TW201440371A - 用於一電子裝置之充電電路及其相關充電方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於一電子裝置之充電電路。該充電電路包含有一電池組，用來提供一電池電壓；一轉接器，耦接至一外部電源，用來提供一輸入電壓；以及一充電模組，耦接至該轉接器，用來對該電池組進行充電。該充電模組包含有一降壓式充電單元，用來根據一比較結果對該電池組進行降壓式充電；以及一升壓式充電單元，用來根據該比較結果對該電池組進行升壓式充電。

Description

用於一電子裝置之充電電路及其相關充電方法

本發明係指一種用於一電子裝置之充電電路及其相關充電方法，尤指一種可執行不充電方式之充電電路及其相關充電方法。

隨著全球經濟的快速發展，人們生活水平的不斷提高，隨身攜帶式的電子產品也越來越多，如：筆記型電腦、平板電腦、手機、數碼相機、可攜式DVD播放器、個人數位助理(PDA)、MP3播放器、全球定位裝置(GPS)等等。但這些設備的電池都會因為長時間的使用，而需要進行充電。

現今隨身攜帶式的電子產品之轉接器的選擇，除工業設計上的考量外，亦需考量充電線路設計來決定；但目前隨身攜帶式的電子產品的充電線路卻大多僅有降壓方式，一旦因工業設計或是其他考量因素，致使轉接器的選擇受限，無法符合降壓的設計方式時，便需多增加升壓線路來滿足充電線路的需求。例如：由於廠商為了減少輸入輸出埠，僅留下通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)埠，然而通用序列匯流排埠僅能提供5伏特的電壓。如此一來，當攜帶式的電子產品的電池高於5伏特時，可能導致無法對電池充電，而勢必需要增加額外的升壓電路，增加成本以及電路複雜度。

此外，為了滿足可攜式產品的多種運用，而衍伸出同時支援不同的轉接器的形式及來源，如此無非增加線路，減少印刷電路板空間，亦增加設計上的成本，進而增加設計的困難度。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種充電電路，用於根據一 輸入電壓與一電池電壓之一比較結果執行不同的充電方式。

本發明揭露一種用於一電子裝置之充電電路，包含有一電池組、一轉接器以及一充電模組。該電池組，用來提供一電池電壓。該轉接器，耦接至一外部電源，用來提供一輸入電壓。該充電模組，耦接至該轉接器，用來對該電池組進行充電，其包含有一降壓式充電單元以及一升壓式充電單元。該降壓式充電單元，用來根據一比較結果對該電池組進行降壓式充電。該升壓式充電單元，用來根據該比較結果對該電池組進行升壓式充電。

本發明另揭露一種用於一電子裝置之充電方法。該電子裝置包含有一電池組。該充電方法包含有比較一輸入電壓以及該電池組之一電池電壓，並產生一比較結果以及根據該比較結果，對該電池組執行不同的充電方式。

10、20‧‧‧充電電路

100、200‧‧‧電池組

120、220‧‧‧轉接器

140、240‧‧‧充電模組

141‧‧‧比較器

142‧‧‧反向器

143‧‧‧降壓式充電單元

144‧‧‧升壓式充電單元

260‧‧‧控制器

SW1、SW2、SW3‧‧‧開關

SW4、SW5、SW6‧‧‧開關

R1、R2、R3、R4‧‧‧感測電阻

MOS1、MOS2、MOS3、MOS4‧‧‧金屬氧化物半導體場效電晶體

第1圖為本發明實施例一充電電路之示意圖。

第2圖為本發明實施例另一充電電路之示意圖。

第3圖為本發明實施例一流程之示意圖。

第4圖為本發明實施例一流程之示意圖。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一充電電路10之示意圖。充電電路10可用於一具有充電功能之可攜式電子裝置，例如：筆記型電腦、平板電腦、手機、數碼相機、可攜式DVD播放器、個人數位助理(PDA)、MP3播放器、全球定位裝置(GPS)等等。充電電路10包含有一電池組100、一轉接器120、一充電模組140、複數個開關SW1、SW2以及SW3、複數個感應電阻R1、R2以及複數個金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)MOS1以及MOS2。電池組100，用來提供一電池電壓VBT。較佳地，電池組100包含至 少一個電池(即，電池組100可為多個電池串聯)。轉接器120，耦接至一外部電源(未視於第1圖中)，用來提供一輸入電壓VAD。充電模組140耦接至轉接器120，用來對電池組100進行充電，其包含一比較器141、一反向器142、一降壓式充電單元143以及一升壓式充電單元144。比較器141，耦接於開關SW1及SW2以及電池組100，用來比較輸入電壓VAD以及電池電壓VBT，並產生一比較結果D1。降壓式充電單元143，用來根據比較結果D1對電池組100進行降壓式充電。升壓式充電單元144，用來根據比較結果D1對電池組100進行升壓式充電。開關SW1、SW2耦接於轉接器120，用來導通或切斷與轉接器120與充電模組140之耦接。開關SW3耦接於電池組100，用來導通或切斷與電池組100之耦接。感應電阻R1耦接於開關SW1以及SW2之間，用來偵測來自轉接器120之一電流I1。感應電阻R2耦接於電池組100，用來於電池組100進行充電時，偵測進入電池組100之一電流I2。金屬氧化物半導體場效電晶體MOS1以及MOS2耦接於降壓式充電單元143以及升壓式充電單元144，用來驅動降壓式充電單元143以及升壓式充電單元144。

當轉接器120連接到外部電源時，比較器141比較輸入電壓VAD以及電池電壓VBT，並產生比較結果D1。當比較結果D1指示輸入電壓VAD大於電池電壓VBT時，降壓式充電單元143對電池組100進行降壓式充電。當比較結果D1指示輸入電壓VAD小於電池電壓VBT時，升壓式充電單元143對電池組100進行升壓式充電。也就是說，本發明實施例之充電電路10可根據輸入電壓VAD大於或小於電池電壓VBT，而對電池進行不同的充電方式(升壓或降壓)。因此，即使在輸入電壓VAD小於電池電壓VBT的情況下，充電電路10依然可對電池組100進行升壓式充電，而不限定輸入電壓VAD必須大於電池電壓VBT才能對電池組100充電。

舉例來說，轉接器120為一通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)埠，其可提供5伏特的電壓，電池組100為兩個串聯電池所組成，其可提供8.4伏特電壓。根據本發明實施例，當比較器141判斷通用序列匯流 排埠所提供的電壓(5伏特)小於串聯電池組(8.4伏特)時，充電模組140利用升壓式充電單元144對串聯電池進行升壓式充電。因此根據本發明實施例，具有充電功能之可攜式電子裝置不需要多個不同的轉接器規格以因應不同的外部電源，亦不需要額外的升壓電路就可對電池充電，大大減少成本以及電路複雜度。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例另一充電電路20之示意圖。充電電路20可用於一具有充電功能之可攜式電子裝置，例如：筆記型電腦、平板電腦、手機、數碼相機、可攜式DVD播放器、個人數位助理(PDA)、MP3播放器、全球定位裝置(GPS)等等。充電電路20包含有一電池組200、一轉接器220、一充電模組240、一控制器260、複數個開關SW4、SW5以及SW6、複數個感應電阻R3、R4以及複數個金屬氧化物半導體場效電晶體MOS3以及MOS4。電池組200、轉接器220、複數個開關SW4、SW5以及SW6、感應電阻R3、R4以及金屬氧化物半導體場效電晶體MOS3以及MOS4之功能及用途相同於電池組100、轉接器120、複數個開關SW1、SW2以及SW3、感應電阻R1、R2以及金屬氧化物半導體場效電晶體MOS1以及MOS2，因此詳細操作方式可參考前述，於此不再贅述。不同於充電電路10，充電電路20包含控制器260。控制器260，耦接於轉接器220以及電池組200，用來比較輸入電壓VAD以及電池電壓VBT，並產生比較結果D2。另外，充電模組240包含一降壓式充電單元243以及一升壓式充電單元244。降壓式充電單元243以及升壓式充電單元244之功能及用途相同於降壓式充電單元143以及升壓式充電單元144，因此詳細操作方式可參考前述，於此不再贅述。

開始時，控制器260可透過系統管理匯流排(SM bus)或內部整合電路(Inter-Integrated Circuit，I2C)讀取電池資訊，例如：電壓、充電電流等等。當轉接器220連接到外部電源時，控制器260比較輸入電壓VAD以及電池電壓VBT，並產生比較結果D2。當比較結果D2指示輸入電壓VAD大於電池電壓VBT時，控制器260透過系統管理匯流排或內部整合電路下命令 給充電模組240，使得降壓式充電單元243對電池組100進行降壓式充電。當比較結果D2指示輸入電壓VAD小於電池電壓VBT時，控制器260透過系統管理匯流排或內部整合電路下命令給充電模組240，使得升壓式充電單元243對電池組100進行升壓式充電。也就是說，控制器260取代比較器141，執行比較輸入電壓VAD及電池電壓VBT的動作。因此，本發明實施例之充電電路20可根據輸入電壓VAD大於或小於電池電壓VBT，而對電池進行不同的充電方式(升壓或降壓)。即使，在輸入電壓VAD小於電池電壓VBT的情況下，充電電路20依然可對電池組200進行升壓式充電，而不限定輸入電壓VAD必須大於電池電壓VBT才能對電池組200充電。如此一來，具有充電功能之可攜式電子裝置不需要多個不同的轉接器規格以因應不同的外部電源，亦不需要額外的升壓電路就可對電池充電。

另一方面，關於上述充電電路10以及充電電路20之操作方式，可分別歸納為一流程30以及一流程40。請參考第3圖，第3圖為流程30之示意圖，流程30包含下列步驟：步驟300：開始。

步驟302：比較輸入電壓VAD是否大於電池電壓VBT？若是，執行步驟304；若否，執行步驟306。

步驟304：對電池組100進行降壓式充電。

步驟306：對電池組100進行升壓式充電。

流程30係為充電電路10之操作方式，詳細說明如前所述，在此不贅述。因此，透過流程30充電電路10可根據輸入電壓VAD大於或小於電池電壓VBT，而對電池進行升壓或降壓的充電方式。

請參考第4圖，第4圖為流程40之示意圖，流程40包含下列步驟：步驟400：開始。

步驟402：讀取電池組100之電池資訊。

步驟404：比較輸入電壓VAD是否大於電池電壓VBT？若是，執行步驟406；若否，執行步驟408。

步驟406：對電池組100進行降壓式充電。

步驟408：對電池組100進行升壓式充電。

流程40係為充電電路20之操作方式，詳細說明如前所述，在此不贅述。因此，透過流程40充電電路20可根據輸入電壓VAD大於或小於電池電壓VBT，而對電池進行升壓或降壓的充電方式。

綜上所述，當轉接器的輸入電壓大於電池電壓時，降壓式充電單元對電池組進行降壓式充電。當轉接器的輸入電壓小於電池電壓時，升壓式充電單元對電池組進行升壓式充電。因此，在輸入電壓小於電池電壓的情況下，充電電路依然可對電池組進行升壓式充電，而不限定輸入電壓必須大於電池電壓才能對電池組充電。如此一來，具有充電功能之可攜式電子裝置不需要多個不同的轉接器規格以因應不同的外部電源，亦不需要額外的升壓電路就可對電池充電，大大減少成本以及電路複雜度。

10‧‧‧充電電路

100‧‧‧電池組

120‧‧‧轉接器

140‧‧‧充電模組

141‧‧‧比較器

142‧‧‧反向器

143‧‧‧降壓式充電單元

144‧‧‧升壓式充電單元

SW1、SW2、SW3‧‧‧開關

R1、R2‧‧‧感測電阻

MOS1、MOS2‧‧‧金屬氧化物半導體場效電晶體

Claims (15)

1. 一種用於一電子裝置之充電電路，包含有：一電池組，用來提供一電池電壓；一轉接器，耦接至一外部電源，用來提供一輸入電壓；以及一充電模組，耦接至該轉接器，用來對該電池組進行充電，該充電模組包含有：一降壓式充電單元，用來根據一比較結果對該電池組進行降壓式充電；以及一升壓式充電單元，用來根據該比較結果對該電池組進行升壓式充電。
2. 如請求項1所述之充電電路，其中該充電模組另包含一比較器，耦接於該轉接器以及該電池組，用來比較該輸入電壓以及該電池電壓，並產生該比較結果。
3. 如請求項2所述之充電電路，其中該比較結果指示該輸入電壓大於該電池電壓時，該降壓式充電單元對該電池組進行降壓式充電。
4. 如請求項2所述之充電電路，其中該比較結果指示該輸入電壓小於該電池電壓時，該升壓式充電單元對該電池組進行升壓式充電。
5. 如請求項1所述之充電電路，其中該電子裝置另包含一控制器，耦接於該轉接器以及該電池組，用來比較該輸入電壓以及該電池電壓，並產生該比較結果。
6. 如請求項5所述之充電電路，其中該比較結果指示該輸入電壓大於該電池電壓時，該降壓式充電單元對該電池組進行降壓式充電。
7. 如請求項5所述之充電電路，其中該比較結果指示該輸入電壓小於該電池電壓時，該升壓式充電單元對該電池組進行升壓式充電。
8. 如請求項1所述之充電電路，另包含有： 一第一開關，耦接於該轉接器，用來導通或切斷與該轉接器與該充電模組之耦接；一第二開關，耦接於該第一開關，用來導通或切斷與該轉接器與該充電模組之耦接；以及一第三開關，耦接於該電池組，用來導通或切斷與該電池組之耦接。
9. 如請求項8所述之充電電路，另包含有：一第一感測電阻，耦接於該第二開關，用來偵測來自該轉接器之一第一電流；以及一第二感測電阻，耦接於該電池組，用來於該電池組進行充電時偵測進入該電池組之一第二電流。
10. 如請求項1所述之充電電路，其中該電子裝置為具有一充電功能之可攜式電子裝置。
11. 一種用於一電子裝置之充電方法，該電子裝置包含有一電池組，該充電方法包含有：比較一輸入電壓以及該電池組之一電池電壓，並產生一比較結果；以及根據該比較結果，對該電池組執行不同的充電方式。
12. 如請求項11所述之充電方法，另包含讀取該電池組之一電池資訊，其中該電池組之該電池資訊包含有該電池組之該電池電壓以及該電池組之一充電電流。
13. 如請求項11所述之充電方法，其中根據該比較結果執行不同的充電方式之步驟包含該比較結果指示該輸入電壓大於該電池電壓時，對該電池組執行降壓式充電。
14. 如請求項11所述之充電方法，其中根據該比較結果執行不同的充電方式之步驟包含該比較結果指示該輸入電壓小於該電池電壓時，對該電池組執行升壓式充電。
15. 如請求項11所述之充電方法，其中該電子裝置為具有一充電功能之可攜 式電子裝置。