TWI673948B - 電源轉換系統 - Google Patents

Abstract

本案係揭露一種電源轉換系統，包含傳輸模組、電源轉換器及無線充電模組，傳輸模組之纜線之第一端係與第一負載電連接，電源轉換器係與交流電源電連接，且與纜線之第二端電連接，用以在與交流電源電連接時，接收並轉換交流電能為直流電能，以經由纜線傳送直流電能至第一負載，無線充電模組包含無線充電部件及線圈部件，無線充電部件係利用交流電能而產生充電電能，線圈部件與第二負載之線圈部件電磁耦合，用以將充電電能以電磁耦合方式傳送至第二負載之線圈部件，其中無線充電模組係整合於電源轉換器或傳輸模組之其中之一。

Description

電源轉換系統

本案係關於一種電源轉換系統，尤指一種可利用有線方式及無線方式供電給不同負載之電源轉換系統。

各種可攜式電子裝置，例如筆記型電腦、手機等，已廣泛應用於日常生活中。為提供可攜式電子裝置運作所需電能，須以電源轉換器(adaptor)對電子裝置之電池進行充電，即電源轉換器係接收交流電能，並將交流電能轉換為適合可攜式電子裝置之電能，進而透過電源轉換器之纜線(cable)將電能傳送給電子裝置，以供電子裝置充電。目前部分可攜式電子裝置亦可以使用無線方式來進行充電，然而傳統電源轉換器卻僅能以有線方式對可攜式電子裝置進行充電，導致可以使用無線方式進行充電之可攜式電子裝置需再額外使用其它無線充電裝置，由此可知，傳統電源轉換器在使用上有其侷限性，並無法適用於使用無線方式進行充電之可攜式電子裝置。

因此，如何發展一種克服上述缺點的電源轉換系統，實為目前迫切之需求。

本案之目的在於提供一種電源轉換系統，係利用有線方式及無線方式供電給不同負載之電源轉換系統，使得電源轉換系統具有泛用性較廣之優點。

為達上述目的，本案之一實施態樣為提供一種電源轉換系統，係可分離地電連接於交流電源以及第一負載之間，用以轉換交流電源提供之交流電能，並以有線方式供電予第一負載，以無線方式供電給第二負載。電源轉換系統包含傳輸模組、電源轉換器及無線充電模組。傳輸模組包含纜線，纜線之第一端係可分離地與第一負載電連接。電源轉換器係可分離地與交流電源電連接，且與纜線之第二端電連接，用以在與交流電源電連接時，接收並轉換交流電能為直流電能，以經由纜線傳送直流電能至第一負載。無線充電模組包含無線充電部件及線圈部件，無線充電部件係利用交流電能而產生充電電能，線圈部件與無線充電部件電連接，且與第二負載之線圈部件電磁耦合，用以將充電電能以電磁耦合方式傳送至第二負載之線圈部件，其中無線充電模組係整合於電源轉換器或傳輸模組之其中之一。

為達上述目的，本案之一實施態樣為提供一種電源轉換系統，係可分離地電連接於交流電源以及第一負載之間，且可與第一無線充電模組電磁耦合，用以轉換交流電源提供之交流電能或第一無線充電模組以無線方式提供之第一充電電能，並以有線方式供電予第一負載，以無線方式供電予第二負載。電源轉換系統包含無線電源轉換模組、纜線、電源轉換器及第二無線充電模組。無線電源轉換模組包含第一線圈部件，第一線圈部件與第一無線充電模組電磁耦合，以電磁耦合方式接收第一充電電能。纜線之第一端係可分離地與第一負載電連接。電源轉換器包含交流/直流轉換電路、電源選擇電路及輸出端，交流/直流轉換電路係可分離地與交流電源電連接，用以在與交流電源電連接時，接收並轉換交流電能為直流電能，電源選擇電路與交流/直流轉換電路、第一線圈部件及輸出端電連接，當電源選擇電路偵測到交流/直流轉換電路輸出直流電能時，電源選擇電路傳送直流電能至輸出端，而當電源選擇電路偵測到第一線圈部件輸出第一充電電能，且未偵測到交流/直流轉換電路輸出直流電能時，電源選擇電路傳送第一充電電能至輸出端，輸出端經由纜線傳送直流電能或第一充電電能至第一負載。第二無線充電模組包含第三電能轉換電路及第二線圈部件，第三電能轉換電路與輸出端電連接，接收輸出端傳送之直流電能或第一充電電能，並轉換直流電能或第一充電電能為第二充電電能，第二線圈部件與第三電能轉換電路電連接，且與第二負載之線圈部件電磁耦合，以接收第三電能轉換電路輸出之第二充電電能，並將第二充電電能以電磁耦合方式傳送至第二負載之線圈部件。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非架構於限制本案。

請參閱第1圖，其係為本案第一較佳實施例之電源轉換系統之電路結構圖。如圖所示，本實施例之電源轉換系統1係可分離地電連接於交流電源P1以及第一負載L1之間，電源轉換系統1用以轉換交流電源P1提供之交流電能，並以有線方式供電予第一負載L1，以無線方式供電給第二負載L2，其中交流電源P1可為但不限於市電，第一負載L1可為以有線方式進行充電之負載，例如筆記型電腦等，第二負載L2可為具無線充電功能之負載，例如手機等。電源轉換系統1包含傳輸模組11、電源轉換器12及無線充電模組13。傳輸模組11包含纜線111，纜線111包含第一端112及第二端113，纜線111之第一端112係可分離地與第一負載L1電連接。電源轉換器12係可分離地與交流電源P1電連接，且電源轉換器12與纜線111之第二端113電連接，電源轉換器12用以在與交流電源P1電連接時，接收交流電源P1輸出之交流電能，並轉換交流電能為直流電能，以輸出至纜線111之第二端113，且經由纜線111傳送直流電能至第一負載L1，使第一負載L1利用直流電能進行充電。

無線充電模組13包含無線充電部件131及線圈部件132。無線充電部件131用以接收交流電源P1輸出之交流電能，並轉換成充電電能。線圈部件132與無線充電部件131電連接，且與第二負載L2內之線圈部件14電磁耦合，線圈部件132用以接收無線充電部件131輸出之充電電能，並將充電電能以電磁耦合方式傳送至第二負載L2之線圈部件14，以使第二負載L2利用充電電能進行充電。於本實施例中，無線充電模組13實際上係整合於電源轉換器12中，因此當電源轉換器12與交流電源P1電連接時，無線充電模組13可透過電源轉換器12接收交流電源P1提供之交流電能。

於一些實施例中，電源轉換器12包含交流/直流轉換電路121，交流/直流轉換電路121之一端與交流電源P1電連接，交流/直流轉換電路121之另一端與纜線111之第二端113電連接，交流/直流轉換電路121用以接收交流電源P1之交流電能，並轉換交流電能為直流電能，以輸出直流電能至纜線111之第二端113，並經由纜線111將直流電能傳送至第一負載L1。

此外，於本實施例中，由於電源轉換器12接收交流電源P1之交流電能，並將交流電源P1之交流電能轉為充電電能，故本實施例中，無線充電部件131包含第一電能轉換電路133，第一電能轉換電路133與交流電源P1及線圈部件132相連接，用以接收交流電源P1輸出之交流電能，並轉換交流電能為充電電能，以輸出充電電能至線圈部件132。

由上可知， 本案之電源轉換系統1包含整合於電源轉換器12中之無線充電模組13，因此電源轉換系統1不但可利用電源轉換器12及纜線111對第一負載L1充電，亦可利用無線充電模組13對第二負載L2充電，故相較於傳統之電源轉換系統僅能利用有線方式對負載進行充電，本案之電源轉換系統1因可利用有線方式或無線方式對負載進行充電而具有泛用性較廣之優點。

請參閱第2圖，其係為本案第二較佳實施例之電源轉換系統之電路結構圖。本實施例中之電源轉換系統1包含傳輸模組11、電源轉換器12及無線充電模組13，其中傳輸模組11及電源轉換器12的結構與作動皆分別相似於第1圖所示之傳輸模組11及電源轉換器12，且無線充電模組13的內部的元件結構及元件作動亦部分相似於第1圖所示之無線充電模組13，故於此僅以相同的標號代表結構及功能相似而不再贅述。惟相較於第1圖所示之無線充電模組13係整合於電源轉換器12中，本實施例之無線充電模組13改為整合於傳輸模組11中，且由於傳輸模組11接收電源轉換器12之交流/直流轉換電路121所提供之直流電能，因此無線充電模組13之無線充電部件131與電源轉換器12之交流/直流轉換電路121電連接，以接收交流/直流轉換電路121所提供之直流電能，而無線充電部件131將直流電能轉換為充電電能。

此外，相較於第1圖所示之無線充電部件131包含第一電能轉換電路133，於本實施例中，無線充電部件131改為包含第二電能轉換電路134，第二電能轉換電路134與交流/直流轉換電路121及線圈部件132相連接，用以接收交流/直流轉換電路121輸出之直流電能，並轉換直流電能為充電電能，以輸出充電電能至線圈部件132。

請參閱第3圖，其係為本案第三較佳實施例之電源轉換系統之電路結構圖。如圖所示，電源轉換系統2係可分離地電連接於交流電源P2以及第一負載L3之間，此外，電源轉換系統2亦可與第一無線充電模組P3電磁耦合，電源轉換系統2用以轉換交流電源P2提供之交流電能或第一無線充電模組P3以無線方式提供之第一充電電能，並以有線方式供電予第一負載L3，以無線方式供電給第二負載L4，其中交流電源P2可為但不限於市電，第一負載L3係可以有線方式進行充電之負載，例如筆記型電腦等，第二負載L4可為具無線充電功能之負載，例如手機等。電源轉換系統2包含無線電源轉換模組21、纜線22、電源轉換器23及第二無線充電模組24。無線電源轉換模組21包含第一線圈部件211，第一線圈部件211與第一無線充電模組P3電磁耦合，且與電源轉換器23電連接，藉此以電磁耦合方式接收第一無線充電模組P3提供之第一充電電能，並將第一充電電能傳送至電源轉換器23。纜線22包含第一端221及第二端222，纜線22之第一端221係可分離地與第一負載L3電連接。

電源轉換器23包含交流/直流轉換電路231、電源選擇電路232及輸出端233。交流/直流轉換電路231係可分離地與交流電源P2電連接，用以在與交流電源P2電連接時，接收交流電源P2輸出之交流電能，並轉換交流電能為直流電能，以輸出直流電能。電源選擇電路232可為但不限包含一三端口開關元件，且與交流/直流轉換電路231、第一線圈部件211及輸出端233電連接，當電源選擇電路232偵測到交流/直流轉換電路231輸出直流電能時，電源選擇電路232傳送交流/直流轉換電路231輸出之直流電能至輸出端233。而當電源選擇電路232偵測到第一線圈部件211輸出第一充電電能，且未偵測到交流/直流轉換電路231輸出直流電能時，電源選擇電路232傳送第一線圈部件211輸出之第一充電電能至輸出端233。電源轉換器23之輸出端233與纜線22之第二端222及第二無線充電模組24電連接，輸出端233可將電源選擇電路232輸出之直流電能或第一充電電能傳送至纜線22，以經由纜線22將直流電能或第一充電電能傳送至第一負載L3，使第一負載L3利用直流電能或第一充電電能進行充電，此外，輸出端233可將電源選擇電路232輸出之直流電能或第一充電電能傳送至第二無線充電模組24。

第二無線充電模組24包含第三電能轉換電路241及第二線圈部件242。第三電能轉換電路241用以接收輸出端233所傳送之直流電能或第一充電電能，並轉換直流電能或第一充電電能為第二充電電能。第二線圈部件242與第三電能轉換電路241電連接，且與第二負載L4內之線圈部件26電磁耦合，第二線圈部件242用以接收第三電能轉換電路241輸出之第二充電電能，並將第二充電電能以電磁耦合方式傳送至第二負載L4之線圈部件26，以使第二負載L4利用第二充電電能進行充電。

由上可知，本實施例之電源轉換系統2包含纜線22、電源轉換器23及第二無線充電模組24，因此電源轉換系統2不但可利用電源轉換器23及纜線22對第一負載L3充電，亦可利用第二無線充電模組24對第二負載L4充電，故相較於傳統之電源轉換系統僅能利用有線方式對負載進行充電，本案之電源轉換系統2因可利用有線方式或無線方式對負載進行充電而具有泛用性較廣之優點。此外，由於電源轉換系統2除了可接收交流電源P2提供之交流電能，更可以無線方式接收第一無線充電模組P3提供之充電電能，因此本實施例之電源轉換系統2所接收之輸入電能的選擇性較為廣泛。

於本實施例中，電源轉換系統2可為但不限為整合於散熱墊中，其中該散熱墊可供第一負載L3及/或第二負載L4設置，以對第一負載L3及/或第二負載L4進行散熱。此外，電源轉換系統2更包含風扇25，風扇25係與電源轉換器23之輸出端233電連接，風扇25經由輸出端233接收電源選擇電路232輸出之直流電能或第一充電電能來運作，進而可對電源轉換系統2進行散熱，亦可對設置於散熱墊上之第一負載L3及/或第二負載L4進行散熱。且於本實施例中，電源轉換系統2可類似於第1圖之電源轉換系統1，將第二無線充電模組24整合於電源轉換器23內，或者可類似於第2圖之電源轉換系統1，將第二無線充電模組24與纜線22整合為一傳輸模組。

綜上所述，本案提供一種電源轉換系統，包含電源轉換器、纜線及無線充電模組，本案之電源轉換系統不但可利用電源轉換器及纜線對第一負載充電，亦可利用無線充電模組對第二負載充電，故相較於傳統之電源轉換器僅能利用有線方式對負載進行充電，本案之電源轉換系統因可利用有線方式或無線方式對負載進行充電而具有泛用性較廣之優點。

1、2‧‧‧電源轉換系統

P1、 P2‧‧‧交流電源

P3‧‧‧第一無線充電模組

L1、 L3‧‧‧第一負載

L2 、L4‧‧‧第二負載

11‧‧‧傳輸模組

111‧‧‧纜線

112‧‧‧第一端

113‧‧‧第二端

12‧‧‧電源轉換器

121‧‧‧交流/直流轉換電路

13‧‧‧無線充電模組

131‧‧‧無線充電部件

132‧‧‧線圈部件

133‧‧‧第一電能轉換電路

134‧‧‧第二電能轉換電路

14‧‧‧線圈部件

21‧‧‧無線電源轉換模組

211‧‧‧第一線圈部件

22‧‧‧纜線

221‧‧‧第一端

222‧‧‧第二端

23‧‧‧電源轉換器

231‧‧‧交流/直流轉換電路

232‧‧‧電源選擇電路

233‧‧‧輸出端

24‧‧‧第二無線充電模組

241‧‧‧第三電能轉換電路

242‧‧‧第二線圈部件

25‧‧‧風扇

26‧‧‧線圈部件

第1圖為本案第一較佳實施例之電源轉換系統之電路結構圖。 第2圖為本案第二較佳實施例之電源轉換系統之電路結構圖。 第3圖為本案第三較佳實施例之電源轉換系統之電路結構圖。

Claims (4)

1. 一種電源轉換系統，係可分離地電連接於一交流電源以及一第一負載之間，且可與一第一無線充電模組電磁耦合，用以轉換該交流電源提供之一交流電能或該第一無線充電模組以無線方式提供之一第一充電電能，包含：一無線電源轉換模組，包含一第一線圈部件，該第一線圈部件與該第一無線充電模組電磁耦合，以電磁耦合方式接收該第一充電電能；一纜線，該纜線之一第一端係可分離地與該第一負載電連接；一電源轉換器，包含一交流/直流轉換電路、一電源選擇電路及一輸出端，該交流/直流轉換電路係可分離地與該交流電源電連接，用以在與該交流電源電連接時，接收並轉換該交流電能為一直流電能，該電源選擇電路與該交流/直流轉換電路、該第一線圈部件及該輸出端電連接，當該電源選擇電路偵測到該交流/直流轉換電路輸出該直流電能時，該電源選擇電路傳送該直流電能至該輸出端，而當該電源選擇電路偵測到該第一線圈部件輸出該第一充電電能，且未偵測到該交流/直流轉換電路輸出該直流電能時，該電源選擇電路傳送該第一充電電能至該輸出端，該輸出端經由該纜線傳送該直流電能或該第一充電電能至該第一負載；以及一第二無線充電模組，包含一第三電能轉換電路及一第二線圈部件，該第三電能轉換電路與該輸出端電連接，接收該輸出端傳送之該直流電能或該第一充電電能，並轉換該直流電能或該第一充電電能為一第二充電電能，該第二線圈部件與該第三電能轉換電路電連接，且與一第二負載之一線圈部件電磁耦合，以接收該第三電能轉換電路輸出之該第二充電電能，並將該第二充電電能以電磁耦合方式傳送至該第二負載之該線圈部件。
2. 如請求項1所述之電源轉換系統，其中該第二無線充電模組係整合於該電源轉換器或該纜線之其中之一。
3. 如請求項1所述之電源轉換系統，其中該電源轉換系統係整合於一散熱墊中。
4. 如請求項1所述之電源轉換系統，其中該電源轉換系統更包含一風扇，係與該電源轉換器之該輸出端電連接，以經由該輸出端接收該直流電能或該第一充電電能來運作。