TWI564701B - 電子裝置以及充電方法 - Google Patents

Description

電子裝置以及充電方法

本發明係有關於一種電子裝置之充電方法，特別係有關於一種可分離地接合之電子裝置之充電方法。

隨著科技的日新月異，電子裝置的型態也越來越多元。由於平板電腦的日益普及，使得筆記型電腦也開始走向分離的形式。

然而，當筆記型電腦的顯示器部份與主機部份可分離時，伴隨而來的充電問題亦是一大挑戰。假設一顆電池需充電23小時，由於顯示器部份與主機部份可分離，因此顯示器部份與主機部份應各自具有一顆充電電池。所以，當筆記型電腦於顯示器部份與主機部份接合後需充電46小時，為了確保兩顆充電電池皆充滿，通常利用軟體的方式將安全計時器(safety timer)設為48小時後隨即停止充電，但此種方式不甚安全，若是電池因為故障而無法充飽，持續充電將引發安全上之疑慮。

有鑑於此，根據本發明一實施例提出一種電子裝置，包括：一第一裝置，上述第一裝置包括：一第一充電電池；一第一充電單元，根據一供應電源對上述第一充電電池充電；一第一電壓調整單元，根據上述供應電源或上述第一充電電池 之一第一電池電壓輸出一第一輸出電壓；一功率偵測裝置，根據上述第一輸出電壓產生一功率消耗資訊；以及一第一控制裝置，根據上述供應電源以及上述功率消耗資訊設定上述充電時間，其中上述第一控制裝置根據上述充電時間控制上述第一充電單元對上述第一充電電池充電。

根據本發明一實施例，上述第一裝置更包括一多工器，選擇性輸出上述供應電源或上述第一電池電壓至上述第一電壓調整單元，其中當上述多工器接收上述供應電源時，輸出上述供應電源至上述第一電壓調整單元，當上述多工器未接收上述供應電源時，輸出上述第一電池電壓至上述第一電壓調整單元。

根據本發明一實施例，上述電子裝置更包括一第二裝置，可分離式地與上述第一裝置接合，包括：一第二充電電池，輸出一第二充電電池電壓；一第二充電單元，根據一第二充電致能信號以及上述第一輸出電壓對上述第二充電電池充電；以及一第二控制裝置，當上述第一裝置與上述第二裝置接合時，根據上述第一輸出電壓以及上述充電時間輸出上述第二充電致能信號以控制上述第二充電單元對上述第二充電電池充電。

根據本發明一實施例，上述第一控制裝置根據一查找表設定上述充電時間，其中上述查找表紀錄上述功率消耗資訊與所對應之上述充電時間。

根據本發明一實施例，上述第一控制裝置更偵測上述第一充電電池之一第一電池資訊，並根據上述供應電源以 及上述功率消耗資訊與上述第一電池資訊設定上述充電時間。

根據本發明一實施例，上述第二控制裝置更偵測上述第二充電電池之一第二充電電池資訊，上述第一控制裝置更根據上述供應電源、上述功率消耗資訊、上述第一電池資訊以及上述第二充電電池資訊設定上述充電時間。

根據本發明一實施例更提出一種充電方法，適用於一電子裝置，上述電子裝置具有一第一裝置，上述第一裝置具有一第一充電電池，上述充電方法包括：判斷是否具有一供應電源；當判斷具有上述供應電源，根據上述供應電源對上述第一充電電池充電；根據上述供應電源輸出一第一輸出電壓；利用一功率偵測裝置並根據上述第一輸出電壓產生一功率消耗資訊；根據上述供應電源以及上述功率消耗資訊設定上述充電時間；以及根據上述充電時間對上述第一充電電池充電。

根據本發明一實施例，若判斷不具有上述供應電源，則根據上述第一充電電池之一第一電池電壓輸出一第一輸出電壓。

根據本發明一實施例，上述電子裝置更包括一第二裝置，上述第二裝置具有一第二充電電池，上述充電方法更包括：偵測上述第二裝置接合至上述第一裝置；當上述第二裝置接合至上述第一裝置時，根據上述第一輸出電壓以及上述充電時間對上述第二充電電池充電；以及當上述第二裝置自上述第一裝置移除時，不對上述第二充電電池充電。

根據本發明一實施例，上述充電時間係根據一查找表設定，上述查找表紀錄上述功率消耗資訊與所對應之上述 充電時間。

根據本發明一實施例，上述充電方法更包括偵測上述第一充電電池之一第一電池資訊，並根據上述供應電源、上述功率消耗資訊以及上述第一電池資訊設定上述充電時間。

根據本發明一實施例，上述充電方法更包括偵測上述第二充電電池之一第二充電電池資訊，並根據上述供應電源、上述功率消耗資訊、上述第一電池資訊以及上述第二充電電池資訊設定上述充電時間。

100‧‧‧電子裝置

110‧‧‧第一裝置

111‧‧‧多工器

112‧‧‧第一充電單元

113‧‧‧第一控制裝置

114‧‧‧第一充電電池

115、215‧‧‧電壓調整單元

116、200‧‧‧功率偵測裝置

117‧‧‧安全計時器

120‧‧‧第二裝置

121‧‧‧第二控制裝置

122‧‧‧第二充電單元

123‧‧‧第二充電電壓

201‧‧‧感測電阻

202‧‧‧第一電阻

203‧‧‧第二電阻

300、400‧‧‧對應表

IS‧‧‧系統電流

SBAT1‧‧‧第一電池資訊

SBAT2‧‧‧第二電池資訊

SCRG1‧‧‧第一充電致能信號

SCRG2‧‧‧第二充電致能信號

SPC‧‧‧功率消耗資訊

VIN‧‧‧供應電源

VOUT1‧‧‧第一輸出電壓

VBAT1‧‧‧第一電池電壓

VBAT2‧‧‧第二電池電壓

第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之電子裝置方塊圖；第2圖係顯示根據本發明之一實施例所述之功率偵測裝置之電路圖；第3圖係顯示根據本發明之一實施例所述之系統電流與充電時間之對應表；第4圖係顯示根據本發明之一實施例所述之系統電流、殘餘電量與充電時間之對應表；第5圖係顯示根據本發明之一實施例所述之充電方法流程圖；第6圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之充電方法流程圖；第7圖係顯示根據本發明之又一實施例所述之充電方法流程圖。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特例舉一較佳實施例，並配合所附圖式，來作詳細說明如下：以下將介紹係根據本發明所述之較佳實施例。必須要說明的是，本發明提供了許多可應用之發明概念，在此所揭露之特定實施例，僅是用於說明達成與運用本發明之特定方式，而不可用以侷限本發明之範圍。

第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之電子裝置方塊圖。如第1圖所示，電子裝置100包括第一裝置110以及第二裝置120。根據本發明之一實施例，電子裝置100可為一可分離式筆記型電腦，其中該筆記型電腦之主機部份與顯示器部份可分離，第一裝置110為可分離式筆記型電腦之主機部份，而第二裝置120為可分離式筆記型電腦之顯示器部份。

第一裝置110接收一供應電壓VIN至多工器111、第一充電單元112以及第一控制裝置113。根據本發明之一實施例，上述供應電壓VIN可經由通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)提供。當第一控制裝置113偵測到供應電壓VIN時，通知第一充電單元112開始對第一充電電池114充電。在此同時，多工器111偵測到供應電壓VIN時，將供應電源提供至電壓調整單元115輸出第一輸出電壓VOUT1。當多工器111並未偵測到供應電壓VIN時，多工器111選擇第一充電電池114所輸出之第一電池電壓VBAT1提供至電壓調整單元115。第一輸出電壓VOUT1係作為第一裝置110內部電路之電壓源。

根據本發明之一實施例，供應電壓VIN為經由通用串列匯流排所提供之5V或12V之電壓；根據本發明之一實施例，第一充電電池114為一鋰電池，而鋰電池最高輸出電壓為4.2V。因此，供應電壓VIN以及第一充電電池114輸出之第一電池電壓VBAT1之電壓值不盡相同，電壓調整單元115將不同電壓值的供應電壓VIN以及第一電池電壓VBAT1轉換為第一裝置110所需之電壓，並輸出系統電流IS提供第一裝置110使用。

第一裝置110更包括功率偵測裝置116，功率偵測裝置116耦接於電壓調整單元115之輸出端，用以偵測第一輸出電壓VOUT1之功率消耗資訊SPC，並將功率消耗資訊SPC傳送至第一控制裝置113。第一控制裝置113根據功率消耗資訊SPC設定安全計時器117之充電時間，第一控制裝置113並根據安全計時器117計數之充電時間產生第一充電致能信號SCRG1，第一充電單元112根據第一充電致能信號SCRG1對第一充電電池114充電。

第二裝置120包括第二控制裝置121、第二充電單元122以及第二充電電池123。根據本發明之一實施例，第二裝置120為可分離式筆記型電腦之顯示器部份，當顯示器部份與主機部份接合時，第一輸出電壓VOUT1提供至第二裝置120，系統電流IS同時也提供至第二裝置120。此時，第二控制裝置121偵測到第一輸出電壓VOUT1，第二控制裝置121發出第二充電致能信號SCRG2控制第二充電單元122對第二充電電池123充電。根據本發明之一實施例，第二充電電池123輸出之第二充電電池電壓VBAT2提供顯示器部份之內部電路使用，顯示器 部份之內部電路包括背光模組、中央處理器(Central Processing Unit,CPU)、記憶體晶片組(chipset)等等。根據本發明之另一實施例，當顯示器部份並未主機部份接合時，第二控制裝置121失能第二充電致能信號SCRG2控制第二充電單元122不對第二充電電池123充電。

根據本發明之一實施例，第一控制裝置113偵測第一充電電池114之第一電池資訊SBAT1，其中第一電池資訊SBAT1包括第一充電電池114之殘餘電量。第一控制裝置113根據第一電池資訊SBAT1、功率消耗資訊SPC以及供應電壓VIN，設定充電時間供安全計時器117計數。當安全計時器117完成計數後，第一控制裝置113失能第一充電致能信號SCRG1以停止第一充電單元112對第一充電電池114充電。此外，第一控制裝置113再次偵測第一充電電池114之第一電池資訊SBAT1，若發現第一充電電池114尚未充滿電，將再次設定安全計時器117計數充電時間。

根據本發明之另一實施例，第二控制裝置121偵測第二充電電池123之第二充電電池資訊SBAT2，其中第二電池資訊SBAT2包括第二充電電池123之殘餘電量。第二控制裝置121並將第二充電電池資訊SBAT2傳送至第一控制裝置113，第一控制裝置113根據第一電池資訊SBAT1、第二充電電池資訊SBAT2、功率消耗資訊SPC以及供應電壓VIN，設定充電時間供安全計時器117計數，當安全計時器117完成計數後，第一控制裝置113失能第一充電致能信號SCRG1，停止第一充電單元112對第一充電電池114充電；第二控制裝置121亦失能第二充 電致能信號SCRG2，停止第二充電單元122對第二充電電池123充電。此外，第一控制裝置113以及第二控制裝置121再次分別偵測第一充電電池114之第一電池資訊SBAT1以及第二充電電池123之第二充電電池資訊SBAT2，若發現第一充電電池114或第二充電電池123尚未充滿電，將再次設定安全計時器117計數充電時間。

第2圖係顯示根據本發明之一實施例所述之功率偵測裝置之電路圖。如第2圖所示，功率偵測裝置200用以偵測流過感測電阻201之電流，並根據第一輸出電壓VOUT1之電壓值決定功率損耗。

根據本發明之一實施例，感測電阻201為10mΩ、第一電阻202為5kΩ以及第二電阻203為100kΩ。感測電阻201串接於電壓調整單元215之輸出端，當電壓調整單元215輸出系統電流IS為1.2A時，根據本發明之實施例，功率消耗資訊SPC為SPC=1.2*10m*100k/5k，亦即SPC=0.24V。

第3圖係顯示根據本發明之一實施例所述之系統電流與充電時間之對應關係。如對應表300所示，根據本發明之一實施例，供應電壓VIN僅可提供7.4W之供應電源，電壓調整單元115輸出之第一輸出電壓VOUT1為5V。舉例而言，當第1圖之功率偵測裝置116所發出的功率消耗資訊SPC為0.1V時，代表第1圖之第一裝置110與第1圖之第二裝置120接合且系統電流IS為0.5A，也就是充電功率僅剩下7.4-(5*0.5)=4.9W可供第1圖之第一充電電池114以及第1圖之第二充電電池123充電，因此第一控制裝置113根據功率消耗資訊SPC將安全計時器 117設定為16小時，當安全計時器117計數完16小時，第一控制裝置113停止第一充電單元112對第一充電電池114充電，且第二控制裝置121停止第二充電單元122對第二充電電池123充電。

根據本發明之一實施例，第一充電電池114與第二充電電池123係屬於相同充電電池，且將第一充電電池114或第二充電電池123由電量0%充電至電量100%以4.9W之充電功率充電需要8小時。如第3圖所示，充電功率為4.9W時，充滿第一充電電池114以及第二充電電池123需要兩倍的8小時，亦即16小時。

同理，當第1圖之功率偵測裝置116所發出的功率消耗資訊SPC為0.24V時，代表系統電流IS為1.2A，也就是第一控制裝置113將根據功率消耗資訊SPC為0.24V將安全計時器117設定為48小時。根據本發明之一實施例，當安全計時器117計數完後，第一控制裝置會再次根據功率消耗資訊SPC設定安全計時器117。

第4圖係顯示根據本發明之一實施例所述之系統電流、殘餘電量與充電時間之對應關係。如對應表400所示，由於第一充電電池114以及第二充電電池123之殘餘電量每次偵測都為0%之機率很低，因此僅針對功率消耗資訊SPC設定充電時間仍具有過充之危險。為了簡化說明，在此假設第一充電電池114以及第二充電電池123之殘餘電量恰巧相同。如第4圖所示，第一控制裝置113更根據第一充電電池114之第一電池資訊SBAT1以及第二充電電池123之第二充電電池資訊SBAT2設 定充電時間於安全計時器117。

根據本發明之一實施例，當第一控制裝置113接收到功率消耗資訊SPC為0.24V，且根據第一電池資訊SBAT1以及第二充電電池資訊SBAT2所顯示之殘餘電量為40%，第一控制裝置113根據第4圖的資訊得知需將充電時間設定為40小時(即20小時*2)。

第5圖係顯示根據本發明之一實施例所述之充電方法流程圖。在此，第5圖將搭配第1圖輔助說明。一開始，多工器111判斷是否接上供應電源VIN(S500)；若是多工器111發現已接上供應電源VIN，多工器111將供應電源VIN提供至電壓調整單元115而輸出第一輸出電壓VOUT1(S511)。若否，多工器111則將第一充電電池114之第一電池電壓VBAT1提供至電壓調整單元115而輸出第一輸出電壓VOUT1(S512)，一既定時間後，多工器111再次判斷是否具有供應電源VIN；當第一控制裝置113偵測到供應電源VIN，第一控制裝置113根據供應電源VIN控制第一充電單元112對第一充電電池114充電(S521)，並且藉由功率偵測裝置116並根據第一輸出電壓VOUT1以及系統電流IS產生功率消耗資訊SPC。第一控制裝置113根據供應電源VIN以及功率消耗資訊SPC設定充電時間(S541)，並且第一控制裝置113根據充電時間控制第一充電單元112對第一充電電池114充電(S551)；當充電時間結束時，多工器111再次判斷是否接上供應電源VIN。

第6圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之充電方法流程圖。在此，第6圖將搭配第1圖輔助說明。多工器111 判斷是否接上供應電源VIN(S600)；若是多工器111發現已接上供應電源VIN，多工器111將供應電源VIN提供至電壓調整單元115而輸出第一輸出電壓VOUT1(S611)；若否，多工器111則將第一充電電池114之第一電池電壓VBAT1提供至電壓調整單元115而輸出第一輸出電壓VOUT1，不對第一充電電池114或第二充電電池123充電(S612)，一既定時間後，多工器111再次判斷是否具有供應電源VIN；第二控制裝置121根據第一輸出電壓VOUT1偵測第二裝置120是否接合至第一裝置110(S621)；當第二控制裝置121偵測到第二裝置120接合至第一裝置110時，利用功率偵測裝置116並根據第一輸出電壓VOUT1產生功率消耗資訊SPC(S631)；當第二控制裝置121偵測到第二裝置120未接合至第一裝置110時，第二控制裝置121控制第二充電單元122不對第二充電電池123充電(S632)，一既定時間後，第二控制裝置121再次偵測第二裝置120是否接合至第一裝置110；第一控制裝置113根據供應電源VIN以及功率消耗資訊SPC設定充電時間(S641)；第一控制裝置113根據充電時間對第一充電電池114充電以及第二控制裝置121根據充電時間對第二充電電池123充電(S651)。

第7圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之充電方法流程圖。在此，第7圖將搭配第1圖輔助說明。比較第6圖以及第7圖，差異為第一控制裝置113偵測第一充電電池114之第一電池資訊SBAT1以及第二控制裝置121偵測第二充電電池123之第二電池資訊SBAT2(S741)。隨後，第一控制裝置113根據供應電源VIN、功率消耗資訊SPC、第一電池資訊 SBAT1以及第二電池資訊SBAT2設定充電時間(S751)。其餘步驟皆與第6圖相同。

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‧‧‧電子裝置

110‧‧‧第一裝置

111‧‧‧多工器

112‧‧‧第一充電單元

113‧‧‧第一控制裝置

114‧‧‧第一充電電池

115‧‧‧電壓調整單元

116‧‧‧功率偵測裝置

117‧‧‧安全計時器

120‧‧‧第二裝置

121‧‧‧第二控制裝置

122‧‧‧第二充電單元

123‧‧‧第二充電電壓

Claims (12)

1. 一種電子裝置，包括：一第一裝置，包括：一第一充電電池；一第一充電單元，根據一供應電源以及一第一充電致能信號對上述第一充電電池充電；一第一電壓調整單元，根據上述供應電源或上述第一充電電池之一第一電池電壓輸出一第一輸出電壓，其中上述第一輸出電壓具有一固定電壓值；一功率偵測裝置，根據上述第一輸出電壓產生一功率消耗資訊；以及一第一控制裝置，根據上述供應電源以及上述功率消耗資訊設定上述充電時間，其中上述第一控制裝置根據上述充電時間產生上述第一充電致能信號，控制上述第一充電單元對上述第一充電電池充電。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括一多工器，選擇性輸出上述供應電源或上述第一電池電壓至上述第一電壓調整單元，其中當上述多工器接收上述供應電源時，輸出上述供應電源至上述第一電壓調整單元，當上述多工器未接收上述供應電源時，輸出上述第一電池電壓至上述第一電壓調整單元。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括一第二裝置，可分離式地與上述第一裝置接合，包括：一第二充電電池，輸出一第二充電電池電壓； 一第二充電單元，根據一第二充電致能信號以及上述第一輸出電壓對上述第二充電電池充電；以及一第二控制裝置，當上述第一裝置與上述第二裝置接合時，根據上述第一輸出電壓以及上述充電時間輸出上述第二充電致能信號以控制上述第二充電單元對上述第二充電電池充電。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電子裝置，其中上述第一控制裝置根據一查找表設定上述充電時間，其中上述查找表紀錄上述功率消耗資訊與所對應之上述充電時間。
5. 如申請專範圍第4項所述之電子裝置，其中上述第一控制裝置更偵測上述第一充電電池之一第一電池資訊，並根據上述供應電源以及上述功率消耗資訊與上述第一電池資訊設定上述充電時間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電子裝置，其中上述第二控制裝置更偵測上述第二充電電池之一第二充電電池資訊，上述第一控制裝置更根據上述供應電源、上述功率消耗資訊、上述第一電池資訊以及上述第二充電電池資訊設定上述充電時間。
7. 一種充電方法，適用於一電子裝置，上述電子裝置具有一第一裝置，上述第一裝置具有一第一充電電池，上述充電方法包括：判斷是否具有一供應電源；當判斷具有上述供應電源，根據上述供應電源對上述第一充電電池充電； 根據上述供應電源輸出一第一輸出電壓，其中上述第一輸出電壓具有一固定電壓值；利用一功率偵測裝置並根據上述第一輸出電壓產生一功率消耗資訊；根據上述供應電源以及上述功率消耗資訊設定上述充電時間；以及根據上述充電時間對上述第一充電電池充電。
8. 如申請專利範圍第7項所述之充電方法，其中當判斷不具有上述供應電源，則根據上述第一充電電池之一第一電池電壓輸出一第一輸出電壓。
9. 如申請專利範圍第7項所述之充電方法，其中上述電子裝置更包括一第二裝置，上述第二裝置具有一第二充電電池，上述充電方法更包括：偵測上述第二裝置接合至上述第一裝置；當上述第二裝置接合至上述第一裝置時，根據上述第一輸出電壓以及上述充電時間對上述第二充電電池充電；以及當上述第二裝置自上述第一裝置移除時，不對上述第二充電電池充電。
10. 如申請專利範圍第9項所述之充電方法，其中上述充電時間係根據一查找表設定，上述查找表紀錄上述功率消耗資訊與所對應之上述充電時間。
11. 如申請專利範圍第10項所述之充電方法，更包括偵測上述第一充電電池之一第一電池資訊，並根據上述供應電源、上述功率消耗資訊以及上述第一電池資訊設定上述充電時 間。
12. 如申請專利範圍第11項所述之充電方法，更包括偵測上述第二充電電池之一第二充電電池資訊，並根據上述供應電源、上述功率消耗資訊、上述第一電池資訊以及上述第二充電電池資訊設定上述充電時間。