CN108321915B - 电子装置及电子装置的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子装置，包括一核心电路、一电池、一电源控制电路及用以每隔一时间检测一次电子装置的负载功率的一控制器。当所检测到的负载功率高于上述电源控制电路的一第一启动功率时，由电池及一充电器同时供电至核心电路，第一启动功率大于且正比于一第二固定功率的一第一固定功率，第一固定功率为上述电源控制电路限制上述充电器提供给上述核心电路的一功率。当负载功率连续n次(n>3)皆介于最大额定输出功率与第一启动功率之间或负载功率大于第一启动功率时，控制器将电源控制电路的第一固定功率改变至第二固定功率。

Description

电子装置及电子装置的操作方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置的供电技术，尤其涉及在电子装置中动态地调整让电池对核心电路进行供电时的供电技术。

背景技术

一般而言，在现有的笔记本电脑中，几乎都有支持充电器升压(charger boost)的功能。举例而言，一般的笔记本电脑会把一固定功率(constant power,CP)设定至充电器的最大额定输出功率的85％，使得笔记本电脑的总负载功率高于某一特定功率(例如：充电器的最大额定输出功率90％)时，充电器以其最大额定输出功率的85％对笔记本电脑进行供电，剩余所需的功率则由电池提供。然而，当笔记本电脑连接着充电器且充电器由外部电源提供一交流电源时，电池却仍然因为开启高电量消耗的应用程序而导致电池的电量快速下滑，使用者具有不佳的使用者体验。

发明内容

因此，本发明提供一种电子装置，当上述电子装置的总负载功率高于某一启动功率时，可动态调整上述电子装置中的一电源控制电路的一固定功率进而相对地改变电池提供给电子装置(中的核心电路)的电力(或功率)的比例。

除此之外，本发明为了提升充电器升压的极限使得充电器能够提供更完整的电力至电子装置，故将充电器的固定功率提升至充电器设计上的极限值使充电器的输出电力能完全应用至电子装置。然而，为避免将充电器的固定功率提升到大于充电器的额定输出功率，持续输出电力会有安全性上的问题，所以本发明增加一个功率限制的设计，确保电子装置在负载电力持续超过充电器的额定输出功率时但尚未到特定功率时的安全性。在充电器的升压功能启动后，充电器提供给电子装置的电力也相对提升到设计上的极限值，同时电池对系统所供应的电力也相对下降到最小值。如此一来，在电子装置连接着充电器且开启高电量消耗的应用程序时(例如：进行高电量消耗的游戏)，电池的电量便不会有快速下滑的情况发生。本发明所述的具体实施方法如下所述。

本发明提供一种电子装置，包括一核心电路、一电池、一电源控制电路以及一控制器，用以每隔一时间检测一次上述电子装置的负载功率，当所检测到的负载功率高于上述电源控制电路的一第一启动功率时，由上述电池及一充电器同时对上述核心电路进行供电，其中上述第一启动功率大于且正比于一第一固定功率，上述第一固定功率为上述电源控制电路限制上述充电器提供给上述核心电路的一功率，其中当上述所检测到的负载功率连续n次皆介于上述充电器的最大额定输出功率与上述第一启动功率之间或上述所检测到的负载功率大于上述第一启动功率时，上述控制器将上述电源控制电路的上述第一固定功率改变至一第二固定功率，其中n为大于3的正整数，且上述第一固定功率大于上述第二固定功率。

本发明还提供一种电子装置的操作方法，包括：每隔一时间检测一次上述电子装置的负载功率；当所检测到的负载功率高于上述电子装置中的一电源控制电路的一第一启动功率时，由一充电器及上述电子装置中的一电池同时对上述电子装置中的一核心电路进行供电，其中上述第一启动功率大于上述充电器的最大额定输出功率，且上述充电器的最大额定输出功率大于一第一固定功率；以及当上述所检测到的负载功率连续n次皆介于上述充电器的最大额定输出功率与上述第一启动功率之间或上述所检测到的负载功率大于上述第一启动功率时，将上述电源控制电路的上述第一固定功率改变至一第二固定功率，其中n为大于3的正整数，且上述第二固定功率小于上述第一固定功率，且上述第一固定功率与上述第二固定功率为上述电源控制电路限制上述充电器提供给上述核心电路的功率。

附图说明

图1为本发明实施例中的一电子装置、一外部电源、一充电器的方块图；

图2为本发明实施例中的一电子装置的操作方法的流程图。

附图标记说明：

100～电子装置；

101～外部电源；

102～控制器；

104～电源控制电路；

106～充电器；

108～DC/DC转换器；

110～核心电路；

112～电池；

114、116～开关；

S10、S20、S30、S40、S50～步骤；

C1～第一系数；

C2～第二系数。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

以下将详细地讨论本发明中各种实施例的制造方式及使用方法。然而值得注意的是，本发明所提供的许多可行的发明概念可实施在各种特定范围中。这些特定实施例仅用于举例说明本发明的制造方式及使用方法，但非用于限定本发明的范围。

值得注意的是，在本发明中所提及的不同的“一”或“一个”实施例并不一定是同一个实施例，并且本发明中所提及的指的是至少一个。因此，在不同地方出现的语句“在本发明中所述的一个实施例中”可能不是都指同一个实施例。再者，在本发明中可以认知的是当一特别的特征、结构或特性结合于本发明中所提及的一实施例来描述时，无论是否有详细描述，本领域中技术人员可以在本领域的知识范围内将此种特征、结构或性质与本发明中与一个或一个以上的实施例以任何适合或合理的方式做出适当的连结。

图1为本发明实施例中的一电子装置100、一外部电源101、一充电器106的方块图。如图1所示，外部电源101可为一交流电源。充电器106可为传统对单一类型电池的一恒压充电器或一恒流充电器，用以接收外部电源101，并将外部电源101由交流电源转为一直流电源后传送(或输出)至DC/DC转换器108，以对电子装置100中需要供电的元件(例如：核心电路110)进行供电及/或需要充电的元件(例如：电池112)进行充电。在本发明所述的一实施例中，充电器106为一恒压充电器，用以一固定电压对电池充电，而电流则依充电情况自然变动。在本发明所述的另一实施例中，充电器106为一恒流充电器，用以一固定电流对电池充电，而电压则依充电情况自然变动。DC/DC转换器108，用以将来自充电器106的一直流电压转换为另一所需电压后通过开关114输出至核心电路110。在本发明的一实施例中，DC/DC转换器108可被整合于充电器106中。在本发明所述的另一实施例中，电子装置100不具有DC/DC转换器108。在此实施例中，充电器106直接通过开关114将充电器106的输出电压(或电流)传送至核心电路110或将充电器106的输出电压(或电流)传送至电源控制电路104。电子装置100包括一控制器102、一电源控制电路104、一核心电路110、一电池112以及开关114、116。电子装置100可为一笔记本电脑、一台式电脑或诸如此类的装置。控制器102可为一嵌入式控制器(embedded controller,EC)，用以每隔一时间检测一次电子装置100的负载功率，并且根据所检测到的负载功率，决定由电池112及/或充电器106对核心电路110进行供电，详细状况如后所述，因此本发明在此不加以阐述。

电源控制电路104可为一电源管理IC(例如：gauge IC)，用以控制电子装置100的电量流量及流向以配合核心电路110的需要。电源控制电路104根据一第一固定功率、一第一取消功率及一第一启动功率进行电源管理。第一启动功率为判断是否启动充电器升压(charger boost)的功能，亦即由电池112与充电器106同时对核心电路110进行供电的一个标准。也就是说，当所检测到的负载功率高于第一启动功率时，核心电路110同时由充电器106及电池112进行供电。当所检测到的负载功率低于第一取消功率时，核心电路110仅由充电器106对核心电路110进行供电。第一取消功率及第一启动功率在第一固定功率决定时也同时被决定，第一启动功率大于且正比于第一固定功率(constant power；CP)，而第一取消功率小于且正比于第一固定功率。也就是说，第一启动功率为第一固定功率乘以大于1的一第一系数C1所得出。第一取消功率为第一固定功率乘以小于1的一第二系数C2所得出。

在本发明所述的一实施例中，充电器106的最大额定输出功率为180W，但本发明不限定于此，而第一系数为1.0625，第二系数为0.9375，但也不以此为限。第一固定功率为最大额定输出功率乘上一第一预定百分比，例如96％，故第一固定功率为180W*96％(即172.8W)，但此第一预定百分比可为依照使用者需求所调整的一预设值。第一固定功率被决定后，第一启动功率由第一固定功率180W*96％乘以第一系数C1(本实施例中为1.0625)所得，同时第一取消功率由第一固定功率180W*96％乘以第二系数C2(本实施例中为0.9375)所得。值得注意的是，在此实施例中，第一启动功率180W*96％*1.0625为183.6W(约为180W*102％)会大于充电器106的最大额定输出功率(即180W*100％)。第一取消功率180W*96％*0.9375为162W(约为180W*90％)。

在某些条件满足时，电源控制电路104则改为根据一第二固定功率、一第二取消功率及一第二启动功率进行电源管理。第二固定功率为最大额定输出功率乘上一第二预定百分比，例如90％，故第二固定功率为180W*90％(即162W)，但此第二预定百分比可为依照使用者需求所调整的一预设值。第二固定功率被决定后，第二启动功率由第二固定功率180W*90％乘以第一系数C1(本实施例中为1.0625)所得，同时第二取消功率由第二固定功率180W*90％乘以第二系数C2(本实施例中为0.9375)所得。在此实施例中，第二启动功率180W*90％*1.0625为172.125W(约为180W*95.625％)，第二取消功率180W*90％*0.9375为151.875W(约为180W*84.375％)。第二固定功率小于第一固定功率且小于充电器106的最大额定输出功率，以使得当电源控制电路104将充电器106由操作在第一固定功率改变至操作在第二固定功率时，可避免充电器106持续输入大于其最大额定输出功率的输出(即一种安全保护机制)。在本发明所述的一实施例中，第一、第二固定功率为电源控制电路104限制充电器106提供给核心电路110的功率。换言之，当控制器102设定第一固定功率给电源控制电路104时，电源控制电路104就会限制充电器106提供上限为第一固定功率的电源给核心电路110及/或电池112。相同地，当控制器102设定第二固定功率给电源控制电路104时，电源控制电路104就会限制充电器106提供上限为第二固定功率的电源给核心电路110及/或电池112。

在本发明所述的某些实施例中，第一预定百分比为介于95％至100％的任一值，例如95％、95.5％、96.5％、97％或98％，但不限定于此。值得注意的是，当第一预定百分比由96％往上增加时，第一系数C1须相对应地减少，以避免充电器106持续输入大于其最大额定输出功率的输出，而未启动充电器升压(charger boost)的功能，让电池112与充电器106同时对核心电路110进行供电。在某些实施例中，第一启动功率最大可设至充电器106的最大额定输出功率的110％，但不限定于此。

电池112为将预先储存起来的能量转化为可供外用电能的装置，且可以对核心电路110进行供电。核心电路110可为包含中央处理器、随机存取存储器、显示器、音频单元、外部端口、键盘以及各种不同的元件的组合。也就是说，核心电路110可具有一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)及/或一图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)的功能。中央处理器提供执行操作系统(Operating System，OS)、程序、使用者图形界面、软件、模块、应用程序和电子装置100的功能所需的处理能力。中央处理器可包括单一处理器，或者中央处理器可包括多个处理器。举例而言，中央处理器可包括一般用途微处理器、特殊用途处理器的组合及/或相关芯片组。一般用途微处理器和特殊用途处理器的组合的例子为指令集处理器(instruction-set processor)、图形处理器、视频处理器、音频处理器及/或特殊用途微处理器。

开关114耦接于DC/DC转换器108、核心电路110、电源控制电路104及开关116之间。开关116耦接于核心电路110、开关114、电源控制电路104及电池112之间。控制器102可根据不同的状况(例如：电子装置100是否连接至充电器106、电子装置100是否有处于操作模式、电池112的电量是否到达一上限值、充电器升压(charger boost)功能是否启动，诸如此类的状况或其组合的状况)控制开关114与开关116的开启与关闭。

在本发明所述的一实施例中，当电子装置100连接至充电器106且充电器升压(charger boost)功能没有启动时，控制器102通过电源控制电路104开启开关114、开关116，使得充电器106对电池112进行充电，同时也对核心电路110进行供电。在本发明所述的另一实施例中，当电子装置100连接至充电器106且充电器升压(charger boost)功能启动时，控制器102通过电源控制电路104开启开关114、开关116，使得充电器106及电池112同时对核心电路110进行供电。在本发明所述的另一实施例中，当电子装置100没有处于操作模式(operation mode)时，控制器102通过电源控制电路104关闭开关114且开启开关116，使得充电器106仅对电池112进行充电。在本发明所述的另一实施例中，当电子装置100连接至充电器106、充电器升压(charger boost)功能没有启动且电池112的电量到达一上限值时，控制器102通过电源控制电路104开启开关114且关闭开关116，使得仅充电器106对核心电路110进行供电。

图2为本发明实施例中的一电子装置100的操作方法的流程图。首先，在步骤S10中，电源控制电路104根据一第一固定功率、一第一取消功率及一第一启动功率进行电源管理且控制器102每隔一时间(例如：5ms，诸如此类的时间，但本发明不以此为限)检测一次电子装置100的负载功率。举例而言，第一固定功率为180W*96％(即172.8W)，第一启动功率180W*96％*1.0625为183.6W(约为180W*102％)并且大于充电器106的最大额定输出功率(即180W*100％)，而第一取消功率180W*96％*0.9375为162W(约为180W*90％)。第一固定功率为电源控制电路104限制充电器106提供给核心电路110的功率(即172.8W)。换言之，此时充电器106提供给核心电路110的功率上限为172.8W。

接着，在步骤S20中，判断所检测到的负载功率连续n次(n为大于3的正整数)是否皆介于充电器106的最大额定输出功率与第一启动功率之间或判断所检测到的负载功率是否大于第一启动功率。当所检测到的负载功率连续n次(n为大于3的正整数)并非皆介于充电器106的最大额定输出功率与第一启动功率之间或判断所检测到的负载功率没有大于第一启动功率，回至步骤S10。当所检测到的负载功率连续n次(n为大于3的正整数)皆介于充电器106的最大额定输出功率与第一启动功率之间或所检测到的负载功率大于第一启动功率时，进入步骤S30。举例而言，当所检测到的负载功率连续3次(也可大于3次)皆介于充电器106的最大额定输出功率(180W)与第一启动功率(183.6W)之间时或当所检测到的负载功率连续3次(也可大于3次)皆大于第一启动功率(183.6W)时，进行步骤S30。当所检测到的负载功率非连续3次非皆介于充电器106的最大额定输出功率(180W)与第一启动功率(183.6W)之间时或当所检测到的负载功率连续3次小于第一启动功率(183.6W)时，回至步骤S10。

在步骤S30中，控制器102将电源控制电路104的第一固定功率(180W*96％(即172.8W))改变至小于第一固定功率的一第二固定功率(180W*90％(即162W))。换言之，电源控制电路104将根据第二固定功率、第二启动功率180W*90％*1.0625为172.125W(约为180W*95.625％)与第二取消功率180W*90％*0.9375为151.875W(约为180W*84.375％)进行电源管理。此时，电源控制电路104将充电器106提供给核心电路110限制在第二功率(162W)之下。换言之，此时充电器106提供给核心电路110的功率上限为162W。在本发明所述的某些实施例中，控制器102也会发出中断信号至核心电路110中的中央处理器，致使其进行降频或关闭至少一应用程序，以减少核心电路110的所需功率。接着，进入步骤S40。在步骤S40中，判断所检测到的负载功率是否小于一第二取消功率(例如：180W*95.625％(约为172.125W))。当所检测到的负载功率没有小于第二取消功率，回至步骤S30。当所检测到的负载功率小于第二取消功率，控制器102将电源控制电路104的第二固定功率改变至第一固定功率，且电池112取消对核心电路110进行供电(即步骤S50)。接着，回至步骤S10。

因此，本发明所提供的电子装置在当上述电子装置的总负载功率高于某一启动功率时，可动态调整上述电子装置中的一电源控制电路的一固定功率进而相对地改变电池提供给电子装置的电力(或功率)的比例。然而，为避免特定功率提升到大于充电器的额定输出功率，输出电力会有安全性上的问题，所以本发明增加一个功率限制的设计，确保电子装置在负载电力持续超过充电器的额定输出功率时但尚未到特定功率时的安全性。在充电器的升压功能启动后，充电器提供给电子装置的电力也相对提升到设计上的极限值，同时电池对系统所供应的电力也相对下降到最小值。如此一来，当电子装置连接着充电器且开启高电量消耗的应用程序时(例如：进行高电量消耗的游戏)，电池的电量便不会有快速下滑的情况发生，因而减少造成使用者体验不佳的问题。

本发明可至少部分实施于有形的机器可读取存储媒体(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、数字影音光盘、蓝光光盘、硬盘驱动器(hard diskdrives)、闪存或其他有形的机器可读取存储媒体)的电脑程序代码，其中，当上述电脑程序代码已载入并执行于电脑，该电脑成为实行本发明的一设备。本发明可至少实施于部分形式的电脑程序代码，不论是载入和/或执行于电脑，当上述电脑程序代码已载入并执行于电脑，该电脑成为执行本发明的一设备。当实施于一般目的的处理器，电脑程序代码区分配置该处理器以创造一特定逻辑电路。本发明可至少部分实施于专用集成电路组成的数字信号处理器替代地完成本发明。

可以理解的是，在权利要求书中所叙述的元件与特征可以不同的方式作结合以产生新的权利要求，并且同样落在本发明的范围内。因此，有鉴于从属权利要求只引用在先的一单一独立权利要求或一或多个从属权利要求，可以被理解的是，这些从属权利要求可以选择地引用任何其前面的权利要求，并且此新的结合可以被理解而形成本发明的说明书的一部分。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (10)

1.一种电子装置，包括：

一核心电路；

一电池；

一电源控制电路；以及

一控制器，用以每隔一时间检测一次上述电子装置的负载功率，当所检测到的负载功率高于上述电源控制电路的一第一启动功率时，由上述电池及一充电器同时对上述核心电路进行供电，其中上述第一启动功率大于且正比于一第一固定功率，上述第一固定功率为上述电源控制电路限制上述充电器提供给上述核心电路的一功率，其中当上述所检测到的负载功率连续n次皆介于上述充电器的最大额定输出功率与上述第一启动功率之间或上述所检测到的负载功率大于上述第一启动功率时，上述控制器将上述电源控制电路的上述第一固定功率改变至一第二固定功率，其中n为大于3的正整数，且上述第一固定功率大于上述第二固定功率。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，上述第一启动功率为上述第一固定功率乘以大于1的一第一系数所得。

3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，上述第二固定功率为上述电源控制电路限制上述充电器提供给上述核心电路的一第二功率，且一第二启动功率为上述第二固定功率乘以上述第一系数所得。

4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，当上述所检测到的负载功率高于上述电源控制电路的上述第二启动功率时，上述控制器控制上述电池及上述充电器以对上述核心电路进行供电。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，上述第一启动功率大于上述充电器的上述最大额定输出功率。

6.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，当上述所检测到的负载功率不高于上述电源控制电路的上述第二启动功率时，上述控制器控制上述充电器以对上述核心电路进行供电。

7.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，上述电子装置还包括一DC/DC转换器，上述控制器用以通过上述电源控制电路控制上述DC/DC转换器将来自上述充电器的直流电转换成所需的直流电，且上述DC/DC转换器将转换后上述所需的直流电传送至上述核心电路以进行供电。

8.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，上述电子装置还包括一开关，其中当所检测到的负载功率高于上述电源控制电路的上述第一启动功率时，上述控制器通过上述电源控制电路以开启上述开关，以便上述充电器及上述电池同时对上述核心电路进行供电。

9.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，当上述所检测到的负载功率小于一第二取消功率时，上述控制器将上述电源控制电路的上述第二固定功率改变至上述第一固定功率且上述电池取消对上述核心电路进行供电，其中上述第二取消功率为上述第二固定功率乘以小于1的一第二系数所得，且上述第二固定功率大于上述第二取消功率。

10.一种电子装置的操作方法，包括：

每隔一时间检测一次上述电子装置的负载功率；

当所检测到的负载功率高于上述电子装置中的一电源控制电路的一第一启动功率时，由一充电器及上述电子装置中的一电池同时对上述电子装置中的一核心电路进行供电，其中上述第一启动功率大于上述充电器的最大额定输出功率，且上述充电器的最大额定输出功率大于一第一固定功率；以及

当上述所检测到的负载功率连续n次皆介于上述充电器的最大额定输出功率与上述第一启动功率之间或上述所检测到的负载功率大于上述第一启动功率时，将上述电源控制电路的上述第一固定功率改变至一第二固定功率，其中n为大于3的正整数，且上述第二固定功率小于上述第一固定功率，且上述第一固定功率与上述第二固定功率为上述电源控制电路限制上述充电器提供给上述核心电路的功率。

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