TWI464590B - 一種具有供電開關之手持式電腦系統 - Google Patents

Description

一種具有供電開關之手持式電腦系統

本發明是有關於一種手持式電腦系統，且特別是有關於一種具有供電開關之手持式電腦系統。

在科技發展日新月異的現今時代中，應用手持式電腦系統來處理事務已為主流的企業營運趨勢。一般來說，手持式電腦系統中配置有電池電路，所以可以在無法利用市電(Wall Outlet)做為供電之應用場合中，做為手持式電腦之供電電源。在現有之技術中，手持式電腦系統中之電池電路可分為內建式(Recognized)或為替換式(Listed)。

在現有技術中，手持式電腦系統是由系統軟體(例如是在系統程式(Operation System)中有相關於電池電量之顯示)，來提供電池之剩餘電量資訊。然而，如何針對手持式電腦系統設計出更具有便利性之電池電量通知機制，藉此更有效率地通知使用者知道電池電路之剩餘電量資訊，為業界不斷致力的方向之一。

本發明係有關於一種手持式電腦系統，相較於傳統應用於手持式電腦系統，本發明相關之手持式電腦系統具有可便利地顯示其電池電路之剩餘電量資訊之優點。

根據本發明之第一方面，提出一種手持式電腦系統，包括電池、電源開關及電腦單元。電池提供供電訊號。電 源開關電性連接至電池，以接收供電訊號。電腦單元包括嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)、驅動電路及使用者介面裝置。EC回應於供電訊號判斷電池是否滿足一電量不足條件，若是則提供驅動供電訊號。驅動電路根據驅動供電訊號判斷供電訊號是否滿足第一低電壓條件，若是則觸發相關於供電訊號之位準的第一警示事件。使用者介面裝置回應於第一警示事件觸發第一使用者事件。電源開關更回應於第一操作事件為導通，以提供供電訊號對電腦單元進行供電；及回應於第二操作事件為關閉，以使電池與電腦單元為實質上浮接(Floating)，藉此控制電腦單元處於斷電狀態。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第1圖，其繪示應用本發明實施例之手持式電腦系統的方塊圖。手持式電腦系統1包括電池10、電源開關20及電腦單元30。電池10與電腦單元30係以經由電源開關20電性連接。電池10用以提供供電訊號sp。

電源開關20接收供電訊號sp，電源開關20更回應於使用者觸發之操作事件Ev選擇性地導通，以提供供電訊號sp至電腦單元30，藉此對電腦單元30進行提供供電電壓VCC操作。舉例來說，電源開關20可為具有如第2圖所示之結構的指撥開關，操作事件Ev為使用者將電源開關20撥動至導通位置或撥動至關閉位置之操作事件。在 使用者欲正常地操作手持式電腦系統1之情形中，使用者係將電源開關20撥動至導通位置，藉此電源開關20可對應地回應於前述操作事件Ev為導通，以將供電訊號sp提供至電腦單元30。

電腦單元30包括嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)32、驅動電路34及使用者介面裝置36。EC 32回應於供電訊號sp，判斷電池10是否滿足電量不足條件。在一個例子中，EC 32執行庫侖計算法(Coulomb Counting)，來對電池10之剩餘電量進行較為精確之估計。當EC 32判斷電池10之剩餘電量小於或等於一特定臨界值時，EC 32判斷電池32滿足此電量不足條件，並對應地提供驅動供電訊號spx至驅動電路34。舉例來說，驅動供電訊號spx與電池10所提供之供電訊號sp具有實質上相同之電壓位準，而此特定臨界值可設定為電池10欲進行動態補償放電電壓(Compensation End of Discharge voltage，CEDV)操作之臨界電量，例如是電池10之電量的百分之七。

當驅動電路34接收到驅動供電訊號spx時，表示電池10滿足此電量不足條件。在此前提下，驅動電路34根據驅動供電訊號spx，判斷供電訊號sp是否滿足第一低電壓條件。舉例來說，此第一低電壓條件為供電訊號sp之電壓位準實質上低於第一下限臨界電壓值之條件。當供電訊號sp滿足此第一低電壓條件時，驅動電路34係觸發第一警示事件；使用者介面裝置36回應於此第一警示事件，觸發第一使用者事件，以通知使用者電池10實質上處於 電量不足之狀態。接下來係舉一實施例，來對本實施例之驅動電路34即使用者介面裝置36之詳細操作進行進一步之說明。

請參照第3圖，其繪示依照本發明實施例之驅動電路34的詳細方塊圖。舉例來說，驅動電路34包括訊號轉換器34a、惠斯登電橋(Wheatstone Bridge)34b及比較電路34c，如第3圖所示。訊號轉換器34a回應於驅動供電訊號spx產生電流轉換訊號Ix。舉例來說，訊號轉換器34a中包括負迴授偏壓組態之運算放大器OP1、電阻R1、R2、R3、R4及R5。當驅動供電訊號spx具有較高之電壓位準時，訊號轉換器34a提供之電流轉換訊號Ix具有較低之電流值；當驅動供電訊號spx具有較低之電壓位準時，訊號轉換器34a提供之電流轉換訊號Ix具有較高之電流值。

惠斯登電橋34b提供控制電壓訊號Va及Vb，惠斯登電橋34b更回應於電流轉換訊號Ix，決定控制電壓訊號Va及Vb間之差值電壓訊號Vx，其中差值電壓訊號Vx之大小與電流轉換訊號Ix之數值、供電訊號sp與驅動供電訊號spx之電壓位準相關。舉例來說，惠斯登電橋34b包括節點Ni、N1、N2、電阻R6、R7、R8、R9及R10。節點Ni用以接收電流轉換訊號Ix，節點N1及N2分別用以輸出控制電壓訊號Va及Vb。電阻R6及R8之一端分別接收參考高位準訊號VDD及參考低位準訊號VSS，另一端耦接至節點N2。電阻R7及R9之一端分別接收參考高位準訊號VDD及耦接至訊號輸入級點Ni，另一端耦接至節點N2。電阻R10之兩端分別耦接至訊號輸入節點Ni及接收該參考 低位準訊號VSS。

更詳細的說，控制電壓訊號Va、Vb及差值電壓訊號Vx分別滿足方程式：

在一個實施例中，電阻R6至R10滿足數值條件：R7×R8=R6×(R9+R10) R9>>R10 R7+R9>>R10將前述條件代入前述差值電壓訊號Vx之方程式中，可推得差值電壓訊號Vx滿足方程式：Vx=Va-Vb=Ix×R10換言之，差值電壓訊號Vx實質上等於電流轉換訊號Ix流經電阻R10所形成之跨壓。據此當訊號轉換器34a未接收到驅動供電訊號spx而電流轉換訊號Ix實質上等於零的情況下，惠斯登電橋34b處於電壓平衡狀態，據此參考電壓訊號Va與Vb具有實質上相同之電壓位準，而差值電壓訊號Vx等於零。

當訊號轉換器34a接收到驅動供電訊號spx而電流轉換訊號Ix大於零的情況下，參考電壓訊號Va與Vb具有不同之電壓位準，而差值電壓訊號Vx實質上等於電流轉 換訊號Ix流經電阻R10所形成之跨壓。據此，隨著供電訊號sp及驅動供電訊號spx因電池10放電而具有越低之位準，電流轉換訊號Ix對應地具有較高之電流值，而差值地壓訊號Vx亦對應地具有較高之電壓值。

比較電路34c包括比較器C1，其用以判斷差值電壓訊號Vx是否實質上大於臨界數值Vr1，藉此判斷供電訊號sp是否滿足此第一低電壓條件(即是判斷供電訊號sp之位準是否實質上低於此第一下限臨界值)。當差值電壓訊號Vx實質上大於臨界數值Vr1時，表示供電訊號sp滿足此第一低電壓條件，而比較器C1提供致能之控制訊號Sd1，以觸發此第一警示事件。當差值電壓訊號Vx小於臨界數值Vr1時，表示供電訊號sp不滿足此第一低電壓條件，而比較器C1提供非致能之控制訊號sd1。

使用者介面裝置36包括發光二極體LD1，其係根據致能之控制訊號sd1為導通，以對應地產生警示光訊號，藉此觸發此第一警示事件，來通知使用者電池10實質上處於電量不足之狀態。據此，驅動電路34可判斷供電訊號sp是否滿足第一低電壓條件，並於供電訊號sp滿足此第一低電壓條件時，控制使用者介面裝置36觸發此第一警示事件。

在本實施例中，雖僅以比較電路34c中包括比較器C1，以經由判斷差值電壓訊號Vx是否實質上大於臨界數值Vr1，以判斷供電訊號sp是否滿足此第一低電壓條件(即是判斷供電訊號sp之位準是否實質上低於此第一下限臨界值)之情形為例做說明，本實施例之比較電路34c並不 侷限於此。

在其他例子中，比較電路34c’更可同時包括兩個比較器C1’及C2，其中比較器C2判斷差值電壓訊號Vx是否實質上大於臨界數值Vr2，藉此判斷供電訊號sp是否滿足第二低電壓條件，並對應地提供控制訊號sd2，如第4圖所示。舉例來說，此第二低電壓條件為供電訊號sp之位準是否實質上低於第二下限臨界值之條件，其中此第二下限臨界值例如小於前述第一下限臨界值。如此，在電池32滿足此電量不足條件的情況下，驅動電路34可以在供電訊號sp滿足此第一低電壓條件時，提供致能之控制訊號Sd1’以觸發前述第一警示事件，並在供電訊號sp滿足此第二低電壓條件時，提供致能之控制訊號sd1’及sd2以觸發一第二警示事件。

在這個例子中，使用者介面裝置36’包括發光二極體LD1’及LD2，其係分別根據致能之控制訊號sd1’及sd2為導通，以對應地產生警示光訊號，藉此觸發此第二警示事件，通知使用者電池10’實質上處於電量不足之狀態。

在本實施例中，雖僅以使用者介面裝置36發光二極體LD1，以產生警示光訊號來觸發此第一警示事件之情形為例做說明，本實施例之使用者介面裝置36並不侷限於此。在其他例子中，驅動電路34亦可為整合有聲音編碼解碼器(Coder Decoder)及音源放大器(Audio Amplifier)之聲音驅動電路，而使用者介面裝置36中為喇叭，而使用者介面裝置36係經由產生警示聲音訊號來觸發此第一警示事件。

前述實施例係說明電源開關20回應於操作事件Ev為導通，而電池10產生之供電訊號sp係被對應地提供至電腦單元30時，本發明實施例之手持式電腦系統1之相關操作。相對地，在電源開關20回應於使用者觸發之操作事件Ev為關閉之操作實例中，電池10與電腦單元30因電源開關20之關閉而為實質上浮接(Floating)，據此電腦單元30係對應地處於斷電狀態。

一般來說，電池10中設置有控制晶片，以在發生諸如電壓過高、電流過高或溫度過高等之操作情形發生時，強制終止電池10之充電或放電操作，藉此達到對電池10進行過電壓保護(Over Voltage Protection)、過電流保護(Over Current Protection)及過溫度保護(Over Temperature Protection)。一旦控制晶片強制終止電池10之充電或放電操作，往往需要使用者進行重新插拔(Re-plug)之操作，以對電池10進行重置。然而對於本實施例之手持式電腦系統1來說，其係設置有可選擇性地切斷電池10及電腦單元30間之供電路徑之電源開關20。這樣一來，使用者亦可經由切換電源開關20，來達到與重新插拔電池10實質上相同之電池重置操作。據此，相較於傳統手持式電腦系統，本發明實施例之手持式電腦系統具有可提升使用者重置電池之便利性之優點。

舉例來說，本實施例之手持式電腦系統中具有即時時脈(Real Time Clock)電路，其中包括即時時脈產生電路及即時時脈供電電池。即時時脈產生電路可選擇性地由手持式電腦系統之系統電源(例如由電池10或由電源供應器 所提供)及由即時時脈供電電池來進行供電。當系統電源未被供應至手持式電腦系統時，即時時脈產生電路根據即時時脈供電電池提供之電力訊號繼續進行相關之時脈計數操作，以提供對應之系統時間資訊。當手持式電腦系統供應有系統電源時，即時時脈產生電路根據系統電源來進行相關之時脈計數提供操作。

另外，本實施例之手持式電腦系統包括EC、驅動電路及使用者介面裝置，其中EC根據電池之供電訊號判斷電池是否滿足電量不足條件，並於電池滿足電量不足條件時提供實質上等於此供電訊號之驅動供電訊號；驅動電路根據此驅動供電訊號判斷此供電訊號是否滿足第一低電壓條件，若是，並觸發第一警示事件驅動使用者介面裝置觸發警示事件。換言之，本實施例之手持式電腦系統可直接以硬體實現電池低電量警示電路。據此，相較於傳統應用於手持式電腦系統，本實施例之手持式電腦系統具有可便利地顯示其電池電路之剩餘電量資訊之優點。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。因此，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。

1‧‧‧手持式電腦系統

10‧‧‧電池

20‧‧‧電源開關

30‧‧‧電腦單元

32‧‧‧嵌入式控制器

34、34’‧‧‧驅動電路

36、36’‧‧‧使用者介面裝置

34a‧‧‧訊號轉換器

34b‧‧‧惠斯登電橋

34c、34c’‧‧‧比較器

R1-R10‧‧‧電阻

OP1‧‧‧運算放大器

Ni、N1、N2‧‧‧節點

C1、C1’、C2‧‧‧比較器

LD1、LD1’、LD2‧‧‧發光二極體

sp‧‧‧供電訊號

spx‧‧‧驅動供電訊號

Ev‧‧‧操作事件

VCC‧‧‧供電電壓

第1圖繪示應用本發明實施例之手持式電腦系統的方塊圖。

第2圖繪示依照本發明實施例之電源開關的詳細方塊圖。

第3圖繪示依照本發明實施例之驅動電路的詳細方塊圖。

第4圖繪示依照本發明實施例之驅動電路的另一詳細方塊圖。

1‧‧‧手持式電腦系統

10‧‧‧電池

20‧‧‧電源開關

30‧‧‧電腦單元

32‧‧‧嵌入式控制器

34‧‧‧驅動電路

36‧‧‧使用者介面裝置

sp‧‧‧供電訊號

spx‧‧‧驅動供電訊號

Ev‧‧‧操作事件

Claims (6)

1. 一種手持式電腦系統，包括：一電池，用以提供一供電訊號；一電源開關，電性連接至該電池，以接收該供電訊號；以及一電腦單元，耦接至該電源開關，該電源開關提供該供電訊號對該電腦單元進行供電，該電腦單元包括：一嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)，回應於該供電訊號來判斷該電池是否滿足一電量不足條件，當該電池滿足該電量不足條件時，該EC更提供一驅動供電訊號；一驅動電路，根據該驅動供電訊號判斷該供電訊號是否滿足一第一低電壓條件，當該供電訊號滿足該第一低電壓條件時，該驅動電路係觸發一第一警示事件，其中該第一低電壓條件與該供電訊號之位準相關；及一使用者介面裝置，回應於該第一警示事件觸發一第一使用者事件；其中，該電源開關更回應於一第一操作事件為導通，以提供該供電訊號對該電腦單元進行供電；其中，該電源開關更回應於一第二操作事件為關閉，以使該電池與該電腦單元為浮接(Floating)，藉此控制該電腦單元處於一斷電狀態；其中該驅動電路包括：一訊號轉換器，回應於該驅動供電訊號產生一電流轉換訊號； 一惠斯登電橋(Wheatstone Bridge)，用以提供一第一控制電壓訊號及一第二控制電壓訊號，該惠斯登電橋更回應於該電流轉換訊號決定該第一及該第二控制電壓訊號間之一差值電壓訊號，該差值電壓訊號之大小與該驅動供電訊號相關；及一比較電路，判斷該差值電壓訊號是否大於一臨界數值，以判斷該供電訊號是否滿足該第一低電壓條件，當該供電訊號滿足該第一低電壓條件時，該比較電路提供一第一控制訊號以觸發該第一警示事件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之手持式電腦系統，其中該惠斯登電橋包括：一訊號輸入節點；一第一節點及一第二節點，分別具有該第一及該第二控制電壓訊號；一第一電阻(R6)及一第二電阻(R8)，第一端分別接收一參考高位準訊號及一參考低位準訊號，第二端耦接至該第二節點；一第三電阻(R7)及一第四電阻(R9)，第一端分別接收該參考高位準訊號及耦接至該訊號輸入節點，第二端耦接至該第一節點；及一第五電阻(R10)，第一端及第二端分別耦接至該訊號輸入節點及接收該參考低位準訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之手持式電腦系統， 其中該第一至該第五電阻滿足條件：R7×R8=R6×(R9+R10)R6至R10分別表示該第一至該第五電阻。
4. 如申請專利範圍第1項所述之手持式電腦系統，其中該使用者介面裝置包括：一發光二極體(Light Emitting Diode，LED)電路，用以回應於該第一控制訊號為致能，以產生一警示光訊號，藉此觸發該第一使用者事件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之手持式電腦系統，其中該驅動電路更根據該驅動供電訊號判斷該供電訊號是否滿足一第二低電壓條件，當該供電訊號滿足該第二低電壓條件時，該驅動電路係觸發一第二警示事件，其中該第二低電壓條件與該供電訊號之位準相關；其中，該使用者介面裝置更回應於該第二警示事件觸發一第二使用者事件。
6. 如申請專利範圍第1項所述之手持式電腦系統，其中該驅動電路包括：一編碼解碼器(Coder Decoder，CODEC)電路，用以提供一第一聲音控制訊號以作為該第一警示事件；及其中，該使用者介面裝置更包括：一聲音放大器(Audio Amplifier)，回應於該第一聲音控制訊號產生一放大聲音控制訊號；及 一喇叭電路，回應於該放大聲音控制訊號為致能，以產生一警示聲音訊號，藉此觸發該第一使用者事件。