TWI465890B - 電壓轉換裝置 - Google Patents

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Description

電壓轉換裝置
本發明係關於一種電壓轉換裝置，尤指一種連接於一筆記型電腦電源適配器與該筆記型電腦之間的電壓轉換裝置。
目前USB設備的普遍使用，使得筆記型電腦的使用者常面臨USB介面不夠使用的問題，導致無法同時間使用多個USB設備，造成使用上需要重複插拔的困擾，而且愈來愈多的人擁有多種多樣的電子產品，如MP3、數碼相機等，用戶購買該等電子產品時皆配有特定的電源適配器以在該等電子設備的電力消耗完時給其充電以保證繼續使用，而當人們外出時，攜帶大量電子設備的同時還需要攜帶它們各自專用的充電器，給人們的出行帶來了很多不便。
鑒於以上內容，有必要提供一種連接於一筆記型電腦電源適配器與該筆記型電腦之間的電壓轉換裝置，以為該筆記型電腦提供工作電壓同時將該電源適配器輸出的電壓轉換為不同的輸出電壓。
一種電壓轉換裝置，包括:
一輸入介面，用於連接一筆記型電腦的電源適配器；
一感應電阻，用於連接該輸入介面以透過該輸入介面感應電源適配器的輸出電壓訊號；
複數電源適配器電源開關，用於設定與該輸入介面連接的電源適配器的額定功率；
一比較器，該比較器連接該感應電阻以透過該感應電阻接收該電源適配器輸出的電壓訊號，該比較器連接該等電源適配器電源開關以接收透過該電源適配器電源開關設置的額定功率對應的電壓值，該比較器將接收到的電壓值與選擇的額定功率對應的電壓值進行比較，並根據比較結果輸出控制訊號；
一第一控制開關，該第一控制開關的控制端連接該比較器的輸出端，以在該電源適配器輕載時該比較器控制該第一控制開關閉合，在該電源適配器滿載時該比較器控制該第一控制開關打開，該第一控制開關的第一端連接該感應電阻；
一電壓轉換器，用於連接該第一控制開關的第二端，並在該第一控制開關閉合時接收該電源適配器的輸出電壓並將接收到的電壓進行轉換；
一輸出介面，用於連接該感應電阻及一筆記型電腦，以將接收到的電源適配器輸出的電壓提供給該筆記型電腦；及
複數輸出埠，用於連接該電壓轉換器以將該電壓轉換器的輸出電壓提供給與該等輸出埠對應連接的電子設備。
相較習知技術，該電壓轉換裝置不僅可以為該筆記型電腦提供工作電壓，而且透過該電壓轉換器將該電源適配器的輸出電壓轉換為不同的輸出電壓來滿足不同的電壓需要，給用戶的使用帶來了方便。
請參考圖1及圖2，本發明電壓轉換裝置連接於一筆記型電腦的電源適配器200與該筆記型電腦300之間。該電壓轉換裝置的較佳實施方式包括一本體100、一感應電阻10、一比較器12、兩控制開關13及14、一充電電路15、一電壓轉換器16、一蓄電池18、複數指示燈19、一按鈕開關20、一輸入介面22、一輸出介面23、複數適配器電源開關24、複數過電壓保護開關30及複數輸出埠。在本實施例中，該等輸出埠包括三個USB介面32、一5V電壓輸出介面42、一12V電壓輸出介面52及一充電介面21。該電壓轉換器16為一直流電壓轉換器，本實施方式中，指示燈19的數量為五個，用於指示該蓄電池18的電量，如五個指示燈分別指示該蓄電池18的剩餘電量為10%、20%、30%、40%及50%，當該蓄電池18的剩餘電量為大約20%時，用於指示20%剩餘電量的指示燈19點亮，該等過電壓保護開關30為自恢復保險絲，適配器電源開關24的數量為五個，分別連接該比較器12，每一適配器電源開關24設置一電源適配器的額定功率，如30瓦、60瓦、90瓦、120瓦及150瓦，透過按下對應電源適配器的額定功率的適配器電源開關24即可將該電源適配器的額定功率對應的電壓值輸入給該比較器12，該比較器12將該電源適配器200輸出的實際功率對應的電壓值與該額定功率對應的電壓值進行比較，以判斷該電源適配器200是否能提供輸出電壓給該電壓轉換裝置，該充電電路15用於為該蓄電池充電，為習知技術，故這裡不再詳細敍述。該輸入介面22、三個USB介面32、5V電壓輸出介面42、12V電壓輸出介面52、輸出介面23、充電介面21、指示燈19、適配器電源開關24及按鈕開關20均設置在該本體100的表面上，具體設置位置可根據需要進行放置，圖中僅為示意性表示。
該輸入介面22連接該感應電阻10及透過線纜連接該電源適配器200，該比較器12連接該感應電阻10以透過該感應電阻10接收該電源適配器200的輸出電壓訊號，該感應電阻10還連接該輸出介面23，該輸出介面23透過線纜連接該筆記型電腦300以將該電源適配器200的輸出電壓輸出給該筆記型電腦300，該比較器12連接該等適配器電源開關24，透過該適配器電源開關24設置與該輸入介面22連接的電源適配器的額定功率，該比較器12將透過該感應電阻10接收到的電壓值與選擇的額定功率對應的電壓值進行比較，當接收到的電壓值小於選擇的額定功率對應的電壓值時，該電源適配器200處於輕載狀態，當接收的電壓值等於選擇的額定功率對應的電壓值時，該電源適配器200處於滿載狀態，該比較器12的輸出端連接該兩控制開關13及14的控制端，以根據比較結果控制該兩控制開關13及14的閉合或打開，該控制開關13的第一端連接該感應電阻10，該控制開關13的第二端連接該充電電路15的輸入端及該電壓轉換器16的第一輸入端，該充電電路15的輸入端及該電壓轉換器16的第一輸入端在該控制開關13閉合時接收該電源適配器200輸出的電壓，該電壓轉換器16將接收到的電壓進行轉換，該按鈕開關20連接該充電電路15的輸出端、該蓄電池18的輸入端及該充電介面21，該充電電路15在該按鈕開關20按下時透過該充電介面21為與該充電介面21相連接的電子設備充電及為該蓄電池18充電，該指示燈19連接該蓄電池18以將該蓄電池18的電量進行顯示，該電壓轉換器16的第二輸入端經該控制開關14連接該蓄電池18，以在該控制開關14閉合時接收該蓄電池18輸出的電壓並將其進行轉換，該電壓轉換器16的輸出端分別連接複數過電壓保護開關30，該過電壓保護開關30分別連接該USB介面32、5V電壓輸出介面42及12V電壓輸出介面52，該電壓轉換器16輸出的電壓透過該USB介面32、5V電壓輸出介面42及12V電壓輸出介面52提供給與其對應連接的電子設備，該過電壓保護開關30在該電壓轉換器16輸出的電壓過大時斷開，以防止該電壓轉換器16的輸出電壓透過該USB介面32、5V電壓輸出介面42及12V電壓輸出介面52提供給與其對應連接的電子設備而使該電子設備損壞。
使用時，當該電源適配器200連接一交流電源時，首先根據該電源適配器200的額定功率選擇對應該額定功率的適配器電源開關24，該感應電阻10透過該輸入介面22感應該電源適配器200輸出的電壓訊號並輸出給筆記型電腦300及該比較器12，該比較器12將接收到的電壓值與透過該適配器電源開關24選擇的該電源適配器200的額定功率對應的電壓值進行比較，當接收到的電壓值小於選擇的額定功率對應的電壓值，即該電源適配器處於輕載時，該比較器12控制該控制開關13閉合而控制該控制開關14打開，此時按下該按鈕開關20，該充電電路15透過該充電介面21為與該充電介面21連接的充電設備充電及為該蓄電池18充電，該電壓轉換器16將接收到的電壓轉換為5V及12V電壓，並將轉換後的5V電壓透過與該USB介面32及該5V電壓輸出介面42對應連接的過電壓保護開關30提供給該USB介面32及與該5V電壓輸出介面42連接的電子設備，該電壓轉換器16轉換後的12V電壓透過與該12V電壓輸出介面52對應連接的過電壓保護開關30提供給與該12V電壓輸出介面52連接的電子設備，當該電壓轉換器16輸出的電壓過大時，該等過電壓保護開關30斷開，以防止該電壓轉換器16的輸出電壓透過該USB介面32、5V電壓輸出介面42及12V電壓輸出介面52提供給與其對應連接的電子設備而使該電子設備損壞。
當該比較器12接收到的電壓值等於透過該適配器電源開關24選擇的額定功率對應的電壓值，即該電源適配器處於滿載時，該比較器12控制該控制開關13打開而控制該控制開關14閉合，此時該充電電路15沒有輸入電壓將不會透過該充電介面21為與該充電介面21連接的電子設備充電及為該蓄電池18充電，此時該蓄電池18放電，該電壓轉換器16接收該蓄電池18輸出的電壓並將接收到的電壓轉換為5V及12V電壓，並將轉換後的5V電壓透過與該USB介面32及該5V電壓輸出介面42對應連接的過電壓保護開關30提供給該USB介面32及與該5V電壓輸出介面42連接的電子設備，該電壓轉換器16轉換後的12V電壓透過與該12V電壓輸出介面52對應連接的過電壓保護開關30提供給與該12V電壓輸出介面52連接的電子設備，當該電壓轉換器16輸出的電壓過大時，該等過電壓保護開關30斷開，以防止該電壓轉換器16的輸出電壓透過該USB介面32、5V電壓輸出介面42及12V電壓輸出介面52提供給與其對應連接的電子設備而使該電子設備損壞。
當該電源適配器200與交流電源斷開連接後，該蓄電池18繼續放電，該電壓轉換器16接收該蓄電池18輸出的電壓並將接收到的電壓轉換為5V及12V電壓，並將轉換後的5V電壓透過與該USB介面32及該5V電壓輸出介面42對應連接的過電壓保護開關30提供給該USB介面32及與該5V電壓輸出介面42連接的電子設備，該電壓轉換器16轉換後的12V電壓透過與該12V電壓輸出介面52對應連接的過電壓保護開關30提供給與該12V電壓輸出介面52連接的電子設備，從而當電源適配器200與交流電源斷開時，透過該蓄電池18的持續供電使分別與該USB介面32、5V電壓輸出介面42及12V電壓輸出介面52連接的電子設備持續工作一段時間，從而避免連接的電子設備斷電而造成傳輸中斷或資料流程失。
該電壓轉換裝置不僅可以為該筆記型電腦300提供工作電壓，為充電設備進行充電，並且提供多個USB介面以解決筆記型電腦USB介面不夠使用的問題及提供不同的電壓輸出介面來滿足不同的電壓需要。
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例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
100‧‧‧本體
10‧‧‧感應電阻
12‧‧‧比較器
13、14‧‧‧控制開關
15‧‧‧充電電路
16‧‧‧電壓轉換器
18‧‧‧蓄電池
19‧‧‧指示燈
20‧‧‧按鈕開關
22‧‧‧輸入介面
23‧‧‧輸出介面
30‧‧‧過電壓保護開關
32‧‧‧USB介面
42‧‧‧5V電壓輸出介面
52‧‧‧12V電壓輸出介面
21‧‧‧充電介面
200‧‧‧電源適配器
300‧‧‧筆記型電腦
圖1為本發明電壓轉換裝置的較佳實施方式連接一電源適配器及一筆記型電腦的示意圖。
圖2為本發明電壓轉換裝置的較佳實施方式連接一電源適配器及一筆記型電腦的框圖。
100‧‧‧本體
10‧‧‧感應電阻
12‧‧‧比較器
13、14‧‧‧控制開關
15‧‧‧充電電路
16‧‧‧電壓轉換器
18‧‧‧蓄電池
19‧‧‧指示燈
20‧‧‧按鈕開關
22‧‧‧輸入介面
23‧‧‧輸出介面
30‧‧‧過電壓保護開關
32‧‧‧USB介面
42‧‧‧5V電壓輸出介面
52‧‧‧12V電壓輸出介面
21‧‧‧充電介面
200‧‧‧電源適配器
300‧‧‧筆記型電腦

Claims (8)

  1. 一種電壓轉換裝置，包括:
    一輸入介面，用於連接一筆記型電腦的電源適配器；
    一感應電阻，用於連接該輸入介面以透過該輸入介面感應電源適配器的輸出電壓訊號；
    複數電源適配器電源開關，用於設定與該輸入介面連接的電源適配器的額定功率；
    一比較器，該比較器連接該感應電阻以透過該感應電阻接收該電源適配器輸出的電壓訊號，該比較器連接該等電源適配器電源開關以接收透過該電源適配器電源開關設置的額定功率對應的電壓值，該比較器將接收到的電壓值與選擇的額定功率對應的電壓值進行比較，並根據比較結果輸出控制訊號；
    一第一控制開關，該第一控制開關的控制端連接該比較器的輸出端，以在該電源適配器輕載時該比較器控制該第一控制開關閉合，在該電源適配器滿載時該比較器控制該第一控制開關打開，該第一控制開關的第一端連接該感應電阻；
    一電壓轉換器，用於連接該第一控制開關的第二端，並在該第一控制開關閉合時接收該電源適配器的輸出電壓並將接收到的電壓進行轉換；
    一輸出介面，用於連接該感應電阻及一筆記型電腦，以將接收到的電源適配器輸出的電壓提供給該筆記型電腦；及
    複數輸出埠，用於連接該電壓轉換器以將該電壓轉換器的輸出電壓提供給與該等輸出埠對應連接的電子設備。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電壓轉換裝置，還包括複數與該輸出埠一一對應的過電壓保護開關，每一過電壓保護開關連接於對應輸出埠與該電壓轉換器之間，用於在該電壓轉換器輸出的電壓過大時斷開，以防止該電壓轉換器的輸出電壓透過輸出埠提供給與該輸出埠對應連接的電子設備。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電壓轉換裝置，還包括一充電電路、一按鈕開關、一充電介面及一蓄電池，該充電電路的輸入端連接該第一控制開關的第二端，該充電電路的輸出端經該按鈕開關連接該充電介面及該蓄電池，當該第一控制開關閉合，並在該按鈕開關按下時，該充電電路透過該充電介面輸出電壓給與該充電介面連接的電子設備充電及為該蓄電池充電。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電壓轉換裝置，還包括一第二控制開關，該第二控制開關的控制端連接該比較器的輸出端，以在該電源適配器輕載時該比較器控制該第一控制開關打開，在該電源適配器滿載時該比較器控制該第一控制開關關閉，該第二控制開關的第一端連接該蓄電池，該第二控制開關的第二端連接該電壓轉換電路，該蓄電池在該第二控制閉合時輸出電壓給該電壓轉換器，該電壓轉換器接收該蓄電池的輸出電壓並將其進行轉換後輸出給該等輸出埠。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電壓轉換裝置，還包括複數指示燈，用於指示該蓄電池的電量。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電壓轉換裝置，其中該輸入介面、輸出埠、輸出介面、充電介面、指示燈、適配器電源開關及按鈕開關均設置在該本體的表面上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電壓轉換裝置，其中該等輸出埠包括三個USB介面、一5V電壓輸出介面及一12V電壓輸出介面。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電壓轉換裝置，其中該電壓轉換器為一直流電壓轉換器，該等過電壓保護開關為自恢復保險絲。
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