CN101900994A - 控制电路以及包含控制电路的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制电路及包含控制电路的电子装置。根据本发明的控制电路设置于电子装置中，以连接电源供应装置，且电子装置包括电池模块。此外，控制电路包含检测单元、处理单元、控制单元以及开关。当电源供应装置连接于该电子装置时，检测单元提供检测结果。处理单元以检测结果为基础判断电源供应装置的类型。当处理单元判断电源供应装置为太阳能转换器时，处理单元输出第一控制信号与断路信号。控制单元根据第一控制信号控制电池模块的操作。此外，开关根据断路信号形成断路，使该电源供应器无法供电至该电子装置。本发明可根据检测结果来判断电源供应装置的形态，并控制电子装置中的电池模块以及电源供应装置进行相对应的动作。

Description

控制电路以及包含控制电路的电子装置

技术领域

本发明关于一种控制电路，尤指一种控制电路以及包含控制电路的电子装置。

背景技术

随着科技进步以及使用者需求的增加，许多电子装置被设计的越来越轻薄，以方便使用者携带。便携式电子装置，例如笔记本电脑、平板计算机、移动电话、个人数字助理、多媒体播放器、或数字相机，大多可选择性地通过电池以及市电提供所需的电力。

当便携式电子装置通过市电提供电力时，通常需经过AC-DC转换器(adapter)将市电的电压以及电流调整至便携式电子装置可接受的范围。此外，AC-DC转换器也可提供便携式电子装置较稳定的电压以及电流，维持便携式电子装置中各零组件的稳定性。

此外，目前被广泛应用的通用序列总线(Universal Serial Bus，USB)可传输5V左右的电力。因此，部分耗电功率较小的便携式电子装置，例如移动电话、多媒体播放器等，可通过USB连接线连接市电或是数据处理系统，如计算机等，用以自市电或数据处理系统获得所需的电力。

进一步，随着环保意识抬头，利用太阳能等天然能源来发电已成为相关领域的技术人员所努力的目标。太阳能发电在长时间内没有能源耗尽的疑虑，也可避免能源被垄断的问题。

然而，目前将太阳能转换成电能的效率仍然偏低，且在一天之中，太阳能的强度会随着太阳的位置以及天气而随时改变，这些因素限制了太阳能产品的应用范围。

发明内容

因此，本发明的一范畴在于提供一种控制电路。特别地，根据本发明的控制电路能判断不同电力来源并据此调整电源配置模式。

本发明的控制电路可设置于电子装置中，以连接电源供应装置。此外，电子装置还包含电池模块。进一步，控制电路包含检测单元、处理单元、控制单元以及开关。

当电源供应装置连接于电子装置时，检测单元提供检测结果。处理单元连接检测单元，以依据检测结果来判断电源供应装置的类型。控制单元连接处理单元以及电池模块，开关则连接电源供应装置以及处理单元。

当处理单元判断电源供应装置为太阳能转换器时，处理单元输出第一控制信号与断路信号。控制单元根据第一控制信号控制电池模块的操作，开关则根据断路信号形成断路，使电源供应装置无法供电至电子装置。

本发明的另一范畴在于提供一种电子装置，连接电源供应装置及/或电池模块。

本发明的电子装置包含连接单元以及控制电路。此外，连接单元用以连接电源供应装置。如前所述，控制电路包含检测单元、处理单元、控制单元以及开关。

当连接单元连接电源供应装置时，检测单元提供检测结果。处理单元连接检测单元，且以检测结果为基础判断电源供应装置的类型。控制单元连接处理单元以及电池模块，而开关分别连接电源供应装置以及处理单元。

当处理单元判断电源供应装置为太阳能转换器时，处理单元输出第一控制信号与断路信号。控制单元根据第一控制信号控制电池模块的操作，开关则根据断路信号形成断路，使电源供应装置无法供电至电子装置。

综上所述，根据本发明的控制电路可根据检测结果来判断电源供应装置的形态，并控制电子装置中的电池模块以及电源供应装置进行相对应的动作。

关于本发明的优点与精神可以利用以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1所示为根据本发明的一具体实施例的控制电路的功能方框图。

图2所示为根据本发明的一具体实施例的控制电路的功能方框图。

图3所示为根据本发明的一具体实施例的电子装置的功能方框图。

图4所示为根据本发明的一具体实施例的控制电路的功能方框图。

图5所示为根据本发明的一具体实施例的电子装置的功能方框图。

图6所示为根据本发明的一具体实施例的电子装置与太阳能转换器的部分立体视图。

具体实施方式

本发明优选实施例提供一种能判断不同电力来源，并据此调整电源配置模式的控制电路以及包含该控制电路的电子装置。关于本发明优选实施例的控制电路以及电子装置的若干具体实施例揭示如下。

本发明优选实施例所述的“电子装置”可以指任何需要电力提供运行能量的装置，特别是指数据处理装置，如计算机。此外，所述“数据处理装置”特别是指便携式数据处理装置，例如，笔记本电脑、平板型计算机、影像提取装置、多媒体播放装置、移动通信装置、个人数字助理等，但不以此为限。

以下将以太阳能转换器(Solar Power Adapter)以及交流-直流转换器(AC/DC Adapter)作为电源供应装置的例子，以说明本发明优选实施例的控制电路以及电子装置的实施方式。

请参见图1，图1所示为根据本发明的一具体实施例的控制电路1的功能方框图。如图1所示，控制电路1包含连接单元10、处理单元12、控制单元14、开关16以及检测单元18。

连接单元10可选择性地耦接太阳能转换器40或交流-直流转换器42。处理单元12分别耦接连接单元10、控制单元14、开关16以及电子装置2。控制单元14分别耦接连接单元10以及电子装置2的电池模块20。开关16分别耦接连接单元10以及电子装置2的电源管理模块22。检测单元18则耦接于连接单元10以及处理单元12之间。于本具体实施例中，检测单元18为分压电阻。进一步，开关16至电源管理模块22之间形成第一供电路径R1，电池模块20至电源管理模块22之间则形成第二供电路径R2。

连接单元10可连接太阳能转换器40或交流-直流转换器42，以接收太阳能转换器40或交流-直流转换器42所提供的电源，并经由检测单元18分压后传送至处理单元12。处理单元12检测经检测单元18分压后的电源的电压值，据以判断目前与连接单元10连接的是太阳能转换器40还是交流-直流转换器42。换句话说，在本实施例中，当检测单元18连接太阳能转换器40或交流-直流转换器42时，检测单元18可提供检测结果(例如：分压值)，处理单元12则可依据检测结果来判断目前检测单元18或连接单元10所连接的电源供应装置的类型。

于实际应用中，太阳能转换器40所提供的电源的电压值通常小于交流-直流转换器42所提供的电源的电压值。因此处理单元12可内建若干个阀值，并且将测得的电压值与阀值比较，以判断与连接单元10连接的电源供应装置为何。

当处理单元12判断太阳能转换器40与连接单元10连接时，处理单元12输出第一控制信号S1以及断路信号C1。

控制单元14接收第一控制信号S1，并根据第一控制信号S1控制电池模块20的充放电。于实际应用中，电池模块20可包含第一电池以及第二电池，并且控制单元14根据第一控制信号S1控制第一电池与第二电池轮流对电子装置2放电，且控制第一电池与第二电池轮流通过太阳能转换器40充电。举例来说，控制单元14可控制太阳能转换器40所提供的电源对第一电池充电，并控制第二电池经第二供电路径R2放电至电源管理模块22，再由电源管理模块22分配电源至电子装置2中的各组件或模块。

开关16接收断路信号C1，并根据断路信号C1形成断路，以使得太阳能转换器40所提供的电源无法通过开关16。换言之，当处理单元12判断连接单元10所连接的电源供应装置为太阳能转换器40时，本发明优选实施例的控制电路1关闭第一供电路径R1，以使得太阳能转换器40所提供的电源无法直接对电子装置2供电，而仅能对电池模块22中的电池供电。

此外，当处理单元12根据电源的电压值判断交流-直流转换器42与连接单元10连接时，处理单元12输出第二控制信号S2以及通路信号C2。

控制单元14接收第二控制信号S2，并根据第二控制信号S2控制电池模块20的充放电。如前所述，电池模块20可包含第一电池以及第二电池，并且控制单元14根据第二控制信号S2控制交流-直流转换器42所提供的电源同时对第一电池以及第二电池充电。

此外，开关16接收通路信号C2，并根据通路信号C2形成通路，以使得交流-直流转换器42所提供的电源通过开关16并经由第一供电路径R1供电至电源管理模块22。换言之，当处理单元12判断连接单元10所连接的电源供应装置为交流-直流转换器42时，本发明优选实施例的控制电路1开启第一供电路径R1并关闭第二供电路径R2，以使得交流-直流转换器42所提供的电源直接对电子装置2供电，并同时对电池模块22中的电池充电。

请再参见图2，图2所示为根据本发明的另一具体实施例的控制电路3的功能方框图。如图2所示，控制电路3同样包含连接单元30、处理单元32、控制单元34、开关36以及检测单元38。

与图1所示的控制电路1不同的是，图2所示的控制电路3的检测单元38为感应电流电阻，且处理单元32分别耦接检测单元38的两端，以获得检测单元38两端的电压差异值，再根据电压差异值以及检测单元38的电阻值计算电源流经检测单元38的电流值，并根据电流值判断与连接单元30连接的电源供应装置为太阳能转换器40或交流-直流转换器42。

换句话说，在本实施例中，感应电流电阻的两端具有电压差异值，以使得检测结果为电压差异值，处理单元32可依据电压差异值来进行相关处理，以判断出电源供应装置的类型。

于实际应用中，太阳能转换器40所提供的电源的电流值通常小于交流-直流转换器42所提供的电源的电流值。因此处理单元32可内建若干个阀值，并且将测得的电流值与阀值比较，以判断与连接单元30连接的电源供应装置为何。

如前所述，当处理单元32判断太阳能转换器40与连接单元30连接时，处理单元32输出第一控制信号S1以及断路信号C1。反之，当处理单元32判断交流-直流转换器42与连接单元30连接时，处理单元32输出第二控制信号S2以及通路信号C2。于本具体实施例中，控制单元34根据控制信号S1、S2，以及开关36根据断路信号C1或通路信号C2所执行的动作均如前所述，于此不再赘述。

于实际应用中，本发明的处理单元也可根据其与连接单元之间的电路的电压值或电流值，判断连接单元不与任何电源供应装置连接。此时，处理单元可产生第三控制信号，而控制单元可根据第三控制信号驱动电池模块中的第一电池以及第二电池轮流对电子装置放电。

请注意，于实际应用中，本发明的控制电路可根据电源的其它电气特性判断所连接的电源供应装置类型，或者，控制电路可根据电源的一种以上(如同时根据前述的电压值以及电流值)的电气特性进行判断，而不受限于以上的实施例。并且，本发明的控制电路可根据不同的电源供应装置进行其它适当的电源配置机制，而不受限于以上的实施例。

本发明还提供一种包含前述控制电路的电子装置。请参见图3，图3所示为根据本发明的一具体实施例的电子装置5的功能方框图。如图所示，本具体实施例的电子装置5包含连接单元50、控制电路52、电池模块54、电源管理模块56以及多个电子零组件，包含：处理器580、内存582、芯片组584、显示器586等电子装置5运行所需的单元或模块。

连接单元50，例如，插接孔，可供使用者连接如前述的各类型电源供应装置。控制电路52包含处理单元520、控制单元522、开关524以及检测单元526。电池模块54包含第一电池540、第二电池542、充电路径开关544以及电池管理单元546。

于本具体实施例中，控制电路52的处理单元520、控制单元522、开关524以及检测单元526的连接关系、作动以及功效均如前所述，于此不再赘述。

进一步，电池模块54的充电路径开关544分别连接控制单元522、第一电池540以及第二电池542。充电路径开关544受控制单元522调控，以切换电源供应装置(太阳能转换器40或交流-直流转换器42)与第一电池540以及第二电池542的连接状态。

举例来说，当控制单元522接收处理单元520输出的第一控制信号S1时，控制单元522驱动充电路径开关544导通控制单元522以及第一电池540之间的路径，并关闭控制单元522以及第二电池542之间的路径。由此，太阳能转换器40能通过控制单元522以及充电路径开关544对第一电池540充电，而不对第二电池542充电。

再举例来说，当控制单元522接收处理单元520输出的第二控制信号S2时，控制单元522驱动充电路径开关544同时导通控制单元522以及第一电池540、第二电池542之间的路径。由此，交流-直流转换器42能通过控制单元522以及充电路径开关544同时对第一电池540以及第二电池542充电。当然，于实际应用中，充电路径开关544的导通或断路可依据其它机制进行调整，而不限于以上的实施例。

此外，电池管理单元546连接处理单元520、第一电池540以及第二电池542。电池管理单元546可定期检测第一电池540以及第二电池542的状态，获得状态数值，例如，剩余电量、温度、放电电压、放电电流等，但不以此为限。并且，电池管理单元546将状态数值回馈至处理单元520。

此外，电源管理模块56可通过插接或焊接等方式与第一电池540、第二电池542以及开关524连接，以接受第一电池540、第二电池542或电源供应装置所提供的电力。另外，电源管理模块56还分别连接处理器580、内存582、芯片组584、显示器586等单元或模块，以将运行所需的电力分配至该等单元或模块。

于实际应用中，本发明的控制电路52可能被整合于单一电路板上，并设置于适当的装置或模块，例如，前述的电子装置5或电池模块54内；也可能视情况被分开设置于不同的装置或模块内，例如，控制单元522、充电路径开关544以及电池管理单元546被设置于电池模块20内，而处理单元520以及开关524被设置于电子装置2中。

于实际应用中，处理单元520、控制单元522以及开关524均可视情况选用具有适当功能的元件。例如，处理单元520可以是微处理器(microprocessor)、嵌入式控制器(embedded controller)；开关524可以是场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)，但不以此为限。

请参见图4，图4所示为根据本发明的一具体实施例的控制电路7的功能方框图。如图4所示，本具体实施例的控制电路7包含连接单元70、处理单元72、控制单元74、开关76以及检测单元78。处理单元72分别耦接控制单元74、开关76、检测单元78以及电子装置2。控制单元74分别耦接连接单元70以及电子装置2中的电池模块20。开关76分别耦接连接单元70以及电子装置2中的电源管理模块22。此外，电池模块20同样耦接电源管理模块22。进一步，开关76至电源管理模块22之间形成第一供电路径R1，电池模块20至电源管理模块22之间则形成第二供电路径R2。

连接单元70选择性地耦接太阳能转换器40或交流-直流转换器42。当连接单元70连接太阳能转换器40时，其可自太阳能转换器40接收电源，而检测单元78则可与太阳能转换器40的识别单元400(例如，金属导体)连接，而处于第一连接状态。于本具体实施例中，检测单元78为检测接点。也即，在本实施例中，检测单元78的检测结果为检测接点的连接状态(包含第一连接状态与第二连接状态)，处理单元72可依据上述检测结果来判断出电源供应装置的类型。

处理单元72根据第一连接状态输出第一控制信号S1以及断路信号C1。控制单元74接收第一控制信号S1，并根据第一控制信号S1控制电池模块20的充放电。如前所述，控制单元74可同时控制太阳能转换器40所提供的电源对电池模块20充电，并控制电池模块20通过第二供电路径R2放电至电源管理模块22。此外，开关76接收断路信号C1，并根据断路信号C1形成断路，以使得太阳能转换器40所提供的电源无法通过开关76，也无法经由第一供电路径R1放电至电源管理模块22。

此外，当连接单元70连接交流-直流转换器42时，其可自交流-直流转换器42接收电源，而检测单元78不连接任何组件而处于第二连接状态。

此时，处理单元72根据第二连接状态输出第二控制信号S2以及通路信号C2。控制单元74接收第二控制信号S2，并根据第二控制信号S2控制电池模块20的充放电。如前所述，控制单元74可控制交流-直流转换器42所提供的电源对电池模块20充电，并关闭第二供电路径R2，以使得电池模块20无法放电至电源管理模块22。此外，开关76接收通路信号C2，并根据通路信号C2形成通路，以使得交流-直流转换器42所提供的电源可通过开关76，并经由第一供电路径R1放电至电源管理模块22。

请一并参见图5以及图6，图5所示为根据本发明的一具体实施例的电子装置9的功能方框图；图6则所示为根据本发明的一具体实施例的电子装置9与太阳能转换器40的部分立体视图。

于本具体实施例中，电子装置9包含前述的连接单元90、控制电路92、电池模块94以及电源管理模块96。于实际应用中，电子装置9还可包含中央处理器、适配卡、内存、硬盘、显示器或其它运行所需的元件或模块。

控制电路92包含处理单元920、控制单元922、开关924以及检测单元926。如图6所示，连接单元90以及检测单元926可为插孔。当连接太阳能转换器40时，连接单元90连接太阳能转换器40的供电端子402，以自太阳能转换器40接收电源，且检测单元926与太阳能转换器40的识别单元400(如，导体)连接，而处于第一连接状态。

处理单元920分别耦接控制单元922、开关924以及检测单元926，用以根据第一连接状态输出第一控制信号S1以及断路信号C1。控制单元922耦接连接单元90以及电池模块94，并且控制单元922接收第一控制信号S1，并根据第一控制信号S1控制太阳能转换器40所提供的电源对电池模块94充电，且控制电池模块94通过第二供电路径R2放电至电源管理模块96，再由电源管理模块96将电力分配至电子装置9中的各单元模块。开关924分别耦接连接单元90以及电源管理模块96，用以接收断路信号C1，并根据断路信号C1形成断路，以使得太阳能转换器40所提供的电源无法通过开关924，因此无法通过第一供电路径R1放电至电源管理模块96。

本发明的电子装置9的连接单元90也可与交流-直流转换器连接，此时，连接单元90连接交流-直流转换器的供电端子，以自交流-直流转换器接收电源。并且，交流-直流转换器不具有前述的导体或其它识别单元，因此检测单元926不连接任何元件，而处于第二连接状态。此时，本发明的控制电路92的处理单元920根据第二连接状态输出第二控制信号S2以及通路信号C2。控制单元922根据第二控制信号S2控制交流-直流转换器所提供的电源对电池模块94进行充电，并控制电池模块94不对电源管理模块96放电。此外，开关924接收通路信号C2，并根据通路信号C2形成通路，以使得交流-直流转换器所提供的电源通过开关924对电源管理模块96放电，再由电源管理模块96将电力分配至电子装置9中的各单元模块。

综上所述，根据本发明的控制电路可根据电源的电气特性来判断电源供应装置的形态，并根据判断结果控制电子装置中的电池模块以及电源供应装置进行相对应的动作。此外，当电力来源为太阳能转换装置时，本发明的控制电路可控制太阳能转换装置对电池模块中的一个电池单元充电，并控制电池模块中的另一个电池单元对电子装置进行放电。并且，本发明的控制电路可根据各电池单元的状态进行充放电的切换，以有效率地利用太阳能所转换的电能来延长电子装置的使用时间。

利用以上优选具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的优选具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求书的范畴内。因此，本发明所申请的权利要求书的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以使得其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (16)

1.一种控制电路，设置于电子装置中，以连接电源供应装置，上述电子装置包含电池模块，其特征是，上述控制电路包含：

检测单元，当上述电源供应装置连接于上述电子装置时，上述检测单元提供检测结果；

处理单元，连接上述检测单元，以依据上述检测结果来判断上述电源供应装置的类型；

控制单元，连接上述处理单元与上述电池模块；以及

开关，连接上述电源供应装置与上述处理单元，

其中，当上述处理单元判断上述电源供应装置为太阳能转换器时，上述处理单元输出第一控制信号与断路信号，上述控制单元根据上述第一控制信号控制上述电池模块的操作，上述开关则根据上述断路信号形成断路，使上述电源供应装置无法供电至上述电子装置。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征是，其中上述检测单元包含分压电阻，上述检测结果为上述分压电阻对上述电源进行分压后的分压值，且上述处理单元依据上述分压值判断上述电源供应装置的类型。

3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征是，上述检测单元包含感应电流电阻，上述检测结果为上述感应电流电阻两端的电压差异值，且上述处理单元将上述电压差异值除以上述感应电流电阻的电阻值，以得到电流值，以判断上述电源供应装置的类型。

4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征是，上述检测单元包含检测接点连接上述太阳能电源供应器的识别单元，上述检测结果为上述检测接点与上述识别单元的第一连接状态，且上述处理单元根据上述第一连接状态判断上述电源供应装置的类型。

5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征是，上述处理单元为嵌入式控制器。

6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征是，上述电池模块包含第一电池以及第二电池，上述控制单元根据上述第一控制信号控制上述第一电池与上述第二电池轮流对上述电子装置放电，且控制上述第一电池与上述第二电池轮流通过上述太阳能转换器充电。

7.根据权利要求1所述的控制电路，其特征是，当上述处理单元判断上述电源供应装置为交流-直流转换器时，上述处理单元输出第二控制信号以及通路信号，上述控制单元根据上述第二控制信号控制上述电源供应装置对上述电池模块进行充电，且上述开关根据上述通路信号形成通路，以使得上述电源供应装置通过上述开关对上述电子装置供电。

8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征是，上述电池模块包含第一电池以及第二电池，上述控制单元根据上述第二控制信号控制上述交流-直流转换器对上述第一电池以及上述第二电池进行充电。

9.一种电子装置，连接电源供应装置与电池模块，其特征是，上述电子装置包含：

连接单元，用以连接上述电源供应装置；以及

控制电路，包含：

检测单元，连接上述连接单元，当上述连接单元连接上述电源供应装置时，上述检测单元提供一检测结果；

处理单元，连接上述检测单元，以依据上述检测结果来判断上述电源供应装置的类型；

控制单元，连接上述处理单元与上述电池模块；以及

开关，连接上述电源供应装置与上述处理单元，

其中，当上述处理单元判断上述电源供应装置为太阳能转换器时，上述处理单元输出第一控制信号与断路信号，上述控制单元根据上述第一控制信号控制上述电池模块的操作，上述开关则根据上述断路信号形成断路，使上述电源供应装置无法供电至上述电子装置。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征是，上述检测单元包含分压电阻，上述检测结果为上述分压电阻对上述电源进行分压后的分压值，且上述处理单元依据上述分压值判断上述电源供应装置的类型。

11.根据权利要求9所述的电子装置，其特征是，上述检测单元包含感应电流电阻，上述检测结果为上述感应电流电阻两端的电压差异值，且上述处理单元将上述电压差异值除以上述感应电流电阻的电阻值，以得到电流值，以判断上述电源供应装置的类型。

12.根据权利要求9所述的电子装置，其特征是，上述检测单元包含检测接点连接上述太阳能电源供应器的识别单元，以使得上述检测结果为第一连接状态，上述检测结果为上述检测接点与上述识别单元的第一连接状态，且上述处理单元根据上述第一连接状态判断上述电源供应装置的类型。

13.根据权利要求9所述的电子装置，其特征是，上述处理单元为嵌入式控制器。

14.根据权利要求9所述的电子装置，其特征是，上述电池模块包含第一电池以及第二电池，上述控制单元根据上述第一控制信号控制上述第一电池与上述第二电池轮流对上述电子装置放电，且控制上述第一电池与上述第二电池轮流通过上述太阳能转换器充电。

15.根据权利要求9所述的电子装置，其特征是，其中当上述处理单元判断上述电源供应装置为交流-直流转换器时，上述处理单元输出第二控制信号以及通路信号，其中上述控制单元根据上述第二控制信号控制上述电源供应装置对上述电池模块进行充电，且上述开关根据上述通路信号形成通路，以使得上述电源供应装置通过上述开关对上述电子装置供电。

16.根据权利要求15所述的电子装置，其特征是，上述电池模块包含第一电池以及第二电池，上述控制单元根据上述第二控制信号控制上述交流-直流转换器电源供应装置对上述第一电池以及上述第二电池进行充电。

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