通用串行总线接口充电装置 【技术领域】
本发明涉及一种充电装置，特别是一种具有通用串行总线接口输出装置以及多个电力类型来源的充电装置。
背景技术
自1996年通用串行总线(Universal Serial Bus，下文以USB简称)问世后，由于其具有12Mbits/sec的高速、避免接线错误的设计、广泛支持大量外围设备的扩充能力、低廉的成本以及即插即用(plug-and-play)等功能，俨然成为新一代串行接口的标准。目前的电脑外围产品中，诸如显示器、键盘、鼠标、摇杆、扫描器以及打印机等，均已有厂商相继推出支持通用串行总线的产品。
另外，由于USB接口的应用相当广泛，加上便携式电脑以及个人电脑的普及，许多便携式产品也开始提供支持USB接口的功能，例如手机、随身听、灯泡、游戏机、个人数字助理(Personal Digital Assistant)以及数码相机(DigitalStill Camera)等，以此来配合便携式电脑使用，甚至使用便携式电脑所提供的电力或者借助其所提供的电力来执行充电的操作，导致上述便携式产品对便携式电脑以及个人电脑的依赖程度日益提高。
由于电力问题是便携式产品必须普遍面对的问题，因此上述便携式产品皆具备接收外界电源地接头，并利用所接收的电源进行操作或执行充电操作。但是，由于过多的外接接头将造成便携式产品的尺寸变大以及成本的提高，因此有必要将便携式产品接收外界电源的接头与USB接口整合在一起，如图1所示，便携式产品10仅通过USB连接线14与电脑主机12耦接即可具有附加的电力来源。
然而，将便携式产品的外接电源端与USB接口整合在一起会遇到便携式产品必须与便携式电脑或者个人电脑搭配使用的问题，无异会造成使用者携带上的不便。
【发明内容】
鉴于此，为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种通用串行总线接口充电装置，适用于具有USB接口的便携式产品，能够直接供应电源至此类型的便携式产品，而无需通过便携式电脑或者个人电脑，使得便携式产品能够在整合输出入接口的情况下，无需顾虑电力来源的问题。
为达到上述目的，本发明提出一种通用串行总线接口充电装置，包括下列元件：用以接收外部所供应的交流电源的交流电源插座；用以接收车辆电源输出端子所供应的外部直流电源的车辆充电插座；用以接收电池所供应的外部直流电源的电池容纳座；包括交流对直流电压转换电路以及直流电压转换电路的电源转换电路，用以将上述外部电源以及外部直流电源转换为预定电平直流电源；通用串行总线端子用以输出上述预定电平直流电源。
【附图说明】
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下面将参照附图对一个优选实施利进行详细说明，其中：
图1所示为传统便携式产品通过USB连接线与电脑主机耦接的示意图；
图2所示为根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置的结构图；
图3所示为交流对直流电压转换电路的电路图；
图4所示为直流电压转换电路的电路图；
图5A至图5D所示为根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置的外观；
图6A与图6B所示为根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置的另一外观图；
图7A与图7B所示为根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置的再一外观图；
图8所示为根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置的结构图；
图9所示为根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置的又一外观图。
其中，附图标记说明如下：
10～便携式产品
12～主机
14～USB连接线
20A、20B、20C～电源连接器
22～电源转换电路
221～交流对直流电压转换电路
2210～桥氏整流器
222～直流电压转换电路
24～USB输出端子
26～供电指示装置
CA、CD～电容
D～二极管
L～电感
Q～功率交换元件
RL～负载电阻
VAC～交流电源
VDC～直流电源
V0～输出电压
【具体实施方式】
参照图2，图2所示为根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置的结构图。根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置，包括多个电源连接器20A、20B、20C...、电源转换电路22以及USB输出端子24。电源连接器用以接收外界的电源，此处，为了方便地取得电力来源，电源连接器可为交流电源的插头、车辆充电器接头或者电池电源供应器。电源转换电路22的电路结构与电源连接器所接收的电力来源有关，若电源连接器所接收的电源为交流电，则电源转换电路22为交流对直流电压转换电路，用以将所接收的交流电源转换为符合USB输出标准的直流电(5V，0.5A)。若电源连接器所接收的电源为直流电源时，则电源转换电路22为直流电压转换电路，用以将所接收的直流电源转换为符合USB输出标准的直流电平。再者，若有多个电源连接器分别接收交流电源或直流电源时，则电源连接器分别耦接至交流对直流电压转换电路221以及直流电压转换电路222以转换所输入的电源。
图3所示为交流对直流电压转换电路221的一个例子。如图所示，电源连接器所接收的交流电源VAC经由桥氏整流器2210整流为直流电后，再对电容CA充电，最后在负载电阻RL两端输出符合USB输出标准的直流电(5V、0.5A)。
图4所示为直流电压转换电路222的一个例子。如图所示，假设此时电容CD已被充电，当功率交换元件Q在导通的状态时，电源连接器所接收的直流电源VDC所提供的能量会储存在电感L上，此时在二极管D阳极的电位会小于输出电压V0，故二极管D会被逆向偏压，因此电容CD所储存的电荷提供输出电流至负载RL上。当功率交换元件Q在截止状态时，电源连接器所接收的直流电源VDC会继续流过电感L，不过此时电感L的电压极性会反转，如此使得二极管D顺向偏压，并使得储存于电感L的能量产生输出电流，而输出电流经由二极管D流至负载RL上，最后于负载电阻RL两端输出符合USB输出标准的直流电。在此，通过调整功率交换元件Q的输入波的高低电平脉波宽度比例即可调整所输出的电压值。
在此，上述图3以及图4所显示的交流对直流电压转换电路221以及直流电压转换电路222仅为特定的例子，本领域内的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行适当的变形与修饰，这些例子不用以限制本发明的范围。
最后，电源转换电路22所输出的电压经由通用串行总线端子24与便携式产品的USB接口连接，即可将产生的电源提供给便携式产品作为操作或充电之用。在此，通用串行总线端子24的结构可为阳型或阴型，使得根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置具有更广泛的兼容性。
图5A至图5D所示为根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置的外观图。如图5A至图5D所示，各通用串行总线接口充电装置的电源连接器皆为接收交流电源的插头，而附图标记221所指处设置有交流对直流电压转换电路，图5A与图5D所示的USB接头为阴型，而第5B图与第5C图所示的USB接头为阳型。另外，根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置还具有供电指示装置26，其可以是发光二极管，用以指示目前通用串行总线接口充电装置能够提供电源或正在执行充电的操作。
图6A与图6B所示为根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置的外观图。如图6A与图6B所示，各通用串行总线接口充电装置的电源连接器接收车辆电源输出端子所提供的直流电源，而附图标记222所指处设置有直流电源转换电路，图6A所示的USB接头为阳型，而图6B所示的USB接头为阴型。另外，根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置，还具有供电指示装置26，其可以是发光二极管，用以指示目前通用串行总线接口充电装置能够提供电源或正在执行充电的操作。
图7A与图7B显示根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置的外观图。如图7A与图7B所示，各通用串行总线接口充电装置的电源连接器接收电池容纳座内含电池所提供的直流电源，而附图标记222所指处设置直流电源转换电路，图7A所示的USB接头为阴型，而图7B所示的USB接头为阴型。另外，根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置，还具有供电指示装置26，其可以是发光二极管，用以指示目前通用串行总线接口充电装置能够提供电源或正在执行充电的操作。在此以电池电源供应器所提供的直流电源作为充电电源的好处，在于电池较为容易取得。
参照图8，图8所示为根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置的结构图。当接收电源为交流电时，交流对直流电压转换电路221将交流电首先转换为直流电源，而直流电压转换电路222将交流对直流电压转换电路221所转换的直流电源或外部所接收的直流电源转换为符合USB输出标准的直流电(5V，0.5A)，最后经由USB输出端子输出。
图9所示为根据本发明实施例所述的通用串行总线接口充电装置的外观图。如图9所示，通用串行总线接口充电装置的电源连接器可以是接收交流电源的插头、接收车辆充电器所提供的直流电源的插头以及接收电池容纳座内含电池所提供的直流电源，使用者可根据充电现场所具有的电源而选择所使用的电源连接器，当无法取得交流电源或车辆充电器作为充电电源时，仍可将较容易取得的电池作为充电电源。另外，上述交流电源插头、车辆充电器插座以及电池容纳座可通过插座连接装置与通用串行总线接口充电装置连接，使用者可根据实际需要而选择性连接交流电源插座，车辆充电器插座与电池容纳座中的任一个。
以上公开的是本发明的优选实施例，但其并非用以限定本发明的范围的，本领域内的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可以进行适当的变形与修饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求范围所界定的为准。