CN103793036B - 电子装置及其供电控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电子装置及其供电控制方法，其中电子装置包括系统单元、内部供电单元以及供电控制器。内部供电单元耦接系统单元，供应系统电压至系统单元。供电控制器耦接系统单元及内部供电单元，从电子装置外部接收外部电源，根据外部电源的电压值高低判断外部电源的来源。其中，当供电控制器判断外部电源的来源为移动供电装置时，供电控制器供应外部电源至系统单元，并且不利用外部电源对内部供电单元充电。由移动供电装置供应的外部电源的电压值高于系统电压的电压值。

Description

电子装置及其供电控制方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置，尤其涉及一种电子装置及其供电控制方法。

背景技术

随着时代的演进，智能型手机(SmartPhone)，平板计算机(TabletPC)或笔记本式计算机(notebook)等手持电子装置皆朝向更轻薄的外型发展。在这样的趋势之下，手持电子装置中的电池的大小及其容量皆会有所限制。部分的手持电子装置还在整体的设计考量之下内建电池无法拆卸。使得电力管理和寻求替代电源的方法成为很大的挑战。

在笔记本式计算机的应用中，现有技术有将应用笔记本式计算机中的光碟机的空间，置换为第二电池的作法。在这样的作法中，主系统可通过系统管理总线(SystemManagementbus，SMBus)等总线的方式与第二电池连接及沟通，在传送电力之外，还可取得温度、电量以及时脉等数据。但这样的作法扩充性不大，无论是笔记本式计算机本体或是规格都必须具有特定的规格才能使用。在轻薄的设计考量之下，部分的笔记本式计算机产品甚至以移除内建光碟机的设置，在这样的情况下便不具有置换为第二电池的空间。

另一方面，使用外接式的移动电源亦为被广泛使用的方法。但再使用这样的方法时，移动电子装置的系统并无法测得移动电源目前的残余电量及其他信息。在这样的情况下，移动电子装置中的操作系统则可能无从预留足够的电力，在本体的电力以及移动电源的电量耗尽前进入休眠模式，而造成数据损失或是系统损坏。因此，要管理本体中的电池与移动电源之间的使用状况及配置则为本领域之中急需被解决的问题之

发明内容

本发明提供一种电子装置及其供电控制方法，可自动检测是否接收外部供电来源，并且有效的管理内部电源及外部电源。

本发明提供一种电子装置，包括系统单元、内部供电单元及供电控制器。内部供电单元耦接系统单元，供应系统电压至系统单元。供电控制器耦接系统单元及内部供电单元，从电子装置外部接收外部电源，根据外部电源的电压值高低判断外部电源的来源。其中，当供电控制器判断外部电源的来源为移动供电装置时，供电控制器供应外部电源至系统单元，并且不利用外部电源对内部供电单元充电。由移动供电装置供应的外部电源的电压值高于系统电压的电压值。

本发明一种供电控制方法，适用于一电子装置，其中该电子装置包括一内部供电单元及一系统单元，其中内部供电单元供应一系统电压至系统单元，所述方法包括以下步骤。首先，从电子装置的外部接收一外部电源。然后，根据外部电源的电压值高低判断外部电源的一来源。当外部电源的来源为一移动供电装置时，供应外部电源至系统单元，并且不利用外部电源对内部充电单元充电，其中由移动供电装置供应的外部电源的电压值高于系统电压的电压值。

基于上述，本发明提供一种电子装置及其供电控制方法，可检测外部电源的来源类型，并且根据外部电源的来源类型不同进行不同的电源管理。

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为根据本发明一实施例所显示电子装置的功能方框图。

图2为根据本发明一实施例所显示供电控制方法的方法流程图。

图3为根据本发明一实施例所显示供电控制方法的方法流程图。

图4为根据本发明一实施例所显示电子装置的电路图。

附图标记：

10：电子装置

110：系统单元

120：内部供电单元

130：供电控制器

131、140：开关

132：控制单元

210：交流变压器

220：移动供电装置

INP：输入点

SV：系统电压

EV：外部电源

CS：控制信号

S201～S203、S301～S312：步骤

具体实施方式

图1为根据本发明一实施例所显示电子装置的功能方框图。请参照图1，电子装置10包括系统单元110、内部供电单元120及供电控制器130。内部供电单元120耦接系统单元110，供应系统电压SV至系统单元。供电控制器130耦接系统单元110及内部供电单元120，从电子装置10的外部接收外部电源EV，根据外部电源EV的电压值高低判断外部电源EV的来源。其中，当供电控制器130判断外部电源EV的来源为一移动供电装置时，供电控制器130供应外部电源EV至系统单元110，并且不利用外部电源EV对内部供电单元120充电。由移动供电装置供应的外部电源EV的电压值高于系统电压EV的电压值。

图2为根据本发明一实施例所显示供电控制方法的方法流程图。所述方法适用于一电子装置，其中电子装置包括了内部供电单元及系统单元。并且，内部供电单元供应系统电压至系统单元。请参照图2，首先在步骤S201时，从电子装置的外部接收一外部电源。然后在步骤S202时，根据外部电源的电压值高低判断外部电源的一来源。在步骤S203时，也就是当外部电源的来源为一移动供电装置时，供应外部电源至系统单元，并且不利用外部电源对内部充电单元充电，其中由移动供电装置供应的外部电源的电压值高于系统电压的电压值。

请再次参照图1，在本发明中，电子装置10为一移动电子装置，例如笔记本式计算机。系统单元110则包括了电子装置内所有需要电源供应的元件单元，例如处理器、存储单元、输入输出单元等，本发明并不限制于上述。一般而言，内部供电单元120为电池，在没有外接任何电源来源的情况下，电子装置10由内部供电单元120所提供的系统电压SV运作。

当系统单元110检测得到内部供电单元120的剩余电量低于一电量临界值时，系统单元110便会运用内部供电单元120的剩余电量将系统单元所运作的操作系统进入休眠模式(HibernationMode)，使得操作系统不因突如其来的断电而造成数据损毁或是系统损坏的问题。

在本实施例中，例如移动电源等移动供电装置利用电子装置10上的直流电源输入插口(DCJack)与供电控制器130连接，与连接交流变压器的端子的插口相同。由于系统单元110与内部供电单元120往往利用系统管理总线(SystemManagementbus，SMBus)等方式互相连接，因此系统单元110借着上述总线传递系统电压EV以外的各种监控信息，能精确的掌握内部供电单元120的电量，亦能在准确的在仍有足够的剩余电量的情况下将操作系统切换入睡眠模式。在电子装置10为一笔记本式计算机的实施方式中，上述直流电源输入插口便无法如上述SMBus具有其他的信息交换功能，而仅有输入电源的能力。

如此一来，外接电源的电压值便成为判断外接电源的类型以及电量时，最易于取得的参考值。在本发明一实施例，电子装置10为一笔记本式计算机的实施方式中，移动供电装置(或称移动电源)与连接交流变压器的端子共用相同的直流电源输入插口，在此实施方式中则设定移动供电装置所输出的电压值必须与交流变压器所输出的电压值不同以区别上述两者。还由于移动供电装置的大小及储电量亦有所限制，而交流变压器连接一般商用电源，具有稳定且不间断的电力来源，在此实施方式中亦设定移动供电装置所输出的电压值低于交流变压器所输出的电压值。

在本发明一实施例中亦设定移动供电装置所输出的外部电源EV的电压值的必须高于内部供电单元120所提供的系统电压SV的电压值，理由待后详述。

另外，值得注意的是，在现有技术之中，与供电控制器130连接交流变压器时，供电控制器130除了将交流变压器所提供的外部电源EV供应至系统单元110之外，还利用外部电源对内部供电单元120充电。但由于移动供电装置的大小及储电量因携带方便等需求有所限制。可以推得的是，若在电子装置10为笔记本式计算机的情况下，若要设置一个可对电子装置10的内部供电单元120充电的移动供电装置，其体积大小则可能近似于所述的笔记本式计算机的大小，不符合实际需求。

因此，在本发明一实施例中，供电控制器130在判断外部电源EV的来源为移动供电装置时，供电控制器130直接将外部电源EV供应至系统单元110，而不对内部供电单元120进行充电。

图3为根据本发明一实施例所显示供电控制方法的方法流程图，提供了一种较图2所示实施例更详细的实施方式。请参照图1及图3，首先，供电控制器130将先检测目前是否有与外部电源EV的来源连接，并且接收到外部电源EV(步骤S301)。当供电控制器130判断目前与外部电源EV的来源连接时，供电控制器130则根据外部电源EV的电压值判断目前所连接的外部电源EV的来源为交流变压器或移动供电装置(步骤S302)。

当供电控制器130判断目前所连接的外部电源EV的来源为交流变压器时，供电控制器130供应外部电源EV至系统单元110，并同时利用外部电源EV对内部供电单元120充电(步骤S303)

而当供电控制器130判断目前所连接的外部电源EV的来源为移动供电装置时，供电控制器130供应外部电源EV至系统单元110，而不对内部供电单元120进行充电(步骤S304)。

由于在一些使用情况中，使用者会在具有外接电源的来源时拔除电子装置10的电池(也就是内部供电单元120)。因此，当供电控制器130判断目前所连接的外部电源EV来源为移动供电装置时，供电控制器130则还同时判断内部供电单元120是否存在(步骤S305)。

当供电控制器130判断目前内部供电单元120是否存在时，供电控制器130则还接着判断内部供电单元120的剩余电量是否大于电量临界值(步骤S306)。若是当供电控制器130判断内部供电单元120的剩余电量仍大于电量临界值时，供电控制器130则持续供应外部电源EV至系统单元110直到外部电源的电压值低于第一电压临界值(步骤S307)。

在此，电量临界值所对应的是，内部供电单元120是否仍然具有足够让系统单元110所运作的操作系统进入休眠模式的电量，而第一电压临界值则对应于此移动供电装置所能提供外部电源的最低电量。由于在本实施例中供电控制器130与移动供电装置通过直流电压输入插口连接，供电控制器130仅能通过外部电源的电压变化来判断移动供电装置中的剩余电量。

意即，当内部供电单元120尚具有足够让系统单元110所运行的操作系统进入休眠模式的电量时，供电控制器130便能供应外部电源直到移动供电装置电力耗尽为止。当移动供电装置电力耗尽时，供电控制器130则再切换利用内部供电单元120供应系统电压EV至系统单元110，直到内部供电单元120的残余电量低于电量临界值。而系统单元110检测得到内部供电单元120的残余电量低于电量临界值时，则会利用内部供电单元120的剩余电量自动进入休眠模式(步骤S308)。

而当内部供电单元120的剩余电量已不足以让系统单元110进入休眠模式时，代表供电控制器130不可将移动供电装置中的所有电量用尽，仅能供应外部电源EV到外部电源EV的电压值低于第二电压临界值(步骤S309)。第二电压临界值高于第一电压临界值，其电压值大小对应于移动供电装置仅存有让系统单元110所运作的操作系统进入休眠模式的最少电量。当外接电源EV的电压低于第二临界值时，供电控制器130便会主动传送一控制信号CS至系统单元110控制由系统单元110所运作的操作系统进入休眠模式，以避免电力耗尽时的断电造成的文件损毁或系统损坏(步骤S310)。

值得注意的是，由于利用外接电源EV的电压值判定移动供电装置的电量多寡仍无法如同系统单元110检测内部供电单元120的准确，第二电压临界值必须因应上述的误差而有所调整。

另一方面，若是在供电控制器130判断目前所连接的外部电源EV来源为移动供电装置后，供电控制器130判断内部供电单元120以被拔除时(步骤S305)，则与所述步骤S309～S310相同，移动供电装置中必须仍留有足够让系统单元110所运作的操作系统进入休眠模式的电量。因此，供电控制器130持续供应外部电源EV至系统单元110直到外部电源EV的电压值低于第二电压临界值(步骤S311)。当外部电源EV的电源值低于第二电压临界值时，供电控制器130便会主动传送一控制信号CS至系统单元110控制系统单元110所运作操作系统进入休眠模式，以避免断电造成的文件损毁或系统损坏(步骤S312)。

依照着图3所示实施例中的各步骤，电子装置10便能在避免文件损毁或操作系统损坏的情况下，藉由外部电源的电压值辨认外部电源的来源类型，并且同样通过外部电源的电压值改变，善用由电子装置10的外部所提供的外部电源EV以及由内部供电单元所提供的系统电压EV。

图4为根据本发明一实施例所显示电子装置的电路图，其中相较于图1，图4所示实施例提供了一种供电控制器130较为详细的实施方式，以及内部供电单元120与供电控制器130和系统单元110之间还设置了开关140。其中，为了更简洁的说明，供电控制器130用以传输控制信号CS至系统单元的传输路径在图4中被省略未显示。请参照图4，供电控制器130包括开关131以及控制单元132。

在本实施例中，开关131耦接于输入点INP与系统单元110、内部供电单元120之间，其中输入点INP用以连接外部电源EV的来源(例如交流变压器210、移动供电装置220)。控制单元132则耦接开关131的控制端，以及输入点INP，当控制单元132检测到输入点INP与外部电源EV的来源连接，也就是检测到外部电源EV时，控制单元132导通开关131。

开关131包括两个晶体管，其中两个晶体管的寄生二极管互为反向的关系。开关140中包括一晶体管，其控制端耦接内部供电单元120，意即，当内部供电单元120只要内部供电单元120提供系统电压EV时，开关140即会导通。开关131、140这样的设置方式可避免电位不平衡而造成的断路情况。由于这样的连接方式在现有技术中广泛被运用，本领域普通技术人员应可具体实施。

一般而言，交流变压器210所提供的外部电源EV的电压值高于由内部供电单元120所提供的系统电压EV的电压值。而本发明中的移动供电装置220所提供的外部电源EV的电压值同样的也必须大于内部供电单元120所提供的系统电压EV的电压值。也就是说，移动供电装置220所提供的外部电源EV的电压值必须介于交流变压器210所提供的外部电源EV的电压值以及内部供电单元120所提供的系统电压EV的电压值之间。

否则，当外部电源EV的电压值低于内系统电压EV的电压值，而移动供电装置220与输入点INP相接时，开关131与140之间的电位低于开关140与内部供电单元120之间的电位，使得开关140中的寄生二极管闭锁不全(导通)，而产生一电流倒灌回移动供电装置220，可能造成移动供电装置220启动过电流保护机制(OverCurrentProtection，OCP)，而切断移动供电装置220与输入点INP之间的路径。

以下表1则为内部供电单元120与移动供电装置220之间电池胞(batterycell)数量的关系表。

表1

其中，内部供电单元120与移动供电装置220之间的电池胞数量关系并不限定于上述表1的内容。由于一般笔记本式计算机的一个电池胞可提供3伏特的电压，在电力近乎耗尽时则降低至2.8V左右，因此，内部供电单元120与移动供电装置220之间只要相差至少一个电池胞即可(例如亦可设置移动供电装置包含4个电池胞，而内部供电单元设置2个电池胞)。

综上所述，本发明提供一种电子装置及其供电控制方法，可根据外部电源的电压值高低判断其外部电源的来源类型，并根据外部电源的来源类型进行不同的管理方法。当外部电源为移动供电装置，或称移动电源时，电子装置可根据内部的供电单元的剩余电量高低或存在与否，来决定移动供电装置中电量的最高使用量，确保电子装置中的操作系统不因电力不足，而造成数据损毁或系统损坏等情况发生。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，当可作些许更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

一系统单元；

一内部供电单元，耦接该系统单元，供应一系统电压至该系统单元；以及

一供电控制器，耦接该系统单元及该内部供电单元，从该电子装置外部接收一外部电源，根据该外部电源的电压值高低判断该外部电源的一来源，

其中，当该供电控制器判断该外部电源的该来源为一移动供电装置时，该供电控制器供应该外部电源至该系统单元，并且不利用该外部电源对该内部供电单元充电；以及

由该移动供电装置供应的该外部电源的电压值高于该系统电压的电压值，

其中当该供电控制器接收并供应来源为该移动供电装置的该外部电源至该系统单元时，该供电控制器还检测该内部供电单元的一剩余电量，当该内部供电单元的该剩余电量高于一电量临界值时，该供电控制器持续供应该外部电源至该系统单元，直到该外部电源低于一第一电压临界值，

当该供电控制器接收并供应来源为该移动供电装置的该外部电源至该系统单元时，该供电控制器还检测该内部供电单元的一剩余电量，当该内部供电单元的该剩余电量低于一电量临界值时，该供电控制器持续供应该外部电源至该系统单元，直到该系统电压低于一第二电压临界值，其中该第二电压临界值高于该第一电压临界值。

2.根据权利要求1所述电子装置，其特征在于，其中：

该供电控制器判断该外部电源的该来源为一交流变压器时，该供电控制器供应该外部电源至该系统单元，并且利用该外部电源充电；以及

由该交流变压器供应的该外部电源大于由该移动供电装置供应的该外部电源。

3.根据权利要求1所述电子装置，其特征在于，其中：

当由该移动供电装置供应的该外部电源低于该第一电压临界值时，该移动供电装置切断该外部电源的供应；以及

该内部供电单元供应该系统电压至该系统单元直到该系统单元运作的一操作系统进入一休眠模式。

4.根据权利要求1所述电子装置，其特征在于，其中：

当该移动供电装置所供应的该外部电源低于该第二电压临界值时，该供电控制器传送一控制信号至该系统单元，以控制该系统单元所运作的一操作系统进入一休眠模式。

5.根据权利要求1所述电子装置，其特征在于，其中：

当该供电控制器接收并供应来源为该移动供电装置的该外部电源至该系统单元，并且该内部供电单元被拔除时，该供电控制器持续供应该外部电源至该系统单元，直到该系统电压低于一第二电压临界值，其中该第二电压临界值高于该第一电压临界值。

6.根据权利要求5所述电子装置，其特征在于，其中：

当该移动供电装置所供应的该外部电源低于该第二电压临界值，而且该内部供电单元被拔除时，该供电控制器传送一控制信号至该系统单元，以控制该系统单元所运作的一操作系统进入一休眠模式。

7.根据权利要求5所述电子装置，其特征在于，其中该供电控制器包括：

一开关，耦接一输入点、该系统单元以及该内部供电单元之间，其中，该输入点用以连接该外部电源的该来源；

一控制单元，耦接该开关的一控制端及该输入点，当检测到输入点与该外部电源的该来源连接时，导通该开关。

8.一种供电控制方法，适用于一电子装置，其中该电子装置包括一内部供电单元及一系统单元，其中该内部供电单元供应一系统电压至该系统单元，其特征在于，所述方法包括：

从该电子装置的外部接收一外部电源；

根据该外部电源的电压值高低判断该外部电源的一来源；

当该外部电源的该来源为一移动供电装置时，供应该外部电源至该系统单元，并且不利用该外部电源对该内部充电单元充电，其中由该移动供电装置供应的该外部电源的电压值高于该系统电压的电压值，

其中当该供电控制器接收并供应来源为该移动供电装置的该外部电源至该系统单元的步骤还包括检测该内部供电单元的一剩余电量，当该内部供电单元的该剩余电量高于一电量临界值时，该供电控制器持续供应该外部电源至该系统单元，直到该外部电源低于一第一电压临界值，

其中该供电控制器还检测该内部供电单元的该剩余电量的步骤之后还包括当该内部供电单元的该剩余电量低于一电量临界值时，该供电控制器持续供应该外部电源至该系统单元，直到该系统电压低于一第二电压临界值，其中该第二电压临界值高于该第一电压临界值。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，其中利用该外部电源的高低判断该外部电源的一来源的步骤之后还包括：

当该外部电源的该来源为一交流变压器时，该供电控制器供应该外部电源至该系统单元，并且利用该外部电源充电，其中由该交流变压器供应的该外部电源大于由该移动供电装置供应的该外部电源。

10.根据权利要求8所述方法，其特征在于，其中当该外部电源低于该第一电压临界值的步骤之后，所述方法还包括：

切断该外部电源的供应；以及

以该内部供电单元供应该系统电压至该系统单元使得该系统单元运作的一操作系统进入一休眠模式。

11.根据权利要求8所述方法，其特征在于，其中该移动供电装置所供应的该外部电源低于该第二电压临界值的步骤之后还包括：

传送一控制信号至该系统单元，以控制该系统单元所运作的一操作系统进入一休眠模式。

12.根据权利要求8所述所述方法，其特征在于，其中该供电控制器接收并供应来源为该移动供电装置的该外部电源至该系统单元，并且该内部供电单元被拔除时，所述方法还包括：

持续供应该外部电源至该系统单元，直到该系统电压低于一第二电压临界值，其中该第二电压临界值高于该第一电压临界值。

13.根据权利要求11所述方法，其特征在于，其中当该移动供电装置所供应的该外部电源低于该第二电压临界值，而且该内部供电单元被拔除，所述方法还包括：

传送一控制信号至该系统单元，以控制该系统单元所运作的一操作系统进入一休眠模式。