TWI685166B - 模組化集線器 - Google Patents

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Abstract

本發明之模組化集線器適於與位於該模組化集線器之外部的一上行埠裝置、一交流電源、及至少一下行埠裝置電性連接，上行埠裝置包括一連接埠，連接埠支援供電模式與充電模式，模組化集線器包括一主體基座及一模組結構，主體基座包括一AC連接端、一第一電源模組及一基座連接端，模組結構包括一模組連接端、一第二電源模組、一上行埠傳輸線、一控制電路及至少一下行埠連接端。

Description

模組化集線器
本發明是關於一種模組化集線器，且特別是關於一種具有主動配電的控制電路之模組化集線器。
現今，消費者常使用個人電腦上的USB對著行動裝置進行充電。並且，隨著行動裝置的種類變多，消費者多半會擁有兩種以上的行動裝置，例如：智慧型手機、外接式硬碟、平板電腦或數位相機等等，而小尺寸筆記型電腦的USB連接埠的數量對消費者而言可能不敷使用。通常，消費者能使用USB集線器（USB hub）來擴充USB的數量。然而，傳統的USB集線器雖然可讓多組行動裝置同時進行資料傳輸，但一般設備的USB連接埠所能提供的功率有限，為了避免USB連接埠發生過電流的情況發生，行動裝置只能被允許標準充電模式，所以USB集線器無法提供快速充電功能。此外，若要滿足多個行動裝置的快速充電模式，USB集線器就必須具有大功率的電源供應器，所以USB集線器本身的尺寸與製作成本也必須提高。其中，當USB集線器的尺寸過大時，消費者便不容易攜帶。另外，當USB集線器的製作成本過高時，該USB集線器便不利於進行大量生產。 因此，如何設計一個容易攜帶、具多樣選擇的彈性及有利於大量生產的集線器，便是本領域具通常知識者值得去思量地。
為了解決上述之問題，本發明的目的在於提供一種模組化集線器，模組化集線器具有容易攜帶及有利於大量生產的優勢。並且，其還能夠結合不同規格、不同接口的模組化設備，所以消費者在使用時更具多樣化的選擇、使用上的彈性。 本實施例之模組化集線器適於與位於該模組化集線器之外部的一上行埠裝置、一交流電源、及至少一下行埠裝置電性連接，上行埠裝置包括一連接埠，連接埠支援供電模式與充電模式，模組化集線器包括一主體基座及一模組結構，主體基座包括一AC連接端、一第一電源模組及一基座連接端，模組結構包括一模組連接端、一第二電源模組、一上行埠傳輸線、一控制電路及至少一下行埠連接端。其中， AC連接端是適於電性連接至該交流電，第一電源模組是電性連接該AC連接端，基座連接端是包括一第一資料傳輸線與一第一電力傳輸線，且第一資料傳輸線與該第一電力傳輸線連結該第一電源模組。另外，模組連接端是對應於基座連接端，模組連接端包括一第二資料傳輸線與一第二電力傳輸線，且當模組連接端連結該基座連接端時，第二資料傳輸線電性連接該第一資料傳輸線，第二電力傳輸線電性連接該第一電力傳輸線。此外，第二電源模組是電性連接第二資料傳輸線與第二電力傳輸線。上行埠傳輸線是適於電性連接至該連接埠，上行埠傳輸線包括一第三資料傳輸線與一第三電力傳輸線，且第三電力傳輸線電性連接該第二電源模組。另外，控制電路是電性連接於第二資料傳輸線及第三資料傳輸線之間，且經由該控制電路、第二電源模組、與該上行埠裝置間的溝通，能讓上行埠裝置在供電模式與充電模式間進行轉換。 下行埠連接端是包括一第四電力傳輸線，第四電力傳輸線電性連接該第二電源模組。其中，模組結構以可拆卸的方式結合於該主體基座。 在上所述之模組化集線器，其中當該AC連接端電性連接至該交流電源時，該連接埠處於充電模式；當該AC連接未電性連接至該交流電源時，該連接埠處於供電模式。 在上所述之模組化集線器，其中該模組結構還包括一訊號控制器，該訊號控制器電性連接該控制電路及該第二電源模組。 在上所述之模組化集線器，其中該下行埠連接端還包括一第四資料傳輸線，該第四資料傳輸線電性連接該訊號控制器。 在上所述之模組化集線器，其中上行埠傳輸線還包括一第五資料傳輸線，且該第五資料傳輸線電性連接該訊號控制器，且該訊號控制器適於讓該上行埠裝置與該下行埠裝置之間進行相互資料傳輸。 在上所述之模組化集線器，其中上行埠傳輸線為USB type-C傳輸線，且該上行埠裝置為筆記型電腦。 在上所述之模組化集線器，其中下行埠連接端為USB連接端、HDMI連接端或RJ45連接端，且該下行埠裝置為智慧型手機或顯示螢幕。 在上所述之模組化集線器，其中該主體基座及該模組結構以磁吸的方式或具滑軌的插槽方式進行組合。 在上所述之模組化集線器，其中主體基座還包括一鈕扣結構，且該模組結構還包括對應該鈕扣結構的一T型凹洞。 在上所述之模組化集線器，還包括一外部組件，外部組件以卡勾式的組合方法結合該主體基座及該模組結構。 在上所述之模組化集線器，其中模組結構還包括一儲能元件，該儲能元件電性連接於該第二電源模組，其中當AC連接端電性連接至該交流電源時，該儲能元件處於充電模式；當AC連接端未電性連接至該交流電源時，該儲能元件處於供電模式。 在上所述之模組化集線器，其中該模組結構還包括一顯示螢幕及一數位影像處理模組，數位影像處理模組電性連結該顯示螢幕、該上行埠傳輸線及該下行埠連接端。 為讓本之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
請參照圖1A、圖1B及圖1C，圖1A所繪示為第一實施例之模組化集線器10電性連接上行埠裝置7、交流電源6及下行埠裝置8的示意圖，圖1B及圖1C所繪示為第一實施例之模組化集線器10的立體圖。模組化集線器10包括一主體基座12及一模組結構13，且模組結構13是以可拆卸的方式結合於主體基座12 (煩請先參閱圖2A) 。其中，主體基座12包括一AC連接端121、一第一電源模組122及一基座連接端123，而一模組結構13是包括一模組連接端133、一第二電源模組134、一上行埠傳輸線131、一控制電路135、至少一下行埠連接端132(本實施例是以二個下行埠連接端132作為範例)及一訊號控制器136。另外，AC連接端121是適於電性連接位於模組化集線器10外部的一交流電源6，而第一電源模組是電性連接AC連接端121，第一電源模組122例如包括一交流/直流轉換器(AC-DC Converter)，適於將交流電源6所輸出的交流電轉換成直流電。此外，基座連接端123是包括一第一資料傳輸線123D與一第一電力傳輸線123E，第一資料傳輸線123D與第一電力傳輸線123E是連結第一電源模組122，所以第一電源模組122也能將交流電源6所輸出的電力傳導至基座連接端123(煩請先參閱圖2A)。 上述中，模組化集線器10是適用於與外部的一上行埠裝置7及至少一下行埠裝置8進行電性連接，上行埠裝置7例如為筆記型電腦，下行埠裝置8例如為智慧型手機或顯示螢幕。並且，上行埠裝置7包括一連接埠71，連接埠71例如為USB type C介面，連接埠71是支援供電模式與充電模式。換句話說，上行埠裝置7(筆記型電腦)是支援供電模式與充電模式。 請再次參閱圖1A及同時參閱圖2A與圖2B，圖2A及圖2B所繪示為主體基座12與模組結構13相互分離的立體圖。模組結構13的模組連接端133是對應於基座連接端，模組連接端133包括一第二資料傳輸線133D與一第二電力傳輸線133E。並且，當該模組連接端133連結該基座連接端時，第二資料傳輸線133D是電性連接第一資料傳輸線123D，第二電力傳輸線133E是電性連接第一電力傳輸線123E。因此，模組結構13電能接收到主體基座12所傳來的電力及訊號。 此外，第二電源模組134是電性連接第二資料傳輸線133D與第二電力傳輸線133E，而上行埠傳輸線131是適於電性連接至連接埠71，上行埠傳輸線131包括一第三資料傳輸線131D、一第三電力傳輸線131E及一第五資料傳輸線131F，且第三電力傳輸線131E是電性連接第二電源模組134。另外，下行埠連接端132例如為USB連接端(對應於智慧型手機)、HDMI連接端(對應於顯示螢幕)或RJ45連接端，下行埠連接端132是包括一第四電力傳輸線132E及一第四資料傳輸線132D，第四電力傳輸線132E是電性連接第二電源模組134，而第四資料傳輸線132D及第五資料傳輸線131F皆是電性連接訊號控制器136，所以訊號控制器136適於讓上行埠裝置7與下行埠裝置8之間進行相互的資料傳輸。上述中，由於第三電力傳輸線131E與第四電力傳輸線132E都是電性連接第二電源模組134，所以上行埠裝置7所持有的電力便可傳導至下行埠裝置8。 另外，控制電路135是電性連接於第二資料傳輸線133D及第三資料傳輸線之間131D，且經由模組結構13的控制電路135、第二電源模組134、與上行埠裝置7之間的溝通，能讓上行埠裝置7在供電模式與充電模式間進行轉換。詳細來說， 當模組結構13組合於主體基座12的情況下，但AC連接端121未電性連接至交流電源6時，上行埠裝置7的連接埠71會處於供電模式，以讓控制電路135與訊號控制器136能夠運作，並讓控制電路135隨時可與第二電源模組134溝通，控制電路135也可隨時通知上行埠裝置7目前第二電源模組134的狀態。反之，當AC連接端121已電性連接至交流電源6時，第二電源模組134會接收到第一電源模組122的電力時，再由控制電路135通知上行埠裝置7停止供電模式。之後，控制電路135再去要求第二電源模組134輸出電壓到上行埠傳輸線131，接著通知上行埠裝置7可以將連接埠71轉為充電模式，最後再調整到上行埠裝置7所需要的輸出電壓值。 此外，當使用者將模組結構13從主體基座12脫離後，第二電源模組134會與第一電源模組122失去電性連接，此時控制電路135會立即通知上行埠裝置7去停止連接埠71的充電模式。之後，控制電路135要求第二電源模組134切斷對上行埠傳輸線131的供電。控制電路135通知上行埠裝置7而將連接埠71恢復成供電模式，所以上行埠裝置7的電力便能提供給下行埠裝置8。因此，相較於傳統的USB集線器，本實施例之模組化集線器10的模組結構13與主體基座12分離後，下行埠裝置8(智慧型手機)還是能經模組結構13與上行埠裝置7進行充電或傳送資料，所以消費者只需攜帶模組結構13也能對智慧型手機進行充電或傳送資料。並且，由於模組結構13的體積更為輕便小巧，所以本實施例也能只針對模組結構13進行大量製造。此外，由於消費者可以不用隨身攜帶主體基座12，所以主體基座12也能具有較大的尺寸，以容下大功率的第一電源模組122(相當於電源供應器)。另外，模組化集線器10的主體基座12除了能結合模組結構13之外，主體基座12也能彈性能結合其他不同的模組化設備，所以消費者在使用時能更具彈性。 請參閱圖3A及圖3B，圖3A為第二實施例之模組化集線器20的立體圖，圖3B所繪示為外部組件24、主體基座12及模組結構13相互分離的立體圖。模組化集線器20與模組化集線器10的差異在於：模組化集線器20還包括一外部組件24，外部組件24是以卡勾式的組合方法結合主體基座12及模組結構13。如此一來，模組結構13更能牢固的組合在主體基座12上，且移除外部組件24後，模組結構13也能快速與主體基座12分隔開來。 請參閱圖4A及圖4B，圖4A所繪示為第三實施例之模組化集線器30的主體基座32，圖4B所繪示為模組化集線器30的模組結構33。模組化集線器30與模組化集線器10的差異在於：模組化集線器30的主體基座32還包括一鈕扣結構32B，且模組化集線器30的模組結構33還包括對應鈕扣結構32B的一T型凹洞33C。如此一來，模組結構33能經由鈕扣結構32B與T型凹洞33C更牢固的卡合在主體基座32上，且進一步加強模組化集線器30的結構強度。上述中，模組化集線器30除了使用鈕扣固定方式加強組裝強度之外，本領域通常知識者也能以磁吸的方式或具滑軌的插槽方式組合模組結構33及主體基座32，同樣能加強模組化集線器30的結構強度。 請參照圖5，圖5所繪示為第四實施例之模組化集線器40電性連接上行埠裝置7、交流電源6及下行埠裝置8的示意圖。模組化集線器40與模組化集線器10的差異在於：模組化集線器40的模組結構43還包括一儲能元件437，儲能元件437例如為電池或電容，且儲能元件437是電性連接於第二電源模組134。其中，當AC連接端121電性連接至交流電源6時，儲能元件437處於充電模式。反之，當AC連接端121未電性連接至交流電源6時，儲能元件437處於供電模式。因此，模組化集線器40與拆卸下來的模組結構43皆可作為一個行動電源(Power bank)去進行使用。上述中，儲能元件437是位於第二電源模組134外，但也可將儲能元件437設置於第二電源模組134內。此外，模組結構43還包括無線充電發射盤或記憶體(未繪示)，所以模組結構43也可進行無線充電或作為一隨身碟使用。 請參照圖6A及圖6B，圖6A所繪示為第五實施例之模組化集線器50電性連接上行埠裝置7、交流電源6及下行埠裝置8的示意圖，圖6B所繪示為模組化集線器50的立體圖。模組化集線器50與模組化集線器40的差異在於：模組化集線器50的模組結構53還包括包括一顯示螢幕530及一數位影像處理模組531。顯示螢幕530是設置於模組結構53的表面，而數位影像處理模組531是電性連結顯示螢幕530、上行埠傳輸線131及下行埠連接端132。其中，數位影像處理模組531是用以傳輸影像資料。詳細來說，當上行埠裝置7或下行埠裝置8輸入一影像資料至數位影像處理模組531時，數位影像處理模組531會將該影像資料傳送至顯示螢幕530。之後，顯示螢幕530顯示該影像資料。上述中，數位影像處理模組531是以傳輸影像資料作為範例。然而，本領域通常知識能得知，數位影像處理模組531並不限於只能傳輸該影像資料，其能傳輸不同類型的數位資料。 綜上所述，本實施例之模組化集線器具有容易攜帶及有利於大量生產的優勢。並且，本實施例還能夠結合不同的模組化設備，所以消費者在使用時更具彈性。 本發明說明如上，然其並非用以限定本創作所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡本領域具有通常知識者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本創作所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。
6‧‧‧交流電源7‧‧‧上行埠裝置71‧‧‧連接埠8‧‧‧下行埠裝置10、20、30、40、50‧‧‧模組化集線器12、32‧‧‧主體基座121‧‧‧AC連接端122‧‧‧第一電源模組123‧‧‧基座連接端123123D‧‧‧第一資料傳輸線123E‧‧‧第一電力傳輸線13、33、43、53‧‧‧模組結構131‧‧‧上行埠傳輸線131D‧‧‧第三資料傳輸線131E‧‧‧第三電力傳輸線131F‧‧‧第五資料傳輸線132‧‧‧下行埠連接端132D‧‧‧第四資料傳輸線132E‧‧‧第四電力傳輸線133‧‧‧模組連接端133D‧‧‧第二資料傳輸線133E‧‧‧第二電力傳輸線134‧‧‧第二電源模組135‧‧‧控制電路136‧‧‧訊號控制器24‧‧‧外部組件32B‧‧‧鈕扣結構33C‧‧‧T型凹洞437‧‧‧儲能元件530‧‧‧顯示螢幕531‧‧‧數位影像處理模組
圖1A所繪示為第一實施例之模組化集線器10電性連接上行埠裝置7、交流電源6及下行埠裝置8的示意圖。 圖1B及圖1C所繪示為第一實施例之模組化集線器10的立體圖。 圖2A及圖2B所繪示為主體基座12與模組結構13相互分離的立體圖。 圖3A為第二實施例之模組化集線器20的立體圖，圖3B所繪示為外部組件24、主體基座12及模組結構13相互分離的立體圖。 圖4A所繪示為第三實施例之模組化集線器30的主體基座32，圖4B所繪示為模組化集線器30的模組結構33。 圖5所繪示為第四實施例之模組化集線器40電性連接上行埠裝置7、交流電源6及下行埠裝置8的示意圖。 圖6A所繪示為第四五實施例之模組化集線器50電性連接上行埠裝置7、交流電源6及下行埠裝置8的示意圖。 圖6B所繪示為模組化集線器50的立體圖。
6‧‧‧交流電源
7‧‧‧上行埠裝置
71‧‧‧連接埠
8‧‧‧下行埠裝置
10‧‧‧模組化集線器
12‧‧‧主體基座
121‧‧‧AC連接端
122‧‧‧第一電源模組
123‧‧‧基座連接端123
123D‧‧‧第一資料傳輸線
123E‧‧‧第一電力傳輸線
13‧‧‧模組結構
131‧‧‧上行埠傳輸線
131D‧‧‧第三資料傳輸線
131E‧‧‧第三電力傳輸線
131F‧‧‧第五資料傳輸線
132‧‧‧下行埠連接端
132D‧‧‧第四資料傳輸線
132E‧‧‧第四電力傳輸線
133‧‧‧模組連接端
133D‧‧‧第二資料傳輸線
133E‧‧‧第二電力傳輸線
134‧‧‧第二電源模組
135‧‧‧控制電路
136‧‧‧訊號控制器

Claims (12)

  1. 一種模組化集線器，適於與位於該模組化集線器之外部的一上行埠裝置、一交流電源、及至少一下行埠裝置電性連接，該上行埠裝置包括一連接埠，該連接埠支援供電模式與充電模式，該模組化集線器包括： 一主體基座，包括： 一AC連接端，適於電性連接至該交流電源； 一第一電源模組，電性連接該AC連接端；及 一基座連接端，包括一第一資料傳輸線與一第一電力傳輸線，該第一資料傳輸線與該第一電力傳輸線連結該第一電源模組； 一模組結構，包括： 一模組連接端，對應於該基座連接端，該模組連接端包括一第二資料傳輸線與一第二電力傳輸線，且當該模組連接端連結該基座連接端時，該第二資料傳輸線電性連接該第一資料傳輸線，該第二電力傳輸線電性連接該第一電力傳輸線； 一第二電源模組，電性連接該第二資料傳輸線與該第二電力傳輸線； 一上行埠傳輸線，適於電性連接至該連接埠，該上行埠傳輸線包括一第三資料傳輸線與一第三電力傳輸線，且該第三電力傳輸線電性連接該第二電源模組； 一控制電路，電性連接於該第二資料傳輸線及該第三資料傳輸線之間，且經由該控制電路、該第二電源模組、與該上行埠裝置間的溝通，能讓該上行埠裝置在供電模式與充電模式間進行轉換；及 至少一下行埠連接端，包括一第四電力傳輸線，該第四電力傳輸線電性連接該第二電源模組； 其中，該模組結構以可拆卸的方式結合於該主體基座。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之模組化集線器，其中當該AC連接端電性連接至該交流電源時，該控制電路通知該上行埠裝置，以使該連接埠轉為充電模式；當該AC連接未電性連接至該交流電源時，該控制電路通知該上行埠裝置，以使該連接埠處於供電模式。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之模組化集線器，其中該模組結構還包括一訊號控制器，該訊號控制器電性連接該控制電路及該第二電源模組。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之模組化集線器，其中該下行埠連接端還包括一第四資料傳輸線，該第四資料傳輸線電性連接該訊號控制器。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之模組化集線器，其中該上行埠傳輸線還包括一第五資料傳輸線，且該第五資料傳輸線電性連接該訊號控制器，且該訊號控制器適於讓該上行埠裝置與該下行埠裝置之間進行相互資料傳輸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之模組化集線器，其中該上行埠傳輸線為USB type-C傳輸線，且該上行埠裝置為筆記型電腦。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之模組化集線器，其中該下行埠連接端為USB連接端、HDMI連接端或RJ45連接端，且該下行埠裝置為智慧型手機或顯示螢幕。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之模組化集線器，其中該主體基座及該模組結構以磁吸的方式或具滑軌的插槽方式進行組合。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之模組化集線器，其中該主體基座還包括一鈕扣結構，且該模組結構還包括對應該鈕扣結構的一T型凹洞。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之模組化集線器，還包括一外部組件，該外部組件以卡勾式的組合方法結合該主體基座及該模組結構。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之模組化集線器，其中該模組結構還包括一儲能元件，該儲能元件電性連接於該第二電源模組，其中當該AC連接端電性連接至該交流電源時，該儲能元件處於充電模式；當該AC連接端未電性連接至該交流電源時，該儲能元件處於供電模式。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之模組化集線器，其中該模組結構還包括一顯示螢幕及一數位影像處理模組，該數位影像處理模組電性連結該顯示螢幕、該上行埠傳輸線及該下行埠連接端。
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