TW201347357A - 電子裝置的電源供應系統及其電源供應方法 - Google Patents

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Abstract

一種電源供應系統及其電源供應方法。直接對市電電壓進行偵測，以在市電電壓供電異常時，即時地使電子裝置進入節能模式以降低電源消耗，而後透過電池直接提供直流電壓。

Description

電子裝置的電源供應系統及其電源供應方法
本發明是有關於一種電子裝置的電源供應系統及其電源供應方法，且特別是有關於一種可避免電壓不穩定而導致電子裝置當機的電子裝置的電源供應系統及其電源供應方法。
個人電腦內各元件所需的電源皆需來自於電源供應器，而電源供應器的功能在於將交流的市電電壓轉換為電腦系統所需的直流低電壓，但當市電電壓不穩定或停電時，電源供應器便無法工作，導致系統當機，甚至重要資料遺失，造成使用者的損失與不便。
為解決上述問題，傳統的做法是在電源供應器的輸入端與市電電壓之間連接一個不斷電系統，當市電電壓供電正常時，市電電壓會對不斷電系統內的電池充電，當市電電壓供電壓出現異常時，不斷電系統內的電池會經由一直流/交流轉換電路提供一交流電壓至電源供應器，讓電源供應器仍能依據此交流電壓提供給系統端電壓，讓使用者能夠有足夠的時間去結束正在進行的工作。
傳統的做法雖可解決電源供應器因市電電壓不穩定或停電而無法工作的問題，但利用不斷電系統產生交流電壓的方式，還必須要考慮到不斷電系統所產生的交流電壓與市電電壓間的同步問題。若在不斷電系統所產生的交流電壓與市電電壓非同步的狀態下，自市電電壓供電轉為由不斷電系統供電，將會造成相位急遽的變化，導致系統端電壓不穩定，進而造成系統端當機。
本發明提供一種電子裝置的電源供應系統及其電源供應方法，可在市電電壓不穩定或停止供應時，供應直流電壓至電子裝置，而不會有電壓不穩定導致電子裝置當機的情形，如此使用者便能夠結束正在進行的工作，進而避免遺失重要的資料。
本發明提出一種電子裝置的電源供應系統，包括一市電偵測單元、一交流/直流轉換單元、一控制單元以及一電池。其中市電偵測單元直接偵測一市電電壓，以產生一偵測訊號。交流/直流轉換單元將市電電壓轉換為一直流電壓，並將直流電壓供應至電子裝置。控制單元耦接市電偵測單元，當市電偵測單元偵測到市電電壓供電異常時，依據偵測訊號控制電子裝置進入一節能模式。電池耦接交流/直流轉換單元與電子裝置，於電子裝置進入節能模式後，提供電子裝置處於節能模式時所需之直流電壓。
本發明提出一種電子裝置的電源供應方法，包括下列步驟。將一市電電壓轉換為一直流電壓，並將直流電壓供應至電子裝置。直接偵測市電電壓是否有供電異常情形。當偵測到市電電壓供電異常時，控制電子裝置進入一節能模式。提供一電池供應電子裝置處於節能模式時所需之直流電壓。
基於上述，本發明藉由直接偵測市電電壓的供電情形，以在市電電壓供電異常時，即時地使電子裝置進入節能模式以降低電源消耗，而後透過電池直接提供直流電壓，因而不會有電壓相位急遽變化，導致電子裝置當機的情形，如此使用者便能夠結束正在進行的工作，進而避免遺失重要的資料。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1繪示為本發明一實施例之電子裝置的電源供應系統示意圖。請參照圖1，電子裝置112的電源供應系統包括一市電偵測單元102、一交流/直流轉換單元104、一控制單元106、一電池108以及一直流/直流轉換單元110。其中電子裝置112可例如一體成型電腦(All-in-One)，桌上型電腦或其他電子產品，電池108可例如為鉛酸電池、燃料電池、鎳氫電池或鋰離子電池。控制單元106耦接市電偵測單元102、直流/直流轉換單元110以及電子裝置112，直流/直流轉換單元110耦接交流/直流轉換單元104、電池108以及電子裝置112，此外，電池108更耦接至交流/直流轉換單元104。
市電偵測單元102用以直接偵測市電電壓AC，以產生一偵測訊號S1。交流/直流轉換單元104將市電電壓AC轉換為一直流電壓DC，並將直流電壓DC供應至電子裝置112。控制單元106則依據偵測訊號S1判斷市電電壓AC是否有供電異常的情形，若無供電異常的情形，則控制直流/直流轉換單元110將交流/直流轉換單元104所輸出的直流電壓DC轉換為驅動電子裝置112運作時所需的直流電壓。舉例來說，在本實施例中，電子裝置112包括一中央處理單元112A、一圖形處理單元112B、一輸入輸出控制單元112C以及一顯示控制單元112D，控制單元106可控制直流/直流轉換單元110將交流/直流轉換單元104所輸出的直流電壓DC轉換為對應中央處理單元112A、圖形處理單元112B、輸入輸出控制單元112C以及顯示控制單元112D運作時所需的直流電壓。在此同時，交流/直流轉換單元104所輸出的直流電壓DC亦對電池108進行充電。
相反地，若控制單元106判斷出市電電壓AC有供電異常的情形，則控制電子裝置112進入一節能模式。
舉例來說，圖2繪示為圖1實施例之部分訊號與元件的波形示意圖。請參照圖2，當市電電壓AC停止供電時(由高準位轉為低準位)，市電偵測單元102將偵測到供電異常而將其輸出的偵測訊號S1由低準位轉為高準位，以告知控制單元106供電異常的情形。控制單元106亦依據偵測訊號S1將其輸出的控制訊號SC轉為高準位，以在直流電壓DC降為低準位前執行降頻中央處理單元112A、將圖形處理單元112B轉換為內建圖形處理器模式(IGPU)、控制輸入輸出控制單元112C關閉周邊裝置電源以及控制顯示控制單元112D關閉顯示器電源等動作(如圖2所示，代表中央處理單元112A、圖形處理單元112B、輸入輸出控制單元112C以及顯示控制單元112D之運作狀態的波形皆由高準位轉為低準位)，亦即控制電子裝置112進入節能模式。
值得注意的是，由於交流/直流轉換單元104中具有電容元件，因此當市電電壓AC出現供電異常的情形，例如斷電時，直流電壓DC並不會馬上降為低準位，而在電容放電一段時間後才會降為低準位(如圖2所示)，上述使電子裝置112進入節能模式的動作為在直流電壓DC降為低準位前完成。
當電子裝置112進入節能模式後，控制單元106便可控制直流/直流轉換單元110將電池108所提供的直流電壓轉換為適於驅動電子裝置112的直流電壓(如圖2所示，代表電池108的波形由低準位轉為高準位，亦即開始將電池108做為直流電壓的供應來源)。值得注意的是，由於此時電子裝置112已進入節能模式，其功率消耗相較於電子裝置112處於正常模式時要小得多，因此電池108所提供的直流電壓亦可相對較小。換言之，電池108的體積可不需太大，便足以供應電子裝置112將重要資料儲存並進入休眠模式所需的電壓，如此可有助於縮減產品的體積。
另外，由於本實施例為直接偵測市電電壓AC的供電情形，因此可在市電電壓AC出現供電異常時，立即地使電子裝置112進入節能模式，如此電池108供應的直流電壓即足夠電子裝置112在節能模式下使用。而由於直流電壓為由電池108直接供應，其不需經過交流/直流轉換，因此不會如習知技術般有因電壓相位急遽變化，導致供應至電子裝置112的電壓不穩定，而造成當機的問題，如此使用者便能夠結束正在進行的工作，進而避免遺失重要的資料。
詳細來說，市電偵測單元102的實施方式可如圖3所示。圖3繪示為本發明一實施例之市電偵測單元102的電路圖。請參照圖3，市電偵測單元102包括電阻R1、R2以及光耦合器302。其中電阻R1具有一第一端及一第二端，電阻R1的第一端耦接市電電壓AC的兩輸入端L、N中的輸入端L，第二端則耦接至光耦合器302輸入側的第一端T1A，而光耦合器302輸入側的第二端T2A則耦接至接地。另外，電阻R2亦具有一第一端及一第二端，電阻R2的第一端耦接VC一操作電壓，電阻R2的第二端則耦接光耦合器302輸出側的第一端T1B，而光耦合器302輸出側的第二端T2B則耦接至接地。其中，偵測訊號S1自光耦合器302輸出側的第二端T2B輸出。
當市電電壓AC供電正常時，將使得光耦合器302中的發光二極體導通而發光，而光耦合器302中的電晶體亦隨之導通，因此光耦合器302輸出側的第二端T2B上的電壓將被拉低，亦即偵測訊號S1將呈現低準位的狀態(如圖2所示)。而當市電電壓AC供電異常，例如斷電時，將使得光耦合器302中的發光二極體關閉，而光耦合器302中的電晶體亦隨之關閉，因此光耦合器302輸出側的第二端T2B上的電壓將受到操作電壓VC的影響而被拉高，亦即偵測訊號S1將呈現高準位的狀態(如圖2所示)。其中操作電壓VC可例如由電池108提供。
圖4繪示為本發明一實施例之電子裝置的電源供應方法的流程示意圖。請參照圖3，歸納上述電子裝置的電源供應方法可包括下列步驟。首先，將一市電電壓轉換為一直流電壓，並將直流電壓供應至電子裝置(步驟S402)。接著，直接偵測市電電壓是否有供電異常情形(步驟S404)。若未偵測到市電電壓供電異常，則以轉換市電電壓得到的直流電壓對電池充電(步驟S406)。相反地，若偵測到市電電壓供電異常，則控制電子裝置進入一節能模式(步驟S408)。其中，使電子裝置進入節能模式的方式可例如為降頻中央處理單元、將圖形處理單元轉換為內建圖形處理器模式(IGPU)、關閉周邊裝置電源以及關閉顯示器電源等等。最後，當電子裝置進入節能模式後，提供一電池供應電子裝置處於節能模式時所需之直流電壓(步驟S410)。
綜上所述，本發明藉由直接偵測市電電壓的供電情形，以在市電電壓供電異常時，即時地使電子裝置進入節能模式以降低電源消耗，而後透過電池直接提供直流電壓，因而不會有電壓相位急遽變化，導致電子裝置當機的情形，如此使用者便能夠結束正在進行的工作，進而避免遺失重要的資料。且由於電子裝置已進入節能模式，其功率消耗相較於電子裝置處於正常模式時要小得多，因此電池所提供的直流電壓亦可相對較小，亦即電池可不需太大即足以供應電子裝置將重要資料儲存並進入休眠模式所需的電壓，如此便可有效減小電子產品的體積。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
102．．．市電偵測單元
104．．．交流/直流轉換單元
106．．．控制單元
108．．．電池
110．．．直流/直流轉換單元
112．．．電子裝置
112A．．．中央處理單元
112B．．．圖形處理單元
112C．．．輸入輸出控制單元
112D．．．顯示控制單元
302．．．光耦合器
S1．．．偵測訊號
AC．．．市電電壓
DC．．．直流電壓
SC．．．控制訊號
R1、R2．．．電阻
L、N．．．輸入端
T1A、T2A．．．光耦合器輸入側的端點
T1B、T2B．．．光耦合器輸出側的端點
VC．．．操作電壓
S402~S410．．．電子裝置的電源供應方法步驟
圖1繪示為本發明一實施例之電子裝置的電源供應系統示意圖。
圖2繪示為圖1實施例之部分訊號與元件的波形示意圖。
圖3繪示為本發明一實施例之市電偵測單元的電路圖。
圖4繪示為本發明一實施例之電子裝置的電源供應方法的流程示意圖。
102．．．市電偵測單元
104．．．交流/直流轉換單元
106．．．控制單元
108．．．電池
110．．．直流/直流轉換單元
112．．．電子裝置
112A．．．中央處理單元
112B．．．圖形處理單元
112C．．．輸入輸出控制單元
112D．．．顯示控制單元
S1．．．偵測訊號
AC．．．市電電壓
DC．．．直流電壓
SC．．．控制訊號

Claims (10)

  1. 一種電子裝置的電源供應系統，包括：一市電偵測單元，偵測一市電電壓，以產生一偵測訊號；一交流/直流轉換單元，將該市電電壓轉換為一直流電壓，並將該直流電壓供應至該電子裝置；一控制單元，耦接該市電偵測單元，當該市電偵測單元偵測到該市電電壓供電異常時，依據該偵測訊號控制該電子裝置進入一節能模式；以及一電池，耦接該交流/直流轉換單元與該電子裝置，於該電子裝置進入該節能模式後，提供該電子裝置處於該節能模式時所需之直流電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置的電源供應系統，其中該交流/直流轉換單元於該電子裝置處於正常模式時對該電池進行充電。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置的電源供應系統，其中該電子裝置包括一中央處理單元、一圖形處理單元、一輸入輸出控制單元以及一顯示控制單元，該電源供應系統更包括：一直流/直流轉換單元，耦接該控制單元、該中央處理單元、該圖形處理單元、該輸入輸出控制單元、該顯示控制單元、該交流/直流轉換單元以及該電池，受控於該控制單元而將該直流電壓轉換為對應該中央處理單元、該圖形處理單元、該輸入輸出控制單元以及該顯示控制單元運作時所需之電壓。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電子裝置的電源供應系統，其中該控制單元更依據該偵測訊號降頻該中央處理單元、將該圖形處理單元轉換為內建圖形處理器模式、控制該輸入輸出控制單元關閉周邊裝置電源以及控制該顯示控制單元關閉顯示器電源，以使該電子裝置進入該節能模式。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置的電源供應系統，其中該市電偵測單元包括：一第一電阻，具有一第一端及一第二端，其中第一端耦接市電電壓之一輸入端；一第二電阻，具有一第一端及一第二端，其中第一端耦接一操作電壓；以及一光耦合器，具有一輸入側及一輸出側，其中該輸入側之第一端耦接該第一電阻之第二端，該輸入側與該輸出側之第二端耦接至一接地，而該輸出側之第一端耦接至該第二電阻之第二端以及該控制單元。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置的電源供應系統，其中該電池為鉛酸電池、燃料電池、鎳氫電池或鋰離子電池。
  7. 一種電子裝置的電源供應方法，包括：將一市電電壓轉換為一直流電壓，並將該直流電壓供應至該電子裝置；偵測該市電電壓是否有供電異常情形；當偵測到該市電電壓供電異常時，控制該電子裝置進入一節能模式；以及提供一電池供應該電子裝置處於該節能模式時所需之直流電壓。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置的電源供應方法，其中當未偵測到該市電電壓供電異常時，以轉換該市電電壓得到的該直流電壓對該電池充電。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置的電源供應方法，其中該電子裝置的電源供應系統，更包括一中央處理單元、一圖形處理單元、一輸入輸出控制單元以及一顯示控制單元，使該電子裝置進入該節能模式的步驟包括：降頻該中央處理單元、將該圖形處理單元轉換為內建圖形處理器模式、控制該輸入輸出控制單元關閉周邊裝置電源以及控制該顯示控制單元關閉顯示器電源。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置的電源供應方法，其中該電池為鉛酸電池、燃料電池、鎳氫電池或鋰離子電池。
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