专利名称：用于可携电子装置的可扩充式能量储存系统的制作方法
技术领域：
本发明有关一种用于可携电子装置的可扩充式能量储存系统，特别是有关一种 用于可携电子装置的可扩充式磁电容能量储存系统。
背景技术：
在电子化时代，作为移动通讯或影音播放的可携电子装置如移动电话及mp3 播放器(player)等已为个人所广泛使用，而大多数的电子系统是借着化学电池以单 一电池的结构来提供电能，在较新的电池-超级电容混合式结构中是以化学电池为 主要的供电元件，以超级电容为尖峰电力的供电元件(超级电容可在极短时间内提 供高电能)，亦有电子系统是借着多个化学电池的结构来提供电能。
然而，上述的供能结构存在着许多问题。就单一电池的结构而言，为了能符合 提供偶发性的尖峰电力及持续不断供电的需求，通常会使用大型电池，然而这种设 计对于持续供电的需求来说，并非是最佳化的设计，此外，必须在大型电池与高需 能次系统间使用高线规而增加了重量及体积。
就多个化学电池的结构而言，会根据不同次系统的负载需求而使用不同尺寸的 电池来提供能量，虽然比单一电池的结构有效率，却也增加了重量及体积，此结构 还需要复杂的电路设计来使电池之间的电荷等化，如此多电池结构的性能表现才不 会受限于最弱的电池。此外，若遇到为了适应次系统的需求而需使用多种类型的化 学电池及充/放电设定的情况时，会使得电路设计更加复杂。
就电池-超级电容混合式结构而言，超级电容是用以提供偶发的尖峰电力需求， 电池仍然是系统的主要储能装置，因此对系统反应时间及系统重量并无多大改善， 此外也需复杂的电路来维持电容组的电荷等化，因而增加重量及能量管理系统的负 担。
因此需要一种用于可携电子装置的能量储存系统来改善上述问题。 发明内容因此本发明的目的在于提供一种可扩充式能量储存系统，可为可携电子装置带 来更佳的使用效益，更长的运作时间，亦可降低系统体积及重量。
依据本发明一方面的一种可扩充式能量储存系统，包括磁电容能量储存装置及 控制器。磁电容能量储存装置是以并联方式连接，并提供电能给可携电子装置，其 中每一磁电容能量储存装置具有正极端、负极端、以及控制端，用以耦合可携电子 装置。控制器耦合控制端至系统数据端。
依据本发明另一方面的一种可扩充式能量储存系统，包括磁电容能量储存装 置、控制开关、能量管理模块、过电流保护装置、及控制器。磁电容能量储存装置 提供电能给可携电子装置，磁电容能量储存装置具有正极端及负极端；控制开关与 磁电容能量储存装置的负极端耦合；过电流保护装置与能量管理模块耦合，可用以 避免供应可携电子装置过量电流；控制器将磁电容能量储存装置、控制开关、能量 管理模块、以及过电流保护装置耦合至系统数据端。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点能更明显易懂，以下将配合附图对 本发明的较佳实施例进行详细说明，其中
图1是绘示根据本发明一实施例的数个磁电容能量储存装置在壳体内的堆叠 示意图。
图2是绘示根据本发明一实施例的磁电容能量储存装置的尺寸大小示意图。 图3是绘示根据本发明一实施例的磁电容能量储存装置及控制器的系统示意图。
图4是绘示根据本发明一实施例的系统电路示意图。
图5是绘示根据本发明一实施例的可扩充式能量储存系统的封装方式示意图。 图6是绘示根据本发明另一实施例的系统示意图。
图7是绘示第一种以既有电池规格来封装可扩充式能量储存系统的示意图。 图8是绘示第二种以既有电池规格来封装可扩充式能量储存系统的示意图。 图9是绘示第三种以既有的锂离子电池以及锂聚合物电池规格来封装可扩充 式能量储存系统的示意图。
具体实施例方式
接下来请参照本发明较佳实施例的详细说明，其中所提到的范例会配合附图一同进行说明。在任何可能的情况下，附图及说明中所使用的相同标号都代表了相同 或类似的部件。
参照图1，其是绘示根据本发明一实施例的数个磁电容能量储存装置在壳体内 的堆叠示意图，一种用于可携电子装置的可扩充式能量储存系统可包括数个磁电容
能量储存装置，在此实施例中以磁电容能量储存装置110、 120、 130、及140来加 以说明，壳体160可容纳磁电容能量储存装置110、 120、 130、及140，而依据可 携电子装置各自的系统要求，可将不同数量或尺寸的磁电容能量储存装置加以堆叠 来提供电能。
参照图2，其是绘示根据本发明一实施例的磁电容能量储存装置的尺寸大小示 意图，图1中所示的每一磁电容能量储存装置可具有与磁电容能量储存装置200 相同的尺寸，磁电容能量储存装置200的长度约为50mm、宽度约为20mm、厚度 约为2mm。磁电容能量储存装置200具有正极端210、负极端220、及控制端230， 此装置200可利用这些端点与可携电子装置耦合。磁电容能量储存装置200可包括 数个微小的磁电容，相较于一般的传统电池，以其轻薄短小的特性提供电子装置大 量的电能。
参照图3，其是绘示根据本发明一实施例的磁电容能量储存装置及控制器的系 统示意图， 一种可扩充式能量储存系统可包括磁电容能量储存装置110、 120、 130、 140、及控制器180。磁电容能量储存装置110、 120、 130及140是以并联方式连 接，可提供电能给可携电子装置，每一磁电容能量储存装置具有正极端、负极端、 及控制端,控制器180将这些磁电容能量储存装置的控制端耦合至系统数据端182。 控制器180将这些磁电容能量储存装置的状态传送至系统数据端182以监控能量电 平并据以调整可携电子装置。
举例来说，电池状态指示器可包括自上次这些磁电容能量储存装置充电后的已 通话时间指示器及已待机时间指示器，或是包括电池放完电前可支持的剩余通话时 间指示器及剩余待机时间指示器，系统需要知道磁电容能量储存装置的状态以执行 电池状态指示器的功能，而此状态信息是由控制器180通过系统数据端182传送出 去。
参照图4，其是绘示根据本发明一实施例的系统电路示意图，磁电容能量储存 装置IIO、 120、 130及140是以并联方式连接，可提供电能给一负载(load)，此系 统电路中还包括数个开关，分别与这些磁电容能量储存装置耦合，依据负载的需求， 可选择性地开启或关闭每一个磁电容能量储存装置的开关以符合需求。此外，可对系统加以设计使其在这些磁电容能量储存装置放电时对其充电。
参照图5，其是绘示根据本发明一实施例的可扩充式能量储存系统的封装方式
示意图，磁电容能量储存装置110及120可使用将系统数据510配置于其中的方式 进行封装，此种磁电容能量储存装置的封装结构之外部具有正极端、负极端、及控 制端以与其它的系统连接。
参照图6，其是绘示根据本发明另一实施例的系统示意图， 一种用于可携电子 装置的可扩充式能量储存系统包括磁电容能量储存装置610、控制开关620、能量 管理模块630、控制器640、及过电流保护装置650。磁电容能量储存装置610可 包括数个微小的磁电容，此装置610可提供电能给一可携电子装置且具有正极端 612及负极端614。过电流保护装置650可能是一可重置保险丝。控制开关620与 磁电容能量储存装置610的负极端614耦合，能量管理模块630与控制开关620 耦合，过电流保护装置650的一端与能量管理模块630耦合，另一端是此可扩充式 能量储存系统的负极端，可与可携电子装置连接以避免供应可携电子装置过量的电 流。控制器640将磁电容能量储存装置610、控制开关620、能量管理模块630、 以及过电流保护装置650耦合至系统数据端642。控制器640接收来自磁电容能量 储存装置610、控制开关620、能量管理模块630、以及过电流保护装置650的信 号，接着将状态信息传送至系统数据端642以监控能量电平并据以调整可携电子装 置。
举例来说，电池状态指示器可包括自上次这些磁电容能量储存装置充电后的已 通话时间指示器及已待机时间指示器，或是包括电池放完电前可支持的剩余通话时 间指示器及剩余待机时间指示器，系统需要知道磁电容能量储存装置的状态以执行 电池状态指示器的功能，而此状态信息是由控制器640通过系统数据端642传送出 去。
为了将磁电容应用在一般的电子装置，也许需要对系统进行重新设计，然而， 对大多数的实例来说，此种重新设计或改良在技术上或经济上是不太可行的，既然 一大部分的可携电子装置如电子玩具及mp3 player等是依据现有的电池规格(如 AA、 AAA、 C、 D、锂离子电池、以及锂聚合物电池)来设计的，可扩充式能量储 存系统可使用标准电池的规格进行封装，参照图7，其是绘示第一种以既有电池规 格来封装可扩充式能量储存系统的示意图，可用在具有单电池槽的电子装置，这种 封装型式可适用于规格AA、 AAA、 C及D,此可扩充式能量储存系统包括磁电容 能量储存装置710、控制开关720、能量管理模块730、 DC-DC调节器740、及可重置保险丝750。此磁电容电池以正极端712为触点1、负极端714为触点2与电 池槽连接，而其它的空间则以填料填满。
以类似的封装方式，参照图8，其是绘示第二种以既有电池规格来封装可扩充 式能量储存系统的示意图，可用在具有多电池槽的电子装置。参照图9，其是绘示 第三种以既有的锂离子电池以及锂聚合物电池规格来封装可扩充式能量储存系统 的示意图。以磁电容电池取代传统电池(主要及次要的)可增加系统运作时间及系统 能量储存效益。
上述实施例说明了磁电容(一种新的能量储存装置)的实际应用，相较于传统电 容的储存容量，在相同的体积及重量条件下，磁电容的容量可增加109倍，为可携 电子装置如移动电话、笔记本电脑、mp3播放器、及PDA带来更佳的使用效益。
相较于传统的设计，上述实施例可提供系统更长的运作时间，且具有易于扩充 的优点，亦可降低系统的体积及重量。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉 此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种等同的改变或替换，因此 本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。
权利要求
1.一种用于可携电子装置的可扩充式能量储存系统，该可扩充式能量储存系统包含多个磁电容能量储存装置，以并联方式连接，提供电能给一可携电子装置，其中每一所述磁电容能量储存装置具有一正极端、一负极端、以及一控制端，用以耦合该可携电子装置；以及一控制器，耦合该控制端至一系统数据端。
2. 根据权利要求1所述之可扩充式能量储存系统，其特征在于还包含多个开关，分别与所述磁电容能量储存装置耦合。
3. 根据权利要求1所述之可扩充式能量储存系统，其特征在于每一所述磁电 容能量储存装置包含多个磁电容。
4. 根据权利要求1所述之可扩充式能量储存系统，其特征在于该控制器传送 所述磁电容能量储存装置的状态至该系统数据端以监控能量电平并据以调整该可 携电子装置。
5. 根据权利要求1所述的可扩充式能量储存系统，其特征在于所述磁电容能 量储存装置是以系统数据配置于其中的方式进行封装。
6. 根据权利要求1所述的可扩充式能量储存系统，其特征在于每一所述磁电 容能量储存装置的长度、宽度、及厚度各约为50mm、 20mm、及2mm。
7. —种用于可携电子装置的可扩充式能量储存系统，该可扩充式能量储存系 统包含一磁电容能量储存装置，提供电能给一可携电子装置，该磁电容能量储存装置 具有一正极端及一负极端；一控制开关，与该磁电容能量储存装置的该负极端耦合；一能量管理模块；一过电流保护装置，与该能量管理模块耦合，用以避免供应该可携电子装置过 量电流；以及一控制器，将该磁电容能量储存装置、该控制开关、该能量管理模块、以及该 过电流保护装置耦合至一系统数据端。
8. 根据权利要求7所述的可扩充式能量储存系统，其特征在于该磁电容能量 储存装置包含多个磁电容。
9. 根据权利要求7所述的可扩充式能量储存系统，其特征在于该控制器传送 该磁电容能量储存装置的状态至该系统数据端以监控能量电平并据以调整该可携 电子装置。
10. 根据权利要求7所述的可扩充式能量储存系统，其特征在于该过电流保护 装置是一可重置保险丝。
11. 根据权利要求7所述的可扩充式能量储存系统，其特征在于该可扩充式能 量储存系统是以既有的标准电池规格进行封装。
全文摘要
本发明是一种用于可携电子装置的可扩充式能量储存系统，包括磁电容能量储存装置及控制器。磁电容能量储存装置是以并联方式连接，并提供电能给可携电子装置，其中每一磁电容能量储存装置具有正极端、负极端、以及控制端，用以耦合可携电子装置。控制器耦合控制端至系统数据端。
文档编号H02J15/00GK101594007SQ20091014542
公开日2009年12月2日 申请日期2009年5月20日 优先权日2008年5月29日
发明者冯凯隽, 锜 赖 申请人:北极光股份有限公司