CN100525005C - 电子装置的供电控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种电子装置的供电控制装置及方法，其是利用装置于电子装置内部的充电电流控制模组与反馈信号控制模组，将电力控制信号通过反馈电路，传达至远端控制变压器，用以控制远端控制变压器所供给的输出电压，进而调整电池的充电电流，直到远端控制变压器所供给的总输入电流等于电子装置预设的最高总输入电流，以使电子装置的系统能够在安全的条件下，有充足的电力完成所需处理的程序。另外，亦可以根据电子装置的系统所需的电力多寡，分配提供给系统及电池的电力，藉以提高电力使用的效率。

Description

电子装置的供电控制装置及方法

技术领域

本发明是有关于一种电源控制的方法，特别是有关于一种利用反馈信号控制变压器的供电电压，达到电力有效分配使用的方法。

背景技术

目前携带式电子装置的电源皆有赖于与该电子装置连接的外部电源供应器所提供。其电源提供的方式为利用该携带式电子装置内部的充电控制器(Charge controller)将电力资讯传给与该携带式电子装置连接的变压器内部的控制器，以使变压器能够提供电池适当的充电电压或是电流并提供携带式电子装置运作时所需要的电力。而上述的电力资讯包含电池的电压、电池的电流，以及携带式电子装置的电力需求。

经过检索后发现，凹凸科技公司(02Micro)已有一相关的先前技术(美国专利号：6,741,066；案件名称：Power management for battery poweredappliances)。图1为根据此电源管理方法所绘示的装置方块图。其中电子装置110由交流/直流变压器(AC/DC adapter)120提供电源，并由充电控制器111控制供给电池(Battery)112充电所需的电力。另外，包括一电力分配器(Power conditioning)113将电力分配给第一子系统114、第二子系统115，以及第三子系统116。其中亦包含一反馈信号(Feedback controlsignal)130，由充电控制器111将所产生的反馈信号回传给直流/交流变压器120，藉以达到远端电力控制的目的。

由图1所绘示的电源管理装置所使用的电源管理方式中可发现，当电子装置110所使用的电力状况呈现一过负载的状况时，交流/直流变压器120会立即停止对电子装置110供应电力而避免交流/直流变压器120发生过负载的状况而发生使用安全的疑虑。但是当电子装置110发生过负载的状况之下，若交流/直流变压器120立即停止对系统110进行供电，将很容易导致电子装置110发生当机的现象而造成使用者的困扰。

发明内容

本发明的目的就是在提供一种电子装置的供电控制装置及方法，是利用充电电流控制模组控制远端控制变压器的输出电压，进而调整电池的充电电压，使电子装置即使电力瞬间过载，也不会造成远端控制变压器关闭，导致系统不稳发生当机，且本发明还可依据该电子装置的系统电力的需求，将原先供应给电池的充电电力，转成支援系统所需的电力。此种利用控制变压器的供电电压，以提高电力分配的效率，不但可确保电子装置使用的安全性，更可提高电力的使用效率，节省电力的使用。

故本发明提出一种电子装置的供电控制装置，其中电子装置具有一电池与一系统，供电控制装置是包括：一远端控制变压器、一充电电流侦测模组、一总输入电流侦测模组、一第一放大器、一最大总输入电流设定模组、一充电电流控制模组及一反馈信号控制模组等元件。远端控制变压器提供一总输入电流给电池与系统。充电电流侦测模组具有输入端与第一输出端，其输入端连接该系统。总输入电流侦测模组具有接收端、第一输出端与第二输出端，其接收端连接该远端控制变压器的输出端，以第一输出端分别连接充电电流侦测模组与系统。第一放大器具有第一输入端与第二输入端，其第一输入端是连接于总输入电流侦测模组的第二输出端。最大总输入电流设定模组是连接于第一放大器的第二输入端。充电电流控制模组的输入端是连接于第一放大器的输出端。反馈信号控制模组具有第一输入端与第二输入端，其第一输入端是连接于充电电流控制模组的第一输出端，其输出端是连接于该远端控制变压器。本发明于最大总输入电流设定模组预设一最高总输入电流，由总输入电流侦测模组侦测总输入电流之值，并利用第一放大器比较总输入电流与最高总输入电流之值，藉由充电电流控制模组通过反馈信号控制模组产生的反馈信号，调整该远端控制变压器的输出电压，进而调整供给电池的充电电流，直到放大器比较出总输入电流等于最高总输入电流。当总输入电流大于最高总输入电流的值时，充电电流控制模组输出调降充电电流的参考信号；当总输入电流小于最高总输入电流的值时，充电电流控制模组输出调升充电电流的参考信号；当总输入电流等于最高总输入电流的值时，充电电流控制模组不做调整；充电电流控制模组将所述参考信号输出到反馈信号控制模组，充电电流侦测模组也将侦测的充电电流值输出到反馈信号控制模组，反馈信号控制模组输出反馈信号，控制调整远端控制变压器的输出电压，进而调整电池的充电电流。

依照本发明的较佳实施例所述的电子装置的供电控制装置，上述反馈信号控制模组更包括第三输入端，且充电电流侦测模组与电池间更包括一充电电压设定模组，且充电电压设定模组的输入端是分别连接充电电流侦测模组与电池，充电电压设定模组的输出端连接于反馈信号控制模组的输入端。

依照本发明的较佳实施例所述的电子装置的供电控制装置，上述的总输入电流侦测模组是包括：一总输入电流侦测电阻及一电压放大器。

依照本发明的较佳实施例所述的电子装置的供电控制装置，上述的充电电流侦测模组是包括：一充电电流侦测电阻及一电压放大器。

本发明亦提出一种电子装置的供电控制方法，其中电子装置具有一电池以及一系统，一远端控制变压器供应一总输入电流至电子装置，总输入电流是分别供应该电池所需的一充电电流，及供应系统所需的一负载电流。供电控制方法包括：电子装置监控总输入电流、充电电流，且预设一总输入电流最大值、一最大充电电流及一最小充电电流；电子装置利用放大器输出的误差值转换为表征调降或调升充电电流的参考信号，来判断总输入电流与总输入电流最大值的关系；所述参考信号和监控的充电电流值提供给一反馈信号控制模组，以产生一反馈信号；并通过反馈信号控制远端控制变压器，充电电流介于最大充电电流与最小充电电流之间；接者电子装置会判断总输入电流与最高总输入电流是否相等，如果相等，当然就无须做任何调整，持续监控即可；如果不相等则会有两种状况，(一)当总输入电流大于总输入电流最大值，通过反馈信号控制逐渐降低远端控制变压器的输出电压，使充电电流逐渐降低，直到总输入电流等于最高总输入电流的后持续监控，若充电电流已降至预设的最小充电电流，则不再调降充电电流，此时的总输入电流可能高于总输入电流最大值；(二)当总输入电流小于总输入电流最大值，通过反馈信号控制逐渐升高远端控制变压器的输出电压，使充电电流逐渐升高，直到总输入电流等于最高总输入电流的后持续监控，但若充电电流已达最大充电电流设定值，则充电电流不再提高，此时的输入总电流会低于最高输入电流。

依照本发明的较佳实施例所述的电子装置的供电控制方法，上述的最大充电电流小于等于电池所能承受的最大电流。

依照本发明的较佳实施例所述的电子装置的供电控制方法，上述的最小充电电流近似0安培。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为根据习知技术所绘示的电源管理装置方块图。

图2是依照本发明较佳实施例所绘示的电源管理装置方块图。

图3是依照本发明较佳实施例所绘示的电子装置的供电控制方法流程图。

S310～S350：依照本发明较佳实施例所述的一种电子装置的供电控制方法的各步骤

110：电子装置

111：充电控制器(Charge Controller)

112：电池(Battery)

113：电力分配器(Power Conditioning)

114：第一子系统(First Subsystem)

115：第二子系统(Second Subsystem)

116：第三子系统(Third Subsystem)

120：交流/直流变压器(AC/DC Adapter)

130：反馈信号(Feedback Control Signal)

210：电子装置

211a：总输入电流侦测模组

211b：充电电流侦测模组

212：电池

213：系统

214：最大总输入电流设定模组

215：放大器

216：充电电流控制模组

217：充电电压设定模组

218：反馈信号控制模组

220：远端控制变压器

230：反馈信号

具体实施方式

图2是依照本发明较佳实施例所绘示的电源管理装置，其中电子装置210除了电池212与系统213之外，更包括：总输入电流侦测模组211a、充电电流侦测模组211b、最大总输入电流设定模组214、放大器215、充电电流控制模组216、充电电压设定模组217及反馈信号控制模组218等元件，由远端控制变压器220输出电流，分别供给电池212与系统213，其中远端控制变压器220的输出端输出电流依序经电流侦测模组211a、放大器215、充电电流控制模组216后，再输入反馈信号控制模组218，另一方面，于电流侦测模组211a的另一输出端输出的电流经充电电流侦测模组211b后，亦输入反馈信号控制模组218，至于由充电电流侦测模组211b的另一输出端输出的电流输入充电电压设定模组217后，亦输入反馈信号控制模组218；所有进入反馈信号控制模组218的信号，是通过反馈信号控制模组218所发出的反馈信号230由远端控制变压器220的输入端馈入远端控制变压器220内部电路，进而控制远端控制变压器220。

本发明的远端控制变压器220提供总输入电流I1，分为供给电池212充电使用的充电电流I2，以及供给系统213所需的负载电流I3，所以I1＝I2+I3。通过监控总输入电流I1与最大总输入电流设定模组214预设的总输入电流最大值I1max的关系，来决定是否要调整充电电流I2，进而调整总输入电流I1，当然I1max不会超过远端控制变压器220所能提供最大的连续输出电流，以避免远端控制变压器220损坏。当I1>I1max时，通过充电电流控制模组216输出调降充电电流I2的信号，并藉由反馈信号控制模组218输出的反馈信号230，控制调降远端控制变压器220的输出电压，进而调降充电电流I2，直到I1＝I1max；同理当I1<I1max时，充电电流控制模组216输出调升充电电流I2的信号，以控制调升远端控制变压器220的输出电压，进而调升充电电流I2，直到I1＝I1max。

反馈信号控制模组218是通过充电电流侦测模组211b所输入的信号，来测知充电电流I2的值，藉由动态的持续侦测I1与I1max的关系，动态调整充电电流I2，使I1＝I1max以提高电力的使用效率。由于电池212所能承受的最大充电电流有极限，故本发明的充电电流控制模组216更设定一最大充电电流I2max，以限定充电电流I2最大只能调升到I2＝I2max，当然充电电流控制模组216还可预设一最小充电电流I2min，其近似0安培(但不得为0安培，以避免电路回路形成断路)，以限定电流控制模组216最低只能调降I2＝I2min，如此设计即使I2已降到I2min，系统213所需的负载电流I3瞬间增加造成瞬间I1>I1max，也不会停止远端控制变压器220的电流输出，故不会发生系统213不稳产生当机；由于系统213发生过负载(OverLoading)为瞬间的状况，并不会持续很长时间，故还在远端控制变压器220可承受的范围内。至于所谓系统213是包括软硬体的设备，以电脑为例：包括CPU、RAM及OS作业系统等等。

于本较佳实施例中，是利用总输入电流侦测电阻R1与电压放大器组合成总输入电流侦测模组211a，总输入电流I1流经总输入电流侦测电阻R1会产生微小电压降再送入电压放大器，经电压放大器将电流信号放大后输入放大器215，放大器215取得总输入电流I1的值后，将总输入电流I1的值与最大总输入电流设定模组214所设定的总输入电流最大值I1max比较，当I1>I1max时，表系统213所需的负载电流I3增加，此时充电电流控制模组216会输出调降充电电流I2的参考信号I2ref，使I2ref由原本值调降为较低的I2ref’，并通过反馈信号230控制降低远端控制变压器220的输出电压，进而降低充电电流I2的输出，使I2＝I2ref’，当然还是持续监控I1与I1max的关系，如果I1还是大于I1max，充电电流控制模组216又会自动将充电电流最大值由I2ref’再次调降成I2ref”，并通过反馈信号230控制降低远端控制变压器220的输出电压，进而降低充电电流I2的输出，使I2＝I2ref”，如此持续监控比对并逐渐调降充电电流I2的输出，直到I1＝I1max为止；同理反之当I1<I1max时，表系统213所需的负载电流I3减少，此时充电电流控制模组216会输出调升充电电流I2的信号，使I2由原本值渐渐调升，直到I1＝I1max为止。如此持续监控比对I1与I1max的关系，藉由充电电流控制模组216机动调整远端控制变压器220的输出电压，进而调整充电电流I2的输出，使总输入电流I1可有效分配给电池212与系统213使用。

同理于本较佳实施例中，亦是利用充电电流侦测电阻R2与电压放大器组合成充电电流侦测模组211b，充电电流I2流经充电电流侦测电阻R2会产生微小电压降再送入电压放大器，经电压放大器将电流信号放大后输入反馈信号控制模组218，再通过反馈信号230控制远端控制变压器220，以监控充电电流I2的值。本发明更可通过充电电压设定模组217监控电池212的充电电压，并与预设的参考电压Vref比较后，藉由反馈信号控制模组218所发出的反馈信号230控制远端控制变压器220，使充电电压不会超过电池212所能承受的最大充电电压，以确保电池212的安全。

图3是依照本发明较佳实施例所绘示的电子装置的供电控制方法流程图。

首先进行步骤S310，由远端控制变压器供应总输入电流I1至电子装置，其中电子装置具有一电池以及一系统，总输入电流I1分别供应该电池与该系统，供应电池的部分为充电电流I2，而供应系统的部份为负载电流I3，当然I1＝I2+I3。

进行步骤S320，电子装置监控总输入电流I1与充电电流I2，其中在电子装置内预设一总输入电流最大值(I1max)，一最大充电电流(I2max)及一最小充电电流(I2min)，并通过一反馈信号控制该远端控制变压器。更进一步说，I2max小于等于电池所能承受的最大电流，以确保电子装置的安全，而I2min其设定近似0安培，电子装置会限定充电电流介于最大充电电流与该最小充电电流之间(I2min≦I2≦I2max)，以限定I2最低只能调降至I2min，如此设计即使I2已降到I2min，系统所需的负载电流I3瞬间增加造成瞬间I1>I1max，并不会停止远端控制变压器的电流输出，故不会发生系统不稳当机的现象，当然这是因为系统发生过负载是为瞬间的状况，并不会持续很长时间，还在远端控制变压器所设计的安全范围内。

进行步骤S330，比较I1与I1max，此时电子装置会判断I1是否等于I1max，如果相等，则无须做任何调整，持续监控总输入电流I1与充电电流I2即可；如果不相等则会有两种状况，(一)当I1>I1max，则进行步骤S340，通过反馈信号控制逐渐降低远端控制变压器的输出电压，使充电电流逐渐降低直到总输入电流I1等于最高总输入电流I1max，并持续监控总输入电流I1与充电电流I2；(二)当I1<I1max，则进行步骤S350，通过反馈信号控制逐渐升高该远端控制变压器的输出电压，使充电电流逐渐升高直到总输入电流等于最高总输入电流I1max，并持续监控总输入电流I1与充电电流I2。

于本供电控制方法中，其是为不间断的监视与调整控制回路，藉由比较I1是否等于预设的I1max，通过调整I2使I1＝I1max，以达本发明的供电控制目的。

综上所述，在本发明的电子装置的供电控制装置及方法，是利用装置于电子装置内部的反馈信号控制模组，将电力控制信号通过反馈电路，传达至远端控制变压器，用以控制远端控制变压器所供给的输出电压，进而调整电池的充电电流，维持远端控制变压器所供给的总输入电流等于电子装置预设的最高总输入电流，使电力能有效分配给系统与电池，而不会发生将远端控制变压器的输出关掉，导致系统不稳发生当机。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (9)

1、一种电子装置的供电控制装置，其中该电子装置具有一电池与一系统，其特征在于该供电控制装置包括：

一远端控制变压器，其提供一总输入电流给该电池与该系统；

一充电电流侦测模组，具有输入端与第一输出端，其输入端连接该系统；

一总输入电流侦测模组，具有接收端、第一输出端与第二输出端，其接收端连接该远端控制变压器的输出端，以第一输出端分别连接该充电电流侦测模组与该系统；

一第一放大器，具有第一输入端与第二输入端，其第一输入端是连接于该总输入电流侦测模组的第二输出端；

一最大总输入电流设定模组，其是连接于该第一放大器的第二输入端；

一充电电流控制模组，其输入端是连接于该第一放大器输出端；以及

一反馈信号控制模组，具有第一输入端与第二输入端，其第一输入端是连接于该充电电流控制模组的输出端，其第二输入端是连接于该充电电流侦测模组的第一输出端，其输出端是连接于该远端控制变压器；

其中于该最大总输入电流设定模组预设一最高总输入电流，由该总输入电流侦测模组侦测该总输入电流的值，并利用该第一放大器比较该总输入电流与该最高总输入电流的值，当该总输入电流大于该最高总输入电流的值时，该充电电流控制模组输出调降该充电电流的参考信号；当该总输入电流小于该最高总输入电流的值时，该充电电流控制模组输出调升该充电电流的参考信号；当该总输入电流等于该最高总输入电流的值时，该充电电流控制模组不做调整；该充电电流控制模组将所述参考信号输出到该反馈信号控制模组，该充电电流侦测模组也将侦测的充电电流值输出到该反馈信号控制模组，该反馈信号控制模组输出反馈信号，控制调整该远端控制变压器的输出电压，进而调整该电池的充电电流。

2、根据权利要求1所述电子装置的供电控制装置，其特征在于，其中所述反馈信号控制模组更包括第三输入端，且该充电电流侦测模组与该电池间更包括一充电电压设定模组，该充电电压设定模组的输入端是分别连接该充电电流侦测模组与该电池，该充电电压设定模组的输出端连接于该反馈信号控制模组的第三输入端。

3、根据权利要求1所述电子装置的供电控制装置，其特征在于，其中所述的总输入电流侦测模组包括：一总输入电流侦测电阻及一电压放大器。

4、根据权利要求1所述电子装置的供电控制装置，其特征在于，其中所述的充电电流侦测模组包括：一充电电流侦测电阻及一电压放大器。

5、一种电子装置的供电控制方法，该电子装置具有一电池及一系统，由一远端控制变压器供应一总输入电流至该电子装置，且该总输入电流分别供应该电池所需的充电电流，及供应该系统所需的负载电流，其特征在于该供电控制方法包括：

该电子装置监控该总输入电流及该充电电流，且预设一总输入电流最大值；

该电子装置利用放大器输出的误差值转换为表征调降或调升该充电电流的参考信号，来判断该总输入电流与该总输入电流最大值的关系；

所述参考信号和监控的充电电流值提供给一反馈信号控制模组，以产生一反馈信号；

当该总输入电流大于该总输入电流最大值，通过该反馈信号控制逐渐降低该远端控制变压器的输出电压，使该充电电流逐渐降低，直到该总输入电流等于该总输入电流最大值，并通过该反馈信号控制该远端控制变压器；

当该总输入电流等于该总输入电流最大值时，该充电电流不做调整；以及

当该总输入电流小于该总输入电流最大值，通过该反馈信号控制逐渐升高该远端控制变压器的输出电压，使该充电电流逐渐升高直到该总输入电流等于该总输入电流最大值，并通过该反馈信号控制该远端控制变压器。

6、根据权利要求5所述电子装置的供电控制方法，其特征在于其中所述的总输入电流最大值小于等于该远端控制变压器所能承受的最大电流。

7、根据权利要求5所述电子装置的供电控制方法，其特征在于其中所述的充电电流介于一最大充电电流与一最小充电电流之间。

8、根据权利要求7所述电子装置的供电控制方法，其特征在于其中所述的最大充电电流小于等于该电池所能承受的最大电流。

9、根据权利要求8所述电子装置的供电控制方法，其特征在于其中所述的最小充电电流近似0安培。

Images