TWI489734B - 充電裝置以及充電系統 - Google Patents

Description

充電裝置以及充電系統

本發明係有關於一種充電系統，特別是有關於一種充電裝置，其可在電力充足時根據一連接線是否連接充電接口以決定是否對一電力不足的外部電子裝置進行充電操作。

現代人普遍隨身攜帶行動式裝置(例如移動電話)以進行通訊、電子信件處理、視訊觀看、或娛樂活動等等。為了避免行動式裝置電力不足，使用者必須攜帶行動電源(power bank)。然而，市面上的行動電源品質參差不齊，在對行動式裝置進行充電時可能導致行動式裝置損壞，使得行動式裝置的使用者對於行動電源的使用存在疑慮。當使用者的行動式裝置電力不足，使用者沒有攜帶行動電源，且使用者找不到電源插座時，使用者則無法在必要時進行緊急事件聯絡或重要電子信件處理。

因此，期望提供一種行動式充電裝置，其可在電力充足時根據一連接線是否連接充電接口以決定是否提供充電電壓信號，以對一電力不足的外部電子裝置進行充電操作。

本發明提供一種充電裝置，其包括能量儲存器、傳送電路、以及判斷電路。能量儲存器提供輸出電壓信號。傳送電路電性連接第一節點以及偵測節點，且接收輸出電壓信 號。當偵測節點上的電壓處於預設位準時，傳送電路將輸出電壓信號傳送至第一節點。判斷電路電連接第一節點，且判斷輸出電壓信號的電壓值是否大於臨界值。當判斷電路判斷出輸出電壓信號的電壓值大於臨界值時，充電裝置根據輸出電壓信號來產生充電電壓信號。

本發明提供一種充電系統，其包括連接線、第一電子裝置、以及第二電子裝置。第一電子裝置電性連接上述連接線的第一接頭，且包括第一能量儲存器。連接線具有第一接頭以及第二接頭。第二電子裝置包括第二能量儲存器、傳送電路、以及判斷電路。第二能量儲存器提供輸出電壓信號。傳送電路電性連接第一節點以及偵測節點，且接收輸出電壓信號。當連接線的第二接頭連接第二電子裝置時，偵測節點上的電壓處於預設位準。傳送電路根據預設位準將輸出電壓信號傳送至第一節點。判斷電路電性連接第一節點，且判斷輸出電壓信號的電壓值是否大於臨界值。當判斷電路判斷出輸出電壓信號的電壓值大於臨界值時，第二電子裝置根據該輸出電壓信號來產生充電電壓信號以透過連接線對第一能量儲存器進行充電。

1‧‧‧充電系統

10、11‧‧‧電子裝置

12‧‧‧連接線

20‧‧‧能量儲存器

21‧‧‧傳送電路

22‧‧‧判斷電路

23‧‧‧轉換電路

24‧‧‧偵測電路

100、110‧‧‧接口

100A...100E‧‧‧節點

111‧‧‧能量儲存器

120、121、123‧‧‧接頭

120A...120E、121A...121D‧‧‧接腳

122A...122D‧‧‧導線

210‧‧‧電晶體

240、241‧‧‧偵測接腳

GND‧‧‧接地端

N30、N31、N32‧‧‧節點

V20‧‧‧電壓信號

V23‧‧‧充電電壓信號

第1圖表示根據本發明一實施例的充電系統。

第2圖係表示根據本發明一實施例的具有充電功能的電子裝置。

第3圖表示當第2圖的電子裝置透過連接線與另一電子裝置連接/聯繫的示意圖。

第4圖表示根據本發明一實施例的連接線。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第1圖係表示根據本發明一實施例的充電系統。參閱第1圖，充電系統1包括電子裝置10與11以及連接線12。在此實施例中，電子裝置10與11都是以行動電話為例來說明。行動電話11包括能量儲存器111。連接線12以匯流排來實施。在一實施例中，能量儲存器111包括單顆電池，當其電力不足時，可被充電。行動電話10具有接口100，且行動電話11具有接口110。連接線12具有兩個接頭120與121。接頭120具有至少五個接腳120A~120E，其中，接腳120D與120E彼此連接在一起。接頭121具有至少四個接腳121A~121D。接頭120的接腳120A~120D與接頭121的接腳121A~121D分別透過連接線12的導線122A~122D電性連接在一起。為了能清楚地說明本發明的充電系統1，在此假設，行動電話11的能量儲存器111目前的電力不足，且行動電話10具有充電功能。行動電話11可透過連接線12與行動電話10連接，並期望行動電話10能對行動電話11的能量儲存器111進行充電。當行動電話10與11透過連接線12彼此連接或聯繫時，連接線12的接頭120係插入行動電話10的接口100，而接頭121則插入行動電話11的接口110。以下將說明行動電話10的操作。

第2圖係表示根據本發明一實施例的行動電話 10。參閱第2圖，行動電話10包括能量儲存器20、傳送電路21、判斷電路22、轉換電路23、以及偵測電路24。在一實施例中，能量儲存器20包括單顆電池，當其電力不足時，可被充電。如第2圖所示，接口100至少具有五個節點100A~100E，其中，節點100A~100C電性連接偵測電路24，節點100E(作為偵測節點)電性連接傳送電路21，且節點100D電性連接接地端GND。第3圖係表示當行動電話10透過連接線12與行動電話11連接/聯繫的示意圖。參閱第3圖，為了清楚呈現行動電話10，第3圖僅顯示行動電話10以及連接線12。雖然未顯示行動電話11，但連接線12的接頭121係插入行動電話11的接口110。

如第3圖所示，當連接線12的接頭120插入行動電話10的接口100時(以虛線表示接頭120與接口100之間的連接)，接頭120的接腳120A~120C分別與接口100的節點100A~100C電性連接以進一步電性連接偵測電路25，接頭120的接腳120D與接口100的節點100D電性連接以進一步電性連接接地端GND，且接頭120的接腳120E與節點100的偵測節點100E電性連接以進一步電性連接傳送電路21。能量儲存器20的電池提供輸出電壓信號V20至傳送電路21。此輸出電壓信號V20的電壓值可表示出能量儲存器20的電池目前的電力大小。舉例來說，當能量儲存器20的電池具有充足電力時，輸出電壓信號V20的電壓值在3V~4.2V之間。在第3圖的實施例中，傳送電路21係以P型電晶體210來實施。電晶體210的源極端(第一端)電性連接能量儲存器20的電池以接收輸出電壓信號V20，其汲極端(第二端)電性連接節點N30，且其閘極端(控制端)電性 連接偵測節點100E。當連接線12的接頭120插入接口100時，由於接腳120D透過節點100D而電性連接接地端GND，且接腳120D與120E彼此連接在一起，因此，與接腳120E電性連接的偵測節點100E上的電壓則具有接地端GND的低位準(預設位準)。電晶體210則根據偵測節點100E上的低位準而導通，以將輸出電壓信號V20傳送至節點N30。

判斷電路22電性連接節點N30與節點N31之間。判斷電路22接收在節點N30上的輸出電壓信號V20。判斷電路22判斷輸出電壓信號V20的電壓值是否大於一預設臨界值(例如3.2V)。當判斷電路22判斷出輸出電壓信號V20的電壓值大於預設臨界值時，則將輸出電壓信號V20傳送至節點N31。當判斷電路22判斷出輸出電壓信號V20的電壓值小於或等於(即不大於)預設臨界值時，則不將輸出電壓信號V20傳送至節點N31或停止將輸出電壓信號V20傳送至節點N31。判斷電路22執行上述判斷操作的目的是為了避免行動電話10在能量儲存器20的電池的電力不夠多情況下仍對行動電話11進行充電操作，最終導致能量儲存器20的電池本身電力不足。換句話說，判斷電路22藉由上述判斷操作來限制行動電話10必須在能量儲存器20的電池的電力足夠多的情況下對才能對行動電話11進行充電操。轉換電路23電性連接節點N31與節點N32之間。當判斷電路將22將輸出電壓信號V20傳送至節點N31時，轉換電路23接收輸出電壓信號V20，並改變輸出電壓信號V20的電壓值以及電流值為特定值以在節點N32上產生充電電壓信號V23。舉例來說，轉換電路23將輸出電壓信號V20的電壓值轉換為5V， 且將輸出電壓信號V20的電流值轉換為500mA。因此，充電電壓信號V23具有5V電壓以及500mA電流。輸出電壓信號V20的電壓值以及電流值改變/轉換後的特定值可依據充電系統1的規格與型態來決定。

偵測電路24電性連接節點N32以接收充電電壓信號V23。偵測電路24也電性連接節點100A~100C，其中，偵測電路24具有偵測接腳240與241，分別電性連接接口100的接腳100B與100C。偵測電路24透過偵測接腳240與241、節點100B與100C、接頭120的接腳120B與120C、以及接頭121的接腳121B與121C匹配待充電行動電話11的連接埠模式，並根據偵測到的連接埠模式來改變偵測接腳240與241的狀態。舉例來說，狀態改變為偵測接腳240與241都電性連接接地端GND，或者狀態改變為偵測接腳240與241之間電性連接一特定電阻器。偵測電路24根據偵測接腳240與241的狀態來匹配行動電話11。當偵測接腳240與241的狀態改變為特定狀態時，偵測電路24與行動電話11達成匹配後，行動電話11可被行動電話10充電。偵測電路24將充電電壓信號V23傳送至節點接口100的節點100A，並透過接腳120A與121A進一步將充電電壓信號V23提供至行動電話11。行動電話11則可根據接收到的充電電壓信號V23並透過其充電電路來對能量儲存器111的電池進行充電。此時，行動電話10視為一充電裝置，其對行動電話11內能量儲存器111的電池進行充電。在一實施例中，當偵測電路24與行動電話11匹配後，行動電話10將可對行動電話11充電，且在偵測電路24將充電電壓信號V23傳送至節點接口100的節點100A之前，偵測電 路24對充電電壓信號V23進行限流操作。舉例來說，偵測電路24將5V/500mA的充電電壓信號V23轉換為5V/400mA的充電電壓信號V23。因此，行動電話11則根據5V/400mA的充電電壓信號V23來對能量儲存器111的電池進行充電。當偵測電路24與行動電話11未能匹配成功時，行動電話11將不會允許被行動電話10充電。

根據上述，在行動電話11的連接埠模式符合行動電話10的充電功能且行動電話10內能量儲存器20的電池具有足夠電力的情況下，當行動電話11內能量儲存器111的電池的電力不足時，行動電話11僅需透過連接線12與行動電話10連接/聯繫即可自行動電話10獲得充電電壓信號V23。由於充電電壓信號V23係來自於行動電話10內能量儲存器20的電池，因此，基於行動電話的既定電壓規格，在充電的過程中充電電壓信號V23不易造成行動電話11的損壞。

在上述實施例中，僅敘述行動電話11可被充電。在其他實施例中，行動電話11也可執行與行動電話10相同的充電操作。換句話說，行動電話11也可包括傳送電路21、判斷電路22、轉換電路23、偵測電路24、以及接口100以進行上述的充電操作。在一些實施例中，行動電話10與11都具有上述充電功能且其能量儲存裝置都可被充電。舉例來說，行動電話10與11為同一家製造商所製造或者具有相同型號，或者行動電話10與11非由同一家製造商所製造但都具有上述充電功能。當行動電話11內能量儲存器111的電池電力不足時，行動電話11的使用者透過連接線12連接行動電話10，以獲取充電電壓信號 V23。同樣地，當行動電話10內能量儲存器20的電池電力不足時，行動電話10的使用者透過連接線12連接行動電話11，以獲取充電電壓信號。

第4圖係表示根據本發明一實施例的連接線12。在第1~3圖的實施例中，連接線12具有兩的接頭120與121。在其他實施例中，連接線12可更包括接頭123，以連接一AC/DC轉接器。接頭123可具有不同於接頭120與121的輸出入介面規格，例如USB規格等等。因此，第4圖實施例中的連接線12可用於兩種不同的充電來源，一者是AC/DC轉接器，另一者則是具有上述充電功能的電子裝置(例如行動電話)。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧電子裝置

20‧‧‧能量儲存器

21‧‧‧傳送電路

22‧‧‧判斷電路

23‧‧‧轉換電路

24‧‧‧偵測電路

100‧‧‧接口

100A...100E‧‧‧節點

GND‧‧‧接地端

Claims (16)

1. 一種充電裝置，包括：一能量儲存器，提供一輸出電壓信號；一傳送電路，電性連接一第一節點以及一偵測節點，且接收該輸出電壓信號，其中，當該偵測節點上的電壓處於一預設位準時，該傳送電路將該輸出電壓信號傳送至該第一節點；以及一判斷電路，電性連接該第一節點，且判斷該輸出電壓信號的電壓值是否大於一臨界值；其中，當該判斷電路判斷出該輸出電壓信號的電壓值大於該臨界值時，該充電裝置根據該輸出電壓信號來產生一充電電壓信號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之充電裝置，更包括：一接口，電性連接該偵測節點；其中，當一連接線連接該接口時，該偵測節點上的電壓處於該預設位準。
3. 如申請專利範圍第2項所述之充電裝置，更包括：一轉換電路，電性連接該判斷電路；其中，當該判斷電路判斷出該輸出電壓信號的電壓值大於該臨界值時，該判斷電路傳送該輸出電壓信號至該轉換電路，且該轉換電路改變該輸出電壓信號的電壓值以及電流值以產生該充電電壓信號。
4. 如申請專利範圍第3項所述之充電裝置，更包括：一偵測電路，接收該充電電壓信號，具有電性連接該接口 的一第一偵測接腳以及一第二偵測接腳，且改變該第一偵測接腳與該第二偵測接腳的狀態；其中，當該偵測電路改變該第一偵測接腳以及第二偵測接腳的狀態為一特定狀態時，該偵測電路將該充電電壓信號傳送至該接口。
5. 如申請專利範圍第4項所述之充電裝置，其中，該偵測電路對該充電電壓信號執行一限流操作。
6. 如申請專利範圍第1項所述之充電裝置，其中，該傳送電路包括：一電晶體，具有電性連接該能量儲存器的一第一端、電性連接該第一節點的一第二端、以及電性連接該偵測節點的一控制端。
7. 如申請專利範圍第6項所述之充電裝置，更包括：一接口，電性連接該偵測節點；其中，當一連接線連接該接口時，該偵測節點上的電壓處於該預設位準以導通該電晶體。
8. 如申請專利範圍第1項所述之充電裝置，其中，該能量儲存裝置可被充電。
9. 一種充電系統，包括：一連接線，具有一第一接頭以及一第二接頭；一第一電子裝置，電性連接該連接線的該第一接頭，包括：一第一能量儲存器；以及一第二電子裝置，包括：一第二能量儲存器，提供一輸出電壓信號； 一傳送電路，電性連接一第一節點以及一偵測節點，且接收該輸出電壓信號，其中，當該連接線的該第二接頭連接該第二電子裝置時，該偵測節點上的電壓處於一預設位準，且該傳送電路根據該預設位準將該輸出電壓信號傳送至該第一節點；以及一判斷電路，電性連接該第一節點，且判斷該輸出電壓信號的電壓值是否大於一臨界值；其中，當該判斷電路判斷出該輸出電壓信號的電壓值大於該臨界值時，該第二電子裝置根據該輸出電壓信號來產生一充電電壓信號以透過該連接線對該第一能量儲存器進行充電。
10. 如申請專利範圍第9項所述之充電系統，其中，該第二裝置更包括：一接口，電性連接該偵測節點；其中，當該連接線的該第二接頭連接該接口時，該偵測節點上的電壓處於該預設位準。
11. 如申請專利範圍第10項所述之充電系統，其中，該第二電子裝置更包括：一轉換電路，電性連接該判斷電路；其中，當該判斷電路判斷出該輸出電壓信號的電壓值大於該臨界值時，該判斷電路傳送該輸出電壓信號至該轉換電路，且該轉換電路改變該輸出電壓信號的電壓值以及電流值以產生該充電電壓信號。
12. 如申請專利範圍第11項所述之充電系統，其中，該第二電 子裝置更包括：一偵測電路，接收該充電電壓信號，具有電性連接該接口的一第一偵測接腳以及一第二偵測接腳，且改變該第一偵測接腳與該第二偵測接腳的狀態；其中，當該連接線的該第二端連接該第二電子裝置時，該偵測電路改變該第一偵測接腳以及第二偵測接腳的狀態為一特定狀態；其中，該偵測電路根據該特定狀態將該充電電壓信號傳送至該接口。
13. 如申請專利範圍第12項所述之充電系統，其中，該偵測電路對該充電電壓信號執行一限流操作。
14. 如申請專利範圍第9項所述之充電系統，其中，該傳送電路包括：一電晶體，具有電性連接該第二能量儲存器的一第一端、電性連接該第一節點的一第二端、以及電性連接該偵測節點的一控制端。
15. 如申請專利範圍第14項所述之充電系統，其中，該第二電子裝置更包括：一接口，電性連接該偵測節點；其中，當該連接線的該第二端連接該接口時，該偵測節點上的電壓處於該預設位準以導通該電晶體。
16. 如申請專利範圍第9項所述之充電系統，其中，該第二能量儲存裝置可被充電。