專利名稱：車載用電源供應裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種電源供應裝置，特別指一種車載用電源供應裝置。
技術(shù)背景近幾年來，由于科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，使得各項領域紛紛與電子 科技技術(shù)進行應用整合，以進一步提升競爭的價值及優(yōu)勢。就以汽車 工業(yè)來講，車用電子的應用與整合的設計也是逐年在增加當中，例如 LED相關產(chǎn)品應用、多媒體影音產(chǎn)品、監(jiān)視裝置及全球定位系統(tǒng)(GPS) 等搭載在車上使用的產(chǎn)品都已獲得相當大的回響。當然，也有許多技 術(shù)是為了讓車載得以支持更多電子產(chǎn)品而加以改良的設計。因此，無 論如何這些商機顯然已讓車用電子成為未來重點的發(fā)展項目之一。然而，為了整合或支持這些周邊電子裝置，首要解決的課題便是 車載電源的問題，由于目前在車內(nèi)環(huán)境中，使用者獲得電源的方式， 不外乎直接通過點煙器來得到汽車電池的直流電力，或者借助一般所 謂的車載逆變電源器(Car Inverter)來將汽車的電池電源轉(zhuǎn)換為如市電 電壓(110V/220V)的交流輸出。但若使用者搭載車載逆變電源器來使用 直流周邊電子裝置時，就必需再使用原本直流周邊電子裝置所附的交 流轉(zhuǎn)直流變壓器(AC/DC Adapter),如此一來不僅不方便，更會占據(jù)了 車內(nèi)的空間。此外，以目前現(xiàn)有的作法，使用者無法持續(xù)地獲得電源供應才是 主要的問題所在，因為當汽車引擎發(fā)動時，汽車電池可以提供電力給 使用者進行使用。然而，當汽車引擎關閉時，使用者也就無法繼續(xù)自 點煙器或者借助車載逆變電源器來接收汽車電池的電力，故無法持續(xù) 地使用周邊電子裝置。因此，要如何有效地解決車載電源的問題，以提供具多用途性、 安全性及持續(xù)性的方式來讓使用者方便地使用不同電壓，此即為目前 值得加以研究改良的地方。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，通過較為精簡的線 路設計，便可同時提供與汽車電池隔離的交流及直流電源，以使輸出 的電源能隔離汽車充電時所產(chǎn)生的噪聲，并且設計多組的直流電源輸
出，以供使用者來靈活運用。同時，本發(fā)明設計有充電電池，以在汽 車有提供電力時進行充電，而于汽車無提供電力時，得以自動形成供 應電源而讓使用者能持續(xù)地使用周邊電子裝置。借此，以達到具有多 用途、安全性且持續(xù)性的電源供應裝置的目的。為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明所提出的一方案，提供一種車載 用電源供應裝置，連接于一車載電池，其包括 一第一開關模塊、一 充電電池、 一第二開關模塊、 一電源控制單元、 一隔離變壓器、至少 一第一輸出單元及至少一第二輸出單元。其中，第一開關模塊用來接收車載電池所提供的一直流輸入電源，并加以轉(zhuǎn)換為一第一高頻電源， 而第二開關模塊為雙向開關模塊，用來整流以利充電電池，或是將電 池加以轉(zhuǎn)換為一第二高頻電源。而電源控制單元借助偵測直流輸入電 源而來控制第一開關模塊及第二開關模塊的運作，以使第一高頻電源 及第二高頻電源同時僅其中之一得以進行輸出。接著，隔離變壓器分 別電性連接第一開關模塊及第二開關模塊，用以接收第一高頻電源或 第二高頻電源，進而耦合多組高頻電壓輸出。最后，第一輸出單元及 第二輸出單元皆分別電性連接隔離變壓器，用以接收高頻電壓，進而分別轉(zhuǎn)換輸出一交流輸出電壓及一直流輸出電壓。而其中當該電源控 制單元偵測到有該直流輸入電源輸入時，便控制第一開關模塊進行運 作以轉(zhuǎn)換出第一高頻電源，同時并控制第二開關模塊為切換為整流型 式進行充電的狀態(tài)；而當電源控制單元偵測到該直流輸入電源停止輸 入時，則停止對第一開關模塊的控制，同時并控制第二開關模塊切換 為供電狀態(tài)產(chǎn)生髙頻電源。綜上所述，本發(fā)明的車載用電源供應裝置在不管車輛是否有無提 供電力的狀況下，皆可達到供應使用者電源的目的。此外，更因有直 接提供直流電源的輸出，以及搭配不同直流電源插頭的設計，使得使 用者在車內(nèi)使用直流電子裝置時，可省去原本需使用直流電子裝置所 附的交流轉(zhuǎn)直流變壓器(AC/DC Adapter)的不方便問題，進而擁有節(jié)省 車內(nèi)空間的優(yōu)點。以上的概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明 本發(fā)明為達到預定目的所采取的方式、手段及功效。而有關本發(fā)明的 其它目的及優(yōu)點，將在后續(xù)的說明及附圖中加以闡述。


圖1為本發(fā)明車載用電源供應裝置的實施例方塊圖； 圖2為本發(fā)明車載用電源供應裝置的參考電路圖；及 圖3為本發(fā)明車載用電源供應裝置的應用實施例示意圖。附圖標記說明
車載用電源供應裝置1電源控制單元10直流輸入電源100第一高頻電源101第二高頻電源102高頻電壓103直流暫存電壓104交流輸出電壓105直流輸出電壓106第一開關模塊11第二開關模塊12充電電池13隔離變壓器14第一輸出單元15整流單元151，161換流器152第二輸出單元16電壓調(diào)節(jié)器162濾波單元17交流電源插座18直流電源插座19固定式直流插座1901拉線式直流插頭1902點煙器連接線2點煙器3交流電子裝置4直流電子裝置5二極管Dl， D2晶體管Ql， Q2, Q3， Q具體實施方式
請同時參考圖1及圖2，為本發(fā)明車載用電源供應裝置的實施例 方塊圖及其參考電路圖。如圖所示，本發(fā)明所提供的一種車載用電源 供應裝置l，主要采用外露的方式設置于車載上，以用來連接一車載電 池(圖未示)，并且通過不同電源輸出的設計態(tài)樣，得以方便提供穩(wěn)定的 直流電源及交流電源給車內(nèi)所有使用者進行連接使用。本發(fā)明的車載用電源供應裝置l包括 一電源控制單元IO、 一第
一開關模塊11、 一第二開關模塊12、 一充電電池13、 一隔離變壓器14、至少一第一輸出單元15、至少一第二輸出單元16、 一濾波單元17、 至少一交流電源插座18及至少一直流電源插座19。其中，充電電池 13主要用來儲存及提供一備用電源，而這也就是說，車載電源供應裝 置1不僅可以自車載電池中獲得一直流輸入電源100，另外也可以從充 電電池13中獲得備用電源，進而得以隨時進行電源的轉(zhuǎn)換而提供給使 用者使用。而當車載用電源供應裝置1在接收車載電池所提供的直流輸入電 源100時，為了避免受到汽車引擎瞬間啟動的影響，必須先通過其中 的濾波單元17來進行抑制噪聲處理，以使其后與濾波單元17電性連 接的電源控制單元10及第一開關模塊11得以獲得較干凈的直流輸入 電源100。而第一開關模塊11在接收到直流輸入電源100時，借助電源控制 單元IO對第一開關模塊11中的晶體管Q1及晶體管Q2切換控制以將 直流輸入電源100轉(zhuǎn)換為一第一高頻電源101。其中，第一開關模塊 11除了可如圖2所示的推挽式(Push-Pull)電路之外，亦可為半橋式 (Half-Bridge)或全橋式(Full-Bridge)等電路的設計。而第二開關模塊12在實際設計上為雙向開關模塊，其電性連接電 源控制單元IO及充電電池13，以在接收到充電電池13所輸出的備用 電源時，借助電源控制單元IO的切換控制而得以將備用電源轉(zhuǎn)換為一 第二高頻電源102。而第二開關模塊12除了接受電源控制單元10的切 換控制以轉(zhuǎn)換出第二高頻電源102之外，更用來作為對充電電池13進 行充電或者作為從充電電池13進行放電的開關。而關于如何控制充電 電池13進行充電或放電的方式，將于下面針對電源控制單元10的說 明中做進一步的描述。上述的電源控制單元IO在設計上，借助偵測直流輸入電源100的 輸入與否，來進行控制第一開關模塊11及第二開關模塊12的運作， 進而使第一高頻電源101及第二高頻電源102同時僅其中之一進行輸 出。其中，當電源控制單元IO偵測到車載電池有直流輸入電源100輸 入時，電源控制單元10除了控制第一開關模塊11進行切換運作以正 常轉(zhuǎn)換出第一高頻電源101之外，同時也控制第二開關模塊12切換為 整流型式以形成對充電電池13進行充電的狀態(tài)，此時，第二開關模塊 12并不會產(chǎn)生第二高頻電源102的輸出，而僅會接收直流輸入電源100 以對充電電池13進行充電。而當電源控制單元IO偵測到直流輸入電 源100停止輸入時，則電源控制單元10便停止對第一開關模塊11的 控制，反之控制第二開關模塊12以切換在接收充電電池13的備用電 源的狀態(tài)，進而控制第二開關模塊12切換為供電狀態(tài)以進行運作轉(zhuǎn)換 出第二高頻電源102。為了進一步說明第二開關模塊12所進行的雙向控制的實施態(tài)樣，請對照圖2中關于第二開關模塊12的參考電路。其中，當電源控制單 元10有偵測到直流輸入電源100的輸入時，電源控制單元10便控制 晶體管Q3及晶體管Q4停止運作，以使二極管Dl及二極管D2被動產(chǎn) 生導通，進而使第二開關模塊12處于對充電電池13充電的狀態(tài)。相 反的，當電源控制單元IO偵測到直流輸入電源100停止輸入時，電源 控制單元10便控制晶體管Q3及晶體管Q4進行運作，以使二極管Dl 及二極管D2停止導通，于是第二開關模塊12便處于接收充電電池13 的備用電源的狀態(tài)，進而能轉(zhuǎn)換出第二高頻電源102。接著，隔離變壓器14電性連接第一開關模塊11及第二開關模塊 12，用以接收第一高頻電源101或第二高頻電源102，進而進行感應以 產(chǎn)生多組高頻電壓103。其中，由于隔離變壓器14在設計時采用多繞 組的隔離變壓器(Multi-winding Transformer),因此可同時產(chǎn)生多組高頻 電壓103以供使用。而第一輸出單元15及第二輸出單元16皆電性連接隔離變壓器14， 因此在實際應用設計時，各輸出單元搭配的數(shù)量可依據(jù)隔離變壓器14 所能產(chǎn)生的高頻電壓103的組數(shù)來加以設計，本發(fā)明并無加以限制。 而在第一輸出單元15中，進一步包含有一整流單元151及一換流器 152。其中，整流單元151用來將高頻電壓103整流以轉(zhuǎn)換為一直流暫 存電壓104，而換流器152為直流/交流(DC/AC)的換流器，其電性連接 整流單元151，用以將直流暫存電壓104轉(zhuǎn)換為一與市電頻率相同的交 流輸出電壓105。而第二輸出單元16進一步包含一整流單元161及一 電壓調(diào)節(jié)器162。其中，整流單元161同樣用來將該第二輸出單元16 所接收的高頻電壓103進行整流以轉(zhuǎn)換為直流暫存電壓104，而電壓調(diào) 節(jié)器162為直流/直流(DC/DC)的電壓調(diào)節(jié)器，其電性連接整流單元161 ， 用以調(diào)節(jié)該直流暫存電壓104，并且進行穩(wěn)壓以成為該直流輸出電壓 106的輸出。緊接著，第一輸出單元15便可通過電性連接的交流電源插座18 來輸出交流輸出電壓105給一交流電子裝置(圖未示)。相同的，第二輸 出單元16則借助電性連接的直流電源插座19，來進行輸出直流輸出電 壓106給一直流電子裝置(圖未示)。借此，使用者在使用車載用電源供 應裝置1時，不管車輛本身是否處于運轉(zhuǎn)供電狀態(tài)，皆可接收到電源 的供給，進而讓使用者得以持續(xù)地使用電子裝置。除此之外，由于車 載用電源供應裝置1采用外露式的連接方式，因此可方便地在隨時隨 地形成電源供應來源。請再參考圖3，為本發(fā)明車載用電源供應裝置的應用實施例示意 圖。如圖所示，本發(fā)明的車載用電源供應裝置l通過一點煙器連接線2 連接于車輛中的點煙器3，而車載用電源供應裝置1除了提供有交流電 源插座18，以用來連接交流電子裝置4(如小電扇)之外，更可將直流電源插座19設計分為固定式直流插座1901及拉線式直流插頭1902。 其中，固定式直流插座1901及拉線式直流插頭1902的區(qū)別在于，就 車載用電源供應裝置1而言，固定式直流插座1901固定設置于車載用 電源供應裝置1的殼體上，而拉線式直流插頭1902則通過延長線的方 式來延伸出于車載用電源供應裝置1的殼體外。此外，固定式直流插 座1901及拉線式直流插頭1902在設計上，可例如為通用序列總線插 座(USB Jack)及/或直流輸出插座(DC Jack)，以利使用者連接適合的直 流電子裝置5(如個人數(shù)字助理或筆記型計算機)。而本發(fā)明通過拉線 式直流插頭l卯2的設計，可使位于車輛后座的人員方便且輕易地獲得 電源的供應。此外，值得一提的是，拉線式直流插頭1902更可例如為 可附接式的直流插頭，以進一步插接不同尺寸規(guī)格的插頭，進而適用 于各種不同尺寸規(guī)格插頭的直流電子裝置5(如不同廠牌的筆記型計 算機)。綜上所述，本發(fā)明的車載用電源供應裝置在不管車輛是否有無提 供電力的狀況下，皆可達到供應使用者電源的目的。此外，更因有直 接提供直流電源的輸出，以及搭配不同直流電源插頭的設計，使得使 用者在車內(nèi)使用直流電子裝置時，可省去原本需使用直流電子裝置所附的交流轉(zhuǎn)直流變壓器(AC/DC Adapter)的不方便問題，進而擁有節(jié)省 車內(nèi)空間的優(yōu)點。但，以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施例的詳細說明及附圖而已， 并非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍應以權(quán)利要求書的范圍為準， 任何本領域技術(shù)人員在本發(fā)明的領域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾皆 可涵蓋在本案所界定的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種車載用電源供應裝置，其特征在于，包括一第一開關模塊，用以接收一車載電池所提供的一直流輸入電源，并轉(zhuǎn)換為一第一高頻電源；一充電電池，用以儲存及提供一備用電源；一第二開關模塊，為雙向開關模塊，電性連接該充電電池以接收該備用電源，進而轉(zhuǎn)換為一第二高頻電源；一電源控制單元，借助偵測該直流輸入電源而來控制該第一開關模塊及該第二開關模塊的運作，進而使該第一高頻電源及該第二高頻電源同時僅其中之一進行輸出；一隔離變壓器，電性連接該第一開關模塊及該第二開關模塊，用以接收該第一高頻電源或該第二高頻電源，進而產(chǎn)生多組高頻電壓；至少一第一輸出單元，電性連接該隔離變壓器，用以接收該高頻電壓，并轉(zhuǎn)換輸出一交流輸出電壓；及至少一第二輸出單元，分別電性連接該隔離變壓器，用以接收該高頻電壓，并轉(zhuǎn)換輸出一直流輸出電壓；其中，當該電源控制單元偵測到該直流輸入電源輸入時，便控制該第一開關模塊進行運作以轉(zhuǎn)換出該第一高頻電源，并控制該第二開關模塊切換在對該充電電池進行充電的狀態(tài)，而當該電源控制單元偵測到該直流輸入電源停止輸入時，則停止對該第一開關模塊的控制，而控制該第二開關模塊切換在接收該備用電源的狀態(tài)，進而控制該第二開關模塊進行運作以轉(zhuǎn)換該第二高頻電源。
2、 如權(quán)利要求l所述的車載用電源供應裝置，其特征在于，所述 的第一開關模塊為推挽式、半橋式或全橋式電路。
3、 如權(quán)利要求1所述的車載用電源供應裝置，其特征在于，所述 的隔離變壓器為多繞組的隔離變壓器，以產(chǎn)生該些高頻電壓。
4、 如權(quán)利要求l所述的車載用電源供應裝置，其特征在于，所述 的第一輸出單元及該第二輸出單元分別進一步包含一整流單元，用來 整流該高頻電壓以成為一直流暫存電壓。
5、 如權(quán)利要求4所述的車載用電源供應裝置，其特征在于，所述 的第一輸出單元更進一步包含一換流器，該換流器為直流/交流的換流 器，其連接該整流單元，以將該直流暫存電壓轉(zhuǎn)換為一與市電頻率相 同的交流輸出電壓。
6、 如權(quán)利要求4所述的車載用電源供應裝置，其特征在于，所述 的第二輸出單元更進一步包含一電壓調(diào)節(jié)器，該電壓調(diào)節(jié)器為直流/直 流的電壓調(diào)節(jié)器，其連接該整流單元，用以調(diào)節(jié)該直流暫存電壓，并 且進行穩(wěn)壓成該直流輸出電壓。
7、 如權(quán)利要求1所述的車載用電源供應裝置，其特征在于，進一 步包括一濾波單元，電性連接該電源控制單元及該第一開關模塊，用以 抑制該直流輸入電源的噪聲；至少一交流電源插座，分別電性連接該第一輸出單元，以輸出該 交流輸出電壓給一交流電子裝置；及至少一直流電源插座，分別電性連接該第二輸出單元，以輸出該 直流輸出電壓給一直流電子裝置。
8、 如權(quán)利要求7所述的車載用電源供應裝置，其特征在于，所述 的直流電源插座為固定式直流插座或拉線式直流插頭。
9、 如權(quán)利要求8所述的車載用電源供應裝置，其特征在于，所述 的直流電源插座為通用序列總線插座或直流輸出插座。
10、 如權(quán)利要求8所述的車載用電源供應裝置，其特征在于，所 述的拉線式直流插頭為可附接式的直流插頭，以進一步插接不同尺寸 規(guī)格的插頭。全文摘要
一種車載用電源供應裝置，以外露方式來連接一車載電池，用以接收車載電池所提供的一直流輸入電源，并且通過單一隔離變壓器以同時感應出多組高頻電壓，進而得以將高頻電壓轉(zhuǎn)換為輸出至少一交流輸出電壓及至少一直流輸出電壓。此外，車載用電源供應裝置更包含有一充電電池，以在有該直流輸入電源輸入時，得以進行充電，而在該直流輸入電源停止輸入時，得以提供一備用電源給該隔離變壓器，進而維持交流輸出電壓及直流輸出電壓的供應。借此，以達到具有多用途性、安全性及有持續(xù)性的車載用電源供應裝置的目的。
文檔編號H02J7/00GK101394095SQ20071015219
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者李裕隆 申請人:勝德國際研發(fā)股份有限公司