TWI797756B - 充電裝置及其充電方法 - Google Patents

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Abstract

本案提供一種充電裝置，用以連接一電源以對複數待充電設備進行充電，且這些待充電設備分別具有一預設充電瓦數。此充電裝置包含一電力輸入端、複數電力輸出端、複數充電單元以及一控制器。電力輸入端用以連接電源。複數電力輸出端用以連接複數待充電設備。複數充電單元電性連接複數電力輸出端。控制器電性連接電力輸入端、述複數電力輸出端以及複數充電單元，用以透過電力輸入端取得電源之給電瓦數，透過數電力輸出端取得各個預設充電瓦數，且依據給電瓦數以及各個預設充電瓦數控制複數充電單元。

Description

充電裝置及其充電方法
本發明係關於充電技術，特別是關於一種可對多設備進行充電之充電裝置及其充電方法。
隨著電子產品的普及化，個人擁有之可攜式電子設備（如智慧型手機、平板電腦、相機等）的數量也隨之增加。這些可攜式電子設備都需要進行充電方能運作。
受限於家中的插座數量，使用者往往需要採取輪流的方式對這些可攜式電子設備進行充電。如此，除了導致充電時間增加，使用者在充電過程中還需分心檢視電子設備是否充電完成以更換電子設備進行充電。
本案提供一種充電裝置，用以連接一電源以對複數待充電設備進行充電，且這些待充電設備分別具有一預設充電瓦數。此充電裝置包含一電力輸入端、複數電力輸出端、複數充電單元以及一控制器。電力輸入端用以連接電源。複數電力輸出端用以連接複數待充電設備。複數充電單元分別電性連接複數電力輸出端，用以對複數待充電設備進行充電。控制器電性連接電力輸入端、複數電力輸出端以及複數充電單元，用以透過電力輸入端取得電源之給電瓦數，透過複數電力輸出端取得各個預設充電瓦數，且依據給電瓦數以及各個預設充電瓦數控制複數充電單元。
本案並提供一種充電方法，利用一電源對複數待充電設備進行充電，且這些待充電設備分別具有一預設充電瓦數。此充電方法包含：取得電源之給電瓦數；確認已連接之複數待充電設備，取得各個預設充電瓦數；以及依據給電瓦數以及預設充電瓦數調整對於各個待充電設備之實際充電瓦數。
本案所提供之充電裝置與充電方法可同時對多個待充電設備進行充電，並可有效利用電源的給電瓦數。如此，即可有效地分配充電瓦數給各個待充電設備以縮短充電時間。
下面將結合示意圖對本案的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本案的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本案實施例的目的。
第一圖係本案充電裝置一實施例之方塊示意圖。此充電裝置100係用以連接一電源20以對複數待充電設備32, 34, 36, 38進行充電。圖中之充電裝置100係設計為可連接四個待充電設備32, 34, 36, 38進行充電。這些待充電設備32, 34, 36, 38可以是智慧型手機、平板電腦、相機等可攜式電子裝置。
如圖中所示，此充電裝置100包含一電力輸入端120、複數電力輸出端142, 144, 146, 148、複數充電單元162, 164, 166, 168以及一控制器180。
電力輸入端120係用以可分離地連接電源20。一實施例中，電源20可以是一適配器(adaptor)，用以將市電轉換為充電所需的電能提供至電力輸入端120。電力輸出端142, 144, 146, 148係用以可分離地連接待充電設備32, 34, 36, 38。一實施例中，電力輸出端142, 144, 146, 148可以是一通用序列埠(USB)連接埠，用以連接具有通用序列埠連接器之待充電設備32, 34, 36, 38進行充電。
各個電力輸出端142, 144, 146, 148分別對應一個充電單元162, 164, 166, 168。這些充電單元162, 164, 166, 168係電性連接電力輸入端120取得電能，且分別電性連接相對應之電力輸出端142, 144, 146, 148以對插入電力輸出端之待充電設備32, 34, 36, 38進行充電。一實施例中，在各個充電單元162, 164, 166, 168之前端並連接有一充電器170。此充電器170係電性連接電力輸入端120，用以將電源20所提供的充電瓦數分配給各個充電單元162, 164, 166, 168。
控制器180係電性連接電力輸入端120、各個電力輸出端142, 144, 146, 148以及各個充電單元162, 164, 166, 168。控制器180係透過電力輸入端120與電源20進行溝通取得電源20之給電瓦數，並透過各個電力輸出端142, 144, 146, 148與相對應之待充電設備32, 34, 36, 38進行溝通取得各個待充電設備34, 34, 36, 38之預設充電瓦數。一實施例中，前述預設充電瓦數可以是各個待充電設備32, 34, 36, 38所支援之最高充電瓦數。
控制器180利用給電瓦數以及對應至各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數，依據一預設控制邏輯控制各個充電單元162, 164, 166, 168之運作。關於此預設控制邏輯在後續對應於第二至六圖之段落會有更詳細的說明。
本案之電力輸出端142, 144, 146, 148與充電單元162, 164, 166, 168的數量可視實際需求而定。以本實施例來說，充電裝置100係設置四個電力輸出端142, 144, 146, 148以及分別對應這四個電力輸出端142, 144, 146, 148之四個充電單元162, 164, 166, 168，以支援最多四個待充電設備32, 34, 36, 38。
本實施例中，四個電力輸出端142, 144, 146, 148均連接有對應之待充電設備32, 34, 36, 38。這表示本案之充電裝置100可支援最多四個待充電設備同時連接進行充電。依據實際狀況，所連接之待充電設備32, 34, 36, 38的數量可能少於電力輸出端142, 144, 146, 148的數量，或部分電力輸出端142, 144, 146, 148未連接有待充電設備32, 34, 36, 38。
此時，控制器180可依據來自待充電設備32, 34, 36, 38的回復訊號，確認各個電力輸出端142, 144, 146, 148是否連接待充電設備32, 34, 36, 38，進而依據一預設控制邏輯控制相對應之充電單元162, 164, 166, 168進行運作。舉例來說，在控制器180只接收到對應於電力輸出端142與144之回復訊號時，控制器180即確認只有電力輸出端142與144連接有待充電設備32與34，並控制相對應之充電單元162與164依據一預設控制邏輯對待充電設備32與34進行充電。
第二至六圖係以不同實施例說明第一圖中之控制器180對於充電單元162, 164, 166, 168的預設控制邏輯。
第一實施例中，在電源20的給電瓦數大於或等於各個待充電設備32, 34, 36, 38的預設充電瓦數的加總時，充電裝置100就依據各個待充電設備32, 34, 36, 38的預設充電瓦數控制相對應的充電單元162, 164, 166, 168進行充電。
請一併參照第二圖。如第二圖所示，電源20的給電瓦數是120W。各個待充電設備32, 34, 36, 38的預設充電瓦數分別是30W、15W、10W以及65W，其加總為120W，等於電源20的給電瓦數。在此情況下，電源20即可依據各個待充電設備32, 34, 36, 38的預設充電瓦數，同時對各個待充電設備32, 34, 36, 38進行充電。
第二實施例中，在電源20的給電瓦數小各個待充電設備32, 34, 36, 38的預設充電瓦數的加總時，充電裝置100優先對具有預設充電瓦數之待充電設備32, 34, 36, 38進行充電。
請一併參照第三圖。如第三圖所示，電源20的給電瓦數是120W。各個待充電設備32, 34, 36, 38的預設充電瓦數分別是30W、30W、30W以及65W，其加總為155W。即，電源20的給電瓦數小於各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數之加總。
在此情況下，充電裝置100會優先對這些待充電設備32, 34, 36, 38中具有最高預設充電瓦數之待充電設備38進行充電，以提供充電效率。
一實施例中，在電源20的給電瓦數小於各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數之加總時，充電裝置100會將給電瓦數劃分為一優先充電瓦數以及一剩餘充電瓦數，其中，優先充電瓦數等於這些待充電設備32, 34, 36, 38中之最高預設充電瓦數，用以對具有最高預設充電瓦數之待充電設備38進行充電，剩餘充電瓦數則是均分給具有最高預設充電瓦數之待充電設備38以外之其他待充電設備32, 34, 36，以有效利用電源20的給電瓦數，提升充電效率。
以第三圖的實施例來說，充電裝置100會將電源20的給電瓦數（120W）劃分為優先充電瓦數（65W）以及剩餘充電瓦數（55W）。優先充電瓦數對具有最高預設充電瓦數（65W）之待充電設備38進行充電，剩餘充電瓦數則是均分給其他三個待充電設備32, 34, 36，各個待充電設備分得18.3W。當具有最高預設充電瓦數之待充電設備38快要完成充電時，其消耗瓦數會下降。此時，多出來的瓦數即可分配給其他充電中的待充電設備32, 34, 36，使這些待充電設備32, 34, 36能夠以其預設充電瓦數進行充電。
如前述，本實施例之充電裝置係對於具有最高預設充電瓦數之單一個待充電設備38優先進行充電，不過亦不限於此。其他實施例中，在電源20所提供之給電瓦數足以支援多個待充電設備32, 34, 36, 38同時充電時，亦可利用最高預設充電瓦數以及次高預設充電瓦數之加總估算優先充電瓦數，對於具有最高預設充電瓦數以及次高預設充電瓦數之待充電設備32, 34, 36, 38優先進行充電。
舉例來說，在電源的給電瓦數為120W，最高預設充電瓦數以及次高預設充電瓦數分別為65W與30W時，就會先撥出95W作為優先充電瓦數，剩下的25W作為剩餘充電瓦數均分給剩下的待充電設備。
本實施例係將剩餘充電瓦數均分給其他待充電設備32, 34, 36進行充電。不過亦不限於此。其他實施例中，剩餘充電瓦數亦可以是依據其他待充電設備32, 34, 36之預設充電瓦數進行分配。舉例來說，若是剩餘充電瓦數為55W，三個需要分配剩餘充電瓦數之待充電設備的預設充電瓦數分別是30W、60W以及20W，充電裝置就會將剩餘充電瓦數以15W、30W以及10W分配給這三個待充電設備。
第三實施例中，在充電裝置100接收到對應至這些待充電設備32, 34, 36, 38之其中之一之一優先充電訊號S1，且此優先充電訊號S1對應之待充電設備並非具有最高預設充電瓦數之待充電設備時，充電裝置100會將優先充電訊號S1對應之待充電設備之優先順序提升到具有最高預設充電瓦數之待充電設備之前。
請一併參照第四圖。如第四圖所示，電源20的給電瓦數以及各個待充電設備32, 34, 36, 38的預設充電瓦數均相同於第三圖之實施例。不過，充電裝置100接收到對應至待充電設備34之優先充電訊號S1。待充電設備34並非具有最高預設充電瓦數之待充電設備38，因此，充電裝置100就會將優先充電訊號S1對應之待充電設備34之優先順序提升到具有最高預設充電瓦數之待充電設備38之前，優先對其充電。
一實施例中，充電裝置100可依據優先充電訊號S1所對應之待充電設備34之預設充電瓦數，在電源20的給電瓦數中劃分出優先充電瓦數（30W）提供給待充電設備34進行充電。一實施例中，若是電源20具有足夠的給電瓦數，充電裝置100亦可以利用待充電設備34與38之預設充電瓦數之加總，即30W加上65W，在電源20的給電瓦數中劃分出優先充電瓦數提供給待充電設備34與38進行充電，剩餘充電瓦數再均分給其他待充電設備32與36。圖中之實施例係採後者。
第四實施例中，在電源20的給電瓦數小各個待充電設備32, 34, 36, 38的預設充電瓦數的加總，並且不存在具有最高預設充電瓦數之待充電設備32, 34, 36, 38時，就依據各個待充電設備32, 34, 36, 38之剩餘電量作為分配充電瓦數之判斷依據。
請一併參照第五圖。如第五圖所示，電源20的給電瓦數是120W。各個待充電設備32, 34, 36, 38的預設充電瓦數均為60W，其加總為240W。電源20的給電瓦數小於各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數之加總，且各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數相同。各個待充電設備之剩餘電量分別為20%、30%、40%、60%。前述剩餘電量是以百分比表示，完全充滿即為100%。
一實施例中，充電裝置100會將電源20之給電瓦數劃分為一優先充電瓦數以及一剩餘充電瓦數。優先充電瓦數係用以對具有最低剩餘電量與具有次低剩餘電量之待充電設備32, 34進行充電。剩餘充電瓦數再均分給其他的待充電設備36, 38。
以第五圖的實施例來說，充電裝置100會將電源20的給電瓦數（120W）劃分為優先充電瓦數與剩餘充電瓦數。由於具有最低剩餘電量(20%)與具有次低剩餘電量(30%)之待充電設備32與34之預設充電瓦數的加總為120W，等於電源20的給電瓦數。因此，充電裝置100所能劃分出之剩餘充電瓦數為零。充電裝置100會優先對待充電設備32與34進行充電，而暫不對待充電設備36與38充電。
本實施例係利用具有最低剩餘電量與具有次低剩餘電量之待充電設備32與34之預設充電瓦數之加總估算優先充電瓦數。不過亦不限於此。依據實際狀況，例如電源20之給電瓦數以及各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數之差異，其他實施例中，亦可只利用具有最低剩餘電量之待充電設備32之預設充電瓦數估算優先充電瓦數，或是利用三個或以上較低剩餘電量之待充電設備之預設充電瓦數估算優先充電瓦數。
第五實施例中，在電源20的給電瓦數小各個待充電設備32, 34, 36, 38的預設充電瓦數的加總，不存在具有最高預設充電瓦數之待充電設備32, 34, 36, 38，並且不存在具有最低剩餘電量之待充電設備32, 34, 36, 38時，就依據一預設充電順位進行充電。
請一併參照第六圖。如第六圖所示，電源20的給電瓦數是120W。各個待充電設備32, 34, 36, 38的預設充電瓦數均為60W，其加總為240W。電源20的給電瓦數小於各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數之加總，各個待充電設備32,34,36,38之預設充電瓦數相同，且各個待充電設備32,34,36,38之剩餘電量均為10%。
不同於第五圖之實施例，此實施例中並不存在單一個具有最低剩餘電量之待充電設備。在此情況下，充電裝置100會依據一預設充電順位對這些待充電設備32,34,36,38進行充電。一實施例中，充電裝置100會將電源20之給電瓦數劃分為一優先充電瓦數以及一剩餘充電瓦數。優先充電瓦數係用以對預設充電順位之首二個順位之待充電設備進行充電。剩餘充電瓦數再均分給其他待充電設備。
以第六圖的實施例來說，假設預設充電順位是圖中由上而下的順序。充電裝置100會將預設充電順位之首二個順位之待充電設備32,34之預設充電瓦數加總作為優先充電瓦數。
在第六圖的實施例中，此二個待充電設備32,34之預設充電瓦數之加總為120W，等於電源20的給電瓦數，因此，充電裝置100所能劃分出之剩餘充電瓦數為零。充電裝置100會優先對待充電設備32,34進行充電，而暫不對其他待充電設備36,38充電。當待充電設備32,34快要完成充電時，其消耗瓦數會下降。此時，多出來的瓦數再分配給待充電設備36,38進行充電。
第七圖係本案充電裝置另一實施例之方塊示意圖。相較於第一圖之實施例，本實施例之充電裝置200還具有一控制介面210。此控制介面210可用以接收一對應至特定待充電設備之優先充電訊號S1，以執行對應於前述第四圖所示之充電控制。一實施例中，此控制介面210可包含一觸控螢幕。
第八圖係本案充電方法一實施例之流程圖。此充電方法適用於第一圖所示之充電裝置100，利用一電源20對複數待充電設備32, 34, 36, 38進行充電。此充電方法包含以下步驟。
首先，如步驟S120所述，取得電源20之給電瓦數。隨後，如步驟S140所述，確認已連接之待充電設備32, 34, 36, 38，並取得所連接之各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數。隨後，如步驟S160所述，依據給電瓦數以及各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數調整對於各個待充電設備32, 34, 36, 38之實際充電瓦數。一實施例中，步驟160可依照前述對應於第二至六圖所示之實施例調整對於各個待充電設備32, 34, 36, 38之實際充電瓦數。
第九圖係以流程圖顯示第八圖之步驟S160之一實施例。
如圖中所示，承接步驟S140，在取得電源20之給電瓦數以及所連接之各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數後，如步驟S162所述，判斷電源20的給電瓦數是否小於各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數之加總。若否，前進至步驟S163，依據各個待充電設備32, 34, 36, 38的預設充電瓦數，同時對各個待充電設備32, 34, 36, 38進行充電（即對應於第二圖之實施例）。
在電源20的給電瓦數小於各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數之加總時，此流程前進至步驟S164，依據給電瓦數以及各個待充電設備32, 34, 36, 38之預設充電瓦數，將電源20的給電瓦數劃分為優先充電瓦數以及剩餘充電瓦數。優先充電瓦數係提供給充電順位在前之一個或多個待充電設備。
此優先充電瓦數之計算，舉例來說，可以是以具有最高預設充電瓦數之待充電設備之預設充電瓦數為優先充電瓦數（對應於第三圖之實施例）、可以是利用具有最高預設充電瓦數與次高預設充電瓦數之待充電設備之預設充電瓦數的加總計算優先充電瓦數（對應於第三圖之實施例）、可以是以充電設備接收到之優先充電訊號所對應之待充電設備之預設充電瓦數為優先充電瓦數（對應至第四圖之實施例）、可以是以充電設備接收到之優先充電訊號所對應之待充電設備以及具有最高預設充電瓦數之待充電設備之預設充電瓦數之加總計算優先充電瓦數（對應至第四圖之實施例）、可以是利用具有最低剩餘電量與具有次低剩餘電量之待充電設備之預設充電瓦數的加總計算優先充電瓦數（對應至第五圖之實施例）、也可以是依據一預設充電順位決定之首二個待充電設備之預設充電瓦數之加總計算優先充電瓦數（對應至第六圖之實施例）。
接下來，如步驟S166所述，判斷電源20的給電瓦數扣除優先充電瓦數後是否有大於零的剩餘充電瓦數。若剩餘充電瓦數為零，此流程前進至步驟S167，只對充電順位在前之待充電設備進行充電。若是存在剩餘充電瓦數，此流程前進至步驟S168，對充電順位在前之待充電設備進行充電，並將剩餘充電瓦數均分給其他待充電設備進行充電。
本案所提供之充電裝置100, 200與充電方法可同時對複數待充電設備32, 34, 36, 38進行充電，並可有效利用電源20的給電瓦數。如此，透過本案所提供之充電裝置100, 200與充電方法，即可有效地分配充電瓦數給各個待充電設備32, 34, 36, 38以提升充電效率，縮短充電時間。
上述僅為本案較佳之實施例而已，並不對本案進行任何限制。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本案的技術手段的範圍內，對本案揭露的技術手段和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本案的技術手段的內容，仍屬於本案的保護範圍之內。
100, 200: 充電裝置 120: 電力輸入端 142, 144, 146, 148: 電力輸出端 162, 164, 166, 168: 充電單元 170: 充電器 180: 控制器 210: 控制介面 20: 電源 32, 34, 36, 38: 待充電設備 S1: 優先充電訊號
第一圖係本案充電裝置一實施例之方塊示意圖； 第二至六圖係以不同實施例說明第一圖中之控制器對於充電單元的預設控制邏輯； 第七圖係本案充電裝置另一實施例之方塊示意圖； 第八圖係本案充電方法一實施例之流程圖；以及 第九圖係以流程圖顯示第八圖中步驟S160之一實施例。
100: 充電裝置 120: 電力輸入端 142, 144, 146, 148: 電力輸出端 162, 164, 166, 168: 充電單元 170: 充電器 180: 控制器 20: 電源 32, 34, 36, 38: 待充電設備

Claims (13)

  1. 一種充電裝置，用以連接一電源以對複數待充電設備進行充電，且該些待充電設備分別具有一預設充電瓦數，該充電裝置包含：一電力輸入端，用以連接該電源；複數電力輸出端，用以連接該些待充電設備；複數充電單元，分別電性連接該些電力輸出端，用以對該些待充電設備進行充電；以及一控制器，電性連接該電力輸入端、該些電力輸出端以及該些充電單元，用以透過該電力輸入端取得該電源之一給電瓦數，透過該些電力輸出端取得各該預設充電瓦數，且依據該給電瓦數以及各該預設充電瓦數而控制該些充電單元；其中，在各該待充電設備之該預設充電瓦數相同時，依據各該待充電設備之剩餘電量調整對於各該待充電設備之實際充電瓦數。
  2. 如請求項1所述之充電裝置，其中，該電源係一適配器(adaptor)。
  3. 如請求項1所述之充電裝置，其中，該電力輸出端係一通用序列埠(USB)連接埠。
  4. 如請求項1所述之充電裝置，其中，在該給電瓦數小於該些預設充電瓦數之加總時，優先對具有最高預設充電瓦數之該待充電設備進行充電。
  5. 如請求項4所述之充電裝置，其中，在該給電瓦數小於該些預設充電瓦數之加總時，將該給電 瓦數劃分為一優先充電瓦數以及一剩餘充電瓦數，且該優先充電瓦數係用以對具有最高預設充電瓦數之該待充電設備進行充電。
  6. 如請求項5所述之充電裝置，其中，該優先充電瓦數等於該最高預設充電瓦數。
  7. 如請求項6所述之充電裝置，其中，該剩餘充電瓦數係均分給具有最高預設充電瓦數之該待充電設備以外之其他該些待充電設備。
  8. 如請求項1所述之充電裝置，其中，在各該待充電設備之該預設充電瓦數相同時，將該給電瓦數劃分為一優先充電瓦數以及一剩餘充電瓦數，且該優先充電瓦數係用以對具有最低剩餘電量與具有次低剩餘電量之該些待充電設備進行充電。
  9. 如請求項1所述之充電裝置，其中，在各該待充電設備之該預設充電瓦數相同且剩餘電量相同時，依據一預設充電順位進行充電。
  10. 如請求項9所述之充電裝置，其中，在各該待充電設備之該預設充電瓦數相同且該剩餘電量相同時，將該給電瓦數劃分為一優先充電瓦數以及一剩餘充電瓦數，且該優先充電瓦數係用以對該預設充電順位之首二個順位之該些待充電設備進行充電。
  11. 如請求項1所述之充電裝置，更包括一控制介面，用以接收一優先充電訊號，且該優先充電訊號係對應至該些待充電設備之其中之一。
  12. 如請求項11所述之充電裝置，其中，在 接收到該優先充電訊號時，優先對該優先充電訊號對應之該待充電設備進行充電。
  13. 一種充電方法，利用一電源對複數待充電設備進行充電，且該些待充電設備分別具有一預設充電瓦數，該充電方法包含：取得該電源之一給電瓦數；確認已連接之該些待充電設備，並取得各該預設充電瓦數；以及依據該給電瓦數以及各該預設充電瓦數調整對於各該待充電設備之一實際充電瓦數；其中，在各該待充電設備之該預設充電瓦數相同時，依據各該待充電設備之剩餘電量調整對於各該待充電設備之實際充電瓦數。
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