技术领域本发明涉及一种充电装置，尤其涉及一种可减少继电器开关次数而延长继电器寿命，且可大幅降低生产成本的充电装置及其所适用的控制方法。
背景技术：
目前业界所生产的可携式装置，例如：手机、笔记本电脑等产品，皆需利用充电装置而以有线或无线方式来进行充电。传统充电装置的转换电路主要包含直流/直流转换电路、第一整流电路及电磁干扰滤波电路，其中电磁干扰滤波电路是滤除市电所提供的交流电能的高频成分，且电磁干扰滤波电路还包括一泄放电阻，以泄放不必要的电能，第一整流电路则将滤波后的交流电能转换为直流电能，直流/直流转换电路则将滤波及整流后的直流电能进行降低电压转换，以对负载进行充电。因此，当使用者在使用充电装置时，便将充电装置插在插座上，一旦当可携式装置符合充电条件，例如可携式装置通过传输线与充电装置电连接或是可携式装置与充电装置之间已达到无线充电距离时，此时充电装置将市电所提供的交流电能经由转换电路进行电能转换，使充电装置以有线或无线方式对可携式装置充电。然而，当插在插座上的充电装置在对可携式装置充电过程中，若使用者欲停止对可携式装置充电，在使用习惯上，使用者一般是直接将可携式装置与充电装置分离，例如将可携式装置及/或传输线拔离充电装置或是使可携式装置远离充电装置而超过无线充电距离时，使得充电装置仍插在插座上而未拔掉，此时，由于充电装置的电磁干扰滤波电路及直流/直流转换电路继续接收市电，导致市电的电能仍经由电磁干扰滤波电路内的泄放电阻及直流/直流转换电路释放，如此一来，便造成充电装置在无负载，亦即空载的状态产生耗电情况，使得充电装置并无法符合空载时功率损耗必须在30mW以下的规范。故为了解决上述的问题，部分的传统充电装置除了包含上述基本的电路架构外，还包括储能电容、继电器及控制单元，其中，储能电容用以储存电能，并将所储存的电能供应至控制单元，使控制单元进行运作。继电器电连接于市电及转换电路之间，用以进行导通或截止的切换运作，使市电提供的交流电能可依据继电器的导通与否而对应地提供给转换电路。控制单元与继电器、储存电容电连接，用以当充电装置插在插座上而接收市电所提供的交流电能时，检测充电装置是否符合如上所述的充电条件，并依据检测结果对应地控制继电器的运作，因此当充电装置插在插座上而接收市电所提供的交流电能，且控制单元检测到可携式装置符合充电条件时，控制单元控制继电器导通，使市电的交流电能可经由转换电路进行转换，以对可携式装置进行充电，此时转换电路将同时对储能电容进行充电。当控制单元检测到可携式装置不符合充电条件时，此时充电装置的输出端处于空载状态时，控制单元便控制继电器截止，使市电的交流电能停止传送至转换电路，以使转换电路停止泄放交流电能，藉此减少充电装置功率损耗。此时，为了使控制单元仍可接收足够的电能而持续检测可携式装置是否符合充电条件，故控制单元将接收由储能电容所释放的电能，而为了使控制单元可在继电器截止的情况下维持较长的工作时间，故储存电容一般皆使用具有较佳储电能力的电容，例如超级电容。此外，当充电装置的输出端处于空载状态且控制单元控制继电器截止时，控制单元不但由储能电容所储存的电能进行供电而运作，控制单元还检测储能电容的电能是否耗尽，以于储能电容的电能耗尽时再次开启继电器，使转换电路转换市电的交流电能而对储能电容进行充电。然而，由于上述传统充电装置的控制单元必须具有监控储能电容的储电状态的能力，故控制单元的电路结构对应地较为复杂，导致充电装置的生产成本较高。此外，为了使控制单元可在继电器截止的情况下维持较长的工作时间，故储能电容需利用具较佳储电能力的超级电容所构成，然由于超级电容的成本相较于一般电容的成本较高，导致充电装置的生产成本亦提高。此外，继电器的接触电阻较一般半导体开关低，适合大电流充电时使用，但使用寿命实际上随着切换次数的增多而减少，而由于上述传统充电装置于储能电容的电能耗尽时，控制单元需再次控制继电器导通，使转换电路可再接收交流电能的能量并进行转换，以对储能电容充电，如此一来，将增加继电器的切换次数，进而使继电器的使用寿命减短。因此，如何发展出一种可降低生产成本，并降低继电器开关次数以延长继电器寿命的充电装置及其所适用的控制方法，实为本领域的技术人员目前所迫切需要解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种充电装置及其所适用的控制方法，其于控制单元检测到充电装置未对负载进行充电时控制继电器截止，并控制开关电路间歇性以低电流导通或截止，使转换电路间歇性地经由开关电路接收输入电能并进行转换，以对储能电容进行充电，使储能电容可将所储存的电能持续提供给控制单元，以维持控制单元的运作，以解决公知充电装置具有成本较高及继电器使用寿命较短的缺陷。为达上述目的，本发明的一较佳实施态样为提供一种充电装置，用以将输入源所提供的输入电能转换，并当负载符合充电条件而使充电装置接收到充电信号时对负载进行充电，充电装置包含：继电器，继电器的一端与输入源电连接，用以进行导通或截止的切换运作；转换电路，电连接于继电器及充电装置的输出端之间，用以转换所接收的电能；开关电路，电连接于输入源与转换电路之间，用以进行导通或截止的切换运作；控制单元，与继电器及开关电路电连接，用以检测是否接收到充电信号，以对应地控制继电器及开关电路运作；以及储能电容，与转换电路及控制单元电连接，用以储存经由转换电路转换后的电能，并将储存的电能供应至控制单元；其中，当充电装置接收输入电能而控制单元未接收到充电信号时，控制单元控制继电器截止，并控制开关电路间歇性地导通或截止，使转换电路间歇性地经由开关电路接收输入电能并进行转换，以对储能电容充电。为达上述目的，本发明的另一较佳实施态样为提供一种控制方法，应用于充电装置，其中充电装置包含继电器、转换电路、储能电容、开关电路及控制单元，其中继电器电连接于输入源及转换电路之间，转换电路电连接于继电器及充电装置的输出端之间，开关电路电连接于输入源与转换电路之间，储能电容与转换电路电连接，控制单元与开关电路、继电器及储能电容电连接，且由储能电容所储存的电能供电，控制方法包含下列步骤：(a)接收输入源所提供的输入电能；(b)控制单元检测是否接收到反应负载符合充电条件的充电信号；以及(c)当步骤(b)的检测结果为否时，控制单元控制继电器截止，并控制开关电路间歇性地导通或截止，使转换电路间歇性地经由开关电路接收输入电能并进行转换，以对储能电容进行充电，使控制单元持续接收储能电容所储存的电能而持续进行运作。附图说明图1为本发明较佳实施例的充电装置的电路结构示意图。图2为应用于图1所示的充电装置的充电方法的一较佳实施例的运作流程图。图3为图1所示的充电装置的细部电路结构示意图。图4为图3所示的充电装置与负载之间以有线方式电连接时的示意图。图5为本发明另一较佳实施例的充电装置的电路结构示意图。图6为本发明又一较佳实施例的充电装置的电路结构示意图。其中，附图标记说明如下：11、51、61：充电装置12：输入源Vin：输入电能13：负载S：充电信号111：继电器113：转换电路115：储能电容117：开关电路121：控制单元R：泄放电阻S10-S13：充电方法运作流程114：检测电路118：逻辑电路1131：第一整流电路1132：直流/直流转换电路1133：电磁干扰滤波电路116：第二整流电路119：保护电路62：第一二极管63：一第二二极管64：参考点具体实施方式体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用于限制本发明。请参阅图1，其为本发明较佳实施例的充电装置的电路结构示意图。如图1所示，本实施例的充电装置11与输入源12，例如市电电连接，用以接收输入源12所提供的输入电能Vin，例如交流电能，并将输入电能Vin进行转换，以当一负载13符合充电条件而使充电装置11接收到一充电信号S时，对负载13进行充电。其中，充电条件可为负载13通过一传输线(未图示)与充电装置11电连接(亦即充电装置11以有线的方式对负载13进行充电)，但不以此为限，亦可为负载13与充电装置11之间已达到无线充电距离(亦即充电装置11可以无线的方式对负载13进行充电)。此外，负载13可为但不限于可携式装置，例如：手机、笔记本电脑等产品。由于充电装置11可以有线或无线的方式对负载13进行充电，因此为了可显示充电装置11已可对负载13进行充电，于图1及后续的附图中将以连接于充电装置及负载之间的虚线来例示负载已符合充电条件而使充电装置11可对负载进行充电运作。充电装置11包含继电器111、转换电路113、储能电容115、开关电路117及控制单元121。其中，继电器111电连接于输入源12及转换电路113之间，且与控制单元121电连接，继电器111经由控制单元121的控制而进行导通或截止的切换运作。此外，继电器111可为一机电式继电器，但不以此为限。转换电路113电连接于继电器111及充电装置11的输出端之间，用以将所接收的电能进行转换，以当负载13符合充电条件时对负载13进行充电。此外，转换电路113更与储能电容115电连接，用以将转换后的电能供应至储能电容115，以对储能电容115进行充电。储能电容115与转换电路113及控制单元121电连接，用以储存经由转换电路113转换后的电能，并将储存的电能以放电的方式供应至控制单元121，使控制单元121进行运作。开关电路117的一端与输入源12电连接，开关电路117的另一端与转换电路113电连接，开关电路117经由控制单元121的控制而进行导通或截止的切换运作。当开关电路117导通时，输入源12的输入电能Vin可经由开关电路117传送至转换电路113，使转换电路113进行电能转换，并提供给储能电容115进行充电。于一些实施例中，开关电路117可为一半导体开关，但不以此为限。控制单元121与继电器111、储能电容115及开关电路117电连接，用以当充电装置11接收输入电能Vin时，检测是否接收到可反应负载13符合充电条件的充电信号S，以依据检测结果对应地控制继电器111进行导通或截止的切换运作，并控制开关电路117进行导通或截止的切换运作。其中，当充电装置11接收输入电能Vin且未接收到检测信号S，亦即负载13不符合充电条件时，控制单元121控制继电器111截止，并控制开关电路117以间歇性方式进行低电流导通或截止的切换运作，亦即开关电路117每间隔一段时间即交错地导通与截止，使转换电路113间歇性地经由开关电路117接收输入电能Vin并进行转换，以对储能电容115进行充电，使储能电容115可将所储存的电能持续提供给控制单元121，使控制单元121持续进行运作。以下将进一步说明本发明的充电装置11的运作方式。当充电装置11接收输入源12的输入电能Vin且控制单元121未接收到充电信号S，亦即充电装置11的输出端为空载状态时，控制单元121对应地控制继电器111截止，使输入电能Vin无法经由继电器111而传送至转换电路113，如此一来，由于输入电能Vin于充电装置11未对负载13进行充电时并不会经过转换电路113，因此可避免输入电能Vin被转换电路113释放，故可使充电装置11减少于空载时的功率损耗而达到相关的功率规范。此外，当充电装置11接收输入源12的输入电能Vin且控制单元121未接收到充电信号S时，为了使储能电容115能持续供电给控制单元121，以使控制单元121可持续作动而检测是否接收到充电信号S，亦即检测负载13是否符合充电条件，控制单元121在未接收到充电信号S时控制开关电路117间歇性地进行低电流导通或截止的切换运作，使转换电路113间歇性地经由开关电路117接收输入电能Vin并进行转换，以对储能电容115进行充电，使储能电容115可将所储存的电能持续提供给控制单元121，以维持控制单元121进行运作。于上述实施例中，当充电装置11接收输入源12的输入电能Vin且控制单元121接收到充电信号S时，控制单元121对应地控制继电器111导通并控制开关电路117截止，此时输入电能Vin经由继电器111传送至转换电路113进行电能转换而输出至储能电容115及负载13，使储能电容115及负载13进行充电运作。其中，控制单元121在此阶段仍会持续检测负载13是否符合充电条件。由于本发明的充电装置11的储能电容115无论在继电器111导通或截止的情况下，皆可接收转换电路113转换后的电能来进行储能，故储能电容115所储存的电能实际上并不会耗尽，因此相较于传统的充电装置，本发明的充电装置11的控制单元121并无需具有检测储能电容115的储电状态的功能，故控制单元121的电路结构相对较简单，进而使得充电装置11的生产成本降低。此外，由于本发明的充电装置11的储能电容115无论在继电器111导通或截止的情况下，皆可接收转换电路113转换后的电能来进行储能，因此无须如传统的充电装置为了使控制单元可在继电器截止的情况下维持较长的工作时间，储能电容需利用超级电容所构成，本发明的储能电容115可仅用一般电容来构成，因此使得充电装置的生产成本亦相对减少。另外，由于本发明的充电装置11的储能电容115无论在继电器111导通或截止的情况下，皆可接收转换电路113转换后的电能来进行储能，故储能电容115所储存的电能实际上并不会耗尽，因此本发明的充电装置11的继电器111仅需依据控制单元121是否接收到充电信号S而进行导通或截止的切换运作，并无需如传统的充电装置的继电器在储能电容的电能耗尽时需再次导通，使储能电容可进行充电，故本发明的继电器111的切换次数相较于传统的继电器的切换次数减少，因此可延长本发明的继电器111的使用寿命。请参阅图2并配合图1，其中图2为应用于图1所示的充电装置的充电方法的一较佳实施例的运作流程图。如图1、图2所示，首先，执行步骤S10，亦即充电装置11接收输入源12所提供的输入电能Vin。接着，执行步骤S11，控制单元121检测是否接收到可反应负载13符合充电条件的充电信号S。当步骤S11的检测结果为控制单元121未接收到充电信号S时，执行步骤S12，控制单元121控制继电器111截止运作，并控制开关电路117以间歇性方式进行导通或截止的切换运作，使转换电路113间歇性地经由开关电路117接收输入电能Vin并进行转换，以对储能电容115充电，使储能电容115可释放所储存的电能至控制单元121，使控制单元121持续进行运作。而于一些实施例中，当步骤S12执行完后可重新执行步骤S11。当步骤S11的检测结果为控制单元121接收到充电信号S时，执行步骤13，控制单元121控制继电器111导通，并控制开关电路117截止，使输入电能Vin经由导通的继电器111传送至转换电路113进行电能转换，并分别输出至储能电容115及负载13，以对储能电容115及负载13进行充电，且此时控制单元121持续检测负载13是否符合充电条件。请参阅图3并配合图1，其中图3为图1所示的充电装置的细部电路结构示意图。如图1、图3所示，于一些实施中，转换电路113可包含电磁干扰滤波电路1133、第一整流电路1131及直流/直流转换电路1132，其中电磁干扰滤波电路1133的一端与继电器111及开关电路117电连接，第一整流电路1131的一端与电磁干扰滤波电路1133的另一端电连接，第一整流电路1131的另一端与直流/直流转换电路1132电连接。电磁干扰滤波电路1133用以将所接收的电能，例如经由继电器111所传来的输入电能Vin或经由导通的开关电路117所传来的输入电能Vin进行滤波，第一整流电路1131则将所接收的电能，例如经由电磁干扰滤波电路1133滤波后的输入电能Vin，转换为一第一直流电能。直流/直流转换电路1132电连接于第一整流电路1131及充电装置11的输出端之间，且与储能电容115电连接，用以将所接收的电能，例如第一直流电能，进行调节，即降低第一直流电能的电压值，以对储能电容115进行充电，并在控制单元121接收到充电信号S时对负载13进行充电。又于一些实施例中，控制单元121还包括检测电路114及逻辑电路118，其中检测电路114与逻辑电路118电连接，用以检测是否接收到充电信号S。逻辑电路118与继电器111、检测电路114、储能电容115及开关电路117电连接，用以根据检测电路114的检测结果对应地控制继电器111及开关电路117进行导通或截止的切换运作。其中，当充电装置11接收输入电能Vin且未接收到检测信号S，亦即负载13不符合充电条件时，逻辑电路118控制继电器111截止，并控制开关电路117间歇性地进行低电流导通或截止的切换运作。反之，当充电装置11接收输入电能Vin且接收到检测信号S，亦即负载13符合充电条件时，逻辑电路118控制继电器111导通，并控制开关电路117截止。以下将以图4例示负载13以有线方式与图3所示的充电装置11电连接而符合充电条件。于一些实施例中，如图4所示，负载13可以有线方式而与充电装置11电连接，进而符合充电条件，此外，检测电路114除了与逻辑电路118电连接外，更与充电装置11的输出端电连接，当负载13以有线方式而与充电装置11电连接时，于充电装置11的输出端对应产生充电信号S，故检测电路114便由充电装置11的输出端接收到充电信号S。请参阅图5，其为本发明另一较佳实施例的充电装置的电路结构示意图。如图5所示，本实施例的充电装置51与图3所示的充电装置11的电路结构及原理相似，其中相同的元件标号代表元件结构及作动方式相似，故不再赘述。惟本实施例的充电装置51相较于图3所示的充电装置11的不同之处在于图5所示的充电装置51还包括一第二整流电路116，且对应第二整流电路116的设置，开关电路117的另一端电连接于第一整流电路1131及直流/直流转换电路1132之间。其中第二整流电路116的一端与输入源12电连接，第二整流电路116的另一端与开关电路117的一端电连接，用以将所接收的输入电能Vin整流为第二直流电能，并当开关电路117导通时，经由开关电路117传送至直流/直流转换电路1132，使直流/直流转换电路1132将第二直流电能进行调节。于上述实施例中，第二整流电路116可为但不限于由半桥整流电路所构成。图6为本发明又一较佳实施例的充电装置的电路结构示意图。如图6所示，本实施例的充电装置61与图5所示的充电装置51的电路结构及原理相似，其中相同的元件标号代表元件结构及作动方式相似，而不再赘述。惟本实施例的充电装置61相较于图5所示的充电装置51的不同之处在于图6所示的充电装置61还包括保护电路119。保护电路119的一端与开关电路117电连接，保护电路119的另一端电连接于第一整流电路1131及直流/直流转换电路1132之间，用以防止流通于第一整流电路1131或直流/直流转换电路1132的电流流入开关电路117。于上述实施例中，保护电路119可由一第一二极管62及一第二二极管63所构成，其中第一二极管62的阳极端与开关电路117电连接，第一二极管62的阴极端电连接于第一整流电路1131及直流/直流转换电路1132之间，第二二极管63的阳极端与参考点64电连接，第二二极管63的阴极端与第一二极管62的阳极端及开关电路117电连接。综上所述，本发明提供一种充电装置及其所适用的控制方法，其于充电装置的控制单元未接收到充电信号时控制继电器截止，并控制开关电路间歇性地进行导通或截止的切换运作，使转换电路间歇性地经由开关电路接收输入电能并进行转换，以对储能电容充电，使储能电容可将所储存的电能供应至控制单元，以维持控制单元的运作，如此一来，由于本发明的充电装置的储能电容无论在继电器导通或截止的情况下，皆可接收转换电路转换后的电能来进行储能，因此不但可使本发明的充电装置的控制单元并无需具有检测储能电容的储电状态的功能而具有较简单的电路结构，使得充电装置的生产成本降低，亦使本发明的储能电容可仅用较为便宜的一般电容来构成，使得充电装置的生产成本更为减少，又使本发明的继电器的切换次数相较于传统的继电器的切换次数减少，进而延长本发明的继电器的使用寿命。是以本发明的充电装置及其所适用的控制方法极具产业的价值，爰依法提出申请。本发明得由本领域的技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护者。