CN105634048B - 电量管理装置与电量管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电量管理装置与方法，所述方法包括下列步骤。于第一时段导通第一电流路径。当第一电流路径导通且微处理器为关闭时，提供第一电压至操作端，第一电压用以选择性地于第一时段内导通第二电流路径。当第二电流路径导通时，提供第二电压至微处理器，第二电压用以启动微处理器。当微处理器为启动时，微处理器提供第三电压至操作端，第三电压用以持续导通第二电流路径。藉此，增加电量操控的功能。

Description

电量管理装置与电量管理方法

技术领域

本发明关于一种电量管理装置与方法，特別是一种藉由按键来实现的电量管理装置与方法。

背景技术

随着科技的进步，现代人的生活已充满了各式各样电子设备，尤其是可携式电子产品的发展更是在这几年有长足的进步。

然而随着现代人对可携式电子产品的依赖程度越来越高，可携式电子产品的电量消耗量也越来越大，当需要立即处理重要文件却又面临其电量用尽时，若未事先备有备用电池或其它电量供给设备，并且在周遭环境无法马上找到充电插座或是其它充电平台时，此将使个人的工作进度停摆，还可能会拖延团队整体的工作进度，甚至进而影响到整个公司的生意发展，损失将无法估计。因此，电量管理对于可携式电子产品而言，实为非常的重要。

此外，现代人对于可携式电子产品体积的喜好有越来越小的趋势，因此若能利用现有的内部架构便能实现电量管理，而无需增加额外的电路以及电子零件，无疑能减少设计上的负担，还可以精简生产的成本，对厂商以及使用者而言，都是双赢的局面。

发明内容

有鉴于以上的问题，本发明提出一种电量管理装置与方法，藉由可携式电子产品现有的电路架构即可达成对电量的操控，以维持可携式电子产品的尺寸或是节省新增电子组件的所额外增加成本，更进一步可藉由节约电能的机制来避免可携式电子产品的不必要的电量消耗。

本发明提出一种电量管理方法，包括：于一第一时段导通一第一电流路径；当该第一电流路径导通且一微处理器为关闭时，提供一第一电压至一操作端，该第一电压用以选择性地于该第一时段内导通一第二电流路径；当该第二电流路径导通时，提供一第二电压至该微处理器，该第二电压用以启动该微处理器；以及当该微处理器为启动时，该微处理器提供一第三电压至该操作端，该第三电压用以持续导通该第二电流路径。

在所述电量管理方法中，更包括：于一第二时段导通该第一电流路径；当该第一电流路径导通且该微处理器为启动时，提供一第四电压至该操作端；判断该第二时段是否超过一预设时间；以及当该第二时段超过该预设时间，则关闭该微处理器。

在所述电量管理方法中，其中判断该第二时段是否超过该预设时间的步骤，更包括：判断该第四电压的电压值是否等于该第三电压的电压值；以及当该第四电压的该电压值不等于该第三电压的该电压值，则判断该第二时段是否超过该预设时间。

在所述电量管理方法中，其中于当该第一电流路径导通且该微处理器为启动时，提供该第四电压至该操作端的步骤中，更包括：该微处理器输出一驱动电压，以提供该第四电压至该操作端；其中该第一电压是一电池供电电压与一接地电压所共同形成的分压，该第三电压是该驱动电压与该接地电压所共同形成的分压，该第四电压为该电池供电电压、该接地电压与该驱动电压所共同形成的分压。

本发明提出一种电量管理装置，包括：一按键，耦接于一电池以及一操作端之间，用以于一第一时段导通一第一电流路径；一第一开关，该第一开关的控制端耦接该操作端，用以于该控制端接收一第一电压以选择性地于该第一时段导通一第二电流路径；一第二开关，耦接该第一开关，用以选择性地提供一第二电压；以及一微处理器，耦接该第二开关以及该操作端，用以接收该第二电压，在启动后提供一第三电压至该操作端，该第三电压用以持续导通该第二电流路径；其中，当该第一电流路径导通且该微处理器为关闭时，该第一开关接收该第一电压来导通该第二电流路径，并当该第二电流路径为导通时，该第二开关提供该第二电压来启动该微处理器。

如上所述，本发明在微处理器为关闭时，藉由按键来于第一时段导通第一电流路径以提供第一电压至操作端来选择性地于第一时段内导通第一开关、第二电流路径以及第二开关，以產生第二电压启动微处理器来提供第三电压至操作端而持续导通第二电流路径。在微处理器为開啟时，藉由按键来于第二时段导通第一电流路径以提供第四电压至操作端，并判断第二时段是否超过预设时间以选择性地关闭微处理器。藉此，在原有架构下增加对电量操控的功能。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求保护范围更进一步的解释。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的电量管理装置的示意图；

图2为根据本发明另一实施例的电量管理装置的示意图；

图3为根据本发明一实施例的电量管理方法的流程图。

其中，附图标记：

100、200 电量管理装置

S1、S2 按键

T1、T3 第一开关

T2、T4 第二开关

MCU、MCU2 微处理器

ADC 模拟数字转换器

R1～R17 电阻

n1、n4 操作端

n2、n3、n5、n6 节点

P1、P3 第一电流路径

P2、P4 第二电流路径

V1 第一电压

V2 第二电压

V3 第三电压

V4 第四电压

BOOST、BOOST2 升压电路

Battery 电池供电电压

C1～C3 电容

L1～L2 电感

D1～D3 齐纳二级管

S310～S340 电量管理方法的步骤

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

图1为根据本发明一实施例的电量管理装置100的示意图。如图1所示，电量管理装置100包括按键S1、第一开关T1、第二开关T2、微处理器MCU、模拟数字转换器ADC以及电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7与R8。此外，电量管理装置100可更进一步包括升压电路BOOST、电阻R9与R10、电容C1、电感L1以及齐纳二级管D1。按键S1耦接于电池以及操作端n1之间。第一开关T1的控制端耦接操作端n1。第二开关T2耦接第一开关T1。微处理器MCU耦接第二开关T2以及操作端n1。本发明的电量管理装置及方法可以运用在各种可携式电子产品之中，在此不加以限制。在本发明实施例中，电量管理装置100可设置于主动式电容触控笔中。按键S1可以是各种形式的按键，例如是主动式电容触控笔上的侧按键。第一开关T1与第二开关T2可以是双极性电晶体(BJT)或者是场效应电晶体(FET)。微处理器MCU可以是各种形式的晶片或是处理单元。

按键S1用以于第一时段或是第二时段导通第一电流路径P1。第一开关T1用以于控制端接收第一电压V1以选择性地于第一时段导通第二电流路径P2。第二开关T2用以选择性地提供特定电压至节点n2以启动升压电路BOOST，启动后的升压电路BOOST接收电池的供电电压Battery加以升压，并提供第二电压V2于节点n3。换句话说，第二开关T2用以选择性地提供第二电压V2于节点n3。微处理器MCU用以接收第二电压V2，并在启动后提供第三电压V3至操作端n1，第三电压V3用以通过齐纳二级管D1来持续导通第二电流路径P2。

在本发明实施例中，当使用者欲将设置有电量管理装置100的主动式电容触控笔从关闭中启动时，可按压按键S1，且按压持续一第一时段，藉以于第一时段导通第一电流路径P1，如图1所示。第一电流路径P1上有电阻R1、R2、R3以及操作端n1，导通的第一电流路径P1使操作端n1承载第一电压V1，而第一电压V1是电池的供电电压Battery与接地电压所共同形成的分压。当第一电流路径P1导通且微处理器MCU为关闭时，第一开关T1接收第一电压V1而导通，进而导通第二电流路径P2。第二电流路径P2上有电阻R4与R5。

当第二电流路径P2为导通时，则第二开关T2导通，并通过升压电路BOOST而于节点n3对应产生第二电压V2，藉以启动微处理器MCU。启动的微处理器MCU可通过其I/O端输出驱动电压，以提供第三电压V3至操作端n1，而第三电压V3是驱动电压与接地电压所共同形成的分压。藉此，电量管理装置100进而从被动式的藉由使用者按压按键S1所提供的第一电压V1来导通第一开关T1、第二开关T2与微处理器MCU，转变为主动式的自行提供第三电压V3来导通第一开关T1、第二开关T2、升压电路BOOST与微处理器MCU，因此当使用者于第一时段之后停止按压按键S1而断开第一电流路径P1时，微处理器MCU仍可以持续导通第二电流路径P2来保持开启状态。

在本发明实施例中，使用者亦可以藉由按压按键S1来将设置有电量管理装置100的主动式电容触控笔从开启中关闭。当第一电流路径P1导通且微处理器MCU为启动时，使用者可按压按键S1而提供第四电压V4至操作端n1，且按压持续一第二时段。一般来说，主动式电容触控笔的电池供电电压Battery可以是1.5V，而微处理器MCU所提供的驱动电压可以是3V，当使用者于第一电流路径P1导通的情況下按压按键S1，第四电压是电池供电电压Battery的1.5V、接地电压0V与驱动电压3V所共同形成的分压。因此，在微处理器MCU为启动而接收到使用者对按键S1的按压时，操作端n1会产生电压降。

通过模拟数字转换器ADC接收操作端n1上的电压并传回其VIN端，微处理器MCU可判断分別于相异时间的所接收的第四电压V4与第三电压V3的电压值是否相等，且当判断两者是不相等时，则可判断是使用者按压按键S1。微处理器MCU接着可判断按压的第二时段是否超过预设时间，藉以排除使用者误压按键S1的情況。当微处理器MCU判断第二时段超过预设时间，则微处理器MCU可判定此为使用者欲关闭主动式电容触控笔的运作，因此微处理器MCU最终执行关闭的指令。微处理器MCU关闭之后，升压电路BOOST亦可关闭，进而使整个主动式电容触控笔内的所有电路运作停止。

在本发明的另一实施例中，当微处理器MCU为启动时，微处理器MCU可进一步计算启动后的停滞时间，来反应使用者是否有确实在使用主动式电容触控笔，若停滞时间超过一预设值，则可代表使用者已将主动式电容触控笔放在一旁而忘记关闭，此时MCU可自动关闭。微处理器MCU关闭之后，升压电路BOOST亦可关闭，进而使整个主动式电容触控笔内的所有电路运作停止，以达到节省电量的效果。

在本发明的另一实施例中，微处理器MCU可对应一对照表来记录使用者对按键的输入指令所反应的执行事件。举例来说，当使用者对按键连续短压两下，则可代表主动式电容触控笔可在省电模式、正常模式以及高效模式之间做切换。然而本发明的对照表可包括其它不同的按键输入指令以及对应的执行事件，在此不加以限制。

图2为根据本发明另一实施例的电量管理装置200的示意图。如图2所示，电量管理装置200包括按键S2、第一开关T3、第二开关T4、微处理器MCU2以及电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16与R17。此外，电量管理装置200可更进一步包括升压电路BOOST2、电容C2与C3、电感L2以及齐纳二级管D2与D3。在本发明实施例中，电量管理装置200可设置于主动式电容触控笔中。

在本发明实施例中，按键S2用以于第一时段或是第二时段导通第一电流路径P3。当主动式电容触控笔刚装入电池时，第一开关T3还尚未导通，因此升压电路BOOST2也尚未工作，因此微处理器MCU2为关闭。当使用者对按键S2按压时，且按压持续一第一时段，则第一导通路径P3导通，藉以对应产生第一电压V1至操作端n4，第一电压用以选择性地于第一时段内导通第二电流路径P4，因此这时第一开关T3导通以及第二电流路径P4导通。又当第二电流路径P4导通后，升压电路BOOST2启动，藉以提供第二电压V2(将电池供电电压Battery升压)至节点n5与n6，换句话说，导通的第二电流路径P4可产生对应的第二电压V2至n5，藉以启动微处理器MCU2。

当微处理器MCU2为启动时，微处理器MCU2可通过VEN端输出驱动电压于第二开关T4的控制端使第二开关T4持续导通，藉以持续提供第三电压V3至操作端n4，因而此第三电压V3可用以持续导通第一开关T3以及第二电流路径P4。

此外，在本发明实施例中，微处理器MCU2启动后，使用者可对按键S2按压，且按压持续一第二时段，藉此于第二时段导通第一电流路径P3。由于第一电流路径P3导通，因此齐纳二级管D2导通，此时第四电压V4(接地电压)提供于节点n6(或者可说提供第四电压V4于操作端n4)。接着，微处理器MCU2可通过其I/O端来监测节点n6(或操作端n4)的电压，并判断按键S2按压持续的第二时段是否超过预设时间。当第二时段超过预设时间，则微处理器MCU2可将驱动电压设为低逻辑准位并输出至第二开关T4的控制端使第二开关T4截止。当使用者接着将按键S2放开后，第一开关T3也截止，升压电路BOOST2进而关闭使微处理器MCU2也关闭。

图3为根据本发明一实施例的电量管理方法的流程图。如图3所示，本发明实施例的电量管理方法的步骤包括S310～S340。下列请同时参照图1或图2。

在步骤S310中，藉由按键于第一时段导通第一电流路径。在步骤S320中，当第一电流路径导通且微处理器为关闭时，提供第一电压V1至操作端，第一电压V1用以选择性地于第一时段内导通第一开关以及第二电流路径。在步骤S330中，当第二电流路径导通时，则第二开关导通，藉以提供第二电压V2至微处理器，第二电压V2用以启动微处理器。在步骤S340中，当微处理器为启动时，微处理器提供第三电压V3至操作端，第三电压V3用以持续导通第二电流路径。

综上所述，本发明在微处理器为关闭时，藉由按键来于第一时段导通第一电流路径以提供第一电压至操作端来选择性地于第一时段内导通第一开关、第二电流路径以及第二开关或者是升压电路，以产生第二电压启动微处理器来提供自我驱动的第三电压至操作端而持续导通第二电流路径。在微处理器为开启时，藉由按键来于第二时段导通第一电流路径以提供第四电压V4至操作端，并判断第二时段是否超过预设时间以选择性地关闭微处理器。此外，当微处理器为开启时，微处理器藉由判断停滞时间来选择性的自动关闭，且微处理器关闭之后进而使升压电路关闭，从而整个主动式电容触控笔内的所有电路运作停止，以达到节省电量的效果。微处理器亦可藉由对照表来反应使用者对按键输入指令所对应执行的电量使用模式。藉此，在原本可携式电子产品现有的电路架构即可达成对电量的操控，且更进一步可藉由节约电能的机制来避免可携式电子产品的不必要的电量消耗。

Claims (10)

1.一种电量管理方法，其特征在于，包括：

于一第一时段导通一第一电流路径；

当该第一电流路径导通且一微处理器为关闭时，提供一第一电压至一操作端，该第一电压用以于该第一时段内导通一第二电流路径；

当该第二电流路径导通时，提供一第二电压至该微处理器，该第二电压用以启动该微处理器；以及

当该微处理器为启动时，该微处理器提供一第三电压至该操作端，该第三电压用以持续导通该第二电流路径。

2.如权利要求1所述的电量管理方法，其特征在于，更包括：

于一第二时段导通该第一电流路径；

当该第一电流路径导通且该微处理器为启动时，提供一第四电压至该操作端；

判断该第二时段是否超过一预设时间；以及

当该第二时段超过该预设时间，则关闭该微处理器。

3.如权利要求2所述的电量管理方法，其特征在于，通过一按键来于该第一时段或该第二时段导通该第一电流路径。

4.如权利要求2所述的电量管理方法，其特征在于，判断该第二时段是否超过该预设时间的步骤，更包括：

判断该第四电压的电压值是否等于该第三电压的电压值；以及

当该第四电压的该电压值不等于该第三电压的该电压值，则判断该第二时段是否超过该预设时间。

5.如权利要求4所述的电量管理方法，其特征在于，于当该第一电流路径导通且该微处理器为启动时，提供该第四电压至该操作端的步骤中，更包括：

该微处理器输出一驱动电压，以提供该第四电压至该操作端；

其中该第一电压是一电池供电电压与一接地电压所共同形成的分压，该第三电压是该驱动电压与该接地电压所共同形成的分压，该第四电压为该电池供电电压、该接地电压与该驱动电压所共同形成的分压。

6.一种电量管理装置，其特征在于，包括：

一按键，耦接于一电池以及一操作端之间，用以于一第一时段导通一第一电流路径；

一第一开关，该第一开关的控制端耦接该操作端，用以于该控制端接收一第一电压以于该第一时段导通一第二电流路径；

一第二开关，耦接该第一开关，用以提供一第二电压；以及

一微处理器，耦接该第二开关以及该操作端，用以接收该第二电压，在启动后提供一第三电压至该操作端，该第三电压用以持续导通该第二电流路径；

其中，当该第一电流路径导通且该微处理器为关闭时，该第一开关接收该第一电压来导通该第二电流路径，并当该第二电流路径为导通时，该第二开关提供该第二电压来启动该微处理器。

7.如权利要求6所述的电量管理装置，其特征在于，该按键更进一步于一第二时段导通该第一电流路径，并且当该第一电流路径导通且该微处理器为启动时，提供一第四电压至该操作端。

8.如权利要求7所述的电量管理装置，其特征在于，该微处理器更进一步判断该第二时段是否超过一预设时间，当该第二时段超过该预设时间，则该微处理器关闭。

9.如权利要求8所述的电量管理装置，其特征在于，更包括一模拟数字转换器，耦接于该微处理器与该操作端之间，其中该微处理器更进一步通过该模拟数字转换器接收该第四电压的电压值以及该第三电压的电压值，并判断该第四电压的该电压值是否等于该第三电压的该电压值，且当该第四电压的该电压值不等于该第三电压的该电压值，则该微处理器判断该第二时段是否超过该预设时间。

10.如权利要求7所述的电量管理装置，其特征在于，该微处理器更进一步输出一驱动电压，以提供该第四电压至该操作端，其中该第一电压是该电池的一供电电压与一接地电压所共同形成的分压，该第三电压是该驱动电压与该接地电压所共同形成的分压，该第四电压为该电池的该供电电压、该接地电压与该驱动电压所共同形成的分压。