TWI683502B - 充電裝置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種充電裝置及其操作方法，充電裝置包含充電器、第一可充電電池、第一連接器、升壓電路、切換電路與第一控制器。第一可充電電池電性連接充電器，第一連接器用於連接電子裝置，電子裝置包含第二可充電電池。第一控制器電性連接切換電路，第一控制器判斷第一可充電電池的一電壓是否比第二可充電電池的一電壓高於一預定電位差，當第一可充電電池的電壓比第二可充電電池的電壓高於預定電位差時，第一控制器控制切換電路以電性連接第一可充電電池與第一連接器，使第一可充電電池與第一連接器電性隔離升壓電路。

Description

充電裝置及其操作方法

本發明是有關於一種裝置與方法，且特別是有關於一種充電裝置及其操作方法。

可充電電池泛指所有在電量用到一定程度之後可以被再次充電、反覆使用的化學能電池。充電器是一種用於通過強制電流通過它來將能量輸入可充電電池的裝置。

然而，傳統充電裝置中的升壓電路的轉換效率並非百分之百(如：約80%)，所以有部分的的電被浪費掉。因此，如何有效減少損失，便成為一個重要課題。

本發明提出一種充電裝置及其操作方法，改善先前技術的問題。

在本發明的一實施例中，本發明所提出的充電裝置包含充電器、第一可充電電池、第一連接器、升壓電路、切換電路與第一控制器。第一可充電電池電性連接充電器，第一連接器用於連接電子裝置，電子裝置包含第二可充電電 池。升壓電路設置於第一可充電電池與第一連接器之間。第一控制器電性連接切換電路，第一控制器判斷第一可充電電池的一電壓是否比第二可充電電池的一電壓高於一預定電位差，當第一可充電電池的電壓比第二可充電電池的電壓高於預定電位差時，第一控制器控制切換電路以電性連接第一可充電電池與第一連接器，使第一可充電電池與第一連接器電性隔離升壓電路。

在本發明的一實施例中，當第一可充電電池的電壓未比第二可充電電池的電壓高於預定電位差時，第一控制器控制切換電路將升壓電路電性連接第一可充電電池與第一連接器。

在本發明的一實施例中，切換電路包含第一開關與第二開關。第一開關設置於第一可充電電池與升壓電路之間，第二開關設置於升壓電路與第一連接器之間。

在本發明的一實施例中，第一開關具有第一端、第二端與第三端，第一端電性連接第一可充電電池，第二端電性連接升壓電路，第二開關具有第五端、第六端與第七端，第五端電性連接升壓電路，第六端電性連接第三端，第七端電性連接第一連接器。當第一可充電電池的電壓比第二可充電電池的電壓高於預定電位差時，第一控制器控制第一開關的第一端電性連接第三端並控制第二開關的第七端電性連接第六端，使第一端與第二端電性隔離，第五端與第七端電性隔離。當第一可充電電池的電壓未比第二可充電電池的電壓高於預定電位差時，第一控制器控制第一開關的第 一端電性連接第二端並控制第二開關的第七端電性連接第五端，使第一端與第三端電性隔離，第六端與第七端電性隔離。

在本發明的一實施例中，電子裝置更包含第二連接器、充電電路與第二控制器。第二連接器用於連接第一連接器，充電電路電性連接第二連接器與第二可充電電池，第二控制器將第二可充電電池的電壓的資訊透過第二連接器傳送給第一控制器。

在本發明的一實施例中，預定電位差係關連於充電電路的轉換效率。

在本發明的一實施例中，於本發明所提出的充電裝置的操作方法中，充電裝置包含充電器、第一可充電電池、第一連接器與升壓電路，第一可充電電池電性連接充電器，第一連接器用於連接一電子裝置，電子裝置包含一第二可充電電池。操作方法包含：判斷第一可充電電池的一電壓是否比第二可充電電池的一電壓高於一預定電位差；當第一可充電電池的電壓比第二可充電電池的電壓高於預定電位差時，將第一可充電電池電性連接第一連接器，並將第一可充電電池與第一連接器電性隔離升壓電路。

在本發明的一實施例中，操作方法更包含：當第一可充電電池的電壓未比第二可充電電池的電壓高於預定電位差時，將升壓電路電性連接第一可充電電池與第一連接器。

在本發明的一實施例中，充電裝置更包含第一 開關與第二開關，第一開關具有第一端、第二端與第三端，第一端電性連接第一可充電電池，第二端電性連接升壓電路，第二開關具有第五端、第六端與第七端，第五端電性連接升壓電路，第六端電性連接第三端，第七端電性連接第一連接器，操作方法更包含：當第一可充電電池的電壓比第二可充電電池的電壓高於預定電位差時，控制第一開關的第一端電性連接第三端，並控制第二開關的第七端電性連接第六端，使第一端與第二端電性隔離，第五端與第七端電性隔離；當第一可充電電池的電壓未比第二可充電電池的電壓高於預定電位差時，控制第一開關的第一端電性連接第二端，並控制第二開關的第七端電性連接第五端，使第一端與第三端電性隔離，第六端與第七端電性隔離。

在本發明的一實施例中，電子裝置更包含一第二連接器與一充電電路，第二連接器用於連接第一連接器，充電電路電性連接第二連接器與第二可充電電池，操作方法更包含：透過第一連接器以接收電子裝置所傳送的第二可充電電池的電壓的資訊。

在本發明的一實施例中，預定電位差係關連於充電電路的轉換效率。

綜上所述，本發明之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由本發明的技術方案，當第一可充電電池的電壓比第二可充電電池的電壓高於預定電位差時，充電路徑可不通過升壓電路，有效減少損失，藉此提升充電裝置的充電效率，增長電子裝置的使用時間。

以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本發明之技術方案提供更進一步的解釋。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：

100‧‧‧充電裝置

110‧‧‧接頭

120‧‧‧充電器

130‧‧‧第一可充電電池

140‧‧‧第一連接器

150‧‧‧升壓電路

160‧‧‧切換電路

161‧‧‧第一開關

162‧‧‧第一端

163‧‧‧第二端

164‧‧‧第三端

165‧‧‧第二開關

166‧‧‧第五端

167‧‧‧第六端

168‧‧‧第七端

170‧‧‧第一控制器

190‧‧‧電子裝置

192‧‧‧第二連接器

194‧‧‧充電電路

196‧‧‧第二可充電電池

198‧‧‧第二控制器

300‧‧‧操作方法

S301~S304‧‧‧步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是依照本發明一實施例之一種充電裝置於第一切換狀態下的方塊圖；第2圖是依照本發明一實施例之一種充電裝置於第二切換狀態下的方塊圖；以及第3圖是依照本發明一實施例之一種充電裝置的操作方法的流程圖。

為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。

於實施方式與申請專利範圍中，涉及『連接』之描述，其可泛指一元件透過其他元件而間接耦合至另一元件，或是一元件無須透過其他元件而直接連結至另一元件。

於實施方式與申請專利範圍中，涉及『連接』之描述，其可泛指一元件透過其他元件而間接與另一元件進行間接連結，或是一元件無須透過其他元件而實體連結至另 一元件。

於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或複數個。

本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』係用以修飾任何可些微變化的數量，但這種些微變化並不會改變其本質。於實施方式中若無特別說明，則代表以『約』、『大約』或『大致』所修飾之數值的誤差範圍一般是容許在百分之二十以內，較佳地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分五之以內。

第1圖是依照本發明一實施例之一種充電裝置100於第一切換狀態下的方塊圖。如第1圖所示，充電裝置100可連接電子裝置190(如：耳機或其他電子產品)。於使用時，充電裝置100可為電子裝置190進行充電。

於第1圖中，充電裝置100包含接頭110(如：USB接頭)、充電器120、第一可充電電池130、第一連接器140、升壓電路150、切換電路160與第一控制器170(如：微控制器)。在架構上，第一可充電電池130電性連接充電器120，升壓電路150設置於第一可充電電池130與第一連接器140之間，第一控制器170電性連接可充電電池130和切換電路160。於使用時，接頭110可連接外部的可供電裝置(如：電源轉換器、電腦…等)，第一連接器140用於連接電子裝置190。

於第1圖中，電子裝置190包含第二連接器 192、充電電路194、第二可充電電池196與第二控制器198(如：微控制器)。在架構上，充電電路194電性連接第二連接器192與第二可充電電池196，第二控制器198電性連接第二可充電電池196與第二連接器192。於使用時，第二連接器192用於連接第一連接器140，第二控制器198將第二可充電電池196的電壓的資訊透過第二連接器192傳送給第一控制器170。

第一控制器170判斷第一可充電電池130的電壓是否比第二可充電電池196的電壓高於預定電位差。在本發明的一實施例中，預定電位差係關連於充電電路194的轉換效率。舉例而言，通過充電電路194的電壓降為0.25V，預定電位差可約為0.25V或略大於約0.25V的數值。當第一可充電電池130的電壓比第二可充電電池196的電壓高於預定電位差時，代表第一可充電電池130當前的電壓足以應付充電電路194的電壓降而可對第二可充電電池196充電，而無需通過升壓電路150，因此第一控制器170控制切換電路160以電性連接第一可充電電池130與第一連接器140，使第一可充電電池130與第一連接器140電性隔離升壓電路150(即，第一切換狀態)。由於升壓電路150的轉換效率並非百分之百(如：約80%)，若充電路徑不通過升壓電路150，便可以有效減少損失，藉此提升充電裝置100的充電效率。

為了對上述切換電路160的架構做更進一步的闡述，請繼續參照第1圖，切換電路160包含第一開關161 (如：開關電路)與第二開關165(如：開關電路)。在架構上，第一開關161設置於第一可充電電池130與升壓電路150之間，第二開關165設置於升壓電路150與第一連接器140之間。

具體而言，於第1圖中，第一開關161具有第一端162、第二端163與第三端164，第一端162電性連接第一可充電電池130，第二端163電性連接升壓電路150；第二開關165具有第五端166、第六端167與第七端168，第五端166電性連接升壓電路150，第六端167電性連接第三端164，第七端168電性連接第一連接器140。

當第一可充電電池130的電壓比第二可充電電池196的電壓高於預定電位差時，第一控制器170控制第一開關161的第一端162電性連接第三端164並控制第二開關165的第七端168電性連接第六端167(即，第一切換狀態)，使第一端162與第二端163電性隔離，第五端166與第七端168電性隔離。藉此，第一可充電電池130與第一連接器140電性隔離升壓電路150。

第2圖是依照本發明一實施例之一種充電裝置100於第二切換狀態下的方塊圖。應瞭解到，第2圖與第1圖的充電裝置100的硬體架構相同，故不再重複贅述之。

於第2圖中，當第一可充電電池130的電壓未比第二可充電電池196的電壓高於預定電位差時，代表第一可充電電池130當前的電壓不足以應付充電電路194的電壓降，無法對第二可充電電池196充電，因此需要通過升壓電 路150來提升電壓。舉例而言，升壓電路150可將電壓至約為5V。此時，第一控制器170控制切換電路160將升壓電路150電性連接第一可充電電池130與第一連接器140(即，第二切換狀態)。藉由升壓電路150升壓後，使充電裝置100的輸出電壓足以應付充電電路194的電壓降而可對第二可充電電池196充電。

具體而言，當第一可充電電池130的電壓未比第二可充電電池196的電壓高於預定電位差時，第一控制器170控制第一開關161的第一端162電性連接第二端163並控制第二開關165的第七端168電性連接第五端166(即，第二切換狀態)，使第一端162與第三端164電性隔離，第六端167與第七端168電性隔離。藉此，升壓電路150電性連接第一可充電電池130與第一連接器140。

為了對上述充電裝置100的運作方法做更進一步的闡述，請同時參照第1~3圖，第3圖是依照本發明一實施例之一種充電裝置100的操作方法300的流程圖。如第3圖所示，操作方法300包含步驟S301~S304(應瞭解到，在本實施例中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)。

於步驟S301，透過第一連接器140以接收電子裝置190所傳送的第二可充電電池196的電壓的資訊。

於步驟S302，判斷第一可充電電池130的電壓是否比第二可充電電池196的電壓高於預定電位差。在本發明的一實施例中，預定電位差係關連於充電電路194的轉換 效率。舉例而言，通過充電電路194的電壓降為0.25V，預定電位差可約為0.25V或略大於約0.25V的數值。

當第一可充電電池130的電壓比第二可充電電池196的電壓高於預定電位差時，於步驟S303，執行第一切換狀態，亦即將第一可充電電池130電性連接第一連接器140，並將第一可充電電池130與第一連接器140電性隔離升壓電路150。由於升壓電路150的轉換效率並非百分之百(如：約80%)，若充電路徑不通過升壓電路150，便可以有效減少損失，藉此提升充電裝置100的充電效率。

具體而言，當第一可充電電池130的電壓比第二可充電電池196的電壓高於預定電位差時，於步驟S303，控制第一開關161的第一端162電性連接第三端164，並控制第二開關165的第七端168電性連接第六端167，使第一端162與第二端163電性隔離，第五端166與第七端168電性隔離。藉此，第一可充電電池130與第一連接器140電性隔離升壓電路150。

相反地，當第一可充電電池130的電壓未比第二可充電電池196的電壓高於預定電位差時，於步驟S304，執行第二切換狀態，亦即將升壓電路150電性連接第一可充電電池130與第一連接器140。藉由升壓電路150升壓後，使充電裝置100的輸出電壓足以應付充電電路194的電壓降而可對第二可充電電池196充電。

具體而言，當第一可充電電池130的電壓未比第二可充電電池196的電壓高於預定電位差時，於步驟 S304，控制第一開關161的第一端162電性連接第二端163，並控制第二開關165的第七端168電性連接第五端166，使第一端162與第三端164電性隔離，第六端167與第七端168電性隔離。藉此，升壓電路150電性連接第一可充電電池130與第一連接器140。

綜上所述，本發明之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由本發明的技術方案，當第一可充電電池130的電壓比第二可充電電池196的電壓高於預定電位差時，充電路徑可不通過升壓電路150，有效減少損失，藉此提升充電裝置100的充電效率，增長電子裝置190的使用時間。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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。

100‧‧‧充電裝置

110‧‧‧接頭

120‧‧‧充電器

130‧‧‧第一可充電電池

140‧‧‧第一連接器

150‧‧‧升壓電路

160‧‧‧切換電路

161‧‧‧第一開關

162‧‧‧第一端

163‧‧‧第二端

164‧‧‧第三端

165‧‧‧第二開關

166‧‧‧第五端

167‧‧‧第六端

168‧‧‧第七端

170‧‧‧第一控制器

190‧‧‧電子裝置

192‧‧‧第二連接器

194‧‧‧充電電路

196‧‧‧第二可充電電池

198‧‧‧第二控制器

Claims (11)

1. 一種充電裝置，包含：一充電器；一第一可充電電池，電性連接該充電器；一第一連接器，用於連接一電子裝置，該電子裝置包含一第二可充電電池；一升壓電路，設置於該第一可充電電池與該第一連接器之間；一切換電路；一第一控制器，電性連接該切換電路，該第一控制器判斷該第一可充電電池的一電壓是否比該第二可充電電池的一電壓高於一預定電位差，當該第一可充電電池的該電壓比該第二可充電電池的該電壓高於該預定電位差時，該第一控制器控制該切換電路以電性連接該第一可充電電池與該第一連接器，使該第一可充電電池與該第一連接器電性隔離該升壓電路。
2. 如請求項1所述之充電裝置，其中當該第一可充電電池的該電壓未比該第二可充電電池的該電壓高於該預定電位差時，該第一控制器控制該切換電路將該升壓電路電性連接該第一可充電電池與該第一連接器。
3. 如請求項1所述之充電裝置，其中該切換電路包含： 一第一開關，設置於該第一可充電電池與該升壓電路之間；以及一第二開關，設置於該升壓電路與該第一連接器之間。
4. 如請求項3所述之充電裝置，其中該第一開關具有一第一端、一第二端與一第三端，該第一端電性連接該第一可充電電池，該第二端電性連接該升壓電路，該第二開關具有一第五端、一第六端與一第七端，該第五端電性連接該升壓電路，該第六端電性連接該第三端，該第七端電性連接該第一連接器，其中當該第一可充電電池的該電壓比該第二可充電電池的該電壓高於該預定電位差時，該第一控制器控制該第一開關的該第一端電性連接該第三端並控制該第二開關的該第七端電性連接該第六端，使該第一端與該第二端電性隔離，該第五端與該第七端電性隔離，當該第一可充電電池的該電壓未比該第二可充電電池的該電壓高於該預定電位差時，該第一控制器控制該第一開關的該第一端電性連接該第二端並控制該第二開關的該第七端電性連接該第五端，使該第一端與該第三端電性隔離，該第六端與該第七端電性隔離。
5. 如請求項1所述之充電裝置，其中該電子裝置更包含一第二連接器，用於連接該第一連接器；一充電電路，電性連接該第二連接器與該第二可充電 電池；以及一第二控制器，將該第二可充電電池的該電壓的資訊透過該第二連接器傳送給該第一控制器。
6. 如請求項5所述之充電裝置，其中該預定電位差係關連於該充電電路的轉換效率。
7. 一種充電裝置的操作方法，該充電裝置包含一充電器、一第一可充電電池、一第一連接器與一升壓電路，該第一可充電電池電性連接該充電器，該升壓電路設置於該第一可充電電池與該第一連接器之間，該第一連接器用於連接一電子裝置，該電子裝置包含一第二可充電電池，該操作方法包含：判斷該第一可充電電池的一電壓是否比該第二可充電電池的一電壓高於一預定電位差；以及當該第一可充電電池的該電壓比該第二可充電電池的該電壓高於該預定電位差時，將該第一可充電電池電性連接該第一連接器，並將該第一可充電電池與該第一連接器電性隔離該升壓電路。
8. 如請求項7所述之操作方法，更包含：當該第一可充電電池的該電壓未比該第二可充電電池的該電壓高於該預定電位差時，將該升壓電路電性連接該第一可充電電池與該第一連接器。
9. 如請求項7所述之操作方法，其中該充電裝置更包含一第一開關與一第二開關，第一開關具有一第一端、一第二端與一第三端，該第一端電性連接該第一可充電電池，該第二端電性連接該升壓電路，第二開關具有一第五端、一第六端與一第七端，該第五端電性連接該升壓電路，該第六端電性連接該第三端，該第七端電性連接該第一連接器，該操作方法更包含：當該第一可充電電池的該電壓比該第二可充電電池的該電壓高於該預定電位差時，控制該第一開關的該第一端電性連接該第三端，並控制該第二開關的該第七端電性連接該第六端，使該第一端與該第二端電性隔離，該第五端與該第七端電性隔離；以及當該第一可充電電池的該電壓未比該第二可充電電池的該電壓高於該預定電位差時，控制該第一開關的該第一端電性連接該第二端，並控制該第二開關的該第七端電性連接該第五端，使該第一端與該第三端電性隔離，該第六端與該第七端電性隔離。
10. 如請求項7所述之操作方法，其中該電子裝置更包含一第二連接器與一充電電路，該第二連接器用於連接該第一連接器，該充電電路電性連接該第二連接器與該第二可充電電池，該操作方法更包含：透過該第一連接器以接收該電子裝置所傳送的該第二可充電電池的該電壓的資訊。
11. 如請求項10所述之操作方法，其中該預定電位差係關連於該充電電路的轉換效率。

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