專利名稱：功率強(qiáng)化電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種功率強(qiáng)化電子裝置，特別關(guān)于一種應(yīng)用于電子設(shè)備的儲電單元的 功率強(qiáng)化電子裝置。
背景技術(shù)：
自從富蘭克林發(fā)現(xiàn)電之后，人類的生活就無法離開電子設(shè)備。而為了能更方便使 用這些電子設(shè)備，電子設(shè)備也可靠著電池運(yùn)作，使我們可以在不需使用外接電源的情況下， 使用這些電子設(shè)備。然而，由于電子零件老化、電路耗損及其它原因，與電池連接的負(fù)載無法工作出其 所應(yīng)該達(dá)到的功率，而降低負(fù)載的工作效能。負(fù)載的工作效能不佳會(huì)衍生其它問題，例如， 若所述負(fù)載進(jìn)行燃燒程序時(shí)，效能不佳會(huì)導(dǎo)致空氣污染，并使負(fù)載壽命縮短。因此，如何提 供一種功率強(qiáng)化電子裝置，可使得由電池供電的電子裝置得到更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力，而提升工作 效能，實(shí)為當(dāng)前重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的是提供一種功率強(qiáng)化電子裝置，其與電子設(shè)備的 儲電單元并聯(lián)，能夠強(qiáng)化儲電單元所供電的電子裝置的驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)而提升電子裝置的工作 效能。本發(fā)明可采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種功率強(qiáng)化電子裝置與一電子設(shè)備的儲電單元并聯(lián)，并包括一主電 路，所述主電路包括一頻率控制單元、一開關(guān)單元、一電荷泵單元、一輸出功率反饋單元以 及一電壓放大單元。頻率控制單元用以輸出一振蕩訊號。開關(guān)單元與頻率控制單元電性連 接，依據(jù)振蕩訊號決定致能或不致能一導(dǎo)通訊號。電荷泵單元與開關(guān)單元電性連接，并放大 導(dǎo)通訊號的電流而輸出一脈沖訊號。輸出功率反饋單元與電荷泵單元電性連接，并依據(jù)脈 沖訊號輸出一反饋訊號。電壓放大單元與輸出功率反饋單元及開關(guān)單元電性連接，并放大 反饋訊號的電壓而輸出一電壓放大訊號至開關(guān)單元。前述的功率強(qiáng)化電子裝置，其中所述頻率控制單元包括一振蕩器及一電容器，所 述電容器決定所述振蕩器的振蕩頻率。前述的功率強(qiáng)化電子裝置，其中所述開關(guān)單元包括一與門與一正反器，所述與門 與所述頻率控制單元及所述電壓放大單元電性連接，所述正反器與所述頻率控制單元及所 述電荷泵單元電性連接。前述的功率強(qiáng)化電子裝置，其中所述電荷泵單元包括多個(gè)晶體管。前述的功率強(qiáng)化電子裝置，其中所述輸出功率反饋單元包括多個(gè)電阻器。前述的功率強(qiáng)化電子裝置，其中所述電壓放大單元包括一比較器，所述比較器與 所述開關(guān)單元及所述輸出功率反饋單元電性連接，并依據(jù)所述反饋訊號及一參考訊號輸出 所述電壓放大訊號。
前述的功率強(qiáng)化電子裝置，還包括一開關(guān)控制電路，電性連接至所述儲電單元與 所述主電路之間，當(dāng)所述儲電單元的電壓大過一啟動(dòng)電壓時(shí)，所述開關(guān)控制電路導(dǎo)通所述 主電路及所述儲電單元。前述的功率強(qiáng)化電子裝置，其自所述儲電單元所消耗的功率小于所述儲電單元的 總功率的四分之一。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明的功率強(qiáng)化電子裝置至少具有下列優(yōu)點(diǎn)承上所述，本發(fā)明的功率強(qiáng)化電子裝置與電子設(shè)備的儲電單元并聯(lián)，并且儲電單 元供電給功率強(qiáng)化電子裝置。功率強(qiáng)化電子裝置將自儲電單元取得的功率，通過電壓放大 單元進(jìn)行訊號的電壓放大，并通過電荷泵單元進(jìn)行訊號的電流放大，并通過頻率控制單元 將訊號脈沖化，經(jīng)由上述轉(zhuǎn)化的訊號會(huì)回饋至與儲電單元電性連接的系統(tǒng)電路上(包括其 它負(fù)載)，使得與儲電單元連接的負(fù)載得到強(qiáng)化的驅(qū)動(dòng)力及功率，進(jìn)而提升所述負(fù)載的工作 效能，進(jìn)而達(dá)到節(jié)省能源、延長儲電單元及負(fù)載的使用周期、及環(huán)境保護(hù)等的附加效果。


圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種功率強(qiáng)化電子裝置與一電子設(shè)備的儲電單元并 聯(lián)的示意圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的功率強(qiáng)化電子裝置的主電路的方塊示意圖；圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的功率強(qiáng)化電子裝置的主電路的電路示意圖；圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的功率強(qiáng)化電子裝置包括開關(guān)控制電路的方塊示意圖； 以及圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的功率強(qiáng)化電子裝置的開關(guān)控制電路的電路示意圖。主要元件符號說明1 功率強(qiáng)化電子裝置10:主電路11 頻率控制單元12 開關(guān)單元13:電荷泵單元14 輸出功率反饋單元15:電壓放大單元20:開關(guān)控制電路a、a'端點(diǎn)A:與門Cl 電容器Cp 比較器D1、D2、D3、D4 二極管F:正反器L 電感Q1、Q2、Q3:晶體管R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8 電阻器
REF 參考訊號RL:繼電器SA:電壓放大訊號SC:導(dǎo)通訊號SF:反饋訊號SL 邏輯訊號SO 振蕩訊號SP 脈沖訊號SU:儲電單元VIN 輸入訊號VOUT 輸出訊號
具體實(shí)施例方式以下將參照相關(guān)圖式，說明依本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種功率強(qiáng)化電子裝置。請參照圖1所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種功率強(qiáng)化電子裝置1與一電子設(shè)備的 儲電單元SU并聯(lián)。本實(shí)施例不限制電子設(shè)備的種類，其可以是任意電子設(shè)備，例如消費(fèi)性 電子產(chǎn)品、或交通工具、或家電產(chǎn)品。儲電單元SU用以儲存電能，其形式可例如可以是電 池、或電路、或電子組件的組合。儲電單元SU可與多個(gè)負(fù)載電性連接，本實(shí)施例以負(fù)載一至 負(fù)載三為例，所述負(fù)載皆由儲電單元SU供電，并形成一系統(tǒng)電路。功率強(qiáng)化電子裝置1包括一主電路10，主電路10的正、負(fù)極可分別與儲電單元SU 的正、負(fù)極電性連接。主電路10的方塊圖請參照圖2所示，主電路10包括一頻率控制單元 11、一開關(guān)單元12、一電荷泵單元13、一輸出功率反饋單元14以及一電壓放大單元15。其中，頻率控制單元11用以輸出一振蕩訊號S0，振蕩訊號SO例如為IOOKHz的振 蕩訊號。開關(guān)單元12與頻率控制單元11及電荷泵單元13電性連接，并依據(jù)振蕩訊號SO 決定致能或不致能一導(dǎo)通訊號SC至電荷泵單元13。電荷泵單元13與開關(guān)單元12及輸出 功率反饋單元14電性連接，并放大導(dǎo)通訊號SC的電流而輸出一脈沖訊號SP至輸出功率反 饋單元14。另外，電荷泵單元13與儲電單元SU的正極電性連接，使得脈沖訊號SP回饋至 儲電單元SU與負(fù)載一至負(fù)載三所形成的系統(tǒng)電路中，并對系統(tǒng)電路造成功率(驅(qū)動(dòng)力)強(qiáng) 化的效果。輸出功率反饋單元14與電荷泵單元13及電壓放大單元15電性連接，并依據(jù)脈沖 訊號SP輸出一反饋訊號SF至電壓放大單元15。通過輸出功率反饋單元14可讓主電路10 所產(chǎn)生的功率約略維持在一定值。電壓放大單元15與輸出功率反饋單元14及開關(guān)單元12 電性連接，并放大反饋訊號SF的電壓而輸出一電壓放大訊號SA至開關(guān)單元12。而開關(guān)單 元12依據(jù)電壓放大訊號SA及振蕩訊號SO決定致能或不致能導(dǎo)通訊號SC。通過上述電子組件的操作，主電路10遂形成一回路。并且，通過功率強(qiáng)化電子裝 置1設(shè)置在系統(tǒng)電路中，并提供高能階(主要通過電壓放大單元15及電荷泵單元13)及高 頻脈沖(主要通過頻率控制單元11)的訊號回饋至系統(tǒng)電路中，而提升負(fù)載一至負(fù)載三的 用電效能，并補(bǔ)償、克服系統(tǒng)電路訊號在線路上傳遞的損耗、以及減輕系統(tǒng)電路因受電子組 件老化而功率衰退的影響。
圖3是主電路10的一實(shí)施電路圖，只是舉例說明，惟本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有 通常知識者皆知，主電路10可用多種等效電路圖加以實(shí)施。請參照圖2及圖3所示，頻率控制單元11可包括一振蕩器及一電容器Cl，振蕩器 輸出一振蕩訊號S0，電容器Cl的電容值可決定振蕩訊號SO的振蕩頻率。另外，通過電阻器 Rl可限制主電路10的輸出功率。開關(guān)單元12可包括一與門(AND Gate)A與一正反器(flip-flop)F。與門A與頻 率控制單元11及電壓放大單元15電性連接，正反器F與頻率控制單元11及電荷泵單元 13 (包括晶體管Ql及Q2)電性連接。與門A依據(jù)振蕩訊號SO及電壓放大訊號SA決定致能 或不致能一邏輯訊號SL，正反器F接收邏輯訊號SL及振蕩訊號SO以致能一導(dǎo)通訊號SC。 當(dāng)振蕩訊號SO與電壓放大訊號SA皆為高準(zhǔn)位(level)時(shí)，則開關(guān)單元12致能導(dǎo)通訊號 SC ；當(dāng)振蕩訊號SO與電壓放大訊號SA其中的一非為高準(zhǔn)位時(shí)，則開關(guān)單元12不致能導(dǎo)通 訊號SC。電荷泵單元13可包括多個(gè)晶體管，在此以包括晶體管Ql及Q2為例。當(dāng)導(dǎo)通訊號 SC導(dǎo)通晶體管Ql時(shí)，晶體管Ql可讓經(jīng)由電阻器R2而來的訊號以數(shù)倍于導(dǎo)通訊號SC的電 流值通過晶體管Q1，并導(dǎo)通晶體管Q2。同樣地，晶體管Q2也使其集極(collector)的電流 放大。故整體而言，電荷泵單元13放大導(dǎo)通訊號SC的電流而輸出一脈沖訊號SP作為輸出 至系統(tǒng)電路的輸出訊號V0UT。另外，晶體管Q2的一端可電性連接至一電感L及一二極管 D1。其中，電感L用以儲能，并作為輸出能量的緩沖；二極管Dl可防止電流逆流，而維持電 流的單方向性。輸出功率反饋單元14可包括多個(gè)電阻器R3及R4。輸出功率反饋單元14接收脈 沖訊號SP，并可通過電阻器R3及R4產(chǎn)生反饋訊號SF。電壓放大單元15可包括一比較器Cp，比較器Cp與開關(guān)單元12及輸出功率反饋 單元14電性連接，并依據(jù)反饋訊號SF及一參考訊號REF輸出電壓放大訊號SA至開關(guān)單元 12。而開關(guān)單元12又依據(jù)電壓放大訊號SA及振蕩訊號SO作動(dòng)。請參照圖4所示，功率強(qiáng)化電子裝置1還可包括一開關(guān)控制電路20，電性連接至儲 電單元SU與主電路10之間。當(dāng)儲電單元SU的電壓大過一啟動(dòng)電壓時(shí)，開關(guān)控制電路20 導(dǎo)通主電路10及儲電單元SU。也就是說，開關(guān)控制電路20可作為主電路10的啟動(dòng)開關(guān)， 以避免主電路10在不必需的時(shí)啟動(dòng)，而消耗儲電單元SU的電能。圖5所示是開關(guān)控制電路20的一實(shí)施電路圖，只是舉例說明，惟本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域中具有通常知識者皆知，開關(guān)控制電路20可用多種等效電路圖加以實(shí)施。開關(guān)控制電路20的正、負(fù)極分別與儲電單元的正、負(fù)極電性連接。當(dāng)儲電單元SU 的電壓大過一啟動(dòng)電壓時(shí)，通過開關(guān)控制電路20的電阻器R6及R7的分壓作用，二極管D2 及D3以及晶體管Q3會(huì)被導(dǎo)通，使開關(guān)控制電路20形成一回路，以致繼電器RL的兩個(gè)端點(diǎn) a及a'接合。此外，主電路10的正極與儲電單元SU的正極電性連接，而主電路10的負(fù)極 與端點(diǎn)a電性連接，故主電路10與儲電單元SU形成回路而開始作動(dòng)。需注意到，本發(fā)明的功率強(qiáng)化電子裝置1可例如通過一電路板實(shí)施，或是整合至 系統(tǒng)電路中的主控制電路板。另外，為避免功率強(qiáng)化電子裝置1消耗太多儲電單元SU的功 率而導(dǎo)致負(fù)載一至負(fù)載三的工作效能下降，故功率強(qiáng)化電子裝置1自儲電單元SU所消耗的 功率可小于儲電單元SU的總功率的一特定比例，例如四分之一，而得到整體較佳效果。此外，本發(fā)明可將多個(gè)主電路并聯(lián)，以應(yīng)用于大負(fù)載的系統(tǒng)電路。綜上所述，本發(fā)明的功率強(qiáng)化電子裝置與電子設(shè)備的儲電單元并聯(lián)，并且儲電單 元供電給功率強(qiáng)化電子裝置。功率強(qiáng)化電子裝置將自儲電單元取得的功率，通過電壓放大 單元進(jìn)行訊號的電壓放大，并通過電荷泵單元進(jìn)行訊號的電流放大，并通過頻率控制單元 將訊號脈沖化，經(jīng)由上述轉(zhuǎn)化的訊號會(huì)回饋至與儲電單元電性連接的系統(tǒng)電路上(包括其 它負(fù)載)，使得與儲電單元連接的負(fù)載得到強(qiáng)化的驅(qū)動(dòng)力及功率，因而提升所述負(fù)載的工作 效能，進(jìn)而達(dá)到節(jié)省能源、延長儲電單元及負(fù)載的使用周期、及環(huán)境保護(hù)等的附加效果。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其 進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包括在后附的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
一種功率強(qiáng)化電子裝置，其特征在于，所述功率強(qiáng)化電子裝置與一電子設(shè)備的儲電單元并聯(lián)，且所述功率強(qiáng)化電子裝置包括一主電路，所述主電路包括一頻率控制單元，用以輸出一振蕩訊號；一開關(guān)單元，與所述頻率控制單元電性連接，并依據(jù)所述振蕩訊號決定致能或不致能一導(dǎo)通訊號；一電荷泵單元，與所述開關(guān)單元電性連接，并放大所述導(dǎo)通訊號的電流而輸出一脈沖訊號；一輸出功率反饋單元，與所述電荷泵單元電性連接，并依據(jù)所述脈沖訊號輸出一反饋訊號；以及一電壓放大單元，與所述輸出功率反饋單元及所述開關(guān)單元電性連接，并放大所述反饋訊號的電壓而輸出一電壓放大訊號至所述開關(guān)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率強(qiáng)化電子裝置，其特征在于，所述頻率控制單元包括一 振蕩器及一電容器，所述電容器決定所述振蕩器的振蕩頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率強(qiáng)化電子裝置，其特征在于，所述開關(guān)單元包括一與門 與一正反器，所述與門與所述頻率控制單元及所述電壓放大單元電性連接，所述正反器與 所述頻率控制單元及所述電荷泵單元電性連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率強(qiáng)化電子裝置，其特征在于，所述電荷泵單元包括多個(gè) 晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率強(qiáng)化電子裝置，其特征在于，所述輸出功率反饋單元包 括多個(gè)電阻器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率強(qiáng)化電子裝置，其特征在于，所述電壓放大單元包括一 比較器，所述比較器與所述開關(guān)單元及所述輸出功率反饋單元電性連接，并依據(jù)所述反饋 訊號及一參考訊號輸出所述電壓放大訊號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率強(qiáng)化電子裝置，其特征在于，還包括一開關(guān)控制電路，電性連接至所述儲電單元與所述主電路之間，當(dāng)所述儲電單元的電 壓大過一啟動(dòng)電壓時(shí)，所述開關(guān)控制電路導(dǎo)通所述主電路及所述儲電單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率強(qiáng)化電子裝置，其特征在于，其自所述儲電單元所消耗 的功率小于所述儲電單元的總功率的四分之一。全文摘要
一種功率強(qiáng)化電子裝置，包括一主電路，所述主電路包括一頻率控制單元、一開關(guān)單元、一電荷泵單元、一輸出功率反饋單元以及一電壓放大單元。頻率控制單元用以輸出一振蕩訊號。開關(guān)單元與頻率控制單元電性連接，依據(jù)振蕩訊號決定致能或不致能一導(dǎo)通訊號。電荷泵單元與開關(guān)單元電性連接，并放大導(dǎo)通訊號的電流而輸出一脈沖訊號。輸出功率反饋單元與電荷泵單元電性連接，并依據(jù)脈沖訊號輸出一反饋訊號。電壓放大單元與輸出功率反饋單元及開關(guān)單元電性連接，并放大反饋訊號的電壓而輸出一電壓放大訊號至開關(guān)單元。經(jīng)由上述轉(zhuǎn)化的訊號會(huì)回饋至與儲電單元電性連接的系統(tǒng)電路上，使得與儲電單元連接的負(fù)載得到強(qiáng)化的驅(qū)動(dòng)力及功率。
文檔編號H03F3/20GK101964632SQ200910159919
公開日2011年2月2日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者魏光前 申請人:魏光前