CN104426185A - 防止输出过载电流的电源装置系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止输出过载电流的电源装置系统及其控制方法，电源装置系统，包含：电源；调整单元，耦接于该电源；及控制器，耦接于该电源与该调整单元，用以侦测该充电电流，其中当该充电电流小于或等于预定电流时，该电源装置系统输出第一预定电压；当该充电电流大于该预定电流时，该电源装置系统的输出的该第一预定电压至第二预定电压。

Description

防止输出过载电流的电源装置系统及其操作方法

技术领域

本发明是有关于一种电源装置系统及其操作方法，尤指一种防止输出过载电流的电源装置系统及其操作方法。

背景技术

在现有技术中，电源装置(如：内含电池的行动电源，变压器)会自动地调整输出电能来尽可能地满足被充电的电子装置(如：手机，平板电脑)所欲抽取的最大负载电流，如此以缩短电子装置充电所需要的时间。然而当被充电的电子装置所抽取的最大负载电流超过电源装置的最大负荷时，会启动电源装置内的过载保护电路，而使电源装置关机停止输出电能，以免电源装置烧毁。

如此会进行以下步骤：步骤（1），当电源装置关机时，因为被充电的电子装置没有接收到电源装置所提供的任何输出电压，所以被充电的电子装置判断其和电源装置之间的连接已断开，导致被充电的电子装置不再抽取负载电流；步骤（2），当被充电的电子装置不再抽取负载电流时，导致过载保护电路停止作用，电源装置恢复输出电能，再次尝试去满足电子装置所欲抽取的最大负载电流；但终究会因为电子装置所抽的最大负载电流超过电源装置的最大负荷，导致电源装置再次关机。如此，电子装置和电源装置会持续地重复上述(1)(2)步骤，导致电源装置完全无法对电子装置充电。

另一方面，依据各国规范要求，目前电源装置和电子装置间的充电介面多以标准通用序列汇流排(Universal Serial Bus,USB)接头形式实施；且电源装置和电子装置间除了电压和电流讯号外，并没有额外的控制讯号交换方式。因此电源装置无法要求电子装置降低抽取的负载电流，使其不要超过电源装置的最大负荷，以避免进入上述(1)(2)步骤循环。

因此，在电源装置和电子装置间，如何能不增加额外控制讯号交换机制，让电源装置仅利用现有电压电流资讯，而能达成要求电子装置降低抽取的负载电流，不要超过电源装置的最大负荷，成为改善现有技术的当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止输出过载电流的电源装置系统及其控制方法，以便于保护电源装置且不增加额外的控制讯号交换机制。

本发明第一技术方案提供了一种防止输出过载电流的电源装置系统，包含：电源，用以当该电源装置系统电性连接电子装置时，输出充电电流至该电子装置，其中该充电电流等于该电子装置的抽载电流；调整单元，耦接于该电源；及控制器，耦接于该电源与该调整单元，用以侦测该充电电流，其中当该充电电流小于或等于预定电流时，该控制器控制该调整单元输出第一调整讯号至该电源，其中该电源根据该第一调整讯号，使该电源装置系统输出第一预定电压；当该充电电流大于该预定电流时，该控制器控制该调整单元输出第二调整讯号至该电源，其中该电源根据该第二调整讯号，使该电源装置系统的输出的该第一预定电压至第二预定电压；当该电子装置侦测到该第二预定电压时，该电子装置降低该抽载电流以使该电源降低该充电电流。

较佳的，该电源装置系统另包含：电流侦测电阻，其中该控制器是利用该电流侦测电阻侦测该充电电流。

较佳的，当该电子装置逐渐降低该抽载电流直到该充电电流小于或等于该预定电流时，该控制器重新控制该调整单元输出该第一调整讯号至该电源以使该电源输出该第一预定电压。

较佳的，该电源根据该第二调整讯号，降低该第一预定电压至该第二预定电压，是该电源根据该第二调整讯号，逐渐降低该第一预定电压至该第二预定电压。

较佳的，该电源根据该第二调整讯号，降低该第一预定电压至该第二预定电压，是该电源根据该第二调整讯号，直接降低该第一预定电压至该第二预定电压。

较佳的，该调整单元包含：

第一电阻，具有第一端及第二端，其中该第一电阻的第一端耦接于该电源的输出端，及该第一电阻的第二端用以输出该第一调整讯号及该第二调整讯号；

第二电阻，具有第一端及第二端，其中该第二电阻的第一端耦接于该第一电阻的第二端，及该第二电阻的第二端耦接于地端；

第三电阻，具有第一端及第二端，其中该第三电阻的第一端耦接于该第一电阻的第二端；及

开关，具有第一端、第二端及第三端，其中该开关的第一端耦接于该第三电阻的第二端，该开关的第二端耦接于该控制器，及该开关的的第三端耦接于该地端。

较佳的，该调整单元包含：

第一电阻，具有第一端及第二端，其中该第一电阻的第一端耦接于该电源的输出端，及该第一电阻的第二端用以输出该第一调整讯号及该第二调整讯号；及

第二电阻，具有第一端及第二端，其中该第二电阻的第一端耦接于该第一电阻的第二端，及该第二电阻的第二端耦接于地端。

本发明的第二技术方案提供了一种防止输出过载电流的电源装置系统，包含：电源，用以当该电源装置系统电性连接电子装置时，输出充电电流至该电子装置，其中该充电电流等于该电子装置的抽载电流；调整单元，耦接于该电源；及控制器，耦接于该电源与该调整单元，用以侦测该充电电流，其中当该充电电流小于或等于预定电流时，该控制器控制该调整单元导通以使该电源装置系统输出第一预定电压；当该充电电流大于该预定电流时，该控制器控制该调整单元关闭以使该电源装置系统降低该第一预定电压至第二预定电压；当该电子装置侦测到该第二预定电压时，该电子装置降低该抽载电流以使该电源降低该充电电流。

较佳的，另包含：电流侦测电阻，其中该控制器是利用该电流侦测电阻侦测该充电电流。

较佳的，当该电子装置逐渐降低该抽载电流直到该充电电流小于或等于该预定电流时，该控制器重新控制开启以使该电源装置系统输出该第一预定电压。

较佳的，该调整单元是金氧半场效电晶体，且该调整单元的控制端耦接于该控制器。

本发明第三技术方案提供了一种电源装置系统的操作方法，该电源装置系统包含电源、调整单元及控制器，该方法包含：当该电源装置系统电性连接电子装置时，输出充电电流至该电子装置，其中该充电电流等于该电子装置的抽载电流；该控制器侦测该充电电流；当该充电电流小于或等于预定电流时，该控制器控制该调整单元输出第一调整讯号至该电源；及该电源根据该第一调整讯号，使得该电源装置系统输出第一预定电压。

本发明第四技术方案提供了一种电源装置系统的操作方法，其中该电源装置系统包含电源、调整单元及控制器，该方法包含：

当该电源装置系统电性连接电子装置时，输出充电电流至该电子装置，其中该充电电流等于该电子装置的抽载电流；

该控制器侦测该充电电流；

当该充电电流大于预定电流时，该控制器控制该调整单元输出第二调整讯号至该电源；及

该电源根据该第二调整讯号，降低该电源装置系统所输出的第一预定电压至第二预定电压；

其中当该电子装置侦测到该第二预定电压时，该电子装置逐渐降低该抽载电流以使该电源降低该充电电流。

较佳的，该第二预定电压是该电子装置的制造商所设定。

较佳的，该方法另包含：当该电子装置逐渐降低该抽载电流直到该充电电流小于或等于该预定电流时，该控制器重新控制该调整单元输出该第一调整讯号至该电源以使该电源装置系统输出该第一预定电压。

较佳的，该电源根据该第二调整讯号，降低该第一预定电压至该第二预定电压，或者该电源根据该第二调整讯号，逐渐降低该第一预定电压至该第二预定电压。

本发明第五技术方案提供了一种电源装置系统的操作方法，其中该电源装置系统包含电源、调整单元及控制器，该方法包含：

当该电源装置系统电性连接电子装置时，输出充电电流至该电子装置，其中该充电电流等于该电子装置的抽载电流；

该控制器侦测该充电电流；及

当该充电电流小于或等于预定电流时，该控制器控制该调整单元开启以使该电源装置系统输出第一预定电压。

本发明第六技术方案提供了一种电源装置系统的操作方法，其中该电源装置系统包含电源、调整单元及控制器，该方法包含：

当该电源装置系统电性连接电子装置时，输出充电电流至该电子装置，其中该充电电流等于该电子装置的抽载电流；

该控制器侦测该充电电流；及

当该充电电流大于预定电流时，该控制器控制该调整单元关闭以使该电源装置系统所输出的第一预定电压降低至第二预定电压；

其中当该电子装置侦测到该第二预定电压时，该电子装置逐渐降低该抽载电流以使该电源降低该充电电流。

本发明第七技术方案提供了一种电源装置系统的操作方法，其特征在于，该电源装置系统包含电源、电源开关及电流侦测器，该方法包含：

当该电源装置系统电性连接电子装置且充电功能被致能时，该电源开关导通；

当该电源输出至该电子装置的充电电流大于预定电流时，设定第一预定导通时间的起始值和第一预定断路时间的起始值，以及设定过电流旗标为1；

当该电源输出至该电子装置的充电电流大于预定电流时，根据该第一预定断路时间，断路该电源开关；

根据该第一预定导通时间，导通该电源开关；

判断该充电电流是否大于该预定电流；及

该电源根据第一判断结果，执行第一相对应的动作。

较佳的，该电源根据该第一判断结果，执行该相对应的动作包含：该充电电流大于该预定电流时，设定该过电流旗标为0；增加该第一预定断路时间；当该第一预定断路时间不小于第二预定断路时间时，重新设定该第一预定断路时间为该起始值。

较佳的，该电源根据该第一判断结果，执行该第一相对应的动作包含：当该充电电流小于该预定电流时，且小于第一预定电流时，且该过电流旗标为1；减少该第一预定断路时间；及当该第一预定断路时间小于第三预定断路时间时，重新设定该第一预定断路时间为该起始值。

较佳的，该电源根据该第一判断结果，执行该第一相对应的动作包含：该充电电流小于该预定电流且该充电电流大于第一预定电流时，设定该过电流旗标为0；及判断该充电电流是否大于该预定电流。

本发明第八技术方案提供了一种电源装置系统的操作方法，其特征在于，该电源装置系统包含电源、电源开关及电流侦测器，该方法包含：当该电源装置系统电性连接电子装置且充电功能被致能时，该电源开关导通；该电源输出至该电子装置的充电电流在预定时间是否小于预定电流；及该电源根据第三判断结果，执行第三相对应的动作。

较佳的，该电源根据该第三判断结果，执行该第三相对应的动作包含：当该充电电流在预定时间小于该第二预定电流，该电源开关断路；及当该充电功能再次被致能时，该电源开关导通。

较佳的，该电源根据该第三判断结果，执行该第三相对应的动作包含：当该充电电流在预定时间大于该第二预定电流，判断该充电电流是否大于该预定电流。

本发明第九技术方案一种电源装置系统的操作方法，其中该电源装置系统包含电源、电源开关及电流侦测器，该方法包含：当该电源装置系统电性连接电子装置且充电功能被致能时，该电源开关导通；当充电电流大于预定电流时，该电源设定第一预定导通时间的起始值和第一预定断路时间的起始值，以及设定过电流旗标为1；判断该充电电流在预定时间是否小于第二预定电流时；及该电源根据第四判断结果，执行第四相对应的动作。

较佳的，该电源根据该第四判断结果，执行该第四相对应的动作包含：当该充电电流在预定时间小于该第二预定电流，该电源开关断路；及当该充电功能再次被致能时，该电源开关导通。

较佳的，该电源根据该第四判断结果，执行该第四相对应的动作包含：当该充电电流在预定时间大于该第二预定电流，判断该充电电流是否大于该预定电流。

综上，本发明提供一种防止输出过载电流的电源装置系统及其操作方法。该电源装置系统及该操作方法是利用控制器或电流侦测器侦测电源所输出的充电电流。当该电源所输出的充电电流小于预定电流时，该电源装置系统稳定输出第一预定电压；当该电源所输出的充电电流大于该预定电流时，该电源装置系统所输出的输出电压可直接从该第一预定电压降至一第二预定电压，或步阶地从该第一预定电压降至该第二预定电压。如此，当该电源装置系统所输出的输出电压降至该第二预定电压时，与该电源装置系统电性连接地电子装置即可逐渐降低抽载电流使该电源降低该充电电流。

因此，相较于现有技术，因为当该电源所输出的充电电流大于该预定电流时，该电源装置系统所输出的输出电压可直接从该第一预定电压降至该第二预定电压，或步阶地从该第一预定电压降至该第二预定电压，所以本发明所提供的电源装置系统及其操作方法可防止该电源输出过载电流。

附图说明

图1是本发明的一实施例说明一种防止输出过载电流的电源装置系统的示意图。

图2是说明电源装置系统的输出电压和充电电流的变化关系示意图。

图3是本发明的另一实施例说明一种防止输出过载电流的电源装置系统的示意图。

图4是本发明的另一实施例说明一种防止输出过载电流的电源装置系统的示意图。

图5是本发明的另一实施例说明一种防止输出过载电流的电源装置系统的示意图。

图6A是图1所示的电源装置系统依据图2的实线操作的流程图。

图6B是图3所示的电源装置系统依据图2的虚线操作的流程图。

图7是说明电子装置的操作方法的流程图。

图8是本发明的另一实施例说明一种电源装置系统的操作方法的流程图。

图9是本发明的另一实施例说明一种电源装置系统的示意图。

图10A、图10B和图10C是本发明的另一实施例说明一种电源装置系统的操作方法的流程图。

图11是说明电源装置系统降低电源开关的工作周期的示意图。

图12是说明电源装置系统增加电源开关的工作周期的示意图。

具体实施方式

请参照图1，图1是本发明的一实施例说明一种防止输出过载电流的电源装置系统100的示意图。电源装置系统100包含电源102、调整单元104、控制器106及电流侦测电阻108，其中电流侦测电阻108可设置于电源102的输出线112上或接地线114上。电源102具有输出电压Vout，当电源102电性连接电子装置110(即手持式装置)时，电源102输出充电电流CC至电子装置110，其中充电电流CC的大小等于电子装置110的抽载电流的大小。调整单元104耦接于电源102。控制器106是耦接于电源102与调整单元104，用以侦测充电电流CC，其中控制器106是根据电流侦测电阻108两端的跨压VD和电流侦测电阻108的阻值来侦测充电电流CC的。如图1所示，电源102内包含电源IC101，电源IC101具有回授电压输入端103，该回授电压输入端103接回授电压Vfb(亦即输出电压Vout的分压)。电源IC101会依据所收到的回授电压Vfb来调整输出电压Vout，目的在于使回授电压输入端103所侦测到输出电压Vout的分压不变，进而使输出电压Vout稳定地保持在预设值。举例来说：电源IC101可为MICRELINC.公司的MIC2185Low Voltage Synchronous Boost PWM Control IC，而其第6脚位Pin FB(feedback)即为回授电压输入端103。例如可设计MIC2185的回授机制为：当侦测到Vfb=1V时，Vout保持在5V；当Vfb>1V时，Vout降低到5V以下；当Vfb<1V时，Vout加高到5V以上。

如图1所示，调整单元104包含第一电阻1042、第二电阻1044、第三电阻1046及开关1048，其中开关1048可为硅控整流器(silicon controlled rectifier,SCR）、二极管交流开关(diode alternating current switch,DIAC)、三极交流开关(tri-electrode alternating current switch,TRIAC)、金氧半场效电晶体(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)、双极电晶体(bipolar junctiontransistor,BJT)或绝缘栅双极电晶体(insulated gate bipolar transistor,IGBT)。第一电阻1042具有第一端及第二端，其中第一电阻1042的第一端耦接于电源102的输出端，第一电阻1042的第二端用以输出回授电压Vfb；第二电阻1044具有第一端及第二端，其中第二电阻1044的第一端耦接于第一电阻1042的第二端，第二电阻1044的第二端耦接于地端GND；第三电阻1046具有第一端及第二端，其中第三电阻1046的第一端耦接于第一电阻1042的第二端；开关1048具有第一端、第二端及第三端，其中开关1048的第一端耦接于第三电阻1046的第二端，开关1048的第二端耦接于控制器106，及开关1048的第三端耦接于地端GND。如图1所示，控制器106可控制开关1048的导通与断路以控制调整单元104输出回授电压Vfb至电源102。

请参照图2，图2是说明电源装置系统100的输出电压VOUT*和充电电流CC的变化关系示意图，其中输出电压VOUT*会在第一预定电压V1与第二预定电压V2之间变化，而该充电电流CC在预定电流I1与过电流保护电流I2之间变化。

如图1和图2所示，当充电电流CC小于或等于预定电流I1(例如2A)时，控制器106根据电流侦测电阻108两端的跨压VD，控制开关1048导通(ON)。此时，因为开关1048导通，所以第二电阻1044与第三电阻1046形成并联电阻，然后该并联电阻再和第一电阻1042串联，因为由第二电阻1044与第三电阻1046所形成并联电阻的阻值小于第二电阻1044的阻值，所以将此时节点A的电压(亦即回授电压Vfb)作为电压较低的第一调整讯号。当电源IC101侦测到此电压较低的第一调整讯号时，会控制电源102的输出电压Vout以维持电源装置系统100的输出电压VOUT*在较高的第一预定电压V1(例如5V)。

如图1和图2所示，当充电电流CC大于预定电流I1时，控制器106根据电流侦测电阻108两端的跨压VD，控制开关1048断路(OFF)。此时，因为开关1048断路，所以第二电阻1044直接和第一电阻1042串联，因为第二电阻1044的阻值必然大于先前所述并联电阻（第二电阻和第三电阻相并联而形成的）阻值，所以将此时节点A的电压(亦即回授电压Vfb)作为电压较高的第二调整讯号。当电源IC101侦测到此电压较高的第二调整讯号时，会调降电源102的输出电压Vout，进而使电源装置系统100的输出电压VOUT*调降至较低的第二预定电压V2(例如4.4V)。亦即电源102可根据第二调整讯号，使电源装置系统100直接降低第一预定电压V1至第二预定电压V2。(如图2实线所示)

请参照图3，图3是本发明的另一实施例说明一种防止输出过载电流的电源装置系统300的示意图。如图3所示，本实施例中电源装置系统300和上述实施例电源装置系统100的差别在于：(1)调整单元304包含第一电阻3042和第二电阻3044，但没有导通/断路开关；(2)控制器106内具有可调电源Vx，通过电阻107串接到节点A。第一电阻3042具有第一端及第二端，其中第一电阻3042的第一端耦接于电源102的输出端，第一电阻3042的第二端用以输出第一调整讯号及第二调整讯号；第二电阻3044具有第一端及第二端，其中第二电阻3044的第一端耦接于第一电阻3042的第二端，及第二电阻3044的第二端耦接于地端GND。一并参照图2和图3所示，当充电电流CC小于或等于预定电流I1(例如2A)时，控制器106根据电流侦测电阻108两端的跨压VD，控制该可调电源Vx输出较低电压，使节点A维持在较低电压的第一调整讯号。然后电源102即可根据第一调整讯号，控制输出电压Vout以维持电源装置系统100的输出电压VOUT*在较高的第一预定电压V1(例如5V)。

如图2和图3所示，当充电电流CC大于预定电流I1时，控制器106根据电流侦测电阻108两端的跨压VD，控制该可调电源Vx输出较高电压，使节点A维持在较高电压的第二调整讯号。然后电源102即可根据第二调整讯号，控制输出电压Vout以维持电源装置系统100的输出电压VOUT*在较低的第二预定电压V2(例如4.4V)(如图2实线所示)，亦即电源102可根据第二调整讯号，使电源装置系统100经过一次调整步骤就直接调降第一预定电压V1至第二预定电压V2。但在本发明的另一实施例中，如图2虚线所示，控制器106也可以依据电阻108两端的跨压VD，使该可调电源Vx输出电压逐渐增加，如此作为多个调整讯号。电源102根据这些多个调整讯号，使电源装置系统100输出电压Vout由第一预定电压V1逐渐降低至第二预定电压V2。

请参照图4，图4是本发明的另一实施例说明一种防止输出过载电流的电源装置系统400的示意图。如图4所示，电源装置系统400和电源装置系统100的差别在于：电源装置系统400的调整单元404是设置在电源102的输出线112上，调整单元404是金氧半场效电晶体，且调整单元404的控制端耦接于控制器106。但在本发明的另一实施例中，调整单元404是设置在电源102的接地线114上。另外，本发明并不受限于调整单元404是金氧半场效电晶体，亦即调整单元404可为硅控整流器、二极管交流开关、三极交流开关、双极电晶体或绝缘栅双极电晶体。

如图2和图4所示，当充电电流CC小于或等于预定电流I1(例如2A)时，控制器106根据电流侦测电阻108两端的跨压VD，控制调整单元404导通。然后电源装置系统400即可根据下述公式(1)，输出较高的输出电压VOUT*(第一预定电压V1)至电子装置110：

VOUT*=Vout-CC*Ron  (1)

如公式(1)所示，Vout是电源102的输出电压，以及Ron是调整单元404的导通电阻。例如，如果Vout等于5.1V、充电电流CC等于2A以及导通电阻Ron等于0.03欧姆，则电源装置系统400即可根据式(1)，输出较高的输出电压VOUT*(5.04V)至电子装置110。

如图2和图4所示，当充电电流CC大于预定电流I1时，控制器106根据电流侦测电阻108两端的跨压VD，控制调整单元404断路。然后电源装置系统400即可根据公式(2)，输出较低的输出电压VOUT*(第二预定电压V2)至电子装置110(如图2所示的实线)：

VOUT*=Vout-VF  (2)

如公式(2)所示，VF是调整单元404的寄生二极管D1的顺向导通电压。例如，如果Vout等于5.1V以及寄生二极管D1的顺向导通电压VF等于0.7V，则电源装置系统400即可根据公式(2)，输出低的输出电压VOUT*(4.4V)至电子装置110。如图4所示，因为电源装置系统400是根据调整单元404的导通与断路，来控制电源装置系统400的输出电压VOUT*，所以电源装置系统400的电源102是根据图2所示的实线运作。

请参照图5，图5是本发明的另一实施例说明一种防止输出过载电流的电源装置系统500的示意图。如图5所示，电源装置系统500和电源装置系统400的差别在于电源装置系统500的调整单元504包含开关5042与阻抗元件5044，且调整单元504的控制端耦接于控制器106。开关5042可为硅控整流器、二极管交流开关、三极交流开关、双极电晶体、金氧半场效电晶体或绝缘栅双极电晶体，以及阻抗元件5044可为二极管、电阻或金氧半场效电晶体。

如图2和图5所示，当充电电流CC小于或等于预定电流I1(例如2A)时，控制器106根据电流侦测电阻108两端的跨压VD，控制开关5042导通。然后电源装置系统500即可根据上述公式(1)，输出较高的输出电压VOUT*(第一预定电压V1)至电子装置110。

继续如图2和图5所示，当充电电流CC大于预定电流I1时，控制器106根据电流侦测电阻108两端的跨压VD，控制开关5042断路。然后电源装置系统500即可根据上述公式(2)，输出较低的输出电压VOUT*(第二预定电压V2)至电子装置110(如图2所示的实线)，其中阻抗元件5044的跨压取代上述公式(2)的顺向导通电压VF。例如，如果VB等于5.1V以及阻抗元件5044的跨压等于0.7V，则电源102即可根据上述公式(2)，输出较低的输出电压VOUT*(4.4V)至电子装置110。如图5所示，因为电源装置系统500是根据开关5042的导通与断路，控制电源装置系统500的输出电压VOUT*，所以电源装置系统500的电源102是根据图2所示的实线运作。

请参照图1、图2、图3、图6A、图6B、图7，图6A是图1所示的电源装置系统依据图2所示的实线操作的流程图，图6B是图3所示的电源装置系统依据图2的虚线操作的流程图，图7是说明电子装置110的操作方法的流程图。图6A操作方法是利用图1的电源装置系统100说明，图6B操作方法是利用图3的电源装置系统300说明。

图6A(电源装置系统100端)的流程详细步骤如下：

步骤600：开始；

步骤602：当电源装置系统100电性连接电子装置110时，电源102输出充电电流CC至电子装置110；

步骤604：控制器106侦测充电电流CC；

步骤606：判断充电电流CC是否小于或等于预定电流I1；如果是，进行步骤608；如果否，进行步骤612；

步骤608：控制器106控制调整单元104输出第一调整讯号至电源102；

步骤610：电源102根据第一调整讯号，使电源装置系统100输出第一预定电压V1，然后跳回步骤606；

步骤612：控制器106控制调整单元104输出第二调整讯号至电源102；

步骤614：电源102根据第二调整讯号，使电源装置系统100降低所输出的第一预定电压V1至第二预定电压V2。如图2所示，输出电压VOUT*可直接从第一预定电压V1直接降至第二预定电压V2(实线)。

在步骤602中，电源102所输出的充电电流CC等于电子装置110的抽载电流。在步骤604中，如图1所示，控制器106是根据电流侦测电阻108两端的跨压VD和电流侦测电阻108的阻值，侦测充电电流CC。在步骤608中，当充电电流CC小于或等于预定电流I1(例如2A)时，控制器106根据电流侦测电阻108两端的跨压VD，控制开关1048导通。此时，第一电阻1042的第二端输出电压较低的第一调整讯号至电源102，其中因为开关1048导通，所以第一调整讯号由第一电阻1042、第二电阻1044与第三电阻1046所共同影响。在步骤610中，因为由第二电阻1044与第三电阻1046所形成并联电阻的阻值小于第二电阻1044的阻值，所以电源102即可根据第一调整讯号，输出一输出电压Vout以维持电源装置系统100的输出电压VOUT*在较高的第一预定电压V1(例如5V)，即使得电源装置系统100的输出电压VOUT*为第一预定电压V1。

在电源装置系统100端的步骤612中，如图1所示，当充电电流CC大于预定电流I1时，控制器106根据电流侦测电阻108两端的跨压VD，控制开关1048断路，输出第二调整讯号至电源102，该第二调整讯号由第一电阻1042和第二电阻1044所共同影响。在步骤614中，电源102即可根据第二调整讯号，输出输出电压Vout以维持电源装置系统100的输出电压VOUT*在较低的第二预定电压V2(例如4.4V)(如图2所示的实线)。

图6B(电源装置系统300端)的流程详细步骤如下：

步骤650：开始；

步骤652：当电源装置系统300电性连接电子装置110时，电源102输出充电电流CC至电子装置110；

步骤654：电源102设定调降电压Vreduced的初始值等于第一预定电压V1减去一阶输出电压Vdelta，其中该一阶输出电压Vdelta是一个预设值；

步骤656：充电电流CC是否小于或等于预定电流I1；如果是，进行步骤658；如果否，进行步骤662；

步骤658：控制器106控制调整单元104输出第一调整讯号至电源102；

步骤660：电源102根据第一调整讯号，使电源装置系统100输出第一预定电压V1，然后跳回步骤654；

步骤662：控制器106控制调整单元104输出第二调整讯号至电源102；

步骤664：电源102根据第二调整讯号，使电源装置系统300输出调降电压Vreduced；

步骤666：调降电压Vreduced是否小于第二预定电压V2；如果是，进行步骤668；如果否，进行步骤670；

步骤668：电源装置系统300关闭停止输出电能，跳至步骤672；

步骤670：调降电压Vreduced减去一阶输出电压Vdelta，跳至步骤656；

步骤672：结束。

图6B的实施例和图6A的实施例的差别在于，在步骤654中，电源102会先设定调降电压Vreduced的初始值等于第一预定电压V1减去一阶输出电压Vdelta；在步骤662中，控制器106内的可调电源Vx可以依据电阻108两端的跨压VD，控制调整单元104输出第二调整讯号至电源102；在步骤664、步骤666和步骤670中，当电源装置系统300所输出的调降电压Vreduced大于第二预定电压V2时，电源102可使电源装置系统300所输出的调降电压Vreduced减去一阶输出电压Vdelta，然后再次执行步骤656、步骤662、步骤664、步骤666和步骤670直到电源装置系统300所输出的调降电压Vreduced小于第二预定电压V2；在步骤668中，因为电源装置系统300所输出的调降电压Vreduced小于第二预定电压V2，所以电源装置系统300关机停止输出电能，以免电源装置系统300烧毁。因此，在图6B的实施例中，电源装置系统300即可根据图2的虚线，将电源装置系统300的输出电压VOUT*从第一预定电压V1逐渐降至第二预定电压V2。

图7(电子装置110端)的流程详细步骤如下：

步骤700：开始；

步骤702：电子装置110电性连接于电源装置系统100，且电源装置系统100输出充电电流至电子装置110；

步骤704：是否电源装置系统100支援快速充电；如果是，进行步骤706；如果否，进行步骤712；

步骤706：电子装置110从电源装置系统100抽取最大抽载电流IMAX；

步骤708：电源装置系统100的输出电压VOUT*是否大于第二预定电压V2；如果是，进行步骤724；如果否，进行步骤710；

步骤710：电子装置110降低一阶的抽载电流Idelta，跳回步骤708，其中一阶的抽载电流Idelta为一预设指；

步骤712：电源装置系统100的输出电压VOUT*是否大于第二预定电压V2；如果是，进行步骤714；如果否，进行步骤722；

步骤714：电子装置110增加一阶的抽载电流Idelta；

步骤716：电子装置110抽取的抽载电流是否等于最大抽载电流IMAX；如果是，进行步骤718；如果否，跳回步骤712；

步骤718：电源装置系统100的输出电压VOUT*是否大于第二预定电压V2；如果是，进行步骤724；如果否，进行步骤720；

步骤720：电子装置110降低一阶的抽载电流Idelta，进行步骤724；

步骤722：电子装置110降低一阶的抽载电流Idelta，进行步骤724；

步骤724：电源装置系统100根据第一预定电压V1，稳定输出充电电流至电子装置110。

另外，请参照图7(电子装置110端)，在步骤706、708、724中，当电子装置110从电源装置系统100抽取最大抽载电流IMAX且没有侦测到第二预定电压V2时，电源装置系统100根据第一预定电压V1，稳定输出充电电流(最大抽载电流IMAX)至电子装置110。在步骤708、710中，当电子装置110侦测到第二预定电压V2时，电子装置110逐渐降低抽载电流以使电源102降低充电电流CC直到输出电压VOUT*大于第二预定电压V2。如此，电源装置系统100的控制器106会重新控制开关1048导通，导致第一调整讯号输出至电源102，进而使电源装置系统100的输出电压VOUT*再次等于第一预定电压V1。因此，如图2所示，电源装置系统100可防止充电电流CC大于过电流保护电流I2(例如5A)。

另外，在步骤720、722中，当电子装置110侦测到第二预定电压V2时，电子装置110降低抽载电流使电源102降低充电电流CC，以使输出电压VOUT*大于第二预定电压V2。

图8是本发明的另一实施例说明一种电源装置系统的操作方法的流程图。下面将结合图2、图4和图8对本实施例做进一步的描述。图8的操作方法是利用图4的电源装置系统400说明，详细步骤如下：

步骤800：开始；

步骤802：当电源102电性连接电子装置110时，电源102输出充电电流CC至电子装置110；

步骤804：控制器106侦测充电电流CC；

步骤806：充电电流CC是否小于或等于预定电流I1；如果是，进行步骤808；如果否，进行步骤810；

步骤808：控制器106控制调整单元404导通以使电源装置系统400输出第一预定电压V1，然后跳回步骤806；

步骤810：控制器106控制调整单元404断路以使电源装置系统400所输出的第一预定电压V1降低至第二预定电压V2。

图8的实施例和图6的实施例的差别在于在步骤808中，如图2和图4所示，当充电电流CC小于或等于预定电流I1(例如2A)时，控制器106根据电流侦测电阻108两端的跨压VD，控制调整单元404导通。然后电源装置系统400即可根据上述公式(1)，输出较高的输出电压VOUT*(第一预定电压V1)至电子装置110；在步骤810中，如图2和图4所示，当充电电流CC大于预定电流I1时，控制器106根据电流侦测电阻108两端的跨压VD，控制调整单元404断路。然后电源装置系统400即可根据上述公式(2)，输出较低的输出电压VOUT*(第二预定电压V2)至电子装置110(如图2所示的实线)。如图4所示，因为电源装置系统400是根据调整单元404的导通与断路，控制电源102的输出电压VOUT，所以电源装置系统400的电源102是根据图2所示的实线运作。另外，图8的实施例的其余操作原理皆和图6的实施例相同，在此不再赘述。

请参照图9、图10A、图10B和图10C，图9是本发明的另一实施例说明一种电源装置系统900的示意图，图10A、图10B和图10C是本发明的另一实施例说明一种电源装置系统的操作方法的流程图。如图9所示，电源装置系统900包含电源902、电源开关904及电流侦测器906，其中电流侦测器906是用来侦侧及判断充电电流CC，其中本实施例中仍是以手持式装置为例。图10A、图10B和图10C的流程详细步骤如下：

步骤1000：开始；

步骤1001：电源装置系统900电性连接电子装置110后，充电功能是否致能；如果是，进行步骤1002；如果否，进行步骤1001；

步骤1002：当电源装置系统900电性连接电子装置110且充电功能被致能时，电源开关904导通；

步骤1004：判断充电电流CC是否大于预定电流(例如1.23安培)；如果是，进行步骤1006；如果否，进行步骤1038；

步骤1006：设定第一预定导通时间的起始值(例如0.005秒)和第一预定断路时间的起始值(例如0.01秒)，以及设定过电流旗标(例如过电流旗标等于1)；

步骤1008：判断充电电流CC是否大于预定电流；如果是，进行步骤1010；如果否，进行步骤1042；

步骤1010：电源开关904根据第一预定断路时间断路；

步骤1012：电源开关904根据第一预定导通时间导通；

步骤1014：电流侦测器906判断充电电流CC是否大于预定电流；如果是，进行步骤1016；如果否，进行步骤1024；

步骤1016：重新设定过电流旗标(例如过电流旗标为0)；

步骤1018：增加第一预定断路时间，其中增加的值例如为0.001秒；

步骤1020：第一预定断路时间是否不小于第二预定断路时间(例如0.075秒)；如果是，进行步骤1022；如果否，跳回步骤1010；

步骤1022：设定第一预定断路时间为起始值，跳回步骤1010；

步骤1024：充电电流CC是否不大于第一预定电流(例如0.12安培)；如果否，进行步骤1026；如果是，进行步骤1028；

步骤1026：重新设定过电流旗标(例如过电流旗标为0)，跳回步骤1008；

步骤1028：过电流旗标是否等于1；如果否，进行步骤1030；如果是，进行步骤1032；

步骤1030：重新设定过电流旗标(例如过电流旗标为0)，跳回步骤1008；

步骤1032：减少第一预定断路时间，其中减少的值例如为0.001秒；

步骤1034：电源902判断第一预定断路时间是否小于第三预定断路时间(例如0.002秒)；如果是，进行步骤1036；如果否，跳回步骤1008；

步骤1036：设定第一预定断路时间为起始值，跳回步骤1008；

步骤1038：电流侦测器906判断充电电流CC是否持续时段T1(例如维持20秒)小于第二预定电流(例如0.1安培)；如果是，进行步骤1040；如果否，跳回步骤1004；

步骤1040：电源开关904断路，跳回步骤1001；

步骤1042：电流侦测器906判断充电电流CC是否持续时段T1(例如维持20秒)小于第二预定电流；如果是，跳回步骤1040；如果否，跳回步骤1008。

图10A、图10B和图10C的实施例的目的在于当电子装置110的抽载电流超过电源902的最大负荷电流(亦即预定电流)时，电源902可调整电源开关904的工作周期(duty cycle)使电源装置系统900的输出电压VOUT*的平均值下降。如此，电子装置110即可因为电源装置系统900的输出电压VOUT*的平均值降至第二预定电压V2，而降低抽载电流。

请参照步骤1010至步骤1022和图11，图11是说明电源装置系统900降低电源开关904的工作周期(亦即延长第一预定断路时间)的示意图。在步骤1010至步骤1022和第11图中，在充电电流CC大于预定电流时，电源902持续降低电源开关904的工作周期使电源装置系统900的输出电压VOUT*的平均值持续下降直到第二预定电压V2。

请参照步骤1010至步骤1014和步骤1024至步骤1036，在步骤1010至步骤1014和步骤1024至步骤1036中，当充电电流CC小于预定电流时，电源902会持续增加电源开关904的工作周期使电源装置系统900的输出电压VOUT*的平均值持续增加。如此，电子装置110即可因为电源装置系统900的输出电压VOUT*的平均值增加，而增加抽载电流。

另外，请参照图12，图12是说明电源装置系统900增加电源开关904的工作周期(亦即减少第一预定断路时间)的示意图。在步骤1042中，当充电电流CC小于第二预定电流，以及充电电流CC小于第二预定电流的时间小于预定时间时，电子装置110会认为电源装置系统900没有电性连接电子装置110，所以电子装置110不会由电源装置系统900中抽取抽载电流(亦即电源902输出至电子装置110的充电电流CC为零)。因此，电源装置系统900即可重复执行骤1010至步骤1014和步骤1024至步骤1036使电源装置系统900的输出电压VOUT*的平均值增加。如此，电子装置110即可因为电源装置系统900的输出电压VOUT*的平均值增加，而重新抽取抽载电流(如图12所示的时段T)。

综上所述，本发明所提供的防止输出过载电流的电源装置系统及其操作方法是利用控制器或电流侦测器侦测电源所输出的充电电流。当电源所输出的充电电流小于预定电流时，电源装置系统稳定输出第一预定电压；当电源所输出的充电电流大于预定电流时，电源装置系统所输出的输出电压可直接从第一预定电压降至第二预定电压，或步阶地从第一预定电压降至第二预定电压。如此，当电源装置系统所输出的输出电压降至第二预定电压时，与电源装置系统电性连接地电子装置即可逐渐降低抽载电流使电源降低充电电流。因此，相较于现有技术，因为当电源所输出的充电电流大于预定电流时，电源装置系统所输出的输出电压可直接从第一预定电压降至第二预定电压，或步阶地从第一预定电压降至第二预定电压，所以本发明所提供的电源装置系统及其操作方法可防止电源输出过载电流。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种防止输出过载电流的电源装置系统，当电源装置系统电性连接电子装置时，可输出充电电流至该电子装置，当该电子装置侦测到该第二预定电压时，该电子装置降低该抽载电流以使该电源降低该充电电流，其特征在于，该电源装置系统包含：

电源，用以，其中该充电电流等于该电子装置的抽载电流；

调整单元，耦接于该电源；及

控制器，耦接于该电源与该调整单元，用以侦测该充电电流，其中当该充电电流小于或等于预定电流时，该控制器控制该调整单元输出第一调整讯号至该电源，其中该电源根据该第一调整讯号，使该电源装置系统输出第一预定电压；当该充电电流大于该预定电流时，该控制器控制该调整单元输出第二调整讯号至该电源，其中该电源根据该第二调整讯号，使该电源装置系统输出第二预定电压。

2.如权利要求1所述的电源装置系统，其特征在于，当该电子装置逐渐降低该抽载电流直到该充电电流小于或等于该预定电流时，该控制器重新控制该调整单元输出该第一调整讯号至该电源以使该电源输出该第一预定电压。

3.如权利要求1所述的电源装置系统，其特征在于，该电源根据该第二调整讯号，降低该第一预定电压至该第二预定电压，是该电源根据该第二调整讯号，逐渐降低该第一预定电压至该第二预定电压。

4.如权利要求1所述的电源装置系统，其特征在于，该电源根据该第二调整讯号，降低该第一预定电压至该第二预定电压，是该电源根据该第二调整讯号，直接降低该第一预定电压至该第二预定电压。

5.一种电源装置系统的操作方法，当电源装置系统电性连接电子装置时，可输出充电电流至该电子装置，当该电子装置侦测到该第二预定电压时，该电子装置降低该抽载电流以使该电源降低该充电电流，其特征在于，该电源装置系统包含电源、调整单元及控制器，该方法包含：

当该电源装置系统电性连接电子装置时，输出充电电流至该电子装置，其中该充电电流等于该电子装置的抽载电流；

该控制器侦测该充电电流；

当该充电电流小于或等于预定电流时，该控制器控制该调整单元输出第一调整讯号至该电源；及

该电源根据该第一调整讯号，使得该电源装置系统输出第一预定电压。

6.如权利要求5所述的操作方法，其特征在于，该电源装置系统包含电源、调整单元及控制器，该方法包含：

当该电源装置系统电性连接电子装置时，输出充电电流至该电子装置，其中该充电电流等于该电子装置的抽载电流；

该控制器侦测该充电电流；

当该充电电流大于预定电流时，该控制器控制该调整单元输出第二调整讯号至该电源；及

该电源根据该第二调整讯号，该电源装置系统输出第二预定电压。

7.如权利要求6所述的操作方法，其特征在于，另包含：

当该电子装置逐渐降低该抽载电流直到该充电电流小于或等于该预定电流时，该控制器重新控制该调整单元输出该第一调整讯号至该电源以使该电源装置系统输出该第一预定电压。

8.如权利要求6所述的操作方法，其特征在于，该电源根据该第二调整讯号，降低该第一预定电压至该第二预定电压，或者该电源根据该第二调整讯号，使输出电压自该第一预定电压逐渐降低至该第二预定电压。

9.如权利要求8所述的操作方法，其特征在于，当该输出电压已经降低至该第二预定电压，且该充电电流仍大于该预定电流时，则该电源装置系统关闭停止输出电能。

10.一种电源装置系统的操作方法，当电源装置系统电性连接电子装置时，可输出充电电流至该电子装置，当该电子装置侦测到第二预定电压时，该电子装置降低该抽载电流以使该电源降低该充电电流，其特征在于，该电源装置系统包含电源、电源开关及电流侦测器，该方法包含：

(a)设定第一预定导通时间的起始值和第一预定断路时间的起始值；

(b)当该电源输出至该电子装置的充电电流大于预定电流时，执行(c)，否则跳到步骤(i)，

(c)使该电源开关断路且断路状态维持该第一预定断路时间，使该电源开关导通且导通状态维持该第一预定导通时间；

(d)判断该充电电流是否大于该预定电流；

(e)当该充电电流大于该预定电流时，执行(f)，否则跳到步骤(g)；

(f)增加该第一预定断路时间或/且减少该第一预定导通时间，使该电源开关断路且断路状态维持该第一预定断路时间，使该电源开关导通且导通状态维持该第一预定导通时间；

(g)判断该充电电流是否大于该预定电流；

(h)当该充电电流大于该预定电流时，跳到步骤(f)；及。

(i)电源装置系统稳定输出电能。