電源適配器、電源適配器的控制方法及筆記本的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電源適配器、電源適配器的控制方法及筆記本，該電源適配器包括PFC模塊、第一DC-DC變換器模塊、設(shè)備充電模塊，PFC模塊和第一DC-DC變換器模塊分別具有輸入端和輸出端，PFC模塊的輸入端與一AC電源連接，PFC模塊的輸出端與第一DC-DC變換器模塊的輸入端連接，第一DC-DC變換器模塊的輸出端連接有第一外接端口，設(shè)備充電模塊包括儲能元件及至少一個第二DC-DC變換器模塊，儲能元件與第一DC-DC變換器模塊的輸出端連接，接收來自第一DC-DC變換器模塊輸出端的電能，或者向第一外接端口輸出電能，至少一個第二DC-DC變換器模塊與儲能元件連接，接收來自儲能元件的電能。該電源適配器使移動電子設(shè)備的充電不受時間、地點等條件的限制，帶來便利性。
【專利說明】電源適配器、電源適配器的控制方法及筆記本
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種計算機領(lǐng)域，尤其涉及一種電源適配器及筆記本。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代社會，每個人使用的電子產(chǎn)品種類越來越多，尤其是筆記本、手機等消費電子產(chǎn)品十分普及，但是各種電子產(chǎn)品使用的充電器卻各有各的專用充電器，這樣人們不得不為各種電子產(chǎn)品配備相應(yīng)的充電器。如果可以使眾多電子產(chǎn)品只用一個充電器，就可以讓人們減少攜帶的充電器的數(shù)量。
[0003]而且現(xiàn)在的筆記本電源適配器都是僅為筆記本供電，并且當(dāng)不插上AC電源時，適配器就沒有輸出。這樣在沒有交流電網(wǎng)的情況下，就不能滿足對移動電子設(shè)備的充電要求。如在一些情況下，人們的手機沒有電而又需要手機進(jìn)行通話時，充電受環(huán)境因素的限制影響了人們的便利。
[0004]為了使充電不受時間、地點等條件的限制，并且減少人們攜帶充電器的數(shù)量，需要一種功能更加多樣的電源適配器。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提出一種具有儲能元件模塊的電源適配器及筆記本，解決移動電子設(shè)備充電受環(huán)境因素限制的問題。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案:
[0007]—種電源適配器，包括功率因數(shù)校正(PFC)模塊、第一 DC-DC變換器模塊、設(shè)備充電模塊，所述功率因數(shù)校正模塊和第一 DC-DC變換器模塊分別具有輸入端和輸出端，所述功率因數(shù)校正模塊的輸入端用于與一 AC電源連接，所述功率因數(shù)校正模塊的輸出端與所述第一 DC-DC變換器模塊的輸入端連接，所述第一 DC-DC變換器模塊的輸出端連接有第一外接端口，所述設(shè)備充電模塊包括儲能元件及至少一個第二 DC-DC變換器模塊，所述至少一個第二 DC-DC變換器模塊中的每一個的輸出端連接有至少一第二外接端口，所述儲能元件與所述第一 DC-DC變換器模塊的輸出端及所述至少一個第二 DC-DC變換器模塊連接，所述儲能元件用于實現(xiàn)以下至少其中一項:接收來自所述第一 DC-DC變換器模塊輸出的電能；向所述第一外接端口輸出電能；通過所述至少一第二 DC-DC變換器模塊向所述至少一第二外接端口輸出電能。
[0008]其中，所述第一外接端口向外輸出一第一電壓，提供給筆記本電源充電，所述第一電壓來源于所述AC電源或者所述儲能元件模塊。
[0009]其中，所述第二外接端口向外輸出一第二電壓，提供給移動電子設(shè)備充電，所述第二電壓來源于所述AC電源或者所述儲能元件模塊。
[0010]其中，所述移動電子設(shè)備為手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4、MP5、PMP、DSC、DVR或游戲機。
[0011]其中，所述儲能元件與所述第一 DC-DC變換器模塊的輸入端和輸出端連接，所述儲能兀件向所述第一 DC-DC變換器模塊的輸入端輸入電能,通過所述第一 DC-DC變換器模塊向所述第一外接端口輸出電能，或者接收來自所述第一 DC-DC變換器模塊輸出的電能。
[0012]其中，所述設(shè)備充電模塊還包括一第三DC-DC變換器模塊，所述第三DC-DC變換器模塊連接在所述第一 DC-DC變換器模塊的輸出端與所述第一外接端口之間。
[0013]其中，筆記本連接到所述第一外接端口，所述筆記本電源通過所述第三DC-DC變換器模塊向所述儲能元件模塊充電。
[0014]其中，筆記本連接到所述第一外接端口，所述第三DC-DC變換器向筆記本電源提供能量，給所述筆記本電源充電，所述能量來源于所述AC電源或者所述儲能元件模塊。
[0015]其中，所述第三DC-DC變換器模塊包括降壓變換器。
[0016]其中，所述第二 DC-DC變換器模塊包括降壓變換器。
[0017]其中，所述第一 DC-DC變換器模塊包括反激變換器、LLC變換器、全橋變換器或buck-boost 變換器。
[0018]其中，所述設(shè)備充電模塊中包括保護(hù)電路，該保護(hù)電路包括過電能保護(hù)電路和短路保護(hù)電路。
[0019]其中，還包括一控制電路，所述控制電路與所述功率因數(shù)校正模塊、所述第一DC-DC變換器模塊及所述至少一第二 DC-DC變換器模塊連接，用于控制所述功率因數(shù)校正模塊、所述第一 DC-DC變換器模塊及所述至少一第二 DC-DC變換器模塊運作。
[0020]其中，所述控制電路還包括:
[0021]一輸入檢測電路，與所述功率因數(shù)校正模塊的輸入端連接用于檢測是否有AC電源接入；
[0022]一第一負(fù)載檢測電路，與所述第一外接端口連接用于檢測筆記本是否接入所述第一外接端口，
[0023]至少一第二負(fù)載檢測電路，與所述至少一第二外接端口連接用于檢測是否有至少一移動電子設(shè)備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為一 USB端口。
[0025]如前所述的任一項電源適配器，所述儲能元件為可充放電的電池或電容。
[0026]本發(fā)明還提供了一種電源適配器的控制方法，該電源適配器為如前任一項所述的電源適配器，其特征在于，包括以下步驟:
[0027]通過功率因數(shù)校正模塊的輸入端檢測是否有AC電源輸入；
[0028]通過第一外接端口檢測筆記本是否接入所述第一外接端口 ；
[0029]通過至少一第二外接端口檢測是否有至少一移動電子設(shè)備接入所述至少一第二外接端口，
[0030]有AC電源輸入時,控制電源適配器工作在一第一工作模式；當(dāng)無AC電源輸入時，控制電源適配器工作在一第二工作模式。
[0031]其中，所述第一工作模式為:所述AC電源通過功率因數(shù)校正模塊和第一 DC-DC變換器模塊向所述儲能元件充電；當(dāng)筆記本接入第一外接端口時，所述第一外接端口向外輸出電壓，提供給筆記本電源充電，所述輸出電壓來源于所述AC電源；當(dāng)至少一第二負(fù)載接入所述至少一第二外接端口時，所述至少一第二外接端口向外輸出電壓，提供給移動電子設(shè)備充電，所述輸出電壓來源于所述AC電源。
[0032]其中，所述第二工作模式為:當(dāng)筆記本接入第一外接端口時，所述第一外接端口向外輸出電壓，提供給筆記本電源充電，所述輸出電壓來源于所述儲能元件；或者筆記本電源的能量通過第一外接端口向所述儲能元件充電；當(dāng)至少一第二負(fù)載接入所述至少一第二外接端口時，所述至少一第二外接端口向外輸出電壓，提供給移動電子設(shè)備充電，所述輸出電壓來源于所述儲能元件或筆記本電源。
[0033]本發(fā)明還提供了一種筆記本，其特征在于，該筆記本包括前述任一項所述的電源適配器。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的電源適配器，充電靈活安全，使移動電子設(shè)備充電不受時間、地點等條件的限制，并且多個移動電子設(shè)備都可以采用一個電源適配器充電，帶來便利性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1為實施例一中電源適配器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2為實施例一中另一種電源適配器的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0037]圖3為實施例一中電源適配器控制方法的步驟示意圖。
[0038]圖4為實施例一中電源適配器的電路圖。
[0039]圖5為實施例一中充電模塊的基本線路圖。
[0040]圖6為實施例二中電源適配器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖7為實施例二中電源適配器控制方法的步驟示意圖。
[0042]圖8為實施例三中電源適配器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖9為實施例三中電源適配器控制方法的步驟示意圖。
[0044]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0045]1、反激變換器；2、儲能元件；3、降壓變換器；4、變壓器；5、13、電感；6、第一開關(guān)；
7、第二開關(guān)；8、泄放電阻；9、電容；10、二極管；11、整流二極管；12、開關(guān)管。
【具體實施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0047]實施例一
[0048]本實施例公開了一種電源適配器及控制方法，該電源適配器的基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該電源適配器包括功率因數(shù)校正(PFC)模塊、第一 DC-DC變換器模塊、設(shè)備充電模塊。
[0049]所述PFC模塊和第一 DC-DC變換器模塊分別具有輸入端和輸出端，所述PFC模塊的輸入端用于與AC電源連接。
[0050]所述第一 DC-DC變換器模塊包括反激變換器、LLC變換器、全橋變換器或buck-boost變換器中的任一種或幾種，當(dāng)然也可以采用其它的DC-DC變換器。
[0051]所述設(shè)備充電模塊包括儲能元件及至少一個第二 DC-DC變換器模塊。所述儲能元件可以為電池或電容等可充放電的元件。以可充放電池為例，一般使用鋰電池，鎳氫電池等，標(biāo)準(zhǔn)鋰電池一節(jié)4.2V，一般3節(jié)或者4節(jié)串聯(lián)，電池兩端電壓為12.6V或者16.8V。但為了滿足筆記本輸入電壓的一般要求，可以定制端電壓19V的可充放電池。所述第二DC-DC變換器模塊包括降壓變換器，如buck變換器。
[0052]在該電源適配器中PFC模塊、第一 DC-DC變換器模塊和設(shè)備充電模塊之間的連接關(guān)系如下:所述PFC模塊的輸出端與所述第一 DC-DC變換器模塊的輸入端連接，所述第一DC-DC變換器模塊的輸出端連接有第一外接端口 Voutl，設(shè)備充電模塊中的儲能元件與所述第一 DC-DC變換器模塊的輸出端連接。AC交流電經(jīng)過PFC模塊和第一 DC-DC變換器模塊后可以直接為儲能元件充電，而在沒有AC交流電輸入的情況下，儲能元件中的電能可以直接傳輸?shù)降谝煌饨佣丝?Voutl。
[0053]所述第一外接端口 Voutl向外輸出電壓，為主輸出，輸出的電壓為19V，12V等，主要用于外接筆記本，為筆記本充電。
[0054]所述儲能元件與至少一個第二 DC-DC變換器模塊連接，圖1和2中示出了可以連接I至η個第二 DC-DC變換器模塊。每一個第二 DC-DC變換器模塊的輸出端連接有至少一個第二外接端口，儲能元件通過所述至少一個第二 DC-DC變換器模塊向第二外接端口輸出電能。
[0055]在圖1中示意性地示出了每一個第二 DC-DC變換器模塊的輸出端連接有一個第二外接端口的情況，I至η-1個第二 DC-DC變換器模塊連接有I至η_1個第二外接端口 Vout2至Vout η。在圖2中示意性地示出了每一個第二 DC-DC變換器模塊的輸出端連接有兩個第二外接端口的情況。圖1和圖2只是為舉例之目的，實際上每一個第二 DC-DC變換器模塊的輸出端連接的第二外接端口的數(shù)目可以為多個，并且多個第二 DC-DC變換器模塊的輸出端連接的第二外接端口的數(shù)目可以相同也可以不相同，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際的需要進(jìn)行選擇，這在下面的實施例中也是如此。
[0056]所述第二外接端口 Vout2至Vout η為USB輔助輸出，輸出電壓為5V，3.3V等，主要用于外接移動電子設(shè)備如手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4、MP5，PMP、DSC、DVR或游戲機等，為這些移動電子設(shè)備充電，但移動電子設(shè)備也不僅限于這幾種情況，它可以隨著技術(shù)的發(fā)展而增加。在有AC交流電輸入的情況下，AC交流電經(jīng)過PFC模塊和第一 DC-DC變換器模塊后，再經(jīng)過第二 DC-DC變換器模塊通過第二外接端口輸出電壓，為移動電子設(shè)備充電。而在沒有AC交流電輸入的情況下，儲能元件中的電能經(jīng)過第二 DC-DC變換器模塊通過第二外接端口輸出電壓，為移動電子設(shè)備充電。
[0057]所述第一外接端口和多個第二外接端口可以同時提供多路直流輸出，用于同時為筆記本和移動電子設(shè)備充電，可以減少人們攜帶充電器的數(shù)量。
[0058]在本實施例的電源適配器中還包括控制電路，該控制電路與PFC模塊、第一 DC-DC變換器模塊以及至少一第二 DC-DC變換器模塊連接，用于控制PFC模塊、第一 DC-DC變換器模塊以及至少一第二 DC-DC變換器模塊運作。該控制電路包括一輸入檢測電路，該輸入檢測電路和功率因數(shù)校正(PFC)模塊的輸入端連接，用于檢測是否有AC電源輸入；一第一負(fù)載檢測電路和適配器的第一外接端口連接，用于檢測筆記本是否接入第一外接端口 ；至少一第二負(fù)載檢測電路和適配器的至少一第二外接端口連接，用于檢測是否有至少一移動電子設(shè)備接入所述至少一第二外接端口。
[0059]接下來描述本實施例中電源適配器的控制電路控制PFC模塊、第一 DC-DC變換器模塊以及至少一第二 DC-DC變換器模塊運作的方法。圖3示出了該控制方法包括的主要步驟。
[0060]檢測電路通過功率因數(shù)校正模塊的輸入端檢測是否有AC電源輸入；當(dāng)檢測電路檢測到有AC電源輸入時，此時電源適配器工作在第一工作模式，PFC變換模塊和第一 DC-DC變換器模塊對AC電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的AC電源為連接到第一 DC-DC變換器模塊輸出端的儲能元件充電。
[0061]其中當(dāng)?shù)谝回?fù)載檢測電路檢測到筆記本接入到第一外接端口 Voutl時，轉(zhuǎn)換后的AC電源經(jīng)過第一外接端口輸出電壓，為筆記本電源充電。
[0062]當(dāng)至少一第二負(fù)載檢測電路檢測到至少一第二負(fù)載接入到至少一第二外接端口時，轉(zhuǎn)換后的AC電源再經(jīng)過第二 DC-DC變換器模塊的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換之后經(jīng)過第二外接端口向外輸出電壓，為第二負(fù)載也就是如前所述的手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4或游戲機等移動電子設(shè)備充電。所述第二外接端口可以為Vout2至Vout η。
[0063]當(dāng)檢測電路檢測到交流電源輸入斷開時，此時電源適配器工作在第二工作模式，開始利用儲能元件中的電能。
[0064]當(dāng)?shù)谝回?fù)載檢測電路檢測到筆記本接入到第一外接端口 Voutl時,儲能元件通過電源適配器的第一外接端口 Voutl向外輸出電壓，給筆記本電源充電。
[0065]當(dāng)至少一第二負(fù)載檢測電路檢測到至少一第二負(fù)載接入到至少一第二外接端口時，儲能元件中的電能經(jīng)過第二 DC-DC變換器模塊的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換之后經(jīng)過第二外接端口向外輸出電壓，為第二負(fù)載也就是移動電子設(shè)備充電。所述第二外接端口可以為Vout2至Vout η。
[0066]本實施例提供的電源適配器及其控制方法，在有外接電源的情況下，可以對適配器內(nèi)部的儲能元件充電，并同時提供多路直流輸出，這樣電源適配器可以有多個接口為筆記本電源充電和移動電子設(shè)備充電，減少了人們攜帶充電器的數(shù)量，為人們提供便利；在沒有外接電源的情況下，能夠利用儲能元件為筆記本或者移動電子設(shè)備提供電源，使筆記本和如手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4或游戲機等的移動電子設(shè)備充電不受時間、地點等條件的限制，同時提供多路直流輸出，減少人們攜帶充電器的數(shù)量。
[0067]圖4示出了本實施例的電源適配器的電路圖，該電路包括PFC，PFC為常用的電路，圖4中未圖示，第一 DC-DC變換器電路與PFC連接，在優(yōu)選的方式中，所述第一 DC-DC變換器為反激變換器，圖4中部分I示出了反激變換器電路，所述反激變換器電路中包括變壓器4，變壓器4的一次側(cè)繞組的一端與電源電容的正極相連，變壓器4的一次側(cè)繞組的另一端通過開關(guān)管12的一端與電源電容的負(fù)極相連，同時該變換器一次繞組還并聯(lián)有一 RCD電路，該RCD電路由泄放電阻8 (R)、電容9 (C)和二極管10 (D)組成。
[0068]所述變壓器4的二次側(cè)繞組的一端與一個二極管串聯(lián)，二次側(cè)繞組的另一端接地，所述儲能元件2連接至變壓器4的二次側(cè)繞組的兩端，并且所述變壓器的二次側(cè)繞組的一端與二極管串聯(lián)之后與第一外接端口連接。
[0069]儲能元件2除與所述變壓器4的二次側(cè)繞組并聯(lián)之外，還通過一個降壓變換器3與第二外接端口 Vout2相連，所述降壓變換器3包括電感5與第一開關(guān)6和第二開關(guān)7，其中第一開關(guān)6和第二開關(guān)7不能同時開通和關(guān)閉。儲能元件經(jīng)過降壓變換器3向第二外接端口輸出電能，同時從反激變換電路I輸出的電能也可以經(jīng)過降壓變換器3向第二外接端口輸出電能。
[0070]圖4中為示意之目的，只示出了具有一個降壓變換器與一個外接端口的情況，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以習(xí)知的是，儲能元件還可以通過多個降壓變換器與多個外接端口相連。
[0071]在有AC電源輸入的情況下，AC電源經(jīng)過PFC校正之后加在電源電容的兩端，通過開關(guān)管12的開關(guān)操作，使電流施加到變壓器的一次側(cè)繞組，產(chǎn)生變換的磁場，變壓器的二次側(cè)繞組感生出交變的電壓和電流，其中與變壓器4的一次側(cè)繞組并聯(lián)的RCD電路用于吸收變壓器產(chǎn)生的尖峰電壓，對開關(guān)管12起到保護(hù)作用。所述交流的電壓和電流經(jīng)過二極管11整流之后，直接輸出到第一外接端口，為連接到第一外接端口的筆記本提供電能。
[0072]同時經(jīng)過二極管整流之后的電壓和電流還可以輸出到儲能元件2上，為儲能元件2充電，或者通過降壓變換器3將電壓降低，提供給第二外接端口 Vout2，為連接到第二外接端口的如手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4或游戲機等的移動電子設(shè)備充電。
[0073]在AC電源輸入斷開的情況下，在第一外接端口連接有筆記本需要充電時，儲能元件2為第一外接端口提供電能為筆記本充電，同時，儲能元件2通過降壓變換器3為第二外接端口 Vout2提供電能，為連接到第二外接端口上的如手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4或游戲機等的移動電子設(shè)備充電。
[0074]圖4中儲能元件為電池。在儲能元件為電池的情況下，為了便于安全的充電和放電，加入一保護(hù)電路。該保護(hù)電路包括過電能保護(hù)電路和短路保護(hù)電路，所述過電能保護(hù)電路又包括過電流保護(hù)電路和過電壓保護(hù)電路。隨著電池的充放電，電池的端電壓會在固定的電壓范圍內(nèi)變換，對于可充電電池具有控制對電池充電的控制1C，依據(jù)電池的特性安全的以恒流/恒壓模式對電池進(jìn)行充電，同時可以在控制電路里增加保護(hù)電路，對電池充電過程中出現(xiàn)的過流、短路和過壓進(jìn)行保護(hù)。
[0075]圖5示例性地示出了充電模塊中的儲能元件為電池時，電池部分基本線路圖。該電池的線路中包括控制1C，該控制IC能夠在電池充電過程中對電池進(jìn)行保護(hù)，與控制IC相連的采樣電阻R2，以及與控制IC相連的由兩個NMOS管和I個電感13組成的功率轉(zhuǎn)換器，在所述功率轉(zhuǎn)換器和輸出端Vo之間的采樣電阻R1，所述輸出端Vo接可充電電池，也就是上述的儲能元件。
[0076]當(dāng)沒有Vin輸入時，PMOS導(dǎo)通，接到輸出端Vo的可充電電池通過PMOS對外供電；當(dāng)有Vin輸入，并且電池容量小于95%時開始給電池充電，此時PMOS導(dǎo)通截止。電流通過與控制IC連接的電阻R2、由兩個NMOS管和I個電感13組成的功率轉(zhuǎn)換器以及采樣電阻Rl為可充電電池充電。此時，通過檢測輸出端電流采樣電阻Rl的兩端電壓來實現(xiàn)過流保護(hù)(COP)和短路保護(hù)(SCP)，直接檢測輸出電壓來實現(xiàn)過壓保護(hù)(OVP)，實現(xiàn)對可充電電池的安全充電。
[0077]本實施例公開的儲能元件為電池時的電路，可以對電池進(jìn)行保護(hù)，使電池進(jìn)行安全的充放電過程。
[0078]實施例二
[0079]本實施例公開了另一種電源適配器及控制方法，該電源適配器的基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所不,該電源適配器包括PFC模塊、第一 DC-DC變換器模塊、設(shè)備充電模塊。
[0080]所述PFC模塊和第一 DC-DC變換器模塊分別具有輸入端和輸出端，所述PFC模塊的輸入端用于與AC電源連接。
[0081]所述第一 DC-DC變換器模塊包括反激變換器、LLC變換器、全橋變換器或buck-boost變換器中的任一種或幾種，當(dāng)然也可以采用其它的DC-DC變換器。
[0082]所述設(shè)備充電模塊包括儲能元件及至少一個第二 DC-DC變換器模塊。所述儲能元件可以為電池或電容等可充放電的元件。以可充放電池為例，一般使用鋰電池，鎳氫電池等，標(biāo)準(zhǔn)鋰電池一節(jié)4.2V，一般3節(jié)或者4節(jié)串聯(lián)，電池兩端電壓為12.6V或者16.8V。但為了滿足筆記本輸入電壓的一般要求，可以定制端電壓19V的可充放電池。所述第二DC-DC變換器模塊包括降壓變換器，如buck變換器。
[0083]與實施例一相比，本具體實施例中的電源適配器中設(shè)備充電模塊與第一 DC-DC變換器模塊和PFC模塊之間的連接關(guān)系發(fā)生變化，它們之間的連接關(guān)系如下:所述PFC模塊的輸出端與所述第一 DC-DC變換器模塊的輸入端連接，所述第一 DC-DC變換器模塊的輸出端連接有第一外接端口 Voutl，設(shè)備充電模塊中的儲能元件與所述第一 DC-DC變換器模塊的連接不再如實施例一中那樣只與第一 DC-DC變換器模塊的輸出端連接，而是與第一 DC-DC變換器模塊的輸出端和輸入端都連接(如圖6所示)。在有AC交流電輸入的情況下，AC交流電經(jīng)過PFC模塊和第一 DC-DC變換器模塊轉(zhuǎn)換后可以直接為儲能元件充電，而在沒有AC交流電輸入的情況下，儲能元件中的電能可以通過第一 DC-DC變換器模塊轉(zhuǎn)換后，向第一外接端口 Voutl輸出電能。這樣做的目的是將儲能元件中的電能經(jīng)過第一 DC-DC變換器模塊的轉(zhuǎn)換，可以排除一些電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象，能為筆記本提供穩(wěn)定的電壓。
[0084]所述第一外接端口 Voutl向外輸出電壓，為主輸出，輸出的電壓為19V，12V等，主要用于外接筆記本，為筆記本充電。
[0085]所述儲能元件與至少一個第二 DC-DC變換器模塊連接，圖中示出了可以連接I至η-1個第二 DC-DC變換器模塊，從而在第二 DC-DC變換器模塊的輸出端連接有I至n_l個第二外接端口 Vout2至Vout η。所述第二外接端口 Vout2至Vout η為USB輔助輸出，輸出電壓為5V，3.3V等，主要用于外接移動電子設(shè)備如手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4或游戲機等，為這些移動電子設(shè)備充電。在有AC交流電輸入的情況下，AC交流電經(jīng)過PFC模塊和第一DC-DC變換器模塊后，再經(jīng)過第二 DC-DC變換器模塊通過第二外接端口輸出電壓，為移動電子設(shè)備充電。而在沒有AC交流電輸入的情況下，儲能元件中的電能經(jīng)過第二 DC-DC變換器模塊通過第二外接端口輸出電壓，為移動電子設(shè)備充電。
[0086]所述第一外接端口和多個第二外接端口可以同時提供多路直流輸出，用于同時為筆記本和移動電子設(shè)備充電，可以減少人們攜帶充電器的數(shù)量。
[0087]在本實施例的電源適配器中還包括一輸入檢測電路，該輸入檢測電路和功率因數(shù)校正(PFC)模塊的輸入端連接，用于檢測是否有AC電源輸入；一第一負(fù)載檢測電路和適配器的第一外接端口連接，用于檢測筆記本是否接入第一外接端口 ；至少一第二負(fù)載檢測電路和適配器的至少一第二外接端口連接，用于檢測是否有至少一移動電子設(shè)備接入所述至少一第二外接端口。
[0088]接下來描述本實施例中電源適配器的控制方法。圖7示出了該控制方法包括的主要步驟。
[0089]檢測電路通過功率因數(shù)校正模塊的輸入端檢測是否有AC電源輸入；當(dāng)檢測電路檢測到有AC電源輸入時，此時電源適配器工作在第一工作模式，PFC變換模塊和第一 DC-DC變換器模塊對AC電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的AC電源為與第一 DC-DC變換器模塊輸出端連接的儲能元件充電。
[0090]其中當(dāng)?shù)谝回?fù)載檢測電路檢測到筆記本接入到第一外接端口 Voutl時，轉(zhuǎn)換后的AC電源經(jīng)過第一外接端口輸出電壓，為筆記本電源充電。
[0091]當(dāng)至少一第二負(fù)載檢測電路檢測到至少一第二負(fù)載接入到至少一第二外接端口時，轉(zhuǎn)換后的AC電源再經(jīng)過第二 DC-DC變換器模塊的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換之后經(jīng)過第二外接端口向外輸出電壓，為第二負(fù)載也就是如前所述的手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4或游戲機等移動電子設(shè)備充電。所述第二外接端口可以為Vout2至Vout η。
[0092]當(dāng)檢測電路檢測到交流電源輸入斷開時，此時電源適配器工作在第二工作模式，開始利用儲能元件中的電能。
[0093]當(dāng)?shù)谝回?fù)載檢測電路檢測到筆記本接入到第一外接端口 Voutl時,儲能元件的電能經(jīng)過第一 DC-DC變換器模塊轉(zhuǎn)換后，通過電源適配器的第一外接端口 Voutl向外輸出電壓，給筆記本電源充電。本實施例與實施例一的區(qū)別是儲能元件的電能經(jīng)過第一 DC-DC變換器模塊轉(zhuǎn)換之后，再通過電源適配器的第一外接端口 Voutl向外輸出電壓，給筆記本電源充電。這樣做的優(yōu)點是當(dāng)儲能元件中提供的電池電壓有波動時，第一 DC-DC變換器模塊的轉(zhuǎn)換能為筆記本提供穩(wěn)定的電壓。
[0094]當(dāng)至少一第二負(fù)載檢測電路檢測到至少一第二負(fù)載接入到至少一第二外接端口時，儲能元件中的電能經(jīng)過第二 DC-DC變換器模塊的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換之后經(jīng)過第二外接端口向外輸出電壓，為第二負(fù)載也就是移動電子設(shè)備充電。所述第二外接端口可以為Vout2至Vout η。
[0095]本實施例提供的電源適配器及其控制方法，在有外接電源的情況下，可以對適配器內(nèi)部的儲能元件充電，并同時提供多路直流輸出，這樣電源適配器可以有多個接口為筆記本電源充電和移動電子設(shè)備充電，減少了人們攜帶充電器的數(shù)量，為人們提供便利；在沒有外接電源的情況下，能夠利用儲能元件為筆記本或者移動電子設(shè)備提供電源，使筆記本和如手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4或游戲機等的移動電子設(shè)備充電不受時間、地點等條件的限制，同時提供多路直流輸出，減少人們攜帶充電器的數(shù)量。
[0096]實施例三
[0097]本實施例公開了一種電源適配器及控制方法，該電源適配器的基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示，該電源適配器包括PFC模塊、第一 DC-DC變換器模塊、設(shè)備充電模塊和第三DC-DC變換器模塊。所述PFC模塊和第一 DC-DC變換器模塊分別具有輸入端和輸出端，所述PFC模塊的輸入端用于與AC電源連接。
[0098]所述第一 DC-DC變換器模塊包括反激變換器、LLC變換器、全橋變換器或buck-boost變換器中的任一種或幾種，當(dāng)然也可以采用其它的DC-DC變換器。
[0099]所述設(shè)備充電模塊包括儲能元件及至少一個第二 DC-DC變換器模塊。所述儲能元件可以為電池或電容等可充放電的元件。以可充放電池為例，一般使用鋰電池，鎳氫電池等，標(biāo)準(zhǔn)鋰電池一節(jié)4.2V，一般3節(jié)或者4節(jié)串聯(lián)，電池兩端電壓為12.6V或者16.8V。但為了滿足筆記本輸入電壓的一般要求，可以定制端電壓19V的可充放電池。所述第二DC-DC變換器模塊包括降壓變換器，如buck變換器。
[0100]在該電源適配器中PFC模塊、第一 DC-DC變換器模塊、設(shè)備充電模塊和第三DC-DC變換器模塊之間的連接關(guān)系如下:所述PFC模塊的輸出端與所述第一 DC-DC變換器模塊的輸入端連接，所述第一 DC-DC變換器模塊的輸出端與第三DC-DC變換器模塊的輸入端連接，第三DC-DC變換器模塊的輸出端連接有第一外接端口 Voutl，設(shè)備充電模塊中的儲能元件與所述第一 DC-DC變換器模塊的輸出端連接，并且儲能元件與所述第三DC-DC變換器模塊的輸入端連接。
[0101]在有AC交流電輸入的情況下，AC交流電經(jīng)過PFC模塊和第一 DC-DC變換器模塊轉(zhuǎn)換后可以直接為儲能元件充電，而在沒有AC交流電輸入的情況下，儲能元件中的電能可以通過第三DC-DC變換器模塊傳送到第一外接端口 Voutl。
[0102]所述第一外接端口 Voutl向外輸出電壓，為主輸出，輸出的電壓為9V，12V等，主要用于外接筆記本，為筆記本充電。
[0103]所述儲能元件與至少一個第二 DC-DC變換器模塊連接，圖8中示出了可以連接I至η-1個第二 DC-DC變換器模塊，從而在第二 DC-DC變換器模塊的輸出端連接有I至n_l個第二外接端口 Vout2至Vout η。所述第二外接端口 Vout2至Vout η為USB輔助輸出，輸出電壓為5V,3.3V等,主要用于外接移動電子設(shè)備如手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4或游戲機等，為這些移動電子設(shè)備充電。在有AC交流電輸入的情況下，AC交流電經(jīng)過PFC模塊和第一 DC-DC變換器模塊后，再經(jīng)過第二 DC-DC變換器模塊通過第二外接端口輸出電壓，為移動電子設(shè)備充電。而在沒有AC交流電輸入的情況下，儲能元件中的電能經(jīng)過第二 DC-DC變換器模塊通過第二外接端口輸出電壓，為移動電子設(shè)備充電。并且在此種情況下，如果第一外接端口連接有筆記本，筆記本上的電源還可以經(jīng)過第三DC-DC變換器模塊和第二 DC-DC變換器模塊通過第二外接輸出端口為移動電子設(shè)備充電。
[0104]所述第一外接端口和多個第二外接端口可以同時提供多路直流輸出，用于同時為筆記本和移動電子設(shè)備充電，可以減少人們攜帶充電器的數(shù)量。
[0105]與實施例一相比，本實施例中的電源適配器增加了第三DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，并且該第三DC-DC轉(zhuǎn)換模塊連接在第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊與第一外接端口之間，儲能元件與所述第三DC-DC變換器模塊的輸入端連接。這樣做的目的是在需要的情況下，如沒有合適的外接電源，并且儲能元件中也沒有電能，這樣筆記本可以連接到第一外接端口通過第三DC-DC變換器模塊為儲能元件充電，并且可以為連接到第二外接端口的移動電子設(shè)備充電，為人們提供方便。而在有合適的外接電源或者儲能元件中有電能的情況下，外接電源或儲能元件通過第三DC-DC轉(zhuǎn)換模塊為連接到第一外接端口的筆記本提供電源，不再如實施例一中那樣外接電源或儲能兀件直接向第一外接端口輸出電壓。
[0106]在本實施例的電源適配器中還包括一輸入檢測電路，該輸入檢測電路和功率因數(shù)校正(PFC)模塊的輸入端連接，用于檢測是否有AC電源輸入；一第一負(fù)載檢測電路和適配器的第一外接端口連接，用于檢測筆記本是否接入第一外接端口 ；至少一第二負(fù)載檢測電路和適配器的至少一第二外接端口連接，用于檢測是否有至少一移動電子設(shè)備接入所述至少一第二外接端口。
[0107]接下來描述本實施例中電源適配器的控制方法。圖9示出了該控制方法包括的主要步驟。
[0108]檢測電路通過功率因數(shù)校正模塊的輸入端檢測是否有AC電源輸入；當(dāng)檢測電路檢測到有AC電源輸入時，此時電源適配器工作在第一工作模式，PFC變換模塊和第一 DC-DC變換器模塊對AC電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的AC電源為連接到第一 DC-DC變換器模塊的儲能元件充電。
[0109]其中當(dāng)?shù)谝回?fù)載檢測電路檢測到筆記本接入到第一外接端口 Voutl時，轉(zhuǎn)換后的AC電源通過第三DC-DC變換模塊經(jīng)過第一外接端口輸出電壓，為筆記本電源充電。
[0110]當(dāng)至少一第二負(fù)載檢測電路檢測到至少一第二負(fù)載接入到至少一第二外接端口時，轉(zhuǎn)換后的AC電源再經(jīng)過第二 DC-DC變換器模塊的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換之后經(jīng)過第二外接端口向外輸出電壓，為第二負(fù)載也就是如前所述的手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4或游戲機等移動電子設(shè)備充電。所述第二外接端口可以為Vout2至Vout η。
[0111]當(dāng)檢測電路檢測到交流電源輸入斷開時，此時電源適配器工作在第二工作模式，開始利用儲能元件中的電能，或者筆記本電源中的電能。
[0112]當(dāng)?shù)谝回?fù)載檢測電路檢測到筆記本接入到第一外接端口 Voutl時,儲能元件通過第三DC-DC變換模塊向電源適配器的第一外接端口 Voutl輸出電壓，給筆記本電源充電。
[0113]當(dāng)至少一第二負(fù)載檢測電路檢測到至少一第二負(fù)載接入到至少一第二外接端口時，儲能元件中的電能經(jīng)過第二 DC-DC變換器模塊的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換之后經(jīng)過第二外接端口向外輸出電壓，為第二負(fù)載也就是移動電子設(shè)備充電。所述第二外接端口可以為Vout2至Vout η。
[0114]當(dāng)?shù)谝回?fù)載檢測電路檢測到筆記本接入到第一外接端口 Voutl，并且至少一第二負(fù)載檢測電路檢測到至少一第二負(fù)載接入到至少一第二外接端口時，筆記本電源可以經(jīng)過第三DC-DC模塊和第二 DC-DC模塊向第二外接端口外輸出電壓，為第二負(fù)載也就是移動電子設(shè)備充電。
[0115]本實施例提供的電源適配器及其控制方法，在有外接電源的情況下，可以對適配器內(nèi)部的儲能元件充電，并同時提供多路直流輸出，這樣電源適配器可以有多個接口為筆記本電源充電和移動電子設(shè)備充電，減少了人們攜帶充電器的數(shù)量，為人們提供便利；在沒有外接電源的情況下，能夠利用儲能元件為筆記本或者移動電子設(shè)備提供電源，使筆記本和如手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4或游戲機等的移動電子設(shè)備充電不受時間、地點等條件的限制，同時提供多路直流輸出，減少人們攜帶充電器的數(shù)量，而且在沒有外接電源和儲能電池時，可以采用筆記本中的電源為移動電子設(shè)備充電，提供一種應(yīng)急措施，為人們提供便利。
【權(quán)利要求】
1.一種電源適配器，其特征在于，包括功率因數(shù)校正(PFC)模塊、第一 DC-DC變換器模塊、設(shè)備充電模塊， 所述功率因數(shù)校正模塊和第一 DC-DC變換器模塊分別具有輸入端和輸出端， 所述功率因數(shù)校正模塊的輸入端用于與一 AC電源連接， 所述功率因數(shù)校正模塊的輸出端與所述第一 DC-DC變換器模塊的輸入端連接， 所述第一 DC-DC變換器模塊的輸出端連接有第一外接端口， 所述設(shè)備充電模塊包括儲能元件及至少一個第二 DC-DC變換器模塊，所述至少一個第二DC-DC變換器模塊中的每一個的輸出端連接有至少一第二外接端口，所述儲能元件與所述第一 DC-DC變換器模塊的輸出端及所述至少一個第二 DC-DC變換器模塊連接，所述儲能元件用于實現(xiàn)以下至少其中一項: 接收來自所述第一 DC-DC變換器模塊輸出的電能； 向所述第一外接端口輸出電能； 通過所述至少一第二 DC-DC變換器模塊向所述至少一第二外接端口輸出電能。
2.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述第一外接端口向外輸出一第一電壓，提供給筆記本電源充電，所述第一電壓來源于所述AC電源或者所述儲能元件模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述第二外接端口向外輸出一第二電壓，提供給移動電子設(shè)備充電，所述第二電壓來源于所述AC電源或者所述儲能元件模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的電源適配器，其特征在于，所述移動電子設(shè)備為手機、數(shù)碼相機、MP3、MP4、MP5、PMP、DSC、DVR 或游戲機。
5.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述儲能元件與所述第一DC-DC變換器模塊的輸入端和輸出端連接，所述儲能兀件向所述第一 DC-DC變換器模塊的輸入端輸入電能，通過所述第一 DC-DC變換器模塊向所述第一外接端口輸出電能，或者接收來自所述第一 DC-DC變換器模塊輸出的電能。
6.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述設(shè)備充電模塊還包括一第三DC-DC變換器模塊，所述第三DC-DC變換器模塊連接在所述第一 DC-DC變換器模塊的輸出端與所述第一外接端口之間。
7.如權(quán)利要求6所述的電源適配器，其特征在于，筆記本連接到所述第一外接端口，所述筆記本電源通過所述第三DC-DC變換器模塊向所述儲能元件模塊充電。
8.如權(quán)利要求6所述的電源適配器，其特征在于，筆記本連接到所述第一外接端口，所述第三DC-DC變換器向筆記本電源提供能量，給所述筆記本電源充電，所述能量來源于所述AC電源或者所述儲能元件模塊。
9.如權(quán)利要求6所述的電源適配器，其特征在于，所述第三DC-DC變換器模塊包括降壓變換器。
10.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述第二DC-DC變換器模塊包括降壓變換器。
11.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述第一DC-DC變換器模塊包括反激變換器、LLC變換器、全橋變換器或buck-boost變換器。
12.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述設(shè)備充電模塊中包括保護(hù)電路，該保護(hù)電路包括過電能保護(hù)電路和短路保護(hù)電路。
13.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，還包括一控制電路，所述控制電路與所述功率因數(shù)校正模塊、所述第一 DC-DC變換器模塊及所述至少一第二 DC-DC變換器模塊連接，用于控制所述功率因數(shù)校正模塊、所述第一 DC-DC變換器模塊及所述至少一第二DC-DC變換器模塊運作。
14.如權(quán)利要求13所述的電源適配器，其特征在于，所述控制電路還包括: 一輸入檢測電路，與所述功率因數(shù)校正模塊的輸入端連接用于檢測是否有AC電源接A ； 一第一負(fù)載檢測電路，與所述第一外接端口連接用于檢測筆記本是否接入所述第一外接端口， 至少一第二負(fù)載檢測電路，與所述至少一第二外接端口連接用于檢測是否有至少一移動電子設(shè)備接入所述至少一第二外接端口。
15.如權(quán)利要求1所述的電源適配器，其特征在于，所述至少一第二外接端口為一USB端口。
16.如權(quán)利要求1至15中任一項所述的電源適配器，其特征在于，所述儲能元件為可充放電的電池或電容。
17.一種電源適配器的控制方法，該電源適配器為如權(quán)利要求1-16任一項所述的電源適配器，其特征在于，包括以下步驟: 通過功率因數(shù)校正模塊的輸入端檢測是否有AC電源輸入； 通過第一外接端口檢測筆記本是否接入所述第一外接端口 ； 通過至少一第二外接端口檢測是否有至少一移動電子設(shè)備接入所述至少一第二外接端口， 有AC電源輸入時,控制電源適配器工作在一第一工作模式；當(dāng)無AC電源輸入時,控制電源適配器工作在一第二工作模式。
18.如權(quán)利要求17所述的電源適配器的控制方法，其特征在于，所述第一工作模式為: 所述AC電源通過功率因數(shù)校正模塊和第一 DC-DC變換器模塊向所述儲能元件充電； 當(dāng)筆記本接入第一外接端口時，所述第一外接端口向外輸出電壓，提供給筆記本電源充電，所述輸出電壓來源于所述AC電源； 當(dāng)至少一第二負(fù)載接入所述至少一第二外接端口時，所述至少一第二外接端口向外輸出電壓，提供給移動電子設(shè)備充電，所述輸出電壓來源于所述AC電源。
19.如權(quán)利要求17所述的電源適配器的控制方法，其特征在于，所述第二工作模式為: 當(dāng)筆記本接入第一外接端口時，所述第一外接端口向外輸出電壓，提供給筆記本電源充電，所述輸出電壓來源于所述儲能元件；或者筆記本電源的能量通過第一外接端口向所述儲能元件充電； 當(dāng)至少一第二負(fù)載接入所述至少一第二外接端口時，所述至少一第二外接端口向外輸出電壓，提供給移動電子設(shè)備充電，所述輸出電壓來源于所述儲能元件或筆記本電源。
20.一種筆記本，其特征在于，該筆記本包括權(quán)利要求1-16中任一項所述的電源適配器。
【文檔編號】H02J7/02GK104184200SQ201310198902
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月24日
【發(fā)明者】周健, 左壯, 焦德智 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司