DE102011112023B3

DE102011112023B3 - Mobile Ersatzstromversorgung mit einer intergrierten Verteilerfunktion (Hub's function)

Info

Publication number: DE102011112023B3
Application number: DE102011112023A
Authority: DE
Inventors: Shih-Yao Lin
Original assignee: Sysgration Ltd
Current assignee: Sysgration Ltd
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2031-09-01
Also published as: US20130057068A1; JP2013054829A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ersatzstromversorgung mit einer integrierten Verteilerfunktion, die einen Verteiler (1), eine Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) und einen Buck- und Boostregler (10) aufweist. Der Verteiler weist einen oder mehr als einen Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse auf. Der Eingangs-Anschluss dient der Verbindung mit einer Compuährend der Ausgangs-Anschluss mit einem externen Elektronikgerät verbunden ist. Die Datenübertragung einzelner Anschlüsse wird durch eine Verteilersteuervorrichtung (5) verwaltet, sodass die Ersatzstromversorgung gleichzeitig ihre Verteilerfunktion erfüllen kann. Die Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) ist im Verteiler (1) angeordnet, wobei als Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) entweder nicht aufladbare Batterien, die so genannten Primärzellen oder wieder aufladbare Akkus, die so genannten Sekundärzellen verwendet werden können. Wenn Sekundärzellen verwendet werden, so wird die Elektrizitätsspeichervorrichtung mit einer Ladesteuerungsvorrichtung verbunden, die sich an eine externe Stromversorgung anschließen kann. Die Energieverwaltungsvorrichtung (3) ist zwischen der Elektrizitätsspeichervorrichtung und dem Ausgangs-Anschluss geschaltet, die Strombedarf einzelner externen Elektronikgeräte erfasst und die Elektrizitätsspeichervorrichtung automatisch regelt, um den Strom der Elektrizitätsspeichervorrichtung stabil und gleichmäßig an entsprechende, daran angeschlossene Elektronikgeräte weiterzuleiten.

Description

Die Erfindung betrifft ein mobiles Ersatznetzteil mit einer integrierten Hub-Funktion, insbesondere ein leicht tragbares Ersatznetzteil, das nicht nur mehrere mobile Elektronikgeräte unterschiedlicher Art gleichzeitig vollständig aufladen kann, sondern auch mit einer Hubfunktion versehen ist.
Mit wissenschaftlicher und technischer Entwicklung wird der Bedarf an Elektronikgeräte immer größer. Die Elektronikgeräte haben inzwischen fast in allen Bereichen des menschlichen Lebens eine Rolle gespielt, ganz egal, ob man zuhause oder unterwegs ist und ob man eine Arbeit leistet oder eine Unterhaltung treibt, sodass immer mehr Aufmerksamkeit auf Elektronikgeräte geschenkt werden muss. Der raschen Entwicklung der Elektronik folgend, laufen Elektronikdesigns immer mehr in Richtung der Miniaturisierung, sodass entsprechende Elektronikgeräte immer leichter, dünner, kürzer und kleiner werden, wobei die Elektronikgeräte trotz ihrer stetigen Verkleinerung immer noch die stärkste Leistung beibehalten. Außerdem wird immer mehr Wert auf eine Kompatibilität unterschiedlicher Elektronikgeräte gelegt, sodass man jederzeit durch elektronische Technik unterstützt wird, um das Leben noch bequemer zu machen.
Gerade deswegen beschäftigen sich alle Lieferanten, unter Berücksichtigung der Kompatibilität ihrer elektronischen Produkte, intensiv mit tiefgehenden Forschungen und Entwicklungen der Miniaturisierung und haben fruchtbare Erfolge in einer kurzen Zeit erzielt. Nachteilig ist jedoch, dass die rasche Entwicklung der Elektronik wegen manchen inhärenten Nachteilen der Elektronikgeräte zum Teil eingeschränkt wird. Die hier genannten inhärenten Nachteile liegen hauptsächlich in der Stromversorgung. Beispielsweise sind alle Elektronikgeräte bei ihrer Verwendung auf eine Stromversorgung angewiesen. Wenn die Stromversorgung unausreichend ist bzw. untergebrochen wird, dann sind die Elektronikgeräte machtlos, ganz egal, wie stark ihre Leistung ist. Da herkömmliche Elektronikgeräte hauptsächlich in einem festen Standort eingesetzt und mit einer Indoor-Stromversorgung versorgt werden, wird das oben genannte Problem oft vernachlässigt. Für ein mobiles Elektronikgerät gehört jedoch jedes Milliampere Strom zu wertvoller Ressource. Obwohl alle Lieferanten bei ihrer Produktentwicklung stets nach einem niedrigeren Strombedarf streben, kann ein technischer Durchbruch, bedingt durch Stand der Stromspeichertechnik, immer noch nicht erzielt werden. Deswegen kann eine vorübergehende Unterbrechung der Stromversorgung wegen beschränkter Akkugröße häufig passieren. Besonders zu erwähnen ist, dass die Akkus mit der Miniaturisierung entsprechender Elektronikgeräte auch immer kleiner werden, sodass der in den Akkus gespeicherte Strom hinten und vorne nicht reicht, wodurch die Verwendung entsprechender Elektronikgeräte noch schlimmer beschränkt wird.
Um das Problem zu lösen, so werden entsprechende Aufladegeräte mitgebracht, wenn man unterwegs ist. Nachteilig ist jedoch bei der Lösung, dass die Aufladegeräte, bedingt durch ihre Abmessungen und Form, gar nicht so leicht aufzubewahren. Außerdem haben die von den meisten Herstellern gelieferten Aufladegeräte ihre eigenen Ausführungen und sind gegeneinander nicht austauschbar. Wenn man unterwegs zwei oder mehr als zwei Elektronikgeräte bei sich hat, so ist es wirklich unangenehm, weil er noch andere notwendige Gegenstände mit sich schleppen muss. Es kann auch sein, dass jemand einen zweiten Akku bzw. ein Mikrogenerator als eine Ersatzstromversorgung mit sich bringt, wenn er unterwegs ist. Weil diese Produkte gar nicht so häufig gebraucht werden und weil sie zudem noch einen beträchtlichen Platz in einem beschränkten Kofferraum eines Reisenden in Anspruch nehmen, will man sie gar nicht mitbringen oder nicht immer bei sich tragen. Selbst wenn man willig und bereit ist, diese mitzunehmen, können sie auch wegen einer Hastigkeit beim Ausgehen vergessen werden, sodass solche Produkte nur ganz selten gebraucht werden.
Aus dieser Sicht sind eine herkömmliche Ersatzstromversorgung und deren Austauschbarkeit immer noch mit Nachteilen und lässt sich noch viel verbessern.
Die WO 2010/014 203 A1 offenbart einen universellen Verbindungs-Hub mit einem oder mehreren am Rande liegenden Speicherbuchten. Der Hub umfasst einen oder mehrere Verbindungs-Hubs mit rechteckigen Gehäusen. Das Gehäuse weist eine allgemein vertikale äußere Seitenwand mit zwei Buchten zum Aufnehmen und Speichern entsprechender peripherer Module auf. Die peripheren Module beinhalten Anschlüsse, die mit entsprechenden Anschlüssen eines der interne Verbindung Hubs verbunden sind für die Verbindung über einen USB- oder Firewire-Port zum Anschluss an einen Laptop oder Notebook Computer.
Die GB 2 386 005 A offenbart ein tragbares Endgerät wie etwa ein Mobiltelefon, das die Ladung seiner internen Batterien entweder durch eine zugeordnete Ladevorrichtung oder durch eine USB-Verbindung mit einer anderen Vorrichtung erhält. Ein Schaltungskreis innerhalb des tragbaren Endgeräts wählt vorzugsweise eine zugeordnete Ladevorrichtung als Ladungsquelle wenn eine Ladevorrichtung an das Endgerät angeschlossen ist.
Um Nachteile einer herkömmlichen Ersatzstromversorgung für Elektronikgeräte zu beseitigen, begann der Erfinder mit seiner Verbesserungsentwicklung. Durch sorgfältige Beobachtungen wurde festgestellt, dass ein mobiles Elektronikgerät in der Regel mit einem Anschlussport wie USB, IEEE 1394 usw. versehen ist, sodass sich das Elektronikgerät über diesen Anschlussport an ein anderes Elektronikgerät bzw. einen PC anschließen kann, wobei ein moderner Anschlussport neben Datenübertragung gleichzeitig auch zur Stromaufladung bzw. Stromentladung fähig ist. Weil der Anschlussport eine ganz wichtige Eigenschaft besitzt, die man kaum vernachlässigen kann, so hat der Erfinder alle nützlichen Meinungen der anderen zusammengefasst und ein externes Ersatznetzteil mit Anschlussports entwickelt, mit dem ein Benutzer seine mobile Elektronikgeräte jederzeit aufladen kann. Unter Berücksichtigung, das Ersatznetzteil in der Praxis noch besser verwendet wird, hat der Erfinder das Ersatznetzteil mit einem Hub kombiniert, sodass das Ersatznetzteil gleichzeitig auch als ein Hub verwendet werden kann. Durch langfristige Entwicklungen und Experimente ist dem Erfinder endlich gelungen, ein mobiles Ersatznetzteil mit einer integrierten Hub-Funktion anzubieten.
Der Erfindung liegt die Hauptaufgabe zugrunde, ein mobiles Ersatznetzteil mit einer integrierten Hub-Funktion zu schaffen, die dazu in der Lage ist gleichzeitig eine verbundene elektronische Vorrichtung zu laden und Daten zwischen der elektronischen Vorrichtung und einem angeschlossenen Computer zu transferieren. Dabei werden der Ladungsstrom und die Ladungsspannung automatisch angepasst, abhängig von der vorliegenden Ladesituation. Dies ermöglicht einen stabilen und ungestörten Betrieb der angeschlossenen elektronischen Vorrichtung während des Ladens. Außerdem weist das Ersatznetzteil eine leichte und handliche Konstruktion auf und ist leicht tragbar. Sein eigenartiges Design mit Anschlussports kann den Benutzer stets erinnern, das Ersatznetzteil mitzunehmen, sodass die mobilen Elektronikgeräte jederzeit aufgeladen werden können.
Um die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, besteht die vorliegende Erfindung hauptsächlich aus einem Hub, einer Energiespeichereinheit und einer Energieverwaltungseinheit, wobei der Hub einen oder mehr als einen Eingangs- und Ausgangs-Anschlussport aufweist. Der Eingangs-Anschlussport dient der Verbindung mit einer Computer-Stromquelle oder einer externen. Stromquelle, während der Ausgangs-Anschlussport mit einem externen Elektronikgerät verbunden ist. Die Datenübertragung einzelner Anschlussports wird durch eine Hubsteuereinheit verwaltet, sodass das Ersatznetzteil gleichzeitig seine Hub-Funktion erfüllen kann. Die Energiespeichereinheit ist in dem Hub angeordnet. Die Energieverwaltungsvorrichtung mit intelligenter automatischer Verwaltungsfunktion ist zwischen der Elektrizitätsspeichervorrichtung und den Stromübertragungspins, die eine Elektrizitätsanforderung einer elektronischen Vorrichtung über die Datenübertragungspins erhält und erfüllt, indem die Elektrizität der Elektrizitätsspeichervorrichtung stabil und gleichmäßig and die elektronische Vorrichtung geliefert wird und die betriebene elektronische Vorrichtung sicher betrieben wird. Die Energieverwaltungsvorrichtung ist angepasst, um die Spannungs- oder Stromausgabe automatisch anzupassen und zu verändern, basierend auf einem intelligenten automatischen Verwaltungsmechanismus der Energieverwaltungseinheit, wobei die Spannungs- oder Stromausgabe durch die Energieverwaltungsvorrichtung zu dem Standardstatus abgeändert wird, um den Betrieb einer elektronischen Vorrichtung zu stabilisieren, wenn Informationskommunikation festgestellt wird und wobei eine große Stromausgabe automatisch durch die Energieverwaltungsvorrichtung geschaltet wird, um die elektronische Vorrichtung schnell zu laden, wenn eine andere Situation als Informationskommunikation festgestellt wird. Als Energiespeichereinheit können wieder aufladbare Akkus, die so genannten Sekundärzellen wie NiCd-Akkus, NiH2-Akkus, Li-Ion-Akkus usw. verwendet werden. Damit die oben genannten Akkus wieder aufgeladen werden, ist die Energiespeichereinheit mit einer Ladesteuerung elektrisch verbunden, die sich an eine externe Stromversorgung anschließen kann. Auch nicht aufladbare Batterien, die so genannten Primärzellen können als Energiespeichereinheit verwendet werden. Diese können durch Öffnen eines Batteriefachs ausgewechselt werden, wenn der Strom in Batterien ausgeht. In jedem Eingangs- und Ausgangs-Anschlussport sind verschiedene Pins vorgesehen, die in der Regel in Stromübertragungspins und Datenübertragungspins eingeteilt sind, wobei die Stromübertragungspins mit der Energiespeichereinheit verbunden sind und für eine Ersatzstromversorgung sorgen, während die Datenübertragungspins mit der Hubsteuereinheit elektrisch verbunden sind. Die Hubsteuereinheit erfasst den Strombedarf einzelner Elektronikgeräte über die Datenübertragungspins und regelt dementsprechend die Energiespeichereinheit, sodass eine stabile Stromausgabe geliefert wird.
Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines mobilen Ersatznetzteils mit einer integrierten Hub-Funktion;
2 ein Blockdiagramm der Konstruktion des Ausführungsbeispiels eines mobilen Ersatznetzteils mit einer integrierten Hub-Funktion;
3A bis 3H in schematischer Darstellung verschiedenartige USB-Anschlussports gemäß der Erfindung;
3I bis 3K in schematischer Darstellung verschiedenartige Anschlussports von IEEE 1394 gemäß der Erfindung;
4 ein Blockdiagramm der Ladeanordnung des mobilen Ersatznetzteils mit einer integrierten Hub-Funktion;
5 ein Blockdiagramm der Ladesteuerung des mobilen Ersatznetzteils mit einer integrierten Hub-Funktion;
6 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Umschaltung in externe Stromversorgung des erfindungsgemäßen mobilen Ersatznetzteils mit einer integrierten Hub-Funktion;
7 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Stabilisierung der Stromversorgung des erfindungsgemäßen mobilen Ersatznetzteils mit einer integrierten Hub-Funktion; und
8 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Anzeige der Restkapazität des erfindungsgemäßen mobilen Ersatznetzteils mit einer integrierten Hub-Funktion;
In Bezug auf 1 und 2 besteht die vorliegende Erfindung hauptsächlich aus einem Hub 1, einer Energiespeichereinheit 2 und einer Energieverwaltungseinheit 3.
Der Hub 1 weist wenigstens einen ersten Eingangs-Anschlussport 4a und mehr als einen Ausgangs-Anschlussport 4 auf. Der Eingangs-Anschlussport 4a dient der Verbindung mit einer Computer-Stromquelle, während der Ausgangs-Anschlussport 4 mit einem externen Elektronikgerät 9 verbunden ist. Die Datenübertragung des ersten Eingangs-Anschlussports 4a und des Ausgangs-Anschlussports 4 wird durch eine Hubsteuereinheit 5 verwaltet, die beidseitig über die Anschlussports 4 mit einem PC 6 und einem Elektronikgerät 9 verbunden ist, um die Hub-Funktion zu erfüllen.
Die Energiespeichereinheit 2 ist in dem Hub 1 angeordnet, wobei sie aus wieder aufladbaren Akkus, den so genannten Sekundärzellen wie NiCd-Akkus, NiMH-Akkus, Li-Ion-Akkus usw. bestehen kann. Damit die als Energiespeichereinheit 2 dienenden Akkus aufgeladen werden können, nachdem der Strom in Akkus ausgeht, ist die Energiespeichereinheit 2 mit einer Ladesteuerung 7 elektrisch verbunden, die über den Eingangs-Anschlussport 4a mit dem PC 6 verbunden. Alternativ dazu ist die Ladesteuerung 7 zusätzlich mit einem zweiten Eingangs-Anschlussport 4b verbunden, der dem Anschluss an eine externe Stromversorgung 8 dient. Ebenfalls kann die Energiespeichereinheit 2 aufgeladen werden, wenn der Strom in der Energiespeichereinheit 2 ausgeht.
Als die Energiespeichereinheit 2 können auch nicht aufladbare Batterien, die so genannten Primärzellen verwendet werden, wobei ein in der Fig. nicht dargestelltes Batteriefach ausgebildet sein muss. Im Vergleich zu den Sekundärzellen können die Primärzellen Mangan-Zink-Batterien, Alkali-Mangan-Batterien, Zink-Luft-Batterien, Quecksilber-Batterien, Silberoxid-Batterien, Lithium-Batterien usw. sein, deren Anzahl und Ausführungen je nach dem Bedarf geregelt werden können. Beispielsweise können zwei Batterien in Größe AA bzw. AAA verwendet werden. Nachdem der Strom ausgeht, können die Batterien ausgewechselt werden, wobei das Batteriefach geöffnet werden muss.
Die Energiespeichereinheit 2 erfüllt die Funktion einer intelligenten, automatischen Verwaltung. Zwischen der Energiespeichereinheit 2 und dem Ausgangs-Anschlussport 4 ist die Energieverwaltungseinheit 3 geschaltet, die Strombedarf einzelner externer Elektronikgeräte erfasst und die Energiespeichereinheit 2 dementsprechend automatisch regelt, sodass der Strom der Energiespeichereinheit 2 stabil und gleichmäßig an entsprechende Elektronikgeräte 9 weitergeleitet werden kann, wodurch die Elektronikgeräte 9 bei ihrer Verwendung auch sicher and stabil arbeiten können.
In 3A bis 3I sind der erste Eingangs-Anschlussport 4a, der zweite Eingangs-Anschlussport 4b und der Ausgangs-Anschlussport 4 dargestellt, die neben Datenübertragung noch eine Ladefunktion besitzen. Als Beispiel wird hier der Ausgangs-Anschlussport 4 beschrieben. Dabei sind USB-Ports und IEEE 1394-Ports übliche Ausführungen. Die häufig gebrauchten Ausführungen der USB-Ports sind: der in der 3A dargestellte flache USB A-Typ und der in der 3B dargestellte, quadratförmige USB B-Typ, der 3C bzw. 3D dargestellte Mini USB AM-Port, der in 3E bzw. 3F dargestellte Mikro USB A/B-Port, der neu auf den Markt gebrachte USB 3.0 A/B-Port (siehe 3G und 3H) usw. Was den Anschlussport IEEE 1394 betrifft, so sind der in der 3I dargestellte IEEE 1394a 6 Pin, der in der 3J dargestellte IEEE 1394a 4 Pin und der in der 3K dargestellte, verbesserte IEEE 1394b 9 Pin usw. zur Auswahl. Selbstverständlich werden der erste Eingangs-Anschlussport 4a, der zweite Eingangs-Anschlussport 4b und der Ausgangs-Anschlussport noch weiter entwickelt bzw. hinzugefügt. General gesagt, können alle Anschlussports in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, vorausgesetzt, dass sie die Anforderung an Aufladefunktion erfüllen kann.
Die vorliegend Erfindung legt großen Wert auf eine selbsttätige Regelungseigenschaft der Stromausgabe. Wie in der 3A dargestellt, weist der Ausgangs-Anschlussport 4 eine Mehrzahl von Pins, die in der Regel in Stromübertragungspins 41 und Datenübertragungspins 42 eingeteilt sind, wobei die Stromübertragungspins 41 mit der Energiespeichereinheit 2 verbunden sind, um Ersatzstrom zu liefern, während Datenübertragungspins 42 mit der Hubsteuereinheit 5 verbunden sind. Die Hubsteuereinheit 5 erfasst über die Datenübertragungspins 42 den Strombedarf eines externen Elektronikgerätes 9. Aufgrund der erfassten Daten regelt die Energieverwaltungseinheit 3 die Energiespeichereinheit 2 dementsprechend, sodass diese einen stabilen Strom ausgibt.
In 4 ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Energiespeichereinheit 2 aus Sekundärzellen besteht. Wenn kein Elektronikgerät 9 an den Ausgangs-Anschlussport angeschlossen ist, kann die vorliegende Erfindung als ein Aufladegerät für sich selbst verwendet werden. Die Sekundärzellen in der Energiespeichereinheit 2 werden durch die Ladesteuerung 7 aufgeladen, sodass die Energiespeichereinheit 2 jederzeit für einen möglichen Bedarf bereit ist.
Um die Stabilität einer Stromausgabe zu erhöhen, ist ein Spannungsregler 10 zwischen der Energiespeichereinheit 2 und der Energieverwaltungseinheit 3 geschaltet, um die Stromausgabe der Energiespeichereinheit 2 zu regeln, sodass jedes daran angeschlossene Elektronikgerät 9 einen ausreichenden und stabilen Strom beziehen kann.
Zudem ist die Ladesteuerung mit einem Stromanzeiger 71 verbunden, um den Ladezustand der Energiespeichereinheit 2 anzuzeigen. Ebenfalls ist die Hubsteuereinheit 5 mit einem Datenübertragungsanzeiger 51 verbunden, um den Zustand der Datenübertragung anzuzeigen. Der Stromversorgungsanzeiger und der Datenübertragungsanzeiger können als Leuchtdiode ausgeführt sein, wobei der Betrieb und Außerbetrieb durch Aufleuchten bzw. Erlöschen der Leuchtdiode erkennbar sind.
Unter Bezugnahme auf 5 wird der Ladevorgang in Detail erläutert. Der erste Eingangs-Anschlussport 4a weist sowohl die Datenübertragungs- als auch Ladefunktion auf. Dieser wird hauptsächlich zur Verbindung des PCs eingesetzt. Bei Verbindung mit dem PC leuchtet der Datenübertragungsanzeiger auf. In diesem Fall geschieht dann die Datenübertragung. Durch Aufleuchten des Stromversorgungsanzeigers wird festgestellt, dass die Ladesteuerung 7 aktiviert wird, um den Ladevorgang durchzuführen. Ist der Ladevorgang beendet, erlischt dann der Stromversorgungsanzeiger 71.
Der zweite Eingangs-Anschlussport 4b weist eine separate Schnellladefunktion auf und kann an die oben erwähnte externe Stromversorgung 8 angeschlossen werden. Dadurch kann die Energiespeichereinheit 2 über die Ladesteuerung 7 aufgeladen werden.
6 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Umschaltung in externe Stromversorgung gemäß der Erfindung. Reicht der Strom für den PC oder die externe Stromversorgung 8 so aus, dass der Stromverbrauch bei dem mit dem Ausgangs-Anschlussport 4 verbundenen Elektronikgerät geringer ist als der Nennstrom, kann der Strom unmittelbar über die externe Stromversorgung 8 an den Ausgangs-Anschlussport weitergeleitet werden.
7 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Stabilisierung der Stromversorgung des erfindungsgemäßen mobilen Ersatznetzteils mit einer integrierten Hub-Funktion. Durch Überprüfung der Leitungen des Ausgangs-Anschlussports gewährleistet die Energieverwaltungseinheit 3, dass die Stromversorgung zur Aufladung und zur Datenübertragung erst stattfindet, wenn der Ausgangs-Anschlussport 4 in Verbindung mit dem Elektronikgerät 9 steht. Damit wird der Energieverlust vermieden.
8 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Anzeige der Restkapazität des erfindungsgemäßen mobilen Ersatznetzteils mit einer integrierten Hub-Funktion. Die Energiespeichereinheit 2 ist mit einer Kapazitätsanzeige 21 verbunden, um die Kapazität der Energiespeichereinheit 2 anzuzeigen. Dabei werden fünf Leuchtdioden eingesetzt, die miteinander verbunden sind und durch einen Drucktastenschalter 23 gesteuert werden. Beim Herunterdrücken des Drucktastenschalters 23 leuchten die fünf Leuchtdioden gleichzeitig auf, wenn die Kapazität ausreicht, wie z. B. 4,2 V in der Zeichnung. Lässt die Kapazität allmählich nach, wird die Anzahl der aufleuchtenden Leuchtdioden 22 verringert. Damit kann die Kapazität der Energiespeichereinheit 2 festgestellt werden.
Insgesamt betrifft die Erfindung ein Ersatznetzteil mit einer integrierten Hub-Funktion, wobei das Elektronikgerät 9 von der Energiespeichereinheit 2 mit stabilisierter ausreichender Menge an elektrischer Spannung versorgt wird, damit das Elektronikgerät 9 zuverlässig und stabil betrieben werden kann. Wird die elektrische Energie ausgegeben, erfüllt die Energieverwaltungseinheit die Funktion einer intelligenten automatischen Verwaltung. Das heißt, dass die von dem eingesteckten Elektronikgerät 9 benötigte elektrische Energie ermittelt werden kann, wobei die Energiespeichereinheit 2 eine entsprechende Menge an der elektrischen Energie liefert. Wird kein Elektronikgerät 9 eingesteckt, liefert die Energiespeichereinheit 2 keine elektrische Energie bzw. keinen elektrischen Strom, wodurch eine optimale Energieeinsparung gewährleistet ist.
Durch die intelligente automatische Verwaltung der Energieverwaltungseinheit 3 werden die Spannung und der Strom je nach Bedarf nach einer sachgemäßen Umwandlung ausgegeben. Wird festgestellt, dass ein Datenaustausch zwischen dem PC 6 und dem Elektronikgerät stattfindet, veranlaßt dann die Energieverwaltungseinheit 3, dass die Spannung und der Strom auf ein Standardniveau eingestellt und dann ausgegeben werden, wodurch ein zuverlässiger Betrieb des Elektronikgeräts gewährleistet ist. Geschieht kein Datenaustausch, sondern wird ein Ladevorgang durchgeführt, veranschlaßt die Energieverwaltungseinheit 3 eine automatische Einstellung der Energiespeichereinheit 2 auf eine höhere Ausgangsstromstärke. Damit kann das Elektronikgerät 9 schnell aufgeladen werden.
Wird durch die automatische Verwaltung der Energieverwaltungseinheit 3 festgestellt, dass die Restkapazität der Energiespeichereinheit 2 unzureichend ist, veranlasst die Energieverwaltungseinheit eine automatische Umschaltung in den PC oder in die externe Stromversorgung 8. Damit kann das Elektronikgerät 9 durch die Stromversorgung des PCs oder der externen Stromversorgung 8 zuverlässig weiter arbeiten.
Im Vergleich zu der herkömmlichen Technik hat die vorliegende Erfindung folgende Besonderheiten und Vorteile:

1. Die vorliegende Erfindung kann als ein Zwischengerät zur Datenübertragung zwischen einem PC und einem externen Elektronikgerät bzw. zwischen mehreren Elektronikgeräten benutzt werden.
2. Die vorliegende Erfindung kann als ein Ersatznetzteil eines externen Elektronikgerätes verwendet werden. Mit Hilfe der eingebauten automatischen Energieverwaltungseinheit können zwei oder mehr als zwei Elektronikgeräte gleichzeitig aufgeladen werden, wobei die Stromausgabe des Ersatznetzteils automatisch an einzelne Elektronikgeräte verteilt wird, wodurch eine Elektrizitätsverschwendung vermieden wird.
3. Wenn nötig, kann die vorliegende Erfindung auch als ein Aufladegerät für sich selbst benutzt werden, um die eingebauten Sekundärzellen aufzuladen, was einer umweltfreundlichen Anforderung entspricht.
4. Weil die Energiespeichereinheit eine stabilisierte Spannung an externe Elektronikgeräte liefert, so wird die Stabilität entsprechender Elektronikgeräte bei ihrer Verwendung auch effektiv aufrechterhalten.
5. Wird die die vorliegende Erfindung an einen PC angeschlossen, können eine Datenübertragung und ein Aufladevorgang gleichzeitig erfüllt werden, wobei der Aufladevorgang automatisch geregelt wird, sodass externe angeschlossene Elektronikgeräte zuerst aufgeladen werden. Wenn dabei noch Strommenge übrig bleibt, dann wird die vorliegende Erfindung direkt umgeschaltet, um die Energiespeichereinheit aufzuladen, was eine Elektrizitätsverschwendung des PCs vermeidet und entsprechende Anforderung des Umweltschutzes erfüllt.

Bezugszeichenliste
Referenzzeichen der Figuren Fig. 1

1: Verteiler
2: Elektrizitätsspeichervorrichtung
4: Ausgangs-Anschluss

8: externe Stromversorgung
6: PC
4a: erster Eingangs-Anschluss
4b: zweiter Eingangs-Anschluss
71: Stromversorgungsanzeiger
7: Ladesteuerungsvorrichtung
2: Elektrizitätsspeichervorrichtung
10: Buck- und Boostregler
5: Verteilersteuervorrichtung
51: Datenübertragungsanzeiger
3: Elektrizitätsverwaltungsvorrichtung
4: Ausgangs-Anschluss
9: Elektronikgerät

6: PC
8: externe Stromversorgung
4a: erster Eingangs-Anschluss
4b: zweiter Eingangs-Anschluss
71: Stromversorgungsanzeiger
7: Ladesteuerungsvorrichtung
2: Elektrizitätsspeichervorrichtung

6: PC
8: externe Stromversorgung
4a: erster Eingangs-Ansch1uss
4b: zweiter Eingangs-Anschluss
51: Datenübertragungsanzeiger
71: Stromversorgungsanzeiger
7: Ladesteuerungsvorrichtung
2: Elektrizitätsspeichervorrichtung

6: PC
8: externe Stromversorgung
4a: erster Eingangs-Anschluss
4b: zweiter Eingangs-Anschluss
51: Datenübertragungsanzeiger
71: Stromversorgungsanzeiger
7: Ladesteuerungsvorrichtung
2: Elektrizitätsspeichervorrichtung
4: erster Eingangs-Anschluss
4: zweiter Eingangs-Anschluss
4: dritter Eingangs-Anschluss
4: vierter Eingangs-Anschluss

Claims

Ersatzstromversorgung mit einer integrierten Verteilerfunktion, umfassend: Verteiler (1) mit nicht weniger als einem Eingangs-Anschluss (4a, 4b), der mit einer Stromquelle eines Computers (6) oder einer externen Stromversorgung (8) verbunden ist und nicht weniger als einem Ausgangs-Anschluss (4), der mit einer elektronischen Vorrichtung (9) verbunden ist, wobei beide mit Stromübertragungspins (41) und Datenübertragungspins (42) ausgestattet sind und ihren Datenübertragungspins (42) erlauben sich mit der Verteilersteuervorrichtung (5) zur Datenübertragung und Verwaltung zwischen dem Computer (6) und der elektronischen Vorrichtung (9) zu verbinden; Elektrizitätsspeichervorrichtung (2), die in dem Verteiler (1) installiert ist; und Energieverwaltungsvorrichtung (3) mit intelligenter automatischer Verwaltungsfunktion zwischen der Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) den Stromübertragungspins (41), die eine Elektrizitätsanforderung einer elektronischen Vorrichtung (9) über die Datenübertragungspins (42) erhält und erfüllt, indem die Elektrizität der Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) stabil und gleichmäßig and die elektronische Vorrichtung (9) geliefert wird und die betriebene elektronische Vorrichtung (9) sicher betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverwaltungsvorrichtung (3) angepasst ist, um die Spannungs- oder Stromausgabe automatisch anzupassen und zu verändern, basierend auf einem intelligenten automatischen Verwaltungsmechanismus der Energieverwaltungseinheit (3); wobei die Spannungs- oder Stromausgabe durch die Energieverwaltungsvorrichtung (3) zu dem Standardstatus abgeändert wird, um den Betrieb einer elektronischen Vorrichtung (9) zu stabilisieren, wenn Informationskommunikation festgestellt wird; und wobei eine große Stromausgabe automatisch durch die Energieverwaltungsvorrichtung (3) geschaltet wird, um die elektronische Vorrichtung schnell zu laden, wenn eine andere Situation als Informationskommunikation festgestellt wird.
Mobile Ersatzstromversorgung mit integrierter Verteilerfunktion gemäß Anspruch 1, wobei die Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) Primärzellen, wie etwa Mangan-Zink-Batterien, Alkali-Mangan-Batterien, Zink-Luft-Batterien, Quecksilber-Batterien, Silberoxid-Batterien, Lithium-Batterien sein können, die durch Öffnen des Verteilers (1) ersetzt werden können wenn die Elektrizität erschöpft ist.
Mobile Ersatzstromversorgung mit integrierter Verteilerfunktion gemäß Anspruch 1, wobei die Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) wieder aufladbare Sekundärzellen, wie etwa Nickel-Cadmium-Akkus, Nickel-Metallhydrid-Akkus oder Lithiumionen-Akkus sein kann.
Mobile Ersatzstromversorgung mit integrierter Verteilerfunktion gemäß Anspruch 1, wobei die Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) mit einer Ladesteuerungsvorrichtung (7) verbunden ist, die die Stromquelle eines Computers (6) oder eine externe Stromquelle (8) über den Eingangs-Anschluss verbindet, um die Elektrizitätsspeichervorrichtung (3) zu laden, wenn die Elektrizität erschöpft ist.
Mobile Ersatzstromversorgung mit integrierter Verteilerfunktion gemäß Anspruch 4, wobei die Ladesteuerungsvorrichtung (7) mit einem Kapazitätsanzeiger verbunden ist, der genutzt wird, um den Status der Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) während des Ladens anzuzeigen.
Mobile Ersatzstromversorgung mit integrierter Verteilerfunktion gemäß Anspruch 1, wobei der Eingangs-Anschluss (4a, 4b) oder der Ausgangs-Anschluss (4) irgendein Modell von USB-Anschlüssen umfassend Standard USB A/B, mini USB A/B, micro USB A/B und USB 3.0 A/B sein kann.
Mobile Ersatzstromversorgung mit integrierter Verteilerfunktion gemäß Anspruch 1, wobei der Eingangs-Anschluss (4a, 4b) oder der Ausgangs-Anschluss (4) irgendein Modell von IEEE 1394-Anschlüssen umfassend Standard IEEE 1394a 6Pin, IEEE 1394a 4Pin und IEEE 1394b 9Pin sein kann.
Mobile Ersatzstromversorgung mit integrierter Verteilerfunktion gemäß Anspruch 1, wobei ein Buck- und Boostregler (10) zwischen der Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) und der Energieverwaltungsvorrichtung (3) installiert ist und genutzt wird, um die Stabilität der von der Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) ausgegebenen Energie zu steuern.
Mobile Ersatzstromversorgung mit integrierter Verteilerfunktion gemäß Anspruch 1, wobei die Verteilersteuervorrichtung (5) mit einem Datenübertragungsanzeiger (51) verbunden ist, der genutzt wird, um den Status der Datenübertragung anzuzeigen.
Mobile Ersatzstromversorgung mit integrierter Verteilerfunktion gemäß Anspruch 1, wobei die Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) mit einem Kapazitätsanzeiger (21) verbunden ist, der durch einen Drucktastenschalter (23) gesteuert wird, um in der Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) enthaltene Elektrizität anzuzeigen während der Drucktastenschalter (23) gedrückt wird.
Verfahren zur Nutzung der mobilen Ersatzstromversorgung mit integrierter Verteilerfunktion gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend: Bestimmen von Elektrizität und Strom, welche von einer angeschlossenen elektronischen Vorrichtung (9) benötigten werden durch die Energieverwaltungseinheit (3) mit einer intelligenten automatischen Verwaltungsfunktion; Versorgen gemäß der bestimmten benötigten Elektrizität und Strom der angeschlossenen elektrischen Vorrichtung (9) mit stabiler Elektrizität und Strom aus der Elektrizitätsspeichervorrichtung (2) und somit Liefern einer sicher und stabil arbeitenden elektrischen Vorrichtung (9); und Stoppen der Ausgabe von Elektrizität und Strom von der Elektrizitätsspeichervorrichtung (2), falls keine elektronische Vorrichtung angeschlossen ist.
Verfahren zur Nutzung der mobilen Ersatzstromversorgung mit integrierter Verteilerfunktion gemäß Anspruch 11, wobei die Energieversorgung ein Computers (6) oder eine externen Stromversorgung (8) automatisch durch die Energieverwaltungsvorrichtung (3) geschaltet wird, um den konstanten Betrieb der elektronischen Vorrichtung (9) sicherzustellen in dem Fall, dass der intelligente automatische Verwaltungsmechanismus der Energieverwaltungsvorrichtung (3) einen Mangel an Elektrizität in der internen EIektrizitätsspeichervorrichtung (2) feststellt.