台湾专利TW201315103A 交流轉直流適配裝置及自適應電壓輸出方法

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专利摘要:
一種交流轉直流適配裝置，電連接於一具有一特性的電子設備，且包含：一直流變換器，接收一直流電壓且接收一控制信號組，並根據控制信號組來調整直流電壓的準位以得到一呈直流的輸出電壓；一設備判別器，接收輸出電壓，可操作以輸出該輸出電壓到電子設備，及根據輸出電壓與電子設備的特性來得到一指示電子設備之規格的指示信號組；及一控制器，根據一初始值來輸出控制信號組，並根據該指示信號組得到一目標設定值，且根據目標設定值來輸出控制信號組，來使設備判別器輸出該輸出電壓到電子設備。
公开号:TW201315103A
申请号:TW101100041
申请日:2012-01-02
公开日:2013-04-01
发明作者:xiao-yi Jin；Yu-Li Feng；zhi-hong Ye
申请人:Silitek Electronic Guangzhou；Lite On Technology Corp；
IPC主号:H02M7-00

专利说明:
交流轉直流適配裝置及自適應電壓輸出方法
本發明是有關於一種裝置及方法，特別是指一種交流轉直流適配裝置及自適應電壓輸出方法。
如圖1所示，為第一種習知的交流轉直流適配裝置(AC/DC Adaptor)，適用於提供二種不同準位的電壓分別至一筆記本電腦(19V)及一手機(5V)，且該交流轉直流適配裝置包含：一電連接於該筆記本電腦的第一路輸出接口(connector)12、一電連接於該手機的第二路輸出接口14、一交直流變換器10(AC/DC Converter)、一第一直流變換器11(DC/DC Converter)，及一第二直流變換器13。
該交直流變換器10電連接於一提供一交流電壓(110V)的交流電源AC以接收該交流電壓，並據以進行交直流轉換以得到一直流電壓。
第一直流變換器11電連接於該交直流變換器10以接收該直流電壓，且電連接於該第一路輸出接口12，並根據一固定降壓比來進行準位調整以得到一固定值的第一輸出電壓(19V)經由該第一路輸出接口12供應至該筆記本電腦。
第二直流變換器13電連接於該第一路輸出接口12以接收該第一輸出電壓，且電連接於該第二路輸出接口14，並根據一固定降壓比來進行準位調整以得到一固定值的第二輸出電壓(5V)經由該第二路輸出接口14供應至該手機。
但是第一種習知交流轉直流適配裝置的缺點為：
1.需要二個直流變換器11、13和二路的輸出接口12、14，導致增加成本。
2.該二輸出電壓值是固定值導致使用上不方便。
如圖2所示，為第二種習知的交流轉直流適配裝置，與第一種習知的交流轉直流適配裝置的差別在於：只有包括串接的一個交直流變換器10、一個直流變換器11和一個輸出接口12，用於將一交流電壓(110V)轉換成一輸出電壓(19V)，以供應至一筆記本電腦。當需要供電至不同準位(例如5V)的電子設備(例如手機)時，則再外接另一直流變換器13至該輸出接口，用於將該19V的輸出電壓轉換成另一5V的輸出電壓，以供應至手機。因第二種習知的交流轉直流適配裝置的缺點與第一種習知的交流轉直流適配裝置類似，故不重述。
因此，本發明之第一目的，即在提供一種解決上述問題的交流轉直流適配裝置。
交流轉直流適配裝置，電連接於一提供一交流電壓的交流電源和一具有一特性的電子設備，且該交流轉直流適配裝置包含：一輸出接口、一交直流變換器、一直流變換器、一設備判別器，及一控制器。
該輸出接口電連接於該電子設備。該交直流變換器電連接於該交流電源以接收該交流電壓，並據以進行交直流轉換以得到一直流電壓。該直流變換器電連接於該交直流變換器以接收該直流電壓且接收一控制信號組，並根據該控制信號組來調整該直流電壓的準位以得到一呈直流的輸出電壓。該設備判別器電連接於該直流變換器以接收該輸出電壓，且電連接於該輸出接口，且該設備判別器可操作以輸出該輸出電壓到該輸出接口，及根據該輸出電壓與該電子設備的特性來得到一指示該電子設備之規格的指示信號組。該控制器電連接於該設備判別器以接收該指示信號組，且儲存一判別表並儲存該控制信號組的初始值，該判別表紀錄該控制信號組的多個設定值與該指示信號組的多個值，且該控制信號組的每一設定值各自對應不同規格之電子設備，該指示信號組的每一值各自對應不同規格之電子設備。其中，該控制器根據該初始值來輸出該控制信號組，使該直流變換器根據該初始值來調整該直流電壓以得到一初始預設且呈直流的輸出電壓，而使該設備判別器根據該輸出電壓與該電子設備的特性來得到該指示信號組。該控制器更根據該指示信號組從該判別表進行查表以得到該多個設定值中所對應的一設定值作為一目標設定值。該控制器根據該目標設定值來輸出該控制信號組，以使該直流變換器根據該目標設定值來調整該直流電壓以得到一符合該電子設備規格且呈直流的輸出電壓，來使該設備判別器輸出該輸出電壓到該輸出接口以傳遞到該電子設備。
較佳的，該控制信號組包含一準位調整信號，且該直流變換器包括：一高頻逆變單元、一變壓單元，及一整流單元。該高頻逆變單元電連接於該控制器以接收該準位調整信號，且電連接於該交直流變換器以接收該直流電壓，並根據該準位調整信號將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一逆變電壓。該變壓單元電連接於該高頻逆變單元以接收該逆變電壓，並根據一匝數比改變該逆變電壓的準位以得到一感應電壓。該整流單元電連接於該變壓單元以接收該感應電壓，並據進行整流以得到該輸出電壓。其中，該控制器根據該初始值來設定該準位調整信號，以控制該高頻逆變單元將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一初始預設的逆變電壓，經由該變壓器根據該匝數比改變該初始預設的逆變電壓的準位以得到一初始預設的感應電壓，經由該整流單元將該初始預設的感應電壓進行整流以得到該初始預設的輸出電壓。該控制器更根據該目標設定值來設定該準位調整信號，以控制該高頻逆變單元將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一目標設定的逆變電壓，經由該變壓器根據該匝數比改變該目標設定的逆變電壓的準位以得到一目標設定的感應電壓，經由該整流單元將該目標設定的感應電壓進行整流以得到該符合該電子設備規格的輸出電壓。
較佳的，該特性包括一設備阻抗，其中，該指示信號組包含一第一信號及一第二信號，且該設備判別器包括：一開關、一個二極體、一偵測電阻、一第一比較器，及一第二比較器。該開關具有一電連接於該直流變換器的第一端、一電連接於該輸出接口的第二端，及一接收一切換信號的控制端，且根據該切換信號的控制而使其第一及第二端切換於導通與不導通之間。該二極體具有一陽極及一電連接於該開關之第二端的陰極。該偵測電阻具有一電連接於該開關之第一端的第一端，及一電連接於該二極體之陽極的第二端。該第一比較器具有一電連接於該偵測電阻之第二端的非反向輸入端、一接收一第一參考電壓的反向輸入端，及一提供該第一信號的輸出端。該第二比較器具有一電連接於該偵測電阻之第二端的非反向輸入端、一接收一第二參考電壓的反向輸入端，及一提供該第二信號的輸出端。對應設定該控制信號組於該初始值時，該控制器設定該切換信號使該開關處於不導通，而使來自該直流變換器的該初始預設的輸出電壓根據該偵測電阻的電阻值與該設備阻抗的電阻值分壓而得到一判別電壓，且提供給該第一及第二比較器來分別比較於該第一及第二參考值而得到該第一及第二信號。該控制器更根據該目標設定值來設定該切換信號使該開關處於導通，以將該符合該電子設備規格的輸出電壓傳遞到該電子設備。
較佳的，該控制信號組包含一準位調整信號、一第一致能信號和一第二致能信號，且直流變換器包括：一高頻逆變單元、一變壓單元、一第一整流單元，及一第二整流單元。該高頻逆變單元電連接於該控制器以接收該準位調整信號，且電連接於該交直流變換器以接收該直流電壓，並根據該準位調整信號將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一逆變電壓。該變壓單元電連接於該高頻逆變單元以接收該逆變電壓，並根據一匝數比改變該逆變電壓的準位以得到一感應電壓。該第一整流單元接收該第一致能信號且電連接於該變壓單元以接收該感應電壓，並受該第一致能信號控制以決定是否將該感應電壓整流成該輸出電壓。該第二整流單元接收該第二致能信號且電連接於該變壓單元以接收該感應電壓，並受該第二致能信號控制以決定是否將該感應電壓整流成該輸出電壓。其中，該控制器根據該初始值來設定該準位調整信號，來控制該高頻逆變單元將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一初始預設的逆變電壓，經由該變壓器根據該匝數比改變該初始預設的逆變電壓的準位以得到一初始預設的感應電壓，且該控制器更設定該第一及第二致能信號的初始值而將該第一及第二整流單元其中之一致能而將另外之一去能，使遭致能的該整流單元將該初始預設的感應電壓進行整流以得到該初始預設的輸出電壓。該控制器更根據該目標設定值來設定該二致能信號而將該二整流單元中所對應的整流單元致能且將非對應的整流單元去能，使該所對應的整流單元將該目標設定的感應電壓進行整流以得到該符合該電子設備規格的輸出電壓。
較佳的，該控制信號組包含二個準位調整信號，且直流變換器包括：二個高頻逆變單元、二個變壓單元，及二個整流單元。該二個高頻逆變單元的每一高頻逆變單元電連接於該控制器以接收所對應的該準位調整信號，且電連接於該交直流變換器以接收該直流電壓，並遭所對應的該準位調整信號控制以決定是否將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一逆變電壓。該二個變壓單元的每一變壓單元電連接於所對應的高頻逆變單元。該二個整流單元的每一整流單元電連接於所對應的變壓單元。其中，該控制器根據該初始值設定該二準位調整信號來將該二高頻逆變單元其中之一致能而另外之一去能，使遭致能的該高頻逆變單元接收該直流電壓並根據該初始值將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一初始預設的逆變電壓，經由所對應的該變壓器根據該匝數比改變該初始預設的逆變電壓的準位以得到一初始預設的感應電壓，經由所對應的該整流單元將該初始預設的感應電壓進行整流以得到該初始預設的輸出電壓。該控制器更根據該目標設定值來設定該二準位調整信號而將該二高頻逆變單元其中所對應的高頻逆變單元致能且將非對應的整流單元去能，使所對應的該高頻逆變單元接收該直流電壓並根據該目標設定值將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一目標設定的逆變電壓，經由所對應的該變壓器根據該匝數比改變該目標設定的逆變電壓的準位以得到一目標設定的感應電壓，經由所對應的該整流單元將該目標設定的感應電壓進行整流以得到該符合該電子設備規格的輸出電壓。
較佳的，該電子設備具有一第一端及一第二端，該特性包括一額定負載，其中，該指示信號組包含一第一信號及一第二信號，且該輸出接口具有一第一端及一第二端，且該輸出接口的第一及第二端分別電連接於該電子設備之第一及第二端，且該設備判別器根據該輸出電壓和該電子設備的額定負載來得到一輸出電流經由該輸出接口的第一端、該電子設備的第一及第二端流向該輸出接口的第二端，且該設備判別器包括：一偵測電阻、一第一比較器，及一第二比較器。該偵測電阻具有一接地的第一端，及一電連接於該輸出接口之第二端以接收該輸出電流的第二端，且根據該輸出電流大小與其電阻值來產生一判別電壓。該第一比較器具有一電連接於該輸出接口之第二端的正向輸入端、一接收一第一參考值的非正向輸入端，及一提供該第一信號的輸出端。該第二比較器具有一電連接於該輸出接口之第二端的正向輸入端、一接收一第二參考值的非正向輸入端，及一提供該第二信號的輸出端。該第二參考值大於該第一參考值。
較佳的，該變壓單元具有一個一次側繞組及一個二次側繞組，該二繞組之匝數比就是該變壓單元的匝數比。
本發明之第二目的，即在提供一種解決上述問題的自適應電壓輸出方法。
該自適應電壓輸出方法，係由一交流轉直流適配裝置來執行，該交流轉直流適配裝置可電連接於一提供一交流電壓的交流電源和一具有一特性的電子設備，該自適應電壓輸出方法包含以下步驟：(A)當該交流轉直流適配裝置連接該交流電源，該交流轉直流適配裝置將該交流電壓轉換成一初始預設且呈直流的輸出電壓。(B)當該交流轉直流適配裝置連接該電子設備時，輸出該初始預設且呈直流的輸出電壓至該電子設備，並依據該輸出電壓與該電子設備的特性以得到一指示該電子設備之規格的指示信號組。(C)該交流轉直流適配裝置儲存一判別表，該判別表紀錄多個不同規格之電子設備所分別對應的設定值及所分別對應的該指示信號組的值，該交流轉直流適配裝置依據該指示信號組從該判別表進行查表以得到該多個設定值中所對應的一設定值作為一目標設定值。(D)該交流轉直流適配裝置根據該目標設定值調整該輸出電壓的直流電壓值。
較佳的，該交流轉直流適配裝置有一控制器、一可電連接於該交流電源以進行交直流轉換的交直流變換器、一電連接該交直流轉換器以依該控制器控制調整對應直流電壓後輸出該輸出電壓的直流變換器、一可電連接於該電子設備並接收該輸出電壓的輸出接口、一輸出該指示信號組至該控制器的設備判別器，該設備判別器具有一兩端分別連接該直流變換器與該輸出接口的偵測電阻，其中，該特性包括一設備阻抗，該指示信號組包含一第一信號及一第二信號，且該步驟(B)中該設備判別器根據來自該直流變換器的輸出電壓、該偵測電阻的電阻值與該設備阻抗的電阻值分壓而得到一判別電壓，且分別比較於一第一參考值及一第二參考值而得到該第一及第二信號。
較佳的，該交流轉直流適配裝置有一控制器、一可電連接於該交流電源以進行交直流轉換的交直流變換器、一電連接該交直流轉換器以依該控制器控制調整對應直流電壓後輸出該輸出電壓的直流變換器、一可電連接於該電子設備並接收該輸出電壓的輸出接口、一輸出該指示信號組至該控制器的設備判別器，該設備判別器具有一偵測電阻，其中該特性包括一額定負載，該指示信號組包含一第一信號及一第二信號，且該步驟(B)中該設備判別器根據來自該直流變換器的輸出電壓和該電子設備的額定負載來得到一輸出電流，並根據該偵測電阻得到一判別電壓，且分別比較於一第一參考值及一第二參考值而得到該第一及第二信號。
較佳的，於步驟(A)中，當該交流轉直流適配裝置不再連接該交流電源，該交流轉直流適配裝置結束工作。
較佳的，該步驟(D)中，當該交流轉直流適配裝置不再連接該電子設備時，該交流轉直流適配裝置恢復將該交流電壓轉換成該初始預設且呈直流的輸出電壓。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
如圖3所示，本發明交流轉直流適配裝置之較佳實施例，適用於電連接於一提供一交流電壓的交流電源AC和一具有一特性的電子設備，且該交流轉直流適配裝置包含：一輸出接口2、一交直流變換器3、一直流變換器4、一設備判別器5，及一控制器6。
該輸出接口2可電連接於該電子設備。
該交直流變換器3可電連接於該交流電源AC以接收該交流電壓，並據以進行交直流轉換以得到一直流電壓。
該直流變換器4電連接於該交直流變換器3以接收該直流電壓，且電連接於控制器6以接收一控制信號組，並根據該控制信號組來調整該直流電壓的準位以得到一呈直流的輸出電壓。
設備判別器5串聯於直流變換器4與輸出接口2之間。詳細來說，設備判別器5電連接於該直流變換器4以接收該輸出電壓，且電連接於該輸出接口2。該設備判別器5可操作以輸出該輸出電壓到該輸出接口2，及根據該輸出電壓與該電子設備的特性來得到一指示該電子設備之規格的指示信號組。
控制器6電連接於該設備判別器5以接收該指示信號組，且儲存一判別表，該判別表紀錄該控制信號組的多個設定值與該指示信號組的多個值，且該控制信號組的每一設定值各自對應不同規格之電子設備，該指示信號組的每一值各自對應不同規格之電子設備。再者，控制器6更偵測電子設備是否連接該輸出接口2，且儲存控制信號組的初始值。
如圖4所示，下文中配合前述交流轉直流適配裝置來說明本實施例的自適應電壓輸出方法的工作流程。
步驟10：利用該交直流變換器3電連接於該交流電源AC，以接收交流電壓。此刻，交直流變換器3會將交流電壓轉換成直流電壓，以提供給直流變換器4。
步驟11：此刻，該控制器6設定控制信號組為初始值並輸出控制信號組至直流變換器4，以使該直流變換器4根據初始值來調整該直流電壓以得到一初始預設且呈直流的輸出電壓。
步驟12：控制器6偵測電子設備是否連接該輸出接口2。若有時，進入步驟13，開始識別已連接的電子設備的規格(容後再述)。當無時，進入步驟1A。
步驟1A：判斷該交流電源AC是否斷開，若是，則結束，反之，跳回步驟11，控制器6持續依據初始值控制直流變換器6，讓直流變換器4維持輸出初始預設且呈直流的輸出電壓，以等待電子設備的接入。
步驟13：利用該設備判別器5根據該輸出電壓與該電子設備的特性來得到該指示信號組的數值並輸出至控制器6。
步驟14：該控制器6根據該指示信號組從該判別表進行查表以得到該多個設定值中所對應的一設定值作為一目標設定值。
步驟15：該控制器6根據該目標設定值來輸出該控制信號組，以使該直流變換器4根據該目標設定值來調整該直流電壓以得到一符合該電子設備規格且呈直流的輸出電壓，來使該設備判別器5輸出該輸出電壓到該輸出接口2以傳遞到該電子設備。
步驟16：該控制器6判斷該電子設備是否斷開，若是，則跳回步驟11，以等待下一次電子設備的接入；反之，則進到步驟17。
步驟17：判斷該交流電源AC是否斷開，若是，則結束，反之，則跳回步驟15，以持續供電予電子設備。
<第一種實施態樣>
如圖5所示，為該較佳實施例的第一種實施態樣，其中：該特性包括一設備阻抗，該電子設備可以是一具有第一設備阻抗Zin1的第一電子設備(例如：筆記本電腦)或一具有第二設備阻抗Zin2的第二電子設備(例如：手機)。
該控制信號組包含一準位調整信號Vc，該直流變換器4包括一高頻逆變單元HF、一變壓單元T，及一整流單元RE。
高頻逆變單元HF接收該準位調整信號Vc且電連接於該交直流變換器3以接收該直流電壓，並根據該準位調整信號Vc將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一逆變電壓。
該變壓單元T電連接於該高頻逆變單元HF以接收該逆變電壓，並根據一匝數比改變該逆變電壓的準位以得到一感應電壓，且該變壓單元T具有一個一次側繞組L1及一個二次側繞組L2，該二繞組之匝數比就是該變壓單元T的匝數比。該整流單元RE電連接於該變壓單元T以接收該感應電壓，並據以進行整流以得到該輸出電壓。
該指示信號組包含第一及第二信號，且該設備判別器5包括一開關S、一偵測電阻R、一個二極體(diode)D、一第一比較器OP1，及一第二比較器OP2。
該開關S具有一電連接於該直流變換器4之整流單元RE的第一端、一電連接於該輸出接口2的第二端，及一接收一切換信號Vs的控制端，且根據該切換信號Vs的控制而使其第一及第二端切換於導通與不導通之間。此切換信號Vs由控制器6來輸出，對應設定控制信號組於初始值時，控制器6設定切換信號Vs為不導通，而於控制信號組設定於目標設定值時，設定切換信號Vs為導通。
該二極體D具有一陽極及一電連接於該開關S之第二端的陰極。
該偵測電阻R具有一電連接於該開關S之第一端的第一端，及一電連接於該二極體D之陽極的第二端。
該第一比較器OP1具有一電連接於該偵測電阻R之第二端的非反向輸入端(+)、一接收一第一參考電壓ref1的反向輸入端(-)，及一提供該第一信號的輸出端。
該第二比較器OP2具有一電連接於該偵測電阻R之第二端的非反向輸入端、一接收一第二參考電壓ref2的反向輸入端，及一提供該第二信號的輸出端。
又在本實施態樣中，初始預設(指步驟11)的詳細動作如下說明：利用該控制器6根據該初始值來設定該準位調整信號Vc，來控制該高頻逆變單元HF將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一初始預設的逆變電壓，經由該變壓單元T根據該匝數比改變該初始預設的逆變電壓的準位以得到一初始預設的感應電壓，經由該整流單元RE將該初始預設的感應電壓進行整流以得到該初始預設的輸出電壓。此刻，該控制器6設定該切換信號Vs使該開關S處於不導通。
此刻，當電子設備接入時，設備判別器5進行判別電子設備類型(指步驟13)。詳細來說，來自該直流變換器4的該初始預設的輸出電壓根據該偵測電阻R的電阻值與該設備阻抗的電阻值分壓而得到一判別電壓，且提供給該第一及第二比較器OP1、OP2來分別比較於該第一及第二參考值ref1、ref2而得到該第一及第二信號。若該判別電壓值大於該第一參考值ref1且小於該第二參考值ref2，則第一信號處於高準位邏輯1而第二信號處於低準位邏輯0，此時表示該電子設備是第一電子設備，若該判別電壓值大於該第二參考值，則第一及第二信號皆處於高準位邏輯1，此時表示該電子設備是第二電子設備。
當經查表獲知與此電子設備規格對應的目標設定值時，該步驟15的詳細動作如下說明：利用該控制器6更根據該目標設定值來設定該準位調整信號，來控制該高頻逆變單元HF將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一目標設定的逆變電壓，經由該變壓單元T根據該匝數比改變該目標設定的逆變電壓的準位以得到一目標設定的感應電壓，經由該整流單元RE將該目標設定的感應電壓進行整流以得到該符合該電子設備規格的輸出電壓。
接著，利用該控制器6根據該目標設定值來設定該切換信號使該開關S處於導通，以將該符合該電子設備規格的輸出電壓傳遞到該電子設備。
<第二種實施態樣>
如圖6所示，為該較佳實施例的第二種實施態樣，與該第一種實施態樣的差別為：該控制信號組包含一準位調整信號Vc、一第一致能信號EN1和一第二致能信號EN2，該直流變換器4包括一高頻逆變單元HF、一變壓單元T、一應用於高壓整流的第一整流單元RE1，及一應用於低壓整流的第二整流單元RE2。在本實施例中，該第一及第二整流單元RE1、RE2分別對應於該第一及第二電子設備。
該第一整流單元RE1接收該第一致能信號EN1且電連接於該變壓單元T以接收該感應電壓，並受該第一致能信號EN1控制以決定是否將該感應電壓整流成該輸出電壓。
該第二整流單元RE2接收該第二致能信號EN2且電連接於該變壓單元T以接收該感應電壓，並受該第二致能信號EN2控制以決定是否將該感應電壓整流成該輸出電壓。
又在本實施態樣中，該步驟11的詳細動作與該第一種實施態樣的差別為：利用該控制器6根據該初始值來設定該準位調整信號Vc，來控制該高頻逆變單元HF將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一初始預設的逆變電壓，經由該變壓器T根據該匝數比改變該初始預設的逆變電壓的準位以得到一初始預設的感應電壓，且該控制器6更設定該第一及第二致能信號的初始值而將該第一及第二整流單元RE1、RE2其中之一致能而將另外之一去能，使遭致能的該整流單元將該初始預設的感應電壓進行整流以得到該初始預設的輸出電壓。在本實施例中，該二致能信號EN1、EN2分別變換於高、低邏輯準位之間，當處於高邏輯準位時，則所對應的整流單元遭致能，而當處於低邏輯準位時，則所對應的整流單元遭去能，但不限於此設定方式。
又在本實施態樣中，該步驟15的詳細動作與該第一種實施態樣的差別為：利用該控制器6根據該目標設定值來設定該二致能信號EN1、EN2而將該二整流單元RE1、RE2中所對應的整流單元致能且將非對應的整流單元去能，使該所對應的整流單元將該目標設定的感應電壓進行整流以得到該符合該電子設備規格的輸出電壓。其中，當該電子設備是第一電子設備時，該二致能信號EN1、EN2分別設定為高準位邏輯1、低準位邏輯0，當該電子設備是第二電子設備時，該二致能信號EN1、EN2分別設定為低準位邏輯0、高準位邏輯1。
<第三種實施態樣>
如圖7所示，為該較佳實施例的第三種實施態樣，與該第一種實施態樣的差別為：該控制信號組包含二個分別應用於高壓、低壓的準位調整信號Vc1、Vc2，該直流變換器4包括二個分別應用於高壓、低壓的高頻逆變單元HF1、HF2、二個分別應用於高壓、低壓的變壓單元T1、T2、二個分別應用於高壓、低壓的整流單元RE1、RE2。每一高頻逆變單元電連接於該控制器6以接收所對應的該準位調整信號，且電連接於該交直流變換器3以接收該直流電壓，並遭所對應的該準位調整信號控制以決定是否將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到該逆變電壓，每一變壓單元電連接於所對應的高頻逆變單元，每一整流單元電連接於所對應的變壓單元。
又在本實施態樣中，該步驟11的詳細動作與該第一種實施態樣的差別為：利用該控制器6根據該初始值設定該二準位調整信號Vc1、Vc2來將該二高頻逆變單元HF1、HF2其中之一致能而另外之一去能，使遭致能的該高頻逆變單元接收該直流電壓並根據該初始值將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一初始預設的逆變電壓，經由所對應的該變壓器根據該匝數比改變該初始預設的逆變電壓的準位以得到一初始預設的感應電壓，經由所對應的該整流單元將該初始預設的感應電壓進行整流以得到該初始預設的輸出電壓。
又在本實施態樣中，該步驟15的詳細動作與該第一種實施態樣的差別為：利用該控制器更根據該目標設定值來設定該二準位調整信號Vc1、Vc2而將該二高頻逆變單元HF1、HF2其中所對應的高頻逆變單元致能且將非對應的整流單元去能，使所對應的該高頻逆變單元接收該直流電壓並根據該目標設定值將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一目標設定的逆變電壓，經由所對應的該變壓器根據該匝數比改變該目標設定的逆變電壓的準位以得到一目標設定的感應電壓，經由所對應的該整流單元將該目標設定的感應電壓進行整流以得到該符合該電子設備規格的輸出電壓。其中，當該電子設備是第一電子設備時，該準位調整信號Vc1的脈波寬度相關於該目標設定值，以致能該高頻逆變單元HF1，而該準位調整信號Vc2的脈波寬度則為0而將該高頻逆變單元HF2去能。當該電子設備是第二電子設備時，該準位調整信號Vc2的脈波寬度相關於該目標設定值，以致能該高頻逆變單元HF2，而該準位調整信號Vc1的脈波寬度則為0而將該高頻逆變單元HF1去能。又詳細電路操作類似第二實施例，故不重述。
<第四種實施態樣>
如圖8所示，為該較佳實施例的第四種實施態樣，與該第一種實施態樣的差別為：該特性包括一額定負載，該電子設備具有一第一端及一第二端，且可以是一其第一及第二端之間具有一第一額定負載load1的第一電子設備(例如：筆記本電腦)或一其第一及第二端之間具有一第二額定負載load2的第二電子設備(例如：手機)。
輸出接口2具有一第一端及一第二端，且該輸出接口2的第一及第二端分別電連接於該電子設備之第一及第二端。
設備判別器5電連接於該直流變換器3與該輸出接口2之間，且根據該輸出電壓和該電子設備的額定負載來得到一輸出電流經由該輸出接口2的第一端、該電子設備的第一及第二端流向該輸出接口2的第二端。且該設備判別器5包括一偵測電阻R、一第一比較器OP1，及一第二比較器OP2。
該偵測電阻R具有一接地的第一端，及一電連接於該輸出接口2之第二端以接收該輸出電流的第二端，且根據該輸出電流大小與其電阻值來產生一判別電壓。
該第一比較器OP1具有一電連接於該輸出接口2之第二端的非反向輸入端(+)、一接收一第一參考值ref1的反向輸入端(-)，及一提供該第一信號的輸出端。
該第二比較器OP2具有一電連接於該輸出接口2之第二端的非反向輸入端(+)、一接收一第二參考值ref2的反向輸入端(-)，及一提供該第二信號的輸出端。在本實施例中，該第二參考值ref2大於該第一參考值ref1。若該判別電壓值大於該第一參考值ref1且小於該第二參考值ref2，則第一信號處於高準位邏輯而第二信號處於低準位邏輯，此時表示該電子設備是第一電子設備，若該判別電壓值大於該第二參考值，則第一及第二信號皆處於高準位邏輯，此時表示該電子設備是第二電子設備。
<第五種實施態樣>
如圖9所示，為該較佳實施例的第五種實施態樣，與該第四種實施態樣的差別為：直流變換器4的細部架構如同第二種實施態樣，因已於上述說明，故不重述。
<第六種實施態樣>
如圖10所示，為該較佳實施例的第六種實施態樣，與該第四種實施態樣的差別為：直流變換器4的細部架構如同第三種實施態樣，因已於上述說明，故不重述。
前述實施例中係以可供電兩種規格的電子設備為例說明，然而熟習該項技藝者當知，欲增加可供電電子設備規格的數量時，僅需稍微變更設備判別器5的設計，例如增設比較器與擴充判別表即可。再者，欲搭配不同規格的電子設備，廠商僅需更新判別表，以達到降低庫存與生產成本。
又，上述實施例藉由設備判別器5及控制器6的使用讓該輸出電壓值可自動追隨所連接的不同電壓規格的電子設備變化，讓使用者可以利用單一台交流轉直流適配裝置即可搭配多種電子設備使用，且因使交流轉直流適配裝置的輸出接口2單一化的設計，讓使用者免除需自行判斷連接不同的輸出接口的不便，更具有使用上較方便的優點。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10~17．．．轉換的步驟
1A．．．是否斷開的步驟
AC．．．交流電源
2．．．輸出接口
3．．．交直流變換器
4．．．直流變換器
HF．．．高頻逆變單元
T．．．變壓單元
RE．．．整流單元
HF1．．．高頻逆變單元
HF2．．．高頻逆變單元
T1、T2．．．變壓單元
RE1．．．第一整流單元
RE2．．．第二整流單元
5．．．設備判別器
S．．．開關
R．．．偵測電阻
D．．．二極體
OP1．．．第一比較器
OP2．．．第二比較器
6．．．控制器
Zin1．．．第一設備阻抗
Zin2．．．第二設備阻抗
圖1是第一種習知的交流轉直流適配裝置的電路圖；
圖2是第二種習知的交流轉直流適配裝置的電路圖；
圖3是本發明交流轉直流適配裝置之較佳實施例的電路圖；
圖4是該較佳實施例執行一種自適應電壓輸出方法的流程圖；
圖5是該較佳實施例之第一種實施態樣的電路圖；
圖6是該較佳實施例之第二種實施態樣的電路圖；
圖7是該較佳實施例之第三種實施態樣的電路圖；
圖8是該較佳實施例之第四種實施態樣的電路圖；
圖9是該較佳實施例之第五種實施態樣的電路圖；及
圖10是該較佳實施例之第六種實施態樣的電路圖。
AC．．．交流電源
2．．．輸出接口
3．．．交直流變換器
4．．．直流變換器
5．．．設備判別器
6．．．控制器

权利要求:
Claims (12)
[1] 一種交流轉直流適配裝置，電連接於一提供一交流電壓的交流電源和一具有一特性的電子設備，且該交流轉直流適配裝置包含：一輸出接口，電連接於該電子設備；一交直流變換器，電連接於該交流電源以接收該交流電壓，並據以進行交直流轉換以得到一直流電壓；一直流變換器，電連接於該交直流變換器以接收該直流電壓且接收一控制信號組，並根據該控制信號組來調整該直流電壓的準位以得到一呈直流的輸出電壓；一設備判別器，電連接於該直流變換器以接收該輸出電壓，且電連接於該輸出接口，且該設備判別器可操作以輸出該輸出電壓到該輸出接口，及根據該輸出電壓與該電子設備的特性來得到一指示該電子設備之規格的指示信號組；及一控制器，電連接於該設備判別器以接收該指示信號組，且儲存一判別表並儲存該控制信號組的初始值，該判別表紀錄該控制信號組的多個設定值與該指示信號組的多個值，且該控制信號組的每一設定值各自對應不同規格之電子設備，該指示信號組的每一值各自對應不同規格之電子設備；其中，該控制器根據該初始值來輸出該控制信號組，使該直流變換器根據該初始值來調整該直流電壓以得到一初始預設且呈直流的輸出電壓，而使該設備判別器根據該輸出電壓與該電子設備的特性來得到該指示信號組；該控制器更根據該指示信號組從該判別表進行查表以得到該多個設定值中所對應的一設定值作為一目標設定值；該控制器根據該目標設定值來輸出該控制信號組，以使該直流變換器根據該目標設定值來調整該直流電壓以得到一符合該電子設備規格且呈直流的輸出電壓，來使該設備判別器輸出該輸出電壓到該輸出接口以傳遞到該電子設備。
[2] 依據申請專利範圍第1項所述之交流轉直流適配裝置，其中，該控制信號組包含一準位調整信號，且該直流變換器包括：一高頻逆變單元，電連接於該控制器以接收該準位調整信號，且電連接於該交直流變換器以接收該直流電壓，並根據該準位調整信號將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一逆變電壓；一變壓單元，電連接於該高頻逆變單元以接收該逆變電壓，並根據一匝數比改變該逆變電壓的準位以得到一感應電壓；一整流單元，電連接於該變壓單元以接收該感應電壓，並據進行整流以得到該輸出電壓；其中，該控制器根據該初始值來設定該準位調整信號，以控制該高頻逆變單元將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一初始預設的逆變電壓，經由該變壓器根據該匝數比改變該初始預設的逆變電壓的準位以得到一初始預設的感應電壓，經由該整流單元將該初始預設的感應電壓進行整流以得到該初始預設的輸出電壓；該控制器更根據該目標設定值來設定該準位調整信號，以控制該高頻逆變單元將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一目標設定的逆變電壓，經由該變壓器根據該匝數比改變該目標設定的逆變電壓的準位以得到一目標設定的感應電壓，經由該整流單元將該目標設定的感應電壓進行整流以得到該符合該電子設備規格的輸出電壓。
[3] 依據申請專利範圍第1項所述之交流轉直流適配裝置，該特性包括一設備阻抗，其中，該指示信號組包含一第一信號及一第二信號，且該設備判別器包括：一開關，具有一電連接於該直流變換器的第一端、一電連接於該輸出接口的第二端，及一接收一切換信號的控制端，且根據該切換信號的控制而使其第一及第二端切換於導通與不導通之間；一個二極體，具有一陽極及一電連接於該開關之第二端的陰極；一偵測電阻，具有一電連接於該開關之第一端的第一端，及一電連接於該二極體之陽極的第二端；一第一比較器，具有一電連接於該偵測電阻之第二端的非反向輸入端、一接收一第一參考電壓的反向輸入端，及一提供該第一信號的輸出端；及一第二比較器，具有一電連接於該偵測電阻之第二端的非反向輸入端、一接收一第二參考電壓的反向輸入端，及一提供該第二信號的輸出端；對應設定該控制信號組於該初始值時，該控制器設定該切換信號使該開關處於不導通，而使來自該直流變換器的該初始預設的輸出電壓根據該偵測電阻的電阻值與該設備阻抗的電阻值分壓而得到一判別電壓，且提供給該第一及第二比較器來分別比較於該第一及第二參考值而得到該第一及第二信號；該控制器更根據該目標設定值來設定該切換信號使該開關處於導通，以將該符合該電子設備規格的輸出電壓傳遞到該電子設備。
[4] 依據申請專利範圍第1項所述之交流轉直流適配裝置，其中，該控制信號組包含一準位調整信號、一第一致能信號和一第二致能信號，且直流變換器包括：一高頻逆變單元，電連接於該控制器以接收該準位調整信號，且電連接於該交直流變換器以接收該直流電壓，並根據該準位調整信號將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一逆變電壓；一變壓單元，電連接於該高頻逆變單元以接收該逆變電壓，並根據一匝數比改變該逆變電壓的準位以得到一感應電壓；一第一整流單元，接收該第一致能信號且電連接於該變壓單元以接收該感應電壓，並受該第一致能信號控制以決定是否將該感應電壓整流成該輸出電壓；及一第二整流單元，接收該第二致能信號且電連接於該變壓單元以接收該感應電壓，並受該第二致能信號控制以決定是否將該感應電壓整流成該輸出電壓；其中，該控制器根據該初始值來設定該準位調整信號，來控制該高頻逆變單元將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一初始預設的逆變電壓，經由該變壓器根據該匝數比改變該初始預設的逆變電壓的準位以得到一初始預設的感應電壓，且該控制器更設定該第一及第二致能信號的初始值而將該第一及第二整流單元其中之一致能而將另外之一去能，使遭致能的該整流單元將該初始預設的感應電壓進行整流以得到該初始預設的輸出電壓；該控制器更根據該目標設定值來設定該二致能信號而將該二整流單元中所對應的整流單元致能且將非對應的整流單元去能，使該所對應的整流單元將該目標設定的感應電壓進行整流以得到該符合該電子設備規格的輸出電壓。
[5] 依據申請專利範圍第1項所述之交流轉直流適配裝置，其中，該控制信號組包含二個準位調整信號，且直流變換器包括：二個高頻逆變單元，每一高頻逆變單元電連接於該控制器以接收所對應的該準位調整信號，且電連接於該交直流變換器以接收該直流電壓，並遭所對應的該準位調整信號控制以決定是否將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一逆變電壓；二個變壓單元，每一變壓單元電連接於所對應的高頻逆變單元；及二個整流單元，每一整流單元電連接於所對應的變壓單元；其中，該控制器根據該初始值設定該二準位調整信號來將該二高頻逆變單元其中之一致能而另外之一去能，使遭致能的該高頻逆變單元接收該直流電壓並根據該初始值將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一初始預設的逆變電壓，經由所對應的該變壓器根據該匝數比改變該初始預設的逆變電壓的準位以得到一初始預設的感應電壓，經由所對應的該整流單元將該初始預設的感應電壓進行整流以得到該初始預設的輸出電壓；該控制器更根據該目標設定值來設定該二準位調整信號而將該二高頻逆變單元其中所對應的高頻逆變單元致能且將非對應的整流單元去能，使所對應的該高頻逆變單元接收該直流電壓並根據該目標設定值將該直流電壓進行直流至交流轉換及準位調整以得到一目標設定的逆變電壓，經由所對應的該變壓器根據該匝數比改變該目標設定的逆變電壓的準位以得到一目標設定的感應電壓，經由所對應的該整流單元將該目標設定的感應電壓進行整流以得到該符合該電子設備規格的輸出電壓。
[6] 依據申請專利範圍第1項所述之交流轉直流適配裝置，該電子設備具有一第一端及一第二端，該特性包括一額定負載，其中，該指示信號組包含一第一信號及一第二信號，且該輸出接口具有一第一端及一第二端，且該輸出接口的第一及第二端分別電連接於該電子設備之第一及第二端，且該設備判別器根據該輸出電壓和該電子設備的額定負載來得到一輸出電流經由該輸出接口的第一端、該電子設備的第一及第二端流向該輸出接口的第二端，且該設備判別器包括：一偵測電阻，具有一接地的第一端，及一電連接於該輸出接口之第二端以接收該輸出電流的第二端，且根據該輸出電流大小與其電阻值來產生一判別電壓；一第一比較器，具有一電連接於該輸出接口之第二端的正向輸入端、一接收一第一參考值的非正向輸入端，及一提供該第一信號的輸出端；一第二比較器，具有一電連接於該輸出接口之第二端的正向輸入端、一接收一第二參考值的非正向輸入端，及一提供該第二信號的輸出端；該第二參考值大於該第一參考值。
[7] 依據申請專利範圍第1項所述之交流轉直流適配裝置，該變壓單元具有一個一次側繞組及一個二次側繞組，該二繞組之匝數比就是該變壓單元的匝數比。
[8] 一種自適應電壓輸出方法，係由一交流轉直流適配裝置來執行，該交流轉直流適配裝置可電連接於一提供一交流電壓的交流電源和一具有一特性的電子設備，該自適應電壓輸出方法包含以下步驟：(A)當該交流轉直流適配裝置連接該交流電源，該交流轉直流適配裝置將該交流電壓轉換成一初始預設且呈直流的輸出電壓；(B)當該交流轉直流適配裝置連接該電子設備時，輸出該初始預設且呈直流的輸出電壓至該電子設備，並依據該輸出電壓與該電子設備的特性以得到一指示該電子設備之規格的指示信號組；(C)該交流轉直流適配裝置儲存一判別表，該判別表紀錄多個不同規格之電子設備所分別對應的設定值及所分別對應的該指示信號組的值，該交流轉直流適配裝置依據該指示信號組從該判別表進行查表以得到該多個設定值中所對應的一設定值作為一目標設定值；以及(D)該交流轉直流適配裝置根據該目標設定值調整該輸出電壓的直流電壓值。
[9] 依據申請專利範圍第8項所述之自適應電壓輸出方法，其中，該交流轉直流適配裝置有一控制器、一可電連接於該交流電源以進行交直流轉換的交直流變換器、一電連接該交直流轉換器以依該控制器控制調整對應直流電壓後輸出該輸出電壓的直流變換器、一可電連接於該電子設備並接收該輸出電壓的輸出接口、一輸出該指示信號組至該控制器的設備判別器，該設備判別器具有一兩端分別連接該直流變換器與該輸出接口的偵測電阻，其中，該特性包括一設備阻抗，該指示信號組包含一第一信號及一第二信號，且該步驟(B)中該設備判別器根據來自該直流變換器的輸出電壓、該偵測電阻的電阻值與該設備阻抗的電阻值分壓而得到一判別電壓，且分別比較於一第一參考值及一第二參考值而得到該第一及第二信號。
[10] 依據申請專利範圍第8項所述之自適應電壓輸出方法，其中，該交流轉直流適配裝置有一控制器、一可電連接於該交流電源以進行交直流轉換的交直流變換器、一電連接該交直流轉換器以依該控制器控制調整對應直流電壓後輸出該輸出電壓的直流變換器、一可電連接於該電子設備並接收該輸出電壓的輸出接口、一輸出該指示信號組至該控制器的設備判別器，該設備判別器具有一偵測電阻，其中該特性包括一額定負載，該指示信號組包含一第一信號及一第二信號，且該步驟(B)中該設備判別器根據來自該直流變換器的輸出電壓和該電子設備的額定負載來得到一輸出電流，並根據該偵測電阻得到一判別電壓，且分別比較於一第一參考值及一第二參考值而得到該第一及第二信號。
[11] 依據申請專利範圍第8項所述之自適應電壓輸出方法，其中，於步驟(A)中，當該交流轉直流適配裝置不再連接該交流電源，該交流轉直流適配裝置結束工作。
[12] 依據申請專利範圍第11項所述之自適應電壓輸出方法，其中，該步驟(D)中，當該交流轉直流適配裝置不再連接該電子設備時，該交流轉直流適配裝置恢復將該交流電壓轉換成該初始預設且呈直流的輸出電壓。

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