CN101556499A - 电流调整装置、供电装置、以及电流调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电流调整装置、供电装置、以及电流调整方法，所述的电流调整装置适用于供应一输出电流至一通用串行端口装置，包括一电压检测器与一电流控制器。上述电压检测器用以接收并检测一输入电压。上述电流控制器耦接至上述电压检测器，用以检测上述输出电流，并根据上述输出电流与上述输入电压调整上述输出电流，使上述输出电流不高于一电流上限值，且上述输入电压不低于一电压下限值。

Description

电流调整装置、供电装置、以及电流调整方法

技术领域

本发明关于一种电源供应的装置，特别关于一种在休眠模式下调整通用串行总线的输出电流的装置与方法，使输入电压不低于一电压下限值以及输出电流不高于一电流上限值。

背景技术

现今计算机的电源供应器一般可提供两种使用模式-正常模式(NormalMode)与休眠模式(Sleeping Mode)。休眠模式也可称为省电模式(Power-savingMode)或是待机模式(Standby Mode)。在休眠模式中，电源供应器会提供比正常模式更低的输出电流以达到省电的效果。对于笔记本电脑这类行动装置而言，从正常模式切换到休眠模式可提供更长的电池使用时间。

现今的计算机大都有2到8个通用串行总线(universal serial bus，USB)插槽，可供通用串行端口装置的连接使用，通过通用串行端口来进行充电。图1为传统计算机的供电装置100，其中通用串行总线102和其余的装置104都在同一电源区块(power plane)101中，电源区块101耦接至常备型供电线路106以及待备型供电线路108，依据系统的正常模式或休眠模式而切换常备型供电线路106和待备型供电线路108的电源。传统的通用串行总线的过流保护只有定义每个通用串行端口在正常模式下最多输出500毫安，却未定义在休眠模式下应输出更少的毫安数。因此，若通用串行总线102连接六个通用串行端口装置，并且在休眠模式下各自输出500毫安，则总输出电流(3安培)会超过休眠模式的额定电流(2～2.5安培)，因而造成待备型供电线路108的输入电压下降至一临界值，而使将计算机从休眠模式切换至正常模式所需的唤醒信号的高低准位距离过近而无法正确判读，导致计算机无法开机。

因此，熟习此领域者亟需一种解决方案，以避免通用串行端口在休眠模式时的使用造成计算机无法正常开机。

发明内容

本发明提供一种电流调整装置，适用于供应一输出电流至一通用串行端口装置，包括一电压检测器与一电流控制器。上述电压检测器用以接收并检测一输入电压。上述电流控制器耦接至上述电压检测器，用以检测上述输出电流，并根据上述输出电流与上述输入电压调整上述输出电流，使上述输出电流不高于一电流上限值，且上述输入电压不低于一电压下限值。

本发明也提供一种供电装置，包括一常备型供电线路、一待备型供电线路、一第一电源区块、一电流调整器、以及一第二电源区块。上述常备型供电线路于一正常模式下提供电力，上述待备型供电线路于一休眠模式下提供电力，上述第一电源区块耦接上述常备型供电线路以及上述待备型供电线路，上述电流调整器耦接上述待备型供电线路，以及上述第二电源区块耦接上述常备型供电线路以及上述电流调整器。当处于上述正常模式时，上述常备型供电线路直接提供电力至上述第一和第二电源区块。当处于上述休眠模式时，上述待备型供电线路仍然直接提供电力至上述第一电源区块，并且经由上述电流调整器提供电力至上述第二电源区块。上述电流调整器检测上述待备型供电线路所提供的一输入电压以及输出至上述第二电源区块的一输出电流，并根据检测结果调整上述输出电流，以使上述输出电流不高于一电流上限值以及上述输入电压不低于一电压下限值。

本发明更提供一种电流调整方法，适用于供应一输出电流至一通用串行端口装置，包括从一供电线路接收一输入电压，并检测上述输入电压以及检测上述输出电流。当上述输出电流超过一电流上限值时，调降上述输出电流为一第一电流值。当上述输出电流未超过上述电流上限值且上述输入电压低于一电压下限值时，调降上述输出电流。最后供应上述输出电流至上述通用串行端口装置。

附图说明

图1为传统的计算机电源方案；

图2为本发明的一实施例，在休眠模式中利用电流调整器控制输出至通用串行端口的输出电流；

图3为本发明的另一实施例，在休眠模式中利用电流调整器控制输出至通用串行端口的输出电流；

图4为本发明的一实施例的电流调整器；以及

图5为本发明的一实施例，适用于供应一输出电流至通用串行总线的电流调整方法。

附图标号：

100、200～供电装置        104～装置

102～通用串行总线         101、202、204～电源区块

106、206～常备型供电线路

108、208～待备型供电线路

210～电流调整器           212～通用串行端口装置

214～电压检测器           216～电流控制器

218～电流检测器           220～电流限制器

222～驱动器               224～电荷泵

226～晶体管

具体实施方式

本发明以数个较佳实施例配合附图示说明如下，熟习此技艺者当可参考本说明书内容而理解本发明的精神与范畴。此外，不同图标中对应的组件将以相同的编号表示。

图2为本发明的一实施例，在休眠模式中利用电流调整器控制输出至通用串行总线的输出电流。供电装置200可应用于桌面计算机、笔记本电脑、工作站等计算机设备。在供电装置200中，电源区块202包括通用串行总线，可连接数个通用串行端口装置212。通用串行端口装置212可包括随身碟、个人数字助理(PDA)、手机、外接式硬盘、或其他具有通用串行端口的即插即用装置。电流区块204包括其它装置，例如电路芯片、硬盘、风扇，以及唤醒系统从休眠模式转换成正常模式的电路等。常备型供电线路206耦接至电源区块202及电源区块204。当供电装置200处于正常模式下，电源区块202及电源区块204的电力由常备型供电线路206所提供，且此时待备型供电线路208不会供应任何电力。待备型供电线路208耦接至电源区块204，并经由电流调整器210耦接至电源区块202。当供电装置200处于休眠模式下，电源区块202及电源区块204的电力由待备型供电线路208所提供，且此时常备型供电线路206不会供应任何电力。

值得注意的是，电流调整器210会检测待备型供电线路208所提供的输入电压，以及检测输出至电源区块202的输出电流，并根据检测结果调整输出电流，使输出电流不高于一电流上限值以及输入电压不低于一电压下限值。

由于待备型供应电路的额定功率较常备型供应电路小，因此当待备型供应电路的输出电流过大时，待备型供应电路所能提供的输入电压就势必下降，因而造成系统无法从休眠模式转换成正常模式。故当供电装置的通用串行总线所需电流过大，或是待备型供应电路的输入电压过小时，可以使用电流调整器调降通过通用串行总线的总电流，以避免系统无法从休眠模式转换至正常模式造成当机。

图3为本发明的另一实施例，电流调整器210可包括电压检测器214以及电流控制器216。电压检测器214用以接收并检测待备型供应电路的输入电压。电流控制器216耦接至电压检测器214，用以检测上述输出电流，并根据其检测的输出电流以及电压检测器214所检测的输入电压，调整输出至电源区块202的输出电流。电流控制器216可使输出电流不高于一电流上限值，且上述输入电压不低于一电压下限值。在一些实施例中，系统可容忍的电压下降范围为5％，因此若额定电压为5伏特时，可设定此电压下限值为4.75伏特。在另一些实施例中，电流上限值可设定成1安培。

在一实施例中，当输出电流高于此电流上限值时，电流控制器216可调降输出电流至小于电流上限值的第一电流值。在另一实施例中，当输入电压低于电压下限值且输出电流未高于电流上限值时，电流控制器216可以一既定值的幅度(step size)调降上述输出电流。此外，当输入电压低于电压下限值且输出电流以上述既定值的幅度调降至一第二电流值时，电流控制器216便不再调降输出电流，并维持输出电流为上述第二电流值。因此，若输出电流已调降到第二电流值，但输入电压仍低于电压下限值的话，代表整个系统已经无法维持正常运作，只能靠用户减少通用串行端口装置212所需的电流(例如停止手机或其它利用通用串行端口充电的装置)来提升输入电压。

图4为电流调整器210的一实施例。电流调整器210包括电压检测器214及电流控制器216。其中电流控制器216更包括电流检测器218、电流限制器220、驱动器222、电荷泵224、以及晶体管226。电流检测器218用以测量输出至通用串行总线的输出电流，电压检测器214用以测量待备型供电线路208的输入电压。电流限制器220耦接至电流检测器218以及电压检测器214，用以根据上述输入电压以及上述输出电流产生一控制信号。驱动器222耦接至电流限制器220，用以根据上述控制信号产生一偏压。电荷泵224耦接至驱动器222，用以根据待备型供电线路208提供的输入电压以产生一驱动电压来驱动驱动器222。晶体管226耦接至驱动器222以及待备型供电线路208，用以根据驱动器222所提供的偏压改变导通状态而产生上述输出电流。举例而言，晶体管226可为一N型金氧半导场效晶体管，驱动器222可耦接至晶体管226的栅极，并改变晶体管226的栅极偏压以使晶体管226的源极输出不同的电流至通用串行总线。

图5为本发明的一实施例，适用于供应一输出电流至通用串行总线的电流调整方法，其流程如下所述。首先，判断系统是否处于休眠模式中(S502)，若未处于休眠模式，则使用常备型供电线路提供电力至通用串行总线(S504)；若处于休眠模式，则使用待备型供电线路提供电力至通用串行总线，并判断通用串行总线的输出电流是否超过一电流上限值(S506)。在一实施例中，可以让流经通用总线的电流上限值设定成1安培。若通用串行总线的输出电流超过一电流上限值，则调降输出电流至第一电流值(S508)。在一实施例中，第一电流值可设定成700毫安。若通用串行总线的输出电流未超过此电流上限值，则判断待备型供电线路的输入电压是否低于一电压下限值(S510)。在一些实施例中，系统可容忍的电压下降范围为5％，因此若待备型供电线路的额定电压为5伏特时，可设定此电压下限值为4.75伏特。若待备型供电线路的输入电压未低于上述电压下限值，则回到步骤S506；若待备型供电线路的输入电压低于上述电压下限值，则继续调降输出电流(S512)。在步骤S512之后，判断通用串行总线的输出电流是否调降至一第二电流值(S514)。在一实施例中，第二电流值可设定成100毫安。若通用串行总线的输出电流未调降至第二电流值，则回到步骤S510；若通用串行总线的输出电流已调降至第二电流值，则维持输出电流为此第二电流值(S516)。在步骤S516之后，判断待备型供电线路的输入电压是否低于上述电压下限值(S518)，若待备型供电线路的输入电压低于上述电压下限值，则回到步骤S516，若待备型供电线路的输入电压高于上述电压下限值，则解除电流限制，并回到步骤S506。

在一实施例中，步骤S512中调降通用串行总线的输出电流可以一既定值的幅度调降上述输出电流。此外，在步骤S518中，若判断待备型供电线路的输入电压仍低于电压下限值的话，代表整个系统已经无法维持正常运作，此时系统可发出警告信息(例如警示声音或警示画面)通知用户系统的供电负担过大，让使用者减少通用串行总线所需的电流(例如停止手机或其它利用通用串行端口充电的装置进行充电)来提升输入电压。

虽然本发明已以数个实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (17)

1.一种电流调整装置，适用于供应一输出电流至一通用串行总线，其特征在于，该电流调整装置包括：

一电压检测器，用以接收并检测一输入电压；以及

一电流控制器，耦接至上述电压检测器，用以检测上述输出电流，并根据上述输出电流与上述输入电压调整上述输出电流，使上述输出电流不高于一电流上限值，且上述输入电压不低于一电压下限值。

2.如权利要求1所述的电流调整装置，其特征在于，当上述输出电流高于上述电流上限值时，上述电流控制器调降上述输出电流至一第一电流值。

3.如权利要求1所述的电流调整装置，其特征在于，当上述输出电流未高于上述电流上限值，且上述输入电压低于上述电压下限值时，上述电流控制器以一既定值的幅度调降上述输出电流。

4.如权利要求3所述的电流调整装置，其特征在于，当上述输入电压低于上述电压下限值且上述输出电流以上述既定值的幅度调降至一第二电流值时，上述电流控制器维持上述输出电流为上述第二电流值。

5.如权利要求1所述的电流调整装置，其特征在于，上述电流电流控制器还包括：

一电流检测器，用以测量上述输出电流；

一电流限制器，耦接至上述电流检测器以及上述电压检测器，用以根据上述输入电压以及上述输出电流，产生一控制信号；

一驱动器，耦接至上述电流限制器，用以根据上述控制信号产生一偏压；

一电荷泵，耦接至上述驱动器，用以根据上述输入电压以产生一驱动电压来驱动上述驱动器；以及

一晶体管，耦接至上述驱动器，用以根据上述偏压改变导通状态而产生上述输出电流。

6.一种供电装置，其特征在于，该供电装置包括：

一常备型供电线路，于一正常模式下始提供电力；

一待备型供电线路，于一休眠模式下始提供电力；

一第一电源区块，耦接上述常备型供电线路以及上述待备型供电线路；

一电流调整器，耦接上述待备型供电线路；以及

一第二电源区块，耦接上述常备型供电线路以及上述电流调整器；其中

当处于上述正常模式时，上述常备型供电线路直接提供电力至上述第一和第二电源区块；以及

当处于上述休眠模式时，上述待备型供电线路直接提供电力至上述第一电源区块，并且经由上述电流调整器提供电力至上述第二电源区块，上述电流调整器检测上述待备型供电线路所提供的一输入电压以及输出至上述第二电源区块的一输出电流，并根据检测结果调整上述输出电流，以使上述输出电流不高于一电流上限值以及上述输入电压不低于一电压下限值。

7.如权利要求6所述的供电装置，其特征在于，上述电流调整装置还包括：

一电压检测器，耦接至上述待备型供电线路，用以接收并测量上述输入电压；以及

一电流控制器，耦接至上述电压检测器，用以检测上述输出电流，并根据上述输出电流与上述输入电压调整上述输出电流。

8.如权利要求7所述的供电装置，其特征在于，当上述输出电流超过一电流上限值时，上述电流控制器调降上述输出电流至一第一电流值。

9.如权利要求7所述的供电装置，其特征在于，当上述输入电压低于上述电压下限值且上述输出电流未高于上述电流上限值时，上述电流控制器以一既定值的幅度调降上述输出电流。

10.如权利要求9所述的供电装置，其特征在于，上述输入电压低于上述下限值且上述输出电流以上述既定值的幅度调降至一第二电流值时，上述电流控制器维持上述输出电流为上述第二电流值。

11.如权利要求7所述的供电装置，其特征在于，上述电流限制器还包含：

一电流检测器，用以测量上述输出电流；

一电流限制器，耦接至上述电流检测器以及上述电压检测器，用以根据上述输入电压以及上述输出电流，产生一控制信号；

一驱动器，耦接至上述电流限制器，用以根据上述控制信号产生一偏压；

一电荷泵，耦接至上述驱动器，用以根据上述输入电压以产生一驱动电压来驱动上述驱动器；以及

一晶体管，耦接至上述驱动器，用以根据上述偏压改变导通状态而产生上述输出电流。

12.如权利要求6所述的供电装置，其特征在于，上述第二供电区块为一通用串行总线。

13.如权利要求6所述的供电装置，其特征在于，上述电压下限值为从上述休眠模式切换至上述正常模式所需的一既定电压。

14.一种电流调整方法，适用于供应一输出电流至一通用串行总线，其特征在于，该电流调整方法包括：

从一供电线路接收一输入电压；

检测上述输入电压；

检测上述输出电流；

当上述输出电流超过一电流上限值时，调降上述输出电流为一第一电流值；

当上述输出电流未超过上述电流上限值且上述输入电压低于一电压下限值时，调降上述输出电流；以及

供应上述输出电流至上述通用串行总线。

15.如权利要求14所述的电流调整方法，其特征在于，该方法还包括当上述输出电流调降至一第二电流值且上述输入电压仍低于上述电压下限值时，维持上述输出电流为上述第二电流值。

16.如权利要求15所述的电流调整方法，其中调降上述输出电流还包括当上述输入电压低于上述电压下限值且上述输出电流低于上述第一电流值并高于上述第二电流值时，以一既定值的幅度调降上述输出电流。

17.如权利要求14所述的电流调整方法，其特征在于，该方法还包括判断一休眠模式是否启动，若是，则提供上述输出电流至上述通用串行总线，若否，则另一供电线路提供另一输出电流至上述通用串行总线。

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