TWM601482U - Electronic system and hybrid power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係有關於一種電子系統,且特別係有關於一種具有混合式電源供應裝置的電子系統。The present invention relates to an electronic system, and particularly relates to an electronic system with a hybrid power supply device.
現今,可攜式電子裝置通常由可再充電電池供電或是藉由電源供應器供電。一般而言,電源供應器具有用於連接至交流插座之一電源插頭,並將交流電源轉換為直流電源至電子裝置,以進行供電。Nowadays, portable electronic devices are usually powered by rechargeable batteries or powered by power supplies. Generally speaking, the power supply has a power plug for connecting to an AC socket, and converts the AC power to the DC power to the electronic device for power supply.
在各種電子裝置中,隨著中央處理器(CPU)以及圖形處理器(GPU)的效能需求越來越高,電子裝置需要使用更多的電源來執行這些應用。當電源的瓦特數越高時,電子裝置容易發生積熱或是超載過大的狀況,因而降低效能。Among various electronic devices, as the performance requirements of the central processing unit (CPU) and the graphics processing unit (GPU) become higher, the electronic devices need to use more power supplies to execute these applications. When the wattage of the power supply is higher, the electronic device is prone to heat accumulation or excessive overload, thereby reducing performance.
本新型創作提供一種電子系統。上述電子系統包括一電子裝置以及一混合式電源供應裝置。上述混合式電源供應裝置是經由一連接線提供一第一輸出電源至上述電子裝置。根據來自上述電子裝置的一控制信號,上述混合式電源供應裝置選擇性地經由上述連接線而提供一第二輸出電源至上述電子裝置。上述控制信號是指示上述電子裝置所抽載的上述第一輸出電源是否超過一臨界值。This new creation provides an electronic system. The above electronic system includes an electronic device and a hybrid power supply device. The hybrid power supply device provides a first output power to the electronic device via a connecting wire. According to a control signal from the electronic device, the hybrid power supply device selectively provides a second output power to the electronic device via the connection line. The control signal indicates whether the first output power drawn by the electronic device exceeds a critical value.
再者,本新型創作提供一種混合式電源供應裝置。上述混合式電源供應裝置包括電池、一電源供應單元以及一電池管理單元。上述電源供應單元用以根據一輸入電源而產生一第一輸出電源至一輸出端。上述電池管理單元根據一控制信號而控制上述電池選擇性地操作在一充電模式或是一放電模式。在上述充電模式時,上述電池管理單元使用上述第一輸出電源對上述電池進行充電。在上述放電模式時,上述電池管理單元將上述電池所提供的一第二輸出電源提供至上述輸出端。Furthermore, the present invention provides a hybrid power supply device. The above-mentioned hybrid power supply device includes a battery, a power supply unit and a battery management unit. The power supply unit is used for generating a first output power to an output terminal according to an input power. The battery management unit controls the battery to selectively operate in a charging mode or a discharging mode according to a control signal. In the charging mode, the battery management unit uses the first output power source to charge the battery. In the discharging mode, the battery management unit provides a second output power provided by the battery to the output terminal.
為讓本新型創作之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂,下文特舉出較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:In order to make the above-mentioned and other purposes, features, and advantages of the creation of the new model more obvious and understandable, the following specifically enumerates the preferred embodiments, combined with the accompanying drawings, and the detailed description is as follows:
第1圖係顯示根據本新型創作一些實施例所述之電子系統100。電子系統100包括電子裝置110、混合式電源供應裝置130以及連接線120。電子裝置110的連接器111是一個電源供應介面,並連接於連接線120的連接器(未顯示)。電子裝置110可經由連接線120而耦接於混合式電源供應裝置130的輸出端131,而混合式電源供應裝置130是透過連接線120對電子裝置110進行充電。在一些實施例中,電子裝置110可以是可攜式電子裝置,例如筆記型電腦、行動電話、攜帶型媒體播放器、個人數位助理(PDA)等。在一些實施例中,電子裝置110可以是固定式電子裝置,例如桌上型電腦、家電等。混合式電源供應裝置130可以是適配器(adapter),用以將市電(例如交流電)轉換成電子裝置110所需的充電電源(例如直流電)。此外,連接線120可以是電源線或是通用序列匯流排(USB)傳輸線等。再者,電子裝置110的連接器111可以是電源連接器或是通用序列匯流排規格的標準介面。Figure 1 shows an
在電子系統100中,電子裝置110包括電池112與控制器114。電池112為可充電的電池。電池112可包括一或多個電池芯(cell)。控制器114可控制電子裝置110的各種操作。在一些實施例中,控制器114可以是電子裝置110的處理器,例如CPU。在一些實施例中,相應於來自混合式電源供應裝置130的充電電源,即連接器111所接收的充電電源,控制器114可控制電子裝置110的充電電路(未顯示)使用所接收的充電電源對電池112進行充電。應了解在電子裝置110中,亦包括其他裝置與電路以及不同物件,以及電子裝置110僅為一示範例,並非用以限制本新型創作。In the
在電子系統100中,混合式電源供應裝置130包括電源供應單元(Power Supply Unit,PSU)132、電池管理單元(Battery Management Unit,BMU)134以及電池136。電源供應單元132是根據輸入電源PWin而產生第一輸出電源PW1至輸出端131,以便通過連接線120對電子裝置110進行供電。第一輸出電源PW1的電壓或電流可根據實際應用(例如電子裝置110的相應規格)而決定。在一些實施例中,輸入電源PWin為交流電信號,而第一輸出電源PW1為直流電信號。此外,電源供應單元132具有電壓或電流轉換器(未顯示),以便將輸入電源PWin轉換成第一輸出電源PW1。電池136可包括一或多個可充電的電池芯。電池管理單元134具有電池計量計(例如gas gauge),用以量測電池136的電量。此外,根據來自電子裝置110的控制信號Ctrl,電池管理單元134可控制電池136操作在充電模式或放電模式下。在充電模式下,電池管理單元134會使用來自電源供應單元132的第一輸出電源PW1對電池136進行充電。反之,在放電模式下,電池管理單元134會將電池136所產生的第二輸出電源PW2提供至輸出端131,以便通過連接線120對電子裝置110進行供電。換言之,在放電模式下,混合式電源供應裝置130會同時地提供第一輸出電源PW1與第二輸出電源PW2至電子裝置110。因此,當電子裝置110需要較大的電源時,混合式電源供應裝置130可另外提供第二輸出電源PW2至電子裝置110。In the
第2圖係顯示根據本新型創作一些實施例所述之第1圖中電子系統100的供電方法。首先,在步驟S210,當電子裝置110經由連接線120連接於混合式電源供應裝置130時,混合式電源供應裝置130會提供由電源供應單元132所產生的第一輸出電源PW1至電子裝置110。Fig. 2 shows the power supply method of the
在步驟S220,混合式電源供應裝置130的電池管理單元134會判斷電池136的相對電池容量狀態(Relative State-Of-Charge,RSOC)是否小於20%(例如第一特定容量),即判斷電池136的電量是否足夠。相對電池容量狀態是表示電池的充电比例,例如電池完全充電時是100%而完全放電時是0%。此外,第一特定容量的數值可根據實際應用而決定。當電池136的相對電池容量狀態小於20%時,電池管理單元134會控制電池136進入充電模式(步驟S250),並使用第一輸出電源PW1對電池136進入充電。在一些實施例中,當電池136操作在充電模式下,若電池管理單元134偵測到電池136的相對電池容量狀態到達100%或是第二特定容量,則電池管理單元134會控制電池136從充電模式切換至閒置模式。對電池136的相對電池容量狀態來說,第二特定容量是大於第一特定容量。In step S220, the
在步驟S220中,當電池136的相對電池容量狀態大於或等於20%時,電池管理單元134會根據來自電子裝置110的控制信號Ctrl來判斷電子裝置110所抽載的第一輸出電源PW1是否超過85%(步驟S230)。在此實施例中,85%是示範性的臨界值,用以表示電子系統100可抽載的限制條件。舉例來說,假設第一輸出電源PW1可提供功率為200W的電源。當第一輸出電源PW1被電子裝置110抽載的功率未超過170W(即85%)時,電子裝置110的控制器114會透過連接線120而傳送控制信號Ctrl至混合式電源供應裝置130,以便通知電池管理單元134。在一些實施例中,電子裝置110會被設定只能抽載第一輸出電源PW1額定功率的90%。在一些實施例中,連接線120具有通訊接腳,用以傳輸控制信號Ctrl。相應於來自電子裝置110的控制信號Ctrl,當電子裝置110所抽載的第一輸出電源PW1未超過170W(即85%)時,電池管理單元134會控制電池136維持在閒置模式,然後方法回到步驟S210,並繼續判斷電池136的電量是否足夠(步驟S220)。反之,當電子裝置110所抽載的第一輸出電源PW1超過170W(即85%)時,電子裝置110的控制器114會透過連接線120而傳送控制信號Ctrl至混合式電源供應裝置130,以便通知電池管理單元134。接著,相應於來自電子裝置110的控制信號Ctrl,電池管理單元134會控制電池136進入放電模式(步驟S240),以便另外使用電池136所提供的第二輸出電源PW2對電子裝置110進行供電。因此,在步驟S240,混合式電源供應裝置130會同時提供第一輸出電源PW1與第二輸出電源PW2對電子裝置110進行供電。In step S220, when the relative battery capacity state of the
在一些實施例中,當電池136操作在放電模式時,假如目前電子裝置110的抽載並未超過85%,則電子裝置110的控制器114會傳送控制信號Ctrl至混合式電源供應裝置130,以便通知電池管理單元134。相應於控制信號Ctrl,電池管理單元134會控制電池136離開放電模式(例如從放電模式進入成閒置模式),然後回到步驟S210。在一些實施例中,當電池136操作在放電模式時,當電池管理單元134偵測到電池136的相對電池容量狀態小於20%時,電池管理單元134會控制電池136從放電模式進入到充電模式,然後回到步驟S210。In some embodiments, when the
第3A圖係顯示傳統電源供應裝置對電子裝置110進行供電時的功率波形圖。在第3A圖中,傳統電源供應裝置僅包括電源供應單元(例如第1圖的電源供應單元132)。在初始狀態,電子裝置110剛開機且負載並不大,因此所傳統電源供應裝置所抽載的電源功率並不多。接著,電子裝置110開啟一些程式或操作,例如在時間週期310的期間,使得耗電量增加,即所抽載的功率變大。隨著時間的增加,電子裝置110會開始積熱。為了避免電子裝置110太熱而導致瞬間關機,電子裝置110會降低負載(例如停止部分正在執行的程式或操作)或是降低操作頻率,以便降低耗電量且減少所抽載的電源功率。於是,所抽載的功率會瞬間從最高點降低至相對低點,如標號315所顯示。由於所執行的程式或操作或是操作頻率減少,將使電子裝置110的整體操作變差。FIG. 3A is a power waveform diagram when the conventional power supply device supplies power to the
第3B圖係顯示根據本新型創作一些實施例所述之第1圖之電子系統100中混合式電源供應裝置130對電子裝置110進行供電時的功率波形圖。在電子系統100,為了避免發生負載或是頻率瞬間降低的情況,混合式電源供應裝置130更控制電池管理單元134使用電池136來提供額外的第二輸出電源PW2。因此,當電子裝置110內的操作增加且操作所需的電量也增加時,相較於傳統的電源供應裝置(例如僅具有電源供應單元),混合式電源供應裝置130內的電池136能提供額外的第二輸出電源PW2給電子裝置110進行供電。藉由使用混合式電源供應裝置130,電子裝置110不會發生所抽載的電源功率瞬間從最高點降低至相對低點的情況。在第3B圖中,電子裝置110所抽載的電源功率是緩慢下降的(如標號325所顯示),即慢慢降低負載或是降低操作頻率。因此,電子系統100不會停止正在執行的程式或操作,所以具有較佳的表現。藉由使用混合式電源供應裝置130,可以使電子系統100的操作更為穩定,且不會因為積熱或抽載過量的狀況導致電子系統100的電子裝置110無法正常操作。FIG. 3B shows a power waveform diagram when the hybrid
第4圖係顯示根據本新型創作一些實施例所述之混合式電源供應裝置130的結構圖。混合式電源供應裝置130的機殼包圍住電源供應單元132、電池管理單元134以及電池136。電池管理單元134以及電池136設置在電源供應單元132上方。連接線120固定在混合式電源供應裝置130的輸出端131。電池管理單元134以及電源供應單元132相鄰於混合式電源供應裝置130的輸出端131。如先前所描述,電池管理單元134可以控制電池136的充電與放電。在充電模式下,電池管理單元134可使用來自電源供應單元132的電源(例如第一輸出電源PW1)對電池136進行充電。在放電模式下,電池管理單元134可將電池136產生的電源(例如第二輸出電源PW2)提供至連接線120。FIG. 4 is a structural diagram of the hybrid
雖然本新型創作已以較佳實施例創作如上,然其並非用以限定本創作,任何所屬技術領域中包括通常知識者,在不脫離本創作之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。Although this new creation has been created with the preferred embodiment as above, it is not intended to limit this creation. Anyone who belongs to the technical field including ordinary knowledge can make some changes and changes without departing from the spirit and scope of this creation. Retouching, therefore, the protection scope of this creation shall be subject to the scope of the attached patent application.
100:電子系統 110:電子裝置 111:連接器 112,136:電池 114:控制器 120:連接線 130:混合式電源供應裝置 131:輸出端 132:電源供應單元 134:電池管理單元 Ctrl:控制信號 PW1:第一輸出電源 PW2:第二輸出電源 PWin:輸入電源 S210-S250:步驟 100: electronic system 110: electronic device 111: Connector 112,136: battery 114: Controller 120: connection line 130: Hybrid power supply device 131: output 132: power supply unit 134: Battery Management Unit Ctrl: control signal PW1: First output power PW2: second output power PWin: Input power S210-S250: steps
第1圖係顯示根據本新型創作一些實施例所述之電子系統。 第2圖係顯示根據本新型創作一些實施例所述之第1圖中電子系統的供電方法。 第3A圖係顯示傳統電源供應裝置對電子裝置進行供電時的功率波形圖。 第3B圖係顯示根據本新型創作一些實施例所述之第1圖之電子系統中混合式電源供應裝置對電子裝置進行供電時的功率波形圖。 第4圖係顯示根據本新型創作一些實施例所述之混合式電源供應裝置的結構圖。 Figure 1 shows an electronic system according to some embodiments of the invention. Figure 2 shows the power supply method of the electronic system in Figure 1 according to some embodiments of the invention. Figure 3A is a diagram showing the power waveform when the conventional power supply device supplies power to the electronic device. FIG. 3B is a diagram showing the power waveform when the hybrid power supply device powers the electronic device in the electronic system of FIG. 1 according to some embodiments of the invention. Figure 4 is a structural diagram of a hybrid power supply device according to some embodiments of the invention.
100:電子系統 100: electronic system
110:電子裝置 110: electronic device
111:連接器 111: Connector
112,136:電池 112,136: battery
114:控制器 114: Controller
120:連接線 120: connection line
130:混合式電源供應裝置 130: Hybrid power supply device
131:輸出端 131: output
132:電源供應單元 132: power supply unit
134:電池管理單元 134: Battery Management Unit
Ctrl:控制信號 Ctrl: control signal
PW1:第一輸出電源 PW1: First output power
PW2:第二輸出電源 PW2: second output power
PWin:輸入電源 PWin: Input power
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW109204387U TWM601482U (en) | 2020-04-15 | 2020-04-15 | Electronic system and hybrid power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW109204387U TWM601482U (en) | 2020-04-15 | 2020-04-15 | Electronic system and hybrid power supply device |
Publications (1)
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| TWM601482U true TWM601482U (en) | 2020-09-11 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW109204387U TWM601482U (en) | 2020-04-15 | 2020-04-15 | Electronic system and hybrid power supply device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| TW (1) | TWM601482U (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI836948B (en) * | 2022-04-06 | 2024-03-21 | 達方電子股份有限公司 | Power conversion system |
| US12136819B2 (en) | 2022-04-06 | 2024-11-05 | Darfon Electronics Corp. | Power conversion system |
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2020
- 2020-04-15 TW TW109204387U patent/TWM601482U/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI836948B (en) * | 2022-04-06 | 2024-03-21 | 達方電子股份有限公司 | Power conversion system |
| US12136819B2 (en) | 2022-04-06 | 2024-11-05 | Darfon Electronics Corp. | Power conversion system |
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