TWM559412U - 功率偵測裝置與電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種功率偵測裝置與電子裝置。功率偵測裝置包括電流偵測模組、控制模組以及阻抗調整模組。電流偵測模組耦接於適配器與電子裝置的供電路徑之間，以便偵測適配器的輸出電流。於電子裝置關機時以及於適配器耦接於電子裝置時，控制模組控制阻抗調整模組提供放電路徑以使適配器提供輸出電流，並計算適配器的輸出電壓與輸出電流之關係圖的第一斜率，以及使用第一斜率判斷適配器的輸出功率是否滿足電子裝置的額定功率的需求。

Description

功率偵測裝置與電子裝置

本新型創作是關於一種電子裝置，特別是關於一種可偵測外接適配器之輸出功率的電子裝置。

一般而言，筆記型電腦等電子產品都會配置一適配器(adapter)以進行供電。一般而言，適配器的接頭都是公規，故具有相同尺寸之接頭的適配器可能會有不同的額定輸出功率。當系統滿載運作時，若電子產品所連接的適配器不符合原本產品設計所搭配的規格，往往會造成系統突然關機或是適配器因過載保護而斷電。因此，系統將無法持續正常運作。

有鑑於此，有必要提供一個功率偵測裝置，當適配器接上電子產品時，可透過功率偵測裝置偵測所連接的適配器是否滿足電子產品的功率需求。

本新型創作提供一種功率偵測裝置與電子裝置，藉由偵測外接適配器的輸出功率，以判斷所連接的適配器是否滿足電子裝置的功率需求。

本新型創作的實施例提供一種功率偵測裝置，用於偵測適配器的輸出功率。適配器提供電力於電子裝置。功率偵測裝置包括電流偵測模組、控制模組以及阻抗調整模組。電流偵測模組耦接於適配器與電子裝置的一供電路徑之間。電流偵測模組用於偵測適配器的輸出電流。控制模組耦接於電流偵測模組以獲知適配器的輸出電流，以及耦接於適配器以偵測適配器的輸出電壓。阻抗調整模組耦接於電子裝置的供電路徑。當電子裝置關機時，以及當適配器耦接於電子裝置時，控制模組可以控制阻抗調整模組提供放電路徑，以使適配器提供輸出電流。因此在電子裝置處於關機狀態時，控制模組可以計算輸出電壓與輸出電流之關係圖的第一斜率。控制模組可以使用第一斜率來判斷適配器的輸出功率是否滿足電子裝置的額定功率的需求。

在本新型創作的一實施例中，控制模組具有一記憶體，電子裝置具有一額定電壓與一額定電流，一第二斜率內建於記憶體。

在本新型創作的一實施例中，若第一斜率小於第二斜率，則控制模組判斷適配器的輸出功率不滿足電子裝置的額定功率的需求。

在本新型創作的一實施例中，若第一斜率大於第二斜率，則控制模組判斷適配器的輸出功率滿足電子裝置的額定功率的需求。

在本新型創作的一實施例中，所述供電路徑用以供電給電子裝置的功能模組。於適配器的輸出功率不滿足電子裝置的額定功率的需求時，控制模組通知功能模組降低電子裝置的功耗。

在本新型創作的一實施例中，電流偵測模組包括電阻。

在本新型創作的一實施例中，控制模組包括微控制器。

在本新型創作的一實施例中，阻抗調整模組包括可變電阻。可變電阻的第一端耦接至電子裝置的供電路徑。可變電阻的第二端耦接至參考電壓。

在本新型創作的一實施例中，於電子裝置關機時以及於該適配器耦接於該電子裝置時，控制模組控制阻抗調整模組以於不同時間將放電路徑的阻值設定為多個不同電阻值。控制模組基於這些不同電阻值而獲得適配器的多個輸出電壓與多個輸出電流。控制模組利用適配器的這些輸出電壓與這些輸出電流來計算第一斜率。

在本新型創作的一實施例中，於電子裝置處於開機狀態時，控制模組控制阻抗調整模組以不提供放電路徑。

本新型創作的實施例還提供一種電子裝置，包括功能模組、供電路徑、功率偵測裝置以及連接埠。供電路徑用以供電給功能模組。連接埠用以耦接適配器，其中所述適配器用以提供電力給電子裝置。功率偵測裝置耦接連接埠與該供電路徑之間。功率偵測裝置可以偵測適配器的輸出功率。功率偵測裝置包括電流偵測模組、控制模組以及阻抗調整模組。電流偵測模組耦接於連接埠與供電路徑之間。電流偵測模組可以偵測適配器的輸出電流。控制模組耦接於電流偵測模組，以獲知適配器的該輸出電流。控制模組耦接於連接埠，以偵測適配器的輸出電壓。阻抗調整模組耦接於供電路徑。於電子裝置關機時以及於適配器耦接於連接埠時，控制模組控制阻抗調整模組提供放電路徑，以使適配器提供輸出電流。因此，於電子裝置處於關機狀態時，控制模組可以計算輸出電壓與輸出電流之關係圖的第一斜率，以及使用第一斜率判斷適配器的輸出功率是否滿足電子裝置的額定功率的需求。

基於上述，本新型創作的諸實施例所述的功率偵測裝置與電子裝置可偵測外接適配器是否滿足電子裝置的使用需求。因此，電子裝置可以基於適配器的額定輸出功率來維持一定的運作模式，並可避免內部系統發生突然關機或是因適配器過載所引發的危安事件。

為使本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文將列舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接（或連接）」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接（或連接）於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件可以相互參照相關說明。

圖1是依照本新型創作的一實施例的實施例的一種電子裝置的電路方塊示意圖。電子裝置100包括功能模組10、供電路徑11、功率偵測裝置20以及連接埠30。依照設計需求，電子裝置100可以是筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機等可攜式電子產品，功能模組10可以是電子裝置100中用來提供特定功能的硬體部分，例如中央處理器(Central Processing Unit，CPU)、晶片組、記憶體、硬碟等。此外，連接埠30可以是連接傳統適配器接頭的電源端子或是通用序列匯流排3.1版C型的連接埠(USB 3.1 type C)。

於本實施例中，功率偵測裝置20是設置於電子裝置100中。適配器40經由電子裝置100的連接埠30電性連接於功率偵測裝置20，而功率偵測裝置20則經由供電路徑11耦接電子裝置100的功能模組10。適配器40可以經由連接埠30提供電力於電子裝置100。耦接於連接埠30與供電路徑11之間的功率偵測裝置20可以用來偵測適配器40的輸出功率。一般而言，電子產品都會依照產品設計需求而配置有適當規格的適配器，以滿足電子產品的額定功耗。因此一般而言，適配器的額定輸出功率應滿足所搭配的電子產品的額定功率需求。然而，若電子產品所連接的適配器不符合原本產品設計所搭配的規格，在重載的操作條件下，電子產品可能會無法正常運作。本實施例所述功率偵測裝置20可以偵測適配器40的輸出功率，進而判斷所連接的適配器40是否足以讓電子電子100正常運作。

於圖1所示實施例中，功率偵測裝置20包括電流偵測模組21以及控制模組22。電流偵測模組21耦接於連接埠30與供電路徑11之間，亦即耦接於適配器40與電子裝置100的供電路徑11之間。電流偵測模組21可以偵測適配器40的輸出電流I _O，同時將所偵測到的電流訊號傳送給控制模組22。控制模組22耦接於電流偵測模組21，以獲知適配器40的輸出電流I _O。控制模組22耦接於連接埠30，亦即耦接至適配器40，以偵測適配器40的輸出電壓V _O。控制模組22可包括一記憶體(未圖示)。依照設計需求，控制模組22的記憶體已內建有電子裝置100所需的額定電壓與額定電流的資料。在本實施例中，控制模組22的記憶體已內建有與電子裝置100的額定功耗相對應的「第二斜率」。

當控制模組22獲知適配器40的輸出電壓V _O與輸出電流I _O後，控制模組22將計算輸出電壓V _O與輸出電流I _O之關係圖的斜率（在此稱為第一斜率），並與電子裝置100的額定電壓與額定電流之關係圖的斜率（在此稱為第二斜率）相比較，藉此判斷適配器40是否足以讓電子裝置100正常運作。若適配器40的輸出功率不滿足電子裝置100的額定功率的需求時，控制模組22將通知功能模組10降低電子裝置100的功率消耗，以避免系統滿載。

於電子裝置100處於開機狀態時，因為供電路徑11的負載（例如功能模組10）會取用供電路徑11的電流，所以控制模組22可以判斷適配器40是否足以讓電子裝置100正常運作。在實際操作情境中，當使用者拿一個額定輸出功率非常小的適配器40連接至連接埠30時，很有可能在開機初期電子裝置100的功耗便已經超出了適配器40的額定輸出功率。在此情況下，控制模組22可以能會來不及判斷適配器40的第一斜率，便已經發生了電子裝置100因為失電而關機，或是適配器40因過載保護而斷電。因此，電子裝置100處於關機狀態時，亦即在供電路徑11的負載（例如功能模組10）沒有取用供電路徑11的電流的情況下，功率偵測裝置20可以事先偵測適配器40的輸出功率是否滿足電子裝置100的額定功率的需求。因為電子裝置100處於關機狀態時功率偵測裝置20便可以事先知道適配器40的輸出功率，因此功率偵測裝置20可以及時通知功能模組10降低電子裝置100的功耗。

於本實施例中，功率偵測裝置20還包括阻抗調整模組23。阻抗調整模組23耦接於電子裝置100的供電路徑11。基於控制模組22控制，阻抗調整模組23可以於電子裝置100關機時提供放電路徑，以供控制模組22偵測適配器40的輸出電流I _O與輸出電壓V _O，進而計算輸出電壓V _O與輸出電流I _O之關係圖的「第一斜率」。於電子裝置100處於開機狀態時，控制模組22控制阻抗調整模組23以不提供所述放電路徑。

詳而言之，電子裝置100處於關機狀態時，亦即在供電路徑11的負載（例如功能模組10）沒有取用供電路徑11的電流的情況下，阻抗調整模組23所提供的放電路徑可以取用供電路徑11的電流，亦即使適配器40提供輸出電流I _O。基此，控制模組22便可以獲知適配器40的輸出電流I _O與輸出電壓V _O，進而獲得「第一斜率」。舉例來說，當電子裝置100關機時，以及當適配器40耦接於電子裝置100時，控制模組22控制阻抗調整模組23以於不同時間將放電路徑的阻值設定為多個不同電阻值。控制模組22分別基於這些不同電阻值而獲得適配器40的多個輸出電壓V _O與多個輸出電流I _O。控制模組22利用適配器40的這些輸出電壓V _O與這些輸出電流I _O來計算適配器40的「第一斜率」。當適配器40的「第一斜率」小於電子裝置100的「第二斜率」時，控制模組22則判斷適配器40的輸出功率不滿足電子裝置100的額定功率的需求。當適配器40的「第一斜率」大於電子裝置100的「第二斜率」時，控制模組22則判斷適配器40的輸出功率可以滿足電子裝置100的額定功率的需求。

圖2是依照本新型創作的一實施例說明圖1所示電子裝置100的電路方塊示意圖。於圖2所示實施例中，電流偵測模組21包括電阻211，控制模組22包括微控制器(Micro Control Unit，MCU) 221，阻抗調整模組23包括可變電阻231。當適配器40提供輸出電流I _O時，流經電阻211的輸出電流I _O會使電阻211的兩端具有電壓差，而此電壓差正比於輸出電流I _O。因此，微控制器221會偵測電阻211的兩端的電壓差，然後以此電壓差推算適配器40的輸出電流I _O。

圖3是依照本新型創作的一實施例所繪示的適配器的輸出電壓對輸出電流的關係圖。請同時參閱圖2與圖3，微控制器221內建有電子裝置100所需的額定電壓與額定電流的資料，亦即/或是內建有電子裝置100的「第二斜率」S2（S2已繪示於圖3）。當適配器40經由連接埠30連接電子裝置100後，微控制器221會偵測適配器40的輸出電壓V _O與輸出電流I _O，同時也會偵測電子裝置100是開機或關機狀態。當電子裝置100是在開機狀態時，微控制器221控制可變電阻231以不提供放電路徑，而且微控制器221依據適配器40的輸出電流I _O與輸出電壓V _O而計算出輸出電壓V _O與輸出電流I _O之關係圖的「第一斜率」。

圖3所示S1與S3表示在不同實施例中的所述「第一斜率」。若適配器40的「第一斜率」為圖3所示S3，則表示適配器40的輸出功率不滿足（或小於）電子裝置100的額定功率的需求。因此，微控制器221將藉由通訊匯流排通知功能模組10降低電子裝置100的功率消耗，以避免系統滿載。若適配器40的「第一斜率」為圖3所示S1，則表示適配器40的輸出功率滿足（或大於）電子裝置100的額定功率的需求。因此，微控制器221就不需通知功能模組10調降電子裝置100的功率消耗。

當適配器40經由連接埠30連接電子裝置100後，若電子裝置100是呈現關機狀態，則微控制器221可以在不同時間將可變電阻231的電阻值調整為多個不同電阻值。基於這些不同電阻值，微控制器221可以獲得適配器40的多個輸出電壓V _O與多個輸出電流I _O。利用適配器40的這些輸出電壓與這些輸出電流，微控制器221可以計算出輸出電壓V _O對輸出電流I _O之關係圖的「第一斜率」。接著，微控制器221會將所計算出的「第一斜率」與內建於微控制器221的「第二斜率」S2做比較。如圖3所示，若所計算出的「第一斜率」為S3，則表示適配器40的輸出功率不滿足電子裝置100的額定功率的需求。因此，微控制器221可以在開機初期事先通知功能模組10降低電子裝置100的功率消耗，以避免電子裝置100的系統功耗超出適配器40的額定輸出功率。若所計算出的「第一斜率」為S1，則表示適配器40的輸出功率滿足電子裝置100的額定功率的需求。如此一來，電子裝置100便可維持正常的運作模式，不會因系統滿載時造成突然關機的情形發生。

綜上所述，本新型創作諸實施例揭示的功率偵測裝置與電子裝置，其可偵測外接適配器是否滿足電子裝置的使用需求。因此，電子裝置可以維持一定的運作模式，並可避免內部系統發生突然關機或是因適配器過載所引發的危安事件。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧功能模組
11‧‧‧供電路徑
20‧‧‧功率偵測裝置
21‧‧‧電流偵測模組
22‧‧‧控制模組
23‧‧‧阻抗調整模組
30‧‧‧連接埠
40‧‧‧適配器
100‧‧‧電子裝置
211‧‧‧電阻
221‧‧‧微控制器
231‧‧‧可變電阻
I_O‧‧‧輸出電流
S1~S3‧‧‧斜率
V_O‧‧‧輸出電壓

圖1是依照本新型創作的一實施例的一種電子裝置的電路方塊示意圖。 圖2是依照本新型創作的一實施例說明圖1所示電子裝置的電路方塊示意圖。 圖3是依照本新型創作的一實施例所繪示的適配器的輸出電壓對輸出電流的關係圖。

Claims (11)

1. 一種功率偵測裝置，用於偵測一適配器的一輸出功率，該適配器提供電力於一電子裝置，該功率偵測裝置包括： 一電流偵測模組，耦接於該適配器與該電子裝置的一供電路徑之間，該電流偵測模組用於偵測該適配器的一輸出電流； 一阻抗調整模組，耦接於該電子裝置的該供電路徑；以及 一控制模組，耦接於該電流偵測模組以獲知該適配器的該輸出電流，以及耦接於該適配器以偵測該適配器的一輸出電壓，其中於該電子裝置處於關機狀態時以及於該適配器耦接於該電子裝置時，該控制模組控制該阻抗調整模組提供一放電路徑以使該適配器提供該輸出電流，並計算該輸出電壓與該輸出電流之關係圖的一第一斜率，以及使用該第一斜率判斷該適配器的該輸出功率是否滿足該電子裝置的一額定功率的需求。
2. 如申請專利範圍第1項所述的功率偵測裝置，其中該控制模組具有一記憶體，一第二斜率內建於該記憶體。
3. 如申請專利範圍第2項所述的功率偵測裝置，其中若該第一斜率小於該第二斜率，則該控制模組判斷該適配器的該輸出功率不滿足該電子裝置的該額定功率的需求。
4. 如申請專利範圍第2項所述的功率偵測裝置，其中若該第一斜率大於該第二斜率，則該控制模組判斷該適配器的該輸出功率滿足該電子裝置的該額定功率的需求。
5. 如申請專利範圍第1項所述的功率偵測裝置，其中該供電路徑用以供電給該電子裝置的一功能模組，於該適配器的該輸出功率不滿足該電子裝置的該額定功率的需求時，該控制模組通知該功能模組降低該電子裝置的功耗。
6. 如申請專利範圍第1項所述的功率偵測裝置，其中該電流偵測模組包括一電阻。
7. 如申請專利範圍第1項所述的功率偵測裝置，其中該控制模組包括一微控制器。
8. 如申請專利範圍第1項所述的功率偵測裝置，其中該阻抗調整模組包括一可變電阻，該可變電阻的第一端耦接至該電子裝置的該供電路徑，該可變電阻的第二端耦接至一參考電壓。
9. 如申請專利範圍第1項所述的功率偵測裝置，其中於該電子裝置關機時以及於該適配器耦接於該電子裝置時，該控制模組控制該阻抗調整模組以於不同時間將該放電路徑的阻值設定為多個不同電阻值，該控制模組基於該些不同電阻值而獲得該適配器的多個輸出電壓與多個輸出電流，以及該控制模組利用該適配器的該些輸出電壓與該些輸出電流來計算該第一斜率。
10. 如申請專利範圍第1項所述的功率偵測裝置，其中於該電子裝置處於開機狀態時，該控制模組控制該阻抗調整模組以不提供該放電路徑。
11. 一種電子裝置，包括： 一功能模組； 一供電路徑，用以供電給該功能模組； 一連接埠，用以耦接一適配器，其中該適配器用以提供電力給該電子裝置；以及 一功率偵測裝置，耦接於該連接埠與該供電路徑之間，用於偵測該適配器的一輸出功率，其中該功率偵測裝置包括： 一電流偵測模組，耦接於該連接埠與該供電路徑之間，用於偵測該適配器的一輸出電流； 一阻抗調整模組，耦接於該供電路徑；以及 一控制模組，耦接於該電流偵測模組以獲知該適配器的該輸出電流，以及耦接於該連接埠以偵測該適配器的一輸出電壓，其中於該電子裝置處於關機狀態時以及於該適配器耦接於該連接埠時，該控制模組控制該阻抗調整模組提供一放電路徑以使該適配器提供該輸出電流，並計算該輸出電壓與該輸出電流之關係圖的一第一斜率，以及使用該第一斜率判斷該適配器的該輸出功率是否滿足該電子裝置的一額定功率的需求。