TWI558058B - 充電系統及其充電方法 - Google Patents

Description

充電系統及其充電方法

本發明是有關於一種充電系統及其充電方法，特別是關於根據電子裝置狀態、充電裝置類別及充電時間以進行充電之充電系統及其充電方法。

隨著科技的進步及發展，以及使用者的需求，現行之電子裝置，大多趨向以薄型化、小型化等型態呈現於世。而在許多的電子裝置中，經常會利用充電電池來供應電子裝置所需之電能，尤其是在平板電腦、手機或PDA(個人數位助理)等便攜式電子裝置中，更是依賴充電電池供應電能。

然而，為求因應電子裝置的薄型化、小型化，電子裝置大多配置較小的電池來作為電源供應。習知技術為達快速充電之目的，大多未對關機充電(OFF mode charging)、開機充電(ON mode charging)或休眠充電(Suspend mode charging)分別進行充電規劃，也因此造成了電池或電子裝置易於充電的過程中而損壞，更嚴重來說甚至導致充電電池燃燒而釀成災害。

綜觀前述問題，本發明之發明人思索並設計一種充電系統及其充電方法，以針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種充電系統及充電方法，以解決習知技術之易造成充電電池或電子裝置損壞的問題。

根據本發明之目的，提出一種充電系統，其包含一偵測模組、一計時模組及一控制模組。偵測模組偵測電子裝置之執行狀態以產生一狀態訊號；偵測模組偵測對電子裝置進行充電之一第一充電裝置或一第二充電裝置，以產生一偵測訊號，且偵測電子裝置之一電源儲存單元之一電壓值。計時模組根據充電之間隔時間累計一計時訊號。控制模組依據狀態訊號判斷電子裝置於一關機狀態時，控制模組若判斷電壓值小於一第一電壓預設值，則控制以一第一電流值對電源儲存單元充電；若判斷電壓值大於或等於第一電壓預設值時，則根據偵測訊號控制以對應第一充電裝置或第二充電裝置之一第二電流值對電源儲存單元充電，且控制模組判斷計時訊號等於或大於對應第一充電裝置或對應第二充電裝置之一預設時間值時，控制停止充電。

較佳地，控制模組可依據狀態訊號判斷電子裝置於一開機狀態時，若控制模組判斷電壓值等於或大於一第二電壓值時，則可控制停止充電；若控制模組判斷電壓值小於第二電壓值時，則可控制以對應第一充電裝置或第二充電裝置之一第三電流值對電源儲存單元充電。

較佳地，控制模組可依據狀態訊號若判斷電子裝置於一休眠狀態，則控制電子裝置於開機狀態下進行充電，當判斷為利用第二充電裝置進行充電時，則可於接收一控制訊號後，控制電子裝置於休眠狀態下進行充電。

較佳地，控制模組可依據計時訊號於一第一間隔時間值，控制偵測模組偵測電源儲存單元之電壓值；若控制模組判斷電壓值等於或大於一第二電壓預設值時，則控制停止充電；若控制模組判斷電壓值小於一第三電壓預設值時，則可控制進行充電。控制模組更可根據偵測訊號判斷為第一充電裝置進行充電時，控制電子裝置進入一開機狀態或為第二充電裝置時，可控制電子裝置進入一預充電狀態。

較佳地，控制模組可依據計時訊號於一第二間隔時間值，控制偵測模組偵測電源儲存單元之電壓值或一溫度值，控制模組判斷電壓值或溫度值等於或大於一第四電壓預設值或一溫度預設值時，則可控制停止充電。

根據本發明之目的，再提出一種充電方法，以應用於一電子裝置，其包含下列步驟：提供一偵測模組偵測電子裝置之執行狀態，以產生一狀態訊號；利用偵測模組偵測對電子裝置進行充電為一第一充電裝置或一第二充電裝置，以產生一偵測訊號；以偵測模組偵測電子裝置之一電源儲存單元之一電壓值；提供一計時模組根據充電之時間產生一計時訊號；提供一控制模組依據狀態訊號判斷電子裝置之執行狀態；若判斷為一關機狀態，控制模組依據偵測訊 號判斷為第一充電裝置或第二充電裝置對電子裝置進行充電；控制模組判斷電壓值是否小於一第一電壓預設值；若是，則控制以一第一電流值對電源儲存單元充電；若否，則控制以對應第一充電裝置或第二充電裝置之一第二電流值對電源儲存單元充電；以及控制模組判斷計時訊號是否小於對應第一充電裝置或對應第二充電裝置之一預設時間值；若否，則控制停止充電。

較佳地，當控制模組依據狀態訊號判斷電子裝置於一開機狀態時，充電方法更可包含下列步驟：控制模組判斷電壓值是否等於或大於一第二電壓值；若是，則可控制停止充電；以及若否，則可控制以對應第一充電裝置或第二充電裝置之一第三電流值對電源儲存單元充電。

較佳地，當控制模組依據狀態訊號判斷電子裝置於一休眠狀態時，充電方法更可包含下列步驟：控制模組依據偵測訊號判斷該電子裝置是否以第一充電裝置進行充電，並控制電子裝置於開機狀態下進行充電；若否，則可於接收一控制訊號後控制電子裝置於該休眠狀態下進行充電。

較佳地，充電方法更可包含下列步驟：利用控制模組可依據計時訊號於一第一間隔時間值，控制偵測模組偵測電源儲存單元之電壓值；控制模組判斷電壓值是否等於或大於一第二電壓預設值若是，則可控制停止充電；該控制模組判斷該電壓值是否小於一第三電壓預設值，若是，則控制進行充電；以及該控制模組根據該偵 測訊號判斷是否為該第一充電裝置進行充電，若是，則控制該電子裝置進入一開機狀態，若否，則控制該電子裝置進入一預充電狀態。

較佳地，充電方法更可包含下列步驟：使用控制模組可依據計時訊號於一第二間隔時間值，控制偵測模組偵測電源儲存單元之該電壓值或一溫度值；以及控制模組判斷電壓值或該溫度值是否等於或大於一第四電壓預設值或一溫度預設值；若是，則可控制停止充電。

承上所述，依本發明之充電系統及其充電方法，其可具有一或多個下述優點：

(1)此充電系統及其充電方法可藉由偵測模組以判斷充電裝置之種類，以控制對應之充電電流進行充電，藉此達到有效的充電保護。

(2)此充電系統及其充電方法可藉由偵測模組以判斷電子裝置之當前狀態，以控制對應之充電電流進行充電，藉此達到有效的充電保護。

(3)此充電系統及其充電方法可藉由偵測模組以判斷電子裝置之電源儲存單元之電壓值，以控制對應之充電電流進行充電，藉此達到有效的充電保護。

(4)此充電系統及其充電方法可藉由計時模組而獲得充電時間，以控制是否進行充電，藉此防止過度充電而導致電源儲存單元或電子裝置之損壞。

1‧‧‧充電系統

10‧‧‧偵測模組

11‧‧‧計時模組

12‧‧‧控制模組

2‧‧‧電子裝置

20‧‧‧電源儲存單元

3‧‧‧第一充電裝置

4‧‧‧第二充電裝置

S21~S23、S31~S39、S61~S62、S71~S75‧‧‧流程

S81~S88‧‧‧步驟

第1圖 係為本發明之充電系統之方塊圖。

第2圖 係為本發明之充電系統之偵測流程圖。

第3圖 係為本發明之充電系統之關機狀態充電第一流程圖。

第4圖 係為本發明之充電系統之關機狀態充電第二流程圖。

第5圖 係為本發明之充電系統之關機狀態充電第三流程圖。

第6圖 係為本發明之充電系統之開機狀態充電流程圖。

第7圖 係為本發明之充電系統之休眠狀態充電流程圖。

第8圖 係為本發明之充電方法之步驟圖。

為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

請參閱第1圖，其係為本發明之充電系統之方塊圖。如圖所示，本發明提供了一種充電系統1，以應用於一電子裝置2，其中電子裝置2可為平板電腦、行動電話、智慧型行動電話或PDA(個人數位助理)等便攜式電子裝置。充電系統1包含了一偵測模組10、一計時模組11及一控制模組12。偵測模組10及計時模組11分別電性連接控制模組12。其中控制模組12可為電子裝置2內建之控制模組，亦可為 額外設置之控制模組，於本實施例中係以控制模組12為電子裝置2內建之控制模組作為示範態樣，但不以此為限。

其中偵測模組10藉由連接控制模組12以偵測電子裝置2之執行狀態或充電裝置之種類(例如第一充電裝置3或第二充電裝置4)，以分別產生一狀態訊號及一偵測訊號，且偵測模組10連接電子裝置2之一電源儲存單元20，以獲得電源儲存單元20之電壓值。計時模組11藉由連接控制模組12以獲得充電之間隔時間，並據以累計一計時訊號。控制模組12再根據狀態訊號、偵測訊號、電壓值、計時訊號或其組合以決定充電裝置對電子裝置2充電之方式或是否進行充電。

請進一步參閱第2圖，其係為本發明之充電系統之偵測流程圖。

詳細的說，首先偵測模組10偵測電子裝置2是否有連接充電裝置，若有連接充電裝置時，更進一步判斷對電子裝置2進行充電的充電裝置為第一充電裝置3(例如以通用串列匯流排連接可供電源之電子裝置)或第二充電裝置4(例如以電源連接器連接室電)，以產生一偵測訊號(如S21)。接著，偵測模組10再偵測電子裝置2之執行狀態種類(如關機狀態、開機狀態或休眠狀態)，以產生一狀態訊號(如S22)。然後，偵測模組10偵測電子裝置2之電源儲存單元20之電壓值(如S23)。

請進一步一併參閱第3圖、第4圖及第5圖，其係分別為本發明之充電系統之關機狀態充電第一至三流程圖。第3圖之流程係接續 於第2圖之流程S23之後。如圖所示，當控制模組12根據狀態訊號判斷電子裝置2處於關機狀態時，控制模組12判斷電源儲存單元20之電壓值是否小於一第一電壓預設值，例如3.56V(如S31)；若是，則控制以一第一電流值對電源儲存單元20進行充電(如S32)，其中第一電流值可為使用電源管理規範(Power Management IC)的預設充電電流(如160mA)。值得注意的是，於流程S32中，偵測模組10仍會持續進行偵測電壓值，以供控制模組12持續判斷電壓值是否小於第一電壓預設值。當電壓值等於或大於第一電壓預設值時，控制模組12則控制以對應第一充電裝置3或第二充電裝置4之第二電流值對電源儲存單元20進行充電(如S33)。例如，當電壓值等於或大於第一電壓預設值，且使用第一充電裝置3進行充電時，控制模組12以為480mA的第二電流值進行充電，且亦可當電壓值等於或大於第一電壓預設值時，控制進入開機狀態。若是使用第二充電裝置4進行充電時，當電壓值小於第一電壓預設值時，則是使用控制模組12第一電流值充電，本例中以160mA為例。若當電壓值大於或者等於第一電壓預設值時，此時控制模組12為1120mA的第二電流值進行充電。上述中，480mA或1120mA的第二電流值，僅為說明控制模組12會根據充電裝置之不同，進而配置不同之第二電流值進行充電，以防止電源儲存單元20損壞，故應不以此為限。

此外，順帶一提的是，充電系統1亦可進一步設置為當偵測到使用第一充電裝置3充電時，若電壓值小於第一電壓預設值，則先進入一預充電狀態，而於預充電狀態中以第一電流值進行充電，待 電壓值等於或大於第一電壓預設值時，則轉而進入開機狀態中。而開機完成後，再使用對應第一充電裝置3之第二電流值進行充電。另一方面，當偵測到使用第二充電裝置4充電時，則同樣地進入預充電狀態，一直到電壓值大於或等於第一電壓預設值後，再以第二充電裝置4的第二電流值進行充電，直至充電完成後，再進行關機之動作。

於充電的過程中，控制模組12會依據計時訊號及一第一間隔時間值，於每隔第一間隔時間值時控制偵測模組10進行電壓值偵測(如S34)，此時若電壓值等於或大於一第二電壓預設值時，則控制停止充電(如S35)；若電壓值小於一第三電壓預設值時，則控制繼續充電(如S36)。舉例而言，充電系統1可透過計時模組11之計算，於每隔10分鐘(第一間隔時間值)時讀取電壓值或充電電流；當電壓值達到4.08V(第二電壓預設值)或充電電流小於130mA時，則判斷已充滿電(Charging Full)，因而控制停止充電。進一步地，此時電子裝置2藉由一提示單元(如LED燈)進行充電完畢之提示，於實際運用中，可配置提示單元於充電開始時開啟，而於充電結束後，提示單元關閉，但不以此為限。充電完畢後，充電系統1仍每隔10分鐘讀取電壓值，當電壓值小於3.8V(第三電壓預設值)時，則判斷不處於充滿電狀態，故重新開啟充電行為。

如第4圖所示。另外，控制模組12會依據計時訊號及一第二間隔時間值，控制偵測模組10偵測電源儲存單元20之電壓值或一溫度值(如S37)；當控制模組12判斷電壓值或溫度值等於或大於一第四電壓預設值或一溫度預設值時，則控制停止充電(如S38)。詳細 的說，控制模組12透過計時模組11而於每隔10分鐘(第二間隔時間值)讀取電源儲存單元20之電壓值或溫度值，若電壓或溫度過高、過低(例如超過4.13V或高於45℃或低於0℃)時，則停止充電。其中第二間隔時間值可設定與第一間隔時間值相同，以一併進行偵測，但不以此為限。

如第5圖所示，於充電的過程中，控制模組12會判斷計時訊號是否等於或大於一預設時間值，若是則控制停止進行充電(如S39)。而於實際運用中，預設時間值可分別因應第一充電裝置3或第二充電裝置4而設定不同值，例如當使用第一充電裝置3可設定預設時間值為24小時，而當使用第二充電裝置4可設定預設時間值為12小時，藉此對不同之充電裝置進行充電時間管理，以進一步的進行充電保護。

請進一步參閱第6圖，其係為本發明之充電系統之開機狀態充電流程圖。第6圖之流程係接續於第2圖之流程S23之後。如圖所示，當控制模組12根據狀態訊號判斷電子裝置2處於開機狀態時，控制模組12判斷電壓值是否等於或大於第二電壓預設值(如S61)；若是，則控制停止充電；若否，則控制以對應第一充電裝置3或第二充電裝置4之第三電流值對電源儲存單元20充電(如S62)。舉例來說，在開機狀態中，一開始先檢查電源儲存單元20之電壓值，若超過4.08V(第二電壓預設值)，意指電源儲存單元20於充滿電之狀態，因此不須進行充電。反之，則對應第一充電裝置3以480mA或對應第二充電裝置4以1120mA(第三電流值)進行充電。

請進一步參閱第7圖，其係為本發明之充電系統之休眠狀態充電流程圖。第7圖之流程係接續於第2圖之流程S23之後。如圖所示，當控制模組12根據狀態訊號判斷電子裝置2處於休眠狀態時，此時控制模組12判斷是否為第一充電裝置3(如S71)；若是，則控制電子裝置2於開機狀態下進行充電(如S72)，當電子裝置2於開機狀態下進行充電，即可屬於開機狀態之充電行為，後續便不加以贅述。然而，於本實施例中，第一充電裝置3係以通用串列匯流排連接可供電源之電子裝置(如電腦)作為示範態樣，因而考量其可能兼具資料傳輸需求，因而設定此時電子裝置2無法再進入休眠狀態，但並不以此為限。若判斷為第二充電裝置4，亦同樣地控制於開機狀態下進行充電(如S73)；接著，判斷是否接收一控制訊號(如S74)，例如電子裝置2之控制鈕(如電源鈕)或電子裝置2內設定的自動鎖定模組所產生之控制訊號；若是，則進入休眠狀態進行充電(如S75)。其中當電子裝置2進入休眠狀態後，電子裝置2會於每隔10分鐘且在電子裝置2之螢幕背光關閉的情況下，進行偵測電壓值之動作，以確認電源儲存單元20是否有達到充滿電之條件，也藉由螢幕背光關閉的關係，可進一步避免因偵測電壓值之動作而干擾到使用者。

如上所述，可以理解的是，於關機狀態中之流程S34~S36、S37~S38及S39，亦可應用於開機狀態或休眠狀態中，例如每隔一時間偵測電壓值，當電源儲存單元20之電壓值超過上述之預設值或溫度值時，即停止充電，於此處為求簡略，便不針對其加以贅述。

請參閱第8圖，其係為本發明之充電方法之步驟圖。如圖所示，本發明之充電方法，其適用於一具上述之充電系統之電子裝置。充電方法包含下列步驟：(S81)偵測電子裝置之執行狀態，以產生狀態訊號；(S82)偵測對電子裝置進行充電為第一充電裝置或第二充電裝置，以產生偵測訊號；(S83)偵測電子裝置之電源儲存單元之電壓值；(S84)根據充電之間隔時間累計計時訊號；(S85)依據狀態訊號判斷電子裝置之執行狀態；(S86)若判斷為關機狀態，依據偵測訊號判斷為第一充電裝置或第二充電裝置對電子裝置進行充電；(S87)判斷電壓值是否小於第一電壓預設值；若是，則控制以一第一電流值進行充電；若否，則控制以對應第一充電裝置或第二充電裝置之第二電流值進行充電；以及(S88)判斷計時訊號是否小於對應第一充電裝置或對應第二充電裝置之一預設時間值；若否，則控制停止充電。

本發明之充電系統之充電方法的詳細說明以及實施方式已於前面敘述本發明之充電系統時描述過，在此為了簡略說明便不再敘述。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧充電系統

10‧‧‧偵測模組

11‧‧‧計時模組

12‧‧‧控制模組

2‧‧‧電子裝置

20‧‧‧電源儲存單元

3‧‧‧第一充電裝置

4‧‧‧第二充電裝置

Claims (10)

1. 一種充電系統，係設置於一便攜式電子裝置，其包含：一偵測模組，係偵測該便攜式電子裝置之執行狀態以產生一狀態訊號，該偵測模組偵測對該便攜式電子裝置進行充電的外接充電裝置，以產生一偵測訊號，且偵測該便攜式電子裝置之一電源儲存單元之一電壓值；一計時模組，係根據充電之間隔時間累計一計時訊號；以及一控制模組，係依據該狀態訊號判斷該便攜式電子裝置於一關機狀態時，該控制模組若判斷該電壓值小於一第一電壓預設值，則控制以一第一電流值對該電源儲存單元充電，若判斷該電壓值大於或等於該第一電壓預設值時，則根據該偵測訊號控制以對應於不同外接充電裝置之一第二電流值對該電源儲存單元充電，該控制模組判斷該計時訊號等於或大於不同外接充電裝置之一預設時間值時，控制停止充電。
2. 如申請專利範圍第1項所述之充電系統，其中外接充電裝置係包含一第一外接充電裝置及一第二外接充電裝置，該控制模組依據該狀態訊號判斷該便攜式電子裝置於一開機狀態時，若該控制模組判斷該電壓值等於或大於一第二電壓值時，則控制停止充電，若該控制模組判斷該電壓值小於該第二電壓值時，則控制以對應該第一外接充電裝置或該第二外接充電裝置之一第三電流值對該電 源儲存單元充電。
3. 如申請專利範圍第2項所述之充電系統，其中該控制模組依據該狀態訊號若判斷該便攜式電子裝置於一休眠狀態，則控制該便攜式電子裝置於該開機狀態下進行充電，當判斷為利用該第二外接充電裝置進行充電時，則於接收一控制訊號後，控制該便攜式電子裝置於該休眠狀態進行充電。
4. 如申請專利範圍第3項所述之充電系統，其中該控制模組依據該計時訊號於一第一間隔時間值，控制該偵測模組偵測該電源儲存單元之該電壓值，若該控制模組判斷該電壓值等於或大於一第二電壓預設值時，則控制停止充電，若該控制模組判斷該電壓值小於一第三電壓預設值時，則控制進行充電，該控制模組更根據該偵測訊號判斷為該第一外接充電裝置進行充電時，控制該便攜式電子裝置進入該開機狀態或為該第二外接充電裝置時，控制該便攜式電子裝置進入一預充電狀態。
5. 如申請專利範圍第3項所述之充電系統，其中該控制模組依據該計時訊號於一第二間隔時間值，控制該偵測模組偵測該電源儲存單元之該電壓值或一溫度值，該控制模組判斷該電壓值或該溫度值等於或大於一第四電壓預設值或一溫度預設值時，則控制停止充電。
6. 一種充電方法，以應用於一便攜式電子裝置，其包含下列步驟：提供一偵測模組偵測該便攜式電子裝置之執行狀態，以產 生一狀態訊號；利用該偵測模組偵測對該便攜式電子裝置進行充電的外接充電裝置，以產生一偵測訊號；以該偵測模組偵測該便攜式電子裝置之一電源儲存單元之一電壓值；提供一計時模組根據充電之間隔時間累計一計時訊號；提供一控制模組依據該狀態訊號判斷該便攜式電子裝置之執行狀態；若判斷為一關機狀態，該控制模組依據該偵測訊號判斷對該便攜式電子裝置進行充電的外接充電裝置；該控制模組判斷該電壓值是否小於一第一電壓預設值，若是，則控制以一第一電流值對該電源儲存單元充電，若否，則控制以對應於不同的外接充電裝置之一第二電流值對該電源儲存單元充電；以及該控制模組判斷該計時訊號是否小於對應於不同的外接充電裝置之一預設時間值，若否，則控制停止充電。
7. 如申請專利範圍第6項所述之充電方法，其中外接充電裝置包含一第一外接充電裝置及一第二外接充電裝置，當該控制模組依據該狀態訊號判斷該便攜式電子裝置於一開機狀態時，該方法更包含下列步驟：該控制模組判斷該電壓值是否等於或大於一第二電壓值；若是，則控制停止充電；以及 若否，則控制以對應該第一外接充電裝置或該第二外接充電裝置之一第三電流值對該電源儲存單元充電。
8. 如申請專利範圍第7項所述之充電方法，其中當該控制模組依據該狀態訊號若判斷該便攜式電子裝置於一休眠狀態時，該方法更包含下列步驟：該控制模組依據該偵測訊號判斷該便攜式電子裝置是否以該第一外接充電裝置進行充電，並控制該便攜式電子裝置於該開機狀態下進行充電；以及若否，則於接收一控制訊號後控制該便攜式電子裝置於該休眠狀態下進行充電。
9. 如申請專利範圍第8項所述之充電方法，其更包含下列步驟：利用該控制模組依據該計時訊號於一第一間隔時間值，控制該偵測模組偵測該電源儲存單元之該電壓值；該控制模組判斷該電壓值是否等於或大於一第二電壓預設值，若是，則控制停止充電；該控制模組判斷該電壓值是否小於一第三電壓預設值，若是，則控制進行充電；以及該控制模組根據該偵測訊號判斷是否為該第一外接充電裝置進行充電，若是，則控制該便攜式電子裝置進入該開機狀態，若否，則控制該便攜式電子裝置進入一預充電狀態。
10. 如申請專利範圍第8項所述之充電方法，其更包 含下列步驟：使用該控制模組依據該計時訊號於一第二間隔時間值，控制該偵測模組偵測該電源儲存單元之該電壓值或一溫度值；以及該控制模組判斷該電壓值或該溫度值是否等於或大於一第四電壓預設值或一溫度預設值；若是，則控制停止充電。