201004097 九、發明說明·· 【發明所屬之技術領域】 特別是關於一種可以儲 本發明係關於一種供電裝置 存電能之可攜式供電裝置。 【先前技術】 對於可攜式電子裝置的產品而言，由於此種電子裝置 ί身強：：了遺身攜帶’因此其内部通常安裝有-充電電 ί二:Γ以供電給電子裝置，而讓可攜式電子裝置 H 内部電源的供電來運作。然而當此可攜式電 子装置之内部電源供電耗盡時，則必 作:在此可攜式電子裝置係以行動 方式，以订動電話而言其充電可以有兩種方式進行，第一 種為直接以電源轉接器連接於行動電話對Α充電，第二種 為將行動電話内部的充電電池取出，並將充電電池置放於 電池充電座’然而前述這兩種充電方式都必緖市電插座 處取得-充電來源，因此若是在戶外使用行動電話沒電 時，均無法透過這兩種方式來對行動電話立即充電。 因此目别已有相關的業者開發出—種可攜式供電裝 置，而可供使用者隨身攜帶，並可以在可攜式電子裝置之 電力不足時，直接透過此可攜式供電裝置對可攜式電子穿 ，進行充電。而目前可攜式供電裝置主要是在^部提供^ 蓄電元件，例如是二次電池或是電容等元件均可提供此種 蓄電效果，並於平常預先將此可攜式供電裝置中的蓄電元 件充飽，而當有需要對可攜式電子裝置進行充電時，即可 5 201004097 -充雷入的可揭式供電裝置連接在可攜式電子裝置的 遇到可ΐ式C °因此透過此種充電方式即使在戶外 I置進4沒電時，仍可以馬上對此可攜式電子 採用二次供電裝置的充電方式而言’由於其是 次電池而:起為主要的蓄電元件’然而對於二 無論是二次電4 電時間存有時間過久的問題，且 因此若要對可攜式過小的問題， 得加大二攻m θ ^置^供足夠的充電電力，則勢必 式供電f置奸2電容_積，但卻會另外衍生出可攜 4置體積過大的問題，而不便於隨身攜帶。 【發明内容】 ，發明所要解決的技術問題’在 =，以解決習知可攜式供電裝置之内部蓄電 =積比過小之_。因此本發明 = 子F署心呈古Λ /體積大之特點，以使可攜式電 ϊ裝置可以具有更快速的充/放電效果及高功率輸出之i 為了解決上述技術問題，根據本發 供一種可攜式供電裝置，係％ 種方案，提 供電，包括:-電源輸八η 一電源接收裝置進行 單元、一電源輸出介面及：；:電：電源2單元、一充電 供應單元之間，充電單^=轉接電源輪入介面與電振 電源，並以此外部電源來對带入介面取得-外部 對電源供應單元進行充電。效電 201004097 單元耦接電源供應單元與電源輸出介面之間，放 — 控制電源供應單元放電輸出至該電源輸出介面。.早元係 在本發明的實施例中，磁性電容包括：一一 極、-第二磁性電極及一介電層，其中介電：性電 :磁性電極與第二磁性電極之間，且介電層是第 月以及第-磁性電極與第二磁性電極是分別具 ^ 磁偶極以避免儲存於介電層中的電能漏電。 數甸 、因此透過上述實施方式’本發明可攜式供電 ”電容來達成能量體積比極大之技術特點，並2逯 性電容具有電容的特點而使得可攜式供電褒置曰由资 速執行充放電的優點。 具有快 、以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆曰 進一步說明本發明為達成預定目的所採取之方式疋二了能 功效。而有關本發明的其他目的及優點 2及 及圖式中加以闡述。 仕俊π的說明 【實施方式】 電容種可献供钱置，鋪由採用磁性 gnetiecaPaeitGr)來作為能量儲存元件及 ’而此磁性電容相較於—般電容是藉由上^ 爲電流，以達大幅提昇能量 果。因此_本發明之可攜式供電裝置係可以^ 、電源接收褒置進行供電及提供足夠的供電能量。、逮
施例1 妾下來請同時參閱第一及第二圖，其分別為本發明竇 例之—可赋供找㈣示意圖及功能；m®。本H 201004097 1斤述之可攜式供電裝置1係於一殼體中設置有一 2二介=u、一充電單元13、一電源供應單元15、一電、 中=示單元16、一放電單元17及一電源輸出介面19。其 電源輸入介面U及電源輸出介面19係設於殼體ι〇之外 電源輪人介面U可以接收從外部輪人的—外部電源 面t 式供電裝置1本身進行充電，以及電源輸出介 電源接收裝置進行供電。前逑電 與外部傲H 輸* ® 19係透過連接器的方式來 “ u戈 ^旦本發明亚不以此為限，例如電源輸人介 =接^輸a出介面19均可透過設置傳輪線的方式來 或是插座的接而線可以是透過插頭 s::rr有儲存能量之 ^ 原的供電而來動作之電子產品。 ^ 單元輪八介面"與電源供應 :行充電’而電源供應單元,5之;=應單元15 面有詳細說明及解體構造將於後 面11取得外部電源時，即以 透過電源輸入介 充電，而至於本實_所述t H麵雜電容進行 ;電電路可以是屬於熟習該項技::13，斤使用的 在此不予以贅述。放電單 if所知悉之技術，因此 15與電源輸出介面19之間 ？相接於電源供應單元 ，供應單元15進行 主要是用來對電 端連接有-負載時，此負載即此前：電輪 1¾源接收裝置，放電 201004097 述 單元17即對電源供應單元15中的磁性電容進行放電，並 >將放電輸出之能量輸出至電源輸出介面19。而至於本實 ^例，述之放電單元17其内部所使用的放電電路可以是 、、於热習该項技藝者所知悉之技術，因此在此亦不予以贅 由於電源供應單元15具有蓄電功能，而為了讓使用 輪可攜式供電$置1目前仍可以提供多少電能 單元Γ施例係以電量指示單元16耦接於電源供應 示此電源:應單電 較佳係為透過發光元株/Λ畜電電力。而此電量指示訊號 =同的蓄電電力）或是透過顯示元件4 力Γ 顯示不同的條狀長度來代表不同的蓄電1 凊參閱第三圖所示，電源輪入 交流電源輸入介面lu、—直祕面u係包括有：、 轉換模組115、一切換開關二界面113、1趣 ^電源輸人介面1U可以直接接^=119°其中交 接於交流電源輸人介面U1的I ^源輸入，亚由麵 電源轉換成直流電源輸出。直流'雷/組115將此交後 以直接接收直流電源輸入’而切換/門：入介面113則是圩 電源轉換模組115或是錢電源 可以輸出直流電源給充電單元 面113的其中〜匈 偵測此交流電輯人介面Ul 模組U9則是用來 者有輸入電源訊號，並相對控 ^電源輸人介面何 電源訊號的交流電源輸入介；了、開關117以使有輪入 111或直流電源輸入介聲 9 201004097 113可以輸出電源給充電單元13。另外假設交流電源輸入 介面111及直流電源輸入介面113同時輸入電源訊號，則 偵測模組119可以預設其中一個可以輸出電源給充電單元 13。 前述電源轉換模組115的實施是屬於熟習該項技藝者 所知悉之技術，因此在此不予以贅述，例如此電源轉換模 組115中可以包括有整流模組、濾波模組、穩壓模組等元 件組成。而前述切換開關117的切換方式是可以透過偵測 模組119的控制來自動執行切換，然而對於熟習該項技藝 者而言，亦可進一步將偵測模組119的元件省略，而由使 用者以手動方式來控制此切換開關117，或者是可以再進 一步將切換開關117—併省略，以使電路架構更精簡，而 由使用者直接選擇要將電源訊號透過交流電源輸入介面 111或直流電源輸入界面113輸入給充電單元13。電源輸 入介面11中雖然是整合有交流電源輸入介面111及直流電 源輸入界面113兩種不同電源介面，但也可以根據實際需 求僅使用其中一種介面。 請參閱第四圖所示，電源輸出介面19係包括有：一 DC/DC轉換器191、一直流電源輸出介面193、一 DC/AC 轉換器195、一交流電源輸出介面197。放電單元17輸出 的電源係屬於直流電源，且可透過DC/DC轉換器191或是 DC/AC轉換器195將直流電源轉換成符合電源接收裝置所 需的電源規格。以DC/DC轉換器191而言係可將放電單元 17所輸出的直流電源進行昇壓或降壓的處理，並透過直流 電源輸出介面193輸出給可接收直流電源的電源接收裝 置；而至於DC/AC轉換器195則是將放電單元17所輸出 201004097 的直肌電源轉換成父流電源，並透過交流電源輸出介面 197輸出給可接收交流電源的電源接收裝置。電源輸出介 Φ 19巾軸疋整合有直流電源輪出介面及交流電源輸 出界面197兩種不同電源介面，但也可以根據實際需求僅 使用其中一種介面。 接下來將具體說明磁性電容的構成，並請參閱第五 圖其係為本發明貫施例t一磁性電容示意圖。如第五圖 所示磁性電容2，此磁性電容2包括—介電層2G、一第一 《 磁味電極22及一第二磁性電極24,其中介電層20係設置 於第一磁性電極22與第二磁性電極24之間，以於在第-，性電極22與第二磁性電極24處累積電荷以儲存電位 能’且第-磁性電極22與第二魏電極24係由具有磁性 導電材料所構成，並可藉由對第—磁性電極22與第二磁性 電極24外加電場進行磁化，而使第一磁性電極22與第二 磁性電極24内分別形成磁偶極（magnedc出_)26及撕 如=可以在磁性電容2中構成—磁場而來對帶電粒子的移 1) 動=成，響’因此使得磁性電容2中的介電層2G可以用來 儲子電此及藉由磁偶極形成的磁場來避免電能漏電。 前述第—磁性電極22與第二磁性電極24之材質可以 為稀土元素，介電層20係由氧化鈦（Ti03)、氧化鋇鈦 (Γ&Τι03)或—半導體層，例如氧化外iiiccm 〇xide)所構 雪然而本發明並不限於此，第一磁性電極22、第二磁性 if4與介電層2G均可視產品之需求而選用適當之其他 敌另外第五圖中第一磁性電極22與第二磁性電極24 卜俏I碩係用來表示磁偶極26、28，磁偶極26、28實際 糸由多個整齊排列的微小磁偶極所疊加成，然而對於熟 201004097 習§亥項技藝者而^ 向並盎限定 ° 本貝把例姆於磁偶極， 又，如可以指向 J偶極26、28之形成方 根據前迷說明，前述 向或不同方向。 理主要是利用五圖所不之磁性電 iik λλ 'i. 磁性琶極22盘笨 丄 合2 其原 非列的磁偶麵來 22 *弟二磁性電極2 朝同一自綠士丄 琢以使得介電層2Π屮 方向轉動，而進杆敕t 2〇中儲存的電荷 介電層20中即^ 叩、订整背且緊密的拢 17 P可以容納更多的— 巧排列’因此在 的電能儲存密庳丄 的电何，進而增如r并W + 面積A、八二度。由於習知電容中，電容估 性電容2 (\ " I層之介質常數d直c'係由電容之 於籍由磁場電容，本實施例之.:心； 容值之大幅提升用來改變介電層之介電常數，二造= C=,£〇M 〜电 公式（一 d 全邻ί要对別強調，本實施例之磁性带办9 f _的方式進行儲存 =的能量 存的其他能量儲存媒介(例如傳 ^主要以化學能儲 把例所述之磁性電容2除了具=也或超級電容），本實 外’更因奋八仅古士 ,、 ’、可匹配的能量儲存宓声 足因充分保有電容的特性：仔-度 數）、無記憶效應'可谁行高功去h二有可α卩長（南充放電次 故可有效解、、卞別出、快速充放電等特點， 能池所遇的各種叫^ 的尺寸μ「主^的方式進订錯存，因此都需要有—定 實η ’否 會造成效率的大幅下降。相較於此，太 使用她m用：!Γ 式進行儲存，且因所 f㈣稍㈣半導體製程，故 、娜性電容2以及周邊電路連接，進而二= 12 201004097 電容2之體積與重量，由於此製作方法可使用一般半導體 製权，其應為熟習該項技藝者所熟知，故在此不予贅述。 請參閱第六圖，其係為本發明另—實施例之一磁性電 容之示意圖。磁性電容3係包括一介電層3〇、一第一磁性 電極32與一第二磁性電極34 ’其中介電層3〇係設置於第 一磁性電極32與第二磁性電極34之間。第一磁性電極& 更包括有一弟一隔離層320、一第一磁性層322及一第一 磁性層324,第一隔離層320是設置於第一磁性層322與 Γ 帛二磁性層324之間。第二磁性電極34更包括-第二隔離 層340' —第三磁性層342及一第四磁性層344，第二隔離 層340疋5又置於第二磁性層342與第四磁性層344之間。 第-隔離層320與第二隔離層34〇均是由非磁性材料所構 成。 、第六圖所示之磁性電容3之操作原理係與第五圖所示 之磁性電谷2相同’-樣是透過外加電場於第―磁性層 322、第二磁性層324、第三磁性層Μ2與第四磁性層344, 〇 而使第一磁性層322、第二磁性層324、第三磁性層342 與第四磁性層344中分別形成磁偶極（magnetic dipole) 31、33、35'36。因此磁性電容3在磁化過程中，可以藉 由不同的外加電場，例如使第一磁性層奶與第二磁性層 324中的磁偶極3卜33分別具有不同的方向，以及使第三 石兹性層342與第四磁性層344中的磁偶極％、％分別具有 +同的方向’如此能進―步抑制磁性電容3之漏電流。 纟此特別強調，前述之第-磁性電極32及第二磁性 $極34—之結構並不限於前述之三層結構，而可賴似之方 ’以複文個磁性層與非磁性層不斷交錯堆疊，再藉由各 13 201004097 層内：偶極方向的調整來進-步抑制磁性電容3之漏 電流^翻辭無漏電㈣效果。 敕却Γ述ί明已對可攜式供電裝置1之構成及功能提出完 。下來將更進一步解釋可攜式供電裝置1之使用 rft 二IS式供電裝置1内部具有電源供應單元15， -二::：早兀15必需預先對其進行充電，如第七圖所 置1之電源輸人介面11中的直流電源輸 -二端” =傳輪線5與一電源供應端進行連結，此 =斤應=曰具有電源輸出能力之電子裝置而言，如第七 明，然而此筆記物:4 電腦4來作為舉例說 口要且右•祕山電非用以限制電子裝置之種類， :蔓I圍：:'?力之電子裝置均是本發明所界定之保 升二型電腦或電源轉接器（p〇weradaPter)。因 此可攜式供電裝置1係可透過傳輸線5而從筆記型電腦4 取得-外部電源來對雷、、祕座一，伙萆。己里電月自4 入介面η中二! 早几15進行充電，且電源輸 "面η中的直流電源輸入介面113可以 器，傳輸線5可以為USB傳輸線 β 則連接於筆㈣f腦4的咖埠。b嶋傳輪線一端 電源==1^直_來輪入至 例也可是從市電插座端直接輸入;流電源 /Π中^交流電源輸人介面lu而來對電源供應單 仃充電，㈣錢電源輸人介面lu係為具有 Ϊ源且傳輸線—端的插頭係插接於市電插座處以取得交^ 而當可攜式供電裝置lit過第七圖所示方式充電完成 14 201004097 後即可對-電源接收裝置的負載端進行 源給電源接收裝置使用。如第八圖所示 ς應電 1之電源輪出介面19係直接與負载端進行連置 是指其内部具有儲存能量之電源接收翁置而Γ，而i載端 所示之電源接收裝置係以 ：：而弟八圖 此可攜式供雷驻m 作為舉例說明，因 、靜屮人：彳置可以透過電源輸出介面19中的直产雷 f輸出，1面193與行動魏6之充電介面61連 j 議輸出介面193可以是充電插頭 3 „ 與充電插頭19相容的充電插 1面61可以疋 Z以經由此充電插頭插接於行動電話6、之置1 ^ =内部之電池進行充電。其中第 $ 置亦可以是收音機，並由電源輸出介 === 介面_為具有插座連;：交流麵^ 供電裝置1取得交流電源而來機可咖^ 而前述第八圖中用决表 電話亦可是其他的可攜式二^置源：:裝置所示之行動 精神在於軸聽產品，然而本發明之 透過外接電源工作，^二電子裝置_具有充電電池或是 式電子裝置之充電電池進;褒置1來對可攜 子裝置使用，且可攜式供電充電或疋直接供電給可攜式電 不同產品之可攜式電子| X置1之電源輪出介面19可視 成各種不同的連接器介面4之充電介面或供電介面而設計 及相容。 、插碩或是插座來與其相互結合 201004097 接下來請再參閱第九圖所示，其係為本發明另—實施 例之一可攜式供電裝置之示意圖。如第九圖所示，可攜式 供電裝置1係於外觀結構設計上做改變，其係於後體 10，中設置有一容置部121，此容置部121較佳係以=設 方式設置於殼體10，内，且可攜式供電裝置丨，的電源輸 出介面19’係設在此容置部121的一側邊，另外此殼體 10，一側亦設置有一按鈕14。而至於可攜式供電裝置丄， 之其他部分均與前述第二圖所示之功能方塊相同，在此 不予以贅述。 因此透過第九圖所示之可攜式供電裝置丨，可以用 充電的電源接收裝置之對象可以如第十圖所示係為一充^ 電池7,其充電方式是將充電電池7直接置放於容置部 中’並使充電電池7之充電端子介面71與可攜式供電 1’之電源輸出介面19’以接觸的方式連接，之後於= 式供電裝置1對充電電池7完成充電之後，可 网 壓按鈕14來退出此充電電池7。 過按 因此經由前述實施例說明，當可知悉本發明之 供電裝置具有快速充/放電及高能量密度之技攜式 體來說可攜式供電裝置中的電源供應單元15佶，更具 的磁性電容來作為主要的¥電元件，且磁性電容，前述 以視電源接收裝置端的充電規定，而以串聯及=量可 列連接方式來提供—符合電源接收裝置端所需^的陣 源。 1而的充電電 再者為了更突顯本發明所述之 儲存密度，請參閱第十一圖戶斤示，其主能量 與其他能量儲存媒介之作比較，從第十―圖^可^^ 16 201004097 知磁性電容相對於一般電容（Capacitors)、電化學超級電 容（electrochemical supercapacitors )、電池（） 燃料電池（fuel cells )是具有較佳的能量儲存密声，並薪 由此磁性電容之技術特點，而得以讓本發明之可^式供= 裝置可以具有高功率輸出及快速充放電的技術效果。” 綜上所述，本發明的確能解決傳統之可攜式供電裝 置内部係使用二次電池或電容所衍生出充放電時間過久或 能量儲存密度低之問題。 惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本發明之實施例 而已，凡精于此項技藝者當可依據上述之說明作其他種種 之改良，而這些改變仍屬於本發明之發明精神及以下所界 定之專利範圍中。 【圖式簡單說明】 第-圖係為本發明實施例之—可攜式供電裝置之示意圖； 第圖係為本發明貫施例之一可攜式供置之包方塊 圖； ^曰係為本發明電源輸入介面之功能方塊圖； ，3係為本發明電源輸出介面之功能方塊圖； 第五圖係為本發明實施例之—磁性電容之示意圖； f圖係為本兔明另一貫施例之一磁性電容之示意圖； 第=圖係為電子裝置對可攜式供電I行充電之示意 圖； 第八圖係為可攜式供電裝置對行動電話進行充 電之示意 圖； 201004097 第九圖係為本發明另一實施例之一可攜式供電裝置之示意 圖； 第十圖係為以第九圖之可攜式供電裝置對充電電池進行充 電之示意圖；以及 第十一圖係為將磁性電容與其他能量儲存媒介作比較之示 意圖。 【主要元件符號說明】 1、Γ可攜式供電裝置 10、10’殼體 121容置部 11電源輸入介面 111交流電源輸入介面 113直流電源輸入介面 115電源轉換模組 117切換開關 119偵測模組 13充電單元 14按鈕 15電源供應單元 16電量指示單元 17放電單元 19、19’電源輸出介面 191DC/DC轉換器 193直流電源輸出介面 195DC/AC轉換器 197交流電源輸出介面 2磁性電容 18 201004097 20介電層 24第二磁性電極 3磁性電容 30介電層 32第一磁性電極 320第一隔離層 324第二磁性層 34第二磁性電極 340第二隔離層 344第四磁性層 35、36磁偶極 4電子裝置 5傳輸線 6行動電話 61充電介面 . 7充電電池 71充電端子介面 22第一磁性電極 2 6、2 8磁偶極 31、33磁偶極 322第一磁性層 342第三磁性層 19