TWI566510B - 輸出裝置 - Google Patents

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TWI566510B
TWI566510B TW104134599A TW104134599A TWI566510B TW I566510 B TWI566510 B TW I566510B TW 104134599 A TW104134599 A TW 104134599A TW 104134599 A TW104134599 A TW 104134599A TW I566510 B TWI566510 B TW I566510B
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許道飛
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台達電子企業管理（上海）有限公司
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Description

輸出裝置
本揭示內容係關於一種輸出裝置。具體來說，本揭示內容係關於一種用以對電子裝置供電的輸出裝置。
現有的傳輸線，多直接將電能傳輸至電子裝置以對其供電。由於使用上的方便，傳輸線的長度可能長達約2、3公尺(m)，在部份應用中甚至需要更長的傳輸線進行電力傳輸。
在此情況下，因為傳輸線中的電能損耗，傳輸線兩端存在電壓差，使得提供給電子裝置的實際電壓也往往低於預期，導致供電不穩等問題。此外，現有的傳輸線也無法根據外接裝置的不同調整所輸出的電壓準位，帶來使用上的不便。
為解決上述問題，本揭示內容的一態樣為一種輸出裝置。輸出裝置包含直流傳輸線以及連接端子。直流傳輸線用以接收並傳輸直流電壓。連接端子連接於直流傳輸線之輸出端，用以接收直流電壓並輸出輸出電壓。連接端子包含封裝殼體、直流對直流轉換單元以及連接頭。直流對直流轉換單元包覆在封裝殼體內，用以將直流電壓轉換為輸出電壓。連接頭用以接收並傳輸輸出電壓，其中連接頭包括輸入端和輸出端，連接頭之輸入端連接直流對直流轉換單元，且包覆在封裝殼體內。
在本揭示內容的一具體實施例中，直流對直流轉換單元根據外部裝置輸出之通訊信號決定輸出電壓。
在本揭示內容的一具體實施例中，連接頭之輸出端連接至外部裝置，直流對直流轉換單元透過連接頭自外部裝置接收並傳輸通訊信號。
在本揭示內容的一具體實施例中，直流傳輸線僅包括功率傳輸線，用於傳輸直流電壓。
在本揭示內容的一具體實施例中，直流傳輸線之輸入端自直流母排或變換器接收直流電壓。
在本揭示內容的一具體實施例中，直流對直流轉換單元為隔離電源轉換電路。
在本揭示內容的一具體實施例中，隔離電源轉換電路包含反馳式變換器。
在本揭示內容的一具體實施例中，直流對直流轉換單元為非隔離電源轉換電路。
在本揭示內容的一具體實施例中，非隔離電源轉換電路包含非隔離升降壓型電源轉換電路。
在本揭示內容的一具體實施例中，非隔離電源轉換電路包含非隔離降壓型電源轉換電路。
在本揭示內容的一具體實施例中，直流對直流轉換單元包含同步整流單元。
在本揭示內容的一具體實施例中，直流對直流轉換單元包含氮化鎵功率元件。
在本揭示內容的一具體實施例中，直流對直流轉換單元包含開關單元、二極體單元、電感單元以及電容單元。開關單元包含第一端電性連接於直流傳輸線之輸出端、第二端以及控制端。二極體單元包含第一端，電性連接於開關單元之第二端，以及第二端電性連接於接地端。電感單元包含第一端電性連接於開關單元之第二端，以及第二端電性連接於連接頭之輸入端。電容單元包含第一端電性連接於電感單元之第二端，以及第二端電性連接於接地端。
在本揭示內容的一具體實施例中，開關單元的控制端用以接收控制訊號，使得開關單元根據控制訊號選擇性地導通或關斷，以調整直流對直流轉換單元輸出的輸出電壓，其中控制訊號根據通訊信號產生。
在本揭示內容的一具體實施例中，直流對直流轉換單元包含第一開關單元、第一二極體單元、電感單元、第二開關單元、第二二極體單元、第一電容單元以及第二電容單元。第一開關單元包含第一端電性連接於直流傳輸線之輸出端、第二端，以及控制端。第一二極體單元包含第一端電性連接於第一開關單元之第二端，以及第二端電性連接於接地端。電感單元包含第一端電性連接於第一開關單元之第二端，以及第二端。第二開關單元包含第一端電性連接於電感單元之第二端、第二端電性連接於該接地端，以及控制端。第二二極體單元包含第一端電性連接於電感單元之第二端，以及第二端電性連接於連接頭之輸入端。第一電容單元包含第一端電性連接於第一開關單元之第一端，以及第二端電性連接於接地端。第二電容單元包含第一端電性連接於第二二極體單元之第二端，以及第二端電性連接於接地端。
在本揭示內容的一具體實施例中，第一開關單元與第二開關單元的控制端分別用以接收第一控制訊號與第二控制訊號，使得第一開關單元與第二開關單元分別根據第一控制訊號與第二控制訊號選擇性地導通或關斷，以調整直流對直流轉換單元輸出的輸出電壓，其中第一控制訊號與第二控制訊號根據通訊信號產生。
在本揭示內容的一具體實施例中，直流對直流轉換單元包含變壓器、開關單元、二極體單元以及電容單元。變壓器包含一次側電性連接於直流傳輸線之輸出端，以及二次側。開關單元包含第一端電性連接於變壓器之一次側、第二端電性連接於一次側接地端，以及控制端。二極體單元包含第一端電性連接於變壓器之二次側，以及第二端電性連接於連接頭之輸入端。電容單元包含第一端電性連接於二極體單元之第二端，以及第二端電性連接於二次側接地端。
在本揭示內容的一具體實施例中，開關單元的控制端用以接收控制訊號，使得開關單元根據控制訊號選擇性地導通或關斷，以調整直流對直流轉換單元輸出的輸出電壓，其中控制訊號根據通訊信號產生。
在本揭示內容的一具體實施例中，連接頭為通用序列匯流排式。
本案透過將直流對直流轉換單元整合入連接端子中，透過連接端子內的直流對直流轉換單元將直流電壓轉換為輸出電壓，可確保輸出電壓的電壓準位，減少輸出電壓的誤差。另在部份實施例中，可直接透過連接端子中的直流對直流轉換單元調整輸出電壓的準位，省去如直流傳輸線等傳輸線中的通訊訊號線，可降低製造成本或縮小傳輸線的線徑。此外，在部份實施例中，透過本案的輸出裝置，可減少電能於輸出裝置中的損耗，提升整體供電的轉換效率。
下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，以更好地理解本案的態樣，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同之符號標示來進行說明以便於理解。
在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞（terms），除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。
此外，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。此外，本文中所使用之『及／或』，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。
於本文中，當一元件被稱為『連接』或『耦接』時，可指『電性連接』或『電性耦接』。『連接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用『第一』、『第二』、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。
請參考第1圖。第1圖為根據本揭示內容一實施例所繪示的輸出裝置100的示意圖。如第1圖所示，輸出裝置100用以接收直流電壓Vin，並輸出輸出電壓Vout對外部裝置200供電。在結構上，輸出裝置100包含直流傳輸線120以及連接端子(connector)140。在本案的各個實施例中，外部裝置200可為個人電腦、筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機等可擕式電子產品，但不以上述為限。
具體來說，在部份實施例中，直流傳輸線120的輸入端用以自直流母排或變換器接收直流電壓Vin，並將直流電壓Vin傳輸至連接端子140。連接端子140連接於直流傳輸線120之輸出端，並用以連接至外部裝置200。連接端子140用以接收直流電壓Vin並輸出輸出電壓Vout對外部裝置200供電。在部份實施例中，直流電壓Vin的準位可高於輸出電壓Vout的準位。舉例來說，在直流電壓Vin為10伏(V)～60伏(V)之間任一值，如10伏(V)、30V伏(V)、40伏(V)或48伏(V)等，但本案並不以此為限。輸出電壓Vout可為5伏(V)、12伏(V)、20伏(V)等的直流電，但本案並不以此為限，直流電壓Vin與輸出電壓Vout的電壓準位皆可依實際需求進行設計。此外，直流傳輸線120的長度亦可依實際需求進行調整，舉例來說，在部份實施例中直流傳輸線120的長度可為約0.5公尺(m)～3公尺(m)之間任一值，如0.5公尺(m)、1.2公尺(m)、1.6公尺(m)、1.8公尺(m)、2.5公尺(m)等等，但本案並不以此為限。
具體來說，連接端子140中可包含封裝殼體、直流對直流轉換單元142和連接頭144。直流對直流轉換單元142用以將直流電壓Vin轉換為輸出電壓Vout。
如圖所示，在本實施例中，直流對直流轉換單元142包覆在封裝殼體內，用以將直流電壓Vin轉換為輸出電壓Vout。連接頭144的輸入端連接直流對直流轉換單元142，並且連接頭144的輸入端和直流對直流轉換單元142共同包覆在封裝殼體內，以使連接頭144和直流對直流轉換單元142固定連接，連接頭144的輸出端可連接一外部裝置200，因此連接頭144可用以接收並傳輸輸出電壓Vout，使得輸出裝置100可對連接至輸出裝置100的外部裝置200供電。在部份實施例中，連接頭144可由硬質的導電材料製作而成。在部份實施例中，連接頭144的輸出端插接式連接外部裝置200，舉例來說，外部裝置200包括一插孔，連接頭144插接在插孔內，舉例來說，連接頭144和插孔為通用序列匯流排(USB)式。
在一實施例中，為了能減小直流對直流轉換單元142的體積，以將直流對直流轉換單元142實作在連接端子140之中，可採用高頻（如：頻率為1MHz）設計，另在一實施例中，直流對直流轉換單元142包括同步整流單元，另在一實施例中，直流對直流轉換單元142包括新式半導體元件（例如氮化鎵(GaN)功率元件）和／或金屬－氧化物半導體場效應電晶體，以獲得較高的轉換效率，減少電源轉換電路的體積，能使得直流對直流轉換單元142得以和連接端子140集成一體。
如此一來，透過直流傳輸線120將直流電壓Vin傳輸至連接端子140，再由連接端子140中的直流對直流轉換單元142將直流電壓Vin轉換為輸出電壓Vout，再由連接頭144傳輸輸出電壓Vout至外部裝置200，可確保對外部裝置200供電的輸出電壓Vout穩定，而不會受到傳輸線中電能損耗導致供電端實際電壓下降的問題。此外，在部份實施例中，若直流電壓Vin的電壓準位高於輸出電壓Vout，則可進一步使電能在直流傳輸線120的傳輸過程中維持在較高的電壓準位，減少電能損耗，提升整體供電的轉換效率。
如此一來，當使用者在多個不同場所如住家、公司或學校等等各自配有電源可提供直流電壓Vin時，使用者可以隨身攜帶輸出裝置100，連接至提供直流電壓Vin的電源對外部裝置200進行供電，在使用上顯得更為便利。
在部份實施例中，在連接端子140中的直流對直流轉換單元142可根據外部裝置200輸出的通訊信號Cmd決定並調整輸出電壓Vout的大小。具體來說，通訊信號Cmd可為來自外部裝置200輸出的一數位脈衝信號、一電壓信號或一電阻信號等任何可反映外部裝置200狀態的信號。如此一來，連接頭144用於傳輸通訊信號Cmd，輸出裝置100便可透過連接頭144自外部裝置200接收並傳輸通訊信號Cmd至直流對直流轉換單元142以決定輸出電壓Vout。
舉例來說，在連接端子140的連接頭144是以通用序列匯流排(USB)介面連接至外部裝置200的實施例中，直流對直流轉換單元142可透過通用序列匯流排介面腳位上的D+腳位、D-腳位的電壓信號自外部裝置200接收通訊信號Cmd，以判斷外部裝置200所需要的供電電壓準位，以調整輸出電壓Vout。但不以此為限，在部份實施例中，亦可通過其它的通訊腳位自外部裝置200接收通訊信號Cmd，以判斷外部裝置200所需要的供電電壓準位，以調整輸出電壓Vout。例如，當外部裝置200為筆記型電腦時，直流對直流轉換單元142可根據通訊信號Cmd控制連接端子140輸出20伏的輸出電壓Vout。當外部裝置200為平板電腦或智慧型手機時，直流對直流轉換單元142可根據通訊信號Cmd控制連接端子140輸出12伏或5伏的輸出電壓Vout。
如此一來，在相同直流電壓Vin情況下，輸出裝置100仍可直接透過直流對直流轉換單元142調整輸出電壓Vout以適應不同負載的需求。換言之，直流傳輸線120不需設置額外的訊號線傳輸通訊信號Cmd，可以僅包括功率傳輸線，用於傳輸直流電壓Vin，如此一來，便可以節省輸出裝置100的設計和製造成本。
值得注意的是，在部份實施例中，直流對直流轉換單元142可為隔離電源轉換電路。具體來說，隔離電源轉換電路可為如反馳式(Flyback)變換器、順向式(forward)變換器、半橋式變換器、全橋式變換器或推挽式(Push-Pull)變換器等等。在部份實施例中，直流對直流轉換單元142可為非隔離電源轉換電路。具體來說，非隔離電源轉換電路可為如降壓式(buck)變換器、升降壓式(buck-boost)變換器或升壓式(boost)變換器等等。
請參考第2圖。第2圖為根據本揭示內容一實施例所繪示的直流對直流轉換單元142a的示意圖。在本實施例中，直流對直流轉換單元142a包含開關單元Q1、二極體單元D1、電感單元L1以及電容單元C1。在結構上，開關單元Q1包含第一端、第二端以及控制端，其中開關單元Q1的第一端電性連接於直流傳輸線120的輸出端，用以接收直流電壓Vin。二極體單元D1包含第一端(如：陰極端)以及第二端(如：陽極端)。二極體單元D1的第一端(如：陰極端)電性連接於開關單元Q1之第二端。二極體單元D1的第二端(如：陽極端)電性連接於接地端。電感單元L1包含第一端以及第二端。電感單元L1的第一端電性連接於開關單元Q1之第二端。電感單元L1的第二端電性連接於連接頭144之輸入端，用以輸出輸出電壓Vout。電容單元C1包含第一端以及第二端。電容單元C1的第一端電性連接於電感單元L1之第二端。電容單元C1的第二端電性連接於接地端。
在本實施例中，開關單元Q1的控制端用以接收控制訊號CT1，使得開關單元Q1根據控制訊號CT1選擇性地導通或關斷，以調整直流對直流轉換單元142a輸出的輸出電壓Vout。
具體來說，當開關單元Q1處於導通狀態時，直流電壓Vin所產生的電源會提供至負載，電流會順向地流經電感單元L1，使得電感單元L1上的電壓增加。此時二極體單元D1的第一端(如：陰極端)的電位大約為直流電壓Vin，故二極體單元D1處於逆向偏壓狀態，電容單元C1則被充電。當開關單元Q1切換至截止狀態時，儲存於電感單元L1上的磁場釋放使得電感單元L1兩端的極性反轉，二極體單元D1的第一端(如：陰極端)的電位變為負值，使得二極體單元D1處於順向偏壓狀態而導通。儲存於電感單元L1中的能量經由二極體單元D1向電容單元C1充電。
因此，透過適當的控制訊號CT1控制開關單元Q1的導通與關斷，便可相應的透過開關單元Q1、二極體單元D1、電感單元L1以及電容單元C1的操作決定並調整直流對直流轉換單元142輸出的輸出電壓Vout的電壓準位。在部份實施例中，控制訊號CT1可根據通訊信號Cmd產生，使得輸出裝置100藉由不同的通訊信號Cmd判斷外部裝置200的需求以調整輸出電壓Vout的電壓準位。
請參考第3圖。第3圖為根據本揭示內容另一實施例所繪示的直流對直流轉換單元142b的示意圖。在本實施例中，直流對直流轉換單元142b包含開關單元Q2、Q3，二極體單元D2、D3，電感單元L2以及電容單元C2、C3。
在結構上，開關單元Q2包含第一端、第二端以及控制端。開關單元Q2的第一端電性連接於直流傳輸線120之輸出端，用以接收直流電壓Vin。二極體單元D2包含第一端(如：陰極端)以及第二端(如：陽極端)。二極體單元D2的第一端(如：陰極端)電性連接於開關單元Q2之第二端。二極體單元D2的第二端(如：陽極端)電性連接於接地端。電感單元L2包含第一端以及第二端。電感單元L2的第一端電性連接於開關單元Q2之第二端。開關單元Q3包含第一端、第二端以及控制端。開關單元Q3的第一端電性連接於電感單元L2之第二端。開關單元Q3的第二端電性連接於接地端。二極體單元D3包含第一端(如：陽極端)以及第二端(如：陰極端)。二極體單元D3的第一端(如：陽極端)電性連接於電感單元L2之第二端。二極體單元D3的第二端電性連接於連接頭144之輸入端，用以輸出輸出電壓Vout。電容單元C2包含第一端以及第二端。電容單元C2的第一端電性連接於開關單元Q2之該第一端。電容單元C2的第二端電性連接於接地端。電容單元C3包含第一端以及第二端。電容單元C3的第一端電性連接於二極體單元D3之該第二端(如：陰極端)。電容單元C3的第二端電性連接於接地端。
於第二圖所示的實施例相似，在本實施例中，開關單元Q2、Q3的控制端分別用以接收控制訊號CT2、CT3，使得開關單元Q2、Q3分別根據控制訊號CT2、CT3選擇性地導通或關斷，以調整直流對直流轉換單元142b輸出的輸出電壓Vout。
具體來說，當開關單元Q2處於導通狀態，開關單元Q3處於截止狀態時時，直流電壓Vin所產生的電源會提供至負載，電流會順向地流經電感單元L2，使得電感單元L2上的電壓增加。此時二極體單元D2的第一端(如：陰極端)的電位大約為直流電壓Vin，故二極體單元D2處於逆向偏壓狀態。當開關單元Q2切換至截止狀態，開關單元Q3切換至導通狀態時，二極體單元D3的第一端(如：陽極端)的電位會低於輸出電壓Vout，因此處於逆向偏壓狀態。此時，儲存於電容單元C3中的能量釋放至負載。
因此，透過適當的控制訊號CT2、CT3分別控制開關單元Q2、Q3的導通與關斷，便可相應的透過開關單元Q2、Q3，二極體單元D2、D3，電感單元L2以及電容單元C2、C3的操作決定並調整直流對直流轉換單元142b輸出的輸出電壓Vout的電壓準位。在部份實施例中，控制訊號CT2、CT3可根據通訊信號Cmd產生，使得輸出裝置100藉由不同的通訊信號Cmd判斷外部裝置200的需求以調整輸出電壓Vout的電壓準位。
請參考第4圖。第4圖為根據本揭示內容另一實施例所繪示的直流對直流轉換單元142c的示意圖。在本實施例中，直流對直流轉換單元142c包含變壓器TX1、開關單元Q4、二極體單元D4以及電容單元C4。變壓器TX1包含一次側與二次側。變壓器TX1的一次側電性連接於直流傳輸線120之輸出端，用以接收直流電壓Vin。開關單元Q4包含第一端、第二端以及控制端。開關單元Q4的第一端電性連接於變壓器TX1之一次側。開關單元Q4的第二端電性連接於一次側接地端。二極體單元D4包含第一端(如：陽極端)以及第二端(如：陰極端)。二極體單元D4的第一端電性連接於變壓器TX1之二次側。二極體單元D4的第二端電性連接於連接頭144之輸入端，用以輸出輸出電壓Vout。電容單元C4包含第一端以及第二端。電容單元C4的第一端電性連接於二極體單元D4之第二端(如：陰極端)。電容單元C4的第二端電性連接於二次側接地端。
在本實施例中，開關單元Q4的控制端用以接收控制訊號CT4，使得開關單元Q4根據控制訊號CT4選擇性地導通或關斷，以調整直流對直流轉換單元142c輸出的輸出電壓Vout。在部份實施例中，控制訊號CT4可為脈衝寬度調變(pulse width modulation，PWM)訊號。
具體來說，當開關單元Q4導通時，變壓器TX1的一次側會有初級電流流過而儲存能量。由於變壓器TX1一次側與二次側極性相反，二極體單元D4處於逆向偏壓狀態。此時，儲存於電容單元C4中的能量釋放至負載。當開關單元Q4截止時，變壓器TX1的初級電流降為零，二極體單元D4處於順向偏壓狀態。此時磁化電流轉移至變壓器TX1的二次側，儲存於變壓器TX1中的能量經由二極體單元D4傳送至電容單元C4與負載。
因此，透過適當的控制訊號CT4控制開關單元Q4的導通與關斷，便可相應的透過開關單元Q4，二極體單元D4、變壓器TX1以及電容單元C4的操作決定並調整直流對直流轉換單元142c輸出的輸出電壓Vout的電壓準位。在部份實施例中，控制訊號CT4可根據通訊信號Cmd產生，使得輸出裝置100藉由不同的通訊信號Cmd判斷外部裝置200的需求以調整輸出電壓Vout的電壓準位。舉例來說，控制訊號可為脈衝寬度調變(pulse width modulation，PWM)訊號。
值得注意的是，在本實施例中變壓器TX1的一次側之接地端(即一次側接地端)與二次側之接地端(即二次側接地端)不同。因此變壓器TX1除了調整輸出電壓和儲存能量之外，亦可達到隔離電氣的作用。
值得注意的是，上述實施例中所舉例之開關單元Q1～Q4、二極體單元D1～D4、電容單元C1～C4、電感單元L1、L2皆可有多種不同的實作方式。舉例而言，開關單元Q1～Q4可由雙極性接面型電晶體(Bipolar Junction Transistor，BJT)、金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)、氮化鎵(GaN)功率元件、或是其他適當的半導體元件實現。電容單元C1～C4、電感單元L1、L2以及二極體單元D1～D4亦可分別由適當的電子元件或半導體元件實現。
本案透過應用上述實施例，將直流對直流轉換單元142整合入連接端子140中，透過連接端子140內的直流對直流轉換單元142將直流電壓Vin轉換為輸出電壓Vout，可確保輸出電壓Vout的電壓準位，減少輸出電壓Vout的誤差。另可直接透過連接端子140中的直流對直流轉換單元142調整輸出電壓Vout的準位，省去如直流傳輸線120等傳輸線中的通訊訊號線，可降低製造成本或縮小傳輸線的線徑。此外，在部份實施例中，透過本案的輸出裝置100，可減少電能於輸出裝置100中的損耗，提升整體供電的轉換效率。
雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧輸出裝置
120‧‧‧直流傳輸線
140‧‧‧連接端子
142、142a、142b、142c‧‧‧直流對直流轉換單元
144‧‧‧連接頭
200‧‧‧外部裝置
Vin‧‧‧直流電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
Cmd‧‧‧通訊信號
Q1、Q2、Q3、Q4‧‧‧開關單元
D1、D2、D3、D4‧‧‧二極體單元
C1、C2、C3、C4‧‧‧電容單元
L1、L2‧‧‧電感單元
TX1‧‧‧變壓器
第1圖為根據本揭示內容一實施例所繪示的輸出裝置的示意圖； 第2圖為根據本揭示內容一實施例所繪示的直流對直流轉換單元的示意圖； 第3圖為根據本揭示內容一實施例所繪示的直流對直流轉換單元的示意圖；以及 第4圖為根據本揭示內容一實施例所繪示的直流對直流轉換單元的示意圖。
100‧‧‧輸出裝置
120‧‧‧直流傳輸線
140‧‧‧連接端子
142‧‧‧直流對直流轉換單元
144‧‧‧連接頭
200‧‧‧外部裝置
Vin‧‧‧直流電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
Cmd‧‧‧通訊信號

Claims (19)

  1. 一種輸出裝置，包含：一直流傳輸線，用以接收並傳輸一直流電壓，其中該直流傳輸線的長度為約0.5公尺至3公尺之間；以及一連接端子，連接於該直流傳輸線之一輸出端，用以接收該直流電壓並輸出一輸出電壓，該連接端子包含：一封裝殼體；一直流對直流轉換單元，包覆在該封裝殼體內，用以將該直流電壓轉換為該輸出電壓；以及一連接頭，用以接收並傳輸該輸出電壓，其中該連接頭包括一輸入端和一輸出端，該連接頭之該輸入端連接該直流對直流轉換單元，且包覆在該封裝殼體內。
  2. 如請求項第1項所述之輸出裝置，其中該直流對直流轉換單元根據一外部裝置輸出之一通訊信號決定該輸出電壓。
  3. 如請求項第2項所述之輸出裝置，其中該連接頭之該輸出端連接至該外部裝置，該直流對直流轉換單元透過該連接頭自該外部裝置接收並傳輸該通訊信號。
  4. 如請求項第1項所述之輸出裝置，其中該直流傳輸線僅包括功率傳輸線，用於傳輸該直流電壓。
  5. 如請求項第1項所述之輸出裝置，其中該直 流傳輸線之一輸入端自一直流母排或一變換器接收該直流電壓。
  6. 如請求項第1項所述之輸出裝置，其中該直流對直流轉換單元為一隔離電源轉換電路。
  7. 如請求項第6項所述之輸出裝置，其中該隔離電源轉換電路包含一反馳式變換器。
  8. 如請求項第1項所述之輸出裝置，其中該直流對直流轉換單元為一非隔離電源轉換電路。
  9. 如請求項第8項所述之輸出裝置，其中該非隔離電源轉換電路包含一非隔離升降壓型電源轉換電路。
  10. 如請求項第8項所述之輸出裝置，其中該非隔離電源轉換電路包含一非隔離降壓型電源轉換電路。
  11. 如請求項第1項所述之輸出裝置，其中該直流對直流轉換單元包含同步整流單元。
  12. 如請求項第1項所述之輸出裝置，其中該直流對直流轉換單元包含氮化鎵功率元件。
  13. 如請求項第2項所述之輸出裝置，其中該直 流對直流轉換單元包含：一開關單元，包含：一第一端，電性連接於該直流傳輸線之該輸出端；一第二端；以及一控制端；一二極體單元，包含：一第一端，電性連接於該開關單元之該第二端；以及一第二端，電性連接於一接地端；一電感單元，包含：一第一端，電性連接於該開關單元之該第二端；以及一第二端，電性連接於該連接頭之該輸入端；以及一電容單元，包含：一第一端，電性連接於該電感單元之該第二端；以及一第二端，電性連接於該接地端。
  14. 如請求項第13項所述之輸出裝置，其中該開關單元的該控制端用以接收一控制訊號，使得該開關單元根據該控制訊號選擇性地導通或關斷，以調整該直流對直流轉換單元輸出的該輸出電壓，其中該控制訊號根據該通訊信號產生。
  15. 如請求項第2項所述之輸出裝置，其中該直 流對直流轉換單元包含：一第一開關單元，包含：一第一端，電性連接於該直流傳輸線之該輸出端；一第二端；以及一控制端；一第一二極體單元，包含：一第一端，電性連接於該第一開關單元之該第二端；以及一第二端，電性連接於一接地端；一電感單元，包含：一第一端，電性連接於該第一開關單元之該第二端；以及一第二端；一第二開關單元，包含：一第一端，電性連接於該電感單元之該第二端；一第二端，電性連接於該接地端；以及一控制端；一第二二極體單元，包含：一第一端，電性連接於該電感單元之該第二端；以及一第二端，電性連接於該連接頭之該輸入端；一第一電容單元，包含：一第一端，電性連接於該第一開關單元之該第一端；以及一第二端，電性連接於該接地端；以及 一第二電容單元，包含：一第一端，電性連接於該第二二極體單元之該第二端；以及一第二端，電性連接於該接地端。
  16. 如請求項第15項所述之輸出裝置，其中該第一開關單元與該第二開關單元的該控制端分別用以接收一第一控制訊號與一第二控制訊號，使得該第一開關單元與該第二開關單元分別根據該第一控制訊號與該第二控制訊號選擇性地導通或關斷，以調整該直流對直流轉換單元輸出的該輸出電壓，其中該第一控制訊號與該第二控制訊號根據該通訊信號產生。
  17. 如請求項第2項所述之輸出裝置，其中該直流對直流轉換單元包含：一變壓器，包含：一一次側，電性連接於該直流傳輸線之該輸出端；以及一二次側；一開關單元，包含：一第一端，電性連接於該變壓器之該一次側；一第二端，電性連接於一一次側接地端；以及一控制端；一二極體單元，包含：一第一端，電性連接於該變壓器之該二次側；以及 一第二端，電性連接於該連接頭之該輸入端；以及一電容單元，包含：一第一端，電性連接於該二極體單元之該第二端；以及一第二端，電性連接於一二次側接地端。
  18. 如請求項第17項所述之輸出裝置，其中該開關單元的該控制端用以接收一控制訊號，使得該開關單元根據該控制訊號選擇性地導通或關斷，以調整該直流對直流轉換單元輸出的該輸出電壓，其中該控制訊號根據該通訊信號產生。
  19. 如請求項第1項所述之輸出裝置，其中該連接頭為通用序列匯流排式。
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