TWI445271B - 判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法及控制系統 - Google Patents

Description

判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法及控制系統

本發明係關於一種用以判斷電源轉換器是否發生過電流保護，並且當電源轉換器有發生過電流保護現象時，藉由降低電子裝置之需求總功率，以減少電源轉換器發生過電流保護之次數之方法及控制系統。

一般而言，電源轉換器均有其各自能負載之最大功率，而各家廠商出產之電源轉換器規格未必相同，一旦使用者將一只能負載65瓦特之電源轉換器連接於最大負載可達90瓦特之電子裝置使用時，將可能造成流經電源轉換器之電流量大於電源轉換器能夠負載之最大電流量，而導致電源轉換器損毀；因此，為避免此種情形之發生，現有之電源轉換器大多設有過電流保護機制，一旦流經電源轉換器之電流將達於其能負載之最大預設電流量時，電源轉換器將會發生斷電保護措施而停止對電子裝置供電。

惟當前述之過電流保護發生時，由於電源轉換器對系統會停止供電，因此系統之供電將改由電池為之，而當過電流保護結束後(即通過電源轉換器之電流降低至小於電源轉換器之最大預設電流量時)，系統又回復由電源轉換器供電，一旦又發生過電流保護，又將改由電池供電，如此反覆頻繁發生過電流保護之動作，將可能導致電源轉換器之使用壽命縮短，因此如何於發生過電流保護動作時，降低對於系統(包括電池)供應之電流量，以減少電源轉換器發生過電流保護之頻率，實為非常重要之課題。

為改善前述問題，目前已有一種習知技術，係藉由於電源轉接器之接頭內多增設一根接腳(俗稱：ID pin)，以利用該接腳來主動偵測電源訊號，並藉由辨別該電源訊號，以對電子裝置進行電源管理。惟該項技術使用之接頭係有別於一般傳統只有正極接腳與負極接腳之接頭，其成本相當昂貴；因此，在成本考量下，思考一種法可應用於傳統接頭之減少電源轉換器發生過電流保護次數之方法，實有其必要。

本發明之主要目的係在提供一種判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法。

本發明之另一主要目的係在提供一種用以判斷電源轉換器是否發生過電流保護之控制系統。

為達成上述之目的，本發明之判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法係用於電子裝置，電子裝置係可透過電源轉換器而電性連接一交流電源。本發明之判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法包括以下步驟：當電源轉換器透過接頭插接於電子裝置之電源插孔時，透過訊號產生裝置產生一第一訊號；當交流電源產生之一電流透過電源轉換器而傳遞至電子裝置時，透過充電模組產生一第二訊號；根據第一訊號及第二訊號是否產生，產生一判斷結果，以判斷電源轉換器是否發生過電流保護，其中當第一訊號有產生而第二訊號未產生時，該判斷結果包括有判斷電源轉換器發生過電流保護或電源轉換器未電性連接交流電源。

本發明之控制系統係適用於一電子裝置，電子裝置係可透過電源轉換器而電性連接一交流電源；電子裝置包括有電源插孔，而電源轉換器包括有接頭；控制系統包括有訊號產生裝置、充電模組及判斷模組。訊號產生裝置用以係用以當接頭插接於電源插孔時，產生一第一訊號；充電模組係用以當交流電源產生之一電流透過電源轉換器而傳遞至電子裝置時，產生一第二訊號；判斷模組係用以根據第一訊號及第二訊號是否產生，以判斷電源轉換器是否發生過電流保護，其中當第一訊號有產生而第二訊號未產生時，判斷電源轉換器發生過電流保護或電源轉換器未電性連接交流電源。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

以下先請一併參考圖1、圖2、圖4及圖5。其中圖1係表示一種可適用本發明之控制系統之電子裝置之示意圖；圖2係本發明之控制系統之系統架構圖；圖4係表示電源插座於接頭尚未插入電源插孔時之側面示意圖；圖5係表示電源插座於接頭尚未插入電源插孔時之電路示意圖。

如圖1及圖2所示，於本發明之一實施例中，本發明之控制系統1係適用於一電子裝置90，電子裝置90係可透過一電源轉換器70而電性連接一交流電源80；於本發明之具體實施例中，電子裝置90為筆記型電腦，惟本發明並不以此為限。

本發明之控制系統1係用以判斷電源轉換器70是否發生過電流保護，並且當電源轉換器70有發生過電流保護現象時，藉由降低電子裝置90之需求總功率，以減少電源轉換器70發生過電流保護之次數，或防止電源轉換器70發生過電流保護。於本發明之一實施例中，控制系統1包括有訊號產生裝置10、充電模組20、判斷模組30、控制模組40、顯示模組50及處理器60。

於本發明之一實施例中，訊號產生裝置10係電性連接充電模組20及控制模組40。如圖1、圖2及圖4所示，於本發明之一具體實施例中，訊號產生裝置10包括有一電源插座10a及一直流電源10b，其中電源插座10a為電子裝置90之電源插座，且其設有一電源插孔91，電源插孔91係用以提供電源轉換器70之接頭71插接於其中，藉以透過電源插座10a而將交流電源80供予之電力傳送至電子裝置90。如圖4及圖5所示，於本發明之一實施例中，電源插座10a包括有第一接腳12a、第二接腳14a及第三接腳16a；電源插座10a之第一接腳12a係於電源轉換器70之接頭71插接於電源插座10a時，電性連接電源轉換器70；第二接腳14a係電性連接直流電源10b；第三接腳16a之一端接地，且其包括有一彈性端161a，該彈性端161a係於電源轉換器70之接頭71未插接於電源插座10a時，觸碰第二接腳14a。

如圖2及圖5所示，於本發明之一實施例中，充電模組20係電性連接電源插座10a之第一接腳12a、控制模組40及電池93，其係用以調整電池93充電電流之大小。於本發明之具體實施例中，充電模組20為充電晶片(Charge IC)。

於本發明之一實施例中，判斷模組30係用以判斷電源轉換器70是否發生過電流保護。於本發明之具體實施例中，判斷模組30為軟體程式，其係被載於處理器60中而執行，惟本發明之判斷模組30並不以此為限，判斷模組30也可配置為硬體裝置、韌體、電路迴路或其他適當型式配置。

於本發明之一實施例中，控制模組40係電性連接電源插座10a之第二接腳14a及處理器60，其係可用以控制充電模組20。於本發明之具體實施例中，控制模組40為嵌入式控制器(Embedded Controller)，惟本發明並不以此為限。

於本發明之一實施例中，顯示模組50係用以顯示訊息於電子裝置91之顯示螢幕92上(如圖1所示)。於本發明之實施例中，本發明之顯示模組50可為軟體程式、硬體裝置、韌體、電路迴路或其他適當型式配置。

請參考圖2至圖7。其中圖3係本發明之判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法之步驟流程圖；圖6係表示電源插座於接頭插接於電源插孔時之側面示意圖；圖7係表示電源插座於接頭插接於電源插孔時之電路示意圖。

如圖3所示，其係關於本發明之一具體實施例之步驟流程圖，而以下將配合圖4至圖7以說明本發明之判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法之步驟流程。

首先進行步驟S1：當電源轉換器70透過接頭71插接於電子裝置90之電源插孔91時，透過訊號產生裝置10產生第一訊號。

如圖4及圖5所示，於本發明之一實施例中，本發明之訊號產生裝置10包括有前述之電源插座10a及直流電源10b，電子裝置90之電源插孔91設於電源插座10a。當電源轉換器70尚未透過接頭71插接於電源插孔91時，由於電源插座10a之第三接腳16a之彈性端161a係與第二接腳14a為接觸狀態，因此電性連接於第二接腳14a之直流電源10b所產生之電流將會經由第三接腳16a而依圖5所示之箭頭指向流動。如圖6及圖7所示，當電源轉換器70之接頭71進入至電源插座10a內時，該接頭71將會擠壓第三接腳16a之彈性端161a，致使該彈性端161a因壓迫而退離開第二接腳14a，此時由於第二接腳14a與第三接腳16a不再接觸，因此直流電源10b之電流即可透過第二接腳14a而傳遞至控制模組40(如圖7所示之箭頭指向)，形成第一訊號，藉此，即可使訊號產生裝置10於電源轉換器70透過接頭71插接於電源插孔91時，產生第一訊號。

接著進行步驟S2：當一交流電源80產生之電流透過電源轉換器70而傳遞至電子裝置90時，透過充電模組20產生第二訊號。

當電源轉換器70之接頭71插接於電子裝置90之電源插孔91時，一旦電源轉換器70電性連接於一有供電之交流電源80時，原則上交流電源80產生之電流係會透過電源轉換器70而傳遞至電子裝置90，且該電流會傳遞至充電模組20，之後再藉由充電模組20以調控分配流至電池93之電流大小以及流至控制模組40、處理器60之電流大小，其中流至控制模組40之電流即形成第二訊號。而當交流電源80停止供電或電源轉換器70未電性連接交流電源80，又或者是當電源轉換器70因過電流而發生斷電保護時，由於交流電源80產生之電流無法傳遞至充電模組20，因此充電模組20即無法藉由交流電源80產生之電流產生第二訊號。

進行步驟S3：判斷第一訊號是否產生及第二訊號是否未產生。

由前述說明可知，本發明可透過訊號產生裝置10產生第一訊號，透過充電模組20產生第二訊號。下表即為依據第一訊號及第二訊號是否產生而排列組合出之各種狀況及對應代表之判斷結果：

由於第一訊號未產生即代表電源轉換器70之接頭71未插接於電子裝置90之電源插孔91中，因此於此情形下，藉由前述之說明，是不可能會有第二訊號產生(交流電源80產生之電流要傳遞至充電模組20之前提必須電源轉換器70有與電子裝置90電性連接)，因此表格當中之第一種情況是不可能存在。而表格當中之第二種情況即為正常的電池供電狀態。

當電源轉換器70之接頭71插接於電子裝置90之電源插孔91中，前已述及，此時訊號產生裝置10將會產生第一訊號。假設於此情形下，第二訊號也有產生，即表示當電源轉換器70之接頭71插接於電源插孔91時，交流電源80產生之電流可正常供應至電子裝置90，屬一般正常由外接電源供電之狀態。反之，當電源轉換器70之接頭71插接於電源插孔91，而第二訊號未產生時，即表示交流電源80停止供電，或者其所產生之電流無法正常傳遞至電子裝置90內，而後者情形發生之原因則有以下兩種可能：

1、電源轉換器70未電性連接交流電源80(即表示使用者未將電源轉換器之插頭插到插座上)。

2、電源轉換器70與交流電源80有電性連接，但由於電子裝置90目前之需求總功率(包含電池93需求功率及電池93以外之其他元件所需之需求功率)大於電源轉換器70所能負載之最大功率，因此電源轉換器70發生過電流斷電保護。

因此，由以上說明可知，藉由第一訊號及第二訊號是否產生，可產生有不同的判斷結果，且其中只有當第一訊號有產生而第二訊號未產生時，判斷結果才包括有電源轉換器70發生過電流保護此一判斷之結果，因此，即可以此判斷出電源轉換器70是否發生過電流保護。

進行步驟S4：降低對電池93供電之電流量。

當判斷模組30於步驟S3得知第一訊號有產生而第二訊號未產生時，即表示電源轉換器70有發生過電流保護之可能，也代表著電子裝置90之需求總功率太大，以致其大於電源轉換器70所能承載之預設最大功率；因此，為了減少或防止電子裝置90過電流斷電保護之發生，一旦經由前揭步驟判斷出電源轉換器70已發生過電流保護，將透過控制模組40之控制，執行降低電子裝置90之需求總功率之動作。於本發明之一具體實施例中，本發明之控制模組40係可控制充電模組20，而使充電模組20停止對電池93進行充電或降低對電池93充電時之充電電流量，藉以降低電子裝置90之需求總功率。舉例而言，假設正常情況下，充電模組20對電池93充電之充電電流為2安培(Ampere)，對系統供電之電流為3安培(故電子裝置90之總需求電流量共為5安培)，一旦經由前述步驟判斷出電源轉換器70已發生過電流保護了，控制模組40便會控制充電模組20，使充電模組20對電池93充電之充電電流降低為1安培(即降低電子裝置90之總需求電流量至4安培)，藉此即可降低電子裝置90之需求總功率大於電源轉換器70可負載之最大預設功率之機率，從而可減少電源轉換器70發生過電流斷電保護之次數。由於透過控制模組40控制充電模組20對電池93充電之行為係為目前既有之習知技術，且該項技術已廣泛應用於目前充電電池管理之領域上，故對此將不再多做贅述。

需注意的是，於本發明之具體實施例中，前述(及以下將述及)用以降低電子裝置90之需求總功率之動作，雖係以透過降低充電電流或停止對電池93充電之方式來達成，惟本發明並不以此為限；也可藉由減少對系統供電之方式以達成降低需求總功率之目的(例如：降低處理器60之運算速度，以減少處理器60運算時之功率)。

進行步驟S5：判斷第一訊號是否產生及第二訊號是否未產生。

當降低了對電池93充電之充電電流後，判斷模組30可繼續依據第一訊號是否產生及第二訊號是否未產生來判斷電源轉換器70是否又發生過電流保護。

進行步驟S6：停止對電池93充電。

於本發明之一實施例中，當於步驟S5再次判斷出電源轉換器70發生過電流保護，而充電模組20對電池93充電之充電電流又已被降至最低時，控制模組40將控制充電模組20關閉對電池93充電之充電路徑，而使充電模組20停止對電池93充電，藉此再更進一步地降低電子裝置90整體需求總功率。

進行步驟S7：判斷第一訊號是否產生及第二訊號是否未產生。

停止對電池93充電後，判斷模組30依然可繼續依據第一訊號是否產生及第二訊號是否未產生來判斷電源轉換器70是否又發生過電流保護。

進行步驟S8：顯示電源轉換器70發生過電流保護或電源轉換器70未電性連接交流電源80。

於本發明之一實施例中，一旦停止對電池93充電後，而電源轉換器70依然發生過電流保護之狀況時，本發明之控制系統1之顯示模組50將會於電子裝置90之顯示螢幕92顯示電源轉換器70發生過電流保護或電源轉換器70未電性連接該交流電源80之訊息，藉以告知使用者電源轉換器70可能發生過電流保護了或提醒其可能未將插頭插至插座上，供使用者參考。

需注意的是，上述實施方式僅例示本發明之較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域之通常知識者應可理解，上述各模組或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節之習知模組或元件。各模組或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模組間未必不存在其他模組或元件。舉例而言，本發明之訊號產生裝置10未必包括電源插座10a，也可由其他裝置，透過與電源插座10a電性連接而於電源轉換器70之接頭71插接至電源插座10a時產生訊號。再舉例言之，於前述實施例中，雖係於停止對電池93充電後又發生過電流保護時，才顯示發生過電流保護之訊息，但本發明並不以此為限，也可於每次執行完降低(或關閉)對電池充電之充電流後，立即顯示該些資訊，以及時告知使用者知悉。再舉例言之，當充電模組20停止對電池93充電後，而電源轉換器70依然發生過電流保護之狀況時，於前述步驟S8雖執行顯示訊息之步驟，惟本發明並不以此為限，此時也可嘗試以他種方式降低電子裝置90之需求總功率(例如：降低螢幕亮度或降低處理器60之運算速度)，待該電子裝置90已無法透過控制模組40來降低其需求總功率，而電源轉換器70又發生過電流保護時，才執行顯示該些資訊之動作。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，懇請　貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1．．．控制系統

10．．．訊號產生裝置

10a．．．電源插座

12a．．．第一接腳

14a．．．第二接腳

16a．．．第三接腳

161a．．．彈性端

10b．．．直流電源

20．．．充電模組

30．．．判斷模組

40．．．控制模組

50．．．顯示模組

60．．．處理器

70．．．電源轉換器

71．．．接頭

80．．．交流電源

90．．．電子裝置

91．．．電源插孔

92．．．顯示螢幕

93．．．電池

圖1係表示一種可適用本發明之控制系統之電子裝置之示意圖。

圖2係本發明之控制系統之系統架構圖。

圖3係本發明之判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法之步驟流程圖。

圖4係表示電源插座於接頭尚未插入電源插孔時之側面示意圖。

圖5係表示電源插座於接頭尚未插入電源插孔時之電路示意圖。

圖6係表示電源插座於接頭插接於電源插孔時之側面示意圖。

圖7係表示電源插座於接頭插接於電源插孔時之電路示意圖。

1．．．控制系統

10．．．訊號產生裝置

20．．．充電模組

30．．．判斷模組

40．．．控制模組

50．．．顯示模組

60．．．處理器

70．．．電源轉換器

80．．．交流電源

93．．．電池

Claims (14)

1. 一種判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法，係用於一電子裝置，該電子裝置係可透過一電源轉換器而電性連接一交流電源，該方法包括以下步驟：當該電源轉換器之一接頭插接於該電子裝置之一電源插孔時，透過一訊號產生裝置產生一第一訊號；當該交流電源產生之一電流透過該電源轉換器而傳遞至該電子裝置時，透過一充電模組產生一第二訊號；以及根據該第一訊號及該第二訊號是否產生，產生一判斷結果，以判斷該電源轉換器是否發生過電流保護，其中當該第一訊號有產生而該第二訊號未產生時，該判斷結果包括該電源轉換器發生過電流保護或該電源轉換器未電性連接該交流電源。
2. 如申請專利範圍第1項所述之判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法，其中該訊號產生裝置包括一電源插座及一直流電源，該電源插孔係設於該電源插座，該電源插座包括一第二接腳及一第三接腳，其中該第二接腳電性連接該直流電源，該第三接腳接地，且其包括一觸碰於該第二接腳之彈性端，當該電源轉換器透過該接頭插接於該電源插孔時，該接頭係擠壓該彈性端，而使該彈性端退離該第二接腳，藉以使該電源插座可藉由該直流電源產生該第一訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法，該方法更包括以下步驟： 當該第一訊號有產生而該第二訊號未產生時，透過一控制模組之控制，以降低該電子裝置之一需求總功率。
4. 如申請專利範圍第3項所述之判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法，該方法更包括以下步驟：當該電子裝置已無法透過該控制模組降低該需求總功率，而該第一訊號有產生且該第二訊號未產生時，透過一顯示模組以顯示該電源轉換器發生過電流保護或該電源轉換器未電性連接該交流電源之訊息。
5. 如申請專利範圍第1項所述之判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法，該方法更包括以下步驟：當該第一訊號有產生而該第二訊號未產生時，透過一顯示模組以顯示該電源轉換器發生過電流保護或該電源轉換器未電性連接該交流電源之訊息。
6. 如申請專利範圍第3項所述之判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法，其中該控制模組係控制該充電模組，以使該充電模組停止對一電池進行充電或降低對該電池充電時之充電電流量，藉以降低該需求總功率。
7. 如申請專利範圍第6項所述之判斷電源轉換器是否發生過電流保護之方法，該方法更包括以下步驟：當該充電模組停止對該電池進行充電後，而該第一訊號有產生且該第二訊號未產生時，透過一顯示模組以顯示該電源轉換器發生過電流保護或該電源轉換器未電性連接該交流電源之訊息。
8. 一種控制系統，係適用於一電子裝置，該電子裝置係可透過一電源轉換器而電性連接一交流電源，該電子裝置包括一電源插孔，該電源轉換器包括一接頭，該控制系統包括：一訊號產生裝置，係用以當該接頭插接於該電源插孔時，產生一第一訊號；一充電模組，係用以當該交流電源產生之一電流透過該電源轉換器而傳遞至該電子裝置時，產生一第二訊號；以及一判斷模組，係用以根據該第一訊號及該第二訊號是否產生，以判斷該電源轉換器是否發生過電流保護，其中當該第一訊號有產生而該第二訊號未產生時，判斷該電源轉換器發生過電流保護或該電源轉換器未電性連接該交流電源。
9. 如申請專利範圍第8項所述之控制系統，其中該訊號產生裝置包括一電源插座及一直流電源，該電源插孔係設於該電源插座，該電源插座包括一第二接腳及一第三接腳，其中該第二接腳電性連接該直流電源，該第三接腳接地，且其包括一觸碰於該第二接腳之彈性端，當該電源轉換器透過該接頭插接於該電源插孔時，該接頭係擠壓該彈性端，而使該彈性端退離該第二接腳，藉以使該電源插座可藉由該直流電源產生該第一訊號。
10. 如申請專利範圍第9項所述之控制系統，更包括一控制模組，該控制模組係用以當該第一訊號有產生而該第二訊號未產生時，降低該電子裝置之一需求總功率。
11. 如申請專利範圍第10項所述之控制系統，更包括一顯示模組，該顯示模組係用以當該電子裝置已無法透過該控制模組降低該需求總功率，而該第一訊號有產生且該第二訊號未產生時，顯示該電源轉換器發生過電流保護或該電源轉換器未電性連接該交流電源之訊息。
12. 如申請專利範圍第8項所述之控制系統，更包括一顯示模組，該顯示模組用以當該第一訊號有產生而該第二訊號未產生時，顯示該電源轉換器發生過電流保護或該電源轉換器未電性連接該交流電源之訊息。
13. 如申請專利範圍第10項所述之控制系統，其中該控制模組係用以當該第一訊號有產生而該第二訊號未產生時，控制該充電模組，以使該充電模組停止對一電池進行充電或降低對該電池充電時之充電電流量，藉以降低該需求總功率。
14. 如申請專利範圍第13項所述之控制系統，更包括一顯示模組，該顯示模組用以當該充電模組停止對該電池進行充電後，而該第一訊號有產生且該第二訊號未產生時，顯示該電源轉換器發生過電流保護或該電源轉換器未電性連接該交流電源之訊息。