TWI567405B - 電池模組之判斷裝置、判斷方法與電子裝置 - Google Patents

Description

電池模組之判斷裝置、判斷方法與電子裝置

本發明係指一種用於電池模組之判斷裝置、判斷方法與電子裝置，尤指一種可用來判斷一電池模組之類型的判斷裝置，以對應設定耦接電子模組之一晶片模組之工作電壓。

目前市售之行動電子裝置，例如筆記型電腦或平板裝置，由於產品規格與設計需求可能不同，常搭配不同類型之可替換電池模組，例如雙電池芯(2 cell)串接、三電池芯(3 cell)串接等，抑或使用更多電池芯串接者。在此情況下，由於耦接電池模組之一晶片模組僅能使用固定之工作電壓值，當使用者插入不同類型之電池模組或該電子裝置之一系統管理(System management，SM)匯流排顯示失敗時，將使得晶片模組操作於非固定之工作電壓值下，進而造成電池模組產生一過電壓保護或一低電壓保護。

因此，提供一種可用來判斷一電池模組之類型的判斷裝置，以對應設定耦接電子模組之一晶片模組之工作電壓，已成為本領域之重要課題。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種可用來判斷一電池模組之類型的判斷裝置、判斷方法與電子裝置，以對應設定耦接電子模組之一晶片模組之工作電壓。

本發明揭露一種用於一電池模組之判斷裝置，耦接一晶片模組，該判斷裝置包含一電壓參考模組，用來產生一比較電壓；以及一邏輯判斷模組，用來接收該電池模組之一輸入電壓與該比較電壓，並根據該輸入電壓與 該比較電壓之一比較結果來決定該電池模組之類型，進而輸出一工作電壓來設定該晶片模組之一預設工作電壓值。

本發明另揭露一種用於一判斷裝置之判斷方法，該判斷裝置耦接一電池模組與一晶片模組，該判斷方法包含產生一比較電壓；以及接收該電池模組之一輸入電壓，並根據該輸入電壓與該比較電壓之一比較結果來決定該電池模組之類型，進而輸出一工作電壓來設定該晶片模組之一預設工作電壓值。

本發明另揭露一種電子裝置，包含一電壓參考模組，用來產生一比較電壓；一電池模組，用來產生一輸入電壓；一嵌入控制器，用來產生一嵌入控制訊號；一晶片模組，耦接該電池模組與該嵌入控制器；以及一邏輯判斷模組，耦接該晶片模組、該嵌入控制器與該電池模組，用來接收該輸入電壓、該比較電壓與該嵌入控制訊號，並根據該輸入電壓與該比較電壓之一比較結果來決定該電池模組之類型，進而輸出一工作電壓來設定該晶片模組之一預設工作電壓值。

10‧‧‧電子裝置

100‧‧‧電壓參考模組

102‧‧‧邏輯判斷模組

1020‧‧‧邏輯判斷單元

1022‧‧‧設定單元

104‧‧‧晶片模組

106‧‧‧電池模組

108‧‧‧嵌入控制器

30‧‧‧判斷方法

300、302、304、306、308‧‧‧步驟

U1‧‧‧比較器

R1~R7‧‧‧電阻

Q1~Q3‧‧‧電晶體開關

D1~D3‧‧‧二極體

C1‧‧‧電容

VREG‧‧‧操作電壓

VIN‧‧‧初始電壓

V2‧‧‧驅動電壓

V_Ref‧‧‧比較電壓

V_B‧‧‧輸入電壓

S_EC‧‧‧嵌入控制訊號

S_BAT‧‧‧控制訊號

SMBus‧‧‧系統管理匯流排

第1圖為本發明實施例一電子裝置之簡單示意圖。

第2圖為第1圖中電子裝置之部分元件的詳細示意圖。

第3圖為本發明實施例一判斷流程之流程圖。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的 電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一電子裝置10之簡單示意圖。如第1圖所示，電子裝置10包含有一電壓參考模組100、一邏輯判斷模組102、一晶片模組104、一電池模組106與一嵌入控制器108。於本實施例中，電壓參考模組100可產生一比較電壓V_Ref，並傳輸至邏輯判斷模組102。於電池模組106耦接至電子裝置10後，電池模組106可透過一系統管理(System management，SM)匯流排SMBus耦接於晶片模組104，同時產生一輸入電壓V_B至邏輯判斷模組102。此外，當電池模組106耦接嵌入控制器108後，嵌入控制器108將適性地產生一嵌入控制訊號S_EC至邏輯判斷模組102。至於本實施例中的邏輯判斷模組102將接收比較電壓V_Ref、輸入電壓V_B與嵌入控制訊號S_EC，並根據輸入電壓V_B與比較電壓V_Ref之一比較結果來決定電池模組106之類型，進而輸出一工作電壓來設定晶片模組104之一預設工作電壓值。

較佳地，本實施例中的電池模組106的類型可包含一雙電池芯(2 cell)串接或一三電池芯(3 cell)串接的設計。換言之，若電子裝置10有不同之功能設計或使用者有不同需求時，本實施例中的電池模組106亦可相容於不同電容量之電池模組，且僅須透過邏輯判斷模組102先判斷輸入電壓V_B之大小，以對應決定電池模組106之類型，進而設定晶片模組之預設工作電壓值。

在習知技術中，當使用者插入不同類型之電池模組或電子裝置之系統管理匯流排顯示失敗時，由於晶片模組將被操作在一偏離原本預設工作電壓之非預設工作電壓值，據此，電池模組將發生一過電壓保護或一低電壓保護。相較之下，本實施例係利用邏輯判斷模組102來判斷電池模組106之類型(即電池模組106所對應之電容量大小)，以對應設定晶片模組之預設工 作電壓值，使得電子裝置10可任意插接不同電容量之電池模組，進而提高電子裝置10之應用範圍。當然，本領域具通常知識者亦可適性修改邏輯判斷模組102之判斷機制，使得本實施例中電池模組106的類型亦可為單一電池芯、或是超過三個以上電池芯串接之情形，而非用以限制本發明之範疇。

請再參考第2圖，第2圖為第1圖中電子裝置10之部分元件的詳細示意圖。如第2圖所示，電壓參考模組100包含有電阻R1、R2，其係應用歐姆定律且透過適當調整電阻R1、R2的電阻值，對一初始電壓VIN進行分壓，而對應產生比較電壓V_Ref並傳輸至邏輯判斷模組102。此外，本實施例中的邏輯判斷模組102包含有一邏輯判斷單元1020與一設定單元1022。於本實施例中，邏輯判斷單元1020包含有一比較器U1、電阻R3、R4、一電晶體開關Q1以及一二極體D1，至於設定單元1022包含有電阻R5、R6、R7、電晶體開關Q2、Q3、二極體D2、D3與一電容C1。據此，邏輯判斷單元1020接收輸入電壓V_B，以判斷輸入電壓V_B之一電壓值是否超過比較電壓V_Ref，且當電壓值係超過比較電壓V_Ref時，邏輯判斷單元1020係判斷電池模組106之類型係為三電池芯串接，並對應輸出工作電壓值來設定晶片模組104之預設工作電壓值。當邏輯判斷單元1020判斷電壓值未超過比較電壓V_Ref時，設定單元1022係重新設定晶片模組104之預設工作電壓值為雙電池芯串接。

詳細來說，電壓參考模組100係對應調整電阻R1、R2的電阻值來產生8.8伏特之比較電壓V_Ref，並傳輸比較電壓V_Ref給比較器U1。當電池模組106插入電子裝置10後(或系統管理匯流排尚未建立、或系統管理匯流排已顯示為失敗時)，電池模組106也傳輸輸入電壓V_B至比較器U1。據此，當輸入電壓V_B大於比較電壓V_Ref(即輸入電壓V_B大於8.8伏特)時，電晶體開關Q1將被對應關閉，使得一操作電壓VREG係直接用來設定晶片模組104為一高態準位訊號，並使晶片模組104之預設工作電壓值將設定為三電池芯串接所適用之電壓。

當輸入電壓V_B小於比較電壓V_Ref(即輸入電壓V_B小於8.8伏特)時，設定單元1022之電晶體開關Q1將被對應開啟，則晶片模組104之一接腳將為一浮接(Float)狀態，此時，電阻R3、R4、R7與二極體D1~D3可用來防止一逆向電壓並避免晶片模組104之損害，而電阻R5、R6亦可適性產生一驅動電壓V2為3.3伏特，且當電池模組106插入電子裝置10後將對應產生一低態之控制訊號S_BAT，使得電晶體開關Q3被對應開啟，再經由二極體D3導通後讓電容C1開始儲存電量，以於電容C1瞬間導通後產生一脈衝訊號來對應啟動電晶體開關Q2，進而重新設定晶片模組104之預設工作電壓值為雙電池芯串接所適用之電壓。除此之外，本實施例中的嵌入控制器108亦用來直接產生一嵌入控制訊號S_EC，以對應設定晶片模組104之預設工作電壓值，進而解決電子裝置10所插入之電池模組106與晶片模組104間所適用的操作電壓彼此為不相容、系統管理匯流排尚未建立、或系統管理匯流排已顯示為失敗等情事，且避免晶片模組操作在偏離原本預設工作電壓之非預設工作電壓值，而排除電池模組將操作為電壓保護或低電壓保護之情事致無法正常操作。

進一步，本實施例中電子裝置10之邏輯判斷模組102所適用之判斷方法，可進一步歸納為一判斷流程30，如第3圖所示。判斷流程30包含以下步驟：步驟300：開始。

步驟302：電壓參考模組100產生比較電壓V_Ref。

步驟304：邏輯判斷單元1020之比較器U1接收電池模組106之輸入電壓V_B，並判斷輸入電壓V_B之大小是否超過比較電壓V_Ref之值。當輸入電壓V_B超過比較電壓V_Ref之值時，執行步驟306，否則，進行步驟308。

步驟306：邏輯判斷單元1020判斷電池模組106之類型係為三電池芯串接，並對應輸出工作電壓值來設定晶片模組104之預設工作電壓值。

步驟308：設定單元1022利用電晶體開關Q3之啟閉操作或嵌入控制訊號S_EC，以重新設定該晶片模組104之預設工作電壓值為雙電池芯串接。

本實施例所提供的判斷流程30，其詳細操作內容可於第1、2圖與相關段落來獲得進一步了解，在此省略不贅述。值得注意地，判斷流程30的步驟302、304之操作順序並非用以限制本發明之範疇，即本領域據通常知識者亦可適性修改相關內容，使得邏輯判斷單元1020之比較器U1接收電池模組106之輸入電壓V_B後，才由電壓參考模組100產生比較電壓V_Ref，進而再由比較器U1判斷輸入電壓V_B之大小是否超過比較電壓V_Ref之值，並接續進行步驟306或步驟308。

簡言之，本實施例係透過電壓參考模組100先產生比較電壓V_Ref，並於電池模組106插入電子裝置10後，先由邏輯判斷模組102對應設定/重新設定晶片模組104之預設工作電壓值，進而避免電池模組104將發生過電壓保護或低電壓保護之情事而無法正常操作。當然，本領域據通常知識者亦可適性修改本實施例中比較電壓V_Ref與邏輯判斷模組102之設置操作，例如將比較電壓V_Ref整合至邏輯判斷模組102內來形成一電壓判斷模組，且電壓判斷模組係直接耦接於電池模組106與晶片模組104之間。再者，本實施例所繪之電晶體開關的種類僅為示範性說明，此外，本領域據通常知識者亦可適性修改原電壓參考模組100來同時產生多組比較電壓來對應不同電容量之電池模組，並於電池模組106插入電子裝置10後，由電壓判斷模組判斷電池模組106之電容量為多組比較電壓中哪一者，進而對應輸出工作電壓值來設定晶片模組104之預設工作電壓值為單一電池芯、雙電池芯串接、三電池芯串接、或三個以上電池芯串接等，亦屬於本發明之範疇。

綜上所述，本發明實施例係提供一種用於一電子裝置之電池模組之判斷裝置與方法，判斷裝置內設有邏輯判斷模組且用來對應判斷電池模組所載的電容量大小，以設定/重新設定電池模組所耦接之晶片模組之預設工作 電壓值，進而避免電池模組將發生過電壓保護或低電壓保護之情事而無法正常操作，同時，本實施例亦可解決電子裝置所對應之系統管理匯流排尚未建立、或系統管理匯流排已顯示為失敗之情形，進而提高電子裝置之應用範圍。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10‧‧‧電子裝置

100‧‧‧電壓參考模組

102‧‧‧邏輯判斷模組

104‧‧‧晶片模組

106‧‧‧電池模組

108‧‧‧嵌入控制器

V_B‧‧‧輸入電壓

S_EC‧‧‧嵌入控制訊號

SMBus‧‧‧系統管理匯流排

Claims (9)

1. 一種用於一電池模組之判斷裝置，耦接一晶片模組，該判斷裝置包含：一電壓參考模組，用來產生一比較電壓；以及一邏輯判斷模組，用來接收該電池模組之一輸入電壓與該比較電壓，並根據該輸入電壓與該比較電壓之一比較結果來決定該電池模組之類型，進而輸出一工作電壓來設定該晶片模組之一預設工作電壓值；其中該電池模組之類型包含一雙電池芯串接或一三電池芯串接；其中該邏輯判斷模組還包含一邏輯判斷單元，用來接收該輸入電壓與該比較電壓，以判斷該輸入電壓之一電壓值是否超過該比較電壓，且當該電壓值係超過該比較電壓時，判斷該電池模組之類型係為該三電池芯串接，並對應輸出該工作電壓值來設定該晶片模組之該預設工作電壓值。
2. 如請求項1所述之判斷裝置，其中該邏輯判斷模組還包含：一設定單元，當該邏輯判斷單元判斷該電壓值未超過該比較電壓時，用來重新設定該晶片模組之該預設工作電壓值為該雙電池芯串接。
3. 如請求項2所述之判斷裝置，其中該設定單元還利用一嵌入控制訊號或一開關元件之啟閉操作，對應開啟一電容單元來產生一脈衝訊號，進而重新設定該晶片模組之該預設工作電壓值為該雙電池芯串接。
4. 一種用於一判斷裝置之判斷方法，該判斷裝置耦接一電池模組與一晶片模組，該判斷方法包含：產生一比較電壓；接收該電池模組之一輸入電壓，並根據該輸入電壓與該比較電壓之一比較結果來決定該電池模組之類型，進而輸出一工作電壓來設定該晶片模組之一預設工作電壓值，其中該電池模組之類型包含一雙電池芯串接或一三電池芯串接；以及 利用一邏輯判斷單元來判斷該輸入電壓之一電壓值是否超過該比較電壓，且當該電壓值係超過該比較電壓時，判斷該電池模組之類型係為該三電池芯串接，並對應輸出該工作電壓值來設定該晶片模組之該預設工作電壓值。
5. 如請求項4所述之判斷方法，其還包含當該邏輯判斷單元判斷該電壓值未超過該比較電壓時，利用一設定單元來重新設定該晶片模組之該預設工作電壓值為該雙電池芯串接。
6. 如請求項5所述之判斷方法，其還利用一嵌入控制訊號或一開關元件之啟閉操作，對應開啟一電容單元來產生一脈衝訊號，進而重新設定該晶片模組之該預設工作電壓值為該雙電池芯串接。
7. 一種電子裝置，包含：一電壓參考模組，用來產生一比較電壓；一電池模組，用來產生一輸入電壓；一嵌入控制器，用來產生一嵌入控制訊號；一晶片模組，耦接該電池模組與該嵌入控制器；以及一邏輯判斷模組，耦接該晶片模組、該嵌入控制器與該電池模組，用來接收該輸入電壓、該比較電壓與該嵌入控制訊號，並根據該輸入電壓與該比較電壓之一比較結果來決定該電池模組之類型，進而輸出一工作電壓來設定該晶片模組之一預設工作電壓值；其中該電池模組之類型包含一雙電池芯串接或一三電池芯串接；其中該邏輯判斷模組還包含一邏輯判斷單元，用來接收該輸入電壓與該比較電壓，以判斷該輸入電壓之一電壓值是否超過該比較電壓，且當該電壓值係超過該比較電壓時，判斷該電池模組之類型係為該三電池芯串接，並對應輸出該工作電壓值來設定該晶片模組之該預設工作電壓值。
8. 如請求項7所述之電子裝置，其中該邏輯判斷模組還包含： 一設定單元，當該邏輯判斷單元判斷該電壓值未超過該比較電壓時，用來重新設定該晶片模組之該預設工作電壓值為該雙電池芯串接。
9. 如請求項8所述之電子裝置，其中該設定單元還利用該嵌入控制訊號或一開關元件之啟閉操作，對應開啟一電容單元來產生一脈衝訊號，進而重新設定該晶片模組之該預設工作電壓值為該雙電池芯串接。