專利名稱：通用串行總線接口充電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種充電裝置，特別是一種具有通用串行總線接口輸出裝置以及多個電力類型來源的充電裝置。
背景技術：
自1996年通用串行總線(Universal Serial Bus，下文以USB簡稱)問世后，由于其具有12Mbits/sec的高速、避免接線錯誤的設計、廣泛支持大量外圍設備的擴充能力、低廉的成本以及即插即用(plug-and-play)等功能，儼然成為新一代串行接口的標準。目前的電腦外圍產品中，諸如顯示器、鍵盤、鼠標、搖桿、掃描器以及打印機等，均已有廠商相繼推出支持通用串行總線的產品。
另外，由于USB接口的應用相當廣泛，加上便攜式電腦以及個人電腦的普及，許多便攜式產品也開始提供支持USB接口的功能，例如手機、隨身聽、燈泡、游戲機、個人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant)以及數(shù)碼相機(DigitalStill Camera)等，以此來配合便攜式電腦使用，甚至使用便攜式電腦所提供的電力或者借助其所提供的電力來執(zhí)行充電的操作，導致上述便攜式產品對便攜式電腦以及個人電腦的依賴程度日益提高。
由于電力問題是便攜式產品必須普遍面對的問題，因此上述便攜式產品皆具備接收外界電源的接頭，并利用所接收的電源進行操作或執(zhí)行充電操作。但是，由于過多的外接接頭將造成便攜式產品的尺寸變大以及成本的提高，因此有必要將便攜式產品接收外界電源的接頭與USB接口整合在一起，如圖1所示，便攜式產品10僅通過USB連接線14與電腦主機12耦接即可具有附加的電力來源。
然而，將便攜式產品的外接電源端與USB接口整合在一起會遇到便攜式產品必須與便攜式電腦或者個人電腦搭配使用的問題，無異會造成使用者攜帶上的不便。
發(fā)明內容
鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明的主要目的是提供一種通用串行總線接口充電裝置，適用于具有USB接口的便攜式產品，能夠直接供應電源至此類型的便攜式產品，而無需通過便攜式電腦或者個人電腦，使得便攜式產品能夠在整合輸出入接口的情況下，無需顧慮電力來源的問題。
為達到上述目的，本發(fā)明提出一種通用串行總線接口充電裝置，包括下列元件用以接收外部所供應的交流電源的交流電源插座；用以接收車輛電源輸出端子所供應的外部直流電源的車輛充電插座；用以接收電池所供應的外部直流電源的電池容納座；包括交流對直流電壓轉換電路以及直流電壓轉換電路的電源轉換電路，用以將上述外部電源以及外部直流電源轉換為預定電平直流電源；通用串行總線端子用以輸出上述預定電平直流電源。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下面將參照附圖對一個優(yōu)選實施利進行詳細說明，其中圖1所示為傳統(tǒng)便攜式產品通過USB連接線與電腦主機耦接的示意圖；圖2所示為根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置的結構圖；圖3所示為交流對直流電壓轉換電路的電路圖；圖4所示為直流電壓轉換電路的電路圖；圖5A至圖5D所示為根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置的外觀；圖6A與圖6B所示為根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置的另一外觀圖；圖7A與圖7B所示為根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置的再一外觀圖；圖8所示為根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置的結構圖；圖9所示為根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置的又一外觀圖。
其中，附圖標記說明如下10～便攜式產品
12～主機14～USB連接線20A、20B、20C～電源連接器22～電源轉換電路221～交流對直流電壓轉換電路2210～橋氏整流器222～直流電壓轉換電路24～USB輸出端子26～供電指示裝置CA、CD～電容D～二極管L～電感Q～功率交換元件RL～負載電阻VAC～交流電源VDC～直流電源V0～輸出電壓具體實施方式
參照圖2，圖2所示為根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置的結構圖。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置，包括多個電源連接器20A、20B、20C...、電源轉換電路22以及USB輸出端子24。電源連接器用以接收外界的電源，此處，為了方便地取得電力來源，電源連接器可為交流電源的插頭、車輛充電器接頭或者電池電源供應器。電源轉換電路22的電路結構與電源連接器所接收的電力來源有關，若電源連接器所接收的電源為交流電，則電源轉換電路22為交流對直流電壓轉換電路，用以將所接收的交流電源轉換為符合USB輸出標準的直流電(5V，0.5A)。若電源連接器所接收的電源為直流電源時，則電源轉換電路22為直流電壓轉換電路，用以將所接收的直流電源轉換為符合USB輸出標準的直流電平。再者，若有多個電源連接器分別接收交流電源或直流電源時，則電源連接器分別耦接至交流對直流電壓轉換電路221以及直流電壓轉換電路222以轉換所輸入的電源。
圖3所示為交流對直流電壓轉換電路221的一個例子。如圖所示，電源連接器所接收的交流電源VAC經(jīng)由橋氏整流器2210整流為直流電后，再對電容CA充電，最后在負載電阻RL兩端輸出符合USB輸出標準的直流電(5V、0.5A)。
圖4所示為直流電壓轉換電路222的一個例子。如圖所示，假設此時電容CD已被充電，當功率交換元件Q在導通的狀態(tài)時，電源連接器所接收的直流電源VDC所提供的能量會儲存在電感L上，此時在二極管D陽極的電位會小于輸出電壓V0，故二極管D會被逆向偏壓，因此電容CD所儲存的電荷提供輸出電流至負載RL上。當功率交換元件Q在截止狀態(tài)時，電源連接器所接收的直流電源VDC會繼續(xù)流過電感L，不過此時電感L的電壓極性會反轉，如此使得二極管D順向偏壓，并使得儲存于電感L的能量產生輸出電流，而輸出電流經(jīng)由二極管D流至負載RL上，最后于負載電阻RL兩端輸出符合USB輸出標準的直流電。在此，通過調整功率交換元件Q的輸入波的高低電平脈波寬度比例即可調整所輸出的電壓值。
在此，上述圖3以及圖4所顯示的交流對直流電壓轉換電路221以及直流電壓轉換電路222僅為特定的例子，本領域內的技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對其進行適當?shù)淖冃闻c修飾，這些例子不用以限制本發(fā)明的范圍。
最后，電源轉換電路22所輸出的電壓經(jīng)由通用串行總線端子24與便攜式產品的USB接口連接，即可將產生的電源提供給便攜式產品作為操作或充電之用。在此，通用串行總線端子24的結構可為陽型或陰型，使得根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置具有更廣泛的兼容性。
圖5A至圖5D所示為根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置的外觀圖。如圖5A至圖5D所示，各通用串行總線接口充電裝置的電源連接器皆為接收交流電源的插頭，而附圖標記221所指處設置有交流對直流電壓轉換電路，圖5A與圖5D所示的USB接頭為陰型，而第5B圖與第5C圖所示的USB接頭為陽型。另外，根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置還具有供電指示裝置26，其可以是發(fā)光二極管，用以指示目前通用串行總線接口充電裝置能夠提供電源或正在執(zhí)行充電的操作。
圖6A與圖6B所示為根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置的外觀圖。如圖6A與圖6B所示，各通用串行總線接口充電裝置的電源連接器接收車輛電源輸出端子所提供的直流電源，而附圖標記222所指處設置有直流電源轉換電路，圖6A所示的USB接頭為陽型，而圖6B所示的USB接頭為陰型。另外，根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置，還具有供電指示裝置26，其可以是發(fā)光二極管，用以指示目前通用串行總線接口充電裝置能夠提供電源或正在執(zhí)行充電的操作。
圖7A與圖7B顯示根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置的外觀圖。如圖7A與圖7B所示，各通用串行總線接口充電裝置的電源連接器接收電池容納座內含電池所提供的直流電源，而附圖標記222所指處設置直流電源轉換電路，圖7A所示的USB接頭為陰型，而圖7B所示的USB接頭為陰型。另外，根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置，還具有供電指示裝置26，其可以是發(fā)光二極管，用以指示目前通用串行總線接口充電裝置能夠提供電源或正在執(zhí)行充電的操作。在此以電池電源供應器所提供的直流電源作為充電電源的好處，在于電池較為容易取得。
參照圖8，圖8所示為根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置的結構圖。當接收電源為交流電時，交流對直流電壓轉換電路221將交流電首先轉換為直流電源，而直流電壓轉換電路222將交流對直流電壓轉換電路221所轉換的直流電源或外部所接收的直流電源轉換為符合USB輸出標準的直流電(5V，0.5A)，最后經(jīng)由USB輸出端子輸出。
圖9所示為根據(jù)本發(fā)明實施例所述的通用串行總線接口充電裝置的外觀圖。如圖9所示，通用串行總線接口充電裝置的電源連接器可以是接收交流電源的插頭、接收車輛充電器所提供的直流電源的插頭以及接收電池容納座內含電池所提供的直流電源，使用者可根據(jù)充電現(xiàn)場所具有的電源而選擇所使用的電源連接器，當無法取得交流電源或車輛充電器作為充電電源時，仍可將較容易取得的電池作為充電電源。另外，上述交流電源插頭、車輛充電器插座以及電池容納座可通過插座連接裝置與通用串行總線接口充電裝置連接，使用者可根據(jù)實際需要而選擇性連接交流電源插座，車輛充電器插座與電池容納座中的任一個。
以上公開的是本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但其并非用以限定本發(fā)明的范圍的，本領域內的技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，可以進行適當?shù)淖冃闻c修飾，因此本發(fā)明的保護范圍應當以后附的權利要求范圍所界定的為準。
權利要求
1.一種通用串行總線接口充電裝置，包括多個電源連接器，用以接收外部電源；電源轉換電路，用以轉換上述外部電源為預定電平直流電源；以及通用串行總線端子，用以輸出上述預定電平直流電源。
2.如權利要求1所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述電源連接器為交流電源插座，用以接收外部所供應的交流電源。
3.如權利要求2所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述電源轉換電路包括交流對直流電壓轉換電路，用以將上述交流電源轉換為上述預定電平直流電源。
4.如權利要求1所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述電源連接器為電池容納座，用以接收電池所供應的外部直流電源。
5.如權利要求4所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述電源轉換電路包括直流電壓轉換電路，用以將上述外部直流電源轉換為上述預定電平直流電源。
6.如權利要求1所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述電源連接器為車輛充電器插座，用以接收車輛電源輸出端子所供應的外部直流電源。
7.如權利要求6所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述電源轉換電路包括直流電壓轉換電路，用以將上述外部直流電源轉換為上述預定電平直流電源。
8.如權利要求1所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述預定電平約為5伏特。
9.如權利要求1所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述通用串行總線端子為陰型。
10.如權利要求1所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述通用串行總線端子為陽型。
11.一種通用串行總線接口充電裝置，包括電池容納座，用以接收電池所供應的外部直流電源；電源轉換電路，具有直流電壓轉換電路，用以轉換上述外部直流電源為預定電平直流電源；以及通用串行總線端子，用以輸出上述預定電平直流電源。
12.如權利要求11所述的通用串行總線接口充電裝置，還包括交流電源插座，用以接收外部所供應的交流電源。
13.如權利要求12所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述電源轉換電路還包括交流對直流電壓轉換電路，用以轉換上述外部交流電源為上述預定電平直流電源。
14.一種通用串行總線接口充電裝置，包括交流電源插座，用以接收外部所供應的交流電源；電源轉換電路，其具有交流對直流電壓轉換電路，用以將上述交流電源轉換為預定電平直流電源；以及通用串行總線端子，用以輸出上述預定電平直流電源。
15.一種通用串行總線接口充電裝置，包括交流電源插座，用以接收外部所供應的交流電源；車輛充電插座，用以接收車輛電源輸出端子所供應的外部直流電源；電池容納座，用以接收電池所供應的外部直流電源；電源轉換電路，其包括交流對直流電壓轉換電路以及直流電壓轉換電路，用以將上述外部電源以及外部直流電源轉換為預定電平直流電源；以及通用串行總線端子，用以輸出上述預定電平直流電源。
16.如權利要求15所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，還包括插座連接裝置，用以選擇性地至少連接該交流電源插座、該車輛充電插座與該電池容納座中的任一個。
17.如權利要求15所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述預定電平約為5伏特。
18.如權利要求15所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述通用串行總線端子為陰型。
19.如權利要求15所述的通用串行總線接口充電裝置，其中，上述通用串行總線端子為陽型。
全文摘要
一種通用串行總線接口充電裝置，包括下列元件用以接收外部所供應的交流電源的交流電源插座；用以接收車輛電源輸出端子所供應的外部直流電源的車輛充電器插座；用以接收電池所供應的外部直流電源的電池容納座；包括交流對直流電壓轉換電路以及直流電壓轉換電路的電源轉換電路，其用以將上述外部電源以及外部直流電源轉換為預定電平直流電源；用以輸出上述預定電平直流電源的通用串行總線端子。
文檔編號H02J7/02GK1503427SQ0215223
公開日2004年6月9日 申請日期2002年11月21日 優(yōu)先權日2002年11月21日
發(fā)明者許英豪 申請人:明基電通股份有限公司