TWI815233B - 電源管理裝置以及管理方法 - Google Patents

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TWI815233B TW110145126A TW110145126A TWI815233B TW I815233 B TWI815233 B TW I815233B TW 110145126 A TW110145126 A TW 110145126A TW 110145126 A TW110145126 A TW 110145126A TW I815233 B TWI815233 B TW I815233B
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林醫旬
梁清吉
王勛弘
邱浩榮
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Abstract

一種電源管理裝置以及管理方法被提出。電源管理裝置包括電源開關、偵測電路以及控制器。電源開關接收外部電源。偵測電路接收內部電源以及至少一操作電源。偵測電路判斷內部電源以及操作電源的至少其中之一是否在預設規格範圍中以產生保護啟動信號。控制器根據保護啟動信號以設定保護旗標，並執行應用程式以根據保護旗標來產生控制信號。控制器傳送控制信號以使電源開關被切斷。

Description

電源管理裝置以及管理方法
本發明是有關於一種電源管理裝置以及管理方法，且特別是有關於一種透過應用程式來執行電源保護動作的電源管理裝置以及管理方法。
在電子裝置的電源線路端上，若有電路元件發生損壞，例如作為電源開關的電晶體發生短路時，有可能使高壓被直接短路至非預期的電路元件中，可能發生燒毀電路元件的狀況。
在習知的電子裝置中，電子裝置可提供過電壓及過電流的保護機制。然而，這種基本的保護機制會存在當電子裝置觸發到保護的設定點時，保護電路可能來不及啟動保護機制就發生讓元件損毀的現象。另外，還有就是當觸發保護機制後，可能發生在未確實針對電源異常進行故障排除時，就重新啟動電源，並再次觸發保護機制。如此的多次的重複觸發保護機制，也有可能讓電子裝置的電路元件發生損毀情況。
本發明提供一種電源管理裝置以及管理方法，可確保電子裝置不會因電源異常發生損壞。
本發明的電源管理裝置包括電源開關、偵測電路以及控制器。電源開關接收外部電源。偵測電路接收根據外部電源所產生的內部電源以及根據內部電源所產生的至少一操作電源。偵測電路判斷內部電源以及操作電源的至少其中之一是否在預設規格範圍中以產生保護啟動信號。控制器耦接偵測電路，根據保護啟動信號以設定保護旗標，並執行應用程式以根據保護旗標來產生控制信號。其中控制器傳送控制信號以使電源開關被切斷。
本發明的電源管理方法包括：使電源開關接收外部電源；使偵測電路判斷內部電源以及至少一操作電源的至少其中之一是否在預設規格範圍中以產生保護啟動信號，其中內部電源根據外部電源所產生，至少一操作電源據內部電源所產生；使控制器根據保護啟動信號以設定保護旗標，並執行應用程式以根據保護旗標來產生控制信號；以及，傳送控制信號以使電源開關被切斷。
基於上述，本發明的電源管理裝置透過偵測內部電源與操作電源的至少其中之一是否出現異常現象，再根據偵測結果以透執行應用程式來切斷外部電源的接收動作。本發明的一實施例中，電源管理裝置可透過儲存被啟動的保護旗標，以閂鎖所發生的電源異常狀態，並在電源異常現象有效被排除後，才重新啟動 外部電源的接收動作。如此一來，可確保電子裝置的工作安全性。
100:電源管理裝置
110、210:電源開關
120、220:控制器
130、230:偵測電路
140:內部電路
200:電子裝置
201:外部裝置
241:充電電路
242:中央處理單元
243:圖形處理單元
CTR:控制信號
DR:保護啟動信號
EXTP:外部電源
INP:內部電源
S231、S232:步驟
S310~S3100、S410~S440:電源管理步驟
VPP:操作電源
圖1繪示本發明一實施例的電源管理裝置的示意圖。
圖2繪示應用本發明的電源管理裝置的電子裝置中的實施方式的示意圖。
圖3繪示本發明實施例的電源管理裝置的動作流程圖。
圖4繪示本發明一實施例的電源管理方法的流程圖。
請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的電源管理裝置的示意圖。電源管理裝置100包括電源開關110、控制器120以及偵測電路130。電源開關110接收外部電源EXTP，並可根據外部電源EXTP以提供內部電源INP至電子裝置的內部電路140。偵測電路130耦接至內部電路140，用以接收內部電源INP以及一個或多個的操作電源VPP。偵測電路130用以使內部電源INP以及操作電源VPP與一預設規格範圍進行比較，並在當內部電源INP以及操作電源VPP中的至少其中之一超出預設規格範圍時產生一保護啟動信號DR。
控制器120耦接在電源開關110以及偵測電路130，控制器120接收偵測電路130產生的保護啟動信號DR，並根據該保護 啟動信號DR以設定保護旗標。控制器120並透過執行一應用程式，以根據保護旗標來產生控制信號CTR。控制器120傳送控制信號CTR至電源開關110，並透過控制信號CTR以使電源開關110被切斷。
關於電源管理裝置100的整體的動作細節，在電子裝置運作時，接收外部電源EXTP的電源開關110被導通，並傳送內部電源INP至內部電路140。在本實施例中，內部電路140可具有電池以接收內部電源INP來進行充電。內部電路140並可轉換內部電源INP以產生操作電源VPP。內部電路140中的一個或多個電路晶片並基於操作電源VPP來進行運作。
偵測電路130由內部電路140中的一個或多個電路晶片來接收內部電源INP以及操作電源VPP。偵測電路130預先設定一預設規格範圍。其中預設規格範圍具有第一閾值以及第二閾值，其中第一閾值大於第二閾值。偵測電路130並使內部電源INP來與第二閾值進行比較。其中，當內部電源INP低於第二閾值時，表示內部電源INP有一大電流的抽載現象被發生，例如供應內部電源INP的路徑間有短路的現象。此時，偵測電路130可判斷出內部電路140產生過電流的電源異常狀態，並產生被致能的保護啟動信號DR。
在另一方面，偵測電路130也可針對操作電源VPP與第一閾值進行比較動作，並在當操作電源VPP大於第一閾值時，判斷出內部電路140產生過電壓的電源異常狀態，並產生被致能的 保護啟動信號DR。
上述的操作電源VPP與第一閾值的比較動作以及內部電源INP與第二閾值的比較動作，是可以同步進行的。偵測電路130並可在當上述的過電流的電源異常狀態以及過電壓的電源異常狀態的其中之一發生時，使保護啟動信號DR被致能。
在本實施例中，保護啟動信號DR可以是一個數位信號，在當保護啟動信號DR被致能時，偵測電路130可以使保護啟動信號DR為一第一邏輯值，而在當保護啟動信號DR被禁能時，偵測電路130則可以使保護啟動信號DR為一第二邏輯值。其中第一邏輯值與第二邏輯值互補，例如第一邏輯值可為0且第二邏輯值可為1，或是第一邏輯值可為1且第二邏輯值可為0，但不限於此。
在當保護啟動信號DR被致能時，控制器120可根據被致能的保護啟動信號DR來設定一保護旗標。進一步的，控制器120可使保護旗標被寫入一儲存裝置中，並藉此將電壓異常狀態進行閂鎖的動作。在本實施例中，儲存裝置可以為一非揮發性記憶體，例如唯讀記憶體、快閃記憶體、電阻式記憶體或其他本領域具通常知識者所熟知的非揮發性記憶裝置。
並且，控制器120可根據儲存裝置記錄的被設定的保護旗標來產生控制信號CTR。控制器120傳送控制信號CTR至電源開關110的控制端，並使電源開關110被切斷，並停止外部電源EXTP的接收動作。
由上述說明可以得知，在電源異常狀態發生時，電源管 理裝置100可透過使電源開關110被切斷，以使內部電源INP停止被提供至內部電路140中，可確保內部電路140中的電路元件的安全性。並且，基於電子裝置的電壓異常狀態可被閂鎖在控制器120中，因此，在造成電壓異常的故障未被排除前，電源開關110將無法被導通，可維護內部電路140的安全。
在此請注意，在本發明實施例中，若要重啟電子裝置，需要提供一外部命令至控制器120以使控制器120清除所儲存的保護旗標。上述的外部命令可用以產生一觸發信號。控制器120並可在當觸發信號被致能大於一預定時間長度時，進行保護旗標的清除動作。在本發明實施例中，電子裝置可具有一按鍵。使用者並可在造成電源異常的故障被排除後，透過長壓上述的按鍵以提供被致能的觸發信號至控制器120，並藉此重新啟動電源開關110。
在內部電路140中，可具有一個或多個處理器以接收操作電源VPP，例如中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)或圖形處理單元(Graphics Processing Unit,GPU)，或其他的電路。另外，內部電路140可具有充電電路，以提供內部電源INP以對電子裝置的電池充電。
進一步來說明，當控制器120中的保護旗標被設定時，控制器120也可進一步使內部電路140中的電池進入運輸模式(shipping mode)，以停止電池的充電放電行為，確保電子裝置的安全性。
關於本發明實施例，在硬體架構方面，電源開關110可以是一電晶體開關。控制器120則可以為一內嵌控制器(Embedded Controller,EC)。偵測電路130則可以由多個比較器來構成，比較器則可應用本領域具通常知識者所熟知的比較電路來建構，沒有一定的限制。
以下請參照圖2，圖2繪示應用本發明的電源管理裝置的電子裝置中的實施方式的示意圖。電子裝置200的電源開關210耦接至外部裝置201，並可由外部裝置201接收外部電源EXTP。當電子裝置200正常運作時，電源開關210被導通並使外部電源EXTP被傳送至充電電路241。充電電路241可根據外部電源EXTP以產生內部電源INP，並提供內部電源INP以對電子裝置200中的電池(未繪示)進行充電。電子裝置200並可轉換內部電源INP來產生操作電源VPP。電子裝置200中的中央處理單元(CPU)242以及圖形處理單元(GPU)243並可基於操作電源VPP來進行運作。
偵測電路230接收內部電源INP以及操作電源VPP。偵測電路230用以執行步驟S231以偵測操作電源VPP的電壓是否過高(高於第一閾值)，並用以執行步驟S232以偵測內部電源INP的電壓是否過低(低於第二閾值)。其中在步驟S232中，內部電源INP的電壓是否過低的偵測動作，用以偵測電子裝置200有無發生過電流的問題。
偵測電路230可根據步驟S231以及S232的偵測結果來 產生保護啟動信號DR，其中，操作電源VPP的電壓過高以及內部電源INP的電壓過低只要有其中一者發生，偵測電路230即可產生被致能的保護啟動信號DR。
此外，控制器220為內嵌控制器，並可用來執行應用程式。控制器220並可具有內建的非揮發性記憶體，或透過外掛的非揮發性記憶體，來儲存保護旗標。當保護啟動信號DR為被致能的狀態時，控制器220可設定保護旗標，並將被設定的保護旗標儲存至非揮發性記憶體中，藉以閂鎖電子裝置200的電壓異常狀態。控制器220並可在保護旗標為被設定的狀態下，產生用以切斷電源開關210的控制信號CTR。
在當電子裝置200發生的電源故障被排除後，使用者可透過發送觸發信號至控制器220。為避免誤動作，控制器220可在觸發信號被致能一段時間區間後，才執行對保護旗標的清除動作。在當保護旗標被清除後，控制器220可根據被清除的保護旗標，來產生可使電源開關210重新導通的控制信號CTR。
根據上述說明可以得知，本發明的電源管理裝置可在當電子裝置200發生電源異常狀態時，進行電源異常狀態的閂鎖動作。以確保在故障完成被排除後，才可進行電源異常狀態的解鎖動作。避免在故障未被排除前，電源開關210重新被啟動而造成二次傷害的情況。
以下請參照圖3，圖3繪示本發明實施例的電源管理裝置的動作流程圖。在步驟S310中，電子裝置透過外部裝置來接收供 應的外部電源。步驟S320中，偵測電路可針對內部電源是否異常進行偵測。若在步驟S320的偵測結果為否，可結束此動作流程(步驟S3100)。若步驟S320的偵測結果為是，則執行步驟S330。
在步驟S330中，控制器可將異常狀態儲存於唯讀記憶體(Read Only Memory,ROM)中。並且，在步驟S340中，控制器可確認電子裝置所屬的系統是否處於使用狀態，若系統正處於使用狀態下時，控制器可強制使系統關機，並執行步驟S350。若系統並非處於使用狀態下時，則可直接執行步驟S350。
在步驟S350中，控制器可將電源開關設為斷開，在較佳的實施狀況下，控制器並可進一步使電子裝置的電池進入傳輸(shipping mode)模式。
接著，在步驟S370中，工程人員可執行機台維修動作，並在維修動作完成且完成故障排除後，在步驟S380中，透過按壓電子裝置的開關鍵一預定時間，用以發送觸發信號至控制器，據此，控制器可在步驟S390中清除ROM中的異常訊息並把電源開關設定為導通的狀態，之後結束此動作流程(步驟S3100)。
請參照圖4，圖4繪示本發明一實施例的電源管理方法的流程圖。其中，在步驟S410中，使電源開關接收外部電源。在步驟S420中，使偵測電路判斷內部電源以及至少一操作電源的至少其中之一是否在預設規格範圍中以產生保護啟動信號，其中內部電源根據外部電源所產生，至少一操作電源根據內部電源所產生。在步驟S430中，使控制器根據保護啟動信號以設定保護旗標， 並執行應用程式以根據保護旗標來產生控制信號。並且，在步驟S440中，傳送控制信號以使電源開關被切斷。
關於上述步驟的實施細節，在前述實施例以及實施方式已有詳細的說明，以下恕不多贅述。
綜上所述，本發明電源管理裝置透過偵測電子裝置的內部電源以及電路晶片所使用的操作電源進行電源異常狀態的偵測，並在電源異常狀態發生時，透過設定保護旗標，並根據保護旗標來切斷電源開關。本發明實施例中，控制器透過執行應用程式來產生切斷電源開關的控制信號。
100:電源管理裝置
110:電源開關
120:控制器
130:偵測電路
140:內部電路
CTR:控制信號
DR:保護啟動信號
EXTP:外部電源
INP:內部電源
VPP:操作電源

Claims (18)

  1. 一種電源管理裝置，包括：一電源開關，接收一外部電源；一偵測電路，接收根據該外部電源所產生的一內部電源以及根據該內部電源所產生的至少一操作電源，同步針對該內部電源以及該至少一操作電源進行偵測，當該偵測電路判斷該至少一操作電源高於一第一閾值與該內部電源低於一第二閾值的至少其中一現象發生時，該偵測電路產生一保護啟動信號；以及一控制器，耦接該偵測電路，根據該保護啟動信號以設定一保護旗標，並執行一應用程式以根據該保護旗標來產生一控制信號，其中，該控制器傳送該控制信號以使該電源開關被切斷。
  2. 如請求項1所述的電源管理裝置，其中該第一閾值大於該第二閾值。
  3. 如請求項2所述的電源管理裝置，其中該偵測電路在該內部電源小於該第二閾值時，致能該保護啟動信號。
  4. 如請求項2所述的電源管理裝置，其中該偵測電路在該至少一操作電源大於該第一閾值時，致能該保護啟動信號。
  5. 如請求項1所述的電源管理裝置，其中該控制器將該保護旗標儲存至一儲存裝置中。
  6. 如請求項5所述的電源管理裝置，其中該儲存裝置為非揮發性記憶體。
  7. 如請求項1所述的電源管理裝置，其中該偵測電路耦接至一電池以接收該內部電源，該偵測電路由至少一電路晶片以接收該至少一操作電源。
  8. 如請求項1所述的電源管理裝置，其中該控制器並接收一觸發信號，當該觸發信號被致能大於一預定時間長度時，該控制器清除該保護旗標。
  9. 如請求項8所述的電源管理裝置，其中該控制器根據被清除的該保護旗標以產生該控制信號使該電源開關被導通。
  10. 如請求項1所述的電源管理裝置，其中該電源開關更提供該外部電源一充電電路，該充電電路根據該外部電源以產生該內部電源。
  11. 一種電源管理方法，包括：使一電源開關接收一外部電源；使一偵測電路同步針對一內部電源以及至少一操作電源進行偵測，當該偵測電路判斷該至少一操作電源高於一第一閾值與該內部電源低於一第二閾值的至少其中一現象發生時，該偵測電路產生一保護啟動信號，其中該內部電源根據該外部電源所產生，該至少一操作電源根據該內部電源所產生；使一控制器根據該保護啟動信號以設定一保護旗標，並執行一應用程式以根據該保護旗標來產生一控制信號；以及傳送該控制信號以使該電源開關被切斷。
  12. 如請求項11所述的電源管理方法，其中該第一閾值大於該第二閾值。
  13. 如請求項12所述的電源管理方法，其中使該偵測電路同步針對一內部電源以及至少一操作電源進行偵測，當該偵測電路判斷該至少一操作電源高於一第一閾值與該內部電源低於一第二閾值的至少其中一現象發生時，該偵測電路產生該保護啟動信號的步驟包括：使該偵測電路在該內部電源小於該第二閾值時，致能該保護啟動信號。
  14. 如請求項12所述的電源管理方法，其中使該偵測電路同步針對一內部電源以及至少一操作電源進行偵測，當該偵測電路判斷該至少一操作電源高於一第一閾值與該內部電源低於一第二閾值的至少其中一現象發生時，該偵測電路產生該保護啟動信號的步驟包括：使該偵測電路在該至少一操作電源大於該第一閾值時，致能該保護啟動信號。
  15. 如請求項11所述的電源管理方法，更包括：將該保護旗標儲存至一儲存裝置中。
  16. 如請求項15所述的電源管理方法，其中該儲存裝置為非揮發性記憶體。
  17. 如請求項15所述的電源管理方法，更包括：接收一觸發信號；以及 當該觸發信號被致能大於一預定時間長度時，使該控制器清除該保護旗標。
  18. 如請求項17所述的電源管理方法，更包括：使該控制器根據被清除的該保護旗標以產生該控制信號，並使該電源開關根據該控制信號被導通。
TW110145126A 2021-04-28 2021-12-03 電源管理裝置以及管理方法 TWI815233B (zh)

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US202163181170P 2021-04-28 2021-04-28
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