TWI489721B - 攜帶式電子裝置及其電源管理方法 - Google Patents

Description

攜帶式電子裝置及其電源管理方法

本發明是有關於一種攜帶式電子裝置，且特別是有關於一種攜帶式電子裝置的電源管理方法。

請參照圖1，圖1繪示習知的攜帶式電子裝置120與其電源適配器110的配置圖。其中，攜帶式電子裝置120中包括電源管理器121、控制器122以及由電阻R1及R2建構的分壓電路，而電源適配器110中則包括電壓源VAC以及偵測電路111。當電源適配器110連接至攜帶式電子裝置120時，電壓源VAC提供交流的供應電壓至攜帶式電子裝置120的電源管理器121。電源管理器121則發送出信號以通知控制器122關於攜帶式電子裝置120與電源適配器110的連接信息。在此同時，控制器122則可以透過電阻R1及R2所構成的分壓電路，或是偵測電路111所提供的信息來得知電源適配器110的類型。控制器122並可依據所得知的電源適配器110的類型來控制電源管理器121以限制供應電壓所產生的輸入電流，進以避免電源適配器110產生過載的現象。

習知的電源適配器110為了避免發生過載的現象，電源適配器110內部以及其所對應的攜帶式電子裝置120中，需要額外增加硬體電路。因此，這種習知技術需要增加額外的成本，降低產品的競爭力。

本發明提供一種攜帶式電子裝置，在低成本的考量下防止電源適配器發生過載的現象。

本發明提供一種適用於電子裝置的電源管理方法，可有效防止電源適配器發生過載的現象。

本發明的攜帶式電子裝置包括電源管理器以及控制器。電源管理器，用以耦接電源適配器以接收電源適配器所產生的供應電源。電源管理器偵測供應電源的電壓值變化是否大於一預設範圍以決定是否產生偵測信號。電源管理器並依據供應電源所提供的輸入電流以產生電流偵測值。控制器耦接電源管理器，接收偵測信號以及電流偵測值，控制器並依據接收偵測信號的接收狀態以及電流偵測值來產生輸入電流限制值。其中，輸入電流限制值用以供應至電源管理器，電源管理器更依據輸入電流限制值管控輸入電流。

本發明的電源管理方式適用於電子裝置，其步驟包括：接收電源適配器所產生的供應電源，並偵測供應電源的電壓值變化是否大於預設範圍以決定是否產生偵測信號；依據供應電源所 提供的輸入電流以產生電流偵測值；接收偵測信號以及電流偵測值，並依據偵測信號的接收狀態以及電流偵測值來產生輸入電流限制值；再依據輸入電流限制值來進行輸入電流的管控。

基於上述，本發明藉由電源管理器所產生的偵測信號的產生狀態來判斷電源適配器是否已發生過載的現象，並在電源適配器發生過載的狀態時，計算出電源適配器此時所提供的輸入電流，再依據這個輸入電流計算出新的輸入電流限制值。如此一來，電源管理器可以透過這個新的輸入電流限制值來管控電源適配器所提供的輸入電流，有效防止電源適配器發生過載的現象。

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。

120、220、320、520‧‧‧攜帶式電子裝置

110、210、310、510‧‧‧電源適配器

121、221、321、521‧‧‧電源管理器

122、222、322、522‧‧‧控制器

323‧‧‧電流偵測器

R1、R2、R3‧‧‧電阻

VAC‧‧‧電壓源

111‧‧‧偵測電路

VIN‧‧‧供應電源

ACDET‧‧‧偵測信號

ADIA‧‧‧電流偵測值

CLV‧‧‧輸入電流限制值

CT‧‧‧通信線路

DR‧‧‧偵測結果

I1‧‧‧輸入電流

OP1‧‧‧放大器

V1‧‧‧電壓差

S610~S670‧‧‧電源管理步驟

圖1繪示習知的攜帶式電子裝置120與其電源適配器110的配置圖。

圖2繪示本發明一實施例的攜帶式電子裝置220的示意圖。

圖3繪示本發明另一實施例的攜帶式電子裝置320的示意圖。

圖4繪示本發明實施例的電源管理器321及電流偵測器323的示意圖。

圖5繪示本發明更一實施例的攜帶式電子裝置520的示意圖。

圖6繪示本發明一實施例的電源管理方式的流程圖。

請參照圖2，圖2繪示本發明一實施例的攜帶式電子裝置220的示意圖。攜帶式電子裝置220耦接至電源適配器210以接收供應電源VIN。其中，供應電源VIN是由電源適配器210中的電壓源VAC所產生的交流電壓。攜帶式電子裝置220包括電源管理器221以及控制器222。

電源管理器221耦接至電源適配器210以接收供應電源VIN，電源管理器221可偵測供應電源VIN的電壓值變化是否大於一預設範圍以決定是否產生偵測信號ACDET。具體來說明，電源管理器221可及時的偵測供應電源VIN的電壓值有無發生下降的現象，在當供應電源VIN的電壓值穩定的大於一個預設的臨界值時，電源管理器221產生偵測信號ACDET，並傳送偵測信號ACDET至控制器222。相對的，在當供應電源VIN的電壓值下降至低於一個預設的臨界值時，電源管理器221則停止產生偵測信號ACDET。值得注意的是，供應電源VIN的電壓值會發生變動的原因，可能是攜帶式電子裝置220對電源適配器210所產生的供應電源VIN抽取了一個過大的電流，導致電源適配器210所產生的供應電源VIN無法維持在原有的電壓準位上，簡單說，就是電源適配器210發生過載的現象。當然，供應電源VIN的電壓值會發生變動的原因也有可能是電源適配器210停止提供供應電源VIN至攜帶式電子裝置220，也就是說，電源適配器210已停止動 作或是電源適配器210與攜帶式電子裝置220的耦接關係被解除。

值得一提的是，在當電源適配器210發生過載的現象時，電源管理器221會因為供應電源VIN的電壓值的下降而停止供應偵測信號ACDET至控制器222。這個現象並不會一直持續下去，當攜帶式電子裝置220的消耗功率下降時，供應電源VIN的電壓值將會回復到原來的電壓準位上。也因此，電源管理器221可重新產生並提供偵測信號ACDET至控制器222。

在本實施例中，控制器222可以在一個預設的時間區間中判斷接收到偵測信號ACDET的次數，來判斷出電源適配器210有無發生過載的現象。舉例來說，控制器222可依據偵測信號ACDET出現及消失的次數有無大於預設臨界值，來判斷出電源適配器210有發生過載的現象。

在另一方面，若控制器222偵測出偵測信號ACDET消失，並在之後持續一段時間內，都未再接收到偵測信號ACDET時，控制器222可以判定電源適配器210以不再產生並提供供應電源VIN至攜帶式電子裝置220。也就是說，電源適配器210可能已被拔除。

在另一方面，電源管理器221並可依據供應電源VIN所提供的輸入電流來產生電流偵測值ADIA，並將電流偵測值ADIA提供至控制器222。控制器222則可以在當電源適配器210發生過載現象的情況下，依據電流偵測值ADIA來產生輸入電流限制值CLV。控制器222並將輸入電流限制值CLV傳送至電源管理器 221，電源管理器221則可依據所接收到的輸入電流限制值CLV來管控供應電源VIN所提供的輸入電流。

具體來說明，在當電源適配器210發生過載現象的情況下，電流偵測值ADIA表示當時供應電源VIN所提供的輸入電流的電流值。也就是說，此時的電流偵測值ADIA接近於電源適配器210所可以提供的最大輸入電流。控制器222則可以針對電流偵測值ADIA進行調降的動作，並藉以產生輸入電流限制值CLV，例如，控制器222可將電流偵測值ADIA乘以一個小於1的比例值(例如95%或是90%)來產生輸入電流限制值CLV。如此一來，電源管理器221依據輸入電流限制值CLV來控管電源適配器210所提供的輸入電流，就可以很安全而不會發生過載的現象。

附帶一提的，在初始狀態下，攜帶式電子裝置220中的電源管理器221中記錄有原始的輸入電流限制值。在當攜帶式電子裝置220第一次連接到電源適配器210時，電源管理器221可依據這個原始的輸入電流限制值來控管電源適配器210所產生的輸入電流。而當電源適配器210發生過載現象時，新產生的輸入電流限制值CLV就可以用來更新原始的輸入電流限制值，並作為電源管理器221控管電源適配器210所產生的輸入電流的依據。

在本實施例中，攜帶式電子裝置220更包括通信線路CT。通信線路CT耦接在電源管理器221與控制器222間。控制器222可藉由通信線路CT來傳送輸入電流限制值CLV至電源管理器221。

以下請參照圖3，圖3繪示本發明另一實施例的攜帶式電子裝置320的示意圖。攜帶式電子裝置320包括電源管理器321、控制器322以及電流偵測器323。與前述實施例中的攜帶式電子裝置220不同的，攜帶式電子裝置320另包括電流偵測器323。電流偵測器323耦接在電源管理器321以及電源適配器310間。電流偵測器323接收並依據供應電壓VIN所提供的輸入電流以產生偵測結果DR。偵測結果DR被提供至電源管理器321。電源管理器321可以接收並針對偵測結果DR進行N倍的放大(N大於等於1)來產生電流偵測值ADIA。

請參照圖4，圖4繪示本發明實施例的電源管理器321及電流偵測器323的示意圖。其中，電流偵測器323為電阻R3。電阻R3接收供應電壓VIN以接收輸入電流I1。輸入電流I1通過電阻R3並使電阻R3的兩端間產生電壓差V1(亦即偵測結果DR)，其中，V1=I1×R3。電源管理器321則包括放大器OP1，放大器OP1的兩輸入端分別耦接至電阻R3的兩端。放大器OP1的輸出端針對電壓差V1進行放大，並產生電流偵測值ADIA。其中，電流偵測值ADIA可以表示為ADIA=A×V1=A×I1×R3。A為放大器OP1的增益。

由上述的說明可以推得電源適配器310的輸出功率W，其中W=I1×VIN=(V1/R3)×VIN=VIN×((ADIA/A)/R3)。

以下再請參照圖5，圖5繪示本發明更一實施例的攜帶式電子裝置520的示意圖。攜帶式電子裝置520包括電源管理器521 以及控制器522，攜帶式電子裝置520耦接至電源適配器510以接收供應電源VIN。與前述實施例不相同的，控制器522更直接連接至電源適配器510以接收供應電源VIN。在本實施例中，控制器522更可直接依據供應電源VIN的供應狀態以判斷攜帶式電子裝置510與電源適配器520的耦接狀態。

以下請參照圖6，圖6繪示本發明一實施例的電源管理方式的流程圖。在步驟S610中，電源適配器被連接至電子裝置，並開始提供供應電源至電子裝置。在步驟S620中，判斷電子裝置是否第一次被連接到電源適配器，若判斷的結果為是時，則依據原始的輸入電流限制值來進行電子裝置的功耗限制(步驟S630)。弱步驟S620的判斷結果為否時，則進行步驟S640以判斷是否持續接收到偵測信號。若在步驟S640有持續接收到偵測信號，則表示電源適配器沒有發生過載的現象，而可以正常工作。

相對的，若在步驟S640有發生無法接收到偵測信號的現象時，則執行步驟S650以判斷電源適配器是否已被移除。若電源適配器確認是被移除了，則結束此流程。相反的，若是電源適配器並未被移除，則表示電源適配器發生過載的現象，並執行步驟S660以進行輸入電流限制值的計算，接著，使電源管理器接收計算出來的輸入電流限制值。並使電源管理器依據輸入電流限制值來限制輸入電流的大小(步驟S670)。

關於本實施例中的相關實施細節，在前述的多個實施例即實施方式都有詳細的說明，以下恕不多贅述。

綜上所述，本發明利用控制器來偵測電源管理器所提供的偵測信號的產生狀態來判斷電源適配器是否發生過載的現象，並在當電源適配器發生過載的現象時，計算電源適配器所供應的輸入電流，再透過這個輸入電流來獲得輸入電流限制值。利用這個電流限制值來做為電源管理器控管攜帶式電子裝置功耗的依據，將可以有效的防止電源適配器過載現象的產生，確保產品的安全。此外，本發明僅透過簡單的硬體設置，加上對應的軟、韌體的配合，即可有效的實施，並不需要大量的硬體成本。

210‧‧‧電源適配器

220‧‧‧攜帶式電子裝置

221‧‧‧電源管理器

222‧‧‧控制器

VIN‧‧‧供應電源

VAC‧‧‧電壓源

ACDET‧‧‧偵測信號

ADIA‧‧‧電流偵測值

CLV‧‧‧輸入電流限制值

CT‧‧‧通信線路

Claims (10)

1. 一種攜帶式電子裝置，包括：一電源管理器，用以耦接一電源適配器以接收該電源適配器所產生的一供應電源，該電源管理器偵測該供應電源的電壓值變化是否大於一預設範圍以決定是否產生一偵測信號，該電源管理器並依據該供應電源所提供的一輸入電流以產生一電流偵測值，其中，該電源管理器在該供應電源的電壓值變化大於該預設範圍時，判定該電源適配器上發生過載現象並產生該偵測信號；以及一控制器，耦接該電源管理器，接收該偵測信號以及該電流偵測值，並依據接收該偵測信號的接收狀態以及該電流偵測值來產生一輸入電流限制值，其中，該輸入電流限制值用以供應至該電源管理器，該電源管理器更依據該輸入電流限制值管控該輸入電流。
2. 如申請專利範圍第1項所述的攜帶式電子裝置，其中更包括：一通信線路，耦接在該電源管理器與該控制器間，該控制器藉由該通信線路傳送該輸入電流限制值至該電源管理器。
3. 如申請專利範圍第1項所述的攜帶式電子裝置，其中更包括：一電流偵測器，耦接在該電源適配器與該電源管理器間，該電流偵測器接收並依據該輸入電流以產生一偵測結果，其中，該電源管理器接收該偵測結果，並放大該偵測結果以 產生該電流偵測值。
4. 如申請專利範圍第3項所述的攜帶式電子裝置，其中該電源管理器包括：一放大器，耦接該電流偵測器，該放大器接收該偵測結果並藉由放大該放大結果以產生該電流偵測值。
5. 如申請專利範圍第1項所述的攜帶式電子裝置，其中當該控制器在一時間區間中判斷未接收到該偵測信號的次數大於一預設臨界值時，該控制器判斷該電源適配器發生該過載現象，當該控制器在該時間區間持續未接收到該偵測信號時，該控制器判斷該電源適配器與該攜帶式電子裝置的耦接狀態已被解除。
6. 如申請專利範圍第5項所述的攜帶式電子裝置，其中當該電源適配器發生該過載現象時，該控制器依據該電流偵測值來產生該輸入電流限制值。
7. 如申請專利範圍第1項所述的攜帶式電子裝置，其中該控制器更耦接至該電源適配器以接收該供應電源，該控制器依據該供應電源的供應狀態以判斷該攜帶式電子裝置與該電源適配器的耦接狀態。
8. 一種電源管理方式，適用於一電子裝置，包括：接收一電源適配器所產生的一供應電源，偵測該供應電源的電壓值變化是否大於一預設範圍以決定是否產生一偵測信號，其中，在該供應電源的電壓值變化大於該預設範圍時，判定該電源適配器上發生過載現象並產生該偵測信號； 依據該供應電源所提供的一輸入電流以產生一電流偵測值；接收該偵測信號以及該電流偵測值，依據該偵測信號的接收狀態以及該電流偵測值來產生一輸入電流限制值；以及依據該輸入電流限制值來進行該輸入電流的管控。
9. 如申請專利範圍第8項所述的電源管理方式，其中依據該供應電源所提供的該輸入電流以產生該電流偵測值的步驟包括：偵測該輸入電流以產生一偵測結果；以及放大該偵測結果以產生該電流偵測值。
10. 如申請專利範圍第8項所述的電源管理方式，其中接收該偵測信號以及該電流偵測值並依據接收該偵測信號的接收狀態以及該電流偵測值來產生該輸入電流限制值的步驟包括：在一時間區間中判斷未接收到該偵測信號的次數大於一預設臨界值時，判斷該電源適配器發生該過載現象；在該時間區間持續未接收到該偵測信號時，判斷該電源適配器與該電子裝置的耦接狀態已被解除；以及當該電源適配器發生該過載現象時，依據該電流偵測值來產生該輸入電流限制值。