(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブであって、該ハブの外部に位置する電子機器、交流電源、及び少なくとも１つのモバイル装置と電気接続することに適用され、該電子機器は、接続ポートを含み、該電子機器の該接続ポートが給電モード及び充電モードを支援し、該ハブは、
該電子機器の接続ポートに電気接続することに適用され、第１データ伝送線及び第１電力伝送線を含む第１接続端と、
該モバイル装置と電気接続することに適用され、第２データ伝送線及び第２電力伝送線を含む少なくとも１つの第２接続端と、
該交流電源に電気接続することに適用される第３接続端と、
該第１接続端、該第２接続端、及び該第３接続端に電気接続し、該交流電源又は該電子機器が出力する電力を該モバイル装置に供給する電源モジュールと、
制御回路であり、該制御回路は、該第１接続端の該第１データ伝送線及び該電源モジュールの間に電気接続され、且つ該電子機器の該接続ポートは、給電モード及び充電モードを支援し、該制御回路、該電源モジュール、及び該電子機器の間の通信を経て、該電子機器を給電モードと充電モードの間で変換させる制御回路と、
を含み、
該第３接続端が該交流電源に電気接続する時、該電子機器の接続ポートが充電モードにあり、該第３接続端が該交流電源に電気接続していない時、該電子機器の接続ポートが給電モードにあり、該第１データ伝送線及び該第２データ伝送線が相互の間で電気接続され、
該電子機器及び該モバイル装置の間に相互のデータ伝送を行わせるハブ。
【請求項２】
前記第１接続端は、ＵＳＢタイプＣインタフェースである請求項１に記載のハブ。
【請求項３】
前記電源モジュールは、
交流/直流変換器であり、該交流/直流変換器の一方の入力端が該第３接続端を介して該交流電源に電気接続し、該交流/直流変換器の他方の入力端が該制御回路と電気接続し、且つ該制御回路は、該交流/直流変換器の出力電圧を調整することができる交流/直流変換器と、
入力端が該交流/直流変換器に電気接続し、出力端が該モバイル装置に電気接続する第１直流変換器と、
該第１接続端の該第１電力伝送線及び該第２接続端の該第２電力伝送線の間に電気接続する第１開閉部材と、
を含み、該第３接続端が該交流電源に電気接続する時、該第１開閉部材が開き、該第１電力伝送線及び該第２電力伝送線を電気接続していない状態にさせ、該第３接続端が該交流電源に電気接続していない時、該第１開閉部材が閉じ、該第１電力伝送線及び該第２電力伝送線を電気接続した状態にする請求項１に記載のハブ。
【請求項４】
更に、第４接続端を含み、該第４接続端は、該ハブの外部にある電子装置又は直流電源に電気接続することに適用され、該ハブ中の該第４接続端は、該電源モジュールに電気接続し、該第４接続端は、該電子装置に電気接続し、且つ該第３接続端は、該交流電源に電気接続し、該電源モジュールは、該交流電源が出力する電力を該電子装置に供給することに適用され、該第４接続端は、該直流電源に電気接続し、且つ該第３接続端は、該交流電源に電気接続しておらず、該電源モジュールは、該直流電源が出力する電力を該モバイル装置に供給することに適用される請求項１に記載のハブ。
【請求項５】
該電源モジュールは、
入力端が該第３接続端を介して該交流電源に電気接続する交流/直流変換器と、
入力端が該交流/直流変換器に電気接続し、出力端が該モバイル装置に電気接続する第１直流変換器と、
第１端、第２端、及び第３端を含み、該第１端は、該第１電力伝送線に電気接続し、該第２端が該第２電力伝送線に電気接続する第１開閉部材と、
入力端が該交流/直流変換器に電気接続し、出力端が該第１開閉部材の該第３端に電気接続する第２直流変換器と、
を含み、該制御回路は、該第１開閉部材及び該第２直流変換器に電気接続し、該制御回路は、該第２直流変換器の出力電圧を調整することができ、
該第３接続端が該交流電源に電気接続するか、該第４接続端が該直流電源に電気接続する時、該第１開閉部材の該第１端は、該第３端と導通し、
該第３接続端が交流電源に電気接続しておらず、且つ該第４接続端が該直流電源に接続していない時、該第１開閉部材の該第１端は、該第２端と導通する請求項４に記載のハブ。
【請求項６】
該電源モジュールは、
入力端が該第３接続端を介して該交流電源に電気接続する交流/直流変換器と、
入力端が第２開閉部材に電気接続し、出力端が該モバイル装置に電気接続する第１直流変換器と、
第１端、第２端、第３端及び第４端を含み、該第１端は、該第１電力伝送線に電気接続し、該第２端が該第２電力伝送線に電気接続し、該第４端は、該交流/直流変換器に電気接続する第１開閉部材と、
入力端が第２開閉部材に電気接続し、出力端が該第１開閉部材の該第３端に電気接続する第２直流変換器と、
入力端が第２開閉部材に電気接続し、出力端が該第１開閉部材の該第４端に電気接続する第３直流変換器と、
を含み、該制御回路は、該第１開閉部材に電気接続し、且つ該制御回路は、該第１開閉部材の該第１端が第２端、第３端、又は第４端と選択的に電気接続するよう制御し、
該第３接続端が該交流電源に電気接続する時、該第２開閉部材は、導通状態を呈し、
該第４接続端が該直流電源に電気接続する時、該第２開閉部材は、非導通状態を呈し、
該第３接続端が該交流電源に電気接続しておらず、且つ該第４接続端が該直流電源に電気接続していない時、該第１開閉部材の該第１端は、該第２端と導通する請求項４に記載のハブ。
【請求項７】
更に、
エネルギー蓄積素子と、
入力端が該エネルギー蓄積素子に電気接続し、出力端が該第２直流変換器及びギア第１直流変換器に電気接続する第３開閉と、
を含み、該第３接続端が、該交流電源に電気接続するか、該第４接続端が該直流電源に電気接続する時、該第３開閉が導通せず、充電回路は、該エネルギー蓄積素子に対して充電を行い、
該第３接続端が該交流電源に電気接続しておらず、且つ該第４接続端が該直流電源に電気接続していない時、該第３開閉が導通し、該エネルギー蓄積素子を給電モードにさせる請求項５又は６に記載のハブ。
【請求項８】
該電源モジュールは、
入力端が該第３接続端を介して該交流電源に電気接続する交流/直流変換器と、
入力端が該交流/直流変換器に電気接続し、出力端が該モバイル装置に電気接続する第１直流変換器と、
第１端、第２端、及び第３端を含み、該第１端は、該第１電力伝送線に電気接続し、該第２端が該第２電力伝送線に電気接続する第１開閉部材と、
入力端が該交流/直流変換器に電気接続し、出力端が該第１開閉部材の該第３端に電気接続する第２直流変換器と、を含み、
該制御回路は、該第１開閉部材及び該第２直流変換器に電気接続し、該制御回路は、該第２直流変換器の出力電圧を調整することができ、
該第３接続端が該交流電源に電気接続する時、該第１開閉部材の該第１端は、該第３端と導通し、
該第３接続端が交流電源に電気接続していない時、該第１開閉部材の該第１端は、該第２端と導通する請求項１に記載のハブ。
【請求項９】
更に、第４接続端を含み、該第４接続端は、外部環境にある電子装置又は直流電源に電気接続することに適用され、該ハブ中の該第４接続端は、該電源モジュールに電気接続し、
該第４接続端は、該電子装置に電気接続し、該電源モジュールは、該交流電源又は該電子機器が出力する電力を該電子装置に供給することに適用され、該第４接続端は、該直流電源に電気接続し、該電源モジュールは、該直流電源が出力する電力を該電子機器又は該モバイル装置に供給することに適用される請求項１に記載のハブ。
【請求項１０】
前記電源モジュールは、
交流/直流変換器であり、該交流/直流変換器の入力端が該第３接続端を介して該交流電源に電気接続する交流/直流変換器と、
入力端が該交流/直流変換器に電気接続し、出力端が該モバイル装置に電気接続する第１直流変換器と、
該第１接続端の該第１電力伝送線及び該第２接続端の該第２電力伝送線の間に電気接続する第１開閉部材と、
を含み、該第３接続端が該交流電源に電気接続するか、該第４接続端が該直流電源に電気接続する時、該第１開閉部材が開き、該第１電力伝送線及び該第２電力伝送線を電気接続していない状態にさせ、
該第３接続端が該交流電源に電気接続しておらず、且つ該第４接続端は、該直流電源に電気接続する時、該第１開閉部材が閉じ、該第１電力伝送線及び該第２電力伝送線を電気接続した状態にする請求項９に記載のハブ。
【請求項１１】
前記電源モジュールは、
交流/直流変換器であり、該交流/直流変換器の入力端が該第３接続端を介して該交流電源に電気接続する交流/直流変換器と、
入力端が該交流/直流変換器に電気接続し、出力端が該モバイル装置に電気接続する第１直流変換器と、
該第１接続端の該第１電力伝送線及び該第２接続端の該第２電力伝送線の間に電気接続する電流分配器と、を含む請求項９に記載のハブ。
【請求項１２】
更に、少なくとも１つのブリッジ制御器を含み、該ブリッジ制御器は、制御器に電気接続し、該ブリッジ制御器は、異なる信号フォーマット間の変換を行うことに適用される請求項１に記載のハブ。
【請求項１３】
前記第１接続端は、ＵＳＢインタフェースである請求項１に記載のハブ。
【請求項１４】
更に、エネルギー蓄積素子を含み、該エネルギー蓄積素子は、該電源モジュールに電気接続し、該第３接続端が該交流電源に電気接続する時、該エネルギー蓄積素子は、充電モードにあり、該第３接続端が該交流電源に電気接続していない時、該エネルギー蓄積素子は、給電モードにある請求項１に記載のハブ。
【請求項１５】
更に、制御器を含み、該制御器は、該第１データ伝送線及び該第２データ伝送線の間に電気接続される請求項１に記載のハブ。
【請求項１６】
該制御器は、更に、信号を該モバイル装置に発送することに適用され、該モバイル装置に急速充電モードを起動させる請求項１５に記載のハブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハブに関し、特に、データ伝送及び複合式電源急速充電機能を兼ね備える複合式電源を有するハブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、科学技術の発展に伴い、各種モバイル装置（例えば、スマートフォン）の寸法は、益々小さくなり、モバイル装置を携帯に便利な方向に発展にさせている。当然ながら、モバイル装置は通常電池に依存して正常動作を維持し、モバイル装置の電池を使い終えた後にはすぐに充電する必要がある。
【０００３】
現在、モバイル装置は、ＡＣ電源を使用し、アダプタ（又は充電器）を合わせて充電する以外に、消費者は、更に、しばしばパソコン上のＵＳＢを使用して充電する。但し、ＰＣ及びＮＢのＵＳＢは、ただ標準充電モード５００ｍＡを提供することしかできない。しかしながら、モバイル装置の種類が多くなるにつれて、消費者の多くは、２種以上のモバイル装置、例えば、携帯電話、外付け式ハードディスク、タブレットＰＣ、又はデジタルカメラ等を有し、一般のデスクトップ型パソコン上のＵＳＢ接続ポートの数量は、消費者にとって使用に十分でない可能性がある。この時、使用者は、ＵＳＢハブ（USB hub）を購入してＵＳＢの数量を拡張する。特に、小サイズのノート型パソコンは、携帯性が重視され、ＵＳＢ接続ポートの数も減少し、ただ２つ、更に将来にはただ１つになり得る。消費者が外出時に携帯電話、ノートパソコン、及びハブ等の装置を必要とする以外に、更に別途各装置に組み合わせる各種アダプタを携帯する必要があり、このように、明らかに周辺装置及びアクセサリが相当多くなっており、非常に不便である。現在、市場には、幾つかの急速充電の電子製品があるが（例えば、車両用充電器、又はＡＣから複数組のＵＳＢ接続ポートに変換する充電器）、これら製品は、十分なパワーを有し、多くのモバイル電子装置に急速充電を行わせるが、データを伝送することができない。従来のＵＳＢハブは、ＵＳＢ接続ポートを拡張することができ、複数組のモバイル電子装置に同時にデータ伝送を行わせるが、一般の機器のＵＳＢ接続ポートが提供するパワーは有限であり、ＵＳＢ接続ポートに過電流を生じるか、又は快速充電を起動すると同時に信号伝送する機能に欠き（例えば、ＣＤＰモード）、モバイル装置は、標準充電モードのみを許容でき、ハブが急速充電機能を提供することができない。市場では、少数のハブは、依然として別途のアダプタ(adapter)を介して、より多くの電源を提供させることができるが、少なくとも２つのアクセサリを携帯する必要があり、コストと不便を増加させる。また、幾つかのＵＳＢハブは、スイッチを手動で切り替え、ＵＳＢ電源及び外部の電源変換器との間の切り換えを行うものがあるが、使用上相当に不便である。
【０００４】
従って、上記問題を如何に解決し、データ伝送でき、携帯利便性を兼ね備え、同時に急速充電でき、コストを低減する１つの製品を開発するかは、当業者が思考するに値するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の問題を解決する為、本発明の目的は、データ伝送及び急速充電機能を兼ね備え、且つ携帯利便性を兼ね備え、随時随所で充電を行うことができるハブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的及びその他の目的に基づき、本発明は、ハブを提供し、このハブは、外部環境に位置する電子機器、交流電源、及び少なくとも１つのモバイル装置と電気接続し、電子機器は、接続ポートを含む。ハブは、第１接続端、少なくとも１つの第２接続端、第３接続端、制御器、及び電源モジュールを含む。第１接続端は、該電子機器の接続ポートに電気接続し、且つ第１接続端は、第１データ伝送線及び第１電力伝送線を含む。第２接続端は、該モバイル装置に電気接続することに適用され、第２接続端は、第２データ伝送線及び第２電力伝送線を含む。また、第３接続端は、交流電源に電気接続する。制御器は、第１データ伝送線及び第２データ伝送線の間に電気接続し、且つ制御器は、モバイル装置と信号を相互に伝送することに適用される。また、制御器は、信号をモバイル装置に発送することに適用され、モバイル装置に急速充電モードを起動させる。電源モジュールは、第１接続端、第２接続端、該第３接続端に電気接続し、該電源モジュールは、交流電源又は電子機器が出力する電力をモバイル装置に供給する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のハブは、データ伝送及び急速充電機能を兼ね備え、且つ携帯利便性を兼ね備え、随時随所で充電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の第１実施例のハブの外観説明図である。
【図１Ｂ】本発明の第１実施例のハブの外観説明図である。
【図２Ａ】第１実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。
【図２Ｂ】本発明の第２実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。
【図２Ｃ】本発明のもう１つの実施例のハブの外観説明図である。
【図３Ａ】本発明の第３実施例のハブの外観説明図である。
【図３Ｂ】本発明の第３実施例のハブの外観説明図である。
【図４Ａ】第３実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。
【図４Ｂ】第３実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。
【図４Ｃ】第４実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。
【図４Ｄ】第５実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。
【図５Ａ】第６実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。
【図５Ｂ】第７実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。
【図６】第８実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。
【図７】第９実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。
【図８】第１０実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。
【図９Ａ】本発明のハブの使用説明図である。
【図９Ｂ】本発明のハブの使用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
下記の実施例において、同一又は相似する部材は、同じ符号で表す。
【００１０】
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａを参照し、図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施例のハブの外観説明図であり、図２Ａは、第１実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。ハブ１００は、第１接続端１１１及び少なくとも１つの第２接続端１１３を含み、本実施例の第２接続端１１３は、４つであり、そのうち、ＵＳＢタイプＡインタフェースに属する第２接続端１１３ａの個数が２つであり、ＵＳＢタイプＣインタフェースの第２接続端１１３ｂの個数が２つである。また、第１接続端１１１は、ＵＳＢタイプＣインタフェースに属する。当然ながら、第１接続端１１１及び第２接続端１１３の個数及びインタフェースの形式は、上記に限らない。ハブ１００は、第１接続端１１１及びＵＳＢ伝送線１５を介して電子機器１０の接続ポート１０ａに電気接続する（図９Ａ参照）。ここでは、接続ポート１０ａは、例えば、ＵＳＢインタフェースであり、電子機器１０は、例えば、ＡＩＯ（All in one）ＰＣ、デスクトップ型パソコン、又はノート型パソコンである。各第２接続端１１３は、ハブ１００をモバイル装置３０に電気接続させることができ、モバイル装置３０は、例えば、携帯電話、タブレットＰＣ、カードリーダ又は保存装置等である。電子機器１０は、ＵＳＢ伝送線１５及びハブ１００によってモバイル装置３０に接続し、データ交換又は充電の作業を行うことができる。また、ハブ１００内部に制御器１１７を含み、制御器１１７は、電子機器１０とモバイル装置３０の間に電気接続される。また、第１接続端１１１は、第１データ伝送線１１１１及び第１電力伝送線１１１２を含み、第２接続端１１３は、第３データ伝送線１１３１及び第２電力伝送線１１３２を含む。本実施例において、ＵＳＢ伝送線１５中の信号伝送線１５１は、第１データ伝送線１１１１を介して制御器１１７に接続し、制御器１１７は、第２データ伝送線１１３１及びもう１つのＵＳＢ伝送線１５'中の信号伝送線１５１'を介してモバイル装置３０に接続し、従って、制御器１１７は、モバイル装置３０と信号を相互に伝送することに適用され、電子機器１０及びモバイル３０の間のデータ伝送管路を確立する。
【００１１】
制御器１１７は、信号をモバイル装置３０に発送することができ、モバイル装置３０は、該信号を受け取った後、急速充電モードを起動する。詳細に述べれば、現行のＵＳＢ接続ポート接続ポートは、３種の伝送の定義：スタンダードダウンストリームポート（CDP）、専用充電ポート（DCP）及び充電ダウンストリームポート（CDP）がある。ＳＤＰは、主にデータ伝送に用いられ、その充電電流は、ただ５００ｍＡであり、故に充電速度は比較的遅い。ＤＣＰは、充電専用の定義であり、最大は、１５００ｍＡ又はさらに多くの電流で充電することができるが、データ伝送を提供することができない。ＣＤＰは、データ伝送を行うことができるが、最大１５００ｍＡの電流で充電することもできる。制御器１１７が発送する信号は、モバイル装置３０にＣＤＰの充電モードの支援をオンにさせることができ、急速充電と同時にデータ伝送を行うことができる。また、制御器１１７は、状況に応じてモバイル装置３０にＤＣＰモードのみを起動させることもできる。例えば、ハブ１００が電子機器１０の接続ポート１０ａに接続しておらず、データ伝送機能を有さない電圧源（例えば、モバイル電源又は室内電源）に接続する時、制御器１１７は、モバイル装置３０にＤＣＰモードを起動させることができる。
【００１２】
継続して図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａを参照し、ハブ１００は、更に、第３接続端１１５及び電源モジュール１１９を含み、この第３接続端１１５は、外部の交流電源２０に電気接続する。また、電源モジュール１１９は、第１接続端１１１、第２接続端１１３、及び第３接続端１１５に電気接続し、この電源モジュール１１９は、交流電源２０又は電子機器１０が出力する電力をモバイル装置３０に供給することに適用される。そのうち１つの実施例において、第３接続端１１５が交流電源２０に接続後、交流電源２０は、電源モジュール１１９を介してモバイル装置３０に電力を供給する。もう１つの実施例において、第３接続端１１５は、交流電源２０に接続後、同時に交流電源２０及び電子機器１０から電力をモバイル装置３０に提供する。
【００１３】
また、好適実施例において、ハブは、制御回路１１２を更に含み、この制御回路１１２は、第１データ伝送線１１１１及び電源モジュール１１９の間に電気接続する。電子機器１０の接続ポート１０ａは、給電モード及び充電モードを支援し、例えば、接続ポート１０ａ及びＵＳＢタイプＣインタフェースは、制御回路１１２、電源モジュール１１９、及び電子機器１０の間のコミュニケーションを制御し、電子機器１０の接続ポート１０ａに給電モード及び充電モードの間で変換を行わせることができる。詳細に述べれば、第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続していない時、電子機器１０の接続ポート１０ａは給電モードにあり、制御回路１１２及び制御回路１１７に動作させ、制御回路１１２に随時、電源モジュール１１９とコミュニケーションを行わせることができる。制御回路１１２は、電子機器１０に現在の電源モジュール１１９の状態を随時通知することができる。電源モジュール１１９が交流電源２０に電気接続する時、制御回路１１２は、電子機器１０に給電モードを停止するよう通知する。その後、制御回路１１２は、電源モジュール１１９に電圧を調整し、第１接続端１１１に出力し、給電するよう要求し、続いて、電子機器１０に通知し、内部のスイッチ（図示せず）を起動し、接続ポート１０ａを充電モードに変換することができる。また、電源モジュール１１９及び交流電源２０が電気接続を失う時、制御回路１１２は、即座に電子機器１０に通知し、接続ポート１０ａの充電モードを停止し、その後、制御回路１１２は、電源モジュール１１９に第１接続端１１１に対する給電を切断するよう要求し、それから、電子機器１０に通知し、内部のスイッチを起動して接続ポート１０ａを給電モードに変換することができる。
【００１４】
また、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ｂを同時に参照し、図２Ｂが開示するのは、本発明の第２実施例のハブの構造説明図である。本実施例において、電源モジュール１１９は、交流/直流変換器１１９１、第１直流変換器１１９３、及び第１開閉部材１１９５を含み、そのうち、交流/直流変換器１１９１のうち１つの入力端は、第３接続端１１５を介して交流電源２０に電気接続し、交流/直流変換器１１９１のもう１つの入力端は、制御回路１１２と電気接続し、且つ制御回路１１２は、交流/直流変換器１１９１の出力電圧Ｖ１（Ｖ１は、５Ｖ、９Ｖ、１２Ｖ、１５Ｖ、２０Ｖ等、更にはその他の電圧値であることができる）を調整することができる。また、第１直流変換器１１９３の入力端は、交流/直流変換器１１９１に電気接続し、第１直流変換器１１９３の出力端は、モバイル装置３０に電気接続する。また、第１開閉部材１１９５は、第１接続端１１１の第１電力伝送線１１１２及び第２接続端１１３の第２電力伝送線１１３２の間に電気接続される。
【００１５】
そのうち、電源モジュール１１９は、検出回路（図示せず）は、交流電源２０に電気接続しているかを検出することができ、検出回路が、第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続したのを検出する時、第１開閉部材１１９５が開き、第１電力伝送線１１１２及び第２電力伝送線１１３２を電気接続の状態にさせ、且つ電子機器１０の接続ポート１０ａが充電モードに変換される。本実施例において、交流電源２０の出力電圧の範囲は、１００ＶＡＣ〜２４０ＶＡＣであることができ、交流/直流変換器１１９１の出力電圧Ｖ１は、制御回路１１２により調整される。例えば、制御回路１１２は、第１データ伝送線１１１１から電子機器１０が必要とする電圧が２０Ｖであることを知ることができ、交流/直流変換器１１９１の出力電圧Ｖ１を２０Ｖに調整し、電子機器１０に対して給電する。また、第１直流変換器１１９３の出力電圧Ｖ２は、例えば、５Ｖであり、モバイル装置３０に対して給電する。
【００１６】
第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続しない時、第１開閉部材１１９５が閉じ（closed；即ち、導通状態を呈する）、且つ電子機器１０の接続ポート１０ａが給電モードに変換され、第１電力伝送線１１１２及び第２電力伝送線１１３２を電気接続の状態にさせ、電子機器１０をモバイル装置３０に給電を行わせる。
【００１７】
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ｃを参照し、図２Ｃは、本発明のもう１つの実施例のハブのアーキテクチャの説明図である。本実施例において、電源モジュール１１９は、交流/直流変換器１１９１、制御回路１１２、第１直流変換器１１９３、第１開閉部材１１９５、及び第２直流変換器１１９７を含み、第２直流変換器１１９７は、本実施例において、降圧変換器であり、即ち、第２直流変換器１１９７の出力電圧は、入力電圧より小さい。そのうち、交流/直流変換器１１９１のうちの１つの入力端は、第３接続端１１５を介して交流電源２０に電気接続し、交流/直流変換器１１９１のもう１つの入力端は、第２直流変換器１１９７と電気接続し、制御回路１１２は、第２直流変換器１１９７及び第１開閉部材１１９５と電気接続し、且つ制御回路１１２は、第２直流変換器１１９７の出力電力を５Ｖ、９Ｖ、１２Ｖ、１５Ｖ、２０Ｖ又はその他の電圧値に調整することができる。
【００１８】
また、第１開閉部材１１９５は、第１端Ｐ１、第２端Ｐ２、及び第３端Ｐ３を含み、第１端Ｐ１は、第１電力伝送線１１１２に電気接続し、且つ第２端Ｐ２は、第２電力伝送線１１３２に電気接続する。第２直流変換器１１９７の入力端は、交流/直流変換器１１９１に電気接続し、第２直流変換器１１９７の出力端は、第１開閉部材１１９５の第３端Ｐ３に電気接続する。第３接続端１１５は、交流電源２０に電気接続する時、第１開閉部材１１９５の第１端Ｐ１は、第２端Ｐ２と導通し、電子機器１０から電力をモバイル装置３０に供給する。
【００１９】
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａを参照し、図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の第３実施例のハブの外観説明図であり、図４Ａは、第３実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。第１実施例のハブ１００に比較し、本実施例のハブ２００は、更に、第４接続端１１６を含み、そのうち、第４接続端１１６は、外部環境に位置する電子装置４０に電気接続し、ハブ２００中の第４接続端１１６は、電源モジュール１１９に電気接続する。そのうち、第４接続端１１６は、電子装置４０に電気接続し、電源モジュール２１９は、交流電源２０が出力する電力を電子装置４０に供給することができる。ここでは、電子装置４０に必要な入力電圧は、モバイル装置３０が必要とする入力電圧と異なり、この電子装置４０は、例えば、タブレットＰＣ、ノート型パソコン、ＡＩＯＰＣである。また、図４Ｂを参照し、第４接続端１１６は、直流電源４０'に電気接続し、且つ第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続していない時、電源モジュール１１９は、直流電源４０'が出力する電力を電子機器１０又はモバイル装置３０に供給することに適用される。ここでは、直流電源４０'、例えば、自動車バッテリの充電スタンドであり、その出力電圧は、約１２Ｖ又は２４Ｖである。
【００２０】
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ｃを参照し、図４Ｃは、第４実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。本実施例において、電源モジュール２１９は、交流/直流変換器２１９１、第１直流変換器２１９３、及び第１開閉部材２１９５を含み、且つ第４接続端１１６は、電子層４０に電気接続し、第３接続端１１５は、交流電源２０に電気接続し、且つ電子機器１０の接続ポート１０ａ（図９Ａ参照）は、給電モードのみを支援することができる。そのうち、交流/直流変換器２１９１のうちの入力端は、第３接続端１１５を介して交流電源２０に電気接続し、交流/直流変換器２１９１の出力電圧が電圧Ｖ１であり、電圧Ｖ１は、電子装置４０の出力電圧とすることができる。第１直流変換器２１９３の入力端は、交流/直流変換器２１９１に電気接続し、第１直流変換器２１９３の出力端は、モバイル装置３０に電気接続する。本実施例において、第１直流変換器２１９３は、降圧変換器であり、即ち、第１直流変換器２１９３の出力電圧は、入力電圧より小さい。また、第１開閉部材２１９５は、第１電力伝送線１１１２及び第２電力伝送線１１３２の間に電気接続する。本実施例において、第１開閉部材２１９５は、非導通の状態を呈し、従って、電子機器１０は、モバイル装置３０と電気接続しておらず、交流電源２０から電力を電子装置４０及びモバイル装置３０に供給する。また、その他の実施例において、第４接続端１１６が直流電源４０'に電気接続し、且つ第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続していない時（図４Ｂに示す状況）、直流電源４０'は、第１直流変換器２１９３を介して出力される電力をモバイル装置３０に供給する。本実施例において、第１直流変換器２１９３の出力電圧は、５Ｖである。
【００２１】
図４Ｄを参照し、図４Ｄは、第５実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。本実施例において、電源モジュール２１９は、交流/直流変換器２１９１、第１直流変換器２１９３、及び電流分配回路２１９７を含み、第４接続端１１６は、直流電源４０'に電気接続し、第３接続端１１５は、交流電源２０と電気接続し、且つ電子機器１０の接続ポート１０ａ（図９Ａ参照）は、給電モードのみを支援することができる。そのうち、電流分配回路(current sharing circuit)２１９７は、第１電力伝送線１１１２及び第２電力伝送線１１１３の間に電気接続される。電流分配回路２１９７により、電子機器１０及び直流電源４０'は、同時にモバイル装置３０に給電することができ、このように、モバイル装置３０は、瞬間的に電子機器１０と直流電源４０'のうち一方の電源を失うことによって動作が停止又は通信が途絶えることがない。また、電流分配回路２１９７によって、電子機器１０と直流電源４０'の電力利用順序及び割合を設定することもでき、モバイル装置３０に最も多くの電源を十分に使用させることができる。電流分配回路２１９７の実施例について、米国特許出願１４/９９２，１３０の図４Ａ及びその関連説明を参考とすることができる。
【００２２】
図５Ａを参照し、図５Ａは、第６実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。本実施例のハブ３００において、電源モジュール３１９は、交流/直流変換器２１９１と、第１直流変換器２１９３と、第１開閉部材３１９５と、第２直流変換器３１９７と、を含む。そのうち、第１開閉部材３１９５は、第１端Ｐ１、第２端Ｐ２、及び第３端Ｐ３を含み、第１端Ｐ１は、第１電力伝送線１１１２に電気接続し、且つ第２端Ｐ２は、第２電力伝送線１１３２に電気接続する。第２直流変換器３１９７の入力端は、交流/直流変換器２１９１に電気接続し、第２直流変換器３１９７の出力端は、第１開閉部材３１９７に電気接続し、且つ制御回路１１２は、第２直流変換器３１９７の出力電圧を調整することができる。また、本実施例において、電子機器１０の接続ポート１０ａは、給電モード及び充電モードを支援する。第２直流変換器３１９７は、本実施例では、昇降圧変換器であり、即ち、第２直流変換器３１９７の出力電圧は、入力電圧より小さく、入力電圧より大きい。
【００２３】
継続して図５Ａを参照し、第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続するか、又は第４接続端１１６が直流電源４０'に電気接続する時、第１開閉部材３１９５の第１端Ｐ１は、第３端Ｐ３と導通する。更に詳細に述べれば、仮に電子機器１０が必要とする入力電圧が１５Ｖであり、第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続する（但し、第４接続端１１６は、直流電源４０'に電気接続していない）時、交流/直流変換器２１９１の出力電圧は、２０Ｖ電源であり、この時、制御回路１１２は、第２直流変換器３１９７の出力電圧を１５Ｖに調整し、第１開閉部材３１９５によって電子機器１０が必要とする電力を供給し、即ち、第２直流変換器３１９７は、降圧の機能を発揮する。第４接続端１１６は、直流電源４０'に電気接続する（但し、第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続していない）時、直流電源４０'の出力電圧が１２Ｖであり、この時、制御回路１１２は、第２直流変換器３１９７の出力電圧を１５Ｖに調整し、即ち、第２直流変換器３１９７は、昇圧の機能を発揮する。その他の実施例において、電子機器１０が必要とする入力電圧が２０Ｖであり、この時、制御回路１１２は、第２直流変換器３１９７と並列接続し、且つ導通状態を呈する開閉回路（図示せず）によって、交流/直流変換器２１９１を第１開閉部材３１９５によって電子機器１０に対して必要な電力を供給させることができる。
【００２４】
また、第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続しておらず、且つ第４接続端１１６が直流電源４０'に電気接続していない時、第１開閉部材３１９５の第１端Ｐ１は、第２端Ｐ２と導通し、即ち、交流電源２０及び直流電源４０'が何れも電源モジュール３１９と電気接続していない時、電子機器１０から電力をモバイル装置３０に供給する。
【００２５】
図５Ｂを参照し、図５Ｂは、第７実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。本実施例において、電源モジュール３１９'は、交流/直流変換器２１９１、第１直流変換器２１９３、第１開閉部材３１９５'、第２開閉部材３１９６、第２直流変換器３１９７及び第３直流変換器３１９８を含む。そのうち、第２開閉部材３１９６は、交流/直流変換器２１９１及び第４接続端１１６の間に電気接続し、交流/直流変換器２１９１及び第４接続端１１６の間の導通状態を制御する。第１直流変換器２１９３の入力端は、第２階へ行き部材３１９６に電気接続し、第１直流変換器２１９３の出力端モバイル装置３０に電気接続する。第１開閉部材３１９５'は、第１端Ｐ１、第２端Ｐ２、第３端Ｐ３、及び第４端Ｐ４を含み、そのうち、第１端Ｐ１は、第１電力伝送線１１１２に電気接続し、第２端Ｐ２は、第２電力伝送線１１３２に電気接続し、第４端Ｐ４は、交流/直流変換器２１９１に電気接続する。また、制御回路１１２は、第１接続部材３１９５'に電気接続し、制御回路１１２は、第１開閉部材３１９５'の第１端Ｐ１は、第２端Ｐ２、第３端Ｐ３、又は第４端Ｐ４と選択的に電気接続する。第２直流変換器３１９７の入力端は、第２開閉部材３１９６に電気接続し、第２直流変換器３１９７の出力端は、第１開閉部材３１９５'の第３端Ｐ３に電気接続する。第３直流変換器３１９８の入力端は、第２開閉部材３１９６に電気接続し、第３直流変換器３１９８の出力端は、第１開閉部材３１９５'の第４端Ｐ４に電気接続する。第３直流変換器２１９８は、本実施例では、昇圧変換器であり、即ち、第３直流変換器３１９８の出力電圧は、入力電圧より大きい。
【００２６】
継続して図５Ｂを参照し、本実施例において、第３直流変換器３１９８の出力電圧は、２０Ｖであり、第２直流変換器３１９７の出力電圧は、１５Ｖであり、第１直流変換器２１９３の出力電圧は、５Ｖである。そのうち、制御回路１１２は、電子機器１０から獲得する情報に基づき、第１端Ｐ１を選択的に第２端Ｐ２、第３端Ｐ３、又は第４端Ｐ４と電気接続するように制御する。例えば、電子機器１０が必要とする入力電圧が２０Ｖである時、第１端Ｐ１は、第４端Ｐ４と電気接続する。電子機器１０が必要とする入力電圧が１５Ｖである時、第１端Ｐ１は、第３端Ｐ３と電気接続する。また、第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続する時、第２開閉部材３１９６は、閉じ（即ち、導通）、交流電源２０から電子機器１０及びモバイル装置３０、更には電子装置４０（第４接続端１１６が電子装置４０に電気接続する場合）に電力を供給する。第４接続端１１６は、直流電源４０'に電気接続する時、第２開閉部材３１９６は、非導通状態を呈し、直流電源４０'から電子機器１０及びモバイル装置３０に電力を供給する。第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続しておらず、且つ第４接続端１１６が直流電源４０'に電気接続していない時、第１開閉部材３１９５'の第１端Ｐ１は、第２端Ｐ２と導通し、電子機器１０は、モバイル装置３０に電力を供給する。図５Ｂにおいて、第２直流変換器３１９７の出力電圧は、固定された電圧であるが、第２直流変換器３１９７の出力電圧は、調整性を有することもでき、例えば、９Ｖ又は１２Ｖに調整することができる。
【００２７】
図６を参照し、図６は、第８実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。図２Ａのハブ１００に比較し、本実施例のハブ４００は、複数のブリッジ制御器４１８，４２８，４３８を含み、これらブリッジ制御器４１８，４２８，４３８は、制御器１１７に電気接続し、これらブリッジ制御器４１８，４２８，４３８は、異なる信号フォーマット間の変換を行うことに適用される。例えば、ブリッジ制御器４１８は、制御器１１７が出力する信号をその他のフォーマットの信号に変換することができ、それら信号を外部の電子装置３２に伝送し、電子装置３２は、例えば、カードリーダ、ＶＧＡ接続ポート、又はＨＤＭＩ接続ポートである。また、ブリッジ制御器４２８は、メモリ４２９に接続し、このメモリ４２９は、ハブ４００中に位置し、このように、ハブ４００は、データ保存の機能を有し、モバイルハードディスクとして使用者に使用させることができる。また、ハブ４００は、ＯＴＧ制御器４４８を更に含み、そのうち、該ＯＴＧ制御器４４８は、制御器４４８は、制御器１１７と電気接続し、且つブリッジ制御器４３８は、ＯＴＧ制御器４４８及びメモリ４３９の間に電気接続される。ＯＴＧ制御器４４８は、ＵＳＢ Ｏｎ-Ｔｈｅ-Ｇｏの規範を支援するものであり、従って、メモリ４３９は、モバイル装置３０とデータ伝送を行うことができ、その他のコンピュータ機器を介する必要がない。
【００２８】
図７を参照し、図７は、第９実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。図４Ｂのハブ２００に比較し、本実施例のハブ５００は、エネルギー蓄積素子５１４を更に含み、該エネルギー蓄積素子５１４は、電源モジュール２１９に電気接続する。そのうち、第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続するか、第４接続端１１６が直流電源４０'に電気接続する時、エネルギー蓄積素子５１４は充電モードにある。これに対して、第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続しておらず、且つ直流電源４０'に電気接続していない時、エネルギー蓄積素子５１４は給電モードにある。従って、本実施例のハブ５００は、モバイル電源として使用することができる。本実施例において、エネルギー蓄積素子５１４が電源モジュール２１９外に位置するが、エネルギー蓄積素子５１４を電源モジュール２１９内に設置することもできる。また、本実施例において、エネルギー蓄積素子５１４は、電池又は容量であることができる。
【００２９】
図８を参照し、図８は、第１０実施例のハブのアーキテクチャ説明図である。本実施例において、ハブ５００'は、エネルギー蓄積素子５１４、充電回路５２１、及び第３開閉５２３を更に含む。充電回路５２１の入力端は、交流/直流変換器２１９１に電気接続し、充電回路５２１の出力端は、エネルギー蓄積素子５１４に電気接続する。第３開閉５２３の入力端は、エネルギー蓄積素子５１４に電気接続し、該第３開閉５２３の出力端は、第２直流変換器３１９７及び第１直流変換器２１９３に電気接続する。そのうち、第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続するか、第４接続端１１６が直流電源４０'に電気接続する時、第３開閉５２３が導通せず、充電回路５２１は、エネルギー蓄積素子５１４に対して充電を行う。第３接続端１１５が交流電源２０に電気接続しておらず、且つ第４接続端１１６も直流電源４０'に電気接続する時、第３開閉５２３が導通し、エネルギー蓄積素子５１４を給電モードにさせる。そのうち、エネルギー蓄積素子５１４は、第１直流変換器２１９３によって電力をモバイル装置３０に供給し、第２直流変換器３１９７によって電力を電子機器１０に供給する。
【００３０】
図９Ａ及び図９Ｂを参照し、図９Ａ及び図９Ｂは、本発明のハブの使用説明図であり、このハブは、第３実施例のハブ２００であり、電子機器１０は、ノート型パソコンである。ハブ２００により、電子機器１０は、ただ１つのＵＳＢ３．１ ＰＤ(Power Delivery)タイプＣ接続ポート１０ａのみを必要とし、ハブ２００によってテレビ８、モバイル装置３０、ＳＤカード６、及び携帯式ハードディスク４と信号接続を行うか、又はハブ２００により電力をテレビ８、モバイル装置３０、及び携帯式ハードディスク４に電力Ｋを供給することもできる。或いは、ハブ２００によって、交流電源２０で電力を電子機器１０及びその他の装置に供給する。或いは、カーシガレット２を介して車上、飛行機上の電源（即ち、直流電源４０'）をモバイル装置及びノート型パソコン等の機器が必要な電圧源に変換することができ、或いは、モバイル電源３を用いて第４接続端１１６と電気接続し、各種機器が必要な電力を供給することもできる。上記を総合して分かるように、ハブ２００によって、電子機器１０が有する接続ポートの個数と種類を減少させ且つ標準化することができる。このように、ハブ２００自身の種類と規格も標準化することができる。また、消費者は、電子機器１００と各式ハブ２００の選択において異なる組み合わせを有することができ、消費者に購入上の柔軟性をもたせ、更に安価で便利である。
【００３１】
なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  電子機器
１００  ハブ
１１１  第１接続端
１１１１  第１データ伝送線
１１１２  第１電力伝送線
１１２  制御回路
１１３  第２接続端
１１３１  第２データ伝送線
１１３２  第２電力伝送線
１１３ａ  第２接続端
１１３ｂ  第２接続端
１１５  第３接続端
１１６  第４接続端
１１７  制御器
１１９  電源モジュール
１１９１  交流/直流変換器
１１９３  第１直流変換器
１１９５  第１開閉部材
１１９７  第２直流変換器
１５  ＵＳＢ伝送線
１５'  ＵＳＢ伝送線
１５１  信号伝送線
１５１'  信号伝送線
２  カーシガレット
２０  交流電源
２００  ハブ
２１９  電源モジュール
２１９１  交流/直流変換器
２１９３  第１直流変換器
２１９７  電流分配回路
３  モバイル電源
３０  モバイル装置
３１９'  電源モジュール
３１９５'  第１開閉部材
３１９６  第２開閉部材
３１９７  第２直流変換器
３１９８  第３直流変換器
４  携帯式ハードディスク
４０  電子装置
４００  ブリッジ制御器
４１８  ブリッジ制御器
４２８  ブリッジ制御器
４２９  メモリ
４３８  ブリッジ制御器
４３９  メモリ
４４８  ＯＴＧ制御器
５００  ハブ
５１４  エネルギー蓄積素子
５２１  充電回路
５２３  第３開閉部材
６  ＳＤカード
８  テレビ
【図１Ａ】
0006464355.tif 000002
【図１Ｂ】
0006464355.tif 000003
【図２Ａ】
0006464355.tif 000004
【図２Ｂ】
0006464355.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
0006464355.tif 000007
【図３Ｂ】
0006464355.tif 000008
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
0006464355.tif 000010
【図４Ｃ】
0006464355.tif 000011
【図４Ｄ】
0006464355.tif 000012
【図５Ａ】
0006464355.tif 000013
【図５Ｂ】
0006464355.tif 000014
【図６】
0006464355.tif 000015
【図７】
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【図８】
0006464355.tif 000017
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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