TW201917982A - 手持式電子裝置及其充電管理方法 - Google Patents

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Abstract

手持式電子裝置及其充電管理方法。充電管理方法包括：提供充電電壓以及充電電流以對手持式電子裝置執行充電程序，並在充電程序中，同步偵測手持式電子裝置的表面溫度；在表面溫度大於參考溫度時啟動充電管理機制，並同步調降充電電壓的電壓值；以及，在充電管理機制被啟動後，使表面溫度與多數個臨界溫度進行比較以產生比較結果，並依據比較結果調整充電電流的電流值。其中，參考溫度小於臨界溫度，且臨界溫度的溫度值不相同。

Description

手持式電子裝置及其充電管理方法
本發明是有關於一種手持式電子裝置即其充電管理方法，且特別是有關於一種依據多段式溫度偵測來執行充電動作的手持式電子裝置即其充電管理方法。
隨著電子裝置的普及化，智慧型電子裝置成為人們生活中不可或缺的工具。因此，提高智慧型電子裝置的工作時間成為設計者的一重要課題。
在現今的智慧型電子裝置中，皆透過內建高容量電池來延長工作時間。因此，智慧型電子裝置所支援的快速充電功能已成為現今趨勢。其中，執行快速運算的處理器讓智慧型電子裝置的功耗大幅增加，再加上快速充電功能已經讓智慧裝置過熱，甚至造成熱當（過熱而當機）的問題越趨嚴重。此外，持續讓智慧型電子裝置處在高溫環境下，除了讓內部半導體元件的阻抗增加而容易當機外，電池老化程度也將更嚴重，大大縮短了智慧型電子裝置的生命週期。另外，上述的高溫問題還可能造成用戶安全上的疑慮，並進一步影響消費者對產品及製造產商的信賴度。
本發明提供一種手持式電子裝置即其充電管理方法，有效提升充電效率。
本發明的充電管理方法，適用於手持式電子裝置，包括：提供充電電壓以及充電電流以對手持式電子裝置執行充電程序，並在充電程序中，同步偵測手持式電子裝置的表面溫度；在表面溫度大於參考溫度時啟動充電管理機制，並同步調降充電電壓的電壓值；以及，在充電管理機制被啟動後，使表面溫度與多數個臨界溫度進行比較以產生比較結果，並依據比較結果調整充電電流的電流值。其中，當表面溫度由高於該些臨界溫度的其中一第一臨界溫度，降低至低於第一臨界溫度時，依據對應的比較結果調高充電電流的電流值。其中，參考溫度小於臨界溫度，且臨界溫度的溫度值不相同。
本發明的手持式電子裝置包括殼體、電池、溫度感測器以及控制器。電池容置於殼體中。溫度感測器耦接殼體，並偵測外殼上的表面溫度。控制器容置於該殼體中，耦接至電池以及溫度感測器。控制器用以提供充電電壓以及充電電流以對電池執行充電程序，並在充電程序中接收溫度感測器提供的表面溫度，在該表面溫度大於參考溫度時啟動充電管理機制，並同步調降充電電壓的電壓值，在充電管理機制被啟動後，使表面溫度與多數個臨界溫度進行比較以產生比較結果，並依據比較結果調整充電電流的電流值。其中，當表面溫度由高於該些臨界溫度的其中一第一臨界溫度，降低至低於第一臨界溫度時，控制器依據對應的比較結果調高充電電流的電流值。其中，參考溫度小於臨界溫度，且臨界溫度的溫度值不相同。
基於上述，在手持式電子裝置執行充電程序的過程中，本發明透過偵測手持式電子裝置的表面溫度，並藉由使表面溫度與參考溫度以及多個臨界溫度進行比較，依據比較結果來調整充電程序中所提供的充電電壓以及充電電流的大小。在不過溫的條件下，有效提升手持式電子裝置的電池的充電效率。進以使手持式電子裝置在執行充電程序的條件下，可同步執行正常的操作。
為讓本發明的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。
請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的充電管理方法的流程圖。圖1的充電管理方法適用於手持式電子裝置，其中，步驟S110提供充電電壓以及充電電流以對手持式電子裝置執行充電程序，並在充電程序中，同步偵測手持式電子裝置的表面溫度。接著，在步驟S120中，在當表面溫度大於參考溫度時啟動充電管理機制，並同步調降充電電壓的電壓值。並且，在步驟S130中，在當充電管理機制被啟動後，使表面溫度與多數個臨界溫度進行比較以產生比較結果，並依據比較結果調整充電電流的電流值。
進一步來說明，在當手持式電子裝置接收一電源以進行充電程序時，手持式電子裝置可依據所接收的電源來提供充電電流以及充電電壓對其中的電池進行充電。並且，在充電程序中，手持式電子裝置可針對其外殼上的表面溫度進行偵測。值得注意的，在進行上述的充電程序的過程中，手持式電子裝置可以處於操作的狀態。當然，在本發明其他實施例中，在進行上述的充電程序的過程中，手持式電子裝置也可以處於待機或關機的狀態。
在開始執行充電程序的初始時間中，手持式電子裝置的表面溫度是相對低的，並小於預設的參考溫度。此時，手持式電子裝置可依據手持式電子裝置的充電規格來提供相對高的充電電壓以及充電電流來對電池進行充電。隨著充電程序的進行，表面溫度可能逐漸增加，步驟S120執行表面溫度以及參考溫度的比較動作，並在當表面溫度大於參考溫度時，啟動充電管理機制。並且，同步於充電管理機制的被啟動，手持式電子裝置調降充電電壓的電壓值。
在步驟S120中，透過調整充電電壓的電壓值由第一電壓調降至第二電壓，可使手持式電子裝置的表面溫度降低，並且，在此同時，手持式電子裝置可進一步調降充電電流的電流值，以提高手持式電子裝置的表面溫度的降低趨勢。
在步驟S120後，步驟S130持續針對表面溫度進行偵測動作。並且，在充電管理機制被啟動的條件下，手持式電子裝置可設定多個大小不同的臨界溫度，且所設定的臨界溫度皆大於參考溫度。在步驟S130中，手持式電子裝置透過使表面溫度與臨界溫度比較，並據以調整充電電流。
值得一提的，當表面溫度由高於多個臨界溫度中的第一臨界溫度，降低至低於第一臨界溫度時，手持式電子裝置可調高充電電流的電流值，並藉以提供較佳的充電效能。
具體來說明，請同步參照圖1以及圖2，其中圖2繪示本發明實施例的充電電流調整方式的示意圖。其中，手持式電子裝置設定參考溫度TR以及多個臨界溫度TTH1~TTHN，其中，臨界溫度TTHN ＞ TTHN-1 ＞ … ＞ TTH2 ＞ TTH1 ＞ 參考溫度TR。臨界溫度TTH1~TTHN依據大小並可形成多個溫度區間R1~RN，其中，溫度區間R1~RN分別對應多個設定電流I1~IN。且溫度區間R1~RN的溫度值與對應的設定電流I1~IN的電流值負相關，也就是說，設定電流I1＞ I2 ＞ … ＞ IN。
細節上來說明，低於臨界溫度TTH1（且高於參考溫度TR）的溫度區間R1對應至設定電流I1，高於臨界溫度TTH1且低於臨界溫度TTH2的溫度區間R2對應至設定電流I2，依此類推，高於臨界溫度TTHN-1且低於臨界溫度TTHN的溫度區間RN則可對應至設定電流IN。在充電管理機制被啟動的條件下，手持式電子裝置的表面溫度Ts已大於參考溫度TR。透過持續偵測表面溫度，當表面溫度Ts持續上升，並上升至溫度TA1時，手持式電子裝置可判斷表面溫度Ts落於溫度區間R2中，並選定溫度區間R2為設定溫度區間。並且，透過查找與設定溫度區（溫度區間R2）對應的設定電流（等於設定電流I2），手持式電子裝置可調整充電電流的電流值為等於設定電流I2。
若手持式電子裝置的表面溫度Ts仍持續上升至等於電流TA2。手持式電子裝置可判斷表面溫度Ts落於溫度區間RN中，並選定溫度區間RN為設定溫度區間。透過查找對應溫度區間RN的設定電流IN，手持式電子裝置可調整充電電流由設定電流I2調降至設定電流IN。
在此請注意，在本實施例中，手持式電子裝置可依據偵測出的表面溫度Ts的上升或下降至不同的溫度區間來依據對應的設定電流以調低或調高充電電流的大小。在不使表面溫度過高的條件下，使充電程序的充電效率最佳化。也就是說，在不影響使用者的正常使用下，本發明實施例仍可使手持式電子裝置所進行的充電程序的效率最佳化，並快速完成電池的充電動作。
以下請參照圖3A以及圖3B，圖3A繪示本發明另一實施例的充電管理方法的流程圖，圖3B繪示圖3A實施例的波形圖。其中，在圖3A中，步驟S310啟動手持式電子裝置的表面溫度的偵測動作，並在步驟S320判斷表面溫度Ts是否大於或等於參考溫度。在此，表面溫度Ts可依據一基準溫度To來設置，其中，在本實施例中，表面溫度Ts = 基準溫度To – 4。
若步驟S320判斷的結果為否，則持續執行步驟S310以及S320。相對的，若步驟S320判斷的結果為是，則調降充電電壓VUSB （例如由9V調降至5V，步驟S330）。接著，步驟S340比較表面溫度Ts是否大於或等於第一臨界溫度（=To - 1），當表面溫度Ts小於第一臨界溫度時，持續執行步驟S330以及S340。相對的，當表面溫度Ts不小於第一臨界溫度時，調整1單位的充電電流IBAT 為0.5單位。
接著，在步驟S360中偵測表面溫度Ts是否大於或等於第二臨界溫度（=To），當步驟S360判斷的結果為否時，持續執行步驟S350及S360。相對的，當步驟S360判斷的結果為是時，執行步驟S370以進一步調降充電電流IBAT 為1安培（小於0.5單位）。
此外，步驟S380持續偵測表面溫度Ts是否下降至小於第一臨界溫度（=To - 1），若判斷結果為是，可執行步驟S350以調整充電電流IBAT 上升為0.5單位，若判斷結果為否，持續維持充電電流IBAT 為1安培並執行充電程序。
對照圖3A的步驟，在圖3B中可以發現，在時間點t1時，表面溫度Ts開始高於參考溫度（=To - 4），充電電壓VBUS 被調降至5V而充電電流IBAT 由1單位（1C）被調降至0.9個單位（0.9C），並在此同時，充電管理機制被啟動。在時間點t2時，表面溫度Ts開始高於第一臨界溫度（= Vo - 1），充電電流IBAT 被調降為0.5單位（0.5C），並使表面溫度Ts的上升速率被減緩。
接著，在時間點t3，表面溫度Ts等於第二臨界溫度（= To），充電電流IBAT 被進一步調降為1安培，並使表面溫度Ts開始下降。在時間點t4時，表面溫度Ts下降至不大於第一臨界溫度，充電電流IBAT 被重新調整為0.5個單位。
在後續的時間點t5、t6，充電電流IBAT 依據表面溫度Ts的變化在0.5個單位與1安培間進行調整，直至充電程序完成。
在本實施例中，電池的充電率可依據曲線EFF得知。在圖3B中，電池的電量快速的被充電至58%。
附帶一提的，上述實施例的充電電流IBAT 、充電電壓VBUS 的調整數值僅至只是範例，設計者可依據實際系統的操作狀態及需求來設置充電電流IBAT 、充電電壓VBUS 的調整值，沒有固定的限制。
請參照圖4A以及圖4B，圖4A繪示本發明實施例的手持式電子裝置的示意圖，圖4B繪示圖4A實施例的剖面示意圖。手持式電子裝置400包括殼體410、控制器420、溫度感測器430以及電池440。控制器420、溫度感測器430以及電池440容置於殼體410中，控制器420耦接溫度感測器430以及電池440。溫度感測器430耦接殼體410，並偵測殼體410上的表面溫度。控制器420用以：提供充電電壓以及充電電流以對電池440執行一充電程序，並在充電程序中接收溫度感測器提供的表面溫度；在表面溫度大於參考溫度時啟動充電管理機制，並同步調降充電電壓的電壓值；在充電管理機制被啟動後，使表面溫度與多數個臨界溫度進行比較以產生比較結果，並依據比較結果調整充電電流的電流值。
在圖4B中，手持式電子裝置400另包括顯示面板402、電路板401以及彈片C1。顯示面板420與殼體410相互連接，並形成一封閉空間。控制器420、溫度感測器430可配置在電路板401上，且溫度感測器430可透過彈片C1抵扣殼體410的一區域Z1上。溫度感測器430可透過彈片C1偵測區域Z1上的表面溫度。
綜上所述，本發明透過偵測表面溫度，並使表面溫度與參考溫度及多數個臨界溫度進行比較，並對應調整充電電壓及充電電流，並使手持式電子裝置的充電效率有效被提升。
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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
S110~S130、S310~S380‧‧‧充電管理步驟
TR‧‧‧參考溫度
TTH1~TTHN‧‧‧臨界溫度
I1~IN‧‧‧設定電流
R1~RN‧‧‧溫度區間
Ts‧‧‧表面溫度
TR‧‧‧參考溫度
TA1、TA2‧‧‧溫度
To‧‧‧基準溫度
t1~t6‧‧‧時間點
IBAT‧‧‧充電電流
VBUS‧‧‧充電電壓
400‧‧‧手持式電子裝置
410‧‧‧殼體
420‧‧‧控制器
430‧‧‧溫度感測器
440‧‧‧電池
401‧‧‧電路板
402‧‧‧顯示面板
C1‧‧‧彈片
Z1‧‧‧區域
圖1繪示本發明一實施例的充電管理方法的流程圖。 圖2繪示本發明實施例的充電電流調整方式的示意圖。 圖3A繪示本發明另一實施例的充電管理方法的流程圖。 圖3B繪示圖3A實施例的波形圖。 圖4A繪示本發明實施例的手持式電子裝置的示意圖。 圖4B繪示圖4A實施例的剖面示意圖。

Claims (11)

  1. 一種充電管理方法，適用於一手持式電子裝置，包括： 提供一充電電壓以及一充電電流以對該手持式電子裝置執行一充電程序，並在該充電程序中，同步偵測該手持式電子裝置的一表面溫度； 在該表面溫度大於一參考溫度時啟動一充電管理機制，並同步調降該充電電壓的電壓值；以及 在該充電管理機制被啟動後，使該表面溫度與多數個臨界溫度進行比較以產生一比較結果，並依據該比較結果調整該充電電流的電流值， 其中，當該表面溫度由高於該些臨界溫度的其中一第一臨界溫度，降低至低於該第一臨界溫度時，依據對應的該比較結果調高該充電電流的電流值， 其中，該參考溫度小於該些臨界溫度，且該些臨界溫度的溫度值不相同。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的充電管理方法，其中在該表面溫度大於該參考溫度時啟動該充電管理機制，並同步調降該充電電壓的電壓值的步驟包括： 當該表面溫度大於該參考溫度時，使該充電電壓的電壓值由一第一電壓值調降至一第二電壓值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的充電管理方法，其中在該表面溫度大於該參考溫度時啟動該充電管理機制，並同步調降該充電電壓的電壓值的步驟更包括： 同步使該充電電流的電流值由一第一電流值調降至一第二電流值。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的充電管理方法，其中該些臨界溫度形成多數個溫度區間，且在該充電管理機制被啟動後，使該表面溫度與多數個臨界溫度進行比較以產生該比較結果，並依據該比較結果調整該充電電流的電流值的步驟包括： 設定分別對應該些溫度區間的多數個設定電流； 依據比較該表面溫度與多數個臨界溫度以判斷該表面溫度落於該些溫度區間中的一設定溫度區間；以及 選擇對應該設定溫度區間的設定電流以調整該充電電流。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的充電管理方法，其中該些設定電流的電流值與分別對應的該些溫度區間的溫度值負相關。
  6. 一種手持式電子裝置，包括： 一殼體； 一電池，容置於該殼體中； 一溫度感測器，耦接該殼體，並偵測該殼體上的一表面溫度；以及 一控制器，容置於該殼體中，耦接至該電池以及該溫度感測器，用以： 提供一充電電壓以及一充電電流以對該電池執行一充電程序，並在該充電程序中接收該溫度感測器提供的該表面溫度； 在該表面溫度大於一參考溫度時啟動一充電管理機制，並同步調降該充電電壓的電壓值；以及 在該充電管理機制被啟動後，使該表面溫度與多數個臨界溫度進行比較以產生一比較結果，並依據該比較結果調整該充電電流的電流值， 其中，當該表面溫度由高於該些臨界溫度的其中一第一臨界溫度，降低至低於該第一臨界溫度時，該控制器依據對應的該比較結果調高該充電電流的電流值， 其中，該參考溫度小於該些臨界溫度，且該些臨界溫度的溫度值不相同。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的手持式電子裝置，其中當該表面溫度大於該參考溫度時，該控制器使該充電電壓的電壓值由一第一電壓值調降至一第二電壓值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的手持式電子裝置，其中該控制器更同步使該充電電流的電流值由一第一電流值調降至一第二電流值
  9. 如申請專利範圍第7項所述的手持式電子裝置，其中該控制器依據該些臨界溫度產生多數個溫度區間，設定分別對應該些溫度區間的多數個設定電流，依據比較該表面溫度與多數個臨界溫度以判斷該表面溫度落於該些溫度區間中的一設定溫度區間；以及，選擇對應該設定溫度區間的設定電流以調整該充電電流。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的手持式電子裝置，其中該些設定電流的電流值與分別對應的該些溫度區間的溫度值負相關。
  11. 如申請專利範圍第6項所述的手持式電子裝置，更包括： 一彈片，抵扣在該殼體與該溫度感測器間。
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