CN101902055B

CN101902055B - 电源控制电路及包含电源控制电路的电池模块

Info

Publication number: CN101902055B
Application number: CN2009101452999A
Authority: CN
Inventors: 林志雄; 黄士贺
Original assignee: Pegatron Corp
Current assignee: Pegatron Corp
Priority date: 2009-06-01
Filing date: 2009-06-01
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2029-06-01
Also published as: CN101902055A

Abstract

本发明提供一种电源控制电路及包含电源控制电路的电池模块。根据本发明的电源控制电路设置于电子装置中，以连接太阳能电源供应装置，电子装置包括第一电池与第二电池。电源控制电路包含处理单元以及控制单元。当处理单元连接太阳能电源供应装置时，处理单元输出第一控制信号。并且，控制单元接收第一控制信号，以控制第一电池与第二电池轮流对电子装置放电，且控制第一电池与第二电池轮流由太阳能电源供应装置充电。当连接太阳能电源供应器时，本发明可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。

Description

电源控制电路及包含电源控制电路的电池模块

技术领域

本发明涉及一种电源控制电路以及包含电源控制电路的电池模块。

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、数字相机等，大多可选择性地通过电池或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。

随着环保意识抬头，利用太阳能等天然能源来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的应用范围。目前，市面上利用太阳能提供所需电力的产品大多是功率较小的产品，例如台灯、手表、计算器等，或者是仍需要靠市电或电池当作主要电力源的产品。

发明内容

因此，本发明的一目的在于提供一种电源控制电路。特别地，根据本发明的电源控制电路能根据不同电力来源调整电源配置模式，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。

本发明的电源控制电路设置于电子装置中，以连接太阳能电源供应装置，电子装置包括第一电池与第二电池。电源控制电路包含处理单元以及控制单元。

当处理单元连接太阳能电源供应装置时，处理单元输出第一控制信号。控制单元分别连接处理单元、第一电池以及第二电池。当处理单元连接太阳能电源供应装置时，控制单元接收第一控制信号，以控制第一电池与第二电池轮流对电子装置放电，且控制第一电池与第二电池轮流由太阳能电源供应装置充电。

本发明的另一目的在于提供一种电池模块，用以对电子装置放电。

本发明的电池模块包含第一电池、第二电池以及如前所述的电源控制电路。同样地，电源控制电路还包含处理单元以及控制单元。

当处理单元连接太阳能电源供应装置时，处理单元输出第一控制信号。控制单元分别连接处理单元、第一电池以及第二电池。当控制单元连接太阳能电源供应装置时，控制单元接收第一控制信号，以控制第一电池与第二电池轮流对电子装置放电，且控制第一电池与第二电池轮流由太阳能电源供应装置充电。

综上所述，当连接太阳能电源供应器时，本发明的电源控制电路能控制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并轮流由太阳能电源供应装置充电，因此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。

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1A所示为根据本发明的一具体实施例的电源控制电路与太阳能电源供应装置连接的功能方框图。

图1B所示为根据本发明的一具体实施例的电源控制电路与交流-直流转换器连接的功能方框图。

图1C所示为根据本发明的一具体实施例的电源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电源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池模块的功能方框图。

图4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。

具体实施方式

本发明提供一种电源控制电路以及包含电源控制电路的电池模块。关于本发明的电源控制电路以及电池模块的若干具体实施例，揭示如下。

本发明所述的“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、平板计算机、图像提取装置、多媒体播放装置、移动通信装置、或个人数字助理，但不以此为限。

在一具体实施例中，电源控制电路可控制电池模块的充放电。在实际应用中，电池模块可连接电子装置，且电池模块包含第一电池以及第二电池。此外，电源控制电路可选择性地连接不同的电源供应装置，并根据不同的电力来源调整电源配置模式。以下将以太阳能电源供应装置以及交流-直流转换器作为电源供应装置的例子，并且说明本发明较佳实施例的电源控制电路的实施方式。

请参见图1A至图1C，图1A所示为根据本发明较佳实施例的一具体实施例的电源控制电路1与太阳能电源供应装置40连接的功能方框图；图1B所示为根据本发明较佳实施例的一具体实施例的电源控制电路1与交流-直流转换器42连接的功能方框图；图1C所示为根据本发明较佳实施例的一具体实施例的电源控制电路1未连接任何电源供应装置的功能方框图。

如图所示，本实施例的电源控制电路1包含处理单元10、控制单元12以及开关14。此外，电源控制电路1可控制电池模块20的充放电，电池模块20连接电子装置2，且电池模块20包含第一电池200以及第二电池202。此外，电子装置2包含电源管理模块3。电源管理模块3可通过插接或焊接等方式与第一电池200、第二电池202以及开关14连接，以接受第一电池200、第二电池202或电源供应装置(即太阳能电源供应装置40或交流-直流转换器42)所提供的电力。在其它实施例中，电源控制电路1也可设置于电子装置2中，以连接太阳能电源供应装置40。此外，电子装置2还可包括第一电池200与第二电池200，本发明并不以此为限。

如图1A所示，当处理单元10判断所连接的电源供应装置为太阳能电源供应装置40时，也即，处理单元10连接太阳能电源供应装置40且判断出所连接的装置为太阳能电源供应装置40时，处理单元10输出第一控制信号S1。

控制单元12分别连接太阳能电源供应装置40、处理单元10以及电池模块20。控制单元12自处理模块10接收第一控制信号S1，且根据第一控制信号S1控制第一电池200与第二电池202轮流对电子装置2中的电源管理模块3放电，再由电源管理模块3将电力分配至电子装置2中的各个电子元件，且控制第一电池200与第二电池202轮流由太阳能电源供应装置40充电。也即，控制单元12控制第一电池200通过太阳能电源供应装置40充电时，控制单元12并控制第二电池202对电子装置2放电；控制单元12控制第二电池202通过太阳能电源供应装置40充电时，控制单元12并控制第一电池200对电子装置2放电。换言之，当本发明较佳实施例的电源控制电路1连接太阳能电源供应装置40时，控制单元12控制电池模块20中的电池200、202分别进行充电以及放电。

开关14分别连接太阳能电源供应装置40、电子装置2以及处理单元10。开关14接收第一控制信号S1，并根据第一控制信号S1形成断路，以使得太阳能电源供应装置40无法通过开关14对电子装置2供电。换言之，太阳能电源供应装置40只对电池模块20进行充电，再由电池模块20中的第一电池200或第二电池202对电子装置2放电，太阳能电源供应装置40不直接对电子装置2放电。

如图1B所示，当处理单元10判断所连接的电源供应装置为交流-直流转换器42时，处理单元10输出第二控制信号S2。此时，控制单元12接收第二控制信号S2，根据第二控制信号S2控制交流-直流转换器42对第一电池200以及第二电池202进行充电。此外，开关14则接收第二控制信号S2，并根据第二控制信号S2形成通路，以使得交流-直流转换器42可通过开关14对电子装置2的电源管理模块3供电，再由电源管理模块3将电力分配至电子装置2中的各个电子元件。

换言之，当本发明较佳实施例的电源控制电路1连接交流-直流转换器42时，电源控制电路1控制交流-直流转换器42直接供应电子装置2运行所需的电力，并且对电池模块20中的第一电池200以及第二电池202充电。此外，电源控制电路1也可控制第一电池200以及第二电池202不对电子装置2放电。

如图1C所示，当本实施例的电源控制电路1不连接任何电源供应装置时，处理单元10输出第三控制信号S3，且控制单元12根据第三控制信号S3控制第一电池200以及第二电池202对电子装置2放电。在实际应用中，第一电池200以及第二电池202可同时或轮流对电子装置2的电源管理模块3放电，再由电源管理模块3将电力分配至电子装置2中的各个电子元件。

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电源控制电路1的功能方框图。如图所示，本具体实施例的电源控制电路1除了前述的处理单元10、控制单元12以及开关14之外，还包含了充电路径开关16以及电池管理单元18。

充电路径开关16分别连接控制单元12、第一电池200以及第二电池202，以切换电源供应装置(太阳能电源供应装置40或交流-直流转换器42)与第一电池200以及第二电池202的连接状态。

举例来说，当本实施例的电源控制电路1处于如图1A所示的状态时，充电路径开关16导通控制单元12以及第一电池200之间的路径，并关闭控制单元12以及第二电池202之间的路径。由此，太阳能电源供应装置40能通过控制单元12以及充电路径开关16对第一电池200充电，而不对第二电池202充电。

再举例来说，当本实施例的电源控制电路1处于如图1B所示的状态时，充电路径开关16同时导通控制单元12以及第一电池200、第二电池202之间的路径。由此，交流-直流转换器42能通过控制单元12以及充电路径开关16同时对第一电池200以及第二电池202充电。当然，在实际应用中，充电路径开关16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18连接处理单元10、第一电池200以及第二电池202。电池管理单元18可定期检测第一电池200以及第二电池202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18可将状态数值反馈至处理单元10。

处理单元10根据状态数值随时输出适当的指令信号，以驱动控制单元12控制第一电池200以及第二电池202的充放电。举例来说，当处理单元10连接太阳能电源供应装置40，且电池管理单元18检测到第二电池202的状态异常时，处理单元10可根据异常的状态数值输出切换信号，控制单元12根据切换信号控制第二电池202停止对电子装置2放电，并控制第一电池200对电子装置2放电。

在实际应用中，本实施例的电源控制电路1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2或电池模块20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12、充电路径开关16以及电池管理单元18被设置于电池模块20内，而处理单元10以及开关14被设置于电子装置2中。

在实际应用中，处理单元10、控制单元12以及开关14皆可视情况选用具有适当功能的元件。例如，处理单元10可以是微处理器(micro processor)；开关14可以是场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)，但不以此为限。

本发明还提供一种包含前述电源控制电路的电池模块，用以对电子装置放电。

请参见图3，图3所示为根据本发明的一具体实施例的电池模块20的功能方框图。如图所示，本具体实施例的电池模块20包含了第一电池200、第二电池202、处理单元201、控制单元203、开关205以及电池管理单元207。

如前所述，处理单元201可以连接太阳能电源供应装置40、交流-直流转换器42或不连接任何电源供应装置。控制单元203可连接太阳能电源供应装置40、交流-直流转换器42或不连接任何电源供应装置。并且，控制单元203连接处理单元201。此外，如图3所示，控制单元203还包含充电路径开关2030，分别连接第一电池200以及第二电池202。

开关205可以连接太阳能电源供应装置40、交流-直流转换器42或不连接任何电源供应装置。并且，开关205还连接处理单元201。此外，电池管理单元207连接处理单元201、第一电池200以及第二电池202。

当电源供应装置为太阳能电源供应装置40时，处理单元201输出第一控制信号。控制单元203根据第一控制信号控制充电路径开关2030，使其将太阳能电源供应装置40提供的电力导通至第一电池200，以对第一电池200进行充电。同时，控制单元203根据第一控制信号控制第二电池202对电子装置2的电源管理模块3放电，再由电源管理模块3将电力分配至电子装置2中的各个电子元件。此外，开关205根据第一控制信号形成断路，以使得太阳能电源供应装置40无法通过开关205对电子装置2的电源管理模块3供电。

另外，当电源供应装置为交流-直流转换器42时，处理单元201输出第二充放电信号控制信号。控制单元203根据第二充放电信号控制信号控制充电路径开关2030，使其将交流-直流转换器42提供的电力导通至第一电池200及第二电池202，以对第一电池200以及第二电池202进行充电。此外，开关205根据第二充放电信号控制信号形成通路，以使得交流-直流转换器42可通过开关205对电子装置2的电源管理模块3供电，再由电源管理模块3将电力分配至电子装置2中的各个电子元件。

再者，当处理单元201不连接电源供应装置时，处理单元201输出第三控制信号。控制单元203根据第三控制信号控制第一电池200以及第二电池202对电子装置2的电源管理模块3放电，再由电源管理模块3将电力分配至电子装置2中的各个电子元件。

进一步，如前所述，电池管理单元207可定期检测第一电池200以及第二电池202的状态，并将状态数值反馈至处理单元201。处理单元201根据状态数值随时输出适当的指令信号，以驱动控制单元203以及充电路径开关2030控制第一电池200以及第二电池202的充放电。

在一具体实施例中，本实施例的电源控制电路可被设置于电子装置中。请参见图4，图4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、电源控制电路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、外围插槽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。电源控制电路52包含处理单元520、控制单元522以及开关524。此外，处理单元520、控制单元522以及开关524分别与连接单元50连接。此外，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。

进一步，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，处理器580、内存582、芯片组584、外围插槽586等单元或模块分别连接至电源管理模块56，以自电源管理模块56接收运行所需的电力。

请注意，在本具体实施例中，电源控制电路52以及电池模块54所包含的各单元的连接关系以及功能皆与前述相同，在此不再赘述。

综上所述，根据本发明较佳实施例所提供的电源控制电路能根据不同电力来源调整电源配置模式。特别地，当电力来源为太阳能转换装置时，本发明较佳实施例的电源控制电路可控制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并轮流由太阳能电源供应装置充电。并且，本发明较佳实施例的电源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。

利用以上较佳具体实施例的详述，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较佳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

1.一种电源控制电路，设置于电子装置中，以连接太阳能电源供应装置或交流-直流转换器，上述电子装置包括第一电池与第二电池，其特征是，上述电源控制电路包含：

处理单元，当上述处理单元连接上述太阳能电源供应装置时，上述处理单元输出第一控制信号，当上述处理单元连接上述交流-直流转换器时，上述处理单元输出第二控制信号；以及

控制单元，分别连接上述处理单元、上述第一电池以及上述第二电池，

其中当上述处理单元连接上述太阳能电源供应装置时，上述控制单元接收上述第一控制信号，以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由上述太阳能电源供应装置充电，当上述处理单元连接上述交流-直流转换器时，上述控制单元根据上述第二控制信号来控制上述第一电池与上述第二电池由上述交流-直流转换器充电。

2.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征是，上述电源控制电路进一步包含：

开关，分别连接上述太阳能电源供应装置、上述电子装置以及上述处理单元，上述开关接收上述第一控制信号且根据上述第一控制信号形成断路，使得上述太阳能电源供应装置无法通过上述开关对上述电子装置供电。

3.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征是，上述电源控制电路进一步包含：

开关，分别连接上述交流-直流转换器、上述电子装置以及上述处理单元，上述开关接收上述第二控制信号并根据上述第二控制信号形成通路，使得上述交流-直流转换器通过上述开关对上述电子装置供电。

4.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征是，当上述第一电池由上述太阳能电源供应装置充电时，上述第二电池对上述电子装置放电，且当上述第二电池由上述太阳能电源供应装置充电时，上述第一电池对上述电子装置放电。

5.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征是，上述电源控制电路进一步包含：

电池管理单元，连接上述处理单元、上述第一电池以及上述第二电池，用以检测与上述第一电池以及上述第二电池有关的状态数值，并且将上述状态数值反馈至上述处理单元。

6.根据权利要求5所述的电源控制电路，其特征是，当上述第二电池对上述电子装置放电且上述第二电池的上述状态数值异常时，上述处理单元输出切换信号，上述控制单元根据上述切换信号控制上述第二电池停止对上述电子装置放电，同时控制上述第一电池对上述电子装置放电。

7.根据权利要求5所述的电源控制电路，其特征是，上述状态数值选自由剩余电量、温度、放电电压以及放电电流所组成的群组。

8.一种电池模块，用以对电子装置放电，其特征是，上述电池模块包含：

第一电池；

第二电池；以及

电源控制电路，配合连接太阳能电源供应装置或交流-直流转换器，以控制上述第一电池与上述第二电池的操作，上述电源控制电路包含：

处理单元，当连接上述太阳能电源供应装置时，上述处理单元输出第一控制信号，当上述处理单元连接上述交流-直流转换器时，上述处理单元输出第二控制信号；以及

9.根据权利要求8所述的电池模块，其特征是，上述电池模块进一步包含：

开关，分别连接上述太阳能电源供应装置、上述电子装置以及上述处理单元，上述开关接收上述第一控制信号并根据上述第一控制信号形成断路，使得上述太阳能电源供应装置无法通过上述开关对上述电子装置供电。

10.根据权利要求8所述的电池模块，其特征是，上述电池模块进一步包含：

11.根据权利要求8所述的电池模块，其特征是，当上述第一电池由上述太阳能电源供应装置充电时，上述第二电池对上述电子装置放电，且当上述第二电池由上述太阳能电源供应装置充电时，上述第一电池对上述电子装置放电。

12.根据权利要求8所述的电池模块，其特征是，上述电池模块进一步包含：

13.根据权利要求12所述的电池模块，其特征是，当上述第二电池对上述电子装置放电且上述第二电池的上述状态数值异常时，上述处理单元输出切换信号，上述控制单元根据上述切换信号控制上述第二电池停止对上述电子装置放电，同时控制上述第一电池对上述电子装置放电。

14.根据权利要求12所述的电池模块，其特征是，上述状态数值选自由剩余电量、温度、放电电压以及放电电流所组成的群组。