CN102681448B - 电子装置 - Google Patents

Abstract

一种电子装置，包括电源开关、开关单元、电源供应单元以及控制单元。电源开关的两电源端与开关单元的两连接端相互并联。电源供应单元利用来自电源开关或是开关单元的电源产生***电压。当电源开关的两电源端导通一段预设时间时，电源提供至电源供应单元且电子装置开机。此外，控制单元控制开关单元导通两连接端，以致使两电源端断路后，电源仍经由开关单元提供至电源供应单元。当电子装置关机时，控制单元控制开关单元断路两连接端。本发明的电子装置在关机状态下可达到零耗电的效果，进而提高***的省电效能。

Description

电子装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置，且特别涉及一种具有完全省电机制的电子装置。

背景技术

电子装置大多设有相应的电源装置，以提供***所需的电源，例如：手机与笔记本电脑用的电源配接器(power adapter)以及电脑用的电源供应器(power supplier)。一般而言，电源装置大多需要通过交流转直流转换器(AC/DC converter)或是直流转直流转换器(DC/DC converter)，来产生***所需的电压。交流转直流转换器是通过电压器与整流稳压电路，将交流电压转换成***所需的直流电压，因此具有较大的电源损耗。

为了有效利用能源，现有的电源装置大多会提供两种电源-主电源(mainpower)与待机电源(standby power)。当电子装置关机时，电源装置还会持续地提供待机电源，以致使电子装置的内部控制单元可利用检测电源开关被按压的状态，来决定是否进行开机程序。也就是说，当电子装置在关机或等待开机时，电源装置本身还是会有一定的耗电量。例如：当笔记本电脑关机且电池已充饱电的状态下，电源配接器还是会有100～300毫瓦特的耗电量；当目前的平板电脑在关机状态下，平板电脑仍约有20毫瓦特的耗电量。

换言之，现有电子装置在关机或是等待开机的状态下，依旧会产生一定的耗电量，进而造成电源浪费而对环境造成伤害。此外，虽然可利用拔除电源插头的方式来避免电子装置在关机时的耗电量，但是时常插拔电源插头不仅容易造成电源线或是插头接线的毁损，且也容易引发电线走火的风险。另外，对于某些平板式电脑(iPAD Like)而言，这些装置的电源是无法拔除的，其在出厂时，电池可能就至少充电至一半的电力，因此在电源无法拔除的情况下，整个平板式电脑将持续消耗约20毫瓦特的耗电量，如此，在时间超过两三个月的情况下，使用者购买到平板式电脑时，将必须再重新充电，而无法马上使用。

发明内容

本发明提供一种电子装置，在电子装置执行关机时，切断供应至电子装置的电源，以提高***的省电效能。

本发明提出一种电子装置，包括电源开关、开关单元、电源供应单元以及控制单元。电源开关具有第一电源端与第二电源端，且第一电源端用以接收电源。开关单元具有第一连接端与第二连接端，且开关单元的第一连接端与第二连接端并联于电源开关的第一电源端与第二电源端。电源供应单元连接电源开关的第二电源端与开关单元的第二连接端。控制单元连接电源供应单元与开关单元。当第一电源端与第二电源端导通一段预设时间时，电源提供至电源供应单元，且电子装置开机。此外，控制单元控制开关单元导通第一连接端与第二连接端，以致使第一电源端与第二电源端断路后，电源仍经由开关单元提供至电源供应单元。当电子装置关机时，控制单元控制开关单元断路第一连接端与第二连接端。

在本发明的一实施例中，上述电源为交流电压，且电源供应单元包括电源配接器与电源电路。电源配接器连接电源开关的第二电源端，并将交流电压转换为直流电压。再者，电源电路连接电源配接器，并将直流电压转换为***电压。

在本发明的一实施例中，上述电源为直流电压，且上述电源供应单元包括电源电路。电源电路连接电源开关的第二电源端，并将直流电压转换为***电压。

在本发明的一实施例中，上述电子装置还包括电源配接器，连接电源开关的第一电源端，并将交流电压转换成直流电压。

在本发明的一实施例中，上述控制单元包括嵌入式控制器与开关电路。嵌入式控制器在电子装置开机时，将多个状态信号的其一维持在第一电平，并在电子装置关机时，将这些状态信号维持在第二电平。此外，开关电路连接嵌入式控制器。其中，当这些状态信号的其一为第一电平时，开关电路提供具有第二电平的设定信号，以控制开关单元导通第一连接端与第二连接端。当这些状态信号为第二电平时，开关电路提供具有第一电平的设定信号，以控制开关单元断路第一连接端与第二连接端。

在本发明的一实施例中，嵌入式控制器在特定事件发生时，使得多个状态信号的其一维持在第一电平。

在本发明的一实施例中，多个状态信号包括唤醒控制信号与多个休眠控制信号。

在本发明的一实施例中，开关电路包括第一电阻与多个第一开关。第一电阻具有第一端与第二端，第一端接收第一电压，且第二端提供设定信号。这些第一开关连接在第一电阻的第二端与接地端之间，且这些第一开关依据多个状态信号而决定其导通状态。

在本发明的一实施例中，上述开关单元包括继电器、控制电路以及第二开关。继电器具有第一连接端与第二连接端。控制电路连接继电器。此外，第二开关分别连接控制电路与控制单元的开关电路。

基于上述，本发明是将开关单元的两连接端与电源开关的两端相互并联，并在电子装置执行关机时，通过开关单元的两连接端的不导通，切断供应至电子装置的电源。如此一来，电子装置在关机状态下将可达到零耗电的效果，进而提高***的省电效能。

为让本发明的上述特征和优点能还明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为依据本发明的一实施例的电子装置的方框图；

图2为依据本发明的另一实施例的电子装置的方框图；

图3为依据本发明的一实施例的开关电路的电路图；

图4为依据本发明的一实施例的开关单元的电路图；

图5为依据本发明的又一实施例的电子装置的方框图。

具体实施方式

图1为依据本发明的一实施例的电子装置的方框图。参照图1，电子装置100包括电源开关SW1、电源供应单元110、控制单元120、开关单元130、以及内部电路140。所述电子装置100可例如是平板电脑、台式电脑(desktopcomputer)、笔记本电脑(notebook computer)或是多机一体(all in one)的电脑。

参照图1，电源开关SW1的第一电源端接收电源PS1，且电源开关SW1的第二电源端连接至电源供应单元110。在操作上，当电源开关SW1被按压时，第一电源端与第二电源端将导通一预设时间(例如：数百毫秒)。此时，电源PS1将被提供至电源供应单元110，且电子装置100开机。此外，电源供应单元110将依据电源PS1提供多个***电压VS11～VS13，以供开关单元130、控制单元120以及内部电路140使用。

还进一步来看，***电压VS12用以驱动控制单元120，以致使控制单元120进行运作。在本实施例中，控制单元120有可能需花费一段时间才可被***电压VS12所驱动。因此，为了确保电源供应单元110可以在控制单元120被驱动之前持续地提供***电压VS12，在本实施例中，在电子装置100开机的初期，开关单元130可以先利用***电压VS11来导通其第一连接端TM11与第二连接端TM12，以致使电源供应单元110可以持续地接收到电源PS1，进而致使控制单元120可以完整地被驱动。

此外，当控制单元120被驱动后，控制单元120会依据电子装置100的操作模式，而提供断电信号SCT1或是供电信号SON1给开关单元130。举例来说，当电子装置100处在开机/工作状态时，控制单元120将提供一供电信号SON1给开关单元130。此时，开关单元130将依据供电信号SON1导通第一连接端TM11与第二连接端TM12，进而致使电源供应单元110可以持续地接收到电源PS1。换言之，控制单元120会控制开关单元130导通第一连接端TM11与第二连接端TM12，以致使电源开关SW1的第一电源端与第二电源端断路后，电源PS1仍可经由开关单元130提供至电源供应单元110。

另一方面，当电子装置100关机时，控制单元120将提供断电信号SCT1给开关单元130。此时，开关单元130将依据断电信号SCT1断路第一连接端TM11与第二连接端TM12，进而致使电源供应单元110无法接收到电源PS1。换言之，当电子装置100关机时，供应至电子装置100的电源PS1将完全地被切断，进而致使电子装置100不消耗电源。由此，本实施例的电子装置100可以在不拔除电源插头的方式下，即可达到零耗电的效果。据此，本实施例的电子装置100不仅可以提高***的省电效能，还可降低因插头接线的毁损而引发的电线走火的风险。

图2为依据本发明的另一实施例的电子装置的方框图。参照图2，电子装置200包括电源开关SW2、电源供应单元210、控制单元220、开关单元230、以及内部电路240。所述电子装置200可例如是平板电脑、台式电脑、笔记本电脑、或是多机一体的电脑(AIO)。

请参照图2，当电源开关SW2被按压时，第一电源端与第二电源端将导通一预设时间。此时，电源PS2将提供至电源供应单元210，且电子装置200开机。此外，电源供应单元210可利用电源PS2提供多个***电压VS21～VS23。举例来说，在本实施例中，电源供应单元210包括电源配接器211与电源电路212，且所述电源PS2为一交流电压。电源配接器211连接电源开关SW2的第二电源端，并将来自电源开关SW2的电源PS2(交流电压)转换为直流电压。此外，电源电路212连接电源配接器211，并将直流电压转换为***电压VS21～VS23。

另一方面，控制单元220会由***电压VS22所驱动，以进行相关运作。此外，为了确保控制单元220可以完整地被驱动，在电子装置200开机的初期，开关单元230会先利用***电压VS21来导通第一连接端TM21与第二连接端TM22，以致使电源供应单元210在控制单元220完整被驱动之前可以持续地接收到电源PS2。

此外，当控制单元220被驱动而进行运作时，控制单元220将依据电子装置200的操作模式，而提供断电信号SCT2或是供电信号SON2。举例来说，在本实施例中，控制单元220包括开关电路221与嵌入式控制器222。开关电路221连接嵌入式控制器222与开关单元230，且嵌入式控制器222连接电源供应单元210以及内部电路240。

在整体操作上，当电子装置200处在开机/工作状态时，嵌入式控制器222会将多个状态信号的其一维持在第一电平(例如：逻辑1)。另一方面，对开关电路221而言，当所述多个状态信号的其一维持在第一电平(例如：逻辑1)时，开关电路221将提供具有第二电平(例如：逻辑0)的设定信号，以作为供电信号SON2。

举例来说，图3为依据本发明的一实施例的开关电路的电路图。参照图3，开关电路221包括电阻R3以及多个开关SW31～SW34。电阻R3的第一电源端接收电压V3，且电阻R3的第二电源端产生设定信号S31。此外，开关SW31～SW34连接在电阻R3的第二电源端与接地端之间。再者，所述多个状态信号包括休眠控制信号slp-s3#、休眠控制信号slp-s4#、唤醒控制信号wake#、以及特定控制信号GPO。特定控制信号GPO是使用者通过基本输入输出***(BIOS)所设定的特殊功能，以确保通用输出入端口(GPIO)所提供的信号维持在第一电平。

在整体运作上，当电子装置200处在休眠状态时，休眠控制信号slp-s3#会被维持在第一电平(例如：逻辑1)。由此，开关SW31将导通，进而将设定信号S31的电平下拉至接地电压。也就是说，此时的开关电路221将产生具有第二电平(例如：逻辑0)的设定信号S31，且其将被视为供电信号SON2。除此之外，当特定事件发生时，例如：电子装置200切换至待机状态、休眠状态、睡眠状态或是使用者自行所设定的特殊状态时，休眠控制信号slp-s4#、唤醒控制信号wake#、或是特定控制信号GPO也将会被切换至第一电平(例如：逻辑1)。此时，部分的开关SW31～SW34将导通，进而致使开关电路221产生具有第二电平(例如：逻辑0)的设定信号S31，也就是供电信号SON2。

另一方面，当电子装置200关机时，嵌入式控制器222会将所述多个状态信号维持在第二电平(例如：逻辑0)。此外，当所述多个状态信号维持在第二电平(例如：逻辑0)，开关电路221将提供具有第一电平(例如：逻辑1)的设定信号，以作为断电信号SCT2。

举例来说，如图3所示，当电子装置200执行关机时，所述的多个状态信号，例如：休眠控制信号slp-s3#、休眠控制信号slp-s4#、唤醒控制信号wake#、以及特定控制信号GPO等，都将维持在第二电平(例如：逻辑0)。由此，开关SW31～SW34都不导通，进而导致设定信号S31的电平拉升至电压V3。也就是说，此时的开关电路221将产生具有第一电平(例如：逻辑1)的设定信号S31，且其将被视为断电信号SCT2。

请继续参照图2，针对开关电路221所产生的供电信号SON2与断电信号SCT2，开关单元230将依据供电信号SON2导通第一连接端TM21与第二连接端TM22，进而致使电源供应单元210可以持续地接收到电源PS2。此外，开关单元230会依据断电信号SCT2断路第一连接端TM21与第二连接端TM22，进而切断供应至电子装置200的电源PS1。

 举例来说，图4为依据本发明的一实施例的开关单元的电路图。开关单元230包括继电器410、控制电路420、以及开关SW4。其中，继电器410具有第一连接端TM21与第二连接端TM22。控制电路420连接继电器410。此外，开关SW4分别连接控制电路420与控制单元220中的开关电路221。

进一步来看，控制电路420包括二极管D4、N沟道晶体管MN4、电阻R41与R42、以及电容C4。此外，继电器410包括线圈L4、共同接点CO1、常闭接点NC1与常开接点N01。在连接上，继电器410的共同接点CO1与常开接点N01分别连接继电器410的第一连接端TM21与第二连接端TM22，以由此控制第一连接端TM21与第二连接端TM22的导通状态。

再者，继电器410的线圈L4的第一电源端连接电源供应单元210，以接收***电压VS1，且继电器410的线圈L4的第二电源端连接N沟道晶体管MN4的漏极。二极管D4的阴极连接线圈L4的第一电源端，且二极管D4的阳极连接线圈L4的第二电源端。电阻R41的第一电源端连接N沟道晶体管MN4的源极，且电阻R41的第二电源端连接接地端。电容C4的第一电源端连接电源供应单元210，且电容C4的第二电源端连接N沟道晶体管MN4的栅极。电阻R42的第一电源端连接电容C4的第二电源端，且电阻R42的第二电源端连接接地端。开关SW4的第一电源端连接电容C4的第一电源端，且开关SW4的第二电源端连接电容C4的第二电源端。

在整体操作上，电容C4、电阻R41与电阻R42是用以决定N沟道晶体管MN4的偏压点。此外，N沟道晶体管MN4是用以驱动线圈L4，且二极管D4是用以提供线圈L4的放电路径。在此，当开关单元230接收到供电信号SON2时，开关SW4将导通，进而致使位于节点N4的电压被拉升至***电压VS21。随着节点N4的电压的提升，N沟道晶体管MN4将导通，进而驱动线圈L4，并致使继电器410的共同接点CO1连接至常开接点N01。也就是说，当开关单元230接收到供电信号SON2时，开关单元230的第一连接端TM21与第二连接端TM22将相互导通。

另一方面，当开关单元230接收到断电信号SCT2时，开关SW4将不导通。此时，***电压VS21将开始对电容C4进行充电，导致位于节点N4的电压开始往下降。随着节点N4的电压的下降，N沟道晶体管MN4将无法导通，进而致使继电器410的共同接点CO1连接至常闭接点NC1。换言之，当开关单元230接收到断电信号SCT2时，开关单元230的第一连接端TM21与第二连接端TM22将无法相互导通。

值得一提的是，在控制单元220尚未被驱动之前，开关单元230是无法接收到供电信号SON2与断电信号SCT2。因此，电子装置200在开机的初期，开关单元230将利用电容C4与电阻R42所形成的延迟机制，促使N沟道晶体管MN4维持短暂的导通，进而致使第一连接端TM21与第二连接端TM22短暂地电性相连。如此一来，电源供应单元210在控制单元220完整被驱动之前，将可以持续地接收到电源PS2。

开关单元230的第一连接端TM21与第二连接端TM22之所以可以在开机的初期维持短暂的电性相连，主要的原因在于，在直流瞬时反应下，一开始接收到***电压VS2的电容C4是被视为短路，因此，在电子装置200开机的初期，位于节点N4的电压是维持在***电压VS21的。此外，电容C4必须等待一延迟时间后才会充电至***电压VS2。也就是说，位于节点N4的电压会在延迟时间内逐渐往下降。

其中，延迟时间的大小是取决于电容C4与电阻R42的阻抗值。因此，可利用电容C4与电阻R42的阻抗值的调整，将延迟时间设定为大于控制单元220的驱动时间。如此一来，在控制单元220尚未被驱动之前，通过电容C4的瞬时反应，开关SW4在延迟时间内将维持在导通的状态，进而致使开关单元230的第一连接端TM21与第二连接端TM22在开机的初期维持短暂的电性相连。

总言之，电子装置200处在开机状态下，开关单元230的第一连接端TM21与第二连接端TM22将相互导通，以致使电源供应单元210可以持续地提供***电压VS21～VS23。反之，当电子装置200关机时，开关单元230的第一连接端TM21与第二连接端TM22将断路，进而切断供应至电子装置200的电源。

如此一来，本实施例的电子装置200在关机状态下将可达到零耗电的效果，进而提高***的省电效能。此外，由于电子装置200在关机状态下是不耗电的，因此在开机的过程中，本实施例的嵌入式控制器222是在第一次接收到***电压VS22的情况下执行开机程序。也就是说，当嵌入式控制器222被***电压VS22驱动时，嵌入式控制器222将执行开机程序。

图5为依据本发明的又一实施例的电子装置的方框图。参照图5，电子装置500包括电源开关SW5、电源供应单元510、控制单元520、开关单元530、内部电路540、以及电源配接器550。其中，电源供应单元510包括电源电路511，且控制单元520包括开关电路521与嵌入式控制器522。

参照图5，电源开关SW5的第一电源端连接电源配接器550，以接收电源PS5，且电源开关SW5的第二电源端连接至电源供应单元510。其中，本实施例所述的电源PS5为一直流电压，且所述的电源PS5(直流电压)是由电源配接器550对交流电压进行转换而产生的。此外，当电源开关SW5被按压时，第一电源端将导通第二电源端一预设时间。此时，电源PS5将提供至电源供应单元510，且电子装置500开机。此外，电源供应单元510中的电源电路511会将电源PS5(直流电压)转换为***电压VS51～VS53，以供开关单元530、控制单元520以及内部电路540使用。

再者，控制单元520会由***电压VS52所驱动，以进行相关地运作。此外，电子装置500在开机的初期，开关单元530会先利用***电压VS51来导通第一连接端TM51与第二连接端TM52，以致使电源供应单元510在控制单元520完整被驱动之前可以持续地接收到电源PS5。此外，当控制单元520被驱动后，控制单元520将会依据电子装置500的操作模式，而提供断电信号SCT5或是供电信号SON5给开关单元530。

就控制单元520的详细操作来看，当电子装置500处在开机状态时，嵌入式控制器522会将多个状态信号的其一维持在第一电平，以致使开关电路521提供具有第二电平的设定信号，也即供电信号SON5。此外，当电子装置500关机时，嵌入式控制器522会将所述多个状态信号维持在第二电平，以致使开关电路521提供具有第一电平的设定信号，也即断电信号SCT5。

针对开关电路521所产生的供电信号SON5与断电信号SCT5，开关单元530将依据供电信号SON5导通第一连接端TM51与第二连接端TM52，进而致使电源供应单元510可以持续地接收到电源PS5。换言之，控制单元520会控制开关单元530导通第一连接端TM51与第二连接端TM52，以致使第一电源端与第二电源端断路后，电源PS5仍经由开关单元530提供至电源供应单元510。

此外，开关单元530会依据断电信号SCT5断路第一连接端TM51与第二连接端TM52，以切断供应至电子装置500的电源PS5。换言之，当电子装置500关机时，开关单元530的第一连接端TM51与第二连接端TM52将断路，进而切断供应至电子装置500的电源。如此一来，本实施例的电子装置500在关机状态下将可达到零耗电的效果，进而提高***的省电效能。至于本实施例的详细操作以及部分电路方框的实施型态已包含在上述各实施例中，故在此不予赘述。

综上所述，本发明是将开关单元的两连接端与电源开关的两端相互并联，并在电子装置执行关机时，通过开关单元的两连接端的不导通，切断供应至电子装置的电源。如此一来，电子装置在关机状态下将可达到零耗电的效果，进而提高***的省电效能。此外，为了让电子装置可以在待机、休眠、睡眠或是特殊状态下依旧可以保留电源，本发明还在特定事件发生时，利用多个状态信号的设定致使控制单元产生供电信号。由此，将可致使电子装置的省电机制在使用上还具弹性。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的还动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种电子装置，其特征是，包括：

电源开关，具有第一电源端与第二电源端，上述第一电源端用以接收电源；

开关单元，具有第一连接端与第二连接端，上述开关单元的上述第一连接端与上述第二连接端并联于上述电源开关的上述第一电源端与上述第二电源端；

电源供应单元，连接上述电源开关的上述第二电源端与上述开关单元的上述第二连接端；以及

控制单元，连接上述电源供应单元与上述开关单元，

其中，当上述第一电源端与上述第二电源端导通一段预设时间时，上述电源提供至上述电源供应单元且上述电子装置开机，上述控制单元控制上述开关单元导通上述第一连接端与上述第二连接端，以致使上述第一电源端与上述第二电源端断路后，上述电源仍经由上述开关单元提供至上述电源供应单元，当上述电子装置关机时，上述控制单元控制上述开关单元断路上述第一连接端与上述第二连接端；

在该电子装置开机的初期，该开关单元利用该电源供应单元和该开关单元的延迟机制来导通其该第一连接端与该第二连接端，以使得在该控制单元完整被驱动之前，该电源供应单元持续地接收到该电源。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征是，上述电源为交流电压，且上述电源供应单元包括：

电源配接器，连接上述电源开关的上述第二电源端，并将上述交流电压转换为直流电压；以及

电源电路，连接上述电源配接器，并将上述直流电压转换为***电压。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征是，上述电源为直流电压，且上述电源供应单元包括电源电路，上述电源电路连接上述电源开关的上述第二电源端，并将上述直流电压转换为***电压。

4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征是，还包括：

电源配接器，连接上述电源开关的上述第一电源端，并将交流电压转换成上述直流电压。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征是，上述控制单元包括：

嵌入式控制器，在上述电子装置开机时，使得多个状态信号的其一维持在第一电平，并在上述电子装置关机时，使得上述多个状态信号维持在第二电平；以及

开关电路，连接上述嵌入式控制器，其中当上述多个状态信号的其一为上述第一电平时，上述开关电路提供具有上述第二电平的设定信号，以控制上述开关单元导通上述第一连接端与上述第二连接端，当上述多个状态信号为上述第二电平时，上述开关电路提供具有上述第一电平的上述设定信号，以控制上述开关单元断路上述第一连接端与上述第二连接端。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其特征是，上述嵌入式控制器在特定事件发生时，使得上述多个状态信号的其一维持在上述第一电平，该特定事件为电子装置切换至待机状态、休眠状态或睡眠状态。

7.根据权利要求5所述的电子装置，其特征是，上述多个状态信号包括唤醒控制信号与多个休眠控制信号。

8.根据权利要求5所述的电子装置，其特征是，上述开关电路包括：

第一电阻，具有第一端与第二端，上述第一端接收第一电压，且上述第二端提供上述设定信号；以及

多个第一开关，连接在上述第一电阻的上述第二端与接地端之间，且上述多个第一开关依据上述多个状态信号而决定其导通状态。

9.根据权利要求1所述的电子装置，其特征是，上述开关单元包括：

继电器，具有上述第一连接端与上述第二连接端；

控制电路，连接上述继电器；以及

第二开关，分别连接上述控制电路与上述控制单元的开关电路。