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变压器装置及其控制方法

申请号 CN201710192827.0 申请日 2017-03-28 公开(公告)号 CN108471241B 公开(公告)日 2019-08-16
申请人 纬创资通股份有限公司; 发明人 陈元泰; 梁家豪;
摘要 一种 变压器 装置及其控制方法。该变压器装置包括:变压器、上行串接端口、下行串接端口以及 控制器 ;该上行串接端口耦接该变压器的输入端;该下行串接端口耦接该变压器的输出端;该控制器耦接该上行串接端口、该下行串接端口以及该变压器,其中,该控制器在该变压器接收到输入电源时启动,该控制器通过该上行串接端口判断是否连接至上行变压器装置,当该上行串接端口已连接至该上行变压器装置时,该控制器检测与该下行串接端口相连的下行变压器装置,将检测结果回报给该上行变压器装置,并从该上行串接端口获得控制 信号 ,其中该控制器依据该 控制信号 以及该变压器以将该输入电源转换为输出电源。本 发明 可整合或提高多个变压器装置的输出功率。
权利要求

1.一种变压器装置,该变压器装置包括:
变压器;
上行串接端口,该上行串接端口耦接该变压器的输入端;
下行串接端口,该下行串接端口耦接该变压器的输出端;以及
控制器,该控制器耦接该上行串接端口、该下行串接端口以及该变压器,其中,该控制器在该变压器接收到输入电源时启动,该控制器通过该上行串接端口判断是否连接至上行变压器装置,
当该上行串接端口已连接至该上行变压器装置时,该控制器检测与该下行串接端口相连的下行变压器装置,将检测结果回报给该上行变压器装置,并从该上行串接端口获得控制信号,其中该控制器依据该控制信号以及该变压器以将该输入电源转换为输出电源。
2.如权利要求1所述的变压器装置,其中该上行串接端口并未连接至该上行变压器装置时,该控制器通过该下行串接端口获得该下行变压器装置所回报的检测结果以得知与该下行变压器装置相连的其他变压器装置的数量,藉以产生该控制信号,并传输该控制信号至该下行变压器装置。
3.如权利要求1所述的变压器装置,其中该控制信号包括各个变压器装置的电压转换功率、同步信号以及变压器的启动时间分配比例中的其中之一或其组合。
4.如权利要求1所述的变压器装置,其中该上行串接端口以及该下行串接端口包括检测引脚、输入电源端以及输出电源端,其中该上行串接端口的该输入电源端耦接该变压器的该输入端以及该下行串接端口的该输入电源端,且该上行串接端口的该输出电源端耦接该变压器的该输出端以及该下行串接端口的该输出电源端。
5.如权利要求1所述的变压器装置,其中该上行串接端口为公头形式,该下行串接端口为母头形式。
6.如权利要求5所述的变压器装置,其中该变压器装置的外壳设置与该上行串接端口连动的推杆,使该下行串接端口选择性地伸出该外壳或隐藏在该外壳中。
7.如权利要求1所述的变压器装置,该变压器装置还包括:
电源输入端口,该电源输入端口耦接至该变压器的输入端以提供该输入电源。
8.一种变压器装置的控制方法,其中该变压器装置包括上行串接端口、下行串接端口以及变压器,所述控制方法包括:
通过该上行串接端口判断是否连接至上行变压器装置;
当该上行串接端口已连接至该上行变压器装置时,检测与该下行串接端口相连的下行变压器装置;
将检测结果回报给该上行变压器装置;以及
从该上行串接端口获得控制信号,其中该变压器依据该控制信号以将该变压器的输入电源转换为输出电源。
9.如权利要求8所述的控制方法,该控制方法还包括:
当从该上行串接端口获得该控制信号时,传输该控制信号至该下行变压器装置。
10.如权利要求8所述的控制方法,该控制方法还包括:
当该上行串接端口并未连接至该上行变压器装置时,通过该下行串接端口获得该下行变压器装置所回报的检测结果以得知与该上行变压器装置相连的其他变压器装置的数量;
依据该检测结果产生该控制信号,并传输该控制信号至该下行变压器装置。
11.如权利要求8所述的控制方法,其中该控制信号包括各个变压器装置的电压转换功率、同步信号以及启动时间分配比例中的其中之一或其组合。
12.如权利要求8所述的控制方法,其中该上行串接端口以及该下行串接端口包括检测引脚、输入电源端以及输出电源端,其中该上行串接端口的该输入电源端耦接该变压器的输入端以及该下行串接端口的该输入电源端,且该上行串接端口的该输出电源端耦接该变压器的输出端以及该下行串接端口的该输出电源端。

说明书全文

变压器装置及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种变压器技术,且特别涉及一种可将变压器装置相互串接以整合其输出功率的变压器装置及其控制方法。

背景技术

[0002] 近年来,消费型电子产品逐渐划分为多种不同功能的应用,例如以电子竞赛为主要功能的笔记本型计算机、方便上网的平板计算机、便于携带及使用的智能型手机等。这些消费型电子产品的耗电功率将随这些功能而改变,使得这些电子产品的变压器将依据所需耗电功率而进行自适应设计,导致无法相互共用。
[0003] 也就是说,当消费型电子产品损坏或被淘汰时,与其对应的变压器便无法使用,因而产生许多电子垃圾。因此,若采用统一规格的变压器技术,或许可让这些变压器可在不同的消费型电子产品之间共用。然而,这些变压器的输出功率不尽相同,导致可互相共用的电子产品种类也需要使用者自行调整。
[0004] 因此,需要提供一种变压器装置及其控制方法来解决上述问题。

发明内容

[0005] 本发明提供一种变压器装置及其控制方法,其可将多个变压器装置相互连接以整合或提高这些变压器装置的输出功率,且可调整相连的变压器装置的数量以适应性地调整电输出。
[0006] 本发明的变压器装置包括:变压器、上行串接端口、下行串接端口以及控制器;该上行串接端口耦接该变压器的输入端;该下行串接端口耦接该变压器的输出端;该控制器耦接该上行串接端口、该下行串接端口以及该变压器,其中,该控制器在该变压器接收到输入电源时启动,该控制器通过该上行串接端口判断是否连接至上行变压器装置,当该上行串接端口已连接至该上行变压器装置时,该控制器检测与该下行串接端口相连的下行变压器装置,将检测结果回报给该上行变压器装置,并从该上行串接端口获得控制信号,其中该控制器依据该控制信号以及该变压器以将该输入电源转换为输出电源。
[0007] 本发明的变压器装置的控制方法适用于包括上行串接端口、下行串接端口以及变压器的变压器装置,所述控制方法:通过该上行串接端口判断是否连接至上行变压器装置;当该上行串接端口已连接至该上行变压器装置时,检测与该下行串接端口相连的下行变压器装置;将检测结果回报给该上行变压器装置;以及从该上行串接端口获得控制信号,其中该变压器依据该控制信号以将该输入电源转换为输出电源。
[0008] 基于上述,本发明所述的变压器装置可通过上行串接端口以及下行串接端口来得知与其相互串接的其他变压器装置(这些相互连接的变压器装置可被称为串接变压器),甚至得知这些变压器装置的电压转换功率等信息。并且,可通过位于串接变压器首个的变压器装置来产生控制信号至其他的变压器装置,藉以让这些变压器装置能够协同运作。藉此,本发明实施例可将多个变压器装置相互连接以整合或提高这些变压器装置的输出功率,且可调整相连的变压器装置的数量以适应性地调整电力输出。
[0009] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

[0010] 图1是依照本发明一实施例的一种变压器装置的功能框图
[0011] 图2及图3是变压器装置的外观示意图。
[0012] 图4绘示两个变压器装置相互连接的示意图。
[0013] 图5是依照本发明一实施例的一种变压器装置的控制方法的流程图
[0014] 图6为两个变压器装置相互连接的控制信号以及同步频率信号的时序图。
[0015] 图7为三个变压器装置相互连接的控制信号以及同步频率信号的时序图。
[0016] 主要组件符号说明:
[0017] 100        变压器装置
[0018] 110        变压器
[0019] 120        上行串接端口
[0020] 130、430    下行串接端口
[0021] 140        控制器
[0022] 150、450    电源输入端口
[0023] 160        电源输出端口
[0024] 170        上行变压器装置
[0025] 180        下行变压器装置
[0026] 210、230    电缆线
[0027] 470        上行变压器装置的外壳
[0028] S510~S580 步骤
[0029] A、B、C     控制信号
[0030] AC1、AC2    输入电源端
[0031] DC1、DC2    输出电源端
[0032] PD1、PD2    检测引脚
[0033] PWM        脉冲宽度调变信号
[0034] T1、T2      周期
[0035] CLK        同步频率信号

具体实施方式

[0036] 图1是依照本发明一实施例的一种变压器装置100的功能框图。图2及图3是变压器装置100的外观示意图。请同时参照图1、图2及图3,变压器装置100主要包括变压器110、上行串接端口120、下行串接端口130以及控制器140。变压器装置100可适用于多种消费型电子装置,其主要用来将输入电源(例如,市电、交流电)转换为输出电源(例如,直流电)。变压器装置100还可选择性地包括电源输入端150以及电源输出端口160。
[0037] 上行串接端口120及下行串接端口130是用于让其他变压器装置(如,图1所示的上行变压器装置170以及下行变压器装置180)与变压器装置100相互连接的串接端口。上行串接端口120包括检测引脚PD2、输入电源端AC2以及输出电源端DC2,而下行串接端口130亦包括检测引脚PD1、输入电源端AC1以及输出电源端DC1。为使这些相互串接的变压器装置皆能够获得相同的输入电源并提供输出电源,上行串接端口120的输入电源端AC2耦接变压器110的输入端以及下行串接端口130的输入电压端AC1,且上行串接端口120的输出电源端DC2耦接变压器110的输出端以及下行串接端口130的该输出电压端DC1。
[0038] 若是上行变压器装置170藉由上行串接端口120连接至变压器装置100时,本实施例的控制器140可藉由上行串接端口120的检测引脚PD2来从上行变压器装置170获得控制信号。另一方面,若是下行变压器装置180藉由下行串接端口130连接至变压器装置100时,本实施例的控制器140可通过下行串接端口130的检测引脚PD1来将从上行变压器装置170获得的控制信号传递给下行变压器装置180,或是控制器140将自身产生的控制信号传递给下行变压器装置180。在符合本发明的其他实施例中,也可在变压器装置100中的上行串接端口120及下行串接端口130皆另外设置控制信号端,控制器140通过此控制信号端来接收或传输所述控制信号至其他的变压器装置。控制器140可藉由所述控制信号来产生脉冲宽度调变(PWM)信号PWM,并藉由此信号PWM来控制变压器以将输入电源转换为输出电源。
[0039] 请参照图2及图3,变压器装置100具备外壳200,外壳200上主要包括上行串接端口120、下行串接端口130以及电源输入端口150。电源输入端口150可电性连接电缆线210以接收市电。外壳200上还可设置与上行串接端口120连动的推杆220。使用者可依其需求来推动此推杆220,藉以让上行串接端口120选择性地伸出外壳200或隐藏在外壳200之中。本实施例的上行串接端口120为公头形式,也就是上行串接端口120为突出的圆柱体形态。下行串接端口130为母头形式,也就是下行串接端口130为圆柱孔形态。
[0040] 当上行串接端口120伸出外壳200时,便可与上行变压器装置170相连,如图4所示,图4绘示两个变压器装置相互连接的示意图。图4绘示上行变压器装置170的外壳470以及变压器装置100的外壳200。本实施例的变压器装置100以及上行变压器装置170可为相似结构。变压器装置100的上行串接端口120伸出外壳200且插入上行变压器装置170外壳470上的下行串接端口430。上行变压器装置170的电源输入串接端口450连接至电缆线210,且变压器装置100的下行串接端口130则连接至通往消费型电子装置的电缆线230。藉此,便可实现上行变压器装置170与变压器装置100的相互连接。变压器装置100与下行变压器装置180的相连方式与图4中上行变压器装置170与变压器装置100的相连方式类似。本实施例可连接多个变压器装置,而并非仅受限于图4所述的两个变压器装置相连,并且每个变压器装置亦可单独作为变压器使用。
[0041] 请参照图3,本实施例的变压器装置100是将下行串接端口130与电源输出端口共用相同的连接孔。其理由在于,与下行串接端口130或是电源输出端口相连的电缆线230是用来与消费型电子装置连接,且下行串接端口130亦具备输出电源端DC1。因此,电缆线230可与变压器装置100一同设计,使得电缆线230符合下行串接端口130的插头规格即可。
[0042] 图5是依照本发明一实施例的一种变压器装置的控制方法的流程图。请同时参照图1及图5,在步骤S510中,控制器140将在变压器110接收到输入电源时启动。变压器110接收到输入电源的时间点可以是藉由电缆线插入电源输入端口150而获得输入电源时,也可以是藉由上行串接端口120或下行串接端口130所连接的其他变压器装置所提供的输入电源,藉由上行串接端口120或下行串接端口130的输入电源端AC1、AC2传递给变压器110。
[0043] 在步骤S520中,控制器140通过上行串接端口120判断是否连接至上行变压器装置170。当上行串接端口120已连接至上行变压器装置170时,表示变压器装置100并非此串接变压器的首个变压器装置,控制器140便从步骤S520进入步骤S530,藉以检测是否有与下行串接端口130相连的下行变压器装置180。本实施例以此串接变压器的首个变压器装置来作为主要产生控制信号的变压器装置,应用本实施例者可依其需求来以此串接变压器的任何一个变压器装置来作为主要产生控制信号的设备。本实施例藉由串接变压器而形成的多个变压器装置类似于多项式降压转换器结构(multi-phase buck converter),因此作为主要产生控制信号的变压器装置可藉由此多项式降压转换器结构来产生相似的控制信号,藉以让这些变压器装置成为组合式的多项式电源转换器。
[0044] 本实施例的变压器装置100在对下行变压器装置进行检测时,除了可以得知是否确实已连接到下行变压器装置以外,还希望得知下行变压器装置是否还有继续连接到其他的变压器装置,藉以得知目前下行串接端口所连接的变压器装置的数量。此相互连接的变压器装置的数量为首个变压器装置所要知道的信息,如此才能产生相应的控制信号。此外,变压器装置100还可检测下行变压器装置以及与其连接的其他变压器装置的电压转换功率,藉以作为检测结果回报给首个变压器装置。
[0045] 在步骤S540中,控制器140会将步骤S530的检测结果回报给上行变压器装置170。在步骤S550中,在将所述检测结果回报之后,控制器140可从上行串接端口120获得上行变压器装置170所提供的控制信号,控制器140便依据此控制信号以及变压器110以将输入电源转换为输出电源。
[0046] 相对地,若判断上行串接端口120并未连接至上行变压器装置170时,表示此变压器装置100为此串接变压器的首个变压器装置。因此,从步骤S520进入步骤S560,控制器140可通过下行串接端口130获得下行变压器装置180所回报的检测结果,以得知与下行变压器装置相连的其他变压器装置的数量。甚至,还可以知道这些变压器装置的电压转换功率。若变压器装置100并未连接至上行变压器装置170也并未连接至下行变压器装置180时,则控制器140便自行控制变压器110以作为单个变压器结构即可。
[0047] 在步骤S570中,控制器140依据下行变压器装置180所回报的检测结果来产生控制信号。本实施例所述的控制信号可包括相互连接的各个变压器装置的电压转换功率、同步信号以及变压器的启动时间分配比例中的其中之一或其组合。并且,在步骤S580中,控制器140传输此控制信号至下行变压器装置180,藉以让下行变压器装置180以及与其连接的其他变压器装置可依据此控制信号来转换电源。
[0048] 若以图4的两个变压器装置100、170相互连接的架构作为举例,首个变压器装置170将会产生控制信号,并通过变压器装置170的下行串接端口传送给变压器装置100。在此假设变压器装置100及170的电压转换功率皆为50瓦。如此一来,上行变压器装置170以及变压器装置100的输出切换方式可如图6所示。图6为两个变压器装置相互连接的控制信号以及同步频率信号的时序图。图6中的控制信号A为上行变压器装置170用来控制其中的变压器的PWM信号,控制信号B为变压器装置100用来控制其中的变压器的PWM信号,而信号CLK为同步频率信号。由图6中可知,在同步频率信号CLK的一个周期T1中,控制信号A会使上行变压器装置170中的变压器先行启动半个周期T1。也就是,在前半个周期T1时,控制信号A为逻辑1状态,而控制信号B为逻辑0状态。控制信号B则会使变压器装置100中的变压器启动另外半个周期T1。也就是,在后半个周期T1时,控制信号A为逻辑0状态,而控制信号B为逻辑1状态。
[0049] 若以三个变压器装置相互连接的架构作为举例,在此假设这三个变压器装置的电压转换功率分别为100瓦、50瓦以及50瓦。由于每个变压装置的变压转换功率不同,因此首个变压器装置所产生的控制信号中将会依据这些变压转换功率来适度地调整变压器的启动时间。例如,首个变压器装置所产生的控制信号中可包括变压器的启动时间分配比例为2:1:1,使得这些变压器装置的输出切换方式可如图7所示。图7为三个变压器装置相互连接的控制信号以及同步频率信号的时序图。图7中的控制信号A为第一变压器装置(电压转换功率为100瓦)用来控制其中的变压器的PWM信号,控制信号B为第二变压器装置(电压转换功率为50瓦)用来控制其中的变压器的PWM信号,控制信号C为第三变压器装置(电压转换功率为50瓦)用来控制其中的变压器的PWM信号,而信号CLK为同步频率信号。由图7中可知,在同步频率信号CLK的一个周期T2中,控制信号A会使第一变压器装置中的变压器先行启动半个周期T2,而控制信号B与控制信号C则会使第一变压器装置与第二变压器中的变压器启动另外1/4个周期T2。
[0050] 综上所述,本发明所述的变压器装置可通过上行串接端口以及下行串接端口来得知与其相互串接的其他变压器装置(这些相互连接的变压器装置可被称为串接变压器),甚至得知这些变压器装置的电压转换功率等信息。并且,可通过位于串接变压器首个的变压器装置来产生控制信号至其他的变压器装置,藉以让这些变压器装置能够协同运作。藉此,本发明实施例可将多个变压器装置相互连接以整合或提高这些变压器装置的输出功率,且可调整相连的变压器装置的数量以适应性地调整电力输出。
[0051] 虽然本发明已以实施例公开如上,然而其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,应当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围应当视所附的权利要求书所界定者为准。
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