CN104104124B - 用于一电子装置的充电电路及其相关充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于一电子装置的充电电路及其相关充电方法。该充电电路包含有一电池组,用来提供一电池电压;一转接器,耦接至一外部电源,用来提供一输入电压;以及一充电模块,耦接至该转接器,用来对该电池组进行充电。该充电模块包含有一降压式充电单元,用来根据一比较结果对该电池组进行降压式充电;以及一升压式充电单元,用来根据该比较结果对该电池组进行升压式充电。以此,使便携式产品的充电变得更加简单方便。
Description
技术领域
本发明提供一种用于一电子装置的充电电路及其相关充电方法,尤指一种可执行不充电方式的充电电路及其相关充电方法。
背景技术
随着全球经济的快速发展,人们生活水平的不断提高,随身携带式的电子产品也越来越多,如:笔记本电脑、平板电脑、手机、数码相机、便携式DVD播放器、个人数字助理(PDA)、MP3播放器、全球定位装置(GPS)等等。但这些设备的电池都会因为长时间的使用,而需要进行充电。
现今随身携带式的电子产品的转接器的选择,除工业设计上的考虑外,也需考虑充电线路设计来决定;但目前随身携带式的电子产品的充电线路却大多仅有降压方式,一旦因工业设计或是其他考虑因素,致使转接器的选择受限,无法符合降压的设计方式时,便需多增加升压线路来满足充电线路的需求。例如:由于厂商为了减少输入输出端口,仅留下通用串行总线(UniversalSerialBus,USB)端口,然而通用串行总线端口仅能提供5伏特的电压。如此一来,当携带式的电子产品的电池高于5伏特时,可能导致无法对电池充电,而势必需要增加额外的升压电路,增加成本以及电路复杂度。
此外,为了满足便携式产品的多种运用,而衍伸出同时支援不同的转接器的形式及来源,如此无非增加线路,减少印刷电路板空间,也增加设计上的成本,进而增加设计的困难度。
发明内容
本发明的主要目的即在于提供一种充电电路,用于根据一输入电压与一电池电压的一比较结果执行不同的充电方式。
本发明揭露一种用于一电子装置的充电电路,包含有一电池组、一转接器以及一充电模块。该电池组,用来提供一电池电压。该转接器,耦接至一外部电源,用来提供一输入电压。该充电模块,耦接至该转接器,用来对该电池组进行充电,其包含有一降压式充电单元以及一升压式充电单元。该降压式充电单元,用来根据一比较结果对该电池组进行降压式充电。该升压式充电单元,用来根据该比较结果对该电池组进行升压式充电。
本发明还揭露一种用于一电子装置的充电方法。该电子装置包含有一电池组。该充电方法包含有比较一输入电压以及该电池组的一电池电压,并产生一比较结果以及根据该比较结果,对该电池组执行不同的充电方式。
本发明的有益技术效果在于:具有充电功能的便携式电子装置不需要多个不同的转接器规格以因应不同的外部电源,也不需要额外的升压电路就可对电池充电,大大减少成本以及电路复杂度。
附图说明
图1为本发明实施例一充电电路的示意图;
图2为本发明实施例另一充电电路的示意图;
图3为本发明实施例一流程的示意图;
图4为本发明实施例一流程的示意图。
附图标记
10、20充电电路
100、200电池组
120、220转接器
140、240充电模块
141比较器
142反向器
143降压式充电单元
144升压式充电单元
260控制器
SW1、SW2、SW3开关
SW4、SW5、SW6开关
R1、R2、R3、R4感测电阻
MOS1、MOS2、MOS3、MOS4金属氧化物半导体场效应晶体管
具体实施方式
请参考图1,图1为本发明实施例一充电电路10的示意图。充电电路10可用于一具有充电功能的便携式电子装置,例如:笔记本电脑、平板电脑、手机、数码相机、便携式DVD播放器、个人数字助理(PDA)、MP3播放器、全球定位装置(GPS)等等。充电电路10包含有一电池组100、一转接器120、一充电模块140、多个开关SW1、SW2以及SW3、多个感测电阻R1、R2以及多个金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOSFET)MOS1以及MOS2。电池组100,用来提供一电池电压VBT。较佳地,电池组100包含至少一个电池(即,电池组100可为多个电池串联)。转接器120,耦接至一外部电源(未视于图1中),用来提供一输入电压VAD。充电模块140耦接至转接器120,用来对电池组100进行充电,其包含一比较器141、一反向器142、一降压式充电单元143以及一升压式充电单元144。比较器141,耦接于开关SW1及SW2以及电池组100,用来比较输入电压VAD以及电池电压VBT,并产生一比较结果D1。降压式充电单元143,用来根据比较结果D1对电池组100进行降压式充电。升压式充电单元144,用来根据比较结果D1对电池组100进行升压式充电。开关SW1、SW2耦接于转接器120,用来导通或切断转接器120与充电模块140的耦接。开关SW3耦接于电池组100,用来导通或切断与电池组100的耦接。感测电阻R1耦接于开关SW1以及SW2之后,用来检测来自转接器120的一电流I1。感应电阻R2耦接于电池组100,用来于电池组100进行充电时,检测进入电池组100的一电流I2。金属氧化物半导体场效应晶体管MOS1以及MOS2耦接于降压式充电单元143以及升压式充电单元144,用来驱动降压式充电单元143以及升压式充电单元144。
当转接器120连接到外部电源时,比较器141比较输入电压VAD以及电池电压VBT,并产生比较结果D1。当比较结果D1指示输入电压VAD大于电池电压VBT时,降压式充电单元143对电池组100进行降压式充电。当比较结果D1指示输入电压VAD小于电池电压VBT时,升压式充电单元143对电池组100进行升压式充电。也就是说,本发明实施例的充电电路10可根据输入电压VAD大于或小于电池电压VBT,而对电池进行不同的充电方式(升压或降压)。因此,即使在输入电压VAD小于电池电压VBT的情况下,充电电路10依然可对电池组100进行升压式充电,而不限定输入电压VAD必须大于电池电压VBT才能对电池组100充电。
举例来说,转接器120为一通用串行总线(UniversalSerialBus,USB)端口,其可提供5伏特的电压,电池组100为两个串联电池所组成,其可提供8.4伏特电压。根据本发明实施例,当比较器141判断通用串行总线端口所提供的电压(5伏特)小于串联电池组(8.4伏特)时,充电模块140利用升压式充电单元144对串联电池进行升压式充电。因此根据本发明实施例,具有充电功能的便携式电子装置不需要多个不同的转接器规格以因应不同的外部电源,也不需要额外的升压电路就可对电池充电,大大减少成本以及电路复杂度。
请参考图2,图2为本发明实施例另一充电电路20的示意图。充电电路20可用于一具有充电功能的便携式电子装置,例如:笔记本电脑、平板电脑、手机、数码相机、便携式DVD播放器、个人数字助理(PDA)、MP3播放器、全球定位装置(GPS)等等。充电电路20包含有一电池组200、一转接器220、一充电模块240、一控制器260、多个开关SW4、SW5以及SW6、多个感测电阻R3、R4以及多个金属氧化物半导体场效应晶体管MOS3以及MOS4。电池组200、转接器220、多个开关SW4、SW5以及SW6、感应电阻R3、R4以及金属氧化物半导体场效应晶体管MOS3以及MOS4的功能及用途相同于电池组100、转接器120、多个开关SW1、SW2以及SW3、感应电阻R1、R2以及金属氧化物半导体场效应晶体管MOS1以及MOS2,因此详细操作方式可参考前述,于此不再赘述。不同于充电电路10,充电电路20包含控制器260。控制器260,耦接于转接器220以及电池组200,用来比较输入电压VAD以及电池电压VBT,并产生比较结果D2。另外,充电模块240包含一降压式充电单元243以及一升压式充电单元244。降压式充电单元243以及升压式充电单元244的功能及用途相同于降压式充电单元143以及升压式充电单元144,因此详细操作方式可参考前述,于此不再赘述。
开始时,控制器260可通过系统管理总线(SMbus)或内部集成电路(Inter-IntegratedCircuit,I2C)读取电池信息,例如:电压、充电电流等等。当转接器220连接到外部电源时,控制器260比较输入电压VAD以及电池电压VBT,并产生比较结果D2。当比较结果D2指示输入电压VAD大于电池电压VBT时,控制器260通过系统管理总线或内部集成电路下命令给充电模块240,使得降压式充电单元243对电池组100进行降压式充电。当比较结果D2指示输入电压VAD小于电池电压VBT时,控制器260通过系统管理总线或内部集成电路下命令给充电模块240,使得升压式充电单元243对电池组100进行升压式充电。也就是说,控制器260取代比较器141,执行比较输入电压VAD及电池电压VBT的动作。因此,本发明实施例的充电电路20可根据输入电压VAD大于或小于电池电压VBT,而对电池进行不同的充电方式(升压或降压)。即使,在输入电压VAD小于电池电压VBT的情况下,充电电路20依然可对电池组200进行升压式充电,而不限定输入电压VAD必须大于电池电压VBT才能对电池组200充电。如此一来,具有充电功能的便携式电子装置不需要多个不同的转接器规格以因应不同的外部电源,也不需要额外的升压电路就可对电池充电。
另一方面,关于上述充电电路10以及充电电路20的操作方式,可分别归纳为一流程30以及一流程40。请参考图3,图3为流程30的示意图,流程30包含下列步骤:
步骤300:开始。
步骤302:比较输入电压VAD是否大于电池电压VBT?若是,执行步骤304;若否,执行步骤306。
步骤304:对电池组100进行降压式充电。
步骤306:对电池组100进行升压式充电。
流程30是为充电电路10的操作方式,详细说明如前所述,在此不赘述。因此,通过流程30充电电路10可根据输入电压VAD大于或小于电池电压VBT,而对电池进行升压或降压的充电方式。
请参考图4,图4为流程40的示意图,流程40包含下列步骤:
步骤400:开始。
步骤402:读取电池组200的电池信息。
步骤404:比较输入电压VAD是否大于电池电压VBT?若是,执行步骤406;若否,执行步骤408。
步骤406:对电池组200进行降压式充电。
步骤408:对电池组200进行升压式充电。
流程40是为充电电路20的操作方式,详细说明如前所述,在此不赘述。因此,通过流程40充电电路20可根据输入电压VAD大于或小于电池电压VBT,而对电池进行升压或降压的充电方式。
综上所述,当转接器的输入电压大于电池电压时,降压式充电单元对电池组进行降压式充电。当转接器的输入电压小于电池电压时,升压式充电单元对电池组进行升压式充电。因此,在输入电压小于电池电压的情况下,充电电路依然可对电池组进行升压式充电,而不限定输入电压必须大于电池电压才能对电池组充电。如此一来,具有充电功能的便携式电子装置不需要多个不同的转接器规格以因应不同的外部电源,也不需要额外的升压电路就可对电池充电,大大减少成本以及电路复杂度。
Claims (14)
1.一种用于一电子装置的充电电路,其特征在于,所述充电电路包含有:
一电池组,用来提供一电池电压;
一转接器,耦接至一外部电源,用来提供一输入电压;以及
一充电模块,耦接至所述转接器,用来对所述电池组进行充电,所述充电模块包含有:
一降压式充电单元,用来根据一比较结果对所述电池组进行降压式充电;以及
一升压式充电单元,用来根据所述比较结果对所述电池组进行升压式充电;
一第一开关,耦接于所述转接器,用来导通或切断所述转接器与所述充电模块的耦接;
一第二开关,耦接于所述第一开关,用来导通或切断所述转接器与所述充电模块的耦接;以及
一第三开关,耦接于所述电池组,用来导通或切断与所述电池组的耦接。
2.根据权利要求1所述的充电电路,其特征在于,所述充电模块还包含一比较器,耦接于所述转接器以及所述电池组,用来比较所述输入电压以及所述电池电压,并产生所述比较结果。
3.根据权利要求2所述的充电电路,其特征在于,所述比较结果指示所述输入电压大于所述电池电压时,所述降压式充电单元对所述电池组进行降压式充电。
4.根据权利要求2所述的充电电路,其特征在于,所述比较结果指示所述输入电压小于所述电池电压时,所述升压式充电单元对所述电池组进行升压式充电。
5.根据权利要求1所述的充电电路,其特征在于,所述电子装置还包含一控制器,耦接于所述转接器以及所述电池组,用来比较所述输入电压以及所述电池电压,并产生所述比较结果。
6.根据权利要求5所述的充电电路,其特征在于,所述比较结果指示所述输入电压大于所述电池电压时,所述降压式充电单元对所述电池组进行降压式充电。
7.根据权利要求5所述的充电电路,其特征在于,所述比较结果指示所述输入电压小于所述电池电压时,所述升压式充电单元对所述电池组进行升压式充电。
8.根据权利要求1所述的充电电路,其特征在于,所述充电电路还包含有:
一第一感测电阻,耦接于所述第二开关,用来检测来自所述转接器的一第一电流;以及
一第二感测电阻,耦接于所述电池组,用来于所述电池组进行充电时检测进入所述电池组的一第二电流。
9.根据权利要求1所述的充电电路,其特征在于,所述电子装置为具有一充电功能的便携式电子装置。
10.一种用于一电子装置的充电方法,其特征在于,所述电子装置包含有一电池组,所述充电方法包含有:
比较一输入电压以及所述电池组的一电池电压,并产生一比较结果;以及
根据所述比较结果,对所述电池组执行不同的充电方式;
通过第一开关导通或切断转接器与充电模块的耦接;
通过第二开关导通或切断转接器与充电模块的耦接;以及
通过第三开关导通或切断与所述电池组的耦接。
11.根据权利要求10所述的充电方法,其特征在于,所述充电方法还包含读取所述电池组的一电池信息,其中所述电池组的所述电池信息包含有所述电池组的所述电池电压以及所述电池组的一充电电流。
12.根据权利要求10所述的充电方法,其特征在于,其中根据所述比较结果执行不同的充电方式的步骤包含所述比较结果指示所述输入电压大于所述电池电压时,对所述电池组执行降压式充电。
13.根据权利要求10所述的充电方法,其特征在于,其中根据所述比较结果执行不同的充电方式的步骤包含所述比较结果指示所述输入电压小于所述电池电压时,对所述电池组执行升压式充电。
14.根据权利要求10所述的充电方法,其特征在于,所述电子装置为具有一充电功能的便携式电子装置。
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |