專利名稱：電源供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，尤其涉及一種使用燃料電池作為供電單元的電源供應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃料電池(Fuel cell)是一種利用化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電裝置，與傳統(tǒng)發(fā)電方式比較，燃料電池具有低污染、低噪音、高能量密度以及高能量轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點(diǎn)，是極具前瞻性的干凈能源。
目前發(fā)展中的燃料電池依電解質(zhì)的不同，可將其區(qū)分為堿液型燃料電池(AFC)、磷酸型燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)、固態(tài)氧化物型燃料電池(SOFC)及質(zhì)子交換膜型燃料電池(PEMFC)等。然而，燃料電池的運(yùn)作原理依種類的不同會有些許差異，以屬于質(zhì)子交換膜型燃料電池的直接甲醇燃料電池(DMFC)為例，甲醇水溶液在燃料電池的陽極觸媒層進(jìn)行氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氫離子(H+)、電子(e-)及二氧化碳(CO2)，其中氫離子(H+)可以經(jīng)由質(zhì)子交換膜傳遞至陰極，電子(e-)則經(jīng)由外部電路傳輸至負(fù)載做功之后再傳遞至陰極，而供給至陰極的氧氣(O2)會與氫離子(H+)及電子(e-)于陰極觸媒層進(jìn)行還原反應(yīng)并產(chǎn)生水。
燃料電池的每個單元(Fuel cell unit)所能提供的電壓較小(約0.4V)，所以在應(yīng)用時(shí)通常會串聯(lián)多個燃料電池單元，以形成一個燃料電池組(Fuelcell assembly)，達(dá)到電子產(chǎn)品所需操作電壓。目前燃料電池單元串聯(lián)成燃料電池組的方式主要可區(qū)分為堆疊型(stacked)與平面型(panel)兩種。目前的堆疊型燃料電池組10結(jié)構(gòu)如圖1所示，其包括一個由陽極觸媒電極111、質(zhì)子交換膜112及陰極觸媒電極113所組合而成的膜電極組11(Membrane-Electrodelyte Assembly，MEA)，以及作為個別電極組串聯(lián)的雙極板12(bipolar plate)和兩電極板13、14所組成。其中，雙極板12的功能除用作電池單元串聯(lián)連接外，也可設(shè)計(jì)流道121作為燃料的供應(yīng)通道。
另外，圖2為目前平面型燃料電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。目前的平面型燃料電池組20包括一金屬框架21、多個膜電極組22及兩個電極板23、24，其中每個膜電極組22同樣由陽極觸媒電極、質(zhì)子交換膜和陰極觸媒電極所組合而成(未圖示)。平面型燃料電池組20中金屬框架21具有多個通口211，每一通口211設(shè)置一對應(yīng)的膜電極組22。金屬框架21的一側(cè)邊另設(shè)置兩電流集結(jié)板(current collector)212，以作為燃料電池組20的電流輸出端。兩個電極板23、24內(nèi)側(cè)也可設(shè)計(jì)流道231，以作為燃料或氧氣的供應(yīng)通道。由于平面型燃料電池組20具有易組裝、重量輕、厚度薄與體積小等優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)展各種結(jié)構(gòu)的平面型燃料電池組以應(yīng)用于可攜式電子裝置已成為市場研發(fā)的趨勢。
目前一般可攜式電子裝置進(jìn)行充電時(shí)，需將充電器(未圖示)插接于電源插座，才能通過電源插座接收到交流電源，并經(jīng)由充電器內(nèi)的交流/直流轉(zhuǎn)換器將交流電(AC)轉(zhuǎn)換成直流電(DC)，最后送到可攜式電子裝置內(nèi)進(jìn)行充電。雖然公知的充電器可以對可攜式電子裝置進(jìn)行快速充電，但是如果位處于一個沒有市電電源的地方或者是市電電源無法供電的狀況下，那么公知的充電器將無法發(fā)揮任何的作用。
因此，如何利用燃料電池發(fā)展出一種可改善上述公知技術(shù)缺陷的電源供應(yīng)系統(tǒng)，也即發(fā)展不需依賴市電電源就能夠?qū)崟r(shí)提供可攜式電子裝置運(yùn)作所需電源或其內(nèi)部可充電電池進(jìn)行充電的電源供應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)為目前迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種使用燃料電池作為供電單元的電源供應(yīng)系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)充電裝置在沒有電源的地方或無法供應(yīng)市電的狀況下就無法對電子裝置進(jìn)行充電等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用燃料電池作為供電單元的電源供應(yīng)系統(tǒng)，該電源供應(yīng)系統(tǒng)易于攜帶、重量輕，而且可以提供單一或多種不同規(guī)格的輸出電壓供負(fù)載使用或充電。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一較廣義實(shí)施樣態(tài)為提供一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，用以提供一負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，該電源供應(yīng)系統(tǒng)包含一燃料電池組，其通過內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生一電壓；一供料裝置，其內(nèi)部儲存一流體燃料且與該燃料電池組相連通，用以將該流體燃料導(dǎo)入該燃料電池組內(nèi)；一鼓風(fēng)機(jī)，其與該燃料電池組相連通，用以將外部空氣導(dǎo)入該燃料電池組內(nèi)；一檢測電路，其與該負(fù)載電連接，用以檢測該負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，并根據(jù)檢測結(jié)果產(chǎn)生一觸發(fā)信號；以及一電壓轉(zhuǎn)換電路，其與該燃料電池組、該檢測電路及該負(fù)載連接，用以響應(yīng)該觸發(fā)信號的觸發(fā)而將該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓轉(zhuǎn)換成該負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該負(fù)載為一可攜式電子裝置。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該流體燃料為甲醇或是氫氣。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該供料裝置可抽換地設(shè)置于電源供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該電壓轉(zhuǎn)換電路為升壓電路(Charge PumpingCircuit)，用以將燃料電池組所產(chǎn)生的電壓升壓成該負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓為一直流電壓，且該升壓電路為一直流對直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC Converter)。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該電源供應(yīng)系統(tǒng)還包括一回收槽，其與該燃料電池組相連通，用以回收該燃料電池組所產(chǎn)生的水及/或未反應(yīng)的流體燃料。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該燃料電池組為一平面型燃料電池組。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該檢測電路及該電壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)置于一印刷電路板總成上。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的另一較廣義實(shí)施樣態(tài)為提供一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，用以提供多個輸出電壓，該電源供應(yīng)系統(tǒng)包含一燃料電池組，其通過內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生一電壓；一供料裝置，其內(nèi)部儲存一流體燃料且與該燃料電池組相連通，用以將該流體燃料導(dǎo)入該燃料電池組內(nèi)；一鼓風(fēng)機(jī)，其與該燃料電池組相連通，用以將外部空氣導(dǎo)入該燃料電池組內(nèi)；以及一電壓轉(zhuǎn)換電路，其與該燃料電池組連接，用以將該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓轉(zhuǎn)換成多個輸出電壓，以提供多個負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該負(fù)載為一可攜式電子裝置，該流體燃料為甲醇或氫氣，而該供料裝置可抽換地設(shè)置于該電源供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該電壓轉(zhuǎn)換電路為一升壓電路，用以將該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓升壓成該負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，而該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓為一直流電壓，且該升壓電路為一直流對直流轉(zhuǎn)換器。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中還包含回收槽，其與該燃料電池組相連通，用以回收該燃料電池組所產(chǎn)生的水及/或未反應(yīng)的流體燃料，而該燃料電池組為平面型燃料電池組，而其中該檢測電路及該電壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)置于印刷電路板總成上。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的再一較廣義實(shí)施樣態(tài)為提供一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，用以提供至少一負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，該電源供應(yīng)系統(tǒng)包含燃料電池組，其通過內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生電壓；供料裝置，用以提供流體燃料；回收槽，其與該燃料電池組相連通，用以回收該燃料電池組所產(chǎn)生的水；混合槽，其與該供料裝置、該回收槽以及該燃料電池組相連通，用以接收該供料裝置所提供的該流體燃料以及該回收槽所提供的水，混合與調(diào)配成所需流體燃料濃度并供應(yīng)至該燃料電池組；鼓風(fēng)機(jī)，其與該燃料電池組相連通，用以將外部空氣導(dǎo)入該燃料電池組內(nèi)；檢測電路，其與該負(fù)載電連接，用以檢測該負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，并根據(jù)檢測結(jié)果產(chǎn)生觸發(fā)信號；以及電壓轉(zhuǎn)換電路，其與該燃料電池組、該檢測電路及該負(fù)載連接，用以響應(yīng)該觸發(fā)信號的觸發(fā)而將該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓轉(zhuǎn)換成該負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明又提供一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，用以提供多個輸出電壓，該電源供應(yīng)系統(tǒng)包含燃料電池組，其通過內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生電壓；供料裝置，用以提供流體燃料；回收槽，其與該燃料電池組相連通，用以回收該燃料電池組所產(chǎn)生的水；混合槽，其與該供料裝置、該回收槽以及該燃料電池組相連通，用以接收該供料裝置所提供的該流體燃料以及該回收槽所提供的水，混合與調(diào)配成所需流體燃料濃度并供應(yīng)至該燃料電池組；以及電壓轉(zhuǎn)換電路，其與該燃料電池組連接，用以將該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓轉(zhuǎn)換成多個輸出電壓，以提供多個負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓。


本發(fā)明得由下列附圖與實(shí)施例說明，得到更深入的了解圖1為目前堆疊型燃料電池組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為目前平面型燃料電池組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3(a)為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的電源供應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3(b)為圖3(a)的方框結(jié)構(gòu)示意圖；圖4(a)為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的電源供應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4(b)為圖4(a)的組合示意圖；圖5為一示范性平面型燃料電池組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6(a)為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的電源供應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖6(b)為圖6(a)的方框結(jié)構(gòu)示意圖。
10堆疊型燃料電池組11膜電極組12雙極板13電極板 14電極板 111陽極觸媒電極112質(zhì)子交換膜 113陰極觸媒電極 121流道20平面型燃料電池組21金屬框架22膜電極組23電極板 24電極板 211通口212電流集結(jié)板 231流道 30電源供應(yīng)系統(tǒng)31供料裝置32平面型燃料電池組33印刷電路板總成34回收槽 35輸出端 36負(fù)載37電源轉(zhuǎn)接裝置38蓋板39把手311鼓風(fēng)機(jī) 312混合槽 313導(dǎo)管321第一流道板 322第二流道板 324流體燃料入口323串聯(lián)的燃料電池單元 325入風(fēng)口331直流對直流轉(zhuǎn)換器 332檢測電路 40電源供應(yīng)系統(tǒng)41供料裝置411鼓風(fēng)機(jī)42平面型燃料電池組43印刷電路板總成431直流對直流轉(zhuǎn)換器 44回收槽 45輸出端具體實(shí)施方式
體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是，本發(fā)明能夠在不同的態(tài)樣上具有各種變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
請參閱圖3(a)與(b)，其分別為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的電源供應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及方框示意圖。如第三圖(a)所示，本發(fā)明的電源供應(yīng)系統(tǒng)30經(jīng)由單一輸出端35提供一負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓或?qū)υ撠?fù)載進(jìn)行充電，其主要的組成構(gòu)件包含供料裝置31、鼓風(fēng)機(jī)311、平面型燃料電池組32、印刷電路板總成33及回收槽34。
供料裝置31可抽換地設(shè)置于電源供應(yīng)系統(tǒng)30內(nèi)，且以其流體燃料出口與平面型燃料電池組32的流體燃料入口相連通。供料裝置31的內(nèi)部填充甲醇或是氫氣等流體燃料，但不以此為限，以提供平面型燃料電池組32所需流體燃料。鼓風(fēng)機(jī)311設(shè)置于平面型燃料電池組32的一側(cè)，且其出風(fēng)口與平面型燃料電池組32的入風(fēng)口相連通。鼓風(fēng)機(jī)311用于將外界的空氣導(dǎo)入平面型燃料電池組32內(nèi)，以提供平面型燃料電池組32內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所需反應(yīng)氣體，例如氧氣。
請參閱圖3(b)，印刷電路板總成33上設(shè)置一電壓轉(zhuǎn)換電路及一檢測電路332，當(dāng)電源供應(yīng)系統(tǒng)30與負(fù)載36電性連接時(shí)，檢測電路332會主動至負(fù)載36檢測其運(yùn)作所需操作電壓，并根據(jù)檢測結(jié)果產(chǎn)生一觸發(fā)信號。
于一些實(shí)施例中，電壓轉(zhuǎn)換電路為一升壓電路(Charge Pumping Circuit)，且該升壓電路以一直流對直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC Converter)331為佳。直流對直流轉(zhuǎn)換器331與平面型燃料電池組32、檢測電路332及負(fù)載36電性連接，其接收平面型燃料電池組32所產(chǎn)生的直流輸入電壓V及接收檢測電路332所傳送的觸發(fā)信號，并響應(yīng)該觸發(fā)信號的觸發(fā)而將平面型燃料電池組32所產(chǎn)生的直流輸入電壓V升壓成負(fù)載36運(yùn)作所需操作電壓，并經(jīng)由電源供應(yīng)系統(tǒng)30的單一輸出端35(如圖3(a)所示)傳送至負(fù)載36。因此，使用本發(fā)明的電源供應(yīng)系統(tǒng)30能夠在任何沒有市電電源的地方直接提供負(fù)載36所需操作電壓或是作為一充電器對負(fù)載36進(jìn)行充電的動作，所以使用者不需依賴市電電源就可得到所需電源，而且，使用檢測電路332來檢測負(fù)載36所需操作電壓，再根據(jù)檢測結(jié)果驅(qū)動直流對直流轉(zhuǎn)換器331產(chǎn)生輸出電壓，能夠滿足不同負(fù)載的需求。
另外，由于平面型燃料電池組32內(nèi)部反應(yīng)后會產(chǎn)生水(H2O)及/或釋出未反應(yīng)的流體燃料，因此電源供應(yīng)系統(tǒng)30也可選擇性地設(shè)置回收槽(wasteliquid)34，以回收反應(yīng)后所產(chǎn)生的水及/或未反應(yīng)的流體燃料。此外，由于不同的負(fù)載36具有不同規(guī)格的電源輸入端，為方便使用者使用，也可配合電源轉(zhuǎn)接裝置37，使其連接于電源供應(yīng)系統(tǒng)30的電源輸出端35和負(fù)載36的電源輸入端，由此以供應(yīng)該負(fù)載36所需電力。當(dāng)然，為方便多負(fù)載36同時(shí)使用，也可將電源轉(zhuǎn)接裝置37設(shè)計(jì)成多電源輸出端，以方便使用者應(yīng)用。
請參閱圖4(a)，其為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的電源供應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4(a)所示，該電源供應(yīng)系統(tǒng)30經(jīng)由單一輸出端35提供至少一負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓或?qū)υ撠?fù)載進(jìn)行充電，其主要的組成構(gòu)件包含供料裝置31、鼓風(fēng)機(jī)311、混合槽312、導(dǎo)管313、平面型燃料電池組(未圖示于圖4(a))、印刷電路板總成33及回收槽34。供料裝置31可抽換地設(shè)置于電源供應(yīng)系統(tǒng)30內(nèi)，且以其流體燃料出口與該混合槽312的入口相連通。供料裝置31的內(nèi)部填充純甲醇或是氫氣等流體燃料，但不以此為限，通過供料裝置31與混合槽312的間的控制閥(未圖示于圖4(a))控制，可以將流體燃料導(dǎo)入混合槽內(nèi)312，經(jīng)混合與調(diào)配成所需流體燃料濃度后，提供至平面型燃料電池組使用。鼓風(fēng)機(jī)311設(shè)置于平面型燃料電池組的一側(cè)，且其出風(fēng)口與平面型燃料電池組的入風(fēng)口相連通。鼓風(fēng)機(jī)311用于將外界的空氣導(dǎo)入平面型燃料電池組內(nèi)，以提供平面型燃料電池組內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所需反應(yīng)氣體，例如氧氣。另外，由于平面型燃料電池組內(nèi)部反應(yīng)后會產(chǎn)生水(H2O)，因此電源供應(yīng)系統(tǒng)30也設(shè)置一回收槽(waste liquid)34，以回收反應(yīng)后所產(chǎn)生的純水?；厥詹?waste liquid)34內(nèi)的純水可以通過導(dǎo)管313導(dǎo)引至混合槽312內(nèi)，通過控制閥(未圖示于圖4(a))的控制，使其可與供料裝置31所提供至混合槽312內(nèi)的甲醇或是氫氣等流體燃料混合成所需流體燃料濃度，再提供至燃料電池組使用。再者，為增加美觀，方便圖案印刷以及攜帶方便，也可將上述結(jié)構(gòu)加裝一蓋板38以及把手39，如圖4(b)所示，由此燃料電池的電源供應(yīng)系統(tǒng)30便可以很容易地?cái)y帶與應(yīng)用。
于一些實(shí)施例中，平面型燃料電池組32可使用傳統(tǒng)的平面型燃料電池組結(jié)構(gòu)，但不以此為限，其它目前已發(fā)明或即將發(fā)明的平面型燃料電池組結(jié)構(gòu)也可并入?yún)⒖?。一示范性的平面型燃料電池組32結(jié)構(gòu)顯示于圖5，其包括一第一流道板321、一第二流道板322與一組串聯(lián)的燃料電池單元323，其中第一流道板321具有一流體燃料入口324，該流體燃料入口324可與供料裝置31的流體燃料出口(未圖示)相連通，以將流體燃料導(dǎo)入平面型燃料電池組32內(nèi)。第二流道板322具有一入風(fēng)口325，該入風(fēng)口325與鼓風(fēng)機(jī)311的出風(fēng)口(未圖示)相連通，以將外部空氣導(dǎo)入平面型燃料電池組32內(nèi)。串聯(lián)的燃料電池單元323由多個燃料電池單元串接而成，其中每一個燃料電池單元由一網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板以及一膜電極組構(gòu)成(未圖示)。平面型燃料電池組32的運(yùn)作原理簡述如下以屬于質(zhì)子交換膜型燃料電池的直接甲醇燃料電池(DMFC)為例，當(dāng)供料裝置31內(nèi)的甲醇水溶液經(jīng)由平面型燃料電池組32的流體燃料入口324導(dǎo)入第一流道板321后，在平面型燃料電池組32各膜電極組的陽極觸媒層上會進(jìn)行氧化反應(yīng)，以產(chǎn)生氫離子(H+)、電子(e-)及二氧化碳(CO2)，其中氫離子(H+)可以經(jīng)由質(zhì)子交換膜傳遞至陰極，電子(e-)可經(jīng)由網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板傳遞至輸出端后提供至印刷電路板總成33，并于傳輸至負(fù)載做功之后再傳遞至陰極，而供給至陰極側(cè)的空氣或氧氣(O2)會與氫離子(H+)及電子(e-)通過網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板的網(wǎng)格而于膜電極組的陰極觸媒層上進(jìn)行還原反應(yīng)并產(chǎn)生水。
請參閱第六圖(a)與(b)，其分別為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的電源供應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及方框示意圖。如圖6(a)所示，于此實(shí)施例中，電源供應(yīng)系統(tǒng)40具有多個輸出端45，可同時(shí)提供多組不同的輸出電壓給不同負(fù)載所需操作電壓，其主要的組成構(gòu)件包含供料裝置41、鼓風(fēng)機(jī)411、平面型燃料電池組42、印刷電路板總成43及回收槽44。其中，供料裝置41、鼓風(fēng)機(jī)411、平面型燃料電池組42及回收槽44的組成結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原理及所能達(dá)到的目的及功效已詳述于前述實(shí)施例中，因此不再贅述。
請參閱第六圖(b)，印刷電路板總成43上設(shè)置一電壓轉(zhuǎn)換電路，該電壓轉(zhuǎn)換電路為一升壓電路(Charge Pumping Circuit)，且該升壓電路以一直流對直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC Converter)431為佳。直流對直流轉(zhuǎn)換器431與平面型燃料電池組42及負(fù)載電性連接，用以接收平面型燃料電池組42所產(chǎn)生的直流輸入電壓V，并將該直流輸入電壓V升壓成多個輸出電壓。在一些實(shí)施例中，電源供應(yīng)系統(tǒng)40可同時(shí)提供多種不同規(guī)格的工作電壓，例如輸出功率30瓦特(W)及輸出電壓20伏特(V)、輸出功率5瓦特(W)及輸出電壓3.5伏特(V)，以及輸出功率10瓦特(W)及輸出電壓7.0伏特(V)等，以提供多個負(fù)載例如筆記型計(jì)算機(jī)運(yùn)作所需操作電壓，并經(jīng)由電源供應(yīng)系統(tǒng)40的多個輸出端45(如圖4(a)所示)傳送至負(fù)載或?qū)ζ溥M(jìn)行充電。因此，使用本發(fā)明的電源供應(yīng)系統(tǒng)40能夠在任何沒有市電電源的地方直接提供負(fù)載所需操作電壓或是作為一充電器對負(fù)載進(jìn)行充電的動作，所以使用者不需依賴市電電源就可得到所需電源，而且，提供多個不同規(guī)格的輸出電壓，能夠滿足不同負(fù)載的需求。
另外，上述的負(fù)載可為可攜式電子裝置，例如筆記型計(jì)算機(jī)、個人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)字相機(jī)或是移動電話(mobile phone)，但不以此為限。
縱上所述，本發(fā)明的電源供應(yīng)系統(tǒng)利用燃料電池作為供電單元，能夠在任何沒有市電電源的地方直接提供負(fù)載所需操作電壓或是作為一充電器對負(fù)載進(jìn)行充電的動作。此外，由于本發(fā)明利用檢測電路先檢測負(fù)載所需操作電壓，再根據(jù)檢測結(jié)果驅(qū)動直流對直流轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輸出電壓，或是直接利用直流對直流轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生多個輸出電壓，都能夠滿足不同負(fù)載的需求。再者，本發(fā)明的電源供應(yīng)系統(tǒng)也具有厚度薄、體積小以及易于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。更甚者，當(dāng)供料裝置內(nèi)的流體燃料用完時(shí)，只要替換另一個供料裝置即可繼續(xù)供應(yīng)電力，因此也有利于攜帶以及持續(xù)提供電力。
縱使本發(fā)明已由上述實(shí)施例詳細(xì)敘述而可由熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行各種改型，然而皆不脫離如所附權(quán)利要求欲保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，用以提供至少一負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，其中該電源供應(yīng)系統(tǒng)包含一燃料電池組，其通過內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生一電壓，一供料裝置，其內(nèi)部儲存一流體燃料且與該燃料電池組相連通，用以將該流體燃料導(dǎo)入該燃料電池組內(nèi)；一鼓風(fēng)機(jī)，其與該燃料電池組相連通，用以將外部空氣導(dǎo)入該燃料電池組內(nèi)；一檢測電路，其與該負(fù)載電連接，用以檢測該負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，并根據(jù)檢測結(jié)果產(chǎn)生一觸發(fā)信號；以及一電壓轉(zhuǎn)換電路，其與該燃料電池組、該檢測電路及該負(fù)載連接，用以響應(yīng)該觸發(fā)信號的觸發(fā)而將該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓轉(zhuǎn)換成該負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該負(fù)載為一可攜式電子裝置，而該流體燃料為甲醇或氫氣。
3.如權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該供料裝置可抽換地設(shè)置于該電源供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該電壓轉(zhuǎn)換電路為一升壓電路，用以將該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓升壓成該負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，其中該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓為一直流電壓，且該升壓電路為一直流對直流轉(zhuǎn)換器。
5.如權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于還包括一回收槽，其與該燃料電池組相連通，用以回收該燃料電池組所產(chǎn)生的水及/或未反應(yīng)的流體燃料。
6.如權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該燃料電池組為一平面型燃料電池組，該檢測電路及該電壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)置于一印刷電路板總成上。
7.一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，用以提供多個輸出電壓，其中該電源供應(yīng)系統(tǒng)包含一燃料電池組，其通過內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生一電壓；一供料裝置，其內(nèi)部儲存一流體燃料且與該燃料電池組相連通，用以將該流體燃料導(dǎo)入該燃料電池組內(nèi)；一鼓風(fēng)機(jī)，其與該燃料電池組相連通，用以將外部空氣導(dǎo)入該燃料電池組內(nèi)；以及一電壓轉(zhuǎn)換電路，其與該燃料電池組連接，用以將該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓轉(zhuǎn)換成多個輸出電壓，以提供多個負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓。
8.如權(quán)利要求7所述的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該負(fù)載為一可攜式電子裝置，該流體燃料為甲醇或氫氣，而該供料裝置可抽換地設(shè)置于該電源供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7所述的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該電壓轉(zhuǎn)換電路為一升壓電路，用以將該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓升壓成該負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，而該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓為一直流電壓，且該升壓電路為一直流對直流轉(zhuǎn)換器。
10.如權(quán)利要求7所述的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于還包含一回收槽，其與該燃料電池組相連通，用以回收該燃料電池組所產(chǎn)生的水及/或未反應(yīng)的流體燃料，而該燃料電池組為一平面型燃料電池組，而其中該檢測電路及該電壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)置于一印刷電路板總成上。
11.一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，用以提供至少一負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，其中該電源供應(yīng)系統(tǒng)包含一燃料電池組，其通過內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生一電壓；一供料裝置，用以提供一流體燃料；一回收槽，其與該燃料電池組相連通，用以回收該燃料電池組所產(chǎn)生的水；一混合槽，其與該供料裝置、該回收槽以及該燃料電池組相連通，用以接收該供料裝置所提供的該流體燃料以及該回收槽所提供的水，混合與調(diào)配成所需流體燃料濃度并供應(yīng)至該燃料電池組；一鼓風(fēng)機(jī)，其與該燃料電池組相連通，用以將外部空氣導(dǎo)入該燃料電池組內(nèi)；一檢測電路，其與該負(fù)載電連接，用以檢測該負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，并根據(jù)檢測結(jié)果產(chǎn)生一觸發(fā)信號；以及一電壓轉(zhuǎn)換電路，其與該燃料電池組、該檢測電路及該負(fù)載連接，用以響應(yīng)該觸發(fā)信號的觸發(fā)而將該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓轉(zhuǎn)換成該負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓。
12.一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，用以提供多個輸出電壓，其中該電源供應(yīng)系統(tǒng)包含一燃料電池組，其通過內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生一電壓；一供料裝置，用以提供一流體燃料；一回收槽，其與該燃料電池組相連通，用以回收該燃料電池組所產(chǎn)生的水；一混合槽，其與該供料裝置、該回收槽以及該燃料電池組相連通，用以接收該供料裝置所提供的該流體燃料以及該回收槽所提供的水，混合與調(diào)配成所需流體燃料濃度并供應(yīng)至該燃料電池組；以及一電壓轉(zhuǎn)換電路，其與該燃料電池組連接，用以將該燃料電池組所產(chǎn)生的該電壓轉(zhuǎn)換成多個輸出電壓，以提供多個負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓。
全文摘要
本發(fā)明為一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，提供一負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，包含燃料電池組，通過內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電壓；供料裝置，內(nèi)部儲存流體燃料且與燃料電池組相連通，以將流體燃料導(dǎo)入燃料電池組內(nèi)；鼓風(fēng)機(jī)，與燃料電池組相連通，以將外部空氣導(dǎo)入燃料電池組內(nèi)；檢測電路，與負(fù)載電連接，以檢測負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓，根據(jù)檢測結(jié)果產(chǎn)生觸發(fā)信號；以及電壓轉(zhuǎn)換電路，與燃料電池組、檢測電路及負(fù)載連接，以響應(yīng)觸發(fā)信號而將燃料電池組所產(chǎn)生的電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)載運(yùn)作所需操作電壓。該電源供應(yīng)系統(tǒng)可在沒有電源或無法供應(yīng)市電時(shí)對電子裝置進(jìn)行充電，并且易于攜帶、重量輕，可提供單一或多種不同規(guī)格的輸出電壓供負(fù)載使用或充電。
文檔編號H01M8/00GK1763999SQ20041008693
公開日2006年4月26日 申請日期2004年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月20日
發(fā)明者游承諭, 劉希安, 胡勝彥 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司