TW201624869A - 電池電源裝置 - Google Patents
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Abstract
一種電池電源裝置,包括一第一開關、一第二開關、一電池單元以及一控制單元。第一開關耦接一正電源端。第二開關耦接第一開關。電池單元耦接於第二開關與一負電源端之間。當接收到一關閉命令時,控制單元操作在一關閉模式下,用以不導通第一及第二開關。當接收到一省電命令時,控制單元操作在一省電模式下,用以不導通第一開關並導通第二開關。
Description
本發明係有關於一種電池電源裝置,特別是有關於一種根據控制命令操作於不同模式下的電池電源裝置。
隨著科技的進步,電子裝置的種類及功能愈來愈多。在多種的電子裝置中,又以可攜式電子裝置最常使用。可攜式電子裝置通常內建電池,用以維持電子裝置的運作。然而,當電池組裝在電子裝置之中時,若欲對電子裝置進行組裝或測試,很容易造成電子產品短路。
本發明提供一種電池電源裝置,其透過一正電源端以及一負電源端提供一電池電源予一處理裝置。處理裝置根據一外部電源或是電池電源而動作,並根據一使用者輸入,產生一關閉命令以及一省電命令。外部電源係由一連接埠所提供。連接埠耦接一電源轉接器。本發明之電池電源裝置包括,一第一開關、一第二開關、一電池單元以及一控制單元。第一開關耦接正電源端。第二開關耦接第一開關。電池單元耦接於第二開關與負電源端之間。當接收到關閉命令時,控制單元操作在一關閉模式下,用以不導通第一及第二開關。當接收到省電命令時,控制單元操作在一省電模式下,用以不導通第一開關並
導通第二開關。
為讓本發明之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:
100‧‧‧操作系統
101‧‧‧電源轉接器
102‧‧‧AC/DC轉換器
103‧‧‧電源選擇器
104‧‧‧系統電源裝置
105‧‧‧電池充電器
106、200、300‧‧‧電池電源裝置
107、210‧‧‧處理裝置
108‧‧‧負載裝置
110‧‧‧連接埠
109‧‧‧管理單元
PETN、PBTR‧‧‧電源
SC‧‧‧控制信號
BATT+‧‧‧正電源端
BATT-‧‧‧負電源端
201、202、301、302‧‧‧開關
203、305‧‧‧電池單元
204、308‧‧‧控制單元
220‧‧‧匯流排
303‧‧‧保險絲
304‧‧‧自我切斷保護器
306‧‧‧電壓偵測電路
307‧‧‧保護電路
309‧‧‧電流偵測電路
310‧‧‧溫度偵測器
S411~S418‧‧‧步驟
第1圖為本發明的操作系統示意圖。
第2及3圖為本發明之電池電源裝置的可能實施例。
第4圖為本發明之操作方法的一可能流程圖。
第1圖為本發明的操作系統示意圖。如圖所示,操作系統100包括一電源轉接器(adapter)101、一AC/DC轉換器102、一電源選擇器103、一系統電源裝置104、一電池充電器105、一電池電源裝置106、一處理裝置107以及一負載裝置108。本發明並不限定操作系統100的種類。在本實施例中,操作系統100具有一作業系統(OS;未顯示)。在一可能實施例中,操作系統100係為一個人電腦或是智慧型手機。
電源轉接器101接收市電。AC/DC轉換器102耦接電源轉接器101,用以將市電由交流電格式轉換成直流電格式。在本實施例中,AC/DC轉換器102具有一連接埠110,用以連接電源轉接器101。在其它實施例中,連接埠110係獨立在AC/DC轉換器102之外。
電源選擇器103將AC/DC轉換器102所產生的輸出電壓提供予系統電源裝置104及電池充電器105。系統電源裝置104具有一管理單元109,用以管理操作系統100內部的電源,
並提供一電源PETN予處理裝置107。在本實施例中,電源PETN係來自外部的市電,故亦可稱為外部電源。
電池充電器105根據電源選擇器103的輸出對電池電源裝置106裡的電池(未顯示)充電。電池電源裝置106提供電池電源PBTR予處理裝置107。在本實施例中,電池電源裝置106與處理裝置107進行電源及資料傳輸。電池電源裝置106根據處理裝置107所產生的控制命令,進行相對應的動作,如提供電池電源PBTR予處理裝置107,處理裝置107亦可從電池電源裝置106中擷取所需的電流。
處理裝置107將根據電源PETN或PBTR驅動負載裝置108。在本實施例中,負載裝置108係為一顯示器,但並非用以限制本發明。在其它實施例中,負載裝置108可能為其它種類的電子裝置。在本實施例中,處理裝置107根據一控制信號SC,產生相對應的控制命命,用以控制電池電源裝置106的輸出。在一可能實施例中,控制信號SC與使用者的設定有關。舉例而言,使用者可透過作業系統設定控制信號SC,用以控制電池電源裝置106的操作模式。
本發明並不限定處理裝置107與電池電源裝置106之間的通訊協定。在一可能實施例中,處理裝置107與電池電源裝置106之間具有一內部整合電路匯流排(Inter Integrated Circuit Bus;I2C Bus)或是一系統管理匯流排(System Management Bus;SM Bus),用以負責處理裝置107與電池電源裝置106之間的溝通。
第2圖為本發明之電池電源裝置的一可能實施例。
在本實施例中,電池電源裝置200透過一正電源端BATT+以及一負電源端BATT-耦接處理裝置210,用以提供電池電源(如PBTR)予處理裝置210。另外,電池電源裝置200透過一匯流排220,與處理裝置210進行溝通。因此,處理裝置210可根據一使用者輸入或是一裝置輸入,產生一相關的控制命令予電池電源裝置200。
在本實施例中,電池電源裝置200包括開關201、202、一電池單元203以及一控制單元204。開關201耦接正電源端BATT+。開關202耦接開關201。電池單元203耦接於開關202與負電源端BATT-之間。在本實施例中,開關201與202可提供一路徑,用以對電流單元203充電或放電。本發明並不限定開關201與202的種類。在一可能實施例中,開關201與202均為電晶體(FET)。
控制單元204根據處理裝置210所產生的控制命令,導通或不導通開關201與202。在一可能實施例中,當處理裝置210根據控制信號SC產生一關閉命令時,控制單元204將根據關閉命令而操作在一關閉模式下。在關閉模式下,控制單元204不導通開關201與202。因此,電池電源裝置200停止提供電池電源予處理裝置210,故正電源端BATT+及負電源端BATT-之間沒有電壓。由於開關201與202均不導通,電池單元203的電流損失最小,約略20uA。此時,處理裝置210係根據外部電源PETN而動作。
在另一可能實施例中,當處理裝置210根據控制信號SC產生一省電命令時,控制單元204將根據省電命令而操作
在一省電模式下。在省電模式下,控制單元204不導通開關201但導通開關202。在一可能實施例中,若開關201係為電晶體時,由於電晶體具有本體二極體(body diode),故在正電源端BATT+及負電源端BATT-之間仍具有電壓,但電池電源裝置200並不會與處理裝置210溝通,不輸出電流予處理裝置210。因此,當控制單元204操作在省電模式下時,處理裝置210也是根據外部電源PETN而動作。
在其它實施例中,當處理裝置210根據控制信號SC,產生一正常命令時,控制單元204將根據正常命令操作在一正常模式。在正常模式下,控制單元204導通開關201與202,用以提供電池電源予處理裝置210。此時,處理裝置210根據電池電源而動作。
在一可能實施例中,使用者可透過一作業系統裡的選擇,設定控制信號SC。舉例而言,當使用者欲對操作系統100進行組裝時,若未切斷電池電源,則可能在組裝的過程中不小心造成電池短路。因此,在一可能實施例中,使用者可在作業系統中,開啟一關閉功能,用以令電池電源裝置200進入一關閉模式。
在開啟關閉功能後,控制信號SC為一第一狀態。處理裝置210根據控制信號SC發出一關閉命令予電池電源裝置200。當使用者組裝完畢後,可藉由一解除事件,停止關閉功能。在一可能實施例中,當使用者按下一特定按鈕(如功能鍵F3)時,控制信號SC為一解除狀態。處理裝置210便根據控制信號SC發出一解除命令予電池電源裝置200,用以令控制單元204
進入正常模式,正常地供電予處理裝置210。因此,處理裝置210根據電源電源而動作。
在上述實施例中,解除事件係為一特定按鈕被按下。在另一可能實施例中,解除事件係為電源轉接器101從原本***連接埠110的狀態,被拔下再被***連接埠110之中。使用者只要將原本接在連接埠110的電源轉接器101拔下再***連接埠110,便可令電池電源裝置200從一關閉模式切換至一正常模式,恢復提供電池電源予處理裝置210。
同樣地,若使用者欲令電池電源裝置200進入一省電模式時,亦可利用作業系統的選項,開啟一省電功能。此時,控制信號SC為一第二狀態。處理裝置210根據控制信號SC發出一省電命令予電池電源裝置200,用以令控制單元240進入一省電模式。在省電模式下,電池電源裝置200不提供電流予處理裝置。當使用者欲解除省電功能時,使用者可按下另一特定按鈕,(如功能鍵F3或電源鍵),此時,控制信號SC為一解除狀態。處理裝置210根據控制信號SC發出一解除命令予電池電源裝置200,用以令控制單元204進入正常模式,正常地供電予處理裝置210。
由於使用者可藉由作業系統,控制電池電源裝置200的操作模式,故可在測試組裝階段,暫時關閉電池單元的輸出,以避免短路現象發生,故可提高安全性,並且,使用者只需按下一特定按鈕或是重新插拔電源轉接器(adapter),便可解除關閉模式,因此,大幅提高便利性。
第3圖為本發明之電池電源裝置的另一可能實施
例。第3圖相似第2圖,不同之處在於第3圖的電池電源裝置300多了保護的功能,用以在電池單元305異常時,停止供電予處理裝置。在本實施例中,電池電源裝置300具有開關301、302、一保險絲303、一自我切斷保護器304、一電池單元305、一電壓偵測電路306、一保護電路307、一控制單元308、一電流偵測電路309以及一溫度偵測器310。
在本實施例中,控制單元308除了根據接收到的控制命令,控制開關301與302,其更會依據電池單元305的溫度、電壓及電流狀態,導通或不導通開關301與302。舉例而言,當開關301與302過燙時,表示電路異常,此時,保險絲303會被熔斷,用以停止傳送電池電源。
另外,自我切斷保護器304受控於保護電路307。當控制單元308無法正常不導通開關301與302時,保護電路307觸發自我切斷保護器304,用以切斷電池單元305的放電路徑,停止輸出電池電源。
電壓偵測電路306係用以偵測電池單元305的輸出電壓。控制單元308根據電壓偵測電路306的偵測結果,控制開關301與302,用以在電池單元305的輸出電壓異常時,不導通開關301與302。在本實施例中,保護電路307亦接收電壓偵測電路306的偵測結果,當控制單元308無法即時不導通開關301與302時,保護電路307觸發自我切斷保護器304,用以令電池單元305停止輸出電壓。在另一可能實施例中,電壓偵測電路306係將偵測結果提供予外部的處理裝置(如210),處理裝置判斷電池單元305的電壓是否異常,若是,則發出關閉命令予控
制單元308,用以不導通開關301與302。
電流偵測電路309偵測電池單元305的輸出電流。控制單元308根據電流偵測電路309的偵測結果,控制開關301與302,用以在電池單元305的輸出電流異常時,不導通開關301與302。在另一可能實施例中,電流偵測電路309係將偵測結果提供予外部的處理裝置(如210),處理裝置判斷電池單元305的電流是否異常,若是,則發出關閉命令予控制單元308,用以不導通開關301與302。
溫度偵測器310偵測電池單元305的溫度。控制單元308根據溫度偵測器310的偵測結果,控制開關301與302,用以在電池單元305的溫度異常(如過高)時,不導通開關301與302。在另一可能實施例中,溫度偵測器310係將偵測結果提供予外部的處理裝置(如210),處理裝置判斷電池單元305的溫度是否異常,若是,則發出關閉命令予控制單元308,用以不導通開關301與302。
第4圖為本發明之操作方法的一可能流程圖。本發明的操作方法適用於第1圖所示的操作系統中。首先,設定操作模式(S411)。在一可能實施例中,步驟S411係判斷一使用者輸入或是一裝置輸入。舉例而言,使用者可藉由作業系統裡的一電源管理選擇,設定操作模式,或是藉由改變一裝置(如開關)的狀態,選擇操作模式。
步驟S412判斷使用者是否選擇一關閉模式。若是,則停止提供電池電源PBTR(步驟S413)。此時,操作系統100全由市電供電。以第2圖為例,在關閉模式下,控制單元204不導通
開關201與202,用以停止輸出電池電源PBTR。
接著,判斷是否發生一解除事件(步驟S414),若是,則重新輸出電池電源PBTR(步驟S415)。本發明並不限定解除事件的種類。在一可能實施例中,解除事件係為一第一特定按鈕(如功能鍵F3)被按下,或是一特定情況產生,如電源轉接器101從原本***連接埠110的狀態下,先被拔離隨之又***回。換句話說,使用者可藉由重新插拔電源轉接器,重新輸出電池電源。
若使用者選擇一省電模式時,進入一省電模式(步驟S417)。在此模式下,操作系統100仍由市電供電。以第2圖為例,在關閉模式下,控制單元204不導通開關201但導通開關202。在此模式下,處理裝置210無法從電池電源裝置200中擷取所需電流。
接著,判斷是否發生一解除事件(步驟S418),若是,則重新輸出電池電源PBTR(步驟S415)。本發明並不限定解除事件的種類。在一可能實施例中,步驟S418所提到的解除事件係為一第二特定按鈕被按下。本發明並不限定步驟S414與S418所提到的特定按鈕的種類。在一可能實施例中,第一及第二特定按鈕係指同一按鈕,均為功能鍵F3。在另一可能實施例中,第一特定按鈕不同於第二特定按鈕。舉例而言,第一特定按鈕係為功能鍵F3,而第二特定按鈕係為一電源鍵,用以開啟操作系統100的電源鍵。
在一可能實施例中,使用者可藉由一作業系統,快速並簡單地控制電池的輸出,故若應用在測試組裝階段,則
可大幅提高便利性,並可縮短工作時間。另外,在電池的運輸過程中,使用者可先令電池進入關閉模式,以維持電池本身的電量。
除非另作定義,在此所有詞彙(包含技術與科學詞彙)均屬本發明所屬技術領域中具有通常知識者之一般理解。此外,除非明白表示,詞彙於一般字典中之定義應解釋為與其相關技術領域之文章中意義一致,而不應解釋為理想狀態或過分正式之語態。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧電池電源裝置
BATT+‧‧‧正電源端
BATT-‧‧‧負電源端
210‧‧‧處理裝置
201、202‧‧‧開關
203‧‧‧電池單元
204‧‧‧控制單元
220‧‧‧匯流排
PETN、PBTR‧‧‧電源
SC‧‧‧控制信號
Claims (10)
- 一種電池電源裝置,透過一正電源端以及一負電源端提供一電池電源予一處理裝置,該處理裝置根據一外部電源或是該電池電源而動作,並根據一使用者輸入,產生一關閉命令以及一省電命令,其中該外部電源係由一連接埠所提供,該連接埠耦接一電源轉接器,該電池電源裝置包括:一第一開關,耦接該正電源端;一第二開關,耦接該第一開關;一電池單元,耦接於該第二開關與該負電源端之間;以及一控制單元,當接收到該關閉命令時,該控制單元操作在一關閉模式下,用以不導通該第一及第二開關;當接收到該省電命令時,該控制單元操作在一省電模式下,用以不導通該第一開關並導通該第二開關。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池電源裝置,其中當該控制單元操作在該關閉模式下時,該正電源端及負電源端沒有電壓。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池電源裝置,其中當該控制單元操作在該省電模式下時,該正電源端及負電源端停止輸出電流。
- 如申請專利範圍第2或第3項所述之電池電源裝置,其中當該控制單元操作在該關閉及省電模式下時,該處理裝置根據該外部電源而動作。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池電源裝置,其中當該處理裝置輸出一解除命令時,該控制單元操作在一解除模式,並導通該第一及第二開關,用以提供該電池電源予該處理裝置,該處理裝置根據該電池電源而動作。
- 如申請專利範圍第5項所述之電池電源裝置,其中在該控制單元操作在該關閉模式下時,若一第一特定按鈕被按下或是一特定情況發生時,該處理裝置輸出該解除命令,用以令該控制單元由該關閉模式切換至該解除模式,其中該特定情況係為該連接埠從原本耦接該電源轉接器到未耦接該電源轉接器,再到耦接該電源轉接器情況。
- 如申請專利範圍第6項所述之電池電源裝置,其中在該控制單元操作在該省電模式下時,若一第二特定按鈕被按下時,該處理裝置輸出該解除命令,用以令該控制單元由該省電模式切換至該解除模式,其中該第二特定按鈕係為一電源鍵。
- 如申請專利範圍第7項所述之電池電源裝置,其中該第一特定按鈕相同於第二特定按鈕。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池電源裝置,其中該電源裝置更包括:一保護單元,用以在該電池單元異常時,停止提供該電源電源予該處理裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之電池電源裝置,其中該電源裝置更包括: 一偵測單元,偵測該電池單元的溫度,用以產生一溫度信號,該處理裝置根據該溫度信號輸出該關閉命令或是該控制單元根據該溫度信號操作在該關閉模式。
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