电源随身碟的制作方法

本发明是关于电源随身碟，尤指一种仅具有单一端口，且在资料存取的同时，能根据该端口所插接的对应外部装置的种类，使该电源随身碟对该外部装置进行充电，或是接收来自该外部装置所传来的电力。

背景技术：

随着微电子技术的高速发展，各种便携设备(如：智能型手机、平板计算机…等)快速普及于社会大众，让人们的生活习惯产生了重大变化。通过便携设备，人们能随时随地查询数据、联络朋友、传输文件，甚至能远程联机至家中的网络摄影机，以查看屋内环境或宠物状态。然而，由于便携设备大多体积轻巧，能配置的数据储存空间与电池容量有限，因此，时常会有「传输文件」或「充电」的需求。

承上，就「充电」来说，人们通常会利用行动电源装置(powerbank)对便携设备进行充电，以延长便携设备的使用时间，现有的行动电源装置具有两个内藏式usb端口，其中一个usb端口(如：microusb母座)作为电源输入端，用户能通过一条传输线，连接该行动电源装置与一计算机主机，以使该计算机主机对行动电源装置进行充电；另一个usb端口(如：typea或typec母座)则能作为电源输出端，用户亦通过对应的传输线，连接该行动电源装置与一智能型手机，以使该行动电源装置能对该智能型手机进行充电。

另，就「传输文件」来说，人们除了利用传输线，使智能型手机与计算机主机两者能够互相传输数据以外，亦会选择通过随身碟(flashdrive)来存取智能型手机或计算机主机的数据数据，以方便用户能便于收藏与携带该随身碟，又，现有的随身碟是通过单一的外突式usb端口(如：typea或typec公头)作为资料存取端，以能插接至智能型手机与计算机主机上的对应端口，并进行数据的存取。

综上所述可知，无论是随身碟或行动电源装置，均是目前用户最常使用，亦是最常随身携带的装置，因此，若是能将随身碟或行动电源装置整合成单一个装置，令用户仅需携带单一装置，便能够根据实际需求，进行「数据存取」与「电能交换」的功效，例如：当用户的智能型手机电量不足时，该装置便能够临时补充智能型手机电力，令该智能型手机能保持运作，又，当用户需将智能型手机内的数据转移至计算机内时，该装置便能够作为智能型手机与计算机两者的数据中转站，如此，能够大幅提高用户携带上的便利性。

然而，申请人发现，由于现有行动电源装置不需进行数据存取，因此，其结构较为单纯，只需正负一组电源线，即能通过前述两个不同的usb端口，进行输入或输出电力。另，现有随身碟本身并不具有电源，其必须藉由连接外部装置(如：计算机或智能型手机)供应电源，才能被启动使用，即所谓otg(onthego)功能，因此，现有随身碟的接头内，至少需包含一组信号线和一组电源线。故可知，若仅是将随身碟或行动电源装置两者单纯组合，则根据前述「充电」、「传输文件」的设计，会产生下列问题：

(1)由于该装置至少需设有电源输入端、电源输出端及数据存取端等三个端口，因此，会造成该装置的整体体积过于庞大，失去了随身携带的便利性；

(2)用户必需另外准备对应的传输线，才能够使该装置对智能型手机进行充电，造成用户外出时，需同时携带该装置与传输线，十分不便；

(3)由于该装置具有三个端口，因此，用户在使用时，便必须学习与记忆各个端口的作用，此举，对于讲究用户接口的亲和性的产品设计来说，显然会造成用户接口上的繁琐，导致该装置难以受到消费者的青睐。

因此，如何设计出一种崭新的产品结构，以有效解决前述问题，即成为本发明在此亟欲解决的重要问题。

技术实现要素：

有鉴于时下传输线产品欠缺使用上的机动性，且不同功能的传输线必须具备不同的结构等问题，发明人凭借着多年来的实务经验，经过多次的研究、测试与改良后，终于设计出本发明的一种电源随身碟，期能有效解决时下传输线的诸多缺憾。

本发明的一目的，为提供一种电源随身碟，包括一端口、一充电电池、一充电控制单元、一放电控制单元、一检测单元、一内存单元与一微处理器，其中，该端口上至少布设有一正极电源端子、一负极电源端子、一数据输出端子与一数据输入端子，在该端口与一外部装置相电气连接时，该负极电源端子会接地以形成自有回路，该正极电源端子能够传送电力至该外部装置或接收该外部装置传来的外部电力，该数据输入端子与数据输出端子能与外部装置相互交换数据数据；该微处理器能分别连接至该充电控制单元、放电控制单元、检测单元、充电电池及正极电源端子，该充电电池则分别通过该充电控制单元、放电控制单元连接至该正极电源端子，该检测单元则连接至该负极电源端子，且能于该端口与外部装置相连接时，侦测出一导通电位，该内存单元分别电气连接至该端口及放电控制单元，且能将内部数据经由该数据输出端子输出至外部装置，或经由该数据输入端子接收来自外部装置的数据，其自身能接地，以形成自有回路，且其电气接地点不相同于该负极电源端子的电气接地点，又，该微处理能根据该检测单元的检测结果及该放电控制单元所发出的电位信号，决定由该充电电池输出电力至该端口，或是由该端口输入外部电力至该充电电池，如此，用户只要将该电源随身碟插接至外部装置后，不需额外进行任何操作，该电源随身碟便能够根据外部装置的种类，自行地对该外部装置充电，或是由该外部装置对该电源随身碟充电。

本发明的另一目的，为提供一种电源随身碟，包括一端口、一充电电池、一充电控制单元、一放电控制单元、一内存单元、一模式切换单元及一微处理器，其中，该端口其上至少布设有一正极电源端子、一负极电源端子、一数据输出端子与一数据输入端子，在该端口与一外部装置相电气连接的状态下，该负极电源端子会接地以形成自有回路，该正极电源端子能够传送电力至该外部装置或接收该外部装置传来的外部电力，该数据输入端子及该数据输出端子能与该外部装置相连接，并能传输与接收数据数据；该微处理器能分别连接至该充电控制单元、放电控制单元、模式切换单元、充电电池及正极电源端子，该充电电池则分别通过该充电控制单元、放电控制单元连接至该正极电源端子，该内存单元分别电气连接至该端口及放电控制单元，且能将内部数据经由该数据输出端子输出至外部装置，或经由该数据输入端子接收来自外部装置的数据，其自身能接地，以形成自有回路，且其电气接地点不相同于该负极电源端子的电气接地点，该模式切换单元供用户操作，以产生对应的选项信息，又，该微处理器能根据该选项信息而取得该模式切换单元的当前选项状态，据以决定由该充电电池输出电力至该端口，或是由该端口输入外部电力至该充电电池，如此，用户只要操作该模式切换单元后，再将该电源随身碟插接至外部装置，便能够使该电源随身碟自行地对该外部装置充电，或是由该外部装置对该电源随身碟充电。

为方便对本发明目的、技术特征及其功效，做更进一步的认识与了解，现举实施例配合附图，详细说明如下：

附图说明

图1为本发明的电源随身碟与外部装置的示意图；

图2为本发明的电源随身碟的硬件架构示意图；

图3为本发明的电源随身碟尚未连接至外部装置的电力示意图；

图4为本发明的电源随身碟接收外部电力的示意图；

图5为本发明的电源随身碟输出内部电力的示意图；及

图6为本发明的另一电源随身碟的硬件架构示意图。

【主要元件】

电源随身碟……1、1’

壳体……10

端口……11

充电电池……12

充电控制单元……13

放电控制单元……14

检测单元……15

内存单元……16

微处理器……17

模式切换单元……18

外部装置……2

智能型手机……2a

另一端口……21a、21b、21c

计算机主机……2b

充电器/变压器……2c

正极电源端子……v+

负极电源端子……v-

数据输出端子……d+

数据输入端子……d-

具体实施方式

本发明为一种电源随身碟，在此特别一提的是，本发明所称「随身碟」一词，是指具有内存单元的电子产品，故，举凡小型读卡装置、小型硬盘、耳机、随身听(mp3)…等产品，均包括在内，意即，后续实施例中说明的内存单元，能够为内建本装置的内存组件，或外部连接的记忆卡装置，又，本发明主要是将「行动电源装置」与「随身碟」两者的功能整合为一体，以形成本发明的电源随身碟1，故，本发明仅在图1～2中绘制必要的组件及其连接关系。另，本发明的特征在于，该电源随身碟1仅具有单一个端口11，因此，用户在使用该电源随身碟1，只要将该端口11插接至外部装置2(如：智能型手机、计算机主机…等)上，便能够使该电源随身碟1自动地执行后续步骤，不仅提高使用上的便利性，且单一个端口11亦有助于缩减电源随身碟1的整体体积。此外，当本发明的产品与外部装置2相连接时，外部装置供应电力予本发明的「随身碟」，及本发明的「行动电源装置」供应电力予外部装置，两者需经由同一组电源端子，因此，后续会说明本发明如何解决前述电力传输方向的冲突问题，此亦是本发明的技术核心。

复请参阅图1及2所示，在一实施例中，该电源随身碟1包括一端口11、一充电电池(rechargeablebattery)12、一充电控制单元(chargecontrolunit)13、一放电控制单元(dischargecontrolunit)14、一检测单元(connectiondetectionunit)15、一内存单元(闪存(flashdrive))16及一微处理器(mcu)17，其中，该端口11能为插头状，且外露于一壳体10外，前述其余组件则能设于该壳体10内，该端口11上至少布设有一正极电源端子v+、一负极电源端子v-、一数据输出端子d+与一数据输入端子d-，该等端子v+、v-、d+、d-的局部能够外露于该壳体10外，以呈金手指态样(goldfinger或edgeconnector)，但在本发明的其它实施例中，则能够以其它样式呈现，而非仅限于金手指态样。当该端口11与该外部装置2相电气连接时，该数据输入端子d-与数据输出端子d+能与外部装置2的对应端子d+、d-相互接收或传输数据数据，又，该负极电源端子v-在与外部装置2连接后会接地以形成自有回路，该正极电源端子v+能够传送电力至该外部装置2(如：手机)，或接收该外部装置2(如：计算机主机、变压器)传来的外部电力。

复请参阅图1及2所示，该充电控制单元13分别电气连接至该充电电池12、该正极电源端子v+及该微处理器17，当该电源随身碟1插接至外部装置2后，该充电控制单元13能根据该微处理器17的控制指令，而将外部装置2经由该正极电源端子v+传来的外部电力，传输至该充电电池12，以供该充电电池12储存外部电力；另，该放电控制单元14分别电气连接至该充电电池12、该正极电源端子v+及该微处理器17，当该电源随身碟1插接至外部装置2后，该放电控制单元14亦能根据该微处理器17的控制指令，而将该充电电池12传来的内部电力，传输至该正极电源端子v+，以对该外部装置2输出电力，此外，该微处理器17能令该放电控制单元14持续且依序间隔地发出高电位信号与低电位信号(简称高/低电位信号，如图3的前述高/低电位信号的作用，会在后续实施例中，进行说明。

在该实施例中，复请参阅图1及2所示，该检测单元15分别电气连接至该负极电源端子v-及该微处理器17，且能侦测负极电源端子v-的电气接地点是否导通，当该端口11尚未插接至外部装置2时，由于该负极电源端子v-的电气接地点无法形成电气回路，故会使得该检测单元15侦测不到导通电位，又，当该端口11与外部装置2相连接时，该检测单元15即能侦测出一导通电位，此时，该微处理器17取得该导通电位后，便能得知该端口11已与外部装置2相电气连接，以进行相关判断外部装置2的种类的程序。

再者，复请参阅图1及2所示，该内存单元16分别电气连接至该端口11及该放电控制单元14，在该实施例中，该内存单元16会与数据输出端子d+、数据输入端子d-相连接，其内的数据数据能够经由该数据输出端子d+与数据输入端子d-，而输出至外部装置2或是接收外部装置2传来的数据数据传输并储存至该内存单元16中，又，该内存单元16尚会与该正极电源端子v+相电气连接，因此，该内存单元16于正常运作时，能够有两种接收电力的途径，第一种是接收「内部电力」，即充电电池12所输出的电力能够经由该放电控制单元14而传输至该内存单元16；第二种是接收「外部电力」，即外部装置2所输出的电力能够经由该正极电源端子v+而传输至该内存单元16；此外，该内存单元16自身能接地，以形成自有回路，且其电气接地点不相同于该负极电源端子v-的电气接地点，意即，当本发明的电源随身碟1与外部装置2相电气连接时，该负极电源端子v-会与外部装置2的负极接点位于同一个电气接地点，该内存单元16的电气接电点则不同于前述电气接地点，以能形成两个不同的电气回路。

复请参阅图1及2所示，该微处理器17能根据检测单元15的检测结果(即，是否有导通电位)，决定由该充电电池12输出电力至该端口11，或是由该端口11输入外部电力至该充电电池12，现就前述的工作原理，详细说明如后，请参阅图3所示，在该电源随身碟1尚未连接至外部装置2，且处于启动状态时，该充电电池12会经由放电控制单元14提供内部电力予各个组件(视需求而提供电力给对应组件)，使得该电源随身碟1能正常运作，同时，该微处理器17会使该放电控制单元14持续发出高/低电位信号，且根据该检测单元15取得该导通电位时，该放电控制单元14是发出「高电位信号」或「低电位信号」，来作为判断外部装置2的种类的依据，举例来说，当该放电控制单元14发出「高电位信号」时，若该检测单元15能侦测到该负极电源端子v-的电气接地点导通，则微处理器17能判断外部装置2是可接收电能输入的装置(如：手机)；当该放电控制单元14发出「低电位信号」时，若该检测单元15能侦测到该负极电源端子v-的电气接地点导通，则微处理器17能判断外部装置2是单向供给电能输出的装置(如：计算机或充电器)。承上，在该电源随身碟1尚未连接至外部装置2时，由于该负极电源端子v-无法形成电气回路，使得该检测单元15侦测不到任何导通电位，故，微处理器17即能判断出该电源随身碟1当前仍未被用户插接至外部装置2上，其会令该放电控制单元14是持续发出「高电位信号」或「低电位信号」，以继续侦测是否与外部装置连接。

另，复请参阅图1及2所示，当外部装置2为「单向供给电能输出」的种类，例如：计算机主机2b、充电器/变压器2c，在用户将该电源随身碟1的端口11，插接至该外部装置2对应的另一端口21b、21c后，当该放电控制单元14发出「低电位信号」时，若该检测单元15能侦测到该负极电源端子v-的电气接地点形成电气回路(即，有导通电位)，此时，该微处理器17能够根据「检测单元15具有导通电位」及「放电控制单元14当前系发出低电位信号」等两种结果，得知该电源随身碟1已确实与外部装置2相电气连接，且判断出该外部装置2是单向供给电能输出的装置(如：计算机或充电器)，因此，该微处理器17会令该充电控制单元13接收外部装置2供应的电能，以对该充电电池12充电，且该外部电力亦能提供该电源随身碟1的各个组件于正常运作时所需的电力(如图4实线所标示的外部电力的供应方向)。

再者，复请参阅图1及2所示，当外部装置2为「可接收电能输入」的种类，例如：智能型手机2a，在用户将该电源随身碟1的端口11，插接至该外部装置2对应的另一端口21a后，当该放电控制单元14发出「高电位信号」时，若该检测单元15能侦测到该负极电源端子v-的电气接地点形成电气回路(即，有导通电位)，此时，该微处理器17能够根据「检测单元15具有导通电位」及「放电控制单元14当前系发出高电位信号」等两种结果，得知该电源随身碟1已确实与外部装置2相电气连接，且判断出外部装置2是可接收电能输入的装置(如：手机)，因此，该微处理器17会令该放电控制单元14输出充电电池12的电能，以对该外部装置2充电(如图5实线所标示的内部电力的供应方向)。

此外，复请参阅图1及2所示，无论该外部装置2是「单向供给电能输出」或「可接收电能输入」，当用户将该电源随身碟1连接于该外部装置2后，用户能够利用该外部装置2内所具有的一文件管理软件，对该电源随身碟1的内存单元16内的数据数据，进行储存与读取，即，该外部装置2能够通过数据输出端子d+与数据输入端子d-，与该内存单元16进行数据数据的存取。

综上所述可知，藉由本发明的电源随身碟1来说，复请参阅图1及2所示，能够达成下列功效：

(1)由于该电源随身碟1仅具有单一个端口11，因此，业者于设计该电源随身碟1时，不需额外预留其它端口的空间，故能有效缩减该电源随身碟1的体积，令该电源随身碟1仍保有随身携带的便利性；

(2)无论该外部装置2是智能型手机2a或计算机主机2b、充电器/变压器2c等产品，用户只要将该电源随身碟1的端口11插接至对应的另一端口21a、21b、21c，便能够使该电源随身碟自动判断外部装置2的种类(即，「单向供给电能输出」或「可接收电能输入」)，且进行对应的电能交换，故，用户不仅不需额外携带传输线，且在使用上亦更为简单。

另，为方便用户能根据自身需求，控制该电源随身碟1的运作模式，复请参阅图1及2所示，该微处理器17与一模式切换单元18相电气连接，该模式切换单元18能够被用户切换成不同选项，并产生对应的选项信息，又，该微处理器17能根据该选项信息而取得该模式切换单元18的当前选项状态，并执行对应的运作模式，在该实施例中，该模式切换单元18能为一按键形式，用户能够通过拨动或按压该模式切换单元18，而改变该电源随身碟1的运作模式，又，该电源随身碟1能包括下列的运作模式：

(a)默认模式：该电源随身碟1会维持前述实施例的自动侦测模式，意即，用户仅需将该电源随身碟1插接至外部装置2，该电源随身碟1便会自动侦测外部装置2的种类，以自动对外部装置2充电，或自动接收外部装置2的电能；

(b)第一模式：微处理器17能使该放电控制单元14持续供应充电电池12的电能，意即，当用户将该电源随身碟1插接至外部装置2后，该电源随身碟1一律对外部装置2进行充电；

(c)第二模式：微处理器17能使该放电控制单元14截止供应充电电池12的电能，且当用户将该电源随身碟1插接至外部装置2后，该电源随身碟1一律不充电也不放电，只有内存单元16会与外部装置2传输数据数据；

(d)第三模式：微处理器17能使该放电控制单元14截止供应充电电池12的电能，且当用户将该电源随身碟1插接至外部装置2后，该微处理器17会令充电控制单元13接收外部装置2供应的电能，以对充电电池12充电。

在此特别一提的是，复请参阅图1及2所示，前述(a)～(d)等运作模式，并非需全部存在于该电源随身碟1上，业者能够使该电源随身碟1仅存有(a)运作模式，或是(a)搭配至少一种的其它运作模式，此外，申请人在实际测试过程中发现，部分外部装置2并不支持自动侦测模式的相关技术，因此，请参阅图6所示，在本发明的其它实施例中，电源随身碟1’能够省略检测单元15(相较于图2的硬件架构)，且该微处理器17不会使该放电控制单元14依序发出高电位信号与低电位信号，而是由用户自行操作该模式切换单元18，令该电源随身碟1’处于前述(b)～(d)的任一种运作模式中，并使该微处理器17根据对应运作模式，自动执行对应程序。

以上所述，仅为本发明的优选实施例，只是，本发明所主张的权利范围，并不局限于此，对于本领域技术人员，依据本发明所揭露的技术内容，可轻易想到的等效变化，均应属不脱离本发明的保护范畴。