CN102377221B - 控制对待充电装置的充电电流强度的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种控制对待充电装置的充电电流强度的电子装置，其包含：连接单元；第一负载单元；控制单元，控制该电子装置对该待充电装置于第一充电模式或第二充电模式下进行充电；及电源供应单元，耦接该第一负载单元、该控制单元、该连接单元；其中，当该电子装置于该第一充电模式时，该电源供应单元通过该连接单元提供第一电流给该待充电装置，且提供第二电流给该第一负载单元；其中，当该电子装置由该第一充电模式切换至该第二充电模式时，该控制单元调整提供该第一负载单元的该第二电流为第三电流，该电源供应单元根据该第二、三电流产生第四电流至该待充电装置。本发明可以在不提升硬件供电规格的情况下提供较高的供电能力。

Description

控制对待充电装置的充电电流强度的电子装置

【技术领域】

本发明是有关于一种本发明揭露一种电子装置，特别是关于一种控制对待充电装置的充电电流强度的电子装置。

【背景技术】

具有资料传输等耗电较巨的功能的待充电装置(例如可携式电子装置)包含智能手机与平板电脑等。当待充电装置消耗了大量的电能以后，需要将待充电装置连接于外部电源或是配备有电源的充电式电子装置，使得该外部电源或该充电式电子装置可对待充电装置内部安装的电池来充电，让待充电装置得以维持其运作。

以配备有电源的充电式电子装置(例如台式电脑、笔记本电脑)的情况来说，由于其用于对可携式电子装置充电时需要较正常运作更高的供电能力，因此一般的作法是直接将充电式电子装置配备的电源的硬件供电规格提升，藉此获取较高的供电能力。但是如此一来，此类配备有电源的充电式电子装置的硬件成本也会付出大幅增加的代价，而不利于此类充电式电子装置的量产。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种控制对待充电装置的充电电流强度的电子装置，其包含：连接单元；第一负载单元；控制单元，控制该电子装置对该待充电装置于第一充电模式或第二充电模式下进行充电；及电源供应单元，耦接该第一负载单元、该控制单元、该连接单元；其中，当该电子装置于该第一充电模式时，该电源供应单元通过该连接单元提供第一电流给该待充电装置，且提供第二电流给该第一负载单元；其中，当该电子装置由该第一充电模式切换至该第二充电模式时，该控制单元调整提供该第一负载单元的该第二电流为第三电流，该电源供应单元根据该第二、三电流产生第四电流至该待充电装置；其中，该第三电流低于该第二电流，且该第四电流高于该第一电流。

作为可选的技术方案，该电子装置为显示器，且该第一负载单元为背光源、扬声器或通用串行总线接口。作为进一步可选的技术方案，所述的电子装置另包含：第二负载单元，耦接于该电源供应单元；其中当该电子装置由该第一充电模式切换至该第二充电模式时，该控制单元控制该电源供应单元来调降供应给该第二负载单元的电流，且根据该调降的电流以调高供应给该待充电装置的电流。作为再进一步可选的技术方案，该电子装置另包含：屏幕显示单元，用来在该电子装置由该第一充电模式切换至该第二充电模式时，选择该第一负载单元、该第二负载单元或是该第一负载单元及该第二负载单元，来提供该第四电流。

作为可选的技术方案，所述的电子装置另包含：功率计算单元，耦接于该控制单元，该功率计算单元用来计算该电子装置的目前消耗功率，并用来根据该目前消耗功率计算该第一电流与该第三电流。

作为可选的技术方案，当该电子装置由该第一充电模式进入第三充电模式时，该控制单元控制该电源供应单元通过该连接单元提供第五电流给该待充电装置，并控制该电源供应单元维持提供给该第一负载单元的该第二电流；其中第五电流低于该第一电流。

作为可选的技术方案，该待充电装置与该电子装置之间以显示资料频道进行讯息交换，以用来将该第一电流告知该待充电装置。

作为可选的技术方案，该第一电流与该第二电流在该电子装置内带来的第一消耗功率总和相等于该第三电流与该第四电流在该电子装置内带来的第二消耗功率总和。

本发明的目的还在于提供一种控制对待充电装置的充电电流强度的电子装置，其包含：连接单元；负载单元；控制单元，控制该负载单元操作于第一操作状态与第二操作状态；及电源供应单元，耦接该负载单元、该控制单元、与该连接单元；其中，当该电子装置于该第一操作状态时，该电源供应单元通过该连接单元提供第一电流给该待充电装置，且提供第二电流给该负载单元；其中，当该电子装置由该第一操作状态切换至该第二操作状态时，该控制单元调整提供该待充电装置的该第一电流为第三电流，该电源供应单元根据该第一、三电流产生第四电流至该负载单元；其中，该第一电流高于该第三电流，且该第四电流高于该第二电流。

本发明的目的还在于提供一种控制对待充电装置的充电电流强度的电子装置，其包含：连接单元；负载单元；电源供应单元；功率计算单元，用来计算该电子装置的一目前消耗功率；控制单元，耦接于该连接单元、该负载单元、该电源供应单元、与该功率计算单元，该控制单元用来根据该功率计算单元所计算的该目前消耗功率，计算提供给该待充电装置的第一电流的电流上限量，该控制单元亦用来在第一充电模式下，控制该电源供应单元通过该连接单元该对该待充电装置提供该第一电流，并控制该电源供应单元对该负载单元提供第二电流；其中，当该电子装置由该第一充电模式切换至第二充电模式，且当该第一电流的电流上限量低于该待充电装置在该第二充电模式的电流需求量时，该控制单元调整提供该第一负载单元的该第二电流为第三电流，该电源供应单元根据该第二、三电流产生第四电流至该待充电装置；其中，该第三电流低于该第二电流，且该第四电流高于该第一电流。

与现有技术相比，本发明的电子装置可以在不提升硬件供电规格的情况下提供较高的供电能力，因而得以避免因为使用较高硬件供电规格而带来的额外制造成本。

【附图说明】

图1-图4为根据本发明的各实施例所揭露用于控制电子装置对待充电装置进行充电的机制的功能方块示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1，其为根据本发明的第一实施例所揭露的用于控制电子装置对待充电装置进行充电的系统100的功能方块示意图。如图1所示，系统100包含一待充电装置110与一电子装置200。当待充电装置110耦接于电子装置200时，电子装置200用来对待充电装置110充电。电子装置200包含有正常充电模式、快速充电模式、与效能模式。电子装置200在快速充电模式下对待充电装置110的充电速度较正常充电模式快，且所需供电规格也较正常充电模式高；而电子装置200在效能模式下，因为其内部效能需求增加，使得电子装置200对待充电装置110的充电速度较正常充电模式慢，且所需供电规格也较正常充电模式低。以效能模式举例来说，当电子装置200内部的一被动元件(例如灯管)被设定提高其亮度而需要增加消耗功率时，在电子装置200所能够供应的总功率无法提升的前提下，电子装置200需要降低对待充电装置110的充电速度与供电规格，以将部分原先提供给待充电装置110的功率转而提供给灯管，以专注于满足灯管提高亮度的效能需求。

电子装置200包含连接单元170、电源供应单元180、控制单元120与负载单元130。电源供应单元180耦接于负载单元130、控制单元120、与连接单元170。负载单元130用来实施电子装置200本身配备的功能。连接单元170用来根据控制单元120所进行的控制机制，建立电子装置200与待充电装置110之间的充电路径或资料交换路径。

控制单元120用来根据上述所提及电子装置200的各种模式，藉由控制电源供应单元180来控制提供给待充电装置110的一电流410与提供给负载单元130的一电流420，以控制电子装置200在上述的各种模式下对待充电装置110进行充电。举例来说，当电子装置200由正常充电模式切换至快速充电模式时，控制单元120会控制电源供应单元180调升电流410的电流强度，并调降电流420的电流强度，以达到对待充电装置110实施的快速充电功能，直到电子装置200由快速充电模式切换为正常充电模式为止；在本发明的一实施例中，在电子装置200由正常充电模式切换至快速充电模式时，电流410调升前的电流强度与电流420调降前的电流强度在电子装置200内带来的消耗功率总和相等于电流410调升后的电流强度与电流420调降后的电流强度在电子装置200内带来的消耗功率总和。当负载单元130需要增加其消耗功率时，电子装置200会由正常充电模式切换至效能模式，控制单元120会控制电源供应单元180调降电流410的电流强度，以得到充足的空间来对应负载单元130所增加的消耗功率需求调升电流420的电流强度。

在本发明的其他实施例中，电子装置200可包含二个以上的负载单元，且控制单元120可以与控制负载单元130一样的方式来通过电源供应单元180控制供应给该些负载单元的电流强度。电子装置200可为一显示装置，而该些负载单元可为灯管、扬声器、或通用串行总线接口(Universal Serial Bus Port，USB Port)。

在本发明的一实施例中，电子装置200可为显示器，并包含灯管、扬声器、或通用串行总线接口(Universal Serial Bus Port，USB Port)等至少一个负载单元。在先前技术中，一般的显示器包含的电源供应器在设计时的考量仅对应于显示器本身所需的电能消耗(包含上述各负载单元对显示器带来的电能消耗)及在特定充电规格以下的外接待充电装置所需的充电电能消耗；然而当使用者需要显示器对外接的待充电装置做出超过该特定充电规格的限制的快速充电时，显示器包含的电源供应器将因其先天的设计限制而无法实施此种快速充电功能。而在本发明的该实施例中，决定显示器应进入哪一个模式的参数或指令设定机制可为下列条件至少其中之一：(1)控制单元120控制显示器进入正常充电模式、快速充电模式、或效能模式，并选择参数；(2)使用者由显示器外部输入参数或指令来指示控制单元120进入正常充电模式、快速充电模式、或效能模式，并选择参数，其中使用者由显示器外部输入参数或指令的使用者介面可为电子装置200所配备的一屏幕显示单元(On-screen Display，OSD)；或(3)由待充电装置110或电子装置200配备的屏幕显示单元上安装的软件来指示显示器进入正常充电模式、快速充电模式、或效能模式，并选择参数。请参阅图2，其为根据本发明的第二实施例所揭露用于控制电子装置对待充电装置进行充电的系统350的功能方块示意图，其中使用者可通过电子装置220包含的屏幕显示单元150来发出指令指示控制单元120进入其所指定的模式，或屏幕显示单元150亦可经由其本身安装的软件发出指令来指示控制单元120其应进入的模式。除了屏幕显示单元150以外，电子装置220与电子装置200无异。

根据本发明的一实施例，控制单元120可动态的根据电子装置的目前消耗功率来决定电流410与420的强度，以对应电子装置的不同充电模式来进行充电。请参阅图3，其为根据本发明的第三实施例所揭露的一系统300的示意图，其中系统300包含待充电装置110与电子装置210。电子装置210与图1所示的电子装置的差别在于多了一个功率计算单元140及负载单元160、190。请注意，在本发明的各图示或实施例中，以变更负载单元的数目所形成的其他实施例，仍应视为本发明的实施例。图3增加负载单元160、190仅为解说上的方便所增绘，然其数量并未限制本发明各实施例。

在本发明的一实施例中，当电子装置210为一22英寸解析度的显示装置时，功率计算单元140可根据下表列举负载单元130或160所带来的功率损耗来计算电子装置210本身的目前消耗功率，其中负载单元130与160如上所述，可为灯管、扬声器、或通用串行总线接口：

背光	X(瓦特)	音量	Y(瓦特)	影像解析度	Z(瓦特)
						90-100	25	90-100	10	1920x1080p	5
70-89	17	70-89	8	1920x1080i	4
						50-69	12	50-69	5	1280x720p	3
20-49	10	20-49	3	720x480p	2
						0-19	7	0-19	2	720x480i	1

输入源	V(瓦特)	其他参数	W(瓦特)
				HDMI	E	90-100	e
TV	D	70-89	d
				VGA	C	50-69	c
色差端子	B	20-49	b
				其他	A	0-19	a

其中功率计算单元140所计算的一目前消耗功率P可为变数X、Y、Z、V、W的总和，且参数A、B、C、D、E、a、b、c、d、e可为事先决定的整数。而功率计算单元140可进一步根据下列的目前消耗功率P与可供应电流强度的对应表来决定电流410：

目前消耗功率P(瓦特)	电流410
		＞＝30	0.5安培
25-29	1安培
		20-24	1.5安培
10-19	2.5安培
		0-9	3安培

举例来说，假设电子装置210在快速充电模式下对待充电装置110需1.5安培的电流强度。当功率计算单元140计算出目前消耗功率P等于20瓦特，则代表目前电子装置210的可供应电流强度为1.5安培，足可应付快速充电模式下待充电装置110所需的电流强度，且代表电子装置210本身及其所包含的各负载单元可在快速充电模式下维持与正常充电状态相同的效能而无须更动其参数。然而，当功率计算单元140计算出目前消耗功率P等于25瓦特，则目前电子装置210的可供应电流强度为1安培，而不足以供应快速充电模式下待充电装置110的所需，此时可经由上述三种用来决定显示器应进入哪一个模式的参数或指令设定机制来切换至快速充电模式，并对应进行参数选择，以维持电子装置内各负载单元的效能；在本发明的一实施例中，此处所数的参数选择指降低各负载单元的电流量(亦即降低电流420、430、或440)，以填补快速充电模式下待充电装置110的所需。或者，在快速充电模式下且目前消耗功率为20瓦特时，使用者对电子装置210发出指令将亮度或音量提高时(亦即提高负载单元130、160、或190至少其中之一的功耗)，代表使用者目前重视使用环境，故可同样的通过上述三种参数或指令设定机制来降低电流410的电流强度。

在上述电子装置为显示器的实施例中，每个负载单元(亦即灯管、扬声器、或通用串行总线接口)的电能消耗可事先以测试的方式进行评估。该评估过程可通过功率计算单元140完成，也可以通过用来测试电子装置210的外部测试装置来完成。假设在快速充电模式下，电子装置210提供给待充电装置110的电能消耗需要增加10瓦特，则上述的评估过程是以降低电子装置210本身10瓦特的电能消耗来转作提供给待充电装置110的额外电能的方式来进行。例如：当负载单元130为一包含四个灯管的灯管模组，且该灯管模组的电能消耗为25-30瓦特，则将该灯管模组的亮度降低为原先的百分之六十，可至少降低25瓦特x40％＝10瓦特的电能消耗，使得电子装置210得以将节省下来至少10瓦特的电能消耗转做为待充电装置110的快速充电功能之用。

在本发明的部分实施例中，待充电装置与电子装置间会使用显示资料频道(Display data channel，DDC)来进行充电程序的沟通过程。请参阅图4，其为根据本发明的一第四实施例所揭露的系统360的示意图，其中系统360除了包含待充电装置110与电子装置200以外，待充电装置110与电子装置200更建立了一个显示资料频道，且显示资料通道用来作为一指令管线(Commandpipeline)以作为两者间讯息交换之用，上述提及过待充电装置110对电子装置所进行的模式切换或参数变更即可通过该显示资料通道来实现。

当待充电装置110耦接于电子装置200时，电子装置200会将其充电功能以及可供应的电流410告知待充电装置110。待充电装置110会根据该充电功能向电子装置200发出一充电请求，使得电子装置200得以将电流410供应给待充电装置110来进行充电。同理，待充电装置110也可同样的通过显示资料频道来告知电子装置200停止供应电流410。

在本发明的其他实施例中，待充电装置110与电子装置200的间的指令管线并不限于以显示资料频道来实施，换言之，将图4所示的实施例中显示资料频道替换为其他类型的指令接口，仍应视为本发明的实施例。

请注意，将图1-图4中各实施例的负载单元数目进行替换、将待充电装置替换为任何需靠外部充电的可携式电子装置、将电子装置替换为包含显示装置的其他具充电功能的电子装置、或是将第1-4图中所示各元件进行可以实施快速充电功能的合理组合所衍生的其他实施例，仍应视为本发明的实施例。

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，本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种控制对待充电装置的充电电流强度的电子装置，其特征在于包含：

连接单元；

负载单元；

电源供应单元；

功率计算单元，用来计算该电子装置的一目前消耗功率；

控制单元，耦接于该连接单元、该负载单元、该电源供应单元及该功率计算单元，该控制单元用来根据该功率计算单元所计算的该目前消耗功率，计算提供给该待充电装置的第一电流的电流上限量，该控制单元亦用来在第一充电模式下，控制该电源供应单元通过该连接单元对该待充电装置提供该第一电流，并控制该电源供应单元对该负载单元提供第二电流；

其中，当该电子装置由该第一充电模式切换至第二充电模式，且当该第一电流的电流上限量低于该待充电装置在该第二充电模式的电流需求量时，该控制单元调整提供该负载单元的该第二电流为第三电流，该电源供应单元根据该第二电流和第三电流产生第四电流至该待充电装置；及

其中，该第三电流低于该第二电流，且该第四电流高于该第一电流。

2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于该电子装置为显示器，且该负载单元为背光源、扬声器或通用串行总线接口。

3.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于当该电子装置由该第一充电模式进入第三充电模式时，该控制单元控制该电源供应单元通过该连接单元提供第五电流给该待充电装置，并控制该电源供应单元维持提供给该负载单元的该第二电流；及

其中第五电流低于该第一电流。

4.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于该待充电装置与该电子装置之间以显示资料频道进行讯息交换，以用来将该第一电流告知该待充电装置。

5.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于该第一电流与该第二电流在该电子装置内带来的第一消耗功率总和相等于该第三电流与该第四电流在该电子装置内带来的第二消耗功率总和。