TW201532349A - 直流電源連接器及其電源連接方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種直流電源連接器，直流電源連接器由電源插頭接收直流電源並傳送至電子裝置。直流電源連接器包含絕緣本體以及插座。插座與電源插頭可插拔地連接，並設置於絕緣本體上，插座包含第一端子、第二端子以及導電彈片。第一端子及第二端子與電源插頭接觸，進而接收直流電源。導電彈片設置於絕緣本體外且於電源插頭***插座之路徑上，隨著電源插頭***插座的行程不同，導電彈片具有不同的彎曲程度，當電源插頭***插座不超過第一行程時，導電彈片接觸第一端子及第二端子。

Description

直流電源連接器及其電源連接方法

本發明是有關於一種電源連接器，且特別是有關於一種直流電源連接器及其電源連接方法。

電子裝置的基本運作通常需要穩定的電源供應，而一般的電子裝置往往需要外接變壓器來轉換電力公司輸送的交流電源，藉以獲得直流電源以供運作，電子裝置通常是藉由直流電源連接器(direct-current power jack)接收轉換後的直流電源。

一般而言，市售電子裝置的使用手冊上會要求先***變壓器提供之電源插頭至電子裝置，後將變壓器連接至市電，其目的是防止已具電源之電源插頭直接***電子裝置，進而避免湧浪電流(inrush current)的產生，而瞬間大量的湧浪電流將使電子裝置的內部零件遭到破壞。

然而，使用者急於一時的情況下，常常忘記上述步驟，將具電源之電源插頭直接***電子裝置，進而造成電子裝置無法正常運作。傳統的解決作法，電子裝置會內建 緩開機電路(soft start circuit)，藉以降低湧浪電流的流量，但額外添加的電路依舊造成硬體成本的增加。

綜合上述，迄今為止未解決的需求存在於本技術領域中，以解決前述缺陷與不足。

因此，本發明提供一種關於直流電源連接器，藉以降低湧量電流並減少硬體成本。

本發明之一態樣係關於一種直流電源連接器，直流電源連接器由電源插頭接收直流電源並傳送至電子裝置。直流電源連接器包含絕緣本體以及插座。插座與電源插頭可插拔地連接，並設置於絕緣本體上，插座包含第一端子、第二端子以及導電彈片。第一端子及第二端子與電源插頭接觸，進而接收直流電源。導電彈片設置於絕緣本體外且於電源插頭***插座之路徑上，隨著電源插頭***插座的行程不同，導電彈片具有不同的彎曲程度，當電源插頭***插座不超過第一行程時，導電彈片接觸第一端子及第二端子。

在一實施例中，當電源插頭***插座超過第一行程時，導電彈片不接觸第一端子或第二端子。

在另一實施例中，第一端子為圓柱型端子，圓柱型端子之表面用以接觸電源插頭之第一端。

在次一實施例中，第二端子為墊片型端子，墊片型端子之表面用以接觸電源插頭之第二端。

在又一實施例中，電源插頭為同心桶型插頭，同心桶型插頭包含內側表面以及外側表面，內側表面為電源插頭之第一端，外側表面為電源插頭之第二端。

在一實施例中，當電源插頭***插座未超過第一行程，且第一端子接觸電源插頭之第一端以及第二端子接觸電源插頭之第二端時，導電彈片接觸第一端子以及第二端子，使得第一端子、第二端子、電源插頭之第一端、第二端具相同之電位。

在另一實施例中，當電源插頭***插座超過第一行程，且第一端子接觸電源插頭之第一端以及第二端子接觸電源插頭之第二端時，導電彈片不接觸第一端子或第二端子，使得第一端子與第一端具相同之第一電位，第二端子與第二端具相同之第二電位。

在次一實施例中，當電源插頭***插座超過第一行程，且第一端子接觸電源插頭之第一端以及第二端子接觸電源插頭之第二端時，第一電位與第二電位之電位差將由0伏特上升至直流電源之電壓。

本發明之另一態樣係關於一種直流電源連接方法。直流電源連接方法應用於本發明所述態樣之電源連接器，直流電源連接方法包含下列步驟：當電源插頭***插座不超過第一行程時，且第一端子及第二端子接觸電源插頭時，藉由導電彈片接觸第一端子及第二端子，使得第一端子和第二端子具相同之電位，並使得電源插頭不輸出直流電源。

在一實施例中，當電源插頭***插座超過第一行程時，且第一端子及第二端子接觸電源插頭時，斷開導電彈片與第一端子或第二端子的接觸，使得電源插頭提供直流電源。

為讓本揭示內容能更明顯易懂，所附符號之說明如 下：

100‧‧‧電子系統

102‧‧‧電子裝置

104‧‧‧變壓器

106‧‧‧交流電源

108‧‧‧影像擷取裝置

110‧‧‧電源插頭

200‧‧‧絕緣底座

202‧‧‧正極端

204‧‧‧負極端

210‧‧‧絕緣本體

212‧‧‧插座

214‧‧‧正極端子

216‧‧‧負極端子

218‧‧‧導電彈片

220‧‧‧正極輸出端

222‧‧‧負極輸出端

t1、t2‧‧‧時間

為讓本案能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示本發明一實施例之電子系統的示意圖；第2A圖係繪示本發明一實施例之電源插頭的剖面圖；第2B圖係繪示本發明一實施例之直流電源連接器的剖面圖；第3圖係繪示本發明一實施例之電源插頭與直流電源連接器未完整接合之示意圖；第4圖係繪示本發明一實施例之電源插頭與直流電源連接器接合之示意圖；第5A圖係繪示連接傳統直流電源連接器之電源插頭的電壓時序圖；以及第5B圖係繪示連接本發明一實施例之電源連接器的電源插頭的電壓時序圖。

本發明將在本說明書中利用隨附圖示的參考更充分地陳述，其中隨附圖示繪有本發明的實施方式。然而本發明以許多不同形式實現而不應受限於本說明書陳述之實 施方式。這些實施方式的提出令本說明書詳盡且完整，而將充分表達本發明範圍予本發明所屬技術領域之通常知識者。本文中相同的參考編號意指相同的元件。

參照第1圖，第1圖係繪示本發明一實施例之電子系統100示意圖，電子系統100包含電子裝置102、變壓器104、交流電源106及電源插頭108。電子裝置102包含直流電源連接器110。變壓器104接收交流電源106，轉換成直流電流(未繪示)，並經由電源插頭108傳送至電子裝置102之直流電源連接器110，因而電子裝置102可使用直流電源連接器110所轉換或傳遞的電源做為電力供應，而電源插頭108可視為變壓器104之輸出端。

為進一步說明電源插頭108及直流電源連接器110的細部結構，一併參照第2A及2B圖，第2A圖係繪示本發明一實施例之電源插頭108的剖面圖，如第2A圖所示，電源插頭108包含絕緣底座200、正極端202以及負極端204(虛線相連代表耦接)。正極端202及負極端204配置在絕緣底座200上，並用以接收變壓器106轉換後之直流電源併傳輸至直流電源連接器108，其中正極端202位於內側，負極端204位於外側

值得一提的是，當變壓器106之輸出端，即電源插頭108的正極端202及負極端204短路時且由於電源安規之要求，變壓器106將輸出0伏特的電壓至電源插頭108以防止變壓器燒毀。

第2B圖係繪示本發明一實施例之直流電源連接器 110的剖面圖，如第2B圖所示，直流電源連接器110包含絕緣本體210及插座212。插座212配置在絕緣本體210上，且包含正極端子214、負極端子216、導電彈片218、正極輸出端220及負極輸出端222。

正極端子214固定於絕緣本體210上，用以接觸電源插頭108之正極端202，並電性連接正極輸出端220。負極端子216固定於絕緣本體210上，用以接觸電源插頭108之負極端204，並電性連接負極輸出端220。正極端子214及負極端子216用以接收電源插頭108提供之直流電源，並由正極輸出端220以及負極輸出端222輸出直流電源至電子裝置之內部電路(未繪示)。

導電彈片218具導電性及彈性，並設置於絕緣本體210外且於電源插頭108***插座212之路徑上。導電彈片218之一端(於第2B圖之例子中為導電彈片218的下方端點)固定於負極端子216上。導電彈片218之另一端(於第2B圖之例子中為導電彈片218的上方端點)可隨導電彈片218本身的彈性延展而改變位置。

於一般情況下，導電彈片218接觸正極端子214及負極端子216，使得正極端子214及負極端子216等電位。此外，當電源插頭108***插座212時，隨著電源插頭108***行程的不同，導電彈片218具有不同的彎曲程度。當導電彈片218之彎曲程度夠大時，導電彈片218將彈開使正極端子214及負極端子216不再耦接，進而使正極端子214及負極端子216分別具獨立的電位。

在一些實施例中，導電彈片218和負極端子216可為同一導電材質。

為進一步說明導電彈片218彈開造成湧浪電流大幅減小之原因，請一併參閱第3圖至第5B圖。第3圖係繪示本發明一實施例之電源插頭108與直流電源連接器110未完整接合之示意圖，第4圖係繪示本發明一實施例之電源插頭108與直流電源連接器110接合之示意圖。本實施例之電源插頭108的供電電壓為12伏特(volts)。

在一些實施例中，電源插頭的供電電壓不限於12伏特。

如第3圖所示，當具12伏特之電源插頭108***插座212，且電源插頭108之正極端202及負極端204分別接觸插座212之正極端子214及負極端子216時，因導電彈片218接觸正極端子214及負極端子216，又因上述變壓器104之安規要求(即變壓器104輸出0伏特的電壓)，正極端202、負極端204、正極端子214及負極端子216將具相同之電位。於一般情況下，插座212的負極端子216電性接地或具0伏特，故上述相同之電位為0伏特。

因此，當電源插頭108剛接觸插座212之正極端子214以及負極端子216時，電源插頭108之輸出電壓從12伏特瞬間降至0伏特，使得插座212之正極端子214及負極端子216的壓差不會瞬間攀升至12伏特，進而造成具破壞性的湧浪電流。

如第4圖所示，當電源插頭108進一步***插座 110時，因***行程的不同，導電彈片218的彎曲程度亦不相同，因此，導電彈片218將彈開使得插座212之正極端子214及負極端子216具有獨立的電位，此時，電壓器104之輸出端，即電源插頭108之正極端202及負極端204將於第一時間期間內上升至12伏特，進而降低湧浪電流。

為更進一步說明電源插頭108之電壓變化，參照第5A圖及第5B圖，第5A圖係繪示連接傳統電源連接器之電源插頭的電壓時序圖，如第5A圖所示，當電源插頭以等速***傳統電源連接器之插座時，電源插頭之正極端及電源插頭之負極端均保持12伏特的壓差，因此當電源插頭接觸傳統電源連接器之插座時(即時間點t1)，更進一步來說，當電源插頭之正極端及負極端分別且同時接觸插座之正極端子及負極端子時，電源插頭將產生大量的湧浪電流進入傳統電源連接器中，進而進入電子裝置中。其中，上述大量的湧浪電流將有非常大的可能性造成電子裝置的燒毀。

相對來說，第5B圖係繪示連接本發明一實施例之直流電源連接器110的電源插頭108的電壓時序圖。如第5B圖所示，電源插頭108以等速***本發明之直流電源連接器110的插座212，當電源插頭108接觸電源連接器110之插座212時(即時間點t1)，更進一步來說，當電源插頭之正極端202及負極端204分別且同時接觸插座212之正極端子214及負極端子216時，由於導電彈片218的設置及電源安規之要求(即變壓器104將輸出0伏特之電壓)，插座212之正極端子214以及負極端子216將具相同電位， 使得電源插頭的正極端202及負極端204亦具相同電位。直到時間點t2，當電源插頭110斷開導電彈片218與正極端子214的接觸時，正極端202及負極端204不再是相同電位，並基於電源安規之要求，變壓器104將使正極端202及負極端204的壓差於一特定時間內上升至變壓器104所提供之電源電壓，因此，本發明之電源連接器將有效地緩開機(soft start)以降低電源插頭湧浪電流。

在上述所有實施例中，導電彈片可為圓弧型、長形、三角形、半圓形或其他形狀。

在上述所有實施例中，電子裝置102可為多媒體裝置、網路裝置、家電裝置、行動裝置或電腦裝置等相關電子裝置。

綜上所述，本發明之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值，本發明提供直流電源連接器及其方法，可有效地降低湧浪電流的產生、降低製作成本且讓使用者在操作上能更為便利。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧直流電源連接器

210‧‧‧絕緣本體

212‧‧‧插座

214‧‧‧正極端子

216‧‧‧負極端子

218‧‧‧導電彈片

220‧‧‧正極輸出端

222‧‧‧負極輸出端

Claims (10)

1. 一種直流電源連接器，用以由一電源插頭接收一直流電源並傳送至一電子裝置，該直流電源連接器包含：一絕緣本體；以及一插座，用以與該電源插頭可插拔地連接，設置於該絕緣本體上，該插座包含：一第一端子；一第二端子，其中該第一端子及該第二端子用以與該電源插頭接觸，進而接收該直流電源；以及一導電彈片，設置於該絕緣本體外且於該電源插頭***該插座之路徑上，其中，隨著該電源插頭***該插座的行程不同，該導電彈片具有不同的彎曲程度，當該電源插頭***該插座不超過一第一行程時，該導電彈片接觸該第一端子及該第二端子。
2. 如申請專利範圍第1項所述之直流電源連接器，其中當該電源插頭***該插座超過該第一行程時，該導電彈片不接觸該第一端子或該第二端子。
3. 如申請專利範圍第1項所述之直流電源連接器，其中該第一端子為一圓柱型端子，該圓柱型端子之一表面用以接觸該電源插頭之一第一端。
4. 如申請專利範圍第3項所述之直流電源連接器， 其中該第二端子為一墊片型端子，該墊片型端子之一表面用以接觸該電源插頭之一第二端。
5. 如申請專利範圍第1至4項任一項所述之直流電源連接器，其中該電源插頭為一同心桶型插頭，該同心桶型插頭包含一內側表面以及一外側表面，該內側表面為該電源插頭之該第一端，該外側表面為該電源插頭之該第二端。
6. 如申請專利範圍第1項所述之直流電源連接器，其中當該電源插頭***該插座未超過該第一行程，且該第一端子接觸該電源插頭之一第一端以及該第二端子接觸該電源插頭之一第二端時，該導電彈片接觸該第一端子以及該第二端子，使得該第一端子、該第二端子、該電源插頭之該第一端、該第二端具相同之電位。
7. 如申請專利範圍第1項所述之直流電源連接器，其中當該電源插頭***該插座超過該第一行程，且該第一端子接觸該電源插頭之一第一端以及該第二端子接觸該電源插頭之一第二端時，該導電彈片不接觸該第一端子或該第二端子，使得該第一端子與該第一端具相同之一第一電位，該第二端子與該第二端具相同之一第二電位。
8. 如申請專利範圍第7項所述之直流電源連接器， 其中當該電源插頭***該插座超過該第一行程，且該第一端子接觸該電源插頭之一第一端以及該第二端子接觸該電源插頭之一第二端時，該第一電位與該第二電位之電位差將由0伏特上升至該直流電源之電壓。
9. 一種直流電源連接方法，應用於如請求項第1項之該直流電源連接器，該直流電源連接方法包含：當該電源插頭***該插座不超過一第一行程時，且該第一端子及該第二端子接觸該電源插頭時，藉由該導電彈片接觸該第一端子及該第二端子，使得該第一端子和該第二端子具相同之電位，並使得該電源插頭不輸出該直流電源。
10. 如申請專利範圍第9項所述之直流電源連接方法，其中，當該電源插頭***該插座超過該第一行程時，且該第一端子及該第二端子接觸該電源插頭時，斷開該導電彈片與該第一端子或該第二端子的接觸，使得該電源插頭提供該直流電源。