TWI558061B

TWI558061B - 電源管理裝置、電源管理方法以及電子裝置

Info

Publication number: TWI558061B
Application number: TW104138015A
Authority: TW
Inventors: 王川榮; 呂基男; 徐瑞慶
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2016-11-11
Also published as: TW201720011A

Description

電源管理裝置、電源管理方法以及電子裝置

本發明係有關於一種電源管理裝置、電源管理方法以及電子裝置，特別係有關於根據電池之溫度以及放電功率調整電池之最低放電電壓以避免因電池溫度過高所導致之突然斷電之電源管理裝置、電源管理方法以及電子裝置。

由於科技之進步，使得現今電子裝置之使用普及，於日常生活中使用者可隨時隨地透過電子裝置進行資料瀏覽或者操作應用程式等功能。然而，由於應用程式之功能越來越複雜，而電子裝置之處理效能也越來越強大，因此當使用者僅透過電化學電池提供電子裝置之電力時，在高放電功率之操作下，電池之溫度也會隨之快速上升。而為了延長電池之使用壽命，電子裝置皆內建有電池保護機制，即當溫度過高時電池會產生自動斷電或者降低操作頻率之情況。但在此情況下，使用者可能會因為突然之斷電而來不及儲存正在處理之資料或者處理器之處理效能突然被降低，進而導致資料之遺失或者操作不流暢之情況產生。因此如何在上述之情況下使得電子裝置能執行事先儲存資料之動作或者提醒使用者進行充電係為目前所需解決之問題。

為解決上述問題，本發明提供一種電源管理裝置，適用於一電子裝置之一電池組，包括一量測電路以及一處理器。量測電路用以量測電池組之一放電量、一溫度值以及一放電功率。處理器用以自量測電路接收放電量、溫度值以及放電功率，以及根據放電量以及一第一最低放電電壓或者一第二最低放電電壓輸出一剩餘電量。其中，第一最低放電電壓係大於第二最低放電電壓。當溫度值大於或等於一既定溫度值，且放電功率大於或等於一既定放電功率時，處理器根據放電量以及第一最低放電電壓輸出剩餘電量。

本發明另一實施例提供一種電源管理方法，適用於一電子裝置之一電池組，步驟包括：透過一量測電路量測電池組之一放電量、一溫度值以及一放電功率；透過一處理器自量測電路接收放電量、溫度值以及放電功率；以及透過處理器根據放電量以及一第一最低放電電壓或者一第二最低放電電壓輸出一剩餘電量。其中，第一最低放電電壓係大於第二最低放電電壓。當溫度值大於或等於一第一既定溫度值，且放電功率大於或等於一既定放電功率時，處理器根據第一最低放電電壓輸出剩餘電量。

本發明另一實施例提供一種電子裝置，包括一電池組、一第一處理器、一顯示器、一儲存器以及一電源管理裝置。電池組由至少一電化學電池構成。第一處理器用以執行多個功能執行緒，以及根據一剩餘電量儲存資料並執行一關機動作。顯示器用以顯示對應於功能執行緒以及資料之一使用者介面。儲存器用以儲存資料。電源管理裝置包括一量測電路以及一第二處理器。量測電路用以量測電池組之一放電量、一溫度值以及一放電功率。第二處理器用以自量測電路接收放電量、溫度值以及放電功率，以及根據放電量以及一第一最低放電電壓或者一第二最低放電電壓輸出一剩餘電量。其中，第一最低放電電壓係大於第二最低放電電壓。當溫度值大於或等於一第一既定溫度值，且放電功率大於或等於一既定放電功率時，第二處理器根據第一最低放電電壓輸出剩餘電量至第一處理器。

100‧‧‧電源管理裝置

110‧‧‧量測電路

120、220‧‧‧處理器

210‧‧‧電池組

230‧‧‧顯示器

240‧‧‧儲存裝置

250‧‧‧控制器

S401~S406‧‧‧步驟流程

S_a‧‧‧警示訊號

S_s‧‧‧停止供電訊號

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源管理裝置之示意圖。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之電子裝置之示意圖。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之電池組之放電電流、電壓以及溫度之曲線圖。

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源管理方法之操作流程圖。

有關本發明之裝置以及方法適用之其他範圍將於接下來所提供之詳述中清楚易見。必須了解的是下列之詳述以及具體之實施例，當提出有關電源管理裝置、電源管理方法以及電子裝置之示範實施例時，僅作為描述之目的以及並非用以限制本發明之範圍。

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源管理裝置100之示意圖。如第1圖所示，電源管理裝置100係包括一量測電路(battery gauge)110以及一處理器120。其中，電源管理裝置100係與一電池組210耦接。電池組210係由至少一電化學電池構成。量測電路110量測電池組210之一放電量、一溫度值以及一放電功率等電池資訊。於一實施例中，量測電路110係包括至少三個量測器，分別用以量測電池之放電量、溫度值以及放電功率。放電量係指電池組210所流出之總電荷量，可根據放電電流取得。處理器120用以自量測電路110接收電池組210之放電量、溫度值以及放電功率等電池資訊，並根據電池組210之溫度值以及放電功率決定要以一第一最低放電電壓或者一第二最低放電電壓作為最低放電電壓基準，以便計算電池組210之剩餘電量，其中第一最低放電電壓係大於第二最低放電電壓。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之電子裝置200之示意圖。如第2圖所示，電子裝置200係包括一電池組210、一處理器220、一顯示器230、一儲存器240、一控制器250以及電源管理裝置100。第2圖中所示的電源管理裝置100之配置係與第1圖所示之電源管理裝置100相同，在此即不加以描述以精簡說明。電子裝置200可為筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機、個人數位助理或者遊戲裝置等透過電池供電之任意電子裝置。處理器220用以執行多個功能執行緒(thread)，以及根據剩餘電量儲存資料並執行一關機動作。根據本發明一實施例，當處理器220透過電源管理裝置100得知電池組210之剩餘電量為3%或者5%時，可於顯示器230上顯示一警告視窗並儲存目前處理中之資料，接著即執行關機之動作。顯示器230用以顯示對應於功能執行緒以及資料之使用者介面。儲存器240可為記憶體或者磁碟機等，用以儲存執行作業系統以及應用程式所需之指令以及資料等。控制器250用以自電源管理裝置100之處理器120接收一停止供電訊號S_S，並根據停止供電訊號S_S切斷供應至電子裝置200之其他元件之電源。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之電池組之放電電壓以及溫度之曲線圖。於此實施例中，電池組係由兩組四個串聯之構成，以及其放電功率為123瓦特(即高功率放電之情況)。其中，每顆電化學電池之電壓使用範圍為3.0伏特至4.2伏特。換言之，當電化學電池之電壓為12.0伏特時，剩餘電量係定義為0%。反之，當電池組之電壓為16.8伏特時，剩餘電量係定義為100%。而為了保護電池組，電源管理裝置100之處理器120係設定一過溫度保護點(通常為80℃)，即當量測到電池組之溫度超過80℃時，電源管理裝置100之處理器120係輸出停止供電訊號S_S至之控制器250以切斷供應至電子裝置200之其他元件之電源以保護電池組210。而於某些實施例中，為了減緩電池組之溫度上升速度以及避免突然斷電之情況，當電池組210之溫度超過75℃時，電源管理裝置100之處理器120會輸出一警示訊號S_a告知電子裝置之處理器220電池組之溫度已接近過溫度保護點，使得電子裝置200之處理器220維持目前之處理效能或者進行降頻之動作，以避免溫度持續上升。此外，當電池組之剩餘電量降至3%~5%時，電子裝置200之處理器220會執行儲存資料之動作並進行關機，以避免使用者之資料遺失。然而，於此實施例中，當電池組之溫度到達80℃時(如圖中A點所示)，此時電源管理裝置100係輸出停止供電訊號S_S至控制器250以切斷電源，但由於電池組之剩餘電量仍剩約8%左右(如圖中B點所示)，故電子裝置200之處理器220並不會執行儲存資料之動作，進而導致資料之遺失。

為了避免上述之情況發生，本發明之另一實施例係透過重新設定最低放電電壓之方式或者提高電池放電量以及剩餘電量之比例，使得電子裝置200之處理器220可在電池組210之溫度超過溫度保護點之前事先執行儲存資料之動作。舉例來說，電源管理裝置100之處理器120在高功率放電之狀況下，且溫度值達到70℃時，將電池放電量以及剩餘電量之比例提高為一既定倍率，例如原先1%之消耗電量將變成1.5%或1.8%，以藉由加快剩餘電量之下降速度，使得電池組的溫度在超過75℃之前發出低電量警示以進行充電之動作，避免電源被切斷或者電子裝置200之處理器220產生降頻之情況，或者在超過過溫度保護點之前，剩餘電量即會低於3%~5%，使得電子裝置200之處理器220得以提早執行儲存資料之動作。此外，藉由提高每個電化學電池之最低放電電壓亦可達到與前述相同之功效。舉例來說，將最低放電電壓提高為3.3伏特，即當電池組之電壓為13.2伏特(如圖中C點所示)時，剩餘電量即顯示為0%，使得電源管理裝置100之處理器120重新根據較高之最低放電電壓計算電池放電量以及剩餘電量之比例，以避免剩餘電量在低於3%~5%前電池組之溫度即超過80℃。如第3圖所示，當電池組210之電壓為13.2伏特時(即剩餘電量為0%)，此時電池組210之溫度約為75℃左右，仍未超過過溫度保護點亦未達到降頻之條件，使得電子裝置200來得及在電池組210因溫度過高而強制關機之前先執行儲存資料之動作。其中，電池放電量與剩餘電量之比例會因電化學電池之放電效率不同而有所不同，故使用者可根據每顆電化學電池之狀況進行調整，並非以本發明為限。

值得注意的是，當最低放電電壓被重新設定後，儘管電源管理裝置100之處理器120所輸出之剩餘電量並非實際上之剩餘電量，但電子裝置200之處理器220仍僅根據電源管理裝置100之處理器120所輸出之剩餘電量判斷是否要執行儲存資料之動作。

請配合第2圖參閱第4圖。第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源管理方法之操作流程圖。於步驟S401，量測電路110量測電池組210之放電量、溫度值以及放電功率。於步驟S402，電源管理裝置100之處理器120接收放電量、溫度值以及放電功率。於步驟S403，電源管理裝置100之處理器120判斷溫度值是否超過一既定溫度值，且放電功率是否高於一既定放電功率。若是，則進入步驟S404，電源管理裝置100之處理器120根據放電量以及第一最低放電電壓輸出剩餘電量。若否，則進入步驟S405，電源管理裝置100之處理器120根據放電量以及第二最低放電電壓輸出剩餘電量。其中，第一最低放電電壓係大於或等於第二最低放電電壓。於步驟S406，電源管理裝置100之處理器120根據剩餘電量輸出警示訊號S_a至電子裝置200之處理器220。

綜上所述，本發明所提出之電源管理裝置、電源管理方法以及電子裝置，使用者可藉由調整電池組之最低放電電壓或者放電電量與剩餘電量之比例來避免在剩餘電量高於3%~5%之情況下電池溫度會提升超過過溫度保護點，更可藉由上述之方式在電池達到需降低操作頻率之溫度前即提醒使用者對電池進行充電，以持續提供電子裝置足夠之電力以維持處理器正常之操作效率。

以上敘述許多實施例的特徵，使所屬技術領域中具有通常知識者能夠清楚理解本說明書的形態。所屬技術領域中具有通常知識者能夠理解其可利用本發明揭示內容為基礎以設計或更動其他製程及結構而完成相同於上述實施例的目的及/或達到相同於上述實施例的優點。所屬技術領域中具有通常知識者亦能夠理解不脫離本發明之精神和範圍的等效構造可在不脫離本發明之精神和範圍內作任意之更動、替代與潤飾。

100‧‧‧電源管理裝置

110‧‧‧量測電路

120‧‧‧處理器

210‧‧‧電池組

Claims

一種電源管理裝置，適用於一電子裝置之一電池組，包括：一量測電路，用以量測上述電池組之一放電量、一溫度值以及一放電功率；以及一處理器，用以自上述量測電路接收上述放電量、上述溫度值以及上述放電功率，以及根據上述放電量以及一第一最低放電電壓或者一第二最低放電電壓輸出一剩餘電量，其中上述第一最低放電電壓係大於上述第二最低放電電壓，當上述溫度值大於或等於一第一既定溫度值，且上述放電功率大於或等於一既定放電功率時，上述處理器根據上述放電量以及上述第一最低放電電壓輸出上述剩餘電量。
如申請專利範圍第1項所述之電源管理裝置，其中當上述溫度值小於上述第一既定溫度值，且上述放電功率小於上述既定放電功率時，上述處理器根據上述放電量以及上述第二最低放電電壓輸出上述剩餘電量。
如申請專利範圍第2項所述之電源管理裝置，更包括：一控制器，用以控制上述電池組之一輸出，以及根據一停止供電訊號停止上述電池組之上述輸出；其中，上述處理器更根據上述第二最低放電電壓及/或一第二既定溫度值輸出上述停止供電訊號，上述第二既定溫度值係大於上述第一既定溫度值。
如申請專利範圍第3項所述之電源管理裝置，其中上述處理器更根據一第三既定溫度值輸出一降頻訊號至上述電子裝置之另一處理器，使得上述另一處理器降低上述電子裝置之一操作頻率，其中上述第三既定溫度值係介於上述第一既定溫度值以及上述第二溫度值之間。
如申請專利範圍第1項所述之電源管理裝置，其中當上述剩餘電量低於一既定電量時，上述處理器係輸出一儲存訊號至上述電子裝置之另一處理器，使得上述另一處理器儲存正在處理之資料。
一種電源管理方法，適用於一電子裝置之一電池組，包括：透過一量測電路量測上述電池組之一放電量、一溫度值以及一放電功率；透過一處理器自上述量測電路接收上述放電量、上述溫度值以及上述放電功率；透過上述處理器根據上述放電量以及一第一最低放電電壓或者一第二最低放電電壓輸出一剩餘電量，其中上述第一最低放電電壓係大於上述第二最低放電電壓；以及當上述溫度值大於或等於一第一既定溫度值，且上述放電功率大於或等於一既定放電功率時，透過上述處理器根據上述第一最低放電電壓輸出上述剩餘電量。
如申請專利範圍第6項所述之電源管理方法，其中透過上述處理器根據上述放電量以及上述第一最低放電電壓或者上述第二最低放電電壓輸出上述剩餘電量之步驟更包括：當上述溫度值小於上述第一既定溫度值，且上述放電功率小於上述既定放電功率時，透過上述處理器根據上述放電量以及上述第二最低放電電壓輸出上述剩餘電量。
如申請專利範圍第6項所述之電源管理方法，更包括：透過上述處理器根據上述第二最低放電電壓及/或一第二既定溫度值輸出一停止供電訊號，其中上述第二既定溫度值係大於上述第一既定溫度值；以及透過一控制器根據上述停止供電訊號停止上述電池組之一輸出。
如申請專利範圍第8項所述之電源管理方法，更包括：透過上述處理器根據一第三既定溫度值輸出一降頻訊號至上述電子裝置之另一處理器，使得上述另一處理器降低上述電子裝置之一操作頻率，其中上述第三既定溫度值係介於上述第一既定溫度值以及上述第二溫度值之間。
如申請專利範圍第6項所述之電源管理方法，更包括：當上述剩餘電量低於一既定電量時，透過上述處理器係輸出一儲存訊號至上述電子裝置之另一處理器，使得上述另一處理器儲存正在處理之資料。
一種電子裝置，包括：一電池組，由至少一電化學電池構成；一第一處理器，用以執行多個功能執行緒，以及根據一剩餘電量儲存資料並執行一關機動作；一顯示器，用以顯示對應於上述功能執行緒以及上述資料之一使用者介面；一儲存器，用以儲存上述資料；以及一電源管理裝置，包括：一量測電路，用以量測上述電池組之一放電量、一溫度值以及一放電功率；以及一第二處理器，用以自上述量測電路接收上述放電量、上述溫度值以及上述放電功率，以及根據上述放電量以及一第一最低放電電壓或者一第二最低放電電壓輸出上述剩餘電量，其中上述第一最低放電電壓係大於上述第二最低放電電壓，當上述溫度值大於或等於一第一既定溫度值，且上述放電功率大於或等於一既定放電功率時，上述第二處理器根據上述第一最低放電電壓輸出上述剩餘電量至上述第一處理器。