TWI815703B - 受電裝置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一種受電裝置的控制方法，其包含經由連接器的配置通道接腳溝通電源轉接器，以獲得電源轉接器的供電配額，並基於獲得的供電配額生成功耗閾值；在系統電路的總消耗功率大於功耗閾值時，根據設定電路所產生的一情境設定訊號，從複數情境模式中選擇出對應的情境模式；根據對應的情境模式，從複數排除參數中選擇出對應的排除參數；根據對應的排除參數，從複數個降功率程序中排除對應的降功率程序以產生降功率受選組；及執行降功率受選組中的至少一降功率程序，以減少總消耗功率。

Description

受電裝置及其控制方法
本發明是關於電源控制技術，尤其是關於一種受電裝置及其控制方法。
一般而言，電子裝置配置有一適配器以進行供電及充電。然而，若電子裝置所外接的適配器不符合電子裝置所搭配的規格時，適配器供應的電源可能無法滿足電子裝置運作時所需的最小功耗，造成適配器因過載保護而斷電，進而使電子裝置無法持續正常運作。
在一實施例中，一種受電裝置，其包含一系統電路、一設定電路、一連接器、一電源管理電路及一控制電路。設定電路響應不同的一輸入而產生不同的一情境設定訊號。連接器適於外接一電源轉接器。連接器包含一電源接腳及一配置通道接腳。電源管理電路連接於連接器及系統電路。電源管理電路用以於連接器外接電源轉接器時，經由電源接腳汲取一供應電源，根據供應電源提供一系統電源給系統電路，並偵測系統電路的一總消耗功率。控制電路連接系統電路、設定電路、連接器及電源管理電路。控制電路儲存有複數個情境模式、複數個排除參數及複數個降功率程序，其中複數個情境模式對應於不同的情境設定訊號及複數個排除參數，複數個排除參數對應於複數個降功率程序。每一降功率程序用以改變系統電路與控制電路中之一者的不同的一運作參數。控制電路用以經由配置通道接腳與電源轉接器溝通，以獲得電源轉接器的一供電配額，在總消耗功率大於功耗閾值時，根據設定電路所產生的情境設定訊號，從複數個情境模式中選擇出一對應的情境模式，根據對應的情境模式，從複數個排除參數中選擇出一對應的排除參數，根據對應的排除參數，從複數個降功率程序中排除一對應的降功率程序以產生一降功率受選組，並執行降功率受選組中的至少一降功率程序，以減少總消耗功率。其中，功耗閾值是基於獲得的供電配額而生成。
在一實施例中，一種受電裝置的控制方法，其包含經由連接器的配置通道接腳溝通電源轉接器，以獲得電源轉接器的供電配額，並基於獲得的供電配額生成功耗閾值；於連接器外接電源轉接器時，經由連接器的電源接腳汲取供應電源，並根據供應電源提供系統電源給系統電路；偵測系統電路的總消耗功率；在總消耗功率大於功耗閾值時，根據設定電路所產生的情境設定訊號，從複數個情境模式中選擇出對應的情境模式；根據對應的情境模式，從複數個排除參數中選擇出對應的排除參數；根據對應的排除參數，從複數個降功率程序中排除一對應的降功率程序以產生一降功率受選組；及執行降功率受選組中的至少一降功率程序，以減少總消耗功率。其中，複數個情境模式分別對應於複數個排除參數且分別對應於不同的複數個情境設定訊號。於此，設定電路所產生的情境設定訊號為此些情境設定訊號中之一。複數個排除參數分別對應於複數個降功率程序，並且各降功率程序用以改變系統電路與控制電路中之一者的運作參數。
綜上所述，依據任一實施例，受電裝置藉由實施其控制方法能判斷電源轉接器的供電配額是否滿足系統電路的總消耗功率，且在供電配額不滿足總消耗功率時降低總消耗功率。如此，可以使受電裝置在外接不符其搭配規格的電源轉接器時，仍能持續正常地從電源轉接器汲取電力及運作。在一些實施例中，受電裝置藉由實施其控制方法能排除當前情境下不適合的降功率程序，以使受電裝置可以快速地從不符其搭配規格的電源轉接器汲取電力。
參照圖1，受電裝置10包含一系統電路11、一設定電路12、一連接器13、一電源管理電路14及一控制電路15。電源管理電路14連接於連接器13及系統電路11。控制電路15連接系統電路11、設定電路12、連接器13及電源管理電路14。在一些實施例中，受電裝置10可以是筆記型電腦、桌上型電腦、行動數位裝置等被充電的電子裝置。
系統電路11用以處理受電裝置10的各種系統功能的運作。例如，系統電路11可以處理受電裝置10的儲電功能、顯示功能、通訊功能及音訊功能等的運作。
設定電路12用以響應不同的一輸入而產生不同的一情境設定訊號。在一些實施例中，設定電路12係為使用者介面。在一示範例中，使用者介面可以為具有複數按鍵的一鍵盤。不同按鍵組合即是不同的輸入，並且每一按鍵組合是由多個按鍵所組成。當不同的按鍵組合被使用者按下時，設定電路12即產生不同的情境設定訊號。例如，假設第一按鍵組合是由按鍵「Alt」與按鍵「A」所組成，且第二按鍵組合是由按鍵「Alt」與按鍵「B」所組成。當第一按鍵組合（「Alt」+「A」）被按下，則設定電路12產生第一情境設定訊號；當第二按鍵組合（「Alt」+「B」）被按下，則設定電路12產生不同於第一情境設定訊號的第二情境設定訊號。在一示範例中，使用者介面可以是顯示複數選項圖形的觸控顯示面板。每個選項圖形即是不同的輸入。當被使用者點選不同的選項圖形時，設定電路12即產生不同的情境設定訊號。
連接器13適於外接一電源轉接器20。在一些實施例中，電源轉接器20可以是交流轉直流的電源轉接器。在一些實施例中，如圖2所示，連接器13具有接頭130，電源轉接器20具有連接埠（圖未示）。當接頭130與連接埠對接時，連接器13從電源轉接器20汲取供應電源VBus_S（例如直流電源）。換言之，接頭130匹配於連接埠，例如連接埠是USB公頭，則接頭130是USB母頭，且USB公頭及USB母頭具有同一USB版本。
於此，連接器13包含電源接腳131及配置通道（Configuration Channel，CC）接腳132。電源接腳131用以接收來自電源轉接器20的供應電源VBus_S。在一些實施例中，電源接腳131及配置通道接腳132可以由接頭130實現。例如，如圖2所示，電源接腳131可以由接頭130的第一端VBUS_0、第二端VBUS_1、第三端VBUS_2、及第四端VBUS_3中的至少一者實現。如此，當接頭130與連接埠對接時，連接器13即可經由電源接腳131從電源轉接器20汲取供應電源VBus_S。配置通道接腳132可以由接頭130的第五端CC1_1及第六端CC2_1的其中一者實現。
在一些實施例中，除了電源接腳131及配置通道接腳132之外，接頭130依據其USB版本（即連接器13的USB版本）的定義，還可以實現連接器13的其他種類的接腳。例如，如圖2所示，當連接器13為Type C USB連接器時，接頭130的第七端SSTXp1及第八端SSTXn1（或是第九端SSTXp2及第十端SSTXn2）可以實現連接器13的高速發送接腳。接頭130的第十一端SSRXp1及第十二端SSRXn1（或是第十三端SSRXp2及第十四端SSRXn2）可以實現連接器13的高速接收接腳。接頭130的第十五端Dp1及第十六端Dn1（或是第十七端Dp2及第十八端Dn2）可以分別實現連接器13的正極資料接腳及負極資料接腳。接頭130的第十九端SBU1（或是第二十端SBU2）可以實現連接器13的輔助接腳，其用以傳輸輔助訊號。接頭130的第五端CC1_1及第六端CC2_1的其中一者可以實現配置通道接腳132，且另一者可以實現連接器13的電纜供電接腳（Vconn）。接頭130的第二十一端GND_0、第二十二端GND_1、第二十三端GND_2、第二十四端GND_3、第二十五端GND_4、第二十六端GND_5、第二十七端GND_6及第二十八端GND_7中的至少一者可以實現連接器13的接地接腳，且其連接於參考地。
於此，正極資料接腳、負極資料接腳、高速接收接腳及高速發送接腳可以連接於控制電路15及系統電路11，以使控制電路15及系統電路11可以獲得及處理電源轉接器20所連接的主裝置的資料訊號。其中，主裝置例如但不限於USB通訊控制裝置（Communications and CDC Control，如網路卡、數據機、串列埠）、人機介面裝置（Human Interface Device，如鍵盤及滑鼠）、物理介面裝置（Physical Interface Device，如控制桿）、靜止圖像捕捉裝置（Image，如影像掃描器）、列印裝置（Printer，印表機）、大容量存取裝置（Mass Storage，如隨身碟、移動硬碟、記憶卡、數位相機）、集線器（USB Hub）、通訊裝置（CDC-Date，如數據機及傳真）、智慧型卡裝置（Smart Card，如讀卡機）、影像裝置（Video，如網路攝影機）、影音介面（Audio/Video （AV），如電視）、或無線傳輸裝置（Wireless Controller，如藍牙）等。
復參照圖1，當連接器13外接電源轉接器20時，電源管理電路14能經由電源接腳131汲取供應電源VBus_S，並根據供應電源VBus_S提供一系統電源SYV給系統電路11。例如，電源管理電路14將供應電源VBus_S進行穩壓、升壓及/或是降壓的處理而產生出系統電源SYV。於此，電源管理電路14還可偵測系統電路11在以系統電源SYV供電時的一總消耗功率。在一些實施例中，電源管理電路14還可以提供系統電源SYV（或電壓位準不同於系統電源SYV的另一電源）給控制電路15及設定電路12。在另一些實施例中，控制電路15及設定電路12也可以內建電源來供應自身電力。在一些實施例中，電源管理電路14可以由電量計（gauge）積體電路與電壓調節電路實現。
在一些實施例中，如圖3至圖4D所示，電源管理電路14包含一雙向開關電路141。雙向開關電路141的第一開關1414的接點1411連接於連接器13的電源接腳131，並接收來自電源接腳131的供應電源VBus_S。雙向開關電路141的第二開關1415的接點1412連接於系統電路11。其中，第一開關1414及第二開關1415可以由電晶體實現。控制電路15包含一微控制器151。其中，微控制器151可以由控制積體電路IC1及其匹配電路實現。微控制器151可以進行控制電路15的主要運算功能。微控制器151的接點1511連接於雙向開關電路141的接點1413。微控制器151於接點1511產生致能訊號EN1，並將致能訊號EN1經由接點1413輸入至雙向開關電路141。雙向開關電路141根據致能訊號EN1關閉第一開關1414及第二開關1415。例如，在致能訊號EN1是低位準時，雙向開關電路141將第一開關1414及第二開關1415關閉。如此，可以截斷接點1411與接點1412之間的電流流動，從而避免接點1411與接點1412彼此之間的干擾。
於此，控制電路15儲存有複數個情境模式、複數個排除參數及複數個降功率程序。複數個情境模式分別對應於複數個排除參數，且複數個排除參數分別對應於複數個降功率程序。複數個情境模式還分別對應於不同的情境設定訊號。每個降功率程序用以改變系統電路11與控制電路15中之一者的不同的一運作參數，從而減少總消耗功率。在一些實施例中，複數個情境模式、複數個排除參數、複數個降功率程序及複數個情境設定訊號的對應關係可以以對照表形式儲存在控制電路15中。換句話說，對照表記錄有各情境設定訊號對應的情境模式與各情境模式所對應的排除參數，並且此對照表係儲存於控制電路15內建的記憶體中。其中，每個排除參數指示欲排除的降功率程序有哪些，即對應於一個或多個降功率程序（以下稱降功率程序組合）。在一些實施例中，控制電路15可以由微控制器及系統單晶片等運算裝置實現。
參照圖1及圖5，首先，控制電路15經由配置通道接腳132偵測連接器13的外接狀態（步驟S200），以確認連接器13是否與電源轉接器20連接（步驟S201）。例如，控制電路15取得配置通道接腳132的電壓位準，並根據配置通道接腳132的電壓位準是否大於連接閾值來判斷連接器13是否與電源轉接器20連接。具體來說，電源轉接器20具有上拉電阻及配置通道端，且配置通道端連接上拉電阻。連接器13具有與配置通道接腳132連接的下拉電阻。當連接器13尚未外接電源轉接器20時，配置通道接腳132被下拉電阻下拉至不大於連接閾值的低電壓位準。當連接器13外接電源轉接器20時，配置通道接腳132與配置通道端連接，致使配置通道接腳132被上拉電阻上拉至大於連接閾值的高電壓位準。如此，在控制電路15從配置通道接腳132取得的電壓位準大於連接閾值時，控制電路15即可據以判斷出連接器13已與電源轉接器20連接。反之，在控制電路15從配置通道接腳132取得的電壓位準不大於連接閾值時，控制電路15即可據以判斷出連接器13尚未與電源轉接器20連接。
在控制電路15偵測到連接器13外接電源轉接器20時，控制電路15經由配置通道接腳132與電源轉接器20溝通，以獲得電源轉接器20的供電配額（步驟S202）。舉例來說，在連接器13外接電源轉接器20之後，電源轉接器20透過配置通道端發出供電能力訊號至配置通道接腳132。供電能力訊號包含電源轉接器20的供電選項。供電選項具有複數額定電壓值及每個額定電壓值對應的額定電流值。其中，每個額定電壓值及其對應的額定電流值所形成的組合即是功率配額，且可以是符合USB充電標準規範。例如，5伏特（V）與3安培（A）、9V與3A、15V與3A、15V與2A、20V與3.5A、28V與5A、36V與5A、48V與5A等。具體來說，功率配額可以是將每個額定電壓值相乘其對應的額定電流值而得。控制電路15透過配置通道接腳132獲得供電能力訊號，並對供電能力訊號進行解析，從而獲得供電選項中的複數功率配額。控制電路15選擇複數功率配額中的最大者作為電源轉接器20供應給受電裝置10的供電配額。控制電路15在選擇出供電配額之後，根據供電配額對應的額定電壓值及額定電流值來產生一請求供電訊號，並透過配置通道接腳132將請求供電訊號發送給配置通道端。電源轉接器20透過配置通道端獲得請求供電訊號，並響應請求供電訊號，從而以供電配額對應的額定電壓值及額定電流值來對受電裝置10提供供應電源VBus_S。
在一些實施例中，如圖2、圖6及圖7所示，控制電路15包含一電源溝通電路152，連接器13包含一配置通道溝通電路133。其中，電源溝通電路152可由電源積體電路（power IC）IC2與其匹配電路實現。配置通道溝通電路133可由控制積體電路IC3及其匹配電路實現。配置通道溝通電路133的連接端C_CC1及連接端C_CC2分別連接於接頭130的第五端CC1_1及第六端CC2_1。配置通道溝通電路133的連接端CC1_2的接點1331及連接端CC2_2的接點1332分別連接於電源溝通電路152的連接端CC1_3及連接端CC2_3。如此，控制電路15透過電源溝通電路152及配置通道溝通電路133即可與配置通道接腳132及電源轉接器20進行溝通（例如供電能力訊號及請求供電訊號的傳輸），以選擇出供電配額及使電源轉接器20提供供應電源VBus_S。在一些實施例中，接點1331與連接端CC1_2之間具有第一濾波電路（例如串聯的電阻及電容），以將連接端CC1_2所傳輸的訊號進行濾波處理，從而降低雜訊的干擾。相似地，接點1332與連接端CC2_2之間具有第二濾波電路（例如串聯的電阻及電容），以降低連接端CC2_2所傳輸的訊號受到雜訊的干擾的機會。在一些實施例中，第一濾波電路及第二濾波電路可以是相同或是不同的。
復參照圖1及圖5，控制電路15基於獲得的供電配額生成一功耗閾值，並比較系統電路11的總消耗功率是否大於功耗閾值（步驟S203）。在總消耗功率不大於功耗閾值時，表示受電裝置10能持續正常地從電源轉接器20汲取電力及運作。此時，控制電路15維持總消耗功率的量（步驟S204）。在總消耗功率大於功耗閾值時，表示電源轉接器20的供電配額可能無法滿足系統電路11所需的總消耗功率。此時，控制電路15執行降功率程序的執行數量的調整程序（即步驟S205~208），以減少總消耗功率的量至總消耗功率不大於功耗閾值，從而使受電裝置10能正常地從電源轉接器20汲取電力及運作。其中，控制電路15是利用選擇出的電源轉接器20的供電配額來生成功耗閾值。
在步驟S203的一些實施例中，選擇出的電源轉接器20的供電配額即可作為功耗閾值。換言之，在選擇出供電配額之後，控制電路15會直接比較系統電路11的總消耗功率是否大於此供電配額，進而依據比較結果來決定是否減少總消耗功率的量。
在步驟S203的另一些實施例中，功耗閾值可為電源轉接器20的供電配額與比例常數的乘積（步驟S203）。換言之，在選擇出供電配額之後，控制電路15是比較總消耗功率是否大於此供電配額乘以比例常數而得的功耗閾值（步驟S203），進而依據比較結果來決定是否減少總消耗功率的量。如此，可以確保當電源轉接器20受到雜訊影響（例如突波）時，控制電路15仍能準確地判斷出供電配額是否能夠滿足系統電路11所需的總消耗功率。其中，比例常數係小於1，例如比例常數可以為0.8。
在調整程序中，控制電路15會根據設定電路12所產生的情境設定訊號，從複數個情境模式中選擇出一對應的情境模式（步驟S205）。舉例來說，當第一按鍵組合或是第一選項圖形被按下時，設定電路12響應第一按鍵組合或是第一選項圖形而產生第一情境設定訊號。在設定電路12當前產生出第一情境設定訊號時，控制電路15根據第一情境設定訊號查找對照表（如表1所示），以得到對照表中第一情境設定訊號對應的情境模式（即第一情境模式）。相似地，當第二按鍵組合或是第二選項圖形被按下時，設定電路12響應被選擇的第二按鍵組合或是第二選項圖形而產生第二情境設定訊號。控制電路15根據第二情境設定訊號查找對照表（如表1所示）並從對照表中找出對應的情境模式（即第二情境模式）。依此類推，例如，設定電路12能響應被按下的第三按鍵組合或第三選項圖形（或第四按鍵組合或第四選項圖形）產生對應的第三情境設定訊號（或第四情境設定訊號）並以產生的第三情境設定訊號（或第四情境設定訊號）從對找表中找出對應的第三情境模式（或第四情境模式）。
表1
第一情境模式（對應於第一情境設定訊號） 第一排除參數（對應於第一降功率程序組合）
第二情境模式（對應於第二情境設定訊號） 第二排除參數（對應於第二降功率程序組合）
第三情境模式（對應於第三情境設定訊號） 第三排除參數（對應於第三降功率程序組合）
第四情境模式（對應於第四情境設定訊號） 第四排除參數（對應於第四降功率程序組合）
然後，控制電路15根據在步驟S205中選擇出的對應的情境模式，從複數個排除參數中選擇出一對應的排除參數（步驟S206）。舉例來說，當控制電路15在步驟S205中選擇出第一情境模式之後，控制電路15根據對照表（如表1所示）中記錄的第一情境模式得到對照表中記錄的第一情境模式所對應的排除參數（即第一排除參數）。相似地，當在步驟S205中是選擇出第二情境模式時，則控制電路15則可以從對照表中得到第二情境模式對應的第二排除參數。依此類推，控制電路15能在選擇出第三情境模式（或第四情境模式）時從對照表中得到其對應的第三排除參數（或是第四排除參數）。
接著，控制電路15根據在步驟S206中選擇出的對應的排除參數，從複數個降功率程序中排除對應的降功率程序以產生一降功率受選組（步驟S207）。舉例來說，若控制電路15是取得第一排除參數，則將第一降功率程序組合（即第一排除參數所代表的一個或多個降功率程序）從複數個降功率程序中排除，並將剩餘的（即未排除的）降功率程序組合成降功率受選組。相似地，若控制電路15是取得第二排除參數，則將第二降功率程序組合從複數個降功率程序中排除。依此類推，若控制電路15是取得第三排除參數（或第四排除參數），則將第三降功率程序組合（或第四降功率組合）從複數個降功率程序中排除，藉以產生降功率受選組。
然後，控制電路15則由原本執行的降功率程序改為執行降功率受選組中的至少一降功率程序，以減少系統電路11總消耗功率（步驟S208）。
在一些實施例中，不同的情境模式可以是分別被定義為不同的情境。例如，受電裝置10需被快速的充電的情境（於後稱為第一情境）、受電裝置10處於戶外環境而需維持顯示亮度的情境（於後稱為第二情境）、受電裝置10的資料處理效率需被維持的情境（於後稱為第三情境）、及受電裝置10的通訊傳輸效率需被維持的情境（於後稱為第四情境）。因此，透過降功率受選組，即可確保被執行的降功率程序所改變的運作參數是適合使用者當前所選擇的情境。例如，若使用者透過設定電路12選擇第一情境（即設定電路12產生第一情境設定訊號）時，則在控制電路15執行對應的降功率受選組中的至少一降功率程序之後，受電裝置10的充電效率仍能被維持。相似地，若使用者透過設定電路12選擇第二情境（即設定電路12產生第二情境設定訊號）時，則在步驟S208被執行之後，受電裝置10的顯示亮度仍能被維持。依此類推，若使用者透過設定電路12選擇第三情境（或第四情境）時，則在步驟S208被執行之後，受電裝置10的資料處理效率仍能被維持（或受電裝置10的通訊傳輸效率仍能被維持）。
參照圖8，在一些實施例中，系統電路11包含一電池電路111。電池電路111連接電源管理電路14及控制電路15。電池電路111用以提供受電裝置10的儲存電能的功能。複數個降功率程序中的第一降功率程序是用以降低電池電路111的作為運作參數的一充電電流。如此，當在步驟S207中所產生的降功率受選組是排除第一降功率程序時，受電裝置10的充電效率仍能被維持。再者，當第一降功率程序被執行時，降低的充電電流可以減少電池電路111的消耗功率，從而減少系統電路11的總消耗功率。在一些實施例中，電池電路111包含一次性電池或是二次性電池等儲能元件及連接儲能元件的充放電電路1110（如圖9A至圖9B所示）。在一些實施例中，充電電流的降低幅度可以是根據總消耗功率與功耗閾值之間的差值決定。
在一些實施例中，電源管理電路14還具有一電壓調節電路（圖未示）。電壓調節電路連接於雙向開關電路141的接點1412（如圖3所示）。電壓調節電路對接點1412所輸出的系統電源SYV的電壓進行電壓調節處理（例如穩壓、升壓及/或降壓的處理），以產生充電電壓CHG_IN（如圖9A至圖9B所示）。
如圖9A至圖9B所示，在一些實施例中，充放電電路1110的接點1112連接於電壓調節電路，以獲得來自電壓調節電路的充電電壓CHG_IN。其中，充放電電路1110可以由電源積體電路IC4與其匹配電路實現。充放電電路1110的接點1113連接於電池電路111的儲能元件的正極端，充放電電路1110的接點1114連接於電池電路111的儲能元件的負極端。充放電電路1110可以根據充電電壓CHG_IN分別於接點1113及接點1114產生符合儲能元件的充電規範的電池電壓A_BATT及電池電壓B_BATT。其中，電池電壓A_BATT及電池電壓B_BATT可以分別是相對的正電壓及負電壓。充放電電路1110根據電池電壓A_BATT及電池電壓B_BATT輸出充電電流至電池電路111的儲能元件，以對儲能元件進行充電。
如圖4A至圖4D及圖9A至圖9B所示，在一些實施例中，充放電電路1110的接點1115連接於微控制器151的接點1512，充放電電路1110的接點1116連接於微控制器151的接點1513。當第一降功率程序被控制電路15執行時，微控制器151於接點1512產生降電流訊號CHG_I2C_SDA，並於接點1513產生有關降電流訊號CHG_I2C_SDA的時脈週期的時脈訊號CHG_I2C_SCL。充放電電路1110根據降電流訊號CHG_I2C_SDA及時脈訊號CHG_I2C_SCL，降低電池電路111的儲能元件的充電電流。在一些實施例中，降電流訊號CHG_I2C_SDA及時脈訊號CHG_I2C_SCL可以是符合積體匯流排電路（Inter-Integrated Circuit，I 2C）或是系統管理匯流排（System Management Bus，SMBus）的訊號規範。
如圖4A至圖4D及圖9A至圖9B所示，在一些實施例中，微控制器151的接點1514連接充放電電路1110的接點1113，微控制器151的接點1515連接充放電電路1110的接點1114。如此，微控制器151可以根據電池電壓A_BATT及電池電壓B_BATT來被供電。在一些實施例中，微控制器151的連接端DVCC1與微控制器151的接點1514之間及微控制器151的連接端DVCC2與微控制器151的接點1515之間具有一線性穩壓器1516。線性穩壓器1516可以將電池電壓A_BATT及電池電壓B_BATT轉換為微控制器151適用的電壓。例如，假設電池電壓A_BATT及電池電壓B_BATT分別是3V，則線性穩壓器1516可以將電池電壓A_BATT及電池電壓B_BATT分別升壓為3.3V的輸入電壓，並將3.3V的輸入電壓分別輸入至微控制器151的連接端DVCC1及連接端DVCC2。
參照圖10，在一些實施例中，系統電路11包含一驅動電路112及一顯示電路113。驅動電路112連接電源管理電路14及控制電路15。顯示電路113連接驅動電路112。驅動電路112用以產生一脈波寬度調變訊號，以控制顯示電路113的亮度。顯示電路113用以提供受電裝置10顯示資料的功能。複數個降功率程序中的第二降功率程序是用以改變驅動電路112的作為運作參數的脈波寬度調變訊號的工作週期，以減少亮度。在一些實施例中，第二降功率程序也可以是降低顯示電路113的作為運作參數的最大亮度值。如此，當在步驟S207中所產生的降功率受選組是排除第二降功率程序時，受電裝置10的顯示亮度仍能被維持。再者，當第二降功率程序被執行時，降低亮度的顯示電路113可以減少其消耗功率，從而減少系統電路11的總消耗功率。顯示電路113可以例如是投影式顯示器、立體成像顯示器、發光二極體顯示器等具有顯示功能的裝置。在一些實施例中，亮度的降低幅度可以是根據總消耗功率與功耗閾值之間的差值決定，也就是說，脈波寬度調變訊號的工作週期的改變幅度或是最大亮度值的改變幅度可以是根據總消耗功率與功耗閾值之間的差值決定。
在一些實施例中，電源管理電路14的電壓調節電路除了透過系統電源SYV產生出充電電壓CHG_IN（如圖9A至圖9B所示）之外，還可以透過系統電源SYV產生出驅動電路112的工作電壓V_VSYS（如圖12A至圖12B所示）。
參照圖11及圖12A至圖12B，在一些實施例中，控制電路15包含一顯示控制器153。其中，顯示控制器153可以由控制積體電路IC5及其匹配電路實現，驅動電路112可以由第一驅動積體電路IC6、第二驅動積體電路IC7及其匹配電路實現。驅動電路112的接點1121及接點1122連接於電源管理電路14的電壓調節電路，以獲得工作電壓V_VSYS並處於工作模式。驅動電路112的接點1123及接點1124連接於顯示電路113，以在工作模式時分別於接點1123及接點1124輸出第一顯示電壓LED_OUT1及第二顯示電壓LED_OUT2至顯示電路113。如此，顯示電路113的發光二極體即可發亮。驅動電路112的接點1125及接點1126連接於顯示控制器153的接點1531。當第二降功率程序被控制電路15執行時，顯示控制器153發送工作週期改變訊號PWM_C給驅動電路112。其中，顯示控制器153可以根據總消耗功率與功耗閾值之間的差值產生出一工作週期改變比例，並將工作週期改變比例置入於工作週期改變訊號PWM_C。驅動電路112分析工作週期改變訊號PWM_C，以獲得工作週期改變比例。驅動電路112根據工作週期改變比例來改變其脈波寬度調變訊號的工作週期，從而改變顯示電路113的發光二極體的閃爍頻率。如此，即可減少顯示電路113的亮度。
參照圖4A至圖4D及圖13，在一些實施例中，控制電路15包含通知電路154。其中，通知電路154可以由控制積體電路IC8與其匹配電路實現。通知電路154的接點1541連接於微控制器151的接點1519，通知電路154的接點1542連接於微控制器151的接點1518。在一些實施例中，複數個降功率程序中的第三降功率程序是用以降低控制電路15的作為運作參數的一工作頻率。舉例來說，當控制電路15欲執行第三降功率程序時，通知電路154於接點1541產生工作頻率調整訊號BLSP_I2C_SDA，並於接點1542產生有關工作頻率調整訊號BLSP_I2C_SDA的時脈週期的時脈訊號BLSP_I2C_SCL。其中，工作頻率調整訊號BLSP_I2C_SDA及時脈週期的時脈訊號BLSP_I2C_SCL可以是符合積體匯流排電路或是系統管理匯流排的訊號規範。微控制器151的接點1519接收工作頻率調整訊號BLSP_I2C_SDA，且微控制器151的接點1518接收時脈訊號BLSP_I2C_SCL。工作頻率調整訊號BLSP_I2C_SDA及時脈訊號BLSP_I2C_SCL經過雙向翻譯器（Bidirectional Translator）1517的訊號翻譯後，被分別輸入於微控制器151的連接端USB1SDA及連接端USB1SCL。微控制器151根據被訊號翻譯後的工作頻率調整訊號BLSP_I2C_SDA及時脈訊號BLSP_I2C_SCL降低自身的工作頻率，以減少自身的消耗功率，從而減少系統電路11的總消耗功率。再者，當在步驟S207中所產生的降功率受選組是排除第三降功率程序時，受電裝置10的資料處理效率仍能被維持。在一些實施例中，工作頻率的降低幅度可以是根據總消耗功率與功耗閾值之間的差值決定。
參照圖14，在一些實施例中，系統電路11包含一無線通訊電路114。無線通訊電路114連接電源管理電路14及控制電路15。無線通訊電路114用以提供受電裝置10與外部裝置之間的無線通訊的功能。複數個降功率程序中的第四降功率程序是用以降低無線通訊電路114的作為運作參數的一射頻功率。如此，當在步驟S207中所產生的降功率受選組是排除第四降功率程序時，受電裝置10的通訊傳輸效率仍能被維持。再者，當第四降功率程序被執行時，降低的射頻功率可以減少無線通訊電路114的消耗功率，從而減少系統電路11的總消耗功率。在一些實施例中，無線通訊電路114可以為Wifi通訊電路。在一些實施例中，射頻功率的降低幅度可以是根據總消耗功率與功耗閾值之間的差值決定。
參照圖15及圖16，在一些實施例中，控制電路15包含通訊控制子電路155。其中，通訊控制子電路155可由控制積體電路IC9與其匹配電路實現。無線通訊電路114可由通訊積體電路IC10與其匹配電路實現。通訊控制子電路155的接點1551、接點1552、接點1553及接點1554分別連接於無線通訊電路114的接點1141、接點1142、接點1143及接點1144。通訊控制子電路155用以控制無線通訊電路114的運作。其中，接點1551、接點1552、接點1141及接點1142所傳輸的訊號是對應於無線通訊電路114的第一通訊通道。接點1553、接點1554、接點1143及接點1144所傳輸的訊號是對應於無線通訊電路114的第二通訊通道。第二通訊通道的傳輸頻率不同於第一通訊通道的傳輸頻率，例如第一通訊通道的傳輸頻率是2.4GHz（吉赫茲），第二通訊通道的傳輸頻率是5GHz。舉例來說，當控制電路15欲執行第四降功率程序時，通訊控制子電路155於接點1552產生具有第一功率下降封包的第一通訊資料訊號CH0_DATA及於接點1551產生有關第一通訊資料訊號CH0_DATA的時脈周期的時脈訊號CH0_CLK。通訊控制子電路155還於接點1554產生具有第二功率下降封包的第二通訊資料訊號CH1_DATA及於接點1553產生有關第二通訊資料訊號CH1_DATA的時脈周期的時脈訊號CH1_CLK。無線通訊電路114根據第一通訊資料訊號CH0_DATA及時脈訊號CH0_CLK，分析出第一功率下降封包，以降低第一通道的通訊品質（例如降低第一通道的接收訊號強度指示值（Received Signal Strength Indication，RSSI））。無線通訊電路114根據第二通訊資料訊號CH1_DATA及時脈訊號CH1_CLK，分析出第二功率下降封包，以降低第二通道的通訊品質（例如降低第二通道的接收訊號強度指示值）。如此，即可在第四降功率程序被執行時，降低射頻功率。
參照圖17，在一些實施例中，系統電路11包含一音訊電路115。音訊電路115連接電源管理電路14及控制電路15。音訊電路115用以提供受電裝置10播放音訊及/或收錄音訊的功能。複數個降功率程序中的第五降功率程序是用以降低音訊電路115的作為運作參數的一音訊功率。如此，當第五降功率程序被執行時，降低的音訊功率可以減少音訊電路115的消耗功率，從而減少系統電路11的總消耗功率。在一些實施例中，音訊電路115可以例如是喇叭、麥克風等。在一些實施例中，音訊功率的降低幅度可以是根據總消耗功率與功耗閾值之間的差值決定。
參照圖18及圖19，在一些實施例中，控制電路15包含音訊控制子電路156。其中，音訊控制子電路156可由控制積體電路IC11與其匹配電路實現。音訊電路115可由音訊積體電路IC12與其匹配電路實現。音訊控制子電路156的連接端LPI_GPIO_18、連接端LPI_GPIO_19、連接端LPI_GPIO_20、連接端LPI_GPIO_21、連接端LPI_GPIO_22、連接端LPI_GPIO_23、連接端LPI_GPIO_24及連接端LPI_GPIO_25（此些連接端可以形成第一音訊脈衝密度調變（CDC-PDM）連接端）連接音訊電路115的連接端CDC_PDM_CLK、連接端CDC_PDM_SYNC、連接端CDC_PDM_TX、連接端CDC_PDM_RX0、連接端CDC_PDM_RX1、連接端CDC_PDM_RX2、連接端CDC_PDM_RX0_DRE、連接端CDC_PDM_RX1_DRE（此些連接端可以形成與第一音訊脈衝密度調變連接端匹配的第二音訊脈衝密度調變連接端）。音訊控制子電路156用以控制音訊電路115的運作。舉例來說，當控制電路15欲執行第五降功率程序時，音訊控制子電路156於第一音訊脈衝密度調變連接端產生脈衝密度調變訊號，並經由第二音訊脈衝密度調變連接端傳輸至音訊電路115。音訊電路115根據脈衝密度調變訊號降低其撥放的音訊的振幅，從而降低音訊的功率。在一些實施例中，音訊振幅的降低幅度可以是根據總消耗功率與功耗閾值之間的差值決定。
在一些實施例中，複數個降功率程序中的第六降功率程序是用以降低控制電路15的作為運作參數的一輪詢頻率。輪詢頻率是反覆詢問每一個周邊裝置（例如驅動電路112、電源管理電路14、無線通訊電路114、音訊電路115）是否需要服務的頻率。如此，當第六降功率程序被執行時，降低的輪詢頻率可以減少控制電路15的消耗功率，從而減少系統電路11的總消耗功率。在一些實施例中，輪詢頻率的降低幅度可以是根據總消耗功率與功耗閾值之間的差值決定。
綜上所述，依據任一實施例，受電裝置藉由實施其控制方法能判斷電源轉接器的供電配額是否滿足系統電路的總消耗功率，且在供電配額不滿足總消耗功率時降低總消耗功率。如此，可以使受電裝置在外接不符其搭配規格的電源轉接器時，仍能持續正常地從電源轉接器汲取電力及運作。在一些實施例中，受電裝置藉由實施其控制方法能排除當前情境下不適合的降功率程序，以使受電裝置可以快速地從不符其搭配規格的電源轉接器汲取電力。
10:受電裝置 11:系統電路 111:電池電路 1110:充放電電路 IC4:電源積體電路 1112:接點 1113:接點 1114:接點 1115:接點 1116:接點 112:驅動電路 IC6:第一驅動積體電路 IC7:第二驅動積體電路 1121:接點 1122:接點 1123:接點 1124:接點 1125:接點 1126:接點 113:顯示電路 114:無線通訊電路 IC10:通訊積體電路 1141:接點 1142:接點 1143:接點 1144:接點 115:音訊電路 IC12:音訊積體電路 CDC_PDM_CLK:連接端 CDC_PDM_SYNC:連接端 CDC_PDM_TX:連接端 CDC_PDM_RX0:連接端 CDC_PDM_RX1:連接端 CDC_PDM_RX2:連接端 CDC_PDM_RX0_DRE:連接端 CDC_PDM_RX1_DRE:連接端 12:設定電路 13:連接器 130:接頭 VBUS_0:第一端 VBUS_1:第二端 VBUS_2:第三端 VBUS_3:第四端 CC1_1:第五端 CC2_1:第六端 SSTXp1:第七端 SSTXn1:第八端 SSTXp2:第九端 SSTXn2:第十端 SSRXp1:第十一端 SSRXn1:第十二端 SSRXp2:第十三端 SSRXn2:第十四端 Dp1:第十五端 Dn1:第十六端 Dp2:第十七端 Dn2:第十八端 SBU1:第十九端 SBU2:第二十端 GND_0:第二十一端 GND_1:第二十二端 GND_2:第二十三端 GND_3:第二十四端 GND_4:第二十五端 GND_5:第二十六端 GND_6:第二十七端 GND_7:第二十八端 131:電源接腳 132:配置通道接腳 133:配置通道溝通電路 IC3:控制積體電路 1331:接點 1332:接點 CC1_2:連接端 CC2_2:連接端 14:電源管理電路 141: 雙向開關電路 1411:接點 1412:接點 1413:接點 1414:第一開關 1415:第二開關 15:控制電路 151:微控制器 IC1:控制積體電路 1511:接點 1512:接點 1513:接點 1514:接點 1515:接點 1516:線性穩壓器 1517:雙向翻譯器 1518:接點 1519:接點 USB1SCL:連接端 USB1SDA:連接端 152:電源溝通電路 IC2:電源積體電路 CC1_3:連接端 CC2_3:連接端 153:顯示控制器 IC5:控制積體電路 1531:接點 154:通知電路 IC8:控制積體電路 1541:接點 1542:接點 155:通訊控制子電路 IC9:控制積體電路 1551:接點 1552:接點 1553:接點 1554:接點 156:音訊控制子電路 IC11:控制積體電路 LPI_GPIO_18:連接端 LPI_GPIO_19:連接端 LPI_GPIO_20:連接端 LPI_GPIO_21:連接端 LPI_GPIO_22:連接端 LPI_GPIO_23:連接端 LPI_GPIO_24:連接端 LPI_GPIO_25:連接端 20:電源轉接器 VBus_S:供應電源 SYV:系統電源 EN1:致能訊號 A_BATT:電池電壓 B_BATT:電池電壓 CHG_I2C_SCL:時脈訊號 CHG_I2C_SDA:降電流訊號 BLSP_I2C_SCL:時脈訊號 BLSP_I2C_SDA:工作頻率調整訊號 CHG_IN:充電電壓 PWM_C:工作週期改變訊號 V_VSYS:工作電壓 LED_OUT1:第一顯示電壓 LED_OUT2:第二顯示電壓 CH0_CLK:時脈訊號 CH0_DATA:第一通訊資料訊號 CH1_CLK:時脈訊號 CH1_DATA:第二通訊資料訊號 DVCC1:連接端 DVCC2:連接端 C_CC1:連接端 C_CC2:連接端 S200~S208:步驟
圖1係為一些實施例之受電裝置的示意圖。 圖2係為一示範例中連接器的接頭的示意圖。 圖3係為一示範例中電源管理電路的雙向開關電路的示意圖。 圖4A至圖4D係為一示範例中控制電路的微控制器的部分電路的示意圖。 圖5係為一些實施例之受電裝置的控制方法的流程圖。 圖6係為一示範例中控制電路的電源溝通電路的部分電路的示意圖。 圖7係為一示範例中連接器的配置通道溝通電路的部分電路的示意圖。 圖8係為一些實施例之受電裝置的示意圖。 圖9A至圖9B係為一示範例中電池電路的充放電電路的部分電路的示意圖。 圖10係為一些實施例之受電裝置的示意圖。 圖11係為一示範例中控制電路的顯示控制器的部分電路的示意圖。 圖12A至圖12B係為一示範例中驅動電路的部分電路的示意圖。 圖13係為一示範例中控制電路的通知電路的部分電路的示意圖。 圖14係為一些實施例之受電裝置的示意圖。 圖15係為一示範例中控制電路的通訊控制子電路的部分電路的示意圖。 圖16係為一示範例中無線通訊電路的部分電路的示意圖。 圖17係為一些實施例之受電裝置的示意圖。 圖18係為一示範例中控制電路的音訊控制子電路的部分電路的示意圖。 圖19係為一示範例中音訊電路的部分電路的示意圖。
S200~S208:步驟

Claims (10)

  1. 一種受電裝置，包含： 一系統電路； 一設定電路，響應不同的一輸入而產生不同的一情境設定訊號； 一連接器，適於外接一電源轉接器，該連接器包含一電源接腳及一配置通道接腳； 一電源管理電路，連接該連接器及該系統電路，用以於該連接器外接該電源轉接器時，經由該電源接腳汲取一供應電源，根據該供應電源提供一系統電源給該系統電路，並偵測該系統電路的一總消耗功率；及 一控制電路，連接該系統電路、該設定電路、該連接器及該電源管理電路，並儲存有複數個情境模式、複數個排除參數及複數個降功率程序，其中該複數個情境模式對應於不同的該情境設定訊號及該複數個排除參數，該複數個排除參數對應於該複數個降功率程序，各該降功率程序用以改變該系統電路與該控制電路中之一者的不同的一運作參數； 其中，該控制電路用以經由該配置通道接腳與該電源轉接器溝通，以獲得該電源轉接器的一供電配額；以及 其中，該控制電路更用以在該總消耗功率大於一功耗閾值時，根據該設定電路所產生的該情境設定訊號，從該複數個情境模式中選擇出一對應的情境模式，根據該對應的情境模式，從該複數個排除參數中選擇出一對應的排除參數，根據該對應的排除參數，從該複數個降功率程序中排除一對應的降功率程序以產生一降功率受選組，並執行該降功率受選組中的至少一該降功率程序，以減少該總消耗功率，其中該功耗閾值是基於獲得的該供電配額而生成。
  2. 如請求項1所述之受電裝置，其中該系統電路包含一電池電路，該複數個降功率程序中的一第一降功率程序是用以降低該電池電路的作為該運作參數的一充電電流。
  3. 如請求項1所述之受電裝置，其中該系統電路包含一顯示電路及一驅動電路，該驅動電路用以產生一脈波寬度調變訊號，以控制該顯示電路的一亮度，其中該複數個降功率程序中的一第二降功率程序是用以改變該驅動電路的作為該運作參數的該脈波寬度調變訊號的一工作週期或是改變該顯示電路的最大亮度值，以減少該亮度。
  4. 如請求項1所述之受電裝置，其中該複數個降功率程序中的一第三降功率程序是用以降低該控制電路的作為該運作參數的一工作頻率。
  5. 如請求項1所述之受電裝置，其中該系統電路包含一無線通訊電路，該複數個降功率程序中的一第四降功率程序是用以降低該無線通訊電路的作為該運作參數的一射頻功率。
  6. 如請求項1所述之受電裝置，其中該系統電路包含一音訊電路，該複數個降功率程序中的一第五降功率程序是用以降低該音訊電路的作為該運作參數的一音訊功率。
  7. 如請求項1所述之受電裝置，其中該複數個降功率程序中的一第六降功率程序是用以降低該控制電路的作為該運作參數的一輪詢頻率。
  8. 如請求項1所述之受電裝置，其中該設定電路係為一使用者介面。
  9. 如請求項8所述之受電裝置，其中該使用者介面係為具有複數個按鍵的一鍵盤或顯示複數個選項圖形的一觸控顯示面板。
  10. 一種受電裝置的控制方法，包含： 經由一連接器的一配置通道接腳溝通一電源轉接器，以獲得該電源轉接器的一供電配額，並基於獲得的該供電配額生成一功耗閾值； 於該連接器外接該電源轉接器時，經由該連接器的一電源接腳汲取一供應電源，並根據該供應電源提供一系統電源給一系統電路； 偵測該系統電路的一總消耗功率； 在該總消耗功率大於該功耗閾值時，根據一設定電路所產生的一情境設定訊號，從複數個情境模式中選擇出一對應的情境模式，其中該複數個情境模式分別對應於複數個排除參數且分別對應於不同的複數個情境設定訊號，且該設定電路所產生的該情境設定訊號為該複數個情境設定訊號中之一； 根據該對應的情境模式，從該複數個排除參數中選擇出一對應的排除參數； 根據該對應的排除參數，從複數個降功率程序中排除一對應的降功率程序以產生一降功率受選組，其中該複數個排除參數分別對應於該複數個降功率程序，並且各該降功率程序用以改變該系統電路與一控制電路中之一者的不同的一運作參數；及 執行該降功率受選組中的至少一該降功率程序，以減少該總消耗功率。
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