TWI828717B - 用於可攜行動電源的慣性操作之方法 - Google Patents

用於可攜行動電源的慣性操作之方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種可藉由慣性輸入控制的可攜式行動電源。控制包括：在 一充電模式與一提供充電模式中的一或二者時，監視一慣性輸入；在檢測到一第一主動模式慣性輸入時，啟用使用者視覺顯示；在檢測到一第二主動模式慣性輸入時，禁用該輸出模式與該充電模式中的一個或二者；以及在檢測到一第三主動模式慣性輸入時，重新啟用該充電模式與該提供充電模式中的一個或二者。

Description

用於可攜行動電源的慣性操作之方法
本發明係關於可攜式行動電源，更特別地，係關於一種具有使用者可操作的熱保護之可攜式行動電源，其可藉由一使用者利用慣性輸入控制，而不需要離散的機械開關設備。
可攜式行動電源(Portable power bank)可以延伸行動裝置像是手機、平板電腦、膝上型電腦、筆記型電腦，以及其配件的使用範圍。可攜式行動電源一般包括可充電電池(單電池或多電池)，其可藉由外部轉接器充電以及對連接的行動裝置提供充電。可攜式行動電源不限定可用的裝置範圍，只要選擇適當的互連電線就可以容易地被配置成與任何電壓相容的所需裝置一起使用。
為了以最小的體積為使用者提供具成本效益的擴增充電容量，可攜式行動電源通常會在尺寸和成本上取得平衡。隨著可攜式行動電源在增加容量的同時讓尺寸最小化會出現的問題，是在充電期間以及/或者提供充電模式下過熱而導致爆炸性故障的機會增加。
可攜式行動電源可以為行動電源充電與利用行動電源充電提供基本的互連。可攜式行動電源也可以提供使用者介面，其可以提供使用者回饋以指示行動電源的充電位準。可攜式行動電源的機械開關設備可用以在一預定時段內啟用使用者介面。然而，機械開關設備會納入額外的設計考慮因素，像是總費用與增加的環境密封要求。同時已知可利用慣性輸入(例如搖動)來啟用剩餘電量使用者介面標記。
可攜式行動電源可以包括設計在可攜式行動電源電路中的熱保護功能，以在可攜式行動電源超過臨界熱閾值時禁用充電以及/或者提供充電模式。
因此，本發明的一個目的是提供可以克服現有技術缺陷之可攜式行動電源解決方案。
5:可攜式行動電源
10:輸入埠
20:電池充電積體電路
30:電池
40:輸出埠
50:充電器IC
60:微控制器(MCU)
65:溫度感測器
70:慣性感測器IC
80:回饋標記
本發明所附圖表係包含在本說明書中並構成其一部分，用以說明本發明的實施例，其中附圖中相同的附圖標記表示相同的特徵或元件，並且可能不會對每個附圖詳細描述。附圖與以上有關本發明的一般描述，以及以下的實施例說明，係用於解釋本發明的原理，其中：
圖1所示為利用慣性輸入的示範可攜式行動電源之外部等距示意圖；圖2所示為圖1的可攜式行動電源的主要電路元件之示意方塊圖；圖3所示為處於閒置模式的可攜式行動電源之示意操作圖。
圖4是處於充電模式以及/或者提供充電模式之可攜式行動電源的示意操作圖。
雖然可以將熱過載保護電路直接做在可攜式行動電源中，但發明人已經發現足以損壞可攜式行動電源的熱位準通常遠高於使用者可能會感到不適的程度。例如，握在手中或放在口袋中，導致消費者有顧慮以及/或者不信任可攜式行動電源。另外，可攜式行動電源的熱過載保護如果設置在太低的熱位準，當它實際上並不接近可能會損壞或者讓可攜式行動電源即將發生損壞的溫度時，可能會不必要地限制了使用者使用可攜式行動電源。因此，發明人設計了一種可攜式行動電源，其具有使用者賦予的便於使用的功能，該功能具有成本效益並且不會不利地影響裝置的環境密封程度。
圖1所示為一種具有使用者回饋標記(feedback indicia)80的可攜式行動電源(portable power bank)5與可藉由慣性輸入控制的操作模式。如圖2所示，輸入埠10提供電路經過電池充電積體電路(battery charging integrated circuit,IC)20到電池30的電氣通道。除了充電控制之外，電池充電IC 20還可以包括故障安全熱關閉電路(failsafe thermal shutdown circuitry)。電池30可以是單個電池單元或電池單元陣列。電池30類似地經由充電器IC 50耦合至輸出埠40。輸入埠10和輸出埠40可以被提供為標準化的連接器介面，像是USB、微型USB以及/或者USB-C。
電池充電IC 20與充電器IC 50受微控制器單元(MCU)60的控制。電池30內或其附近的溫度感測器65係耦合到MCU 60。MCU 60接收來自慣性感測器IC 70的輸入，並且還驅動充電狀態和熱位準回饋標記80，其被配置為可由使用者觀察到。
慣性感測器IC 70可以包括六個自由度陀螺儀以及/或者加速度計電路，以在施加慣性輸入時為MCU 60產生一中斷訊號。中斷訊號(如果它是低態有效則為高電平(HIGH)，如果高態有效時則為低電平(LOW))可以是汲極開路(open drain)或推挽(push-pull)型。來自慣性感測器IC 70的該中斷訊號可以連接到例如MCU的通用輸入輸出(General Purpose Input Output,GPIO)。慣性輸入可以是可攜式行動電源的搖動、敲擊以及/或者傾斜，而其中安裝了慣性感測器IC 70。慣性感測器IC 70可被配置為在產生中斷訊號之前為MCU 60設置所需的最小振動，敲擊以及/或者傾斜位準。足以在MCU 60觸發中斷訊號的慣性輸入以下將稱為敲擊事件(tap event)。為了將偽輸入的可能降至最低，可以應用由例如在預選時間間隔內具有足夠幅度的2個檢測到的敲擊組成之敲擊事件閾值(tap event threshold)。
熟悉此技藝者應可理解，慣性感測器IC 70可被完全封裝在可攜式行動電源中，省除了在可攜式行動電源上使用任何外部機械開關設備的需求。藉此可以改進可攜式行動電源的機械完整性以及/或者環境密封性。
如圖3所示，在閒置模式(無充電輸入和無輸出充電)下，當慣性感測器IC 70檢測到敲擊事件時，中斷信號被發送到MCU 60，而MCU 60將導通回饋標記80以指示剩餘電池容量。電池容量指示可以是，舉例來說，成比例的複數個發光二極體(LED)或液晶顯示器(LCD)指示，或文數字數位百分比指示。
MCU 60感測到充電源與輸入端10的連接以及/或者與輸出端20連接的要充電裝置，其中任何一個事件的發生將可攜式行動電源5設置為充電模式以及/或者提供充電模式。如圖4中的範例所示，在充電模式以及/或者提供充電模式下，當慣性感測器IC 70檢測到初始敲擊事件10時，慣性感測器IC 70 發送中斷信號給MCU 60。接著MCU 60將啟用回饋標記80以顯示電池30的溫度。如果使用者認為電池30過熱或者溫度升高導致觸碰行動電源5時有任何不適，則使用者可以雙擊行動電源5的任何區域，如果第二次雙擊事件20在預定義的時間範圍內發生，例如小於0.25秒，則MCU將會禁用電池的充電，並且還禁用提供給連接的行動裝置之輸出電量。
一旦使用者確定電池已冷卻(只要簡單觸摸可攜式行動電源5即可知)，第三次雙擊事件30將會恢復電池充電(如果仍然連接中)以及/或者如果有行動裝置連接到輸出USB埠，則啟用輸出充電。
熟悉此技藝者應可理解，可攜式行動電源5使得使用者能夠控制可攜式行動電源的溫度，並藉此一般的操作，而無需不必要的複雜化以及/或者操作小型機械開關。此外，提供易於使用性而不影響組件的環境密封性。在前面的描述中，已經參考了具有已知等同物的材料，比率，整數或組件，在此並引用等同物作為參考，如同單獨闡述一樣。
雖然以上已藉由實施例的描述來說明本發明，並且已經相當詳細地描述了實施例，但是申請人的意圖並不在於限縮或以任何方式限制所附請求項要求的範圍。熟悉此技藝者應該可思及其他優點和修改。因此，本發明在其更廣泛的涵義上並不限於在此所示與描述的特定細節、代表性裝置、方法，以及說明性範例。因此，在不脫離申請人的一般發明概念的精神或範疇的情況下，可以針對這些細節加以延伸。此外，應可理解的是，在不悖離由請求項所定義的本發明的範疇或精神之情況下，可以對其進行改進以及/或者修改。
5:可攜式行動電源
10:輸入埠
20:電池充電積體電路
30:電池
40:輸出埠
50:充電器IC
60:微控制器
65:溫度感測器
70:慣性感測器
80:回饋標記

Claims (8)

  1. 一種用於一可攜式行動電源的慣性操作之方法，包含以下步驟：在一閒置模式下，監視一閒置模式慣性輸入；在檢測到該閒置模式慣性輸入時，啟用一回饋標記以指示一剩餘電量；在一充電模式與一提供充電模式中的一個或二者中，監視一主動模式慣性輸入；在檢測到一第一主動模式慣性輸入時，啟用該回饋標記以指示一電池溫度；在檢測到一第二主動模式慣性輸入時，於檢測到該第一主動模式慣性輸入的一閾值時間內，禁用該充電模式與該提供充電模式中的一個或二者；以及在檢測到一第三主動模式慣性輸入時，於檢測到該第二主動模式慣性輸入的一閾值時間內，重新啟用該充電模式與該提供充電模式中的一個或二者；其中該閒置模式慣性輸入與該第一、第二，以及第三主動模式慣性輸入是該可攜式行動電源的一搖動、一敲擊與一傾斜的其中之一。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該回饋標記提供該可攜式行動電源的一溫度之一可視標記。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該回饋標記提供該可攜式行動電源的一充電位準之一可視標記。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該檢測係藉由一慣性感測器進行。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該慣性感測器的檢測產生在一微控制器的一輸入處接收的一中斷訊號，該微控制器係被配置用於控制該充電模式與該提供充電模式。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該可攜式行動電源不具有外部機械開關設備。
  7. 一種用於一可攜式行動電源的慣性操作之方法，包含以下步驟：在一充電模式與一提供充電模式中的一個或二者中，監視一主動模式慣性輸入；在檢測到一第一主動模式慣性輸入時，啟用回饋標記以指示一電池溫度；在檢測到一第二主動模式慣性輸入時，於檢測到該第一主動模式慣性輸入的一閾值時間內，禁用該充電模式與該提供充電模式中的一個或二者；以及在檢測到一第三主動模式慣性輸入時，於檢測到該第二主動模式慣性輸入的一閾值時間內，重新啟用該充電模式與該提供充電模式中的一個或二者；其中該第一、第二，以及第三主動模式慣性輸入係該可攜式行動電源的一敲擊、一搖動與一傾斜的其中之一。
  8. 如請求項7所述之方法，其中該檢測係藉由一慣性感測器進行。
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