TW201440376A - 電子裝置中的電路、電子裝置及供電方法 - Google Patents

電子裝置中的電路、電子裝置及供電方法 Download PDF

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Abstract

一種電子裝置中的電路、電子裝置及供電方法。電子裝置中的電路，透過第一對開關與電池耦接，包括：邏輯單元，接收脈寬調變信號和第一控制信號，並根據脈寬調變信號和第一控制信號產生第二控制信號；以及濾波器，耦接邏輯單元，在第二控制信號的控制下將脈寬調變信號轉換為第一電壓，當第一電壓等於電池的初始電壓且脈寬調變信號的責任週期為特定值時，第一對開關在脈寬調變信號的控制下控制提供給電池的一電能，且第一控制信號使得電路被除能。

Description

電子裝置中的電路、電子裝置及供電方法
本發明係有關電池領域，特別關於一種為電池供電的電子裝置中的電路、電子裝置及其為電池供電的方法。
圖1所示為對負載(例如，電池150)進行供電的現有電子裝置100的電路圖。電子裝置100可以是同步電壓模式的降壓充電器，用於為電池150充電。如圖1所示，降壓充電器100包括電能調節器110、電流源120、電容122、比較器124、先開後合(Break-Before-Make；BBM)驅動器126、頂端開關132和底端開關134(例如，N型金屬氧化物半導體場效應電晶體)、電感142、電阻144和電池150。
電能調節器110調節電池150的電能，且與電流源120的負極和電容122耦接於一公共節點。電容122由參考電壓VDD流經電流源120充電，並在公共節點處產生電壓VCCHG。比較器124將電壓VCCHG與斜坡電壓RAMP進行比較並產生脈寬調變(PWM)信號。先開後合驅動器126接收脈寬調變信號並產生驅動信號HDR和驅動信號LDR，進而在底端開關134斷開時接通頂端開關132，反之亦然。來自適配器(圖1未示出)的適配電壓VADP經由電感142和電阻144提供給電池150。
在操作過程中，當電子裝置100啟動時，參考電壓VDD為電容122充電。由於電容122容量的原因，電壓VCCHG緩慢增加。圖2所示為與電子裝置100相關的信號的波形圖。如圖2所示，t1時刻以前，電壓VCCHG緩慢增加且低於斜坡電壓RAMP，因此脈寬調變信號為低電位。在t1時刻，電壓VCCHG等於斜坡電壓RAMP，脈寬調變信號轉變為持續時間TON相對較短的高電位，也就是脈寬調變信號的責任週期相對較小。在t2時刻，電壓VCCHG達到高於斜坡電壓RAMP的穩定值，脈寬調變信號轉變為持續時間TON 相對較長的高電位，此時該持續時間是恆定的。
如圖1所示，在持續時間TON區間，頂端開關132接通而底端開關134斷開，適配器經由電感142和電阻144為電池150充電。同時，電感142儲存電能。在持續時間Toff區間，脈寬調變信號為低電位，底端開關134接通而頂端開關132斷開，電感142放電進而為電池150充電。如圖2所示，在t1時刻到t2時刻區間，脈寬調變信號為高電位的持續時間TON相對較短，而脈寬調變信號為低電位的持續時間Toff相對較長；這樣電感142的電流IL在t1時刻到t2時刻區間反向增加。因此，電池150成為電源為適配器充電，適配器的電壓增加至相對較高的值。如果電池150向適配器的充電時間持續很長而導致適配器的電壓增加到一個很高的值，這樣會很危險。
現有技術中有幾種方法解決這種反向充電問題。其中一種方法是當電感142的電流IL相對較低時，使得電子裝置100工作在非同步模式。然而，為電子裝置100設定從非同步模式轉換為同步模式的臨限值是很困難的。更重要的是，從非同步模式轉換成同步模式時，電子裝置100可能會振盪。另一種方法是使用零電流檢測器(Zero Current Detector，ZCD)在電感142的電流IL降至零時斷開底端開關134。然而，電感142的電流IL檢測困難，尤其是開關操作頻率很高時。
本發明的目的為提供一種電子裝置中的電路，透過一第一對開關與一電池耦接，其中，該電路包括：一邏輯單元，接收一脈寬調變信號和一第一控制信號，並根據該脈寬調變信號和該第一控制信號產生一第二控制信號；以及一濾波器，耦接該邏輯單元，在一第二控制信號的控制下將該脈寬調變信號轉換為一第一電壓，當該第一電壓等於該電池的一初始電壓且該脈寬調變信號的一責任週期為一特定值時，該第一對開關在該脈寬調變信號的控制下控制供給該電池的一電能，且該第一控制信號使得該電路被除能。
本發明還提供一種電子裝置，包括：一責任週期估算器，接收一脈寬調變信號和一第一控制信號，並將該脈寬調變信號轉換為一第一 電壓；以及一啟動電路，耦接該責任週期計算器，接收該脈寬調變信號和該第一電壓，並產生該第一控制信號，當該第一電壓等於該電池的一初始電壓且該脈寬調變信號的一責任週期為一特定值時，該啟動電路輸出該脈寬調變信號進而向一電池供電。
本發明還提供一種由電子裝置為電池供電的方法，包括：產生一脈寬調變信號；一責任週期估算器接收該脈寬調變信號和一第一控制信號；根據該第一控制信號和該脈寬調變信號產生一第二控制信號；該第二控制信號的控制下，該責任週期估算器將該脈寬調變信號轉換為一第一電壓；以及當該第一電壓等於該電池的一初始電壓時，在該第一控制信號的控制下除能該責任週期估算器並輸出該脈寬調變信號，進而向該電池供電。
100、300、400、600‧‧‧電子裝置
110、310‧‧‧電能調節器
120、320‧‧‧電流源
122、322‧‧‧電容
124、324‧‧‧比較器
126‧‧‧先開後合驅動器
132、332‧‧‧頂端開關
134、334‧‧‧底端開關
142、342‧‧‧電感
144、344‧‧‧電阻
150、350‧‧‧電池
311‧‧‧第一誤差放大器
312‧‧‧第二誤差放大器
313‧‧‧第三誤差放大器
326‧‧‧先開後合電路
330‧‧‧責任週期估算器
340‧‧‧啟動電路
362‧‧‧及閘
363‧‧‧反相器
364‧‧‧頂端開關
366‧‧‧底端開關
367‧‧‧電阻
368‧‧‧電容
369‧‧‧濾波器
371‧‧‧比較器
372‧‧‧正反器
373‧‧‧及閘
601‧‧‧第一分壓器
602‧‧‧第二分壓器
700‧‧‧流程圖
701~705‧‧‧步驟
以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述，以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中： 圖1所示為先前技術中對負載供電的電子裝置的電路圖； 圖2所示為圖1中的電子裝置相關的信號的波形圖； 圖3所示為根據本發明一實施例的電子裝置的電路圖； 圖4所示為根據本發明另一實施例的電子裝置的電路圖； 圖5所示為根據本發明一實施例的電子裝置相關的信號的波形圖； 圖6所示為根據本發明再一實施例的電子裝置的電路圖； 圖7所示為根據本發明一實施例的電子裝置為電池供電的方法的流程圖。
以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發明將結合實施例進行闡述，但應理解這並非意指將本發明限定於這些實施例。相反地，本發明意在涵蓋由後附申請專利範圍所界定的本發明精神和範圍內所定義的各種變化、修改和均等物。
此外，在以下對本發明的詳細描述中，為了提供針對本發明的完全的理解，提供了大量的具體細節。然而，於本技術領域中具有通常知識者將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。 在另外的一些實例中，對於大家熟知的方法、程序、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明之主旨。
圖3所示為根據本發明一實施例之電子裝置300的電路方塊圖。在一實施例中，電子裝置300為用於向負載(例如，電池350)提供電能的同步電壓模式的電子裝置。電子裝置300包括電能調節器310、電流源320、電容322、比較器324、先開後合(Break-Before-Make；BBM)電路326、頂端開關332、底端開關334、電感342、電阻344、責任週期估算器330和啟動電路340。
在一實施例中，電能調節器310與電流源320的負極和電容322耦接於公共節點。電容322由參考電壓VDD經由電流源320進行充電，並在公共節點處產生電壓VCCHG。比較器324將電壓VCCHG與斜坡電壓VRMP進行比較並產生脈寬調變(脈寬調變)信號。責任週期估算器330耦接至比較器324的輸出端和啟動電路340。責任週期估算器330接收比較器324產生的脈寬調變信號和啟動電路340產生的第一控制信號CTR1，並將脈寬調變信號轉換為第一電壓VDCE以及將第一電壓VDCE發送給啟動電路340。啟動電路340接收第一電壓VDCE和脈寬調變信號，並在產生第一控制信號CTR1後將第一控制信號CTR1發送給責任週期估算器330。啟動電路340還輸出開關控制信號SW以控制頂端開關332和底端開關334，及輸出底端開關控制信號LDREN以接通或斷開底端開關334。
在一實施例中，當脈寬調變信號的責任週期D增加但還未增加到特定值時，第一電壓VDCE低於電池350的初始電壓VBATini。電池350的初始電壓VBATini表示電池350在由電子裝置300進行充電之前的初始電壓。比如，如果電池350為新電池且未被電子裝置300或者其他充電裝置充電，那麼初始電壓VBATini為零。如果電池350以前被充電或使用過，那麼初始電壓VBATini為電池350被使用後及被電子裝置300充電前的電壓值。在這種情況下，啟動電路340輸出單一狀態(例如，邏輯低)的開關控制信號SW，斷開頂端開關332。啟動電路340還輸出低電位的底端開關控制信號LDREN除能底端開關 334。這樣，當第一電壓VDCE低於電池350的初始電壓VBATini時，沒有電能提供給電池350。
當脈寬調變信號的責任週期D增加到特定值時，即第一電壓VDCE等於電池350的初始電壓VBATini。責任週期D的特定值與電池350的初始電壓VBATini成正比，與適配器的電壓VADP(即責任週期估算器330的輸入電壓)成反比，並透過公式(1)計算：D=VBATini/VADP (1)其中，VADP為適配器的電壓，VBATini為電池350在由電子裝置300進行充電之前的初始電壓。
在這種情況下，責任週期估算器330在第一控制信號CTR1的控制下被除能，且第一電壓VDCE下降到零。啟動電路340輸出脈寬調變信號作為開關控制信號SW以控制頂端開關332和底端開關334。啟動電路340輸出的底端開關控制信號LDREN變為高電位，以致能底端開關334。這樣，當第一電壓VDCE等於電池350的初始電壓VBATini時，啟動電路340輸出脈寬調變信號進而向電池350提供電能。回應該脈寬調變信號，當底端開關334斷開時頂端開關332接通，反之亦然。
有利之處在於，透過使用電子裝置300中的責任週期估算器330和啟動電路340，當脈寬調變信號的責任週期D相對較小且沒有達到特定值(VBATini/VADP)時，沒有脈寬調變信號提供至頂端開關332和底端開關334。直到責任週期D達到特定值。脈寬調變信號的持續時間不是相對較短時，如上所述，脈寬調變信號使得頂端開關332接通而底端開關334斷開(反之亦然)，進而向電池350充電。這樣，可以避免圖1所示的現有電子裝置100中的反向充電的問題。
圖4所示為根據本發明一實施例的電子裝置400的具體電路圖。圖4中與圖3中標號相同的元件的功能相同，在此不贅述。在一實施例中，電子裝置400為用於向負載(例如，電池350)提供電能的同步電壓模式。
如圖4所示，電能調節器310包括多個誤差放大器(例 如，第一誤差放大器311、第二誤差放大器312和第三誤差放大器313)。第一誤差放大器311、第二誤差放大器312和第三誤差放大器313的輸出端與電流源320的負極、比較器324的輸入端(例如，非反相輸入端)以及電容322耦接於一公共節點。責任週期估算器330包括邏輯單元(例如，及閘362)、反相器363、頂端開關364、底端開關366以及濾波器369(例如，包括電阻367和電容368的RC濾波器)。啟動電路340包括比較器371、正反器372和邏輯單元(例如，及閘373)。
如圖4所示，及閘362的輸入端與比較器324的輸出端耦接以接收脈寬調變信號，及閘362的另一個輸入端與啟動電路340中的正反器372的輸出端QB(即正反器372的反相輸出端)耦接以接收第一控制信號CTR1。及閘362根據脈寬調變信號和第一控制信號CTR1產生第二控制信號CTR2。第二控制信號CTR2經由反相器363傳輸以控制頂端開關364和底端開關366。RC濾波器369與頂端開關364和底端開關366耦接，並在第二控制信號CTR2的控制下將脈寬調變信號轉換為第一電壓VDCE。
在一實施例中，責任週期估算器330在第一控制信號CTR1的控制下致能或除能。更具體的說，當第一控制信號CTR1為第一狀態(即邏輯高電位)並提供脈寬調變信號時，及閘362輸出脈寬調變信號作為第二控制信號CTR2，第二控制信號CTR2經由反相器363控制頂端開關364和底端開關366。例如，在第二控制信號CTR2的控制下，當底端開關366斷開時頂端開關364閉合，反之亦然。這樣，責任週期估算器330的輸入電壓(與電子裝置400的適配器的電壓VADP相等)以與脈寬調變信號的責任週期D相等的責任週期傳輸至RC濾波器369；進而，RC濾波器369在第二控制信號CTR2的控制下將脈寬調變信號轉換成第一電壓VDCE。這樣，當第一控制信號CTR1為邏輯高電位並提供脈寬調變信號時，責任週期估算器330被致能。當第一控制信號CTR1為第二狀態(即邏輯低電位)時，及閘362輸出的第二控制信號CTR2變為低電位，這樣使得頂端開關364斷開而 底端開關366接通，則第一電壓VDCE降至零，因此責任週期估算器330被除能。
如圖4所示，比較器371的輸入端(即非反相輸入端)與RC濾波器369耦接，用於接收RC濾波器369產生的第一電壓VDCE。比較器371的另一個輸入端(即反相輸入端)接收電池350的初始電壓，該初始電壓是指電子裝置400為電池350充電前的電池350的初始電壓VBATini。比較器371根據第一電壓VDCE與電池350的初始電壓VBATini的比較結果產生第三控制信號CTR3。
在一實施例中，正反器372可以是包括R端、S端、非反相輸出端Q以及反相輸出端QB的RS正反器。如圖4所示，RS正反器372的S端與比較器371的輸出端耦接，接收第三控制信號CTR3。R端接收使用者發出的致能信號EN。致能信號EN為邏輯高電位以致能比較器324和比較器371。這樣，回應S端的第三控制信號CTR3，在正反器372的反相輸出端QB產生第一控制信號CTR1。第一控制信號CTR1提供至責任週期估算器330致能或除能責任週期估算器330。在一實施例中，當第一電壓VDCE低於電池350的初始電壓VBATini時，第一控制信號CTR1為高電位致能責任週期估算器330；當第一電壓VDCE等於電池350的初始電壓VBATini時，第一控制信號CTR1為低電位除能責任週期估算器330。
如圖4所示，及閘373的輸入端與正反器372的正相輸出端Q耦接，而及閘373的另一輸入端與比較器324的輸出端耦接，接收脈寬調變信號。及閘373在輸出端產生開關控制信號SW，控制頂端開關332和底端開關334。在一實施例中，當第一電壓VDCE低於電池350的初始電壓VBATini時，及閘373產生的開關控制信號SW為單一狀態(例如，邏輯低電位)，使得頂端開關332斷開。當第一電壓VDCE等於電池350的初始電壓VBATini時，啟動電路340輸出脈寬調變信號作為開關控制信號SW以控制頂端開關332和底端開關334。
如圖4所示，正反器372的非反相輸出端Q還與先開後合電路326耦接，以發送底端開關控制信號LDREN至先開後合電 路326進以致能或除能底端開關334。更具體的說，當第一電壓VDCE低於電池350的初始電壓VBATini時，底端開關控制信號LDREN為邏輯低電位使得底端開關334除能。當第一電壓VDCE等於電池350的初始電壓VBATini時，底端開關控制信號LDREN為邏輯高電位使得底端開關334致能。因此，如上所述，當第一電壓VDCE低於電池350的初始電壓VBATini時，頂端開關332和底端開關334均斷開，當第一電壓VDCE等於電池350的初始電壓VBATini時，如上所述，頂端開關332和底端開關334回應脈寬調變信號而導通或斷開，進而向電池350提供電能。例如，在脈寬調變信號的控制下當底端開關334斷開時頂端開關332導通，反之亦然。
在另一實施例中，電能調節器310透過監測電池350的狀態(例如，充電電流ICHG和電池電壓VBAT)調節電池350的電能。更具體的說，第一誤差放大器311將充電電流ICHG與預設的電流ISET比較，若充電電流ICHG高於預設的電流ISET，則輸出為負。第二誤差放大器312將電池電壓VBAT與預設的電壓VSET比較，若電池電壓VBAT高於預設的電壓VSET，則輸出為負。此外，電能調節器310還可以透過使用第三誤差放大器313將適配器的電流IADP與適配器的限制電流ILMT比較以調節適配器(圖4中未示出)的電能。當適配器的電流IADP大於限制電流ILMT時，第三誤差放大器313的輸出為負。
第一誤差放大器311、第二誤差放大器312和第三誤差放大器313與電容322耦接於一公共節點。這樣，公共節點處的電壓VCCHG由於第一誤差放大器311、第二誤差放大器312和第三誤差放大器313中的任何一個的輸出為負，而使得電壓VCCHG下降，以致脈寬調變信號的持續時間TON時間段會相應變短。回應時間段的變短，充電電流ICHG、電池電壓VBAT或適配器的電流IADP相應下降。
圖5所示為根據本發明一實施例的圖4所示電子裝置400相關的信號的波形圖。圖5結合圖4描述。
在T0時刻，電子裝置400被供電，參考電壓VDD開始為電容322充電。電容322為容量相對大的補償電容，因此電壓VCCH 緩慢增加且低於斜坡電壓VRMP。這樣，比較器324的輸出為低電位，相應地，及閘362輸出的第二控制信號CTR2也為邏輯低電位。因此，第一電壓VDCE的值為零，低於電池350的初始電壓VBATini，相應地，第三控制信號CTR3變為低電位。正反器372的非反相輸出端Q的輸出信號變為低電位，同時反相輸出端QB處的第一控制信號CTR1變為高電位；這樣底端開關控制信號LDREN為低電位，及閘373輸出的開關控制信號SW也為低電位。所以，頂端開關332和底端開關334斷開，沒有電流流過電感342。
在T1時刻，電壓VCCHG的值增加至斜坡電壓VRMP的值，比較器324輸出脈寬調變信號。第一控制信號CTR1為邏輯高電位，及閘362輸出脈寬調變信號作為第二控制信號CTR2。第二控制信號CTR2以與脈寬調變信號相等的責任週期控制頂端開關364和底端開關366，所以脈寬調變信號透過濾波器369轉換成第一電壓VDCE。如圖5所示，第一電壓VDCE為直流電壓，其隨著脈寬調變信號的責任週期D的增加而增大。這樣，當第一控制信號CTR1為邏輯高電位且提供脈寬調變信號時，責任週期估算器330被致能。
由於脈寬調變信號的責任週期D逐漸增加但仍低於特定值(VBATini/VADP)，第一電壓VDCE也就低於電池350的初始電壓VBATini，第三控制信號CTR3為低電位，正反器372非反相輸出端Q的輸出信號也為低電位。這樣及閘373輸出的開關控制信號SW和底端開關控制信號LDREN均為低電位，使得頂端開關332和底端開關334斷開；因此，當第一電壓VDCE低於電池350的初始電壓VBATini時，沒有電流流過電感342。
隨著脈寬調變信號的責任週期D的增加，在T2時刻，脈寬調變信號的責任週期D增加到特定值(VBATini/VADP)，第一電壓VDCE增加至電池350的初始電壓VBATini。比較器371輸出的第三控制信號CTR3變為高電位，非反相輸出端Q的輸出信號也變為高電位，而正反器372的反相輸出端QB處的第一控制信號CTR1變為低電位。所以，及閘362輸出的第二控制信號CTR2變為低電位，使得頂端開關 364斷開而底端開關366接通。這樣，責任週期估算器330在第一控制信號CTR1的控制下，從T2時刻起被除能，當脈寬調變信號的責任週期D達到特定值時，第一電壓VDCE下降至零。
當正反器372的非反相輸出端Q的輸出信號為高電位時，底端開關控制信號LDREN變為高電位以致能底端開關334。及閘373輸出的脈寬調變信號作為開關控制信號SW以控制頂端開關332和底端開關334。這樣，在T2時刻，當脈寬調變信號的責任週期D達到特定值時，啟動電路340輸出脈寬調變信號為電池350充電。
圖6所示為根據本發明另一實施例的電子裝置600的電路圖。第一分壓器601和第二分壓器602分別與比較器371的非反相輸入端和反相輸入端耦接。圖6中所示的其他的元件和配置與圖4中的相同，在此不再贅述。
如圖6所示，第一分壓器601接收第一電壓VDCE，並對第一電壓VDCE進行分壓，產生表示第一電壓VDCE的第一電壓信號。第二分壓器602接收電池350的初始電壓VBATini，並對電池350的初始電壓VBATini進行分壓，產生表示電池350的初始電壓VBATini的第二電壓信號。相應地，比較器371比較第一電壓信號與第二電壓信號，產生第三控制信號CTR3。
在一實施例中，第一分壓器601和第二分壓器602具有相似的配置。因此，如上所述，當脈寬調變信號的責任週期D為特定值(VBATini/VADP)時，第一電壓VDCE等於電池350的初始電壓VBATini，而第一控制信號CTR1為第二狀態(例如，低電位)，在第一控制信號CTR1的控制下，責任週期估算器330被除能。同樣地，如上所述，啟動電路340輸出脈寬調變信號作為開關控制信號SW以控制頂端開關332和底端開關334，進而向電池350提供電能。
有利之處在於，透過使用第一分壓器601和第二分壓器602，圖6所示的電子裝置600可以應用於初始電壓較大的電池(例如，電池模組)。
圖7所示為根據本發明一實施例的電子裝置為電池供 電的方法流程圖700。圖7結合圖6和圖4來描述。儘管圖7列舉了具體的步驟，這些步驟只是用於描述實施例，而非限制。也就是本發明同樣適用於各種其他的步驟或圖7所描述的步驟的變形。
在步驟701中，電子裝置400中的比較器324透過比較電壓VCCHG和斜坡電壓VRMP產生脈寬調變信號。在一實施例中，電壓VCCHG是透過對與比較器324耦接於一個公共節點的電容322充電所產生的。
在步驟702中，電子裝置400中的責任週期估算器330接收脈寬調變信號和第一控制信號CTR1。在一實施例中，電子裝置400中的啟動電路340產生第一控制信號CTR1。當提供脈寬調變信號且第一控制信號CTR1為第一狀態(例如，邏輯高電位)時，責任週期估算器330被致能。當第一控制信號CTR1為第二狀態(例如，邏輯低電位)時，責任週期估算器330被除能。
在步驟703中，責任週期估算器330將脈寬調變信號轉換為第一電壓VDCE。更具體的說，責任週期估算器330中的邏輯單元(例如，及閘362)接收第一控制信號CTR1和脈寬調變信號，並根據第一控制信號CTR1和脈寬調變信號產生第二控制信號CTR2。
在一實施例中，責任週期估算器330包括與及閘362耦接的一對開關(頂端開關364和底端開關366)和濾波器369。如上所述，當第一控制信號CTR1為高電位時，及閘362輸出脈寬調變信號作為第二控制信號CTR2，第二控制信號CTR2經由反相器363控制頂端開關364和底端開關366。例如，在第二控制信號CTR2的控制下底端開關366斷開時，頂端開關364接通，反之亦然。這樣，責任週期估算器330的輸入電壓(與電子裝置400的適配器的電壓VADP相等)以與脈寬調變信號的責任週期D相等的責任週期傳輸至濾波器369。因此，濾波器369在第二控制信號CTR2的控制下將脈寬調變信號轉換為第一電壓VDCE。
在步驟704中，啟動電路340接收第一電壓VDCE，並比較第一電壓VDCE與電池350的初始電壓VBATini。在一實施例中，啟動 電路340中的比較器371根據第一電壓VDCE與電池350的初始電壓VBATini的比較結果產生第三控制信號CTR3。
當第一電壓VDCE低於電池350的初始電壓VBATini時，比較器371產生的第三控制信號CTR3為低電位。啟動電路340中的正反器372的S端接收第三控制信號CTR3並在非反相輸出端Q處輸出低電位信號。正反器372回應第三控制信號CTR3在反相輸出端QB輸出第一控制信號CTR1。因此，當第一電壓VDCE低於電池350的初始電壓VBATini時，第一控制信號CTR1為高電位。
儘管啟動電路340接收脈寬調變信號，但啟動電路340透過使用及閘373輸出單一狀態(例如，邏輯低電位)的開關控制信號SW，斷開電子裝置400內的頂端開關332。正反器372的非反相輸出端Q的輸出信號作為底端開關控制信號LDREN除能底端開關334，所以，沒有電流流過電感342。這樣，當第一電壓VDCE低於電池350的初始電壓VBATini時，流程圖700轉至步驟702。
當脈寬調變信號的責任週期D增加至特定值(VBATini/VADP)時，第一電壓VDCE增加至電池350的初始電壓VBATini，則執行流程圖700中的步驟705。
在步驟705中，責任週期估算器330被除能，啟動電路340輸出脈寬調變信號作為開關控制信號SW以控制頂端開關332和底端開關334，進而開始為負載充電(例如，為電子裝置400中的電池350充電)。
更具體的說，當脈寬調變信號的責任週期D為特定值(VBATini/VADP)時，第一電壓VDCE增加至電池350的初始電壓VBATini，第三控制信號CTR3變為高電位，使得第一控制信號CTR1為低電位。這樣，責任週期估算器330產生的第二控制信號CTR2為低電位，使得頂端開關364斷開而底端開關366接通，而第一電壓VDCE降至零，責任週期估算器330在第一控制信號CTR1的控制下被除能。
由於第三控制信號CTR3變為高電位，正反器372的非反相輸出端Q輸出的信號也變為高電位。由於及閘373接收到非反相 輸出端Q輸出的信號以及比較器324輸出的脈寬調變信號，因此及閘373輸出脈寬調變信號作為開關控制信號SW。此外，底端開關控制信號LDREN變為高電位致能底端開關334的操作。這樣，及閘373輸出的脈寬調變信號按如上所述的方式控制頂端開關332和底端開關334，進而向電池350提供電能。
上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然，在不脫離後附申請專利範圍所界定的本發明精神和保護範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本技術領域中具有通常知識者應該理解，本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構、佈局、比例、材料、元素、元件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實施例僅用於說明而非限制，本發明之範圍由後附申請專利範圍及其合法均等物界定，而不限於先前之描述。
400‧‧‧電子裝置
310‧‧‧電能調節器
320‧‧‧電流源
322‧‧‧電容
324‧‧‧比較器
332‧‧‧頂端開關
334‧‧‧底端開關
342‧‧‧電感
344‧‧‧電阻
350‧‧‧電池
311‧‧‧第一誤差放大器
312‧‧‧第二誤差放大器
313‧‧‧第三誤差放大器
326‧‧‧先開後合電路
330‧‧‧責任週期估算器
340‧‧‧啟動電路
362‧‧‧及閘
363‧‧‧反相器
364‧‧‧頂端開關
366‧‧‧底端開關
367‧‧‧電阻
368‧‧‧電容
369‧‧‧濾波器
371‧‧‧比較器
372‧‧‧正反器
373‧‧‧及閘

Claims (19)

  1. 一種電子裝置中的電路，該電路透過一第一對開關與一電池耦接，其中，該電路包括：一邏輯單元，接收一脈寬調變信號和一第一控制信號，並根據該脈寬調變信號和該第一控制信號產生一第二控制信號；以及一濾波器，耦接該邏輯單元，在該第二控制信號的控制下將該脈寬調變信號轉換為一第一電壓，當該第一電壓等於該電池的一初始電壓且該脈寬調變信號的一責任週期為一特定值時，該第一對開關在該脈寬調變信號的控制下對供給該電池的一電能進行控制，且該第一控制信號使得該電路被除能。
  2. 如申請專利範圍第1項之電路，其中，該特定值與該電池的該初始電壓成正比。
  3. 如申請專利範圍第1項之電路，其中，該特定值與該電路的一輸入電壓成反比。
  4. 如申請專利範圍第1項之電路，其中，當該電路被除能時，該第一電壓下降至零。
  5. 如申請專利範圍第1項之電路，還包括：一第二對開關，耦接該邏輯單元和該濾波器，該第二對開關由該第二控制信號進行控制，並將該電路的一輸入電壓以與該脈寬調變信號的該責任週期相等的一責任週期傳輸至該濾波器，以產生該第一電壓。
  6. 一種電子裝置，包括：一責任週期估算器，接收一脈寬調變信號和一第一控制信號，並將該脈寬調變信號轉換為一第一電壓；以及 一啟動電路，耦接該責任週期計算器，接收該脈寬調變信號和該第一電壓，並產生該第一控制信號，當該第一電壓等於該電池的一初始電壓且該脈寬調變信號的一責任週期為一特定值時，該啟動電路輸出該脈寬調變信號進而向一電池供電。
  7. 如申請專利範圍第6項之電子裝置，其中，該責任週期估算器包括：一邏輯單元，接收該脈寬調變信號和該第一控制信號，並根據該脈寬調變信號和該第一控制信號產生一第二控制信號；以及一濾波器，耦接該邏輯單元，在該第二控制信號的控制下將該脈寬調變信號轉換為該第一電壓，其中當該第一電壓等於該電池的該初始電壓且該脈寬調變信號的該責任週期為該特定值時，該第一控制信號使得該責任週期估算器被除能。
  8. 如申請專利範圍第6項之電子裝置，其中，該啟動電路包括一比較器，根據指示該第一電壓的一第一電壓信號與指示該電池的該初始電壓的一第二電壓信號的一比較結果產生一第三控制信號。
  9. 如申請專利範圍第8項之電子裝置，其中，該比較器的輸入端分別與一第一分壓器和一第二分壓器耦接，該第一分壓器和該第二分壓器分別產生該第一電壓信號和該第二電壓信號。
  10. 如申請專利範圍第8項之電子裝置，其中，該啟動電路還包括一正反器，耦接該比較器，該正反器回應該第三控制信號以產生該第一控制信號。
  11. 如申請專利範圍第6項之電子裝置，其中，該啟動電路包括一邏輯單元，當該第一電壓等於該電池的該初始電壓且該脈 寬調變信號的該責任週期為該特定值時，該邏輯單元接收該脈寬調變信號並輸出該脈寬調變信號以為該電池供電。
  12. 如申請專利範圍第11項之電子裝置，其中，當該第一電壓低於該電池的該初始電壓時，該邏輯單元輸出一單一狀態的一信號。
  13. 如申請專利範圍第6項之電子裝置，其中，該特定值與該電池的該初始電壓成正比。
  14. 如申請專利範圍第6項之電子裝置，還包括：一頂端開關，耦接該電池；以及一底端開關，耦接該電池和該頂端開關，當該責任週期估算器被除能時，該頂端開關和該底端開關由該脈寬調變信號控制進而向該電池供電。
  15. 如申請專利範圍第14項之電子裝置，其中，當該第一電壓低於該電池的該初始電壓時，該啟動電路產生一底端開關控制信號以除能該底端開關。
  16. 一種由電子裝置為電池供電的方法，包括：產生一脈寬調變信號；一責任週期估算器接收該脈寬調變信號和一第一控制信號；根據該第一控制信號和該脈寬調變信號產生一第二控制信號；在該第二控制信號的控制下，該責任週期估算器將該脈寬調變信號轉換為一第一電壓；以及當該第一電壓等於該電池的一初始電壓時，在該第一控制信號的控制下除能該責任週期估算器並輸出該脈寬調變信號，進而向該電池供電。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中，當該責任週期估算 器被除能時，該脈寬調變信號的一責任週期為一特定值，該特定值與該電池的該初始電壓成正比。
  18. 如申請專利範圍第16項之方法，還包括：將指示該第一電壓的一第一電壓信號與指示該電池的該初始電壓的一第二電壓信號進行比較；以及根據該第一電壓信號與該第二電壓信號的一比較結果產生一第三控制信號。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法，還包括：回應該第三控制信號以產生該第一控制信號。
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