CN102088204A - 可侦测外部电力来源而切换电源模式的电子装置 - Google Patents

Abstract

一种可侦测外部电力来源而切换电源模式的电子装置，用以自一第一电力源及一第二电力源接收一外部电力，所述第一电力源输出的电位落在一第一电位区间，所述第二电力源输出的电位落在一第二电位区间。电子装置的***电路透过一电位侦测器侦测外部电力落在第一电位区间或第二电位区间，藉以判断外部电力来自第一电力源或第二电力源。当外部电力来自第一电力源，***电路切换至一第一外部电力模式；当外部电力来自第二电力源，***电路切换至一第二外部电力模式；藉由电力模式的切换，***电路可对第一电力源或第二电力源进行最佳化的电力使用。

Description

可侦测外部电力来源而切换电源模式的电子装置

技术领域

本发明系有关于电子装置的电力模式切换，特别是一种可侦测外部电力来源而切换电源模式的电子装置。

背景技术

参阅图1所示，为先前技术中可携式电子装置1的电力***方块。可携式电子装置1主要包括电力供应电路及***电路2，电力供应电路包括外部电力源及内部电力源3。外部电力源为一交流转直流转换器，透过一电连接器4电性耦接于电力供应电路，供应一直流电力至***电路2。内部电力源3为电池模块，用以在无法取得外部电力时供应电力至***电路2，并可作为外部电力源的不断电***，避免外部电力源的电力突然中断。

外部电力源的电力供应时间可视为无限大，而内部电力源3只有固定的电容量，其电力供应时间随着输出功率改变。因此，可携式电子装置1通常会具备至少二种电力模式：外部电力模式及内部电力模式。当使用外部电力源提供电力时，可携式电子装置1的***电路2会切换至外部电力模式，以最大功率进行运作，使可携式电子装置1以最佳效能运作。同时，外部电力输入的电力可旁通至一充电装置5，透过充电装置5提供适当的电压及电流对内部电力源3充电。

当外部电力源的输出电力中断时，由内部电力源3提供电力至***电路2，***电路2会切换至内部电力模式，以相对较低的效能进行运作，降低电能消耗，以延长内部电力源3电力供应时间。

关于外部电力模式及内部电力模式的切换，***电路2是依据外部电力源是否输入电力进行切换。***电路2通常以一侦测回路，例如以充电装置，判断电连接器4是否有电力输入。若无电力输入，则代表无外部电力，且内部电力源3不需经过切换即会持续输出电力。若电连接器4有电力输入，则代表有外部电力输入，内部电力源3会因偏压关系而停止输出电力。

为了延长在户外使用的时间，通常会以一外部电力包(External Power Pack)额外提供电力，以补充无法使用交流转直流转换器作为外部电力源时的不足。外部电力包的形式包括电池包(BatteryPack)、燃料电池、或太阳能电池，其中电池包(Battery Pack)及燃料电池的电容量相对于交流转直流转换器仍为有限，而太阳能电池不足以单独负担***电路2的电力消耗，仅作为内部电力源的辅助。然而，外部电力包仍由电连接器4输入电力至***电路2，使***电路2将其判断为与交流转直流转换器相同的外部电力源，而持续以最大效能运作。使用者必须自行切换***电路2的电力模式，才能使外部电力包发挥最大效应。若使用者忘记切换，***电路2将以最大效能的电力模式运作，而快速地消耗外部电力包的电力，而大幅地缩短了外部电力包的使用时间。

发明内容

先前技术中，因为可携式电子装置并无法判断外部电力源的形式，因此可携式电子装置将持续以最大效能运作，致使有限电容量的外部电力包无法有效地发挥延长电力使用时间的效益。

针对上述问题，本发明提出一种可侦测外部电力来源而切换电源模式的电子装置，可判断外部电力源的形式，而自动切换电力模式。

本发明提供可侦测外部电力来源而切换电源模式的电子装置，是自至少一第一电力源及一第二电力源接收一外部电力，其中第一电力源输出的电位落在一第一电位区间，第二电力源输出的电位落在一第二电位区间，且第一电位区间与该第二电位区间不重迭。

电子装置包括一***电路、一电连接器、一电位侦测器、一嵌入式控制器。***电路具有至少一第一外部电力模式及一第二外部电力模式。电连接器的一端用以供第一电力源或第二电力源电性耦接，另一端电性耦接于***电路。电位侦测器具有一侦测输入端及一侦测输出端；侦测输入端电性耦接于电连接器，用以撷取电连接器的电位，并由侦测输出端输出电连接器的电位。嵌入式控制器用以接收电连接器的电位，传送至***电路。当电连接器的电位落在第一电位区间，***电路切换至第一外部电力模式；当电连接器的电位落在第二电位区间，***电路切换至第二外部电力模式。藉由电力模式的切换，***电路可对第一电力源或第二电力源进行最佳化的电力使用。

本发明的功效在于，电子装置可判断外部电力的来源，从而自动切换***电路的电力模式，以针对各种外部电力的来源进行最佳化利用。使用者不需再手动切换电力模式，避免使用者忘记手动切换而致使***电路以高效能的电力模式使用有限电容量的电力源。

附图说明

图1为先前技术中，可携式电子装置的电力***方块。

图2为本发明实施例的电力***方块图。

图3为本发明实施例的***电路方块图。

图4及图5为本发明实施例中，使用不同外部电力源的示意图。

图6为本发明实施例中，变化例的电力***方块图。

图7为本发明实施例中，变化例的***电路方块图。

具体实施方式

请参阅图2及图3所示，为本发明实施例所揭露的一种可侦测外部电力来源而切换电源模式的电子装置1000，该电子装置1000包括一电力供应及侦测电路100及一***电路200。电力供应及侦测电路100用以接收一外部电力源的外部直流电力，并传送电力至***电路200。电力供应及侦测电路100同时侦测外部电力的电力源形式，传送一侦测结果至***电路200。***电路200接收侦测结果，可自动地切换电力模式，藉以延长***电路200使用外部电力源的使用时间。

参阅图2及图3所示，***电路200用以提供电子装置1000的主要功能，***电路200至少包括一中央处理器210(CentralProcessor Unit，CPU)、一***芯片组220、一***内存230、一基本输入输出***240(BasicInput/Output System，BIOS)、一键盘控制器250、一固定储存媒介260(FixedStorage Media)、一显示接口270、一显示器280、一输入装置290。电子装置1000装载一操作***(Operation System，OS)，储存于固定储存媒介260。前述***芯片组220包括南桥芯片及北桥芯片，用以提供总线使***内存230、BIOS 240、键盘控制器250、固定储存媒介260、及显示接口270透过***芯片组220电性耦接至中央处理器210，以进行数据传输。输入装置290电性耦接于键盘控制器250。于小型电子装置1000中，例如于PDA或PND中，***内存230及固定储存媒介260可结合于单一闪存模块，透过内存控制器或OS的设定，将闪存模块区分为用以加载执行程序的***内存230、及储存OS与应用程序的固定储存媒介260。

***电路200至少具有一内部电力模式及复数个外部电力模式，储存于固定储存媒介260或BIOS 240，用以供中央处理器210加载至***内存230。中央处理器210依据电力供应及侦测电路100的侦测结果，切换内部电力模式及复数个外部电力模式其中的一，改变***电路200的运作效能。

参阅图3所示，电力供应及侦测电路100包括一电连接器110、一电池模块120、一充电装置130、一电位侦测器140、一嵌入式控制器150。

参阅图3所示，电连接器110为直流电源插座(DC Jack)，其一端用以供一电插头***，以使一外部电力源电性耦接于电连接器110，接收直流电并传送至电力供应及侦测电路100。电连接器110的另一端电性耦接于***电路200，用以传送直流电至直流转直流电压转换电路310。直流转直流电压转换电路310分配电力输入为多个直流电输出，并进一步转换各输出的直流电的电压为适当电压，并传送至***电路200中的各电子组件。

参阅图3所示，电池模块120包括一或复数个电池，各电池可为镍氢电池、锂离子电池、或锂聚合物电池。电池模块120具有一电池输出端121及一电池接地端122，电池输出端121电性耦接于***电路200，用以提供一直流电力至***电路200，其中电池模块120的电池输出端121输出的直流电力具备一电池模块电位。

参阅图3所示，电子装置1000更包括一直流转直流电路(DC-DC Circuit)310，用以自电连接器110或电池模块120接收电力。直流转直流电路310包括复数个直流转直流电压转换器(图未示)，各直流转直流电压转换器的一端并联于电连接器110，另一端分别电性耦接于中央处理器210、***芯片组220、***内存230、基本输入输出***240、键盘控制器250、固定储存媒介260、显示接口270、显示器280、及输入装置290，以转换电压并分配经转换电压的直流电至***电路200的各电子组件。

参阅图3所示，充电装置130具有一充电输入端131及一充电输出端132。充电输入端131电性耦接于电连接器110，而充电输出端132电性耦接于电池模块120的电池输出端121。充电装置130以充电输入端131自电连接器110接收电力，经过电压转换及电流控制的后，由充电输出端132输出具备一充电电压的充电电流。充电电压大于电池模块120的电池模块输出电位，以使充电装置130可对电池模块120充电，同时控制对电池模块120充电的电流，以安全地进行充电。

参阅图3所示，电位侦测器140具有一侦测输入端141及一侦测输出端142。侦测输入端141电性耦接于电连接器110，用以撷取电连接器110的电位，而侦测输出端142电性耦接于嵌入式控制器150，以输出电位侦测器140所撷取的该电连接器110的电位至嵌入式控制器150。于实作上，由于电位大小为模拟讯号，因此电位侦测器140为一模拟转数字转换器，用以将电位转换为数字讯号输出，而被嵌入式控制器150接收并进行处理。

参阅图3所示，嵌入式控制器150用以接收电位侦测器140所撷取的电位，并以特定的通讯协议编码产生一侦测结果，传送至***电路200。一般而言，嵌入式控制器150系电性耦接于***芯片，以符合南桥芯片组总线标准或北桥芯片组总线标准的通讯协议，传送电位侦测器140输出的电连接器110的电位至***芯片组220的北桥芯片或南桥芯片，再由***芯片组220传送至中央处理器210，以供中央处理器210进行对应的动作。

提供外部直流电力的电力源包括交流转直流整流器、电池包(Battery Back)、燃料电池、太阳能电池。每一电力源的正常输出电位皆具备一电位区间。电力源的正常输出可经过预先设定，使不同电力源的电位区间皆不重迭。以交流转直流整流器为例，其输出的电位约在16至19Volt；太阳能电池的输出电位区间约在14至16Volt；燃料电池的输出电位约12至14Volt；电池包的输出电位区间大致与电池模块相同，约在8至12Volt。

参阅图4及图5所示，本发明实施例的最低实施要件系可选择地采用一第一电力源410及一第二电力源420供应外部直流电力，或不采用外部直流电力，而直接以内部的电池模块120供应电力。前述第一电力源410及第二电力源420可为交流转直流整流器、电池包(BatteryBack)、燃料电池、或太阳能电池，且第一电力源410输出的电位落在一第一电位区间，第二电力源420输出的电位落在一第二电位区间，且第一电位区间与第二电位区间为不重迭。

此外，电池模块120的电池输出端121及***电路200之间设一第一二极管123，该第一二极管123的顺向偏压方向系由电池输出端121朝向***电路200。电连接器110及***电路200之间设一第二二极管111，该第二二极管123的顺向偏压方向系由电连接器110朝向***电路200。第一二极管123及第二二极管111用以使电池模块120及外部电力源中仅有输出电压相对较高的一个会对***电路200输出电力，同时避免电压较高的一个对电压较低的一个输出回馈电力。

前述的第一电位区间及第二电位区间系先写入该嵌入式控制器150中，第一电力源410或第二电力源420系可选择地电性耦接于电连接器110。

当第一电力源410或第二电力源420电性耦接于电连接器110时，电位侦测器140可由侦测输入端141撷取电连接器110的电位，经模拟及数字转换后，由电位输出端142输出所撷取电连接器110的电位至该嵌入式控制器150，嵌入式控制器150系可将该电位与第一电位区间及第二电位区间比对。

当该电连接器110的电位落在第一电位区间，代表第一电力源410电性耦接于电连接器110，嵌入式控制器150输出电连接器110的电位落在第一电位区间的侦测结果至***电路200，以供中央处理器210依据第一电力源410的特性使***电路200切换至第一外部电力模式。

当该电连接器110的电位落在第二电位区间，代表第二电力源420电性耦接于电连接器110，嵌入式控制器150输出电连接器110的电位落在第二电位区间的侦测结果至***电路200，以供中央处理器210依据第二电力源420的特性使***电路200切换至第二外部电力模式。

当电连接器110的电位低于第一电位区间及第二电位区间，代表第一电力源410、或第二电力源420的电力不足以供应电力需求。此时系由电池模块120供应电力，则***电路200中央处理器210使***电路200切换至内部电力模式。

当电连接器110的电位为零，代表第一电力源410、或第二电力源420没有电性耦接电连接器110。此时系由电池模块120供应电力，则中央处理器210使***电路200切换至内部电力模式。

充电装置130电性耦接于嵌入式控制器150，当第一电力源410或第二电力源420外部电力源为交流转直流转换器，且电性耦接于电连接器110，嵌入式控制器150可启动充电装置130对电池模块120进行充电。

参阅图6及图7所示，***电路200的键盘控制器250本身亦为一嵌入式控制器，因此嵌入式控制器150系可被移除，使电位侦测器140的侦测输出端142直接电性耦接于键盘控制器250，再由键盘控制器250比对输出电位、第一电位区间、及第二电位区间的侦测结果至***电路200。

于本发明中，嵌入式控制器150或键盘控制器250并不必然需要比对输出电位、第一电位区间、及第二电位区间。第一电位区间及第二电位区间可记录于***电路200的固定储存媒介260，于***开机时由中央处理器210加载***内存230中。嵌入式控制器150或键盘控制器250的需要对电位侦测器输出的电位加以编码并传送至***电路200的中央处理器210。中央处理器210比对输出电位、第一电位区间、及第二电位区间，藉以决定输出电位位于第一电位区间或第二电位区间。中央处理器210藉由第一电位区间、第二电位区间判断外部直流电力来自第一电力源410或第二电力源420，藉以调整***电路200的电力模式。

以上说明以第一电力源、第二电力源、第一电位区间、及第二电位区间进行说明，实际上可选择的电力源可为二个以上，例如以交流转直流整流器、电池包、燃料电池、及太阳能电池作为第一电力源、第二电力源、第三电力源、及第四电力源，且分别具备不重迭的第一电位区间、第二电位区间、第三电位区间、及第四电位区间。

Claims (10)

1.一种可侦测外部电力来源而切换电源模式的电子装置，用以自至少一第一电力源及一第二电力源接收一外部电力，所述第一电力源输出的电位落在一第一电位区间，所述第二电力源输出的电位落在一第二电位区间，且该第一电位区间与该第二电位区间不重迭，该电子装置包括：

一***电路，具有至少一第一外部电力模式、及一第二外部电力模式；

一电连接器，其一端用以供该第一电力源或该第二电力源电性耦接，另一端电性耦接于该***电路；

一电位侦测器，具有一侦测输入端及一侦测输出端；该侦测输入端电性耦接于该电连接器，用以撷取该电连接器的电位，并由该侦测输出端输出该电连接器的电位；及

一嵌入式控制器，用以接收该电连接器的电位，传送至该***电路；及

其中，当该电连接器的电位落在该第一电位区间，该***电路切换至该第一外部电力模式；当该电连接器的电位落在该第二电位区间，该***电路切换至该第二外部电力模式。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该***电路包括一内部电力模式，且该电子装置包括：

一电池模块，具有一电池输出端及一电池接地端，该电池输出端电性耦接于***电路，用以提供一直流电力至该***电路，且该电池输出端输出一电池模块电位；

其中，当该电连接器的电位低于该第一电位区间、该第二电位区间、或为零时，该***电路切换至该内部电力模式。

3.根据权利要求2所述的电子装置，包括：

一充电装置，具有一充电输入端及一充电输出端，该充电输入端电性耦接于该电连接器，该充电输出端电性耦接于该电池模块的电池输出端，用以对该电池模块进行充电。

4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于：

该电池模块的电池输出端及***电路之间设一第一二极管，且该第一二极管的顺向偏压方向系由该电池输出端朝向该***电路；及

该电连接器及***电路之间设一第二二极管，该第二二极管的顺向偏压方向系由该电连接器朝向该***电路。

5.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，该***电路至少包括：

一***芯片组；

一中央处理器及一***内存，该***内存透过该***芯片组电性耦接于该中央处理器；及

一固定储存媒介，透过该***芯片组电性耦接于该中央处理器，用以储存一操作***；

6.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该***电路更包括：

一基本输入输出***，透过该***芯片组电性耦接于该中央处理器，其中该第一外部电力模式、第二外部电力模式、及该内部电力模式储存于该基本输入输出***，用以供该中央处理器加载该***内存。

7.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该第一外部电力模式、第二外部电力模式、及该内部电力模式储存于该固定储存媒介，用以供该中央处理器载入该***内存。

8.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该嵌入式控制器为一键盘控制器，且该键盘控制器用以供一输入装置电性耦接于该***芯片组。

9.根据权利要求5所述的电子装置，包括一直流转直流电路，用以自该电连接器或该电池模块接收电力，以转换电压并分配经转换电压的直流电至该***电路。

10.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该电位侦测器为一模拟转数字转换器，用以将电位转换为数字讯号输出，而被该嵌入式控制器接收。

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