二電源/充電指示燈142，第一電源/充電指示燈141及第二電源/充電指示燈142係依據偵測信號S1、偵測信號S2而發出紅光，以指示可充電電池3正在進行充電。

當可充電電池3充飽(或涓充)時，偵測電路13係偵測並發出偵測信號S1至第一電源/充電指示燈141及偵測信號S2至第二電源/充電指示燈142，則第一電源/充電指示燈141及第二電源/充電指示燈142係據此而發出綠光，以告知使用者可充電電池3以充電完畢。

參閱第5圖所示，其係顯示本發明之具有USB介面之電池充電裝置之另一實施例之立體圖。本實施例之具有USB介面之電池充電裝置100a之組成元件與上述實施例相同，故相同之元件乃標示以相同之元件編號，以資對應。其差異在於電池卡制固定構件16a係為一夾鉗式構件，可如圖所示用以夾固該可充電電池3以進行充電。由於其充電原理及方法係與上述實施例相同，故在此不多加贅述。

當然，本發明以上述實施例作為專利說明及圖式陳述，僅為眾多實施例之其中一種，舉凡熟悉此技藝者皆能輕易得知，利用USB介面進行充電並以電池卡制固定構件卡制固定可充電電池為本發明之主要技術特徵，而電池卡制固定構件之外形結構並不局限於上述各個實施例之揭露，凡利用本發明之原理所作之變化，皆屬於本發明之請求範疇。

由以上之實施例可知，本發明所提供之具有USB介面之電池充電裝置確具產業上之利用價值，故本發明業已符合於專利之要件。惟以上之敘述僅為本發明之較佳實施例說明，凡精於此項技藝者當可依據上述之說明而作其它種種之改良，惟這些改變仍屬於本發明之發明精神及以下所界定之專利範圍中。

100、100a．．．電池充電裝置

11．．．USB介面相容插頭

12．．．電壓轉換充電電路

13．．．偵測電路

14．．．電源/充電指示燈

141．．．第一電源/充電指示燈

142．．．第二電源/充電指示燈

15．．．傳輸介面

16．．．電池卡制固定構件

16a．．．電池卡制固定構件

161．．．導電接觸端

162．．．導電接觸端

2．．．殼體

3．．．可充電電池

31．．．第一電極

32．．．第二電極

4．．．電腦裝置

41．．．USB埠

S1．．．偵測信號

S2．．．偵測信號

V1．．．直流電壓

V2．．．充電電壓

第1圖係顯示本發明之具有USB介面之電池充電裝置之立體圖；

第2圖係顯示本發明之具有USB介面之電池充電裝置之電池卡制固定構件卡制固定可充電電池之立體圖；

第3圖係顯示本發明之具有USB介面之電池充電裝置之電路方塊圖；

第4圖係顯示本發明之具有USB介面之電池充電裝置連接電腦裝置而對可充電電池進行充電之立體圖；

第5圖係顯示本發明之具有USB介面之電池充電裝置之另一實施例之立體圖。

100．．．電池充電裝置

11．．．USB介面相容插頭

12．．．電壓轉換充電電路

13．．．偵測電路

14．．．電源/充電指示燈

141．．．第一電源/充電指示燈

142．．．第二電源/充電指示燈

15．．．傳輸介面

16．．．電池卡制固定構件

161．．．導電接觸端

162．．．導電接觸端

2．．．殼體

3．．．可充電電池

31．．．第一電極

32．．．第二電極

Claims (7)

1. 一種具有USB介面之電池充電裝置，用以對一可充電電池進行充電，該可充電電池包括一第一電極及一第二電極，且該第一電極及該第二電極係呈相異電性，該電池充電裝置包括：一USB介面相容插頭，連接一電腦或一電腦週邊裝置之USB埠，透過該電腦或該電腦週邊裝置之USB埠而取得一直流電壓；一電壓轉換充電電路，耦接該USB介面相容插頭，用以將該直流電壓轉換成該可充電電池之充電電壓；一傳輸介面，耦接該電壓轉換充電電路，用以傳輸該充電電壓；一電池卡制固定構件，該電池卡制固定構件與該USB介面相容插頭之間耦接有該傳輸介面，該電池卡制固定構件係為一伸縮束帶，套置在該可充電電池上而用以卡制固定該可充電電池，其中該電池卡制固定構件具有一組導電接觸端，係分別對應接觸於該可充電電池之第一電極及第二電極，以將經由該傳輸介面傳輸之充電電壓導入至該第一電極及該第二電極而對該可充電電池進行充電。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有USB介面之電池充電裝置，其中該電壓轉換充電電路耦接有一偵測電路，用以偵測該USB介面相容插頭連接於該電腦或該電腦週邊裝置之USB埠時之導通狀態，以及用以偵測該電池卡制固定構件之導電接觸端對應接觸於該可充電電池之第一電極及第二電極時之導通狀態，並藉此發出一對應的偵測信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具有USB介面之電池充電裝置，其中該偵測電路耦接有一組電源/充電指示燈，該電源/充電指示燈在接收到該偵測信號時，係發出燈光以指示該電池充電裝置有/無處於電導通狀態。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具有USB介面之電池充電裝置，其中該組電源/充電指示燈包括有一第一電源/充電指示燈及一第二電源/充電指示燈，且該第一電源/充電指示燈及該第二電源/充電指示燈係為一雙色LED，當該USB介面相容插頭連接於該電腦或該電腦週邊裝置之USB埠時，該第一電源/充電指示燈係發出綠光；當該電池卡制固定構件之導電接觸端對應接觸於該可充電電池之第一電極及第二電極並處於充電狀態時，該第一電源/充電指示燈及該第二電源/充電指示燈皆發出紅光；當該可充電電池充飽(或涓充)時，該第一電源/充電指示燈及該第二電源/充電指示燈皆發出綠光。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有USB介面之電池充電裝置，更包括有一可拆式殼體，用以容置該USB介面相容插頭、該電壓轉換充電電路、該傳輸介面及該電池卡制固定構件。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有USB介面之電池充電裝置，其中該可充電電池為可攜式電子裝置之一鎳鎘電池、一鎳氫電池或一鋰電池。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具有USB介面之電池充電裝置，其中該傳輸介面係為一可延伸導線。