TWI775542B - 避免意外關機之行動裝置及控制方法 - Google Patents

避免意外關機之行動裝置及控制方法 Download PDF

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Abstract

一種避免意外關機之行動裝置，包括：一電池芯、一控制器，以及一接口元件。控制器可定義一第一延遲時間和一第二延遲時間，其中第一延遲時間係關於電池芯之過放電電流保護，而第二延遲時間係關於電池芯之過電壓保護。當一電源供應器之一插頭由接口元件之中拔出時，控制器即偵測電池芯之一健康狀態。控制器可將健康狀態與一第一臨界比率和一第二臨界比率作比較。然後，控制器可再根據一第一倍數、一第二倍數，或是一第三倍數來延長第一延遲時間和第二延遲時間。

Description

避免意外關機之行動裝置及控制方法
本發明係關於一種行動裝置，特別係關於一種可避免意外關機之行動裝置。
筆記型電腦或平板電腦用通常需要電池元件，然而，在長時間使用後會發生電池逐漸老化之問題，並可能造成電腦裝置發生意外關機。有鑑於此，勢必要提出一種全新之解決方案，以克服先前技術所面臨之困境。
在較佳實施例中，本發明提出一種避免意外關機之行動裝置，選擇性耦接至一電源供應器，並包括：一電池芯；一控制器，定義一第一延遲時間和一第二延遲時間，其中該第一延遲時間係關於該電池芯之過放電電流保護，而該第二延遲時間係關於該電池芯之過電壓保護；以及一接口元件，包括一偵測腳位，其中當該電源供應器之一插頭由該接口元件之中拔出時，該偵測腳位即通知該控制器，使得該控制器偵測該電池芯之一健康狀態；其中若該健康狀態優於一第一臨界比率，則該控制器將根據一第一倍數來延長該第一延遲時間和該第二延遲時間；其中若該健康狀態介於該第一臨界比率和一第二臨界比率之間，則該控制器將根據一第二倍數來延長該第一延遲時間和該第二延遲時間；其中若該健康狀態劣於該第二臨界比率，則該控制器將根據一第三倍數來延長該第一延遲時間和該第二延遲時間。
在一些實施例中，該控制器係以一電量計晶片(Gauge IC)、一嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)，或此二者之組合來實施。
在一些實施例中，因應於該第一延遲時間和該第二延遲時間之延長，該控制器即開始計時一既定時間。
在一些實施例中，在該既定時間屆滿之後，該控制器即將該第一延遲時間和該第二延遲時間回復為尚未延長之狀態。
在一些實施例中，該第一臨界比率為70%。
在一些實施例中，該第二臨界比率為30%。
在一些實施例中，該第一倍數為2。
在一些實施例中，該第二倍數為3。
在一些實施例中，該第三倍數為4。
在另一較佳實施例中，本發明提出一種避免意外關機之控制方法，包括下列步驟：提供一電池芯、一控制器，以及一接口元件；藉由該控制器，定義一第一延遲時間和一第二延遲時間，其中該第一延遲時間係關於該電池芯之過放電電流保護，而該第二延遲時間係關於該電池芯之過電壓保護；以及當一電源供應器之一插頭由該接口元件中拔出時，藉由該控制器，偵測該電池芯之一健康狀態；若該健康狀態優於一第一臨界比率，則藉由該控制器，根據一第一倍數來延長該第一延遲時間和該第二延遲時間；若該健康狀態介於該第一臨界比率和一第二臨界比率之間，則藉由該控制器，根據一第二倍數來延長該第一延遲時間和該第二延遲時間；以及若該健康狀態劣於該第二臨界比率，則藉由該控制器，根據一第三倍數來延長該第一延遲時間和該第二延遲時間。
為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語，故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，達到所述基本之技術效果。此外，「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置，或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露書敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外，以下揭露書不同範例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
此外，其與空間相關用詞。例如「在…下方」、「下方」、「較低的」、「上方」、「較高的」 及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置(Mobile Device)100和電源供應器(Power Supply Device)180之示意圖。例如，行動裝置100可以是一智慧型手機(Smart Phone)、一平板電腦(Tablet Computer)，或是一筆記型電腦(Notebook Computer)。如第1圖所示，行動裝置100包括一電池芯(Battery Cell)110、一控制器(Controller)120，以及一接口元件(Jack Element)130，其中接口元件130包括一偵測腳位(Detection Pin)140。另一方面，電源供應器180具有一插頭(Plug)190，但其非屬於行動裝置100之一部份。必須理解的是，雖然未顯示於第1圖中，但行動裝置100更可包括其他元件，例如：一處理器(Processor)、一揚聲器(Speaker)、一觸控面板(Touch Control Panel)，或(且)一外殼(Housing)。
電池芯110可提供電力給行動裝置100。例如，在一放電程序(Discharge Process)期間，電池芯110可產生一輸出電壓VOUT和一輸出電流IOUT，使得行動裝置100中之任一電子元件(未顯示)可由輸出電壓VOUT和輸出電流IOUT來進行供電。
控制器120可持續地監控電池芯110之輸出及操作狀態。在一些實施例中，控制器120係以一電量計晶片(Gauge IC)、一嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)，或此二者之組合來實施。控制器120可定義出一第一延遲時間(Delay Time)T1和一第二延遲時間T2，其中第一延遲時間T1可關於電池芯110之過放電電流保護(Over Discharge Current Protection，ODCP)，而第二延遲時間T2可關於電池芯110之過電壓保護(Over Voltage Protection，OVP)。
第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之電池芯110之過放電電流保護之示意圖。在電池芯110之放電程序期間，電池芯110之輸出電流IOUT可能大於或等於一電流臨界值ITH並維持長達一段時間TA。若控制器120偵測到此段時間TA較第一延遲時間T1更長，則會觸發過放電電流保護之機制，使得控制器120立即停止電池芯110之任何輸出(亦即，輸出電壓VOUT和輸出電流IOUT均迅速下降至0)。
第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之電池芯110之過電壓保護之示意圖。在電池芯110之放電程序期間，電池芯110之輸出電壓VOUT可能低於或等於一電壓臨界值VTH並維持長達一段時間TB。若控制器120偵測到此段時間TB較第二延遲時間T2更長，則會觸發過電壓保護之機制，使得控制器120立即停止電池芯110之任何輸出(亦即，輸出電壓VOUT和輸出電流IOUT均迅速下降至0)。
根據第2、3圖之實施例可知，過放電電流保護和過電壓保護之機制均可用於降低電池芯110發生損壞之機率。藉由改變第一延遲時間T1和第二延遲時間T2，控制器120亦可根據不同需要來調整過放電電流保護和過電壓保護之每一者之觸發門檻。
行動裝置100可選擇性地耦接至電源供應器180。當行動裝置100耦接至電源供應器180時，電源供應器180可提供來自一交流電源(未顯示)之穩定電力給行動裝置100，而電池芯110亦可進入一充電程序(Charge Process)。
第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100已耦接至電源供應器180時之示意圖。在第4圖之實施例中，電源供應器180之插頭190已插入至行動裝置100之接口元件130之內。此時，電源供應器180之插頭190可接觸接口元件130之偵測腳位140，使得偵測腳位140可產生一低邏輯電位(Low Logic Voltage)VL。
第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置100不再耦接至電源供應器180時之示意圖。在第5圖之實施例中，電源供應器180之插頭190已由行動裝置100之接口元件130之中拔出。此時，電源供應器180之插頭190不再接觸接口元件130之偵測腳位140，使得偵測腳位140可產生一高邏輯電位(High Logic Voltage)VH。
控制器120可耦接於電池芯110和接口元件130之間。藉由分析偵測腳位140處之電位，控制器120將可輕易確認電源供應器180之插頭190是否有插入至行動裝置100之接口元件130。例如，若偵測腳位140處之電位由低邏輯電位VL轉變為高邏輯電位VH，則控制器120將可判斷電源供應器180之插頭190可能剛由行動裝置100之接口元件130之中拔出。
當電源供應器180之插頭190由行動裝置100之接口元件130之中拔出時，控制器120隨即偵測電池芯110之一健康狀態(State of Health，SOH)BV。在一些實施例中，電池芯110之健康狀態BV可根據下列方程式(1)作定義：
Figure 02_image001
……………………………………………(1) 其中「BV」代表電池芯110之健康狀態，「FCC」代表電池芯110之滿充電容量(Fully Charged Capacity)，而「DC」代表電池芯110之設計容量(Design Capacity)。
必須理解的是，由於電池芯110之滿充電容量係小於或等於電池芯110之設計容量，故電池芯110之健康狀態BV將會介於0至1之間(或是介於0%至100%之間)。接著，控制器120可將電池芯110之健康狀態BV與一第一臨界比率TH1和一第二臨界比率TH2相比較，再執行相對應之操作。例如，第一臨界比率TH1可以大於50%，而第二臨界比率TH2可以小於50%，但亦不僅限於此。在另一些實施例中，控制器120還可將電池芯110之健康狀態BV與更多個臨界比率作比較，以執行更多種不同操作。
若電池芯110之健康狀態BV優於第一臨界比率(例如，
Figure 02_image003
)，則控制器120將可根據一第一倍數K1來延長第一延遲時間T1和第二延遲時間T2，如下列方程式(2)、(3)所述：
Figure 02_image005
………………………………………(2)
Figure 02_image007
………………………………………(3) 其中「T1D」代表已延長之第一延遲時間T1，「T2D」代表已延長之第二延遲時間T2，「T1」代表原始之第一延遲時間T1，「T2」代表原始之第二延遲時間T2，而「K1」代表第一倍數K1。
若電池芯110之健康狀態BV介於第一臨界比率TH1和第二臨界比率TH2之間(例如，
Figure 02_image009
)，則控制器120將可根據一第二倍數K2來延長第一延遲時間T1和第二延遲時間T2，如下列方程式(4)、(5)所述：
Figure 02_image011
………………………………………(4)
Figure 02_image013
………………………………………(5) 其中「T1D」代表已延長之第一延遲時間T1，「T2D」代表已延長之第二延遲時間T2，「T1」代表原始之第一延遲時間T1，「T2」代表原始之第二延遲時間T2，而「K2」代表第二倍數K2。
若電池芯110之健康狀態BV劣於第二臨界比率(例如，
Figure 02_image015
)，則控制器120將可根據一第三倍數K3來延長第一延遲時間T1和第二延遲時間T2，如下列方程式(6)、(7)所述：
Figure 02_image017
………………………………………(6)
Figure 02_image019
………………………………………(7) 其中「T1D」代表已延長之第一延遲時間T1，「T2D」代表已延長之第二延遲時間T2，「T1」代表原始之第一延遲時間T1，「T2」代表原始之第二延遲時間T2，而「K3」代表第三倍數K3。
簡而言之，若電池芯110之健康狀態BV逐漸下滑，則控制器120可對應地延長過放電電流保護之第一延遲時間T1和過電壓保護之第二延遲時間T2。在放電程序期間，由於過放電電流保護和過電壓保護之門檻皆可動態地進行調整，故行動裝置100因電池芯110突然停止輸出而發生意外關機之機率將能有效地降低。在本發明之設計下，行動裝置100之操作穩定度將獲得大幅度改善。
在一些實施例中，行動裝置100之元件參數可如下列所述。電流臨界值ITH可約為5A。電壓臨界值VTH可約為2.8V。第一臨界比率TH1可約為70%。第二臨界比率TH2可約為30%。第一倍數K1、第二倍數K2，以及第三倍數K3均可大於或等於2，其中第三倍數K3可大於第二倍數K2，而第二倍數K2可大於第一倍數K1。例如，第一倍數K1可為2，第二倍數K2可為3，而第三倍數K3可為4。以上元件參數之範圍係根據多次實驗結果而得出，其有助於最佳化行動裝置100之操作穩定度。
舉例而言，第一延遲時間T1和第二延遲時間T2可根據下表一進行設定，但亦不僅限於此：
  原始狀態 (尚未延長) 根據第一倍數K1進行延長 根據第二倍數K2進行延長 根據第三倍數K1進行延長
第一延遲時間T1 5秒 10秒 15秒 20秒
第二延遲時間T2 4秒 8秒 12秒 16秒
表一：第一延遲時間和第二延遲時間之調整示例
在另一些實施例中，因應於第一延遲時間T1和第二延遲時間T2之延長，控制器120即可開始計時一既定時間(例如，20秒)。例如，當電源供應器180之插頭190由行動裝置100之接口元件130之中拔出時(或是當偵測腳位140處之電位由低邏輯電位VL轉變為高邏輯電位VH時)，控制器120可開始計時前述之既定時間，但亦不僅限於此。接著，在前述之既定時間屆滿之後，控制器120還可將第一延遲時間T1和第二延遲時間T2重新回復為尚未延長之狀態。換言之，第一延遲時間T1和第二延遲時間T2僅會暫時性地被延長，而此設計可進一步保護電池芯110不易發生損壞。
第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之避免意外關機之控制方法之流程圖。前述之控制方法包括下列步驟。在步驟S610，提供一電池芯、一控制器，以及一接口元件。在步驟S620，藉由控制器，定義一第一延遲時間和一第二延遲時間，其中第一延遲時間係關於電池芯之過放電電流保護，而第二延遲時間係關於電池芯之過電壓保護。在步驟S630，藉由控制器，判斷一電源供應器之一插頭是否由接口元件中拔出。若是，則在步驟S640，藉由控制器，偵測電池芯之一健康狀態。在步驟S650，將電池芯之健康狀態與一第一臨界比率和一第二臨界比率作比較。若健康狀態優於第一臨界比率，則在步驟S660，藉由控制器，根據一第一倍數來延長第一延遲時間和第二延遲時間。若健康狀態介於第一臨界比率和第二臨界比率之間，則在步驟S670，藉由控制器，根據一第二倍數來延長第一延遲時間和第二延遲時間。若健康狀態劣於第二臨界比率，則在步驟S680，藉由控制器，根據一第三倍數來延長第一延遲時間和第二延遲時間。必須理解的是，以上步驟無須依次序執行，而第1-5圖之實施例之每一特徵均可套用至第6圖之控制方法當中。
本發明提出一種新穎之行動裝置。相較於傳統技術，本發明至少具有降低意外關機之機率以增加操作穩定度等優勢，故其很適合應用於各種各式之行動通訊裝置當中。
值得注意的是，以上所述之元件參數皆非為本發明之限制條件。設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之行動裝置和控制方法並不僅限於第1-6圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-6圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之，並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之行動裝置和控制方法當中。
本發明之方法，或特定型態或其部份，可以以程式碼的型態存在。程式碼可以包含於實體媒體，如軟碟、光碟片、硬碟、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，亦或不限於外在形式之電腦程式產品，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。程式碼也可以透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。當在一般用途處理單元實作時，程式碼結合處理單元提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。
在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:行動裝置
110:電池芯
120:控制器
130:接口元件
140:偵測腳位
180:電源供應器
190:插頭
BV:健康狀態
IOUT:輸出電流
ITH:電流臨界值
K1:第一倍數
K2:第二倍數
K3:第三倍數
S610,S620,S630,S640,S650,S660,S670,S680:步驟
T1:第一延遲時間
T2:第二延遲時間
TA,TB:時間
TH1:第一臨界比率
TH2:第一臨界比率
VH:高邏輯電位
VL:低邏輯電位
VOUT:輸出電壓
VTH:電壓臨界值
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置和電源供應器之示意圖。 第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之電池芯之過放電電流保護之示意圖。 第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之電池芯之過電壓保護之示意圖。 第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置已耦接至電源供應器時之示意圖。 第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之行動裝置不再耦接至電源供應器時之示意圖。 第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之避免意外關機之控制方法之流程圖。
100:行動裝置
110:電池芯
120:控制器
130:接口元件
140:偵測腳位
180:電源供應器
190:插頭
BV:健康狀態
IOUT:輸出電流
K1:第一倍數
K2:第二倍數
K3:第三倍數
T1:第一延遲時間
T2:第二延遲時間
TH1:第一臨界比率
TH2:第一臨界比率
VOUT:輸出電壓

Claims (8)

  1. 一種避免意外關機之行動裝置，選擇性耦接至一電源供應器，並包括：一電池芯；一控制器，定義一第一延遲時間和一第二延遲時間，其中該第一延遲時間係關於該電池芯之過放電電流保護，而該第二延遲時間係關於該電池芯之過電壓保護；以及一接口元件，包括一偵測腳位，其中當該電源供應器之一插頭由該接口元件之中拔出時，該偵測腳位即通知該控制器，使得該控制器偵測該電池芯之一健康狀態；其中若該健康狀態優於一第一臨界比率，則該控制器將根據一第一倍數來延長該第一延遲時間和該第二延遲時間；其中若該健康狀態介於該第一臨界比率和一第二臨界比率之間，則該控制器將根據一第二倍數來延長該第一延遲時間和該第二延遲時間；其中若該健康狀態劣於該第二臨界比率，則該控制器將根據一第三倍數來延長該第一延遲時間和該第二延遲時間；其中因應於該第一延遲時間和該第二延遲時間之延長，該控制器即開始計時一既定時間；其中在該既定時間屆滿之後，該控制器即將該第一延遲時間和該第二延遲時間回復為尚未延長之狀態。
  2. 如請求項1所述之行動裝置，其中該控制器係以一電量計晶片(Gauge IC)、一嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)，或此二者之組合來實施。
  3. 如請求項1所述之行動裝置，其中該第一臨界比率為70%。
  4. 如請求項1所述之行動裝置，其中該第二臨界比率為30%。
  5. 如請求項1所述之行動裝置，其中該第一倍數為2。
  6. 如請求項1所述之行動裝置，其中該第二倍數為3。
  7. 如請求項1所述之行動裝置，其中該第三倍數為4。
  8. 一種避免意外關機之控制方法，包括下列步驟：提供一電池芯、一控制器，以及一接口元件；藉由該控制器，定義一第一延遲時間和一第二延遲時間，其中該第一延遲時間係關於該電池芯之過放電電流保護，而該第二延遲時間係關於該電池芯之過電壓保護；以及當一電源供應器之一插頭由該接口元件中拔出時，藉由該控制器，偵測該電池芯之一健康狀態；若該健康狀態優於一第一臨界比率，則藉由該控制器，根據一第一倍數來延長該第一延遲時間和該第二延遲時間；若該健康狀態介於該第一臨界比率和一第二臨界比率之間，則藉由該控制器，根據一第二倍數來延長該第一延遲時間和該第二延遲時間； 若該健康狀態劣於該第二臨界比率，則藉由該控制器，根據一第三倍數來延長該第一延遲時間和該第二延遲時間；因應於該第一延遲時間和該第二延遲時間之延長，藉由該控制器，開始計時一既定時間；以及在該既定時間屆滿之後，藉由該控制器，將該第一延遲時間和該第二延遲時間回復為尚未延長之狀態。
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