CN101777786B

CN101777786B - 可携式电子装置的供电装置与方法

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Publication number: CN101777786B
Application number: CN200910003192A
Authority: CN
Inventors: 栾桂鹏; 曾庆澍
Original assignee: Inventec Corp
Current assignee: Shao Lihu; Song Genxiu
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2029-01-14
Also published as: CN101777786A

Abstract

本发明公开了一种可携式电子装置的供电装置与方法，其包括外接电源连接器、电池、第一换流器组、第二换流器组以及切换网络。第一换流器组的电力输入端耦接至外接电源连接器，其中第一与第二换流器组提供可携式电子装置所需的操作功率。当系统操作功率小于预设功率(例如适配器功率)时，切换网络将第二换流器组耦接至外接电源连接器，此时系统由外接电源供电。当系统操作功率大于预设功率时，切换网络将第二换流器组耦接至电池，此时一部分电源由外接电源提供，另外一部分由电池提供。因此，可以选用功率相对较小的适配器提供外接电源，降低成本。

Description

可携式电子装置的供电装置与方法

技术领域

本发明是有关于一种可携式电子装置，且特别是有关于一种可携式电子装置的供电装置与方法。

背景技术

可携式电子装置(例如笔记本计算机等)有2种供电方式：电池供电(或称DCMode)或外接电源供电(或称AC Mode)。外接电源供电方式一般是利用外部的适配器(Adapter)提供可携式电子装置所需的电能。对于传统技术而言，可携式电子装置只能用上述2种方式中的一种。在AC Mode中，要求外接适配器的供电能力要高于可携式电子装置的最大功耗。在DC Mode中，则要求内部电池供电能力要高于可携式电子装置的最大功耗。

然而，就实际使用需求而言，可携式电子装置的功耗(操作功率)常常远小于额定的最大功耗。例如某笔记本计算机的最大功耗可达75W，经统计此笔记本计算机在实际使用过程中约有95％的情况(或时间)下，其功耗均不到65W，而仅有5％的情况下，功耗可以达到75W。因此在传统技术中，为了能确保供电无虞，那么就需要选用大于75W的适配器了。市面常见大于75W的适配器的是90W适配器。而90W的适配器要比65W适配器成本高。

发明内容

本发明提供一种可携式电子装置的供电装置与方法，可以选用较小功率适配器供应可携式电子装置提供可携式电子装置所需的操作功率，以节省适配器成本。

本发明提出一种可携式电子装置的供电装置。此供电装置包括外接电源连接器、电池、第一换流器(converter)组、第二换流器组以及切换网络。外接电源连接器可以连接一外接电源。第一换流器组的电力输入端耦接至外接电源连接器，其中第一与第二换流器组提供可携式电子装置所需的操作功率。切换网络耦接至外接电源连接器、电池、第一换流器组与第二换流器组。当所述操作功率小于预设功率时，切换网络将第二换流器组耦接至外接电源连接器。当所述操作功率大于预设功率时，切换网络将第二换流器组耦接至电池。

本发明提出一种可携式电子装置的供电方法，包括：提供第一换流器组与第二换流器组，以供应可携式电子装置所需的操作功率；以及提供一电池。当外接电源供应至可携式电子装置时，若操作功率小于预设功率，则将外接电源耦接至第一换流器组与第二换流器组；若操作功率大于预设功率，则将外接电源耦接至第一换流器组，且将电池耦接至第二换流器组。

基于上述，当可携式电子装置的操作功率小于预设功率时，将第一换流器组与第二换流器组均耦接至外接电源；当所述操作功率大于预设功率时，将外接电源耦接至第一换流器组，而将电池耦接至第二换流器组。因此，可以选用较小功率适配器供应外接电源给第一换流器组与/或第二换流器组，而满足可携式电子装置所需的操作功率。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明实施例说明一种可携式电子装置的供电装置的模块示意图。

图2是依照本发明说明图1供电装置的其中一种实现范例。

图3是依照本发明实施例说明图2中第一电流检测单元210的示意图。

图4是依照本发明实施例说明图2中供电装置的运行流程图。

具体实施方式

图1是依照本发明实施例说明一种可携式电子装置的供电装置的模块示意图。此可携式电子装置100(例如笔记本计算机等)包括外部适配器(Adapter)111、外接电源连接器120、电池130、第一换流器(converter)组140、第二换流器组150以及切换网络160。其中，外部适配器111将市电112转换为可携式电子装置所需的电能，在此以外接电源110表示外部适配器111所提供的电能。外接电源连接器120可以选择性地连接外接电源110。

当外接电源110未被供应至可携式电子装置100时，例如外部适配器111未连接至外接电源连接器120，切换网络160可以将电池130耦接至第一换流器组140与第二换流器组150。此时由电池130提供电能至第一换流器组140与第二换流器组150，而由第一换流器组140与第二换流器组150提供可携式电子装置100所需的操作功率。第一换流器组140与第二换流器组150各自输出功率给可携式电子装置100内的各种不同的负载元件(例如中央处理单元、芯片组、主存储器等)，图1中未将这些负载元件一一绘出。

在产品设计阶段，可以透过实验、拟真等任何手段，配合统计、分析等任何技巧来探知可携式电子装置100的最大操作功率以及运作过程中的操作功率与时间的关系。例如，可携式电子装置100的最大操作功率为75W，经统计后此可携式电子装置100在实际使用过程中约有95％的时间其操作功率不到65W，且每次操作功率超过65W的期间不会超过40分钟。基于上述假设条件，本实施例将设定「预设功率」为65W，且选择65W适配器来实现外部适配器111。

当外接电源110供应至可携式电子装置100时，若可携式电子装置100的操作功率小于预设功率65W，表示适配器111足够供应可携式电子装置100所需的操作功率，因此将外接电源110耦接至第一换流器组140与第二换流器组150。此时由外接电源110提供电能至第一换流器组140与第二换流器组150，而由第一换流器组140与第二换流器组150提供可携式电子装置100所需的操作功率。

在本实施例中，当该外接电源110供应至可携式电子装置100，且操作功率小于预设功率65W时，外接电源110除了提供电能至第一换流器组140与第二换流器组150外，更使用外接电源110对电池130充电。在另一实施例中，可能会依据产品设计需求而不进行充电。在又一实施例中，当该外接电源110供应至可携式电子装置100且操作功率小于第二预设功率(例如60W)时，才会对电池130充电；当操作功率大于60W时，不会对电池130充电。

当外接电源110供应至可携式电子装置100时，若可携式电子装置100的操作功率大于预设功率65W，表示适配器111的输出功率不足以供应可携式电子装置100所需的操作功率，因此将外接电源110耦接至第一换流器组140，且将第二换流器组150切换耦接至电池130。此时由外接电源110提供电能(最大可达65W)至第一换流器组140，而其余不足的操作功率则由电池130提供给第二换流器组150，因此第一换流器组140与第二换流器组150依然可以提供可携式电子装置100所需的操作功率。

本发明所属领域的技艺者可以依循上述实施例的教示，依据其设计需求而以任何方式或手段实现该实施例。例如，图2是依照本发明实施例说明图1供电装置的其中一种实现范例。

请参照图2，第一换流器组140与第二换流器组150各自包括多个直流-直流换流器(DC-DC converter)，其中第一换流器组140的电力输入端耦接至外接电源连接器120，而第二换流器组150耦接至切换网络160。各个直流-直流换流器各自负责提供不同的电压准位给可携式电子装置100内的各种不同的负载元件(未绘示)。

图2中额外绘出第一电流检测单元210、第二电流检测单元220以及控制器230。控制器230可以是可携式电子装置100内部的嵌入式控制器(embeddedcontroller，EC)、键盘控制器(keyboard controller，KBC)、芯片组(chipset)等。第一电流检测单元210耦接至外接电源连接器120，以便检测外接电源110提供可携式电子装置100的第一电流量I1。第二电流检测单元220耦接至电池130，以便检测电池130所输出的第二电流量I2。第一电流检测单元210与第二电流检测单元220将其检测结果传送给控制器230。控制器230可以依据电流检测单元210与220的检测结果获知第一电流量I1与第二电流量I2，以此推算可携式电子装置100的操作功率。

切换网络160包括充电电路161、第一开关162、第二开关163、以及选择器164。控制器230控制第一开关162、第二开关163与选择器164连接状态。选择器164具有第一端1、第二端2与共同端C，用以依据控制信号SWC而选择性地将共同端C电性连接至第一端1或第二端2。选择器164的第一端1耦接至电池130，第二端2耦接至外接电源连接器120，而共同端C耦接至第二换流器组150中每一个直流-直流换流器。第二开关163的第一端耦接至第一换流器组140，而第二开关163的第二端耦接至电池130。

充电电路161的输入端耦接至外接电源连接器120。第一开关162的第一端耦接至充电电路的输出端，而第一开关162的第二端耦接至电池130的充电端。其中，当外接电源110连接外接电源连接器120，并且可携式电子装置100的操作功率小于预设功率时，控制器230通过控制信号SWA控制第一开关162为导通状态，使得外接电源110可以经由充电电路161对电池130充电。在此同时，控制器230通过控制信号SWB控制第二开关163为截止状态，并通过控制信号SWC控制选择器164使其共同端C电性连接至第二端2，使得电池130不输出电能。

当外接电源110连接外接电源连接器120，并且可携式电子装置100的操作功率大于预设功率时，控制器230通过控制信号SWA与SWB分别控制第一开关162与第二开关163为截止状态，同时通过控制信号SWC控制选择器164使其共同端C电性连接至第一端1。在此组态下，由外接电源110提供电能至第一换流器组140，而其余不足的操作功率则由电池130提供给第二换流器组150，因此第一换流器组140与第二换流器组150依然可以提供可携式电子装置100所需的操作功率。

当外接电源110未连接于外接电源连接器120时，控制器230通过控制信号SWB控制第二开关163为导通状态。在此同时，控制器230另通过控制信号SWA控制第一开关162为截止状态，并通过控制信号SWC控制选择器164使其共同端C电性连接至第二端2。因此，电池130可以供电至第一换流器组140与第二换流器组150。

上述第一电流检测单元210与第二电流检测单元220可以任何手段实现之。例如，图3是依照本发明实施例说明图2中第一电流检测单元210的示意图。第二电流检测单元220的实现方式亦可以参照图3的说明。在图3中，第一电流检测单元210包括电阻R与压差检测器310。电阻R耦接于外接电源连接器120与第一换流器组140之间。压差检测器310耦接至电阻R，以便检测电阻R二端的电压差，并将检测结果(例如电压值)传送给控制器230。控制器230可以依据电阻R的电阻值与电阻R二端的电压差而计算出外接电源110提供可携式电子装置100的第一电流量I1。

图4是依照本发明实施例说明图2中供电装置的运行流程图。此仅为一范例，所属领域之技术人员当可参考本说明书的教示而加以更动。请参照图2与图4，步骤S405利用电流检测单元210与220分别检测外接电源110提供给可携式电子装置100的电流量I1与电池130所输出的电流量I2，然后进入步骤S410判断有无电流量I1。也就是说，步骤S410是用来判断外接电源110有没有被连接到外接电源连接器120。若步骤S410判断外接电源110连接外接电源连接器120，则进行步骤S415，否则进行步骤S450。

步骤S415判断可携式电子装置100的操作功率是否大于预设功率，其中前述预设功率小于可携式电子装置100的最大操作功率。在此不限制前述可携式电子装置100的操作功率的量测手段。利用图2所示的电流量I1与I2推算可携式电子装置100的操作功率仅为步骤S415的集中一个实施范例。在另一个实施例中，也可以量测换流器组140与150的输入功率(或输出功率)来推算可携式电子装置100的操作功率。若步骤S415判断前述预设功率大于预设功率，则进行步骤S420，否则进行步骤S435。

当外接电源110连接外接电源连接器120，并且可携式电子装置100的操作功率大于预设功率时，会进行步骤S420、S425与S430。于步骤S420中，控制器230通过控制信号SWA控制第一开关162为截止状态。于步骤S425中，控制器230通过控制信号SWB控制第二开关163为截止状态。于步骤S430中，控制器230通过控制信号SWC控制选择器164使其共同端C电性连接至第一端1。在此组态下，由外接电源110与电池130共同提供可携式电子装置100所需的操作功率。

当外接电源110连接外接电源连接器120，并且可携式电子装置100的操作功率小于预设功率时，会进行步骤S435、S440与S445。于步骤S435中，控制器230通过控制信号SWA控制第一开关162为导通状态，使得外接电源110可以经由充电电路161对电池130充电。于步骤S440中，控制器230通过控制信号SWB控制第二开关163为截止状态。于步骤S440中，控制器230通过控制信号SWC控制选择器164使其共同端C电性连接至第二端2。在此组态下，由外接电源110提供可携式电子装置100所需的操作功率，并且同时对电池130充电。

当外接电源110未连接于外接电源连接器120时，会进行步骤S450、S455与S460。于步骤S450中，控制器230通过控制信号SWA控制第一开关162为截止状态。于步骤S455中，控制器230通过控制信号SWB控制第二开关163为导通状态。于步骤S460中，控制器230通过控制信号SWC控制选择器164使其共同端C电性连接至第二端2。在此组态下，由电池130提供可携式电子装置100所需的操作功率。

综上所述，上述诸实施例在系统功耗不大于适配器功率时，系统由适配器供电；当系统功耗大于适配器功率时，一部分电源由适配器提供，另外一部分由电池提供。这便是混合供电方式。采用混合供电方式，可以选用功率相对较小的适配器，降低成本。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，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，故本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种可携式电子装置的供电装置，其特征在于该供电装置包括：

一外接电源连接器，用以连接一外接电源；

一电池；

一第一电流检测单元，耦接至该外接电源连接器，检测该外接电源提供该可携式电子装置的一第一电流量；

一第二电流检测单元，耦接至该电池，检测该电池所输出的一第二电流量；

一第一换流器组，其电力输入端耦接至该外接电源连接器；

一第二换流器组，其中该第一与该第二换流器组提供该可携式电子装置所需的操作功率；以及

一切换网络，耦接至该外接电源连接器、该电池、该第一换流器组与该第二换流器组，其中当所述操作功率小于一预设功率时，该切换网络将该第二换流器组耦接至该外接电源连接器；以及当所述操作功率大于该预设功率时，该切换网络将该第二换流器组耦接至该电池。

2.如权利要求1所述的可携式电子装置的供电装置，其特征在于，该第一电流检测单元包括：

一电阻，耦接于该外接电源连接器与该第一换流器组之间；以及

一压差检测器，耦接至该电阻以检测该电阻二端电压差。

3.如权利要求1所述的可携式电子装置的供电装置，其特征在于，该切换网络包括：

一选择器，具有第一端、第二端与共同端，用以选择性地将所述共同端电性连接至所述第一端或所述第二端，其中所述第一端耦接至该电池，所述第二端耦接至该外接电源连接器，而所述共同端耦接至该第二换流器组。

4.如权利要求3所述的可携式电子装置的供电装置，其特征在于，该切换网络包括：

一充电电路，其输入端耦接至该外接电源连接器；以及

一第一开关，其第一端耦接至该充电电路的输出端，该第一开关的第二端耦接至该电池，其中当该外接电源连接该外接电源连接器并且所述操作功率小于该预设功率时，该第一开关为导通，使得该外接电源得经由该充电电路对该电池充电。

5.如权利要求3所述的可携式电子装置的供电装置，其特征在于，该切换网络包括：

一第二开关，其第一端耦接至该第一换流器组，该第二开关的第二端耦接至该电池；

其中当该外接电源未连接于该外接电源连接器时，该第二开关为导通，使得该电池得供电至该第一换流器组与该第二换流器组。

6.如权利要求1所述的可携式电子装置的供电装置，其特征在于，该第一换流器组与该第二换流器组各自包括多个直流-直流换流器。

7.一种可携式电子装置的供电方法，其特征在于该供电方法包括：

提供第一换流器组与第二换流器组，以供应该可携式电子装置所需的操作功率；

提供一电池；

提供第一电流检测单元，以检测一外接电源提供该可携式电子装置的第一电流量；

提供第二电流检测单元，以检测该电池所输出的第二电流量；以及

当该外接电源供应至该可携式电子装置时：

若该操作功率小于一预设功率，则将该外接电源耦接至该第一换流器组与该第二换流器组；以及

若该操作功率大于该预设功率，则将该外接电源耦接至该第一换流器组，且将该电池耦接至该第二换流器组。

8.如权利要求7所述的可携式电子装置的供电方法，其特征在于，更包括：

当该外接电源供应至该可携式电子装置时，若该操作功率小于一预设功率，则使用该外接电源对该电池充电。

9.如权利要求7所述的可携式电子装置的供电方法，其特征在于，更包括：

当该外接电源未供应至该可携式电子装置时，将该电池耦接至该第一换流器组与该第二换流器组。