电源适配器、电源适配器的控制方法及笔记本的制作方法

文档序号:7352241阅读:176来源:国知局
电源适配器、电源适配器的控制方法及笔记本的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电源适配器、电源适配器的控制方法及笔记本,该电源适配器包括PFC模块、第一DC-DC变换器模块、设备充电模块,PFC模块和第一DC-DC变换器模块分别具有输入端和输出端,PFC模块的输入端与一AC电源连接,PFC模块的输出端与第一DC-DC变换器模块的输入端连接,第一DC-DC变换器模块的输出端连接有第一外接端口,设备充电模块包括储能元件及至少一个第二DC-DC变换器模块,储能元件与第一DC-DC变换器模块的输出端连接,接收来自第一DC-DC变换器模块输出端的电能,或者向第一外接端口输出电能,至少一个第二DC-DC变换器模块与储能元件连接,接收来自储能元件的电能。该电源适配器使移动电子设备的充电不受时间、地点等条件的限制,带来便利性。
【专利说明】电源适配器、电源适配器的控制方法及笔记本

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种计算机领域,尤其涉及一种电源适配器及笔记本。

【背景技术】
[0002]在现代社会,每个人使用的电子产品种类越来越多,尤其是笔记本、手机等消费电子产品十分普及,但是各种电子产品使用的充电器却各有各的专用充电器,这样人们不得不为各种电子产品配备相应的充电器。如果可以使众多电子产品只用一个充电器,就可以让人们减少携带的充电器的数量。
[0003]而且现在的笔记本电源适配器都是仅为笔记本供电,并且当不插上AC电源时,适配器就没有输出。这样在没有交流电网的情况下,就不能满足对移动电子设备的充电要求。如在一些情况下,人们的手机没有电而又需要手机进行通话时,充电受环境因素的限制影响了人们的便利。
[0004]为了使充电不受时间、地点等条件的限制,并且减少人们携带充电器的数量,需要一种功能更加多样的电源适配器。


【发明内容】

[0005]为解决上述技术问题,本发明的目的在于提出一种具有储能元件模块的电源适配器及笔记本,解决移动电子设备充电受环境因素限制的问题。
[0006]为达此目的,本发明采用以下的技术方案:
[0007]—种电源适配器,包括功率因数校正(PFC)模块、第一 DC-DC变换器模块、设备充电模块,所述功率因数校正模块和第一 DC-DC变换器模块分别具有输入端和输出端,所述功率因数校正模块的输入端用于与一 AC电源连接,所述功率因数校正模块的输出端与所述第一 DC-DC变换器模块的输入端连接,所述第一 DC-DC变换器模块的输出端连接有第一外接端口,所述设备充电模块包括储能元件及至少一个第二 DC-DC变换器模块,所述至少一个第二 DC-DC变换器模块中的每一个的输出端连接有至少一第二外接端口,所述储能元件与所述第一 DC-DC变换器模块的输出端及所述至少一个第二 DC-DC变换器模块连接,所述储能元件用于实现以下至少其中一项:接收来自所述第一 DC-DC变换器模块输出的电能;向所述第一外接端口输出电能;通过所述至少一第二 DC-DC变换器模块向所述至少一第二外接端口输出电能。
[0008]其中,所述第一外接端口向外输出一第一电压,提供给笔记本电源充电,所述第一电压来源于所述AC电源或者所述储能元件模块。
[0009]其中,所述第二外接端口向外输出一第二电压,提供给移动电子设备充电,所述第二电压来源于所述AC电源或者所述储能元件模块。
[0010]其中,所述移动电子设备为手机、数码相机、MP3、MP4、MP5、PMP、DSC、DVR或游戏机。
[0011]其中,所述储能元件与所述第一 DC-DC变换器模块的输入端和输出端连接,所述储能兀件向所述第一 DC-DC变换器模块的输入端输入电能,通过所述第一 DC-DC变换器模块向所述第一外接端口输出电能,或者接收来自所述第一 DC-DC变换器模块输出的电能。
[0012]其中,所述设备充电模块还包括一第三DC-DC变换器模块,所述第三DC-DC变换器模块连接在所述第一 DC-DC变换器模块的输出端与所述第一外接端口之间。
[0013]其中,笔记本连接到所述第一外接端口,所述笔记本电源通过所述第三DC-DC变换器模块向所述储能元件模块充电。
[0014]其中,笔记本连接到所述第一外接端口,所述第三DC-DC变换器向笔记本电源提供能量,给所述笔记本电源充电,所述能量来源于所述AC电源或者所述储能元件模块。
[0015]其中,所述第三DC-DC变换器模块包括降压变换器。
[0016]其中,所述第二 DC-DC变换器模块包括降压变换器。
[0017]其中,所述第一 DC-DC变换器模块包括反激变换器、LLC变换器、全桥变换器或buck-boost 变换器。
[0018]其中,所述设备充电模块中包括保护电路,该保护电路包括过电能保护电路和短路保护电路。
[0019]其中,还包括一控制电路,所述控制电路与所述功率因数校正模块、所述第一DC-DC变换器模块及所述至少一第二 DC-DC变换器模块连接,用于控制所述功率因数校正模块、所述第一 DC-DC变换器模块及所述至少一第二 DC-DC变换器模块运作。
[0020]其中,所述控制电路还包括:
[0021]一输入检测电路,与所述功率因数校正模块的输入端连接用于检测是否有AC电源接入;
[0022]一第一负载检测电路,与所述第一外接端口连接用于检测笔记本是否接入所述第一外接端口,
[0023]至少一第二负载检测电路,与所述至少一第二外接端口连接用于检测是否有至少一移动电子设备接入所述至少一第二外接端口。
[0024]其中,所述至少一第二外接端口为一 USB端口。
[0025]如前所述的任一项电源适配器,所述储能元件为可充放电的电池或电容。
[0026]本发明还提供了一种电源适配器的控制方法,该电源适配器为如前任一项所述的电源适配器,其特征在于,包括以下步骤:
[0027]通过功率因数校正模块的输入端检测是否有AC电源输入;
[0028]通过第一外接端口检测笔记本是否接入所述第一外接端口 ;
[0029]通过至少一第二外接端口检测是否有至少一移动电子设备接入所述至少一第二外接端口,
[0030]有AC电源输入时,控制电源适配器工作在一第一工作模式;当无AC电源输入时,控制电源适配器工作在一第二工作模式。
[0031]其中,所述第一工作模式为:所述AC电源通过功率因数校正模块和第一 DC-DC变换器模块向所述储能元件充电;当笔记本接入第一外接端口时,所述第一外接端口向外输出电压,提供给笔记本电源充电,所述输出电压来源于所述AC电源;当至少一第二负载接入所述至少一第二外接端口时,所述至少一第二外接端口向外输出电压,提供给移动电子设备充电,所述输出电压来源于所述AC电源。
[0032]其中,所述第二工作模式为:当笔记本接入第一外接端口时,所述第一外接端口向外输出电压,提供给笔记本电源充电,所述输出电压来源于所述储能元件;或者笔记本电源的能量通过第一外接端口向所述储能元件充电;当至少一第二负载接入所述至少一第二外接端口时,所述至少一第二外接端口向外输出电压,提供给移动电子设备充电,所述输出电压来源于所述储能元件或笔记本电源。
[0033]本发明还提供了一种笔记本,其特征在于,该笔记本包括前述任一项所述的电源适配器。
[0034]与现有技术相比,本发明提供的电源适配器,充电灵活安全,使移动电子设备充电不受时间、地点等条件的限制,并且多个移动电子设备都可以采用一个电源适配器充电,带来便利性。

【专利附图】

【附图说明】
[0035]图1为实施例一中电源适配器的结构示意图。
[0036]图2为实施例一中另一种电源适配器的结构不意图。
[0037]图3为实施例一中电源适配器控制方法的步骤示意图。
[0038]图4为实施例一中电源适配器的电路图。
[0039]图5为实施例一中充电模块的基本线路图。
[0040]图6为实施例二中电源适配器的结构示意图。
[0041]图7为实施例二中电源适配器控制方法的步骤示意图。
[0042]图8为实施例三中电源适配器的结构示意图。
[0043]图9为实施例三中电源适配器控制方法的步骤示意图。
[0044]其中,附图标记说明如下:
[0045]1、反激变换器;2、储能元件;3、降压变换器;4、变压器;5、13、电感;6、第一开关;
7、第二开关;8、泄放电阻;9、电容;10、二极管;11、整流二极管;12、开关管。

【具体实施方式】
[0046]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0047]实施例一
[0048]本实施例公开了一种电源适配器及控制方法,该电源适配器的基本结构示意图如图1所示,该电源适配器包括功率因数校正(PFC)模块、第一 DC-DC变换器模块、设备充电模块。
[0049]所述PFC模块和第一 DC-DC变换器模块分别具有输入端和输出端,所述PFC模块的输入端用于与AC电源连接。
[0050]所述第一 DC-DC变换器模块包括反激变换器、LLC变换器、全桥变换器或buck-boost变换器中的任一种或几种,当然也可以采用其它的DC-DC变换器。
[0051]所述设备充电模块包括储能元件及至少一个第二 DC-DC变换器模块。所述储能元件可以为电池或电容等可充放电的元件。以可充放电池为例,一般使用锂电池,镍氢电池等,标准锂电池一节4.2V,一般3节或者4节串联,电池两端电压为12.6V或者16.8V。但为了满足笔记本输入电压的一般要求,可以定制端电压19V的可充放电池。所述第二DC-DC变换器模块包括降压变换器,如buck变换器。
[0052]在该电源适配器中PFC模块、第一 DC-DC变换器模块和设备充电模块之间的连接关系如下:所述PFC模块的输出端与所述第一 DC-DC变换器模块的输入端连接,所述第一DC-DC变换器模块的输出端连接有第一外接端口 Voutl,设备充电模块中的储能元件与所述第一 DC-DC变换器模块的输出端连接。AC交流电经过PFC模块和第一 DC-DC变换器模块后可以直接为储能元件充电,而在没有AC交流电输入的情况下,储能元件中的电能可以直接传输到第一外接端口 Voutl。
[0053]所述第一外接端口 Voutl向外输出电压,为主输出,输出的电压为19V,12V等,主要用于外接笔记本,为笔记本充电。
[0054]所述储能元件与至少一个第二 DC-DC变换器模块连接,图1和2中示出了可以连接I至η个第二 DC-DC变换器模块。每一个第二 DC-DC变换器模块的输出端连接有至少一个第二外接端口,储能元件通过所述至少一个第二 DC-DC变换器模块向第二外接端口输出电能。
[0055]在图1中示意性地示出了每一个第二 DC-DC变换器模块的输出端连接有一个第二外接端口的情况,I至η-1个第二 DC-DC变换器模块连接有I至η_1个第二外接端口 Vout2至Vout η。在图2中示意性地示出了每一个第二 DC-DC变换器模块的输出端连接有两个第二外接端口的情况。图1和图2只是为举例之目的,实际上每一个第二 DC-DC变换器模块的输出端连接的第二外接端口的数目可以为多个,并且多个第二 DC-DC变换器模块的输出端连接的第二外接端口的数目可以相同也可以不相同,本领域技术人员可以根据实际的需要进行选择,这在下面的实施例中也是如此。
[0056]所述第二外接端口 Vout2至Vout η为USB辅助输出,输出电压为5V,3.3V等,主要用于外接移动电子设备如手机、数码相机、MP3、MP4、MP5,PMP、DSC、DVR或游戏机等,为这些移动电子设备充电,但移动电子设备也不仅限于这几种情况,它可以随着技术的发展而增加。在有AC交流电输入的情况下,AC交流电经过PFC模块和第一 DC-DC变换器模块后,再经过第二 DC-DC变换器模块通过第二外接端口输出电压,为移动电子设备充电。而在没有AC交流电输入的情况下,储能元件中的电能经过第二 DC-DC变换器模块通过第二外接端口输出电压,为移动电子设备充电。
[0057]所述第一外接端口和多个第二外接端口可以同时提供多路直流输出,用于同时为笔记本和移动电子设备充电,可以减少人们携带充电器的数量。
[0058]在本实施例的电源适配器中还包括控制电路,该控制电路与PFC模块、第一 DC-DC变换器模块以及至少一第二 DC-DC变换器模块连接,用于控制PFC模块、第一 DC-DC变换器模块以及至少一第二 DC-DC变换器模块运作。该控制电路包括一输入检测电路,该输入检测电路和功率因数校正(PFC)模块的输入端连接,用于检测是否有AC电源输入;一第一负载检测电路和适配器的第一外接端口连接,用于检测笔记本是否接入第一外接端口 ;至少一第二负载检测电路和适配器的至少一第二外接端口连接,用于检测是否有至少一移动电子设备接入所述至少一第二外接端口。
[0059]接下来描述本实施例中电源适配器的控制电路控制PFC模块、第一 DC-DC变换器模块以及至少一第二 DC-DC变换器模块运作的方法。图3示出了该控制方法包括的主要步骤。
[0060]检测电路通过功率因数校正模块的输入端检测是否有AC电源输入;当检测电路检测到有AC电源输入时,此时电源适配器工作在第一工作模式,PFC变换模块和第一 DC-DC变换器模块对AC电源进行转换,转换后的AC电源为连接到第一 DC-DC变换器模块输出端的储能元件充电。
[0061]其中当第一负载检测电路检测到笔记本接入到第一外接端口 Voutl时,转换后的AC电源经过第一外接端口输出电压,为笔记本电源充电。
[0062]当至少一第二负载检测电路检测到至少一第二负载接入到至少一第二外接端口时,转换后的AC电源再经过第二 DC-DC变换器模块的转换,转换之后经过第二外接端口向外输出电压,为第二负载也就是如前所述的手机、数码相机、MP3、MP4或游戏机等移动电子设备充电。所述第二外接端口可以为Vout2至Vout η。
[0063]当检测电路检测到交流电源输入断开时,此时电源适配器工作在第二工作模式,开始利用储能元件中的电能。
[0064]当第一负载检测电路检测到笔记本接入到第一外接端口 Voutl时,储能元件通过电源适配器的第一外接端口 Voutl向外输出电压,给笔记本电源充电。
[0065]当至少一第二负载检测电路检测到至少一第二负载接入到至少一第二外接端口时,储能元件中的电能经过第二 DC-DC变换器模块的转换,转换之后经过第二外接端口向外输出电压,为第二负载也就是移动电子设备充电。所述第二外接端口可以为Vout2至Vout η。
[0066]本实施例提供的电源适配器及其控制方法,在有外接电源的情况下,可以对适配器内部的储能元件充电,并同时提供多路直流输出,这样电源适配器可以有多个接口为笔记本电源充电和移动电子设备充电,减少了人们携带充电器的数量,为人们提供便利;在没有外接电源的情况下,能够利用储能元件为笔记本或者移动电子设备提供电源,使笔记本和如手机、数码相机、MP3、MP4或游戏机等的移动电子设备充电不受时间、地点等条件的限制,同时提供多路直流输出,减少人们携带充电器的数量。
[0067]图4示出了本实施例的电源适配器的电路图,该电路包括PFC,PFC为常用的电路,图4中未图示,第一 DC-DC变换器电路与PFC连接,在优选的方式中,所述第一 DC-DC变换器为反激变换器,图4中部分I示出了反激变换器电路,所述反激变换器电路中包括变压器4,变压器4的一次侧绕组的一端与电源电容的正极相连,变压器4的一次侧绕组的另一端通过开关管12的一端与电源电容的负极相连,同时该变换器一次绕组还并联有一 RCD电路,该RCD电路由泄放电阻8 (R)、电容9 (C)和二极管10 (D)组成。
[0068]所述变压器4的二次侧绕组的一端与一个二极管串联,二次侧绕组的另一端接地,所述储能元件2连接至变压器4的二次侧绕组的两端,并且所述变压器的二次侧绕组的一端与二极管串联之后与第一外接端口连接。
[0069]储能元件2除与所述变压器4的二次侧绕组并联之外,还通过一个降压变换器3与第二外接端口 Vout2相连,所述降压变换器3包括电感5与第一开关6和第二开关7,其中第一开关6和第二开关7不能同时开通和关闭。储能元件经过降压变换器3向第二外接端口输出电能,同时从反激变换电路I输出的电能也可以经过降压变换器3向第二外接端口输出电能。
[0070]图4中为示意之目的,只示出了具有一个降压变换器与一个外接端口的情况,本领域技术人员可以习知的是,储能元件还可以通过多个降压变换器与多个外接端口相连。
[0071]在有AC电源输入的情况下,AC电源经过PFC校正之后加在电源电容的两端,通过开关管12的开关操作,使电流施加到变压器的一次侧绕组,产生变换的磁场,变压器的二次侧绕组感生出交变的电压和电流,其中与变压器4的一次侧绕组并联的RCD电路用于吸收变压器产生的尖峰电压,对开关管12起到保护作用。所述交流的电压和电流经过二极管11整流之后,直接输出到第一外接端口,为连接到第一外接端口的笔记本提供电能。
[0072]同时经过二极管整流之后的电压和电流还可以输出到储能元件2上,为储能元件2充电,或者通过降压变换器3将电压降低,提供给第二外接端口 Vout2,为连接到第二外接端口的如手机、数码相机、MP3、MP4或游戏机等的移动电子设备充电。
[0073]在AC电源输入断开的情况下,在第一外接端口连接有笔记本需要充电时,储能元件2为第一外接端口提供电能为笔记本充电,同时,储能元件2通过降压变换器3为第二外接端口 Vout2提供电能,为连接到第二外接端口上的如手机、数码相机、MP3、MP4或游戏机等的移动电子设备充电。
[0074]图4中储能元件为电池。在储能元件为电池的情况下,为了便于安全的充电和放电,加入一保护电路。该保护电路包括过电能保护电路和短路保护电路,所述过电能保护电路又包括过电流保护电路和过电压保护电路。随着电池的充放电,电池的端电压会在固定的电压范围内变换,对于可充电电池具有控制对电池充电的控制1C,依据电池的特性安全的以恒流/恒压模式对电池进行充电,同时可以在控制电路里增加保护电路,对电池充电过程中出现的过流、短路和过压进行保护。
[0075]图5示例性地示出了充电模块中的储能元件为电池时,电池部分基本线路图。该电池的线路中包括控制1C,该控制IC能够在电池充电过程中对电池进行保护,与控制IC相连的采样电阻R2,以及与控制IC相连的由两个NMOS管和I个电感13组成的功率转换器,在所述功率转换器和输出端Vo之间的采样电阻R1,所述输出端Vo接可充电电池,也就是上述的储能元件。
[0076]当没有Vin输入时,PMOS导通,接到输出端Vo的可充电电池通过PMOS对外供电;当有Vin输入,并且电池容量小于95%时开始给电池充电,此时PMOS导通截止。电流通过与控制IC连接的电阻R2、由两个NMOS管和I个电感13组成的功率转换器以及采样电阻Rl为可充电电池充电。此时,通过检测输出端电流采样电阻Rl的两端电压来实现过流保护(COP)和短路保护(SCP),直接检测输出电压来实现过压保护(OVP),实现对可充电电池的安全充电。
[0077]本实施例公开的储能元件为电池时的电路,可以对电池进行保护,使电池进行安全的充放电过程。
[0078]实施例二
[0079]本实施例公开了另一种电源适配器及控制方法,该电源适配器的基本结构示意图如图6所不,该电源适配器包括PFC模块、第一 DC-DC变换器模块、设备充电模块。
[0080]所述PFC模块和第一 DC-DC变换器模块分别具有输入端和输出端,所述PFC模块的输入端用于与AC电源连接。
[0081]所述第一 DC-DC变换器模块包括反激变换器、LLC变换器、全桥变换器或buck-boost变换器中的任一种或几种,当然也可以采用其它的DC-DC变换器。
[0082]所述设备充电模块包括储能元件及至少一个第二 DC-DC变换器模块。所述储能元件可以为电池或电容等可充放电的元件。以可充放电池为例,一般使用锂电池,镍氢电池等,标准锂电池一节4.2V,一般3节或者4节串联,电池两端电压为12.6V或者16.8V。但为了满足笔记本输入电压的一般要求,可以定制端电压19V的可充放电池。所述第二DC-DC变换器模块包括降压变换器,如buck变换器。
[0083]与实施例一相比,本具体实施例中的电源适配器中设备充电模块与第一 DC-DC变换器模块和PFC模块之间的连接关系发生变化,它们之间的连接关系如下:所述PFC模块的输出端与所述第一 DC-DC变换器模块的输入端连接,所述第一 DC-DC变换器模块的输出端连接有第一外接端口 Voutl,设备充电模块中的储能元件与所述第一 DC-DC变换器模块的连接不再如实施例一中那样只与第一 DC-DC变换器模块的输出端连接,而是与第一 DC-DC变换器模块的输出端和输入端都连接(如图6所示)。在有AC交流电输入的情况下,AC交流电经过PFC模块和第一 DC-DC变换器模块转换后可以直接为储能元件充电,而在没有AC交流电输入的情况下,储能元件中的电能可以通过第一 DC-DC变换器模块转换后,向第一外接端口 Voutl输出电能。这样做的目的是将储能元件中的电能经过第一 DC-DC变换器模块的转换,可以排除一些电压不稳定的现象,能为笔记本提供稳定的电压。
[0084]所述第一外接端口 Voutl向外输出电压,为主输出,输出的电压为19V,12V等,主要用于外接笔记本,为笔记本充电。
[0085]所述储能元件与至少一个第二 DC-DC变换器模块连接,图中示出了可以连接I至η-1个第二 DC-DC变换器模块,从而在第二 DC-DC变换器模块的输出端连接有I至n_l个第二外接端口 Vout2至Vout η。所述第二外接端口 Vout2至Vout η为USB辅助输出,输出电压为5V,3.3V等,主要用于外接移动电子设备如手机、数码相机、MP3、MP4或游戏机等,为这些移动电子设备充电。在有AC交流电输入的情况下,AC交流电经过PFC模块和第一DC-DC变换器模块后,再经过第二 DC-DC变换器模块通过第二外接端口输出电压,为移动电子设备充电。而在没有AC交流电输入的情况下,储能元件中的电能经过第二 DC-DC变换器模块通过第二外接端口输出电压,为移动电子设备充电。
[0086]所述第一外接端口和多个第二外接端口可以同时提供多路直流输出,用于同时为笔记本和移动电子设备充电,可以减少人们携带充电器的数量。
[0087]在本实施例的电源适配器中还包括一输入检测电路,该输入检测电路和功率因数校正(PFC)模块的输入端连接,用于检测是否有AC电源输入;一第一负载检测电路和适配器的第一外接端口连接,用于检测笔记本是否接入第一外接端口 ;至少一第二负载检测电路和适配器的至少一第二外接端口连接,用于检测是否有至少一移动电子设备接入所述至少一第二外接端口。
[0088]接下来描述本实施例中电源适配器的控制方法。图7示出了该控制方法包括的主要步骤。
[0089]检测电路通过功率因数校正模块的输入端检测是否有AC电源输入;当检测电路检测到有AC电源输入时,此时电源适配器工作在第一工作模式,PFC变换模块和第一 DC-DC变换器模块对AC电源进行转换,转换后的AC电源为与第一 DC-DC变换器模块输出端连接的储能元件充电。
[0090]其中当第一负载检测电路检测到笔记本接入到第一外接端口 Voutl时,转换后的AC电源经过第一外接端口输出电压,为笔记本电源充电。
[0091]当至少一第二负载检测电路检测到至少一第二负载接入到至少一第二外接端口时,转换后的AC电源再经过第二 DC-DC变换器模块的转换,转换之后经过第二外接端口向外输出电压,为第二负载也就是如前所述的手机、数码相机、MP3、MP4或游戏机等移动电子设备充电。所述第二外接端口可以为Vout2至Vout η。
[0092]当检测电路检测到交流电源输入断开时,此时电源适配器工作在第二工作模式,开始利用储能元件中的电能。
[0093]当第一负载检测电路检测到笔记本接入到第一外接端口 Voutl时,储能元件的电能经过第一 DC-DC变换器模块转换后,通过电源适配器的第一外接端口 Voutl向外输出电压,给笔记本电源充电。本实施例与实施例一的区别是储能元件的电能经过第一 DC-DC变换器模块转换之后,再通过电源适配器的第一外接端口 Voutl向外输出电压,给笔记本电源充电。这样做的优点是当储能元件中提供的电池电压有波动时,第一 DC-DC变换器模块的转换能为笔记本提供稳定的电压。
[0094]当至少一第二负载检测电路检测到至少一第二负载接入到至少一第二外接端口时,储能元件中的电能经过第二 DC-DC变换器模块的转换,转换之后经过第二外接端口向外输出电压,为第二负载也就是移动电子设备充电。所述第二外接端口可以为Vout2至Vout η。
[0095]本实施例提供的电源适配器及其控制方法,在有外接电源的情况下,可以对适配器内部的储能元件充电,并同时提供多路直流输出,这样电源适配器可以有多个接口为笔记本电源充电和移动电子设备充电,减少了人们携带充电器的数量,为人们提供便利;在没有外接电源的情况下,能够利用储能元件为笔记本或者移动电子设备提供电源,使笔记本和如手机、数码相机、MP3、MP4或游戏机等的移动电子设备充电不受时间、地点等条件的限制,同时提供多路直流输出,减少人们携带充电器的数量。
[0096]实施例三
[0097]本实施例公开了一种电源适配器及控制方法,该电源适配器的基本结构示意图如图8所示,该电源适配器包括PFC模块、第一 DC-DC变换器模块、设备充电模块和第三DC-DC变换器模块。所述PFC模块和第一 DC-DC变换器模块分别具有输入端和输出端,所述PFC模块的输入端用于与AC电源连接。
[0098]所述第一 DC-DC变换器模块包括反激变换器、LLC变换器、全桥变换器或buck-boost变换器中的任一种或几种,当然也可以采用其它的DC-DC变换器。
[0099]所述设备充电模块包括储能元件及至少一个第二 DC-DC变换器模块。所述储能元件可以为电池或电容等可充放电的元件。以可充放电池为例,一般使用锂电池,镍氢电池等,标准锂电池一节4.2V,一般3节或者4节串联,电池两端电压为12.6V或者16.8V。但为了满足笔记本输入电压的一般要求,可以定制端电压19V的可充放电池。所述第二DC-DC变换器模块包括降压变换器,如buck变换器。
[0100]在该电源适配器中PFC模块、第一 DC-DC变换器模块、设备充电模块和第三DC-DC变换器模块之间的连接关系如下:所述PFC模块的输出端与所述第一 DC-DC变换器模块的输入端连接,所述第一 DC-DC变换器模块的输出端与第三DC-DC变换器模块的输入端连接,第三DC-DC变换器模块的输出端连接有第一外接端口 Voutl,设备充电模块中的储能元件与所述第一 DC-DC变换器模块的输出端连接,并且储能元件与所述第三DC-DC变换器模块的输入端连接。
[0101]在有AC交流电输入的情况下,AC交流电经过PFC模块和第一 DC-DC变换器模块转换后可以直接为储能元件充电,而在没有AC交流电输入的情况下,储能元件中的电能可以通过第三DC-DC变换器模块传送到第一外接端口 Voutl。
[0102]所述第一外接端口 Voutl向外输出电压,为主输出,输出的电压为9V,12V等,主要用于外接笔记本,为笔记本充电。
[0103]所述储能元件与至少一个第二 DC-DC变换器模块连接,图8中示出了可以连接I至η-1个第二 DC-DC变换器模块,从而在第二 DC-DC变换器模块的输出端连接有I至n_l个第二外接端口 Vout2至Vout η。所述第二外接端口 Vout2至Vout η为USB辅助输出,输出电压为5V,3.3V等,主要用于外接移动电子设备如手机、数码相机、MP3、MP4或游戏机等,为这些移动电子设备充电。在有AC交流电输入的情况下,AC交流电经过PFC模块和第一 DC-DC变换器模块后,再经过第二 DC-DC变换器模块通过第二外接端口输出电压,为移动电子设备充电。而在没有AC交流电输入的情况下,储能元件中的电能经过第二 DC-DC变换器模块通过第二外接端口输出电压,为移动电子设备充电。并且在此种情况下,如果第一外接端口连接有笔记本,笔记本上的电源还可以经过第三DC-DC变换器模块和第二 DC-DC变换器模块通过第二外接输出端口为移动电子设备充电。
[0104]所述第一外接端口和多个第二外接端口可以同时提供多路直流输出,用于同时为笔记本和移动电子设备充电,可以减少人们携带充电器的数量。
[0105]与实施例一相比,本实施例中的电源适配器增加了第三DC-DC转换器模块,并且该第三DC-DC转换模块连接在第一 DC-DC转换器模块与第一外接端口之间,储能元件与所述第三DC-DC变换器模块的输入端连接。这样做的目的是在需要的情况下,如没有合适的外接电源,并且储能元件中也没有电能,这样笔记本可以连接到第一外接端口通过第三DC-DC变换器模块为储能元件充电,并且可以为连接到第二外接端口的移动电子设备充电,为人们提供方便。而在有合适的外接电源或者储能元件中有电能的情况下,外接电源或储能元件通过第三DC-DC转换模块为连接到第一外接端口的笔记本提供电源,不再如实施例一中那样外接电源或储能兀件直接向第一外接端口输出电压。
[0106]在本实施例的电源适配器中还包括一输入检测电路,该输入检测电路和功率因数校正(PFC)模块的输入端连接,用于检测是否有AC电源输入;一第一负载检测电路和适配器的第一外接端口连接,用于检测笔记本是否接入第一外接端口 ;至少一第二负载检测电路和适配器的至少一第二外接端口连接,用于检测是否有至少一移动电子设备接入所述至少一第二外接端口。
[0107]接下来描述本实施例中电源适配器的控制方法。图9示出了该控制方法包括的主要步骤。
[0108]检测电路通过功率因数校正模块的输入端检测是否有AC电源输入;当检测电路检测到有AC电源输入时,此时电源适配器工作在第一工作模式,PFC变换模块和第一 DC-DC变换器模块对AC电源进行转换,转换后的AC电源为连接到第一 DC-DC变换器模块的储能元件充电。
[0109]其中当第一负载检测电路检测到笔记本接入到第一外接端口 Voutl时,转换后的AC电源通过第三DC-DC变换模块经过第一外接端口输出电压,为笔记本电源充电。
[0110]当至少一第二负载检测电路检测到至少一第二负载接入到至少一第二外接端口时,转换后的AC电源再经过第二 DC-DC变换器模块的转换,转换之后经过第二外接端口向外输出电压,为第二负载也就是如前所述的手机、数码相机、MP3、MP4或游戏机等移动电子设备充电。所述第二外接端口可以为Vout2至Vout η。
[0111]当检测电路检测到交流电源输入断开时,此时电源适配器工作在第二工作模式,开始利用储能元件中的电能,或者笔记本电源中的电能。
[0112]当第一负载检测电路检测到笔记本接入到第一外接端口 Voutl时,储能元件通过第三DC-DC变换模块向电源适配器的第一外接端口 Voutl输出电压,给笔记本电源充电。
[0113]当至少一第二负载检测电路检测到至少一第二负载接入到至少一第二外接端口时,储能元件中的电能经过第二 DC-DC变换器模块的转换,转换之后经过第二外接端口向外输出电压,为第二负载也就是移动电子设备充电。所述第二外接端口可以为Vout2至Vout η。
[0114]当第一负载检测电路检测到笔记本接入到第一外接端口 Voutl,并且至少一第二负载检测电路检测到至少一第二负载接入到至少一第二外接端口时,笔记本电源可以经过第三DC-DC模块和第二 DC-DC模块向第二外接端口外输出电压,为第二负载也就是移动电子设备充电。
[0115]本实施例提供的电源适配器及其控制方法,在有外接电源的情况下,可以对适配器内部的储能元件充电,并同时提供多路直流输出,这样电源适配器可以有多个接口为笔记本电源充电和移动电子设备充电,减少了人们携带充电器的数量,为人们提供便利;在没有外接电源的情况下,能够利用储能元件为笔记本或者移动电子设备提供电源,使笔记本和如手机、数码相机、MP3、MP4或游戏机等的移动电子设备充电不受时间、地点等条件的限制,同时提供多路直流输出,减少人们携带充电器的数量,而且在没有外接电源和储能电池时,可以采用笔记本中的电源为移动电子设备充电,提供一种应急措施,为人们提供便利。
【权利要求】
1.一种电源适配器,其特征在于,包括功率因数校正(PFC)模块、第一 DC-DC变换器模块、设备充电模块, 所述功率因数校正模块和第一 DC-DC变换器模块分别具有输入端和输出端, 所述功率因数校正模块的输入端用于与一 AC电源连接, 所述功率因数校正模块的输出端与所述第一 DC-DC变换器模块的输入端连接, 所述第一 DC-DC变换器模块的输出端连接有第一外接端口, 所述设备充电模块包括储能元件及至少一个第二 DC-DC变换器模块,所述至少一个第二DC-DC变换器模块中的每一个的输出端连接有至少一第二外接端口,所述储能元件与所述第一 DC-DC变换器模块的输出端及所述至少一个第二 DC-DC变换器模块连接,所述储能元件用于实现以下至少其中一项: 接收来自所述第一 DC-DC变换器模块输出的电能; 向所述第一外接端口输出电能; 通过所述至少一第二 DC-DC变换器模块向所述至少一第二外接端口输出电能。
2.如权利要求1所述的电源适配器,其特征在于,所述第一外接端口向外输出一第一电压,提供给笔记本电源充电,所述第一电压来源于所述AC电源或者所述储能元件模块。
3.如权利要求1所述的电源适配器,其特征在于,所述第二外接端口向外输出一第二电压,提供给移动电子设备充电,所述第二电压来源于所述AC电源或者所述储能元件模块。
4.如权利要求3所述的电源适配器,其特征在于,所述移动电子设备为手机、数码相机、MP3、MP4、MP5、PMP、DSC、DVR 或游戏机。
5.如权利要求1所述的电源适配器,其特征在于,所述储能元件与所述第一DC-DC变换器模块的输入端和输出端连接,所述储能兀件向所述第一 DC-DC变换器模块的输入端输入电能,通过所述第一 DC-DC变换器模块向所述第一外接端口输出电能,或者接收来自所述第一 DC-DC变换器模块输出的电能。
6.如权利要求1所述的电源适配器,其特征在于,所述设备充电模块还包括一第三DC-DC变换器模块,所述第三DC-DC变换器模块连接在所述第一 DC-DC变换器模块的输出端与所述第一外接端口之间。
7.如权利要求6所述的电源适配器,其特征在于,笔记本连接到所述第一外接端口,所述笔记本电源通过所述第三DC-DC变换器模块向所述储能元件模块充电。
8.如权利要求6所述的电源适配器,其特征在于,笔记本连接到所述第一外接端口,所述第三DC-DC变换器向笔记本电源提供能量,给所述笔记本电源充电,所述能量来源于所述AC电源或者所述储能元件模块。
9.如权利要求6所述的电源适配器,其特征在于,所述第三DC-DC变换器模块包括降压变换器。
10.如权利要求1所述的电源适配器,其特征在于,所述第二DC-DC变换器模块包括降压变换器。
11.如权利要求1所述的电源适配器,其特征在于,所述第一DC-DC变换器模块包括反激变换器、LLC变换器、全桥变换器或buck-boost变换器。
12.如权利要求1所述的电源适配器,其特征在于,所述设备充电模块中包括保护电路,该保护电路包括过电能保护电路和短路保护电路。
13.如权利要求1所述的电源适配器,其特征在于,还包括一控制电路,所述控制电路与所述功率因数校正模块、所述第一 DC-DC变换器模块及所述至少一第二 DC-DC变换器模块连接,用于控制所述功率因数校正模块、所述第一 DC-DC变换器模块及所述至少一第二DC-DC变换器模块运作。
14.如权利要求13所述的电源适配器,其特征在于,所述控制电路还包括: 一输入检测电路,与所述功率因数校正模块的输入端连接用于检测是否有AC电源接A ; 一第一负载检测电路,与所述第一外接端口连接用于检测笔记本是否接入所述第一外接端口, 至少一第二负载检测电路,与所述至少一第二外接端口连接用于检测是否有至少一移动电子设备接入所述至少一第二外接端口。
15.如权利要求1所述的电源适配器,其特征在于,所述至少一第二外接端口为一USB端口。
16.如权利要求1至15中任一项所述的电源适配器,其特征在于,所述储能元件为可充放电的电池或电容。
17.一种电源适配器的控制方法,该电源适配器为如权利要求1-16任一项所述的电源适配器,其特征在于,包括以下步骤: 通过功率因数校正模块的输入端检测是否有AC电源输入; 通过第一外接端口检测笔记本是否接入所述第一外接端口 ; 通过至少一第二外接端口检测是否有至少一移动电子设备接入所述至少一第二外接端口, 有AC电源输入时,控制电源适配器工作在一第一工作模式;当无AC电源输入时,控制电源适配器工作在一第二工作模式。
18.如权利要求17所述的电源适配器的控制方法,其特征在于,所述第一工作模式为: 所述AC电源通过功率因数校正模块和第一 DC-DC变换器模块向所述储能元件充电; 当笔记本接入第一外接端口时,所述第一外接端口向外输出电压,提供给笔记本电源充电,所述输出电压来源于所述AC电源; 当至少一第二负载接入所述至少一第二外接端口时,所述至少一第二外接端口向外输出电压,提供给移动电子设备充电,所述输出电压来源于所述AC电源。
19.如权利要求17所述的电源适配器的控制方法,其特征在于,所述第二工作模式为: 当笔记本接入第一外接端口时,所述第一外接端口向外输出电压,提供给笔记本电源充电,所述输出电压来源于所述储能元件;或者笔记本电源的能量通过第一外接端口向所述储能元件充电; 当至少一第二负载接入所述至少一第二外接端口时,所述至少一第二外接端口向外输出电压,提供给移动电子设备充电,所述输出电压来源于所述储能元件或笔记本电源。
20.一种笔记本,其特征在于,该笔记本包括权利要求1-16中任一项所述的电源适配器。
【文档编号】H02J7/02GK104184200SQ201310198902
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月24日 优先权日:2013年5月24日
【发明者】周健, 左壮, 焦德智 申请人:台达电子工业股份有限公司
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