专利名称：电源供应装置及其电源转换组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源转换组件，尤其涉及一种配合电源适配器使用且经过切换调 整将其输出电源分别转换成多种不同规格的直流电源，以供电予不同对象的转换套件。
背景技术：
绝大多数的携带式电子设备，都是利用蓄电池供应直流工作电源，除此以外，也可 利用外部的电源适配器供电，并用以对蓄电池进行充电。如图8所示，为目前市面上常见的 电源适配器(adapter) 80，其上分设有一交流电源线81及一直流电源线82，其中交流电源 线81可通过插头插接于市电插座取得交流电源，经过电源适配器80内部电路的整流降压 而产生直流工作电源，并由直流电源线82送出，该直流电源线82另端设有一特定规格的接 头83，供插接至用电的电子设备上。前述的用电方式在日常生活中以习以为常，但却有不便与不符合经济效益的情 况。原因在于目前各大厂商开发上市的电子装置，其用电规格并不一致，连带的使配合使 用的电源适配器举凡电压规格、接头形式等方面均不相同，此种状况以笔记型电脑、手机等 电子装置最常见，以笔记型电脑为例，各家厂牌笔记型电脑要求的电源规格不一而足，例如 15V、16V、17V、18V、19V及20V等，其意味不同的笔记型电脑均配备专用的电源适配器及专 属规格的接头，因彼此间无法共用，资源的重复浪费是非常容易发生的。再者，前述的电源适配器因专用于特定的设备，故除了产生特定规格的直流电源 供应给特定的对象，即别无他用，事实上一般人在日常生活中使用直流电源的场合很多，针 对不同的场合采购不同的电源适配器，其资源浪费的程度即可想而知；另者，若同时拥有多 数种电源适配器，在保管及使用上都会产生极大的困扰。由上述可知，现有电源适配器的应 用方式存在重复浪费资源及可能造成使用不便等问题，有待进一步谋求可行的相应方案。
发明内容
本发明的目的在于，解决现有电源适配器电压规格、接头形式等方面均不相同，无 法通用的技术问题。为达成前述目的本发明提供电源转换组件，包括一内设电源调节电路的转换盒、 一转换导线及一个以上的转接插头；其中该转换盒上设有一多段开关、一电源输入部、一电源输出部及一个以上的接口部， 且分别与转换盒内部一电源调节电路连接；该电源调节电路包括一直流对直流转换单元，设于所述电源输入部与电源输出部之间；一反馈调节单元，包含该多段开关，设于所述直流对直流转换单元与电源输出部 之间，以调节直流对直流转换单元的输出电压；一降压转换单元，设于所述电源输入部及接口部之间。前述的电源转换组件可配合现有的电源适配器使用，主要令电源适配器的电源输
4出端与转换盒上的电源输入部连接，又令转换导线与转换盒上的电源输出部连接，使用者 可依其需要切换多段开关以选择所需规格的直流电源，并可选择一匹配的转接插头安装在 转换导线的另端，供与用电设备连结，藉此，转换盒内部的电源调节电路将随多段开关的设 定，将由电源输入部送出的直流电源转换调整成设定规格的直流电源，而由电源输出部、转 换导线、转接插头送至用电设备。除此以外，转换盒上提供至少一组的接口部，供用电设备 利用接口连接器与接口部连结，以取得直流工作电源。本发明的技术效果在于，在提供一种配合电源适配器使用的电源转换组件，其可 将原电源适配器输出的直流电源依使用者的切换，调整成各种不同规格的电源，并提供多 组转接插头以配合不同的用电设备。由于本发明的电源转换组件可配合现有的电源适配 器，并将所输出特定规格的直流电源转换为各种不同规格，以分别供应给不同的对象，藉此 可充分利用现有资源，且可减少同时拥有多组电源适配器所造成使用上的困扰。除此以外， 也提供一通过接口部供电的技术手段，而在用电选择上更具有弹性。
图1为本发明一较佳实施例的立体图；图2为本发明一较佳实施例中转换导线的组合方式示意图；图3为本发明的电路图；图4为本发明一较佳实施例的使用状态示意图；图5为本发明又一较佳实施例配合使用电源适配器的一可行实施例图；图6为本发明又一较佳实施例配合使用电源适配器的另一可行实施例图；图7为本发明再一较佳实施例的立体图；图8为现有电源适配器的立体图。附图标记说明10-转换盒；11、11，-电源输入部；12-电源输出部；13-接口部；14-多段开关； 20-转换导线；21-插头；22-接头；23、27_转接插头；30-直流对直流转换单元；31-脉宽 调变控制器；32-电子开关；33-飞轮二极管；34-输出电感；35-输出电容；36-旁路开关； 37-输入电容；40-反馈调节单元；41-分压电路；50-降压转换单元；51-直流对直流转换 器;80、80，、80，，_电源适配器；801,801"-电源输出部；802”-电源输入部；81,81'-交流 电源线；811’ -市电插头；812’ -转接插头；82、82’ -直流电源线；821-插头；822、83_接头
具体实施例方式关于本发明的一较佳实施例，首先请参阅图1所示，主要于一转换盒10上分设有 一电源输入部11、一电源输出部12、一个以上的接口部13及一可切换的多段开关14 ；其中 电源输入部11供与电源适配器的电源输出端连接，该电源输出部12则可拆卸地连接一转 换导线20，该转换导线20 —端设有与一电源输出部12匹配的插头21，另端设有一接头22， 供与一转接插头23套接并构成电连接；又请参阅图2所示，该转换导线20另端的接头22 可替换地与不同的转接插头24-27连接，各转接插头23-27 —端与接头22匹配，可相互套 接并构成电连接，各转接插头23-27另端分别具有规格互异的设备接头，供插接至用电设 备。又于本实施例中，该转换盒10上设有两个接口部13，该接口部13并为一通用串行总线(USB)接口，其上具有一组电源端子，可对通过匹配接口连接器连接的用电设备供应5V的 直流电源。又转换盒10内设有一电源调节电路，且分别与前述电源输入部11、电源输出部 12、接口部13及多段开关14连接，请参阅图3所示，该电源调节电路包括一直流对直流转换单元30，主要由一脉宽调变控制器31、一电子开关32、一输入 电容37、一飞轮二极管33、一输出电感34、一输出电容35及一旁路开关36，该电子开关32 尤指一晶体管，该晶体管的发射极、集电极分别与前述电源输入部11、电源输出部12连接， 其基极则与脉宽调变控制器31的一输出端连接，以便由脉宽调变控制器31通过电子开关 32控制输出至电源输出部12的电源电压；又脉宽调变控制器31具有一非反相输入端(接 脚1)，当该非反相输入端上的电位改变时，将使脉宽调变控制器31改变驱动信号的脉宽， 从而调节了送出至电源输出部12的电源电压。另对于所属技术领域具有通常知识者而言， 基于选用集成电路的型号不同时，也可通过改变其正相输入端的电位，以调节输出电压。再者，该旁路开关36跨接于电源输入部11与电源输出部12之间，并受控于前述 的多段开关14，当旁路开关36导通时，将令使送入电源输入部11的直流电源直接送至电源 输出部12，例如输入的直流电源为20V时，可通过前述旁路方式使电源输出部12直接输出 20V的直流电源，以避免输入20V电压仍转换20V输出电压所衍生的低转换效率问题。于本 实施例中，旁路开关36由一 PM0S的场效应晶体管所构成，其源极、漏极分别与电源输入部 11、电源输出部12连接，其栅极则与多段开关14其中一开关接点连接。于本实施例中，前述直流对直流转换单元30配合飞轮二极管33、输出电感34及输 出电容35以构成一降压型转换器(buck converter)，除此以外，其也可为一升压型转换器 (boost converter)及降压-升压型转换器(buck-boostconverter)。一反馈调节单元40，设于前述电源输出部12与前述脉宽调变控制器31的比较端 之间，该反馈调节单元40包含一分压电路41、前述多段开关14及多个调整电阻R3-R8，其 中分压电路41由电阻Rl，R2组成，两电阻Rl，R2的分压节点分别与前述脉宽调变控制器 31的非反相输入端连接，又电阻R1的另端连接电源输出部12，而各调整电阻R3-R8分别为 不同阻值，其一端与分压电路41的分压节点连接，另端则分别与多段开关14上各个开关接 点连接，该多段开关14的共同端接地，当多段开关14的共同端与不同开关接点上的调节电 阻R3-R8连接时，将使分压电路41产生不同的分压阻抗，从而在分压节点上产生不同的电 位，并反馈至直流对直流转换单元30的脉宽调变控制器31的非反相输入端，根据分压公式
V。= Vref(1 + H)以改变直流对直流转换单元30的输出电压，使用者可依其需要通过多段
开关14的切换，选择所需电压的直流电源(例如输出直流电源为19V，可经多段开关14选 择切换为18-15V)。再者，多段开关14以其一个开关接点G与前述旁路开关36的栅极连 接，当使用者切换至该段位时，将使旁路开关36栅极接地而导通，使输入的19V直流电源直 接输出至电源输出部12，以避免转换效率低的问题。一降压转换单元50，设于前述电源输入部11与接口部13之间，主要由一具有脉宽 调变(PWM)功能的直流对直流转换器51配合飞轮二极管D3、输出电感L10及输出电容C29 等所构成一降压型转换电路，一般由电源输入部1送入的直流电源为相对高压(例如20V， 19V等)，其经过降压转换单元50进行降压转换及稳压后，供应给接口部13 — 5V的直流电 源，并符合该接口部13的电源规格，如前所述，该接口部13为一 USB接口部，其上具有一组电源端子(V+，V-)，可供应5V的直流电源，当用电设备通过USB接口连接器插接至转换盒 10上的接口部13，该用电设备即可通过接口部13取得5V的直流电源。由上述说明可了解本发明一较佳实施例的外部构造、内部电路结构及其工作原 理，至于其使用方式详如以下所述首先请参阅图4所示，主要令前述电源转换组件配合现有的电源适配器80使用， 意即使用者可利用前述电源转换组件配合原来拥有的电源适配器80取得不同规格的电 源，而适用在不同的用电设备上，其主要令一电源适配器80的直流电源线82插接至转换 盒10上的电源输入部11，又令转换导线20 —端的插头21插接至转换盒10上的电源输出 部12，接着选择一与用电设备电连接器匹配的转接插头23套接在转换导线20另端的接头 22上，以便利用该转接插头23与用电设备连结，另一方面，使用者可依其需要切换多段开 关14以选择所需规格的直流电源，而该转换盒10内部的电源调节电路将电源输入部送出 的直流电源转换调整成多段开关14所选择规格的直流电源，而由电源输出部12、转换导线 20、转接插头23送至用电设备。由于提供多个种规格电压及转接插头可供选择，故消费者 可充分运用原有的电源适配器，满足在不同场合对于直流电源的不同需求。又目前市面上有许多小电器为采用USB接口连接器作为电源取得接口，而本发明 转换盒上提供可供电的接口部，让消费者使用所述小电器时，在电源取得上提供另外一种 选择。再者，与前述电源转换组件配合使用的电源适配器80，其直流电源线82除以固定 形式设于电源适配器80上外，也可采可拆卸的组合方式连结，如图5所示，该电源适配器 80 ’上设有一电源输出部801，供与一直流电源线82 ’连接，该直流电源线82 ’ 一端设有与电 源输出部801匹配的插头821，另端则设有与转换盒10上电源输入部11匹配的接头822， 藉此，该直流电源线82’也可视需要与电源适配器80’组合或分离。除直流电源线82’，其交流电源线81也可采取相同的可拆卸式设计，请参阅图6 所示，该电源适配器80”上设有一电源输入部802”及一电源输出部801”，于本实施例中， 该电源输入部802，，为一交流电源插座，其提供一交流电源线81’以可拆卸方式连接该电源 输入部802 ”，基于前述需求，该交流电源线81，一端设有一市电插头811’，供插接至市电插 座上以取得交流电源，其另端设有一与电源适配器80”上电源输入部802”匹配的转接插头 812’，藉此令电源适配器80”与交流电源线81’间采取可拆卸方式相互连接。再请参阅图7所示，为本发明又一较佳实施例，该转换盒10的构造与前一实施例 大致相同，不同处在于该转换盒10的电源输入部11’与前述转换导线20的接头22匹配， 换言之，该转换盒10的电源输入部11’与电源输出部12可采用相同形式的转换导线20分 别与电源适配器80’、80”的电源输出部801、801”及转接插头23-27连接，在导线的选用上 更加单纯且方便使用。以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要 求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的 保护范围内。
权利要求
一种电源转换组件，其特征在于，所述电源转换组件包括一内设电源调节电路的转换盒、一转换导线及一个以上的转接插头；该转换盒上设有一多段开关、一电源输入部、一电源输出部及一个以上的接口部，且分别与转换盒内部一电源调节电路连接，该电源调节电路包括一直流对直流转换单元，设于所述电源输入部与电源输出部之间；一反馈调节单元，包含该多段开关，设于所述直流对直流转换单元与电源输出部之间，以调节直流对直流转换单元的输出电压；一降压转换单元，设于所述电源输入部及接口部之间。
2.如权利要求1所述的电源转换组件，其特征在于，该直流对直流转换单元，由该脉宽 调变控制器、一电子开关及一旁路开关组成，该电子开关设于该电源输入部与该电源输出 部之间，该电子开关导通与否受控于一脉宽调变控制器；该旁路开关跨接于该电源输入部 与该电源输出部之间，并由该多段开关其中一开关接点控制其通断。
3.如权利要求2所述的电源转换组件，其特征在于，该反馈调节单元包含一分压电路、 该多段开关及多个调整电阻，其中该多段开关具有多个开关接点及一共同端，该分压电路 由两电阻组成，两电阻的分压节点分别与所述脉宽调变控制器的一输入端连接，各调整电 阻分别为不同阻值，其一端与分压电路的分压节点连接，另端则分别与多段开关上各个开 关接点连接，该多段开关的共同端接地。
4.如权利要求2所述的电源转换组件，其特征在于，该直流对直流转换单元的旁路开 关由一 PM0S场效晶体管所构成，所述场效应晶体管的源极、漏极分别与该电源输入部及该 电源输出部连接，所述场效应晶体管的栅极连接至该多段开关其中一开关接点。
5.如权利要求4所述的电源转换组件，其特征在于，该电子开关为一晶体管，该晶体管 的发射极、集电极分别与前述电源输入部、电源输出部连接，该晶体管的基极则与该脉宽调 变控制器的一输出端连接。
6.如权利要求5所述的电源转换组件，其特征在于，该直流对直流转换单元为一降压 型转换器、升压型转换器或降压_升压型转换器。
7.如权利要求2所述的电源转换组件，其特征在于，该降压转换单元为由一具有脉宽 调变功能的直流对直流转换器所构成的降压型转换电路。
8.如权利要求7所述的电源转换组件，其特征在于，该接口部为一USB接口部，所述 USB接口部具有一组电源端子(V+，V-)。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电源转换组件，其特征在于，该转换导线一端设有 与一电源输出部匹配的插头，另端设有一接头，供与转接插头套接并构成电连接。
10.如权利要求9所述的电源转换组件，其特征在于，各转接插头一端与转换导线的接 头匹配，相互套接并构成电连接，各转接插头另端分别具有规格互异的设备接头。
11.如权利要求10所述的电源转换组件，其特征在于，该转换盒的电源输入部与该转 换导线一端的接头匹配。
12.一种电源供应装置，其特征在于，包括有一电源适配器，具有一交流电源线及一直流电源线；一电源转换组件，如权利要求1至11所述，与该电源适配器的直流电源线连接。
13.如权利要求12所述的电源供应装置，其特征在于，该电源适配器上设有一电源输出部，供直流电源线以可拆卸方式插接其上；该直流电源线一端设有与电源适配器上电源输出部匹配的插头，另端设有与转换盒上 电源输入部匹配的接头。
14.如权利要求12或13所述的电源供应装置，其特征在于，该电源适配器上设有一 电源输入部，该电源输入部供交流电源线以可拆卸方式连接电源适配器上的电源输入部， 该交流电源线一端设有一市电插头，另端设有一与电源适配器上电源输入部匹配的转接插 头。
全文摘要
本发明关于一种电源供应装置及其电源转换组件，所述电源转换组件包括一转换盒、一转换导线及一个以上的转接插头；其中，转换盒内设有一可多段调整输出电压的电源调节电路，又转换盒上设有一多段开关、电源输入及输出部和一个以上接口部，而分别与前述电源调节电路连接；该转换盒连接电源适配器以取得直流电源，可根据多段开关的切换及电源调节电路的调整而送出另种不同电压的直流电源，又利用转换导线由转换盒取出调整后直流电源，转换导线另端则可更换不同形式的转接插头，而对不同的负载设备供电。可减少使用者同时拥有多组电源适配器所造成使用上的困扰。
文档编号H02M3/155GK101854117SQ200910133359
公开日2010年10月6日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者俞东尧, 杨松柏, 黄子明 申请人:康舒科技股份有限公司