TWM610988U

TWM610988U - 具有雙向充電功能之轉接裝置

Info

Publication number: TWM610988U
Application number: TW110200022U
Authority: TW
Inventors: 陳文奇
Original assignee: 吉新能源科技有限公司
Priority date: 2021-01-04
Filing date: 2021-01-04
Publication date: 2021-04-21

Abstract

本創作揭露一種具有雙向充電功能之轉接裝置，包含一第一連接埠、一第二連接埠以及一傳導線。傳導線耦接於第一連接埠及第二連接埠之間；其中第二連接埠供連接一充電電池，並於第一連接埠連接一電源時，具有雙向充電功能之轉接裝置汲取電源的電力對充電電池充電，或者當第一連接埠連接一電子裝置時，具有雙向充電功能之轉接裝置汲取充電電池之電力供給電子裝置。

Description

具有雙向充電功能之轉接裝置

本創作係有關於一種轉接裝置，特別是有關於一種具有雙向充電功能之轉接裝置。

現今許多的電子產品都必須依靠充電電池提供電力，而在進行電池充電時，必須使用該電子產品專用的電源裝置或轉接裝置，連接電子產品本身以及充電電源（市電或行動電源），方能對電子產品中的充電電池進行充電。但針對部分特殊的電子產品，例如無人機、手工具機或掌上型小家電等都還是採用專用的電源裝置或轉接裝置，提供專用的固定電壓、專用連接埠來對電子產品的充電電池進行充電，因而這些電子產品的充電電池僅能提供給該電子產品專門使用。

然而，一旦該電子產品本身損壞，其內部的充電電池將因為必須使用專用的電源裝置或轉接裝置連接電子產品及充電電源，方能對充電電池進行充電，因此，在電子產品已損壞的情況下，即使其內部的充電電池仍可正常充放電，但無法適配其他電子產品，因而變成電子垃圾。

換句話說，由於上述的電子產品其使用的電源裝置或轉接裝置並不具備通用性，導致充電電池無法為其他電子產品提供電力，在通用性低的情況下，一旦電子產品本身發生損壞的情況，其內部的電池也將被一併拋棄。

據此，如何提供一種具有雙向充電功能轉接裝置已成為目前急需研究的課題。

鑑於上述問題，本創作揭露一種具有雙向充電功能之轉接裝置，包含一第一連接埠、一第二連接埠以及一傳導線。傳導線耦接於第一連接埠及第二連接埠之間；其中第二連接埠供連接一充電電池，並於第一連接埠連接一電源時，具有雙向充電功能之轉接裝置汲取電源的電力對充電電池充電，或者當第一連接埠連接一電子裝置時，具有雙向充電功能之轉接裝置汲取充電電池之電力供給電子裝置。

承上所述，本創作涉及將具有普及性及通用性高的USB Type-C（C型通用序列匯流排連接埠）功率輸送協議、可編程電源協議以及高通第4代快速充電協議等快速充電協議的電源經由具有雙向充電功能之轉接裝置，透過快速充電協定輸出適當的電壓給可充電電池充電，例如無人機電池、手工具機電池、掌上型小家電類如吸塵器的電池或除蟎機的電池等。反之，也可以由上述無人機電池、手工具機電池、掌上型小家電類的電池電壓經由本創作具有雙向充電功能之轉接裝置轉化成通用序列匯流排功率輸送協議、可編程電源協議以及高通第4代快速充電協議等快速充電協定的充電電壓，為具有USB Type-C母座的手機、電腦等3C電子裝置進行快速充電。

請參閱圖1及圖2，其係為本創作具有雙向充電功能之轉接裝置分別連接電源T以及連接電子裝置S1、S2的示意圖。具有雙向充電功能之轉接裝置1包含一第一連接埠11、一第二連接埠12以及一傳導線13。傳導線13耦接於第一連接埠11及第二連接埠12之間。第二連接埠12供連接一充電電池C，並於第一連接埠11連接一電源T，具有雙向充電功能之轉接裝置1汲取電源T的電力對充電電池C充電。或者，當第一連接埠11連接一電子裝置S1、S2時，具有雙向充電功能之轉接裝置1汲取充電電池C之電力供給電子裝置S1、S2。

如圖1所示，當使用者欲針對充電電池C進行充電時，可透過第一連接埠11連接一電源T，透過本創作具有雙向充電功能之轉接裝置1對連接第二連接埠12的充電電池C充電。於本創作之一實施例中，電源T可為充電器、行動電源或者其它任何可供應電力的電力供應器（power supply），或者電源T可為一電源轉接頭，用於連接一電源端後，轉換電源端的電力，以針對充電電池C進行充電，於本創作中並不限定。

如圖2所示，當使用者欲針對電子裝置S1、S2進行充電時，可透過第一連接埠11連接一電子裝置S1、S2，並透過連接第二連接埠12的充電電池C對電子裝置S1、S2充電。

請參閱圖3及圖4，其係為本創作具有雙向充電功能之轉接裝置包含轉接盒14分別連接電源T以及連接電子裝置S1、S2的示意圖。於圖3及圖4的實施例中，與圖1、圖2不同之處在於當不同態樣的充電電池C無法直接與具有雙向充電功能之轉接裝置1的第二連接埠12直接連接時，可經由轉接盒14轉接。轉接盒14具有一盒體141、一第一接口142以及一第二接口143。第一接口142設置於盒體141第一端，對應連接充電電池C的連接端C1。第二接口143設置於盒體141第二端，對應連接第二連接埠12。

如圖3所示，當使用者欲針對充電電池C進行充電時，可透過第一連接埠11連接一電源T，第二連接埠12連接轉接盒14的第二接口143，充電電池C的連接端C1連接轉接盒14的第一接口142，由電源T透過本創作具有雙向充電功能之轉接裝置1對連接轉接盒14的充電電池C充電。

此外，需注意的是在圖3的實施例中，針對不同的充電電池C的連接端C1形狀，可選擇對應的轉接盒14第一接口142來連接，使本創作具有雙向充電功能之轉接裝置1具有更佳的彈性及選擇。例如針對無人機充電電池C，可選擇具有對應無人機充電電池C連接端C1形狀的轉接盒14第一接口142來連接；針對手工具機充電電池C，可選擇具有對應手工具機充電電池C連接端C1形狀的轉接盒14第一接口142來連接。當具有雙向充電功能之轉接裝置1的第二連接埠12的尺寸大小及態樣可直接對應連接到充電電池C的連接端C1時，如圖1所示，則可直接以第二連接埠12連接充電電池C的連接端C1而不需透過轉接盒14轉接。再者，當第二連接埠12為使用TYPE C的公頭連接埠時，轉接盒14的第二接口143係為對應TYPE C公頭連接埠的母頭連接埠。進一步而言，在圖1實施例中的第二連接埠12，其係為一種直接對應充電電池C連接端C1的充電專用接頭，在圖3的實施例中，轉接盒14的第一接口142同樣為充電專用接頭。

如圖4所示，當使用者欲針對電子裝置S1、S2進行充電時，可透過第一連接埠11連接一電子裝置S1、S2，第二連接埠12連接轉接盒14的第二接口143，充電電池C的連接端C1連接轉接盒14的第一接口142，由充電電池C透過本創作具有雙向充電功能之轉接裝置1對連接第一連接埠11的電子裝置S1、S2充電。

於本創作之實施例中，圖1及圖2中具有雙向充電功能之轉接裝置1係為Type-C的線材，其第一連接埠11為Type-C公頭的連接埠，第二連接埠12為對應充電電池C連接端C1的充電專用接頭。圖3及圖4中具有雙向充電功能之轉接裝置1的第一連接埠11及第二連接埠12為Type-C公頭的連接埠，轉接盒14的第二接口143為對應Type-C公頭的Type-C母頭連接埠，轉接盒14的第一接口142為對應充電電池C連接端C1的充電專用接頭。

於本創作之一實施例中，充電電池C係為一無人機電池、一手工具機電池以及一手持式家電電器電池。手持式家電電器電池例如吸塵器的電池或除蟎機的電池等。

於本創作之一實施例中，電子裝置S1、S2包含智慧型裝置、電腦裝置或者其它可用於充電並可連接本創作具有雙向充電功能之轉接裝置1的電子裝置。

請參閱圖5及圖6，其係為具有雙向充電功能之轉接裝置的電壓協定控制電路的示意圖。具有雙向充電功能之轉接裝置1更包含一電壓協定控制電路15，設置於第一連接埠11或第二連接埠12中，此外，轉接盒14中亦可獨立設置電壓協定控制電路15，圖5的實施例中係將電壓協定控制電路15設置於轉接盒14中，圖6的實施例中係將電壓協定控制電路15設置於第一連接埠11或第二連接埠12中，其間的差異僅在於連接關係的不同。

於圖5的實施例中，轉接盒14具有一盒體141、一第一接口142、一第二接口143以及一電壓協定控制電路15。第一接口142設置於盒體141第一端，供連接充電電池C。第二接口143設置於盒體141第二端，連接第二連接埠12。電壓協定控制電路15設置於轉接盒14盒體141內部，包含一電壓轉換電路151及一控制晶片152。電壓轉換電路151電性連接轉接盒14之第一接口142及第二接口143。控制晶片152電性連接電壓轉換電路151。當第二連接埠12透過轉接盒14連接充電電池C且第一連接埠11連接電子裝置S1、S2時，控制晶片152產生一第一訊號到電壓轉換電路151，控制電壓轉換電路151將充電電池C之供電電壓轉換成電子裝置S1、S2之工作電壓後，輸出至電子裝置S1、S2，以轉換充電電池C的電力對電子裝置S1、S2充電。當第二連接埠12透過轉接盒14連接充電電池C且第一連接埠11連接電源時，控制晶片152產生一第二訊號到電壓轉換電路151，控制電壓轉換電路151將電源之電源電壓轉換成充電電池C之供電電壓後，輸出至充電電池C，以轉換電源端的電源電壓對充電電池C充電。進一步而言，控制晶片152具有一致能（enable）訊號引腳EN、一迴授引腳FB及一方向訊號引腳DIR，分別電性連接電壓轉換電路151。當轉接盒14透過第二接口143連接電子裝置S1、S2，以及透過第一接口142連接充電電池C時，控制晶片152透過致能訊號引腳EN產生第一訊號到電壓轉換電路151，以控制電壓轉換電路151的作動方式。例如當控制晶片152和連接第一連接埠11的電子裝置S1、S2(例如智慧型手機)溝通出電子裝置S1、S2所需要的電壓時，比如電子裝置S1、S2需要5V電壓進行充電，則通過迴授引腳FB產生一迴授訊號到電壓轉換電路151，使電壓轉換電路151調整到相對應的電壓輸出，並透過方向訊號引腳DIR產生一方向訊號到該電壓轉換電路，控制電流供電的方向。

於圖6的實施例中，電壓協定控制電路15設置於第一連接埠11或第二連接埠12中，為了簡化說明起見，係以設置在第二連接埠12中作為說明。電壓協定控制電路15包含一電壓轉換電路151及一控制晶片152。第一連接埠11通過電壓轉換電路151連接第二連接埠12。控制晶片152電性連接電壓轉換電路151。當第二連接埠12連接充電電池C且第一連接埠11連接電子裝置S1、S2時，控制晶片152產生第一訊號到電壓轉換電路151，控制電壓轉換電路151將充電電池C之供電電壓轉換成電子裝置S1、S2之工作電壓後，輸出至電子裝置S1、S2，以轉換充電電池C的電力對電子裝置S1、S2充電。當第二連接埠12連接充電電池C且第一連接埠11連接電源時，控制晶片152產生第二訊號到電壓轉換電路151，控制電壓轉換電路151將電源之電源電壓轉換成充電電池C之供電電壓後，輸出至充電電池C，以轉換電源端的電源電壓對充電電池C充電。進一步而言，當第二連接埠12連接充電電池C且第一連接埠11連接電子裝置S1、S2時，控制晶片152透過致能訊號引腳EN產生第一訊號到電壓轉換電路151，控制電壓轉換電路151的作動。當控制晶片152和充電電池C溝通出電子裝置S1、S2所需要的電壓時，比如需要5V電壓，則通過迴授引腳FB產生迴授訊號到電壓轉換電路151，使電壓轉換電路151調整到相對應的電壓輸出，並透過方向訊號引腳DIR產生方向訊號到該電壓轉換電路，控制電流供電的方向。

電壓協定控制電路更包含一狀態指示燈153，電性連接控制晶片152，狀態指示燈153用於顯示連接具有雙向充電功能之轉接裝置1的充電電池C以及電子裝置S1、S2的充放電狀態。

控制晶片152係根據充電協議產生第一訊號及第二訊號。充電協議包含通用序列匯流排功率輸送（USB Power Delivery; PD）協議、可編程電源（Programmable Power Supply; PPS）協議以及高通第4代快速充電（Quick Charge 4+; QC4+）協議。此外，控制晶片152具備雙角色電源(Dual-Role Power; DRP)功能，可以自動識別與Type-C端連接的是下行埠(Downstream Facing Port ;DFP)供電裝置（例如Type-C電源）或上行埠(Upstream Facing Port; UFP)受電裝置（例如手機或電腦），以智慧判斷要操作的模式。例如控制電壓轉換電路151調降或提升的電壓大小、控制電壓轉換電路151電壓/電流的輸出方向DIR（由第一連接埠11向第二連接埠12的方向供電，或是由第二連接埠12向第一連接埠11的方向供電）、控制電壓轉換電路151的開啟/關閉（由致能訊號決定）、傳送致能訊號到電壓轉換電路151、過流/過壓/欠壓保護以及狀態指示燈153的控制。狀態指示燈153的控制例如快充啟動/電池充飽/錯誤等狀態的指示。

於本創作之實施例中，控制晶片152可將電壓協定控制電路15變換為Type-C的上行埠模式，由Type-C將通用序列匯流排功率輸送協議、可編程電源協議等快速充電協議的3.3~27V電壓由電源T輸出，轉變成可以給1串~6串充電電池充電C的電壓。單顆充電電池C的充滿電壓可以是4.2V、4.25V、4.3V、4.35V、4.4V或者*2顆/*3顆/*4顆/*5顆/*6顆充電電池C的電壓。

於本創作之實施例中，當以充電電池C為電源，透過本創作具有雙向充電功能之轉接裝置1提供手機、電腦或其它電子裝置S1、S2充電時，可以將電壓協定控制電路15變換為Type-C的下行埠模式，經過電壓轉換電路151變換通用序列匯流排功率輸送協議、可編程電源協議以及高通第4代快速充電（Quick Charge 4+; QC4+）協議等快速充電協定的充電電壓C，提供外部電子裝置S1、S2進行快速充電。

綜上所述，本創作涉及將具有普及性及通用性高的Type-C功率輸送協議、可編程電源協議以及高通第4代快速充電協議等快速充電協議的電源經由具有雙向充電功能之轉接裝置，透過快速充電協定輸出適當的電壓給可充電電池充電，例如無人機電池、手工具機電池、掌上型小家電類如吸塵器的電池或除蟎機的電池等。反之，也可以將上述無人機電池、手工具機電池、掌上型小家電類的電池作為行動電源，並將電池電壓經由本創作具有雙向充電功能之轉接裝置轉化成通用序列匯流排功率輸送協議、可編程電源協議以及高通第4代快速充電協議等快速充電協定的充電電壓，為具有Type-C母座的手機、電腦等3C電子裝置進行快速充電。

1:具有雙向充電功能之轉接裝置 11:第一連接埠 12:第二連接埠 13:傳導線 14:轉接盒 141:盒體 142:第一接口 143:第二接口 15:電壓協定控制電路 151:電壓轉換電路 152:控制晶片 153:狀態指示燈 EN:致能訊號引腳 DIR:方向訊號引腳 FB:迴授引腳 T:電源 C:充電電池 C1:連接端 S1、S2:電子裝置

圖1係為本創作具有雙向充電功能之轉接裝置連接充電電池的示意圖；圖2係為本創作具有雙向充電功能之轉接裝置連接電子裝置的示意圖；圖3係為本創作具有雙向充電功能之轉接裝置包含轉接盒連接充電電池的示意圖；圖4係為本創作具有雙向充電功能之轉接裝置包含轉接盒連接電子裝置的示意圖；以及圖5、圖6係為具有雙向充電功能之轉接裝置之電壓協定控制電路的示意圖。

1:具有雙向充電功能之轉接裝置

11:第一連接埠

12:第二連接埠

13:傳導線

T:電源

C:充電電池

Claims

一種具有雙向充電功能之轉接裝置，包含：一第一連接埠；一第二連接埠；以及一傳導線，耦接於該第一連接埠及該第二連接埠之間；其中，該第二連接埠供連接一充電電池；其中，當該第一連接埠連接一電源時，該具有雙向充電功能之轉接裝置汲取該電源的電力對該充電電池充電；其中，當該第一連接埠連接一電子裝置時，該具有雙向充電功能之轉接裝置汲取該充電電池之電力供給該電子裝置。
如請求項1所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，其中該第一連接埠係為C型通用序列匯流排連接埠。
如請求項1所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，其中該第二連接埠係為充電專用接頭。
如請求項1所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，其中該第二連接埠供連接用於連接包含一無人機電池、一手工具機電池或一手持式家電電器電池之該充電電池。
如請求項1所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，更包含一電壓協定控制電路，包含：一電壓轉換電路；其中，該第一連接埠通過該電壓轉換電路連接該第二連接埠；以及一控制晶片，電性連接該電壓轉換電路；其中，當該第二連接埠連接該充電電池且該第一連接埠連接該電子裝置時，該控制晶片產生一第一訊號到該電壓轉換電路，以控制該電壓轉換電路將該充電電池之一供電電壓轉換成該電子裝置之一工作電壓後，輸出至該電子裝置；其中，當該第二連接埠連接該充電電池且該第一連接埠連接該電源時，該控制晶片產生一第二訊號到該電壓轉換電路，以控制該電壓轉換電路將該電源之一電源電壓轉換成該充電電池之該供電電壓後，輸出至該充電電池。
如請求項1所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，更包含一電源轉接頭，該第一連接埠通過該電源轉接頭連接該電源。
如請求項6所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，更包含一電壓協定控制電路，設置於該電源轉接頭中，包含：一電壓轉換電路；以及一控制晶片，電性連接該電壓轉換電路；其中，當該第二連接埠連接該充電電池且該第一連接埠通過該電壓轉換電路連接該電子裝置時，該控制晶片產生一第一訊號到該電壓轉換電路，以控制該電壓轉換電路將該充電電池之一供電電壓轉換成該電子裝置之一工作電壓後，輸出至該電子裝置；其中，當該第二連接埠連接該充電電池且該第一連接埠通過該電壓轉換電路連接該電源時，該控制晶片產生一第二訊號到該電壓轉換電路，以控制該電壓轉換電路將該電源之一電源電壓轉換成該充電電池之該供電電壓後，輸出至該充電電池。
如請求項1所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，其中該第二連接埠係為C型通用序列匯流排連接埠。
如請求項8所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，更包含一轉接盒，具有：一盒體；一第一接口，設置於該盒體之一第一端，供連接該充電電池；以及一第二接口，設置於該盒體之一第二端，連接該第二連接埠；一電壓協定控制電路，設置於該轉接盒內部，包含：一電壓轉換電路，電性連接該轉接盒之該第一接口及該第二接口；以及一控制晶片，電性連接該電壓轉換電路；其中，當該第二連接埠透過該轉接盒內的該電壓轉換電路連接該充電電池且該第一連接埠連接該電子裝置時，該控制晶片產生一第一訊號到該電壓轉換電路，以控制該電壓轉換電路將該充電電池之一供電電壓轉換成該電子裝置之一工作電壓後，輸出至該電子裝置；其中，當該第二連接埠透過該轉接盒內的該電壓轉換電路連接該充電電池且該第一連接埠連接該電源時，該控制晶片產生一第二訊號到該電壓轉換電路，以控制該電壓轉換電路將該電源之一電源電壓轉換成該充電電池之該供電電壓後，輸出至該充電電池。
如請求項9所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，其中該電壓協定控制電路更包含一致能訊號引腳，該控制晶片係透過該致能訊號引腳產生該第一訊號及該第二訊號到該電壓轉換電路，以控制該電壓轉換電路的作動。
如請求項9所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，其中該電壓協定控制電路更包含一迴授引腳，該控制晶片係透過該迴授引腳產生一迴授訊號到該電壓轉換電路，以控制該電壓轉換電路轉換電壓的輸出電壓。
如請求項9所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，其中該電壓協定控制電路更包含一方向訊號引腳，該控制晶片係透過該方向訊號引腳產生一方向訊號到該電壓轉換電路，以控制該電壓轉換電路充放電的方向。
如請求項9所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，其中該電壓協定控制電路更包含一狀態指示燈，電性連接該控制晶片，以根據連接的該充電電池以及連接的該電子裝置顯示一充放電狀態。
如請求項9所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，其中該控制晶片係根據一充電協議產生該第一訊號及該第二訊號。
如請求項14所述之具有雙向充電功能之轉接裝置，其中該充電協議包含通用序列匯流排功率輸送協議、可編程電源協議以及高通第4代快速充電協議。