CN103107569B - 执行系统电源管理的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种执行系统电源管理的方法及装置。该方法应用于一电子装置，该电子装置的一通信端口具有从一外部电源为该电子装置获取电源的一功能，该电子装置的一电源路径开关单元被用来控制介于该电子装置中的一系统及该电子装置中的一电池之间的电气连接，该方法包含有：对该通信端口进行充电端口侦测；控制该电源路径开关单元对该电池充电，并且在对该电池充电的期间侦测该系统一电源输入端子的一系统电源的一电压电平是否在一定电流模式下达到一预定临界值；以及当对该电池充电的期间侦测到该电压电平达到该预定临界值时切换至一定电压模式。本发明可以避免系统被电压过冲所损坏。

Description

执行系统电源管理的方法及装置
【技术领域】
本发明关于电子装置中的充电器模块，尤指一种执行系统电源管理的方法以及相关的系统电源管理装置。
【背景技术】
配备有电池的便携式电子装置(例如多功能移动电话，个人数字助理(personaldigitalassistant,PDA)，平板电脑等)对于用户来说是非常便利的。根据相关技术，该便携式电子装置可配备有一通用串行总线(UniversalSerialBus,USB)端口，用户若有需要，便能够通过该USB端口将该便携式电子装置电气连接至可相容于USB标准的电子装置或是将电源暂时连接至该USB端口来对该便携式电子装置进行充电(更具体地说，对该便携式电子装置中的电池进行充电)，其中该电源可以是USB充电器或是个人电脑，主要是因为该便携式电子装置可以经由该USB端口来从该电源获得电力。根据传统的电源管理方法，便携式电子装置由于设计上的改变(例如硬件速度/功能的增加以及屏幕加大)以致于系统耗电量跟着上升，同时导致了一些问题跟着出现。举例来说，当电池被深度放电或甚至被移除时，可依据相关现有的技术来切换该便携式电子装置的系统电源输入来让用户得以继续使用该便携式电子装置，然而，该系统电源可能会在电源切换时受到干扰。又例如当该便携式电子装置仅使用一符合USB规范的下行端口(USB-compliantdownstreamport)或是一USBOTG(On-The-Go)装置来供电而没有使用电池时，可能会出现供电不足或是电源不稳定的状况。因此，需要一种创新的方法来改善电子装置的系统电源管理。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种系统电源管理的方法及装置。
依据本发明的一示范性实施例，提出一种执行系统电源管理的方法，该方法被应用于一电子装置，该电子装置的一通信端口具有从一外部电源为该电子装置获取电源的一功能，该电子装置的一电源路径开关单元被用来控制介于该电子装置中的一系统以及该电子装置中的一电池之间的电气连接，该执行系统电源管理的方法的步骤包含有：对该通信端口进行充电端口侦测；导通该电源路径开关单元使得该电池被充电，并且在该电池被充电的期间，侦测该系统一电源输入端子的一系统电源的一电压电平是否在一定电流模式(constantcurrentmode)下达到一预定临界值；以及当对该电池充电的期间侦测到该电压电平在一定电流模式下达到该预定临界值时，从该定电流模式切换至一定电压模式(constantvoltagemode)。
依据本发明的一示范性实施例，提出一种用来执行系统电源管理的装置，该装置包含有一电子装置的至少一部分，该电子装置的一通信端口具有从一外部电源为该电子装置获取电源的一功能，该电子装置的一电源路径开关单元被用来控制介于该电子装置的一系统以及该电子装置的一电池之间的电气连接，该执行系统电源管理的装置包含有：一充电端口侦测电路，用来对该通信端口进行充电端口侦测；以及一充电器模块，电气连接至该充电端口侦测电路，其中该充电器模块通过控制该电源路径开关单元使得该电池被充电，并且在该电池被充电的期间，侦测该系统一电源输入端子的一系统电源的一电压电平是否在一定电流模式下达到一预定临界值；其中当对该电池充电的期间侦测到该电压电平在一定电流模式下达到该预定临界值时，该充电器模块从该定电流模式切换至一定电压模式。
依据本发明的一示范性实施例，提出一种执行系统电源管理的方法，该方法系被应用于一电子装置，该电子装置的一通信端口具有从一外部电源为该电子装置获取电源的一功能，该电子装置的一电源路径开关单元被用来控制介于该电子装置中的一系统以及该电子装置中的一电池之间的电气连接，该执行系统电源管理的方法的步骤包含有：对该通信端口进行充电端口侦测以判断该外部电源是否属于一预定电源类型；以及当侦测到该外部电源属于该预定电源类型，控制该电源路径开关单元来使该电池的一电压电平或是一系统电源达到一第一充电设定配置(chargingprofile)，其中该第一充电设定配置是用来暂时控制该系统电源落于一预定电压范围之内，以防止该系统在对该电池充电的一初始阶段被启动。
依据本发明的一示范性实施例，提出一种用来执行系统电源管理的装置，该装置包含有一电子装置的至少一部分，该电子装置的一通信端口具有从一外部电源为该电子装置获取电源的一功能，该电子装置的一电源路径开关单元被用来控制介于该电子装置的一系统以及该电子装置的一电池之间的电气连接，该执行系统电源管理的装置包含有：一充电端口侦测电路，用来对该通信端口进行充电端口侦测以判断该外部电源是否属于一预定电源类型；以及一充电器模块，电气连接至该充电端口侦测电路，其中当侦测到该外部电源属于该预定电源类型，控制该电源路径开关单元来使该电池的一电压电平或是一系统电源达到一第一充电设定配置，其中该第一充电设定配置是用来暂时控制该系统电源落于一预定电压范围之内，以防止该系统在对该电池充电的一初始阶段被启动。
上述执行系统电源管理的方法以及装置，可以在外部电源具有一较弱供电能力时，避免系统开机时或是系统操作期间非预期的系统电压降低(或是不稳定的系统电压)所导致的系统问题甚至当机。此外，对电池充电期间的电流/电压模式转换配合充电设定配置，可以避免系统(例如一芯片组)被电压过冲所损坏。
【附图说明】
图1为依据本发明的一第一实施例而用来执行系统电源管理的一装置的示意图。
图2为本发明用来执行系统电源管理的一方法的一工作流程的一实施例的示意图。
图3为本发明的图2所示的步骤240的一实施例的流程图。
图4为本发明的图2中所示的步骤250的一实施例的流程图。
图5为与本发明的图2以及图4所示方法有关的一预定充电设定配置的一实施例的示意图。
图6为与本发明的图2所示方法有关的一预定充电设定配置的另一实施例的示意图。
图7为与本发明的图2以及图3所示方法有关的一预定充电设定配置的一实施例的示意图。
图8为与本发明的图2所示方法有关的一预定充电设定配置的另一实施例的示意图。
【具体实施方式】
请参考图1，图1为依据本发明的一第一实施例而用来执行系统电源管理的一装置100的示意图。依据不同的实施例(例如第一实施例以及其某些变化)，装置100包含有一电子装置的至少一部份(例如一部分或是全部)，举例来说，装置100可以包含有上述电子装置的一部分，尤其是该电子装置中的一控制电路，例如一集成电路；又或者，装置100可以是完整的上述电子装置。再举一例，装置100可以是包含上述的电子装置的一声音/视频系统(audio/videosystem)。该电子装置的范例包含(但不限定)一移动电话(例如一多功能移动电话)、一个人数字助理、一可携电子装置(例如一平板电脑)以及一个人电脑(例如一笔记本电脑或是一台式电脑)。
依据图1所示的实施例，该电子装置的一通信端口具有为该电子装置从一外部电源获取电源的一功能，其中该通信端口通常包含有为该电子装置从该外部电源获取电源的功能的相关的至少一电源端子，举例来说，该通信端口可以是一USB端口，其接头(connector)(例如一USB接头(未图示))包含有多个端子VBUS、D-、D+以及GND，其中VBUS端子可以被视为上述的该至少一电源端子，D-端子以及D+端子可以被视为上述的通信端口(例如该USB端口)的资料端子(或是通信端子)，而GND端子可以被视为一接地端子。依据本实施例，图1所示的资料端子DP以及资料端子DN可以分别被电气连接至该USB接头的资料端子D+以及资料端子D-，如此一来，图1所示的资料端子DP以及资料端子DN在此情况下可以分别被视为该USB接头的资料端子D+以及资料端子D-。如图1所示，装置100包含有一充电端口侦测电路110、一监控电路120以及一充电器模块130。举例来说，本实施例中的监控电路120可以包含有一多工器122以及一比较器124，且本实施例中的充电器模块130可以包含有一控制器132、一脉冲宽度调制器(pulsewidthmodulator,PWM)134以及一电感L，此为切换型(switchingtype)的范例，然而，充电器模块130并不限定为切换型，亦可以是线性型(lineartype)或是脉冲型(pulsedtype)。
在此实施例中，充电端口侦测电路110是用来执行充电端口侦测，监控电路120是用来选择性地从充电器模块130的系统端子SYS来监控该系统电源的电压电平VSYS或是监控电池20的电池端子BAT上的电池电压电平(请注意，监控VSYS或是VBAT可形成一电压调整回路(voltageregulationloop)。流进电池20或是从充电器模块130输出的电流信息也可经由多工器(multiplexer)122反馈至比较器124以形成一电流调整回路(currentregulationloop)，为求简单明了，该电流调整回路并未显示于图1中)。图1所示的监控电路120仅为说明用途，并非用来作为本发明的限制。更具体地说，在控制器132的控制之下，多工器122能够对系统端子SYS上的其中一个电压电平VSYS以及电池端子BAT上的其中一个输出电压电平VBAT进行多工处理而输入至比较器124。当使用比较器124来选择电压电平VSYS以及输出电压电平VBAT的其中之一时，监控电路120可以通过使用比较器124来监控所选取的电压电平(例如电压电平VSYS或是输出电压电平VBAT)，并比较所选取的电压电平(例如电压电平VSYS或是输出电压电平VBAT)与一预定参考电压电平Vref，在控制器132的控制之下，监控电路120可以在有需要的时候从一组预定参考电压电平{Vref}中选取出预定参考电压电平Vref。此外，充电器模块130能够供应电源至耦接至该电子装置中的一系统电路(并未显示于图中)的系统端子SYS，并且对该电子装置中的至少一电池(例如图1中所示的电池20)进行充电，为求简明起见，上述的该系统电路可以被称为该系统。
请注意，脉冲宽度调制器134以及电感L的组合可以被视为一稳压器，该稳压器能够在控制器132的控制之下决定出从充电器模块130的系统端子SYS输出的该系统电源的电压电平VSYS。根据本实施例，控制器132是用来控制充电器模块130的运作，例如由脉冲宽度调制器134所执行的脉冲宽度调制。脉冲宽度调制器134能够在端子LX上输出具有一特定工作周期(dutycycle)的一脉冲宽度调制信号，其中电压电平VSYS对应至该特定工作周期，以及该特定工作周期是由控制器132所决定。因此，充电器模块130能够调整从充电器输入端子CHRIN(例如充电器输入端子CHRIN可以电气连接至上述的该USB接头的电源端子VBUS)所接收到的输入，举例来说，在该外部电源为一USB充电器(例如具有用来输出电源的一USB连接线(USBcable)的一交流(alternatingcurrent,AC)至直流(directcurrent,DC)适配器(adaptor))的状况下，该交流至直流适配器的该输出电源是经由电源端子VBUS来接收，且经由充电器输入端子CHRIN输入至充电器模块130中。在另一个范例中，在该外部电源为一个人电脑的情况下，该个人电脑是经由一USB连接线暂时连接至该电子装置，该个人电脑的该输出电源是经由电源端子VBUS来接收，且经由充电器输入端子CHRIN输入至充电器模块130中。
如图1所示，一电源路径开关单元P_SW被设置在介于充电器模块130的系统电源端子SYS和电池20的电池端子BAT之间的电源路径上，其中该电子装置的电源路径开关单元P_SW是用来控制介于电子装置的系统和电池20之间的电气连接。通常该系统系电气连接至系统端子SYS，以使电源路径开关单元P_SW得以在控制器132的控制之下选择由充电器模块130或是电池20来供应电源。根据本实施例，在控制器132开启/导通电源路径开关单元P_SW以启动上述的电源路径的情况下，充电器模块130能够对电池20进行充电。然而这仅作为说明用途，并非用以作为本发明的限制。装置100可以启动该电源路径以执行其他运作，举例来说，在控制器132开启/导通电源路径开关单元P_SW以启动上述的电源路径的情况下，电池20能够对该系统进行充电，此外，在控制器132关闭/不导通电源路径开关单元P_SW以停止上述的电源路径的情况下，当电池20处于一低电量的状况时，充电器模块130能够直接提供该系统电源给该系统，更具体地说，当电池20处于低电量的状况下，为了防止由系统端子SYS输出的该系统电源的电压电平VSYS被电池20往下拉，控制器132可以关闭/不导通电源路径开关单元P_SW以使电池20从充电器模块130的系统端子SYS断开。
一般而言，充电器模块130可以遵循电池充电(batterycharging,BC)规范，诸如修订版1.1或是修订版1.2，也就是所谓的BC1.1或是BC1.2，对于相容于USB的装置来说，上述BC1.1以及BC1.2的至少一部分定义了让装置得以分辨USB端口种类的机制，而就一般来说，可以通过D+资料线以及D-资料线(亦即分别对应至资料端子D+以及资料端子D-的资料线)上的一侦测序列来达到此功能。举例来说，就前述充电端口侦测来说，充电端口侦测电路110可包含有某些硬件电路来产生该侦测序列。
请同时参考图2以及图1，图2为依据本发明用来执行系统电源管理的一方法200的一工作流程的一实施例的示意图。图2中的方法可以被应用在图1中的装置100。该方法的描述如下。
在步骤210中，充电器模块130(更具体地说，控制器132)会侦测是否有一个有效的充电器电气连接至上述的该USB接头。实作上，控制器132能够使用内建的一侦测电路(未显示)来侦测从该充电器输入端子CHRIN接收到的输入，而该侦测电路可以是用来侦测从充电器输入端子CHRIN接收到的输入的一电压变化(或是一电压增加程度)的一比较器。举例来说，在一外部电源是电气连接至该USB接头的情况下，控制器132可以通过使用该侦测电路来侦测该外部电源是否存在。又例如，在一USB连接线的一第一端点插入该USB接头而该USB连接线的另一端点处于拔出/未使用(unplugged)的情况之下，控制器132将不会侦测到一个有效的充电器。当侦测到有一个有效的充电器电气连接至该USB接头时，即进入步骤220；否则会再次进入步骤210。
在步骤220中，充电端口侦测电路110会执行上述的充电端口侦测，而修订版1.1或是修订版1.2的充电端口侦测机制可以作为该充电端口侦测的一个范例。
在步骤230中，根据步骤220中的充电端口侦测程序的侦测结果，控制器132会判断该外部电源是否为一预定类型的电源(更具体地说，会判断该外部电源是否隶属于一预定类型的电源)。在一实施例中，会依据该外部电源的充电能力(例如该外部电源可提供的一电流电平)来进行判断，当侦测到该外部电源具有的是一个微弱的充电能力时(更具体地说，一个不充足的电流额定值，例如该系统电路需要大于500mA的一输入电流电平来维持该系统负载，而该外部电源为一USB标准下行端口或是USBOTG装置)，会进入步骤240；反之，该外部电源具有一个较强的充电能力(更具体地说，一个充足的电流额定值，例如该系统电路需要大于500mA的一输入电流电平来维持该系统负载，且该外部电源为一交流-直流适配器或是非上述的该USB标准下行端口或是USBOTG装置的USB装置)，会进入到步骤250。请注意，所属领域的技术人员应该都能轻易地了解上述的充电端口侦测(或是充电器类型的侦测)的流程，为求简明起见，在此省略关于细节的描述。
在步骤240中，电源路径开关单元P_SW被控制而具有一第一组态，使得充电器模块130依据一第一充电设定配置(例如图7以及图8中分别绘示的预定充电设定配置的其中之一)来对电池20进行充电，如此一来，电池20或是该系统电源的电流-电压曲线(即充电电流以及输出电压之间的关系)可符合该第一充电设定配置。
在步骤250中，电源路径开关单元P_SW被控制而具有一第二组态，使得充电器模块130依据一第二充电设定配置(例如图5以及图6中分别绘示的预定充电设定配置的其中之一)来对电池20进行充电，如此一来，电池20或是该系统电源的电流-电压曲线(即充电电流以及输出电压之间的关系)可符合该第二充电设定配置。
图3为依据本发明中图2中所示的步骤240的流程图的一实施例的示意图。因为该外部电源可能无法供应足够的电流(例如USB标准下行端口或是USBOTG装置能够提供的最大电流分别是500mA以及100mA)以支持该电子装置的系统运作，若该系统单独由外部电源供电而没有额外的电池的分担，可能会造成该系统的不稳定。因此，当电池电压VBAT过低时，本实施例所提出的该充电设定配置首先会对该电池充电而非启动该系统，而等到电池电压VBAT被充电到够高时再启动该系统。于是接收从充电器输入端子CHRIN的该电源会提供该系统电源并且同时对该电池进行充电。该方法的说明如下。
在步骤242中，当电池电压VBAT过低时，充电器模块130(更具体地说，控制器132)会导通电源路径开关单元P_SW来使用接收从充电器输入端子CHRIN的电源对电池20进行充电。此刻系统电压VSYS会暂时被控制在一预定电压范围之内(例如小于3.2V)以防止该系统在对电池20进行充电的初始阶段就被启动。当电池电压VBAT够高时(例如达到3.2V)，该系统会启动，且该稳压器的输出(例如该系统电源信号)会被使用来对电池20进行充电，并同时供应电源至该系统，如此一来，即使该系统所需要的大电流超过该微弱的外部电源所能够提供的最大电流，装置100也能够进入一电池补给模式(batterysupplementmode)以防止该系统被突然停止，并且维持稳定的运作。
充电器模块130(更具体地说，控制器132)可以通过监控电路120的帮助来侦测电池20的输出电压电平VBAT是否处于低电位(即低于一预定临界值)。当侦测到该外部电源属于该预定类型的电源且该电池的输出电压电平低于该预定临界值时，充电器模块130(更具体地说，控制器132)会控制电源路径开关单元P_SW来对电池20进行充电。电源路径开关单元P_SW可以由晶体管来构成，且控制器132可以完全地(fully)或是部分地(partially)启动电源路径开关单元P_SW中的晶体管来对电池20进行充电。举例来说，可以通过充电器模块130来将系统电压VSYS设定为低于该系统的启动电压(power-onvoltage)的一预定电压电平(例如2.5V)，且部分启动的晶体管可以构成一低压差电路(lowdropoutcircuit,LDOcircuit)以通过系统电压VSYS的转换来提供电流至电池20；或者，完全启动的晶体管可形成连接该系统电源端子SYS至电池输出端子BAT的一直接路径，以使系统电压VSYS以及电池输出电压VBAT在充电器模块130对电池20充电的时候能一致地上升。
控制器132另可控制监控电路120以在对电池20进行充电的期间(步骤244)侦测该系统电源的电压电平VSYS在定电流模式下是否达到一预定临界值Vth(例如4.2V)。监控电路120的多工器122可选择系统电压VSYS，并将系统电压VSYS传送至比较器124。
在步骤246中，当比较器124侦测到电压电平VSYS达到预定临界值Vth(例如4.2V)时，充电器模块130会从该定电流模式切换到定电压模式，而在步骤248中，充电器模块130会在该定电压模式的期间控制电压电平VSYS等于预定临界值Vth，以避免电压电平VSYS在对电池20进行充电的期间超过预定临界值Vth。预定临界值Vth代表充电器模块130从该定电流模式切换至该定电压模式的转换电压电平(transitionvoltagelevel)，一般来说系依据该电池特性而定。根据本实施例，在从该定电流模式切换至该定电压模式的片刻，因为电源路径开关单元P_SW已经导通，故充电器模块130的系统端子SYS所输出的该系统电源是用来对电池20进行充电，并且同时对该系统供应电源，换句话说，本实施例中所提出的系统电源管理方法会侦测并且控制系统电压VSYS而非电池输出电压VBAT。因为电源路径开关单元P_SW会贡献该电源路径一个压降，本方法可以有效地维持系统电源端子SYS的该电源电平落在一安全的区域，如此一来可保护耦接至系统电源端子SYS的该系统不会有电压过冲(overshooting)的现象。
图4为本发明的图2所示的步骤250的一实施例的流程图。因为该外部电源能够供应足够的电流来支持该电子装置的系统运作，可以立即地启动该系统，并且就算没有额外的电池的辅助也不会造成不稳定。因此，本实施例所提出的该充电设定配置会供电予该系统并且同时对该电池进行充电。该方法的说明如下。
在步骤252中，当该外部电源不属于该预定类型的电源时，充电器模块130(更具体地说，控制器132)能够控制电源路径开关单元P_SW来使该电子装置中的该系统以及该电子装置中的电池20之间的电气连接具有一第二组态，而该第二组态通常不同于该第一组态。在一实施例中，该第二组态对应于该传统系统即时启动(instant-ON)功能以及电源路径管理，在此组态下，充电器模块130可以使用从该外部电源所接收到的电源来供电予该系统，并且同时对电池20进行充电。
控制器132另可控制监控电路120于对电池20进行充电的期间，侦测该系统电源信号的电压电平VSYS在该定电流模式下是否达到预定临界值Vth(即4.2V)(步骤254)。监控电路120的多工器122可选择系统电压VSYS，并将系统电压VSYS传送至比较器124。在步骤256中，当比较器124侦测到电压电平VSYS达到预定临界值Vth时，充电器模块130会从该定电流模式切换至该定电压模式，而在步骤258中，充电器模块130会在对电池20进行充电的期间控制电压电平VSYS在该定电压模式下维持在预定临界值Vth，以避免电压电平VSYS超过预定临界值Vth。预定临界值Vth代表充电器模块130从该定电流模式切换至该定电压模式的转换电压电平，一般来说会依据该电池特性而定。根据本实施例，在从该定电流模式切换至该定电压模式的片刻，因为电源路径开关单元P_SW已经导通，充电器模块130的系统端子SYS所输出的该系统电源是用来对电池20进行充电，并且同时供电予该系统，换句话说，本实施例中所提出的系统电源管理方法会侦测并且控制系统电压VSYS而非电池输出电压VBAT。因为电源路径开关单元P_SW会贡献该电源路径一个压降，本方法可以有效地维持系统电源端子SYS的电源电平落在一安全的区域，如此一来可保护耦接至系统电源端子SYS的该系统不会有电压过冲的现象。
图5为与本发明的图2及图4所示方法200有关的一预定充电设定配置的一实施例的示意图。图6为与本发明的图2所示方法200有关的一预定充电设定配置的另一实施例的示意图。在该些实施例中，符号Ich表示从充电器模块130所输出的充电电流，符号A到符号E分别表示不同的充电阶段。为了能够更清楚的说明充电阶段A～E各从的部分曲线特性，对应不同充电阶段(例如充电阶段A～E当中的多个充电阶段)的部分曲线可能会用不同的比例来绘示。
根据图5以及图6中所分别绘示的预定充电设定配置当中的任何一个，充电器模块130能够通过控制电压电平VSYS以及充电电流Ich来对电池20进行充电。在充电阶段A，系统电压VSYS具有高于该系统所需的启动电压电平的一预定初始电压电平(例如3.7V)，因而该系统被启动。充电器模块130在一预充电模式下能够以一预定初始电流电平(例如100mA)来对电池20进行充电(例如充电器模块130分别控制电压电平VSYS以及充电电流Ich的初始值为3.7V以及100mA)以使输出电压电平VBAT达到一特定电压电平(例如2.5V)。请注意，图表上的电压/电流电平仅供说明用途，举例来说，预充电电流依据电池的特性/需求而会有所变化，可能会大于或是小于100mA，也可能不是一个固定值。在充电阶段B时，充电器模块130在该预充电模式下能够以大于该预定初始电流电平的一预定高电流电平来对电池20进行充电，而当输出电压电平VBAT仍然处于一相对低的电平时，充电器模块130可以维持该系统在启动状态。在充电阶段C时，充电器模块130能够在该定电流模式下以该预定高电流电平来对电池20进行充电，而电压电平VSYS可以升高以使输出电压电平VBAT相对地增加，且充电器模块130得以维持该系统在启动状态。在充电阶段D时，当充电电流Ich正在减少时，充电器模块130持续在该定电压模式下对电池20进行充电，而对应充电阶段D的部分曲线在此实施例中可能会不同。在充电阶段E时，充电程序结束，且控制器132可以通过切断电源路径开关单元P_SW来关闭该电源路径，其中充电器模块130可以单独地供电至该系统。
关于本实施例图5所示的从充电阶段C切换到充电阶段D的过程，充电器模块130会如同步骤254到步骤258的运作方式来运作。当在对电池20进行充电时侦测到电压电平VSYS在定电流模式下达到预定临界值Vth(例如4.2V)的时候，充电器模块130会从定电流模式切换到定电压模式来避免电压电平VSYS在对电池20进行充电的期间超过预定临界值Vth，因此充电器模块130可以控制电压电平VSYS(而非输出电压电平VBAT)以避免电压电平VSYS发生电压过冲现象。由于充电器模块130在充电阶段D时会控制电压电平VSYS处于预定临界值Vth，故图5的图表被标记为Regulate_VSYS模式。
关于本实施例图6所示的从充电阶段C切换到充电阶段D的过程，充电器模块130会进行以下的运作。当在对电池20进行充电时侦测到输出电压电平VBAT在定电流模式下达到预定临界值Vth(例如4.2V)的时候，充电器模块130会从定电流模式切换到定电压模式来避免输出电压电平VBAT在对电池20进行充电的期间超过预定临界值Vth。由于充电器模块130在充电阶段D时会控制输出电压电平VBAT处于预定临界值Vth，故图6的图表被标记为Regulate_VBAT模式。
图7为与本发明的图2以及图3所示方法200有关的一预定充电设定配置的一实施例的示意图。图8为与本发明的图2所示方法200有关的一预定充电设定配置的另一实施例的示意图。相同的，符号Ich表示从充电器模块130所输出的充电电流，符号A到符号E分别表示不同的充电阶段。为了能够更清楚的说明充电阶段A～E各从的部分曲线特性，对应不同充电阶段(例如充电阶段A～E当中的多个充电阶段)的部分曲线可能会用不同的比例来绘示。
根据图7以及图8中所分别绘示的预定充电设定配置当中的任何一个，充电器模块130能够通过控制电压电平VSYS以及充电电流Ich来对电池20进行充电。在充电阶段A，系统电压VSYS具有低于该系统所需的启动电压电平的一预定初始电压电平(例如2.5V)，因而该系统不会被启动。充电器模块130能够在一预充电模式下以一预定初始电流电平(例如60mA)来对电池20进行充电(例如充电器模块130分别控制电压电平VSYS以及充电电流Ich的初始值为2.5V以及60mA)以使输出电压电平VBAT达到一特定电压电平(例如2.5V)，而该系统一般会处于关机状态。请注意，符号SYS_UVLO代表一启动电压电平，该启动电压电平通常是由该系统的设计者来定义，而启动电压电平SYS_UVLO可以被视为用来判断该系统是否可以被启动的一个临界值，举例来说，启动电压电平SYS_UVLO可以被定义为3.2V，然而图表上的电压/电流电平仅供说明用途，举例来说，为了符合USB充电标准，预充电电流依据电池的特性/需求而会有所变化，可能会大于或是小于60mA，也可能不是一个固定值。在充电阶段C时，充电器模块130在电压电平VSYS达到启动电压电平SYS_UVLO之前，能够以一预定初始电流电平来对电池20进行充电。在充电阶段C时，当侦测到电压电平VSYS达到启动电压电平SYS_UVLO时，充电器模块130能够将充电电流Ich从该预定初始电流电平切换至高于该预定初始电流电平的一预定高电流电平。在充电阶段D时，当充电电流Ich正在减少时，充电器模块130持续对电池20进行充电，而对应充电阶段D的部分曲线在此实施例中可能会不同。在充电阶段E时，充电程序结束，且控制器132可以通过切断电源路径开关单元P_SW来关闭该电源路径，其中充电器模块130可以单独地供电至该系统。
关于本实施例图7所示的从充电阶段C切换到充电阶段D的过程，充电器模块130会如同步骤244到步骤248的运作方式来运作。当在对电池20进行充电时侦测到电压电平VSYS在定电流模式下达到预定临界值Vth(例如4.2V)的时候，充电器模块130会从定电流模式切换到定电压模式来避免电压电平VSYS在对电池20进行充电的期间超过预定临界值Vth，因此充电器模块130可以控制电压电平VSYS(而非输出电压电平VBAT)以避免电压电平VSYS发生电压过冲现象。由于充电器模块130在充电阶段D时控制电压电平VSYS处在预定临界值Vth，故图7的图表被标记为Regulate_VSYS模式。
关于本实施例图8所示的从充电阶段C切换到充电阶段D的过程，充电器模块130会运作如下。当在对电池20进行充电时侦测到输出电压电平VBAT在定电流模式下达到预定临界值Vth(例如4.2V)的时候，充电器模块130会从定电流模式切换到定电压模式来避免输出电压电平VBAT在对电池20进行充电的期间超过预定临界值Vth。由于充电器模块130在充电阶段D时控制输出电压电平VBAT处在预定临界值Vth，故图8的图表被标记为Regulate_VBAT模式。
依据这些实施例，一旦上述的该外部电源的接头被插入该USB接头时，装置100可以立即执行充电端口侦测，举例来说，可以通过资料端子DP以及资料端子DM来侦测，且在充电器模块130符合USB的电池充电规范标准修订版1.2的情况下，充电端口的信息可以直接被使用。在上述的该外部电源为一USB标准下行端口或是USBOTG装置(例如基于图2所示的方法200的工作流程而会进入步骤240)的情形之下，装置100可以停止该系统的即时启动功能，更具体地说，当输出电压电平VBAT过低以致于无法维持该系统的运作时，控制器132总是能够导通电源路径开关单元P_SW，而充电器模块130在此期间可以专注在对电池20进行充电。一旦输出电压电平VBAT够高时，该系统会马上被启动，且此刻该系统负载以及该充电电流对充电器模块130来说应该不是一个负担，故充电器模块130可以顺利地运作(具体地说，不会有任何的副作用)。若该系统负载很重(例如该系统使用的电流大于输入电流上限)，因为装置100会从动地进入该电池补给模式(其中电池20以及充电器模块130都可被用来供应电源至该系统)而使电压电平VBAT够高，因此电压电平VSYS将只会轻微地降低。在上述的该外部电源为一交流-直流适配器或是并非上述的USB标准下行端口或USBOTG装置的一USB充电器的情况下(例如基于步骤2所示的方法200的工作流程而进入步骤250)，当执行电源管理的时候，装置100可以维持该系统立即启动的功能，更具体地说，充电器模块130可以从该交流-直流适配器(或是该充电器)得到电源而在充电器模块130的系统端子SYS输出系统电源信号，其中交流-直流适配器/充电器能够通过充电器模块130来同时提供充足的电源给该系统或是电池20，如此一来，充电器模块130便可以对电池20进行充电同时提供电源给该系统。
本发明的其中一个好处是本发明的方法以及装置可以在上述的该外部电源具有一较弱充电能力时(例如该系统电路需要大于500mA的输入电流电平来维持该系统负载，而该外部电源并无法提供足够电流的电源，例如一USB标准下行端口或是USBOTG装置)，避免系统开机时或是系统操作期间非预期的系统电压降低(或是不稳定的系统电压)所导致的系统问题甚至当机。此外，本发明的方法以及装置在使用一交流-直流适配器来作为单一输入电池充电器时，所进行的电源路径管理符合电池充电规范标准修订版1.2。除此之外，基于图5以及图7所分别绘示的预定充电设定配置，本发明的方法以及装置可以避免该系统(例如一芯片组)被电压电平VSYS的电压过冲所损坏。

Claims (24)

1.一种执行系统电源管理的方法，该方法应用于一电子装置，该电子装置的一通信端口具有从一外部电源为该电子装置获取电源的一功能，该电子装置的一电源路径开关单元被用来控制该电子装置中的一系统以及该电子装置中的一电池之间的电气连接，其特征在于，该执行系统电源管理的方法包含有以下步骤：
对该通信端口进行充电端口侦测；
导通该电源路径开关单元使得该电池被充电，并且在该电池被充电的期间，侦测该系统的一电源输入端子的一系统电源的一电压电平是否在一定电流模式下达到一预定临界值；以及
当在对该电池充电的期间侦测到该电压电平在该定电流模式下达到该预定临界值时，从该定电流模式切换至一定电压模式。
2.如权利要求1所述的执行系统电源管理的方法，其特征在于，对该通信端口进行充电端口侦测的步骤另包含有：
判断该外部电源是否属于一预定电源类型；
其中该电源路径开关单元是依据该外部电源是否属于该预定电源类型来被控制。
3.如权利要求2所述的执行系统电源管理的方法，其特征在于，控制该电源路径开关单元对该电池充电的步骤包含有：
当侦测到该外部电源属于该预定电源类型时，导通该电源路径开关单元以根据对应于该预定电源类型的一预定充电设定配置来对该电池充电。
4.如权利要求1所述的执行系统电源管理的方法，其特征在于，在从该定电流模式切换至该定电压模式的片刻，该系统电源被用来同时对该电池充电以及供电给该系统。
5.如权利要求1所述的执行系统电源管理的方法，其特征在于，该执行系统电源管理的方法另包含有：
在该定电压模式下控制该系统电源的该电压电平。
6.一种执行系统电源管理的装置，该装置包含有一电子装置的至少一部分，该电子装置的一通信端口具有从一外部电源为该电子装置获取电源的一功能，该电子装置的一电源路径开关单元被用来控制该电子装置的一系统以及该电子装置的一电池之间的电气连接，其特征在于，该执行系统电源管理的装置包含有：
一充电端口侦测电路，用来对该通信端口进行充电端口侦测；以及
一充电器模块，电气连接至该充电端口侦测电路，其中该充电器模块通过控制该电源路径开关单元使得该电池被充电，并且在该电池被充电的期间，侦测该系统的一电源输入端子的一系统电源的一电压电平是否在一定电流模式下达到一预定临界值；
其中当在对该电池充电的期间侦测到该电压电平在该定电流模式下达到该预定临界值时，该充电器模块从该定电流模式切换至一定电压模式。
7.如权利要求6所述执行系统电源管理的装置，其特征在于，该充电端口侦测电路会判断该外部电源是否属于一预定电源类型；且该充电器模块是依据该外部电源是否属于该预定电源类型来控制该电源路径开关单元。
8.如权利要求7所述执行系统电源管理的装置，其特征在于，当侦测到该外部电源属于该预定电源类型时，该充电器模块会导通该电源路径开关单元以根据对应于该预定电源类型的一预定充电设定配置来对该电池充电。
9.如权利要求6所述执行系统电源管理的装置，其特征在于，在从该定电流模式切换至该定电压模式的片刻，该系统电源被用来同时对该电池充电以及供应电源给该系统。
10.如权利要求6所述执行系统电源管理的装置，其特征在于，该充电器模块另在该定电压模式下控制该系统电源的该电压电平。
11.如权利要求6所述执行系统电源管理的装置，其特征在于，该充电器模块包含有：
一控制器，用来控制该充电器模块的运作；以及
一稳压器，用来在该控制器的控制之下产生该系统电源；
其中该执行系统电源管理的装置另包含有：
一监控电路，用来在该控制器的控制之下监控该系统电源的该电压电平。
12.一种执行系统电源管理的方法，该方法应用于一电子装置，该电子装置的一通信端口具有从一外部电源为该电子装置获取电源的一功能，该电子装置的一电源路径开关单元被用来控制该电子装置中的一系统以及该电子装置中的一电池之间的电气连接，其特征在于，该执行系统电源管理的方法包含有以下步骤：
对该通信端口进行充电端口侦测以判断该外部电源是否属于一预定电源类型；以及
当侦测到该外部电源属于该预定电源类型时，控制该电源路径开关单元来使该电池的一电压电平或是一系统电源达到一第一充电设定配置，其中该第一充电设定配置是用来暂时控制该系统电源落于一预定电压范围之内，以防止该系统在对该电池充电的一初始阶段被启动。
13.如权利要求12所述的执行系统电源管理的方法，其特征在于，该执行系统电源管理的方法另包含有：
当侦测到该外部电源不属于该预定电源类型时，控制该电源路径开关单元来使该电池的该电压电平或是该系统电源达到一第二充电设定配置。
14.如权利要求12所述的执行系统电源管理的方法，其特征在于，判断该外部电源是否属于该预定电源类型的步骤另包含有：
判断该外部电源所能够供应的一电流电平。
15.如权利要求12所述的执行系统电源管理的方法，其特征在于，控制该电源路径开关单元来达到该第一充电设定配置的步骤包含有：
当该外部电源属于该预定电源类型且该电池的一输出电压电平低于一预定临界值时，依据该第一充电设定配置来对该电池进行充电。
16.如权利要求15所述的执行系统电源管理的方法，其特征在于，控制该电源路径开关单元来达到该第一充电设定配置的步骤包含有：
暂时控制该系统电源落在该预定电压范围之内，直到该电池的该输出电压电平上升并且达到该预定临界值为止。
17.如权利要求15所述的执行系统电源管理的方法，其特征在于，控制该电源路径开关单元来达到该第一充电设定配置的步骤包含有：
当侦测到该电池的该输出电压电平上升并且达到该预定临界值时，同时对该电池进行充电以及供电予该系统。
18.一种执行系统电源管理的装置，该装置包含有一电子装置的至少一部分，该电子装置的一通信端口具有从一外部电源为该电子装置获取电源的一功能，该电子装置的一电源路径开关单元被用来控制该电子装置的一系统以及该电子装置的一电池之间的电气连接，其特征在于，该执行系统电源管理的装置包含有：
一充电端口侦测电路，用来对该通信端口进行充电端口侦测以判断该外部电源是否属于一预定电源类型；以及
一充电器模块，电气连接至该充电端口侦测电路，其中当该充电端口侦测电路侦测到该外部电源属于该预定电源类型时，该充电器模块控制该电源路径开关单元来使该电池的一电压电平或是一系统电源达到一第一充电设定配置，其中该第一充电设定配置是用来暂时控制该系统电源落于一预定电压范围之内，以防止该系统在对该电池充电的一初始阶段被启动。
19.如权利要求18所述的执行系统电源管理的装置，其特征在于，当该充电端口侦测电路侦测到该外部电源不属于该预定电源类型时，该充电器模块控制该电源路径开关单元来使该电池的该电压电平或是该系统电源达到一第二充电设定配置。
20.如权利要求18所述的执行系统电源管理的装置，其特征在于，该充电端口侦测电路通过判断该外部电源所能够供应的一电流电平，来判断该外部电源是否属于该预定电源类型。
21.如权利要求18所述的执行系统电源管理的装置，其特征在于，当该外部电源属于该预定电源类型且该电池的一输出电压电平低于一预定临界值时，该充电器模块通过控制该电源路径开关单元来依据该第一充电设定配置对该电池进行充电。
22.如权利要求21所述的执行系统电源管理的装置，其特征在于，该充电器模块暂时控制该系统电源落在该预定电压范围之内，直到该电池的该输出电压电平上升并且达到该预定临界值为止。
23.如权利要求22所述的执行系统电源管理的装置，其特征在于，当侦测到该电池的该输出电压电平上升并且达到该预定临界值时，该充电器模块同时对该电池进行充电以及供电予该系统。
24.如权利要求18所述的执行系统电源管理的装置，其特征在于，该充电器模块包含有：
一控制器，用来控制该充电器模块的运作；以及
一稳压器，用来在该控制器的控制之下产生该系统电源；
其中该执行系统电源管理的装置另包含有：
一监控电路，用来在该控制器的控制之下监控该电池的一输出电压电平以及该系统电源。
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