TWM535829U - 電源供應裝置 - Google Patents

Description

電源供應裝置

本新型有關於一種電源供電裝置，特別是一種具有省電功能的電源供應裝置。

隨著科技的進步，通用序列匯流排(Universal Serial Bus, USB)介面是普遍應用在電腦、通訊、與消費性產品的一種通訊和充電的標準界面。尤其是，在目前各式攜帶型裝置的被大量使用的情況下，它的標準介面信號、接頭結構形式，更是普遍的被各種攜帶型裝置所使用。

一般來說，具有USB介面的電子裝置，例如行動電源等，會常態地輸出例如5V電壓來支援熱插拔(Hot Plug)的功能，以便與外部電子裝置連接時，外部電子裝置即可使用或充電。然而，不論具有USB介面的電子裝置是否與外部電子裝置連接，具有USB介面的電子裝置仍會輸出5V電壓，如此將會造成電力的浪費。因此，前述的電子裝置仍有改善的空間。

有鑑於此，本新型提供一種電源供電裝置，藉以有效地減少電力浪費的情況，以增加電源供電裝置的使用時間。

本新型提供一種電源供應裝置，包括電源單元、電壓轉換單元、連接單元、電流檢測單元與控制單元。電源單元產生電源電壓；電壓轉換單元耦接電源單元，接收電源電壓與控制信號，並依據控制信號，將電源電壓轉換成工作電壓，以輸出工作電壓或關閉電壓轉換單元。連接單元耦接電壓轉換單元且適於耦接外部電子裝置，以接收並輸出工作電壓。電流檢測單元耦接於電壓轉換單元與連接單元之間，測量電壓轉換單元與連接單元之間的電流，以產生電流檢測信號。控制單元耦接電流檢測單元與電壓轉換單元，接收電流檢測信號，以產生控制信號。

在一實施例中，前述控制單元包括轉換單元、比較單元與控制信號產生單元。轉換單元耦接電流檢測單元，接收電流檢測信號，並將電流檢測信號轉換成檢測電壓值。比較單元耦接轉換單元，接收並比較檢測電壓值與預設電壓值，以產生比較信號。控制信號產生單元耦接比較單元，接收比較信號，以產生控制信號。

在一實施例中，前述控制單元為微控制器或微處理器。

在一實施例中，前述電源單元為電池組或電源供應器。

在一實施例中，前述電壓轉換單元為直流對直流轉換器。

在一實施例中，前述電源供應裝置更包括穩壓單元。穩壓單元耦接電流檢測單元與連接單元之間，以穩定工作電壓。

在一實施例中，前述穩壓單元為電容。

在一實施例中，前述連接單元為通用序列匯流排連接器。

本實施例所提供之電源供應裝置，藉由電流檢測單元所產生的電流檢測信號作為檢測連接單元與外部電子裝置是否耦接的依據。接著，控制單元依據電流檢測信號，產生對應的控制信號，以控制電壓轉換單元是否將電源單元的電源電壓轉換成工作電壓並輸出。如此一來，可有效地減少電力浪費的情況，以增加電源供電裝置的使用時間。

以上之關於本創作內容之說明及以下之實施方式之說明用以示範與解釋本創作之精神與原理，並且提供本創作之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本創作之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本創作之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本創作相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本創作之觀點，但非以任何觀點限制本創作之範疇。

如在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。如在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的“包含”為一開放式用語，故應解釋成“包含但不限定於”。“大致”是指在可接收的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性耦接於所述第二裝置，或通過其他裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書後續描述為實施本申請的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的，並非用以限定本申請的範圍。本申請的保護範圍當視所附申請專利範圍所界定者為准。

還需要說明的是，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、商品或者系統不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、商品或者系統所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、商品或者系統中還存在另外的相同要素。

以下所列舉的各實施例中，將以相同的標號代表相同或相似的元件或構件。

圖1為本創作之實施例所揭露之電源供應裝置的示意圖。本實施例之電源供應裝置100。電源供應裝置100包括電源單元110、電壓轉換單元120、連接單元130、電流檢測單元140與控制單元150。

電源單元110用以產生電源電壓。在本實施例中，電源單元110例如為電池組或電源供應器，且電源電壓的大小可依使用者視其需求自行調整。

電壓轉換單元120耦接電源單元110，接收電源電壓與控制信號，並依據控制信號，將電源電壓轉換成工作電壓，以輸出工作電壓或關閉電壓轉換單元120。也就是說，當電壓轉換單元120接收到例如高邏輯準位的控制信號時，電源轉換單元120會開始運作，亦即電源轉換單元120會將電源電壓轉換成工作電壓，以輸出工作電壓。當電壓轉換單元120接收到例如低邏輯準位的控制信號時，電壓轉換單元120不會運作，亦即電壓轉換單元120不會將電源電壓轉換成工作電壓。在本實施例中，電壓轉換單元120為直流對直流轉換器(DC/DC converter)。另外，工作電壓例如5V。

連接單元130耦接電壓轉換單元120且適於耦接外部電子裝置190，以接收並輸出工作電壓。也就是說，當連接單元130確實與外部電子裝置190耦接時，電壓轉換單元120所輸出的工作電壓會透過連接單元130輸出給外部電子裝置190，以供外部電子裝置190使用或充電。在本實施例中，外部電子裝置190例如為手機、平板電腦等電子裝置。另外，連接單元130例如為通用序列匯流排(Universal Serial Bus, USB)連接器。

電流檢測單元140耦接於電壓轉換單元120與連接單元130之間，測量電壓轉換單元120與連接單元130之間的電流，以產生電流檢測信號。其中，電流檢測信號可以具體反應出電壓轉換單元120與連接單元130之間的電流的狀態。也就是說，當連接單元130與外部電子裝置190耦接時，電壓轉換單元120與連接單元130之間會產生電流，則電流檢測單元140會根據此電流，而產生具有對應此電流之電流值的電流檢測信號。當連接單元130未與外部電子裝置190耦接時，電壓轉換單元120與連接單元130之間不會產生電流，電流檢測單元140產生例如電流值”0”的電流檢測信號。

控制單元150耦接電流檢測單元140與電壓轉換單元120，接收電流檢測信號，以產生控制信號。也就是說，當控制單元150接收到具有電流值的電流檢測信號時，表示連接單元130與外部電子裝置190耦接，控制單元150會產生例如高邏輯準位的控制信號，以控制電壓轉換單元120將電源電壓轉換成工作電壓，並輸出作電壓號給外部電子裝置190。當控制單元150接收到電流值”0”的電流檢測信號時，表示連接單元130未與外部電子裝置190耦接，控制單元150會產生例如低邏輯準位的控制信號，以控制電壓轉換單元120不會將電源電壓轉換成工作電壓，也不會輸出工作電壓。在本實施例中，控制單元150接收電流檢測單元140所測得的電流值，除了產生上述用以控制電壓轉換單元120的控制訊號，還可以做為其他控制應用，例如包括可應用於計算外部電子裝置190的功耗或進而計算此電源供應器100的輸出電量，或進行電流監控保護措施。

進一步來說，當控制單元150產生例如低邏輯準位的控制信號後，控制單元150例如會隔一預設時間，產生例如高邏輯準位的控制信號給電壓轉換單元120，以控制電壓轉換單元120將電源電壓轉換成工作電壓。接著，電流檢測單元140會產生電流檢測信號給控制單元。當檢測出電流檢測信號具有電流值時，表示連接單元130與外部電子裝置190耦接，則控制單元150會持續產生例如高邏輯準位的控制信號給電壓轉換單元120，使電壓轉換單元120持續輸出工作電壓，以供外部電子裝置190使用。

另外，當檢測出電流檢測信號為電流值”0”時，表示連接單元130未耦接外部電子裝置190，則控制單元150會產生低邏輯準位的控制信號給電壓轉換單元120，使電壓轉換單元120停止輸出工作電壓。之後，控制單元150會再隔一預設時間，產生高邏輯準位的控制信號給電壓轉換單元120，以作為檢測連接裝置130與外部電子裝置190是否耦接的依據。若是檢測出電流檢測信號為電流值”0”時，則持續重複上述過程，直到檢測到連接裝置130與外部電子裝置190耦接，以持續控制電壓轉換單元120輸出工作電壓為止。

也就是說，若是連接單元130未與外部電子裝置190耦接，電壓轉換單元120不會持續輸出工作電壓。並且，控制單元150會每隔一預設時間，產生高邏輯準位的控制信號，以控制電壓轉換單元120輸出工作電壓，進而檢測連接裝置130與外部電子裝置190是否耦接。如此一來，本實施例可有效地減少電力浪費的情況，以增加電源供電裝置100的使用時間。

在本實施例中，前述預設時間例如可為1ms、2ms等，但不用以限制本創作，使用者可視其需求自行調整預設時間的大小。另外，在一實施例中，控制單元150例如為微控制器或微處理器。在另一實施例中，控制單元150可包括轉換單元210、比較單元220與控制信號產生單元230，如圖2所示。

圖2為本創作之實施例所揭露之控制單元的詳細示意圖。轉換單元210耦接電流檢測單元140，接收電流檢測信號，並將電流檢測信號轉換成檢測電壓值。也就是說，轉換單元210例如為電流電壓轉換器，以將電流檢測信號中的電流值轉換成檢測電壓值。

比較單元220耦接轉換單元210，接收檢測電壓值與預設電壓值，並比較檢測電壓值與預設電壓值，以產生比較信號。當檢測電壓值大於預設電壓值時，比較單元220產生例如高邏輯準位的比較信號。當檢測電壓值小於預設電壓值時，比較單元220產生例如低邏輯準位的比較信號。

控制信號產生單元230耦接比較單元220，接收比較信號而據以產生控制信號。也就是說，當比較信號為高邏輯準位時，控制信號產生單元230產生例如高邏輯準位的控制信號，表示連接單元130與外部電子裝置190耦接。當比較信號為低邏輯準位時，控制信號產生單元230產生例如低邏輯準位的控制信號。

進一步來說，在控制信號產生單元230產生低邏輯準位的控制信號之後，控制信號產生單元230會每隔一預設時間，產生例如高邏輯準位的控制信號給電壓轉換單元120，以作為檢測連接單元130與外部電子裝置190是否耦接的依據。

另外，本實施例之電源供應裝置100還包括穩壓單元160。穩壓單元160耦接電流檢測單元140與連接單元130之間，以穩定工作電壓，進而達到穩壓的作用。在本實施例中，穩壓單元160例如為電容。

本實施例所提供之電源供應裝置，藉由電流檢測單元所產生的電流檢測信號作為檢測連接單元與外部電子裝置是否耦接的依據。接著，控制單元依據電流檢測信號，產生對應的控制信號，以控制電壓轉換單元是否將電源單元的電源電壓轉換成工作電壓並輸出。另外，當檢測出連接單元未與外部電子裝置耦接時，控制單元還會每隔一預設時間，產生對應的控制信號給電壓轉換單元，使得電壓轉換單元輸出工作電壓來檢測連接單元與外部電子裝置是否耦接，以決定是否讓電壓轉換單元持續輸出工作電壓。如此一來，可有效地減少電力浪費的情況，以增加電源供電裝置的使用時間。

雖然本創作以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作。在不脫離本創作之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本創作之專利保護範圍。關於本創作所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

100‧‧‧電源供應裝置
110‧‧‧電源單元
120‧‧‧電壓轉換單元
130‧‧‧連接單元
140‧‧‧電流檢測單元
150‧‧‧控制單元
160‧‧‧穩壓單元
190‧‧‧外部電子裝置
210‧‧‧轉換單元
220‧‧‧比較單元
230‧‧‧控制信號產生單元

圖1為本創作之實施例所揭露之電源供應裝置的示意圖。 圖2為本創作之實施例所揭露之控制單元的電路示意圖。

100‧‧‧電源供應裝置

110‧‧‧電源單元

120‧‧‧電壓轉換單元

130‧‧‧連接單元

140‧‧‧電流檢測單元

150‧‧‧控制單元

160‧‧‧穩壓單元

190‧‧‧外部電子裝置

Claims (8)

1. 一種電源供應裝置，包括： 一電源單元，產生一電源電壓； 一電壓轉換單元，耦接該電源單元，接收該電源電壓與一控制信號，並依據該控制信號，將該電源電壓轉換成一工作電壓，以輸出該工作電壓，或關閉該電壓轉換單元； 一連接單元，耦接該電壓轉換單元且適於耦接一外部電子裝置，以接收並輸出該工作電壓； 一電流檢測單元，耦接於該電壓轉換單元與該連接單元之間，測量該電壓轉換單元與該連接單元之間的一電流，以產生一電流檢測信號；以及 一控制單元，耦接該電流檢測單元與該電壓轉換單元，接收該電流檢測信號，以產生該控制信號。
2. 如請求項1所述之電源供應裝置，其中該控制單元包括： 一轉換單元，耦接該電流檢測單元，接收該電流檢測信號，並將該電流檢測信號轉換成一檢測電壓值； 一比較單元，耦接該轉換單元，接收並比較該檢測電壓值與一預設電壓值，以產生一比較信號；以及 一控制信號產生單元，耦接該比較單元，接收該比較信號，以產生該控制信號。
3. 如請求項1所述之電源供應裝置，其中該控制單元為一微控制器或一微處理器。
4. 如請求項1所述之電源供應裝置，其中該電源單元為一電池組或一電源供應器。
5. 如請求項1所述之電源供應裝置，其中該電壓轉換單元為一直流對直流轉換器。
6. 如請求項1所述之電源供應裝置，更包括： 一穩壓單元，耦接該電流檢測單元與該連接單元之間，以穩定該工作電壓。
7. 如請求項6所述之電源供應裝置，其中該穩壓單元為一電容。
8. 如請求項1所述之電源供應裝置，其中該連接單元為一通用序列匯流排連接器。