TW201631432A - 用於決定配接器電流限制的系統和方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種電子裝置，其會決定電力配接器的配接器電流限制，該電子裝置包含一調節器、一電壓比較器、以及一控制器。該調節器會調節配接器輸出電流位準，用以防止其超過該配接器電流限制，並且在調節期間提供一調節信號。該電壓比較器會在配接器輸出電壓位準落在一低電壓臨界值以下時提供一電壓不足(under-voltage)信號。該控制器會初始設定該配接器電流限制於一最低位準，當該調節信號被提供時將該配接器電流限制提高一遞增數額，以及當該電壓不足信號被提供時將該配接器電流限制降低該遞增數額，用以決定一最終的配接器電流限制。該最終的配接器電流限制係在該電力配接器的實際最大電流限制處或附近。該配接器電流限制可以僅在調節進行至少一段預定的時間週期時才被提高。

Description

用於決定配接器電流限制的系統和方法

本申請案和包含一電力介面的電子裝置有關，明確地說，本發明係關於用於決定配接器電流限制的系統和方法。

相關申請案之交叉參考

本申請案主張2015年2月24日所提申的美國臨時申請案序號第62/120,042號的權利，本文以引用的方式將其全面性地完整併入。

一電子裝置可以從多個電源中的任何一或更多個處接收電力。許多電子裝置被配置成用以配合一可充電電池來操作，當沒有其它電源可利用時，該可充電電池便會供應電力給該電子裝置。由電池操作的裝置可進一步配合一用於耦合至一電力配接器的電力介面來施行。該電力配接器通常具有抽取式交流至直流(Alternating Current to Direct Current，AC/DC)配接器的形式，其會將來自一AC線路的AC電壓轉換成DC電壓位準。該電力配接器可以被配置成用以提供電力給該電子裝置並且用以充電該電池。該電力介面會偵測該些可利用的電源，例如，電力配接器與電池，並且管理流至該電子裝置之電路系統的電力。

該電子裝置的範圍可以從較小型的行動裝置(例如，智慧型電話以及類似物)至較大型的可攜式裝置(例如，筆記型電腦、平板或膝上型電腦系統、或是類似物)。於任何此些習知的配置中，該電力配接器的輸出電流容量皆不應該被超出持續一段顯著的時間週期。於某些習知的配置中，該電力介面被配置成用於具有一對應已知電力配接器的特殊類型的電子裝置，該對應已知電力配接器具有已知的電壓限制和電流限制。此些配置需要針對該些不同類型的電子裝置提供多個電力介面。其它習知配置包含一通信介面或類似物，該電力配接器的容量會於該通信介面或類似物中被傳送至該電力介面。此些習知配置使得電力介面的設計與施行變得很複雜，從而消耗寶貴的資源，付出額外的代價。

本發明提供一種電子裝置，其會在一電力配接器被連接至該電子裝置時決定該電力配接器的配接器電流限制。該電子裝置包括：一調節器，其會調節配接器輸出電流位準使其位在配接器電流限制處，用以防止該配接器輸出電流位準超過該配接器電流限制，並且提供一用以表示調節的調節信號；一電壓比較器，其會在一低電壓臨界值超過一配接器輸出電壓位準時提供一電壓不足(under-voltage)信號；以及一控制器，其會提供並且調整該配接器電流限制，其中，該控制器可操作用以：初始設定該配接器電流限制於一預定的最低位準，當該調節信號被提供時將該配接器電流限制提高一遞增數額，以及當該電壓不足信號被提供時將該配接器電流限制降低該遞增數額，用以決定一最終的配接器電流限制。

本發明提供一種能夠決定電力配接器的配接器電流限制的 方法。該方法包括：調節配接器輸出電流位準使其位在配接器電流限制處，用以防止該配接器輸出電流位準超過該配接器電流限制並且提供一用以表示調節的調節信號；在一配接器低電壓臨界值超過一配接器輸出電壓位準時提供一電壓不足信號；初始設定該配接器電流限制於一預定的最低位準；當該調節信號被提供時，將該配接器電流限制提高一遞增數額；以及當該電壓不足信號被提供時，將該配接器電流限制降低該遞增數額，用以決定一最終的配接器電流限制。

101‧‧‧AC線路電壓

103‧‧‧電力配接器

105‧‧‧連接器

107‧‧‧連接器

109‧‧‧電子裝置

111‧‧‧電力介面

113‧‧‧系統負載

115‧‧‧處理器

117‧‧‧記憶體

119‧‧‧可充電電池

201‧‧‧電力介面控制器

202‧‧‧輸入節點

203‧‧‧配接器介面

204‧‧‧輸出節點

205‧‧‧電池介面

207‧‧‧電流感測器

209‧‧‧調節器

211‧‧‧ACLIM控制方塊

213‧‧‧配接器電壓比較器

215‧‧‧配接器電壓偵測與臨界設定電路

217‧‧‧計時方塊

501‧‧‧感測電阻器

502‧‧‧節點

503‧‧‧轉換器

504‧‧‧節點

505‧‧‧感測電阻器

506‧‧‧節點

507‧‧‧場效電晶體(FET)

509‧‧‧感測放大器

511‧‧‧誤差放大器

513‧‧‧誤差放大器

515‧‧‧誤差放大器

517‧‧‧感測放大器

519‧‧‧控制迴圈選擇方塊

521‧‧‧調變器

523‧‧‧驅動器方塊

CIN‧‧‧輸入電容器

CO‧‧‧輸出濾波電容器

Q1‧‧‧場效電晶體(FET)

Q2‧‧‧場效電晶體(FET)

L‧‧‧電感器

探討下面的說明和隨附圖式會更瞭解本發明的好處、特點、以及優點，其中：圖1所示的係根據本發明其中一實施例所施行的電子裝置的簡化方塊圖，其包含一電力介面；圖2所示的係根據本發明其中一實施例所施行的圖1的電力介面的簡化方塊圖，其包含一電力介面控制器；圖3所示的係根據其中一實施例所施行的圖2的電力介面控制器之操作的流程圖，用於偵測被耦合至圖1的電子裝置的電力配接器的配接器電流限制；圖4所示的係根據其中一實施例的圖2的電力介面控制器之操作的時序圖，其響應於被耦合至圖1的電子裝置的電力配接器的偵測結果；以及圖5所示的係根據本發明一更明確實施例所施行的圖1的電力介面的更詳細電路圖與方塊圖。

本文中所述的電力介面介接一電力配接器，用以提供電力給一電子裝置。該電力介面包含一電力介面控制器，其會偵測該電力配接器的存在或不存在並且於被連接時決定該電力配接器的最大電流限制。該電力介面控制器可被施行為一電池控制器，其中，其會進一步偵測一可充電電池的狀態以便作出進行電力決策。在電池供電的配置中，當該電力配接器不存在並且該電池可供利用且已被充分充電時，那麼，該電力介面便會耦合該電池，以便提供電力給系統負載。當該電力配接器存在時，該電力介面會耦合該電力配接器的輸出，以便提供電力給系統負載。

本文中所述的電力介面控制器可被併入於多種類型電子裝置中的任何一種，該些電子裝置包含有較低電力需求的較小型行動裝置至有高負載電流會消耗較大電力位準的較大型裝置。該電力介面控制器沒有直接被提供關於其所耦合的電力配接器的類型的資訊，因此，其不會被提供該電力配接器的最大電流容量。取而代之的係，該電力介面控制器係偵測該電力配接器的存在並且自動決定其最大電流限制容量。

圖1所示的係根據本發明其中一實施例所施行的電子裝置109的簡化方塊圖，其包含一電力介面111。該電力介面111可被施行為一電池充電器；不過，亦能夠採用替代配置。101處所示的AC線路電壓被提供至一電力配接器103的輸入，該電力配接器103會將該AC電壓轉換成一DC配接器電壓VADP。VADP的電壓位準和電力配接器103的電流容量應該適合提供足夠的電力給電子裝置109。可以採用許多不同類型的電子裝置。該電子裝置109的範圍可以從較小型的行動裝置(例如，智慧型電話以及類似物)至較大型的可攜式裝置(例如，筆記型電腦、平板或膝上型電腦系 統、或是類似物)。用於該些較小型電子裝置的電力配接器可以有相對小的輸出電流限制，而用於較大型電子裝置的電力配接器則可以有較大的輸出電流限制。另外，特定的電子裝置可以有多個電力埠口，用以接收各種輸入電力電流位準。

電力配接器103代表具有各種容量的任何各式各樣不同的配接器，其相依於電子裝置109的類型與容量。舉例來說，倘若電子裝置109為較小型裝置的話，例如，智慧型電話或蜂巢式電話或是類似物，那麼，該電力配接器103可以輸出較低的輸出電壓及/或較低的輸出電流，用以提供足夠的電力給一較小型裝置。倘若電子裝置109為較大型裝置的話，例如，筆記型電腦或膝上型電腦系統或是類似物，那麼，該電力配接器103可以輸出較高的輸出電壓及/或較高的輸出電流，用以提供足夠的電力給一較大型裝置。電力介面111可以被併入於任何此些電子裝置109裡面。

電力配接器103的輸出電流容量或是最大電流限制於被連接時並不會被知道或者被傳送。如本文中的進一步說明，電力介面111被配置成用以偵測該電力配接器103的連接，用以確認該電力配接器103的最大電流限制，以及用以維持負載電流於該已決定的最大電流限制處或者以下。

圖中所示的VADP係由一合宜的連接器105來提供，該連接器105配接一相容的連接器107(或是電力埠口)，該連接器107被鑲嵌至或者具備該電子裝置109。依此方式，VADP會被提供至電力介面111的一輸入，該電力介面111會提供一輸出電壓VSYS給一系統負載113。一可充電電池119會在沒有配接器103可利用時提供一電池電壓VBAT給電力介面 111的另一輸入，用以產生VSYS。圖中所示的電池119與系統負載113以接地(GND)為基準，其中，應該瞭解的係，GND通常代表任何合宜的正電壓位準或負電壓位準及/或多種接地類型，例如，電力接地、信號接地、類比接地、底盤接地(chassis ground)、…等。

電子裝置109可以為任何類型的電子裝置，其包含行動裝置、可攜式裝置、或是手持式裝置，例如，舉例來說，任何類型的個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)、個人電腦(Personal Computer，PC)、可攜式電腦、膝上型電腦、蜂巢式電話、個人媒體裝置、…等。電子裝置109的主要功能係由系統負載113來實施，該系統負載113可以包含一或更多個不同的系統負載元件。於圖中所示的實施例中，系統負載113包含一處理器115，例如，微處理器或是控制器或是類似物，其被耦合至通常用於電子裝置中的任何類型記憶體117(例如，各種類型與配置的隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)與唯讀記憶體(Read Only Memory，ROM)以及類似物)的任何組合。

圖2所示的係根據本發明其中一實施例所施行的圖1的電力介面111的簡化方塊圖。該電力介面111包含一電力介面控制器201，其被耦合用以控制一配接器介面203與一電池介面205。電力介面控制器201可以被施行為一電池充電控制器；不過，亦能夠採用替代配置。電力配接器103的電壓VADP係透過連接器107被接收並且被產生於節點202上，圖中所示的節點202被耦合至配接器介面203的一輸入。一電流感測器207(或是其它電流感測設備)會監視從電力配接器103處被提供至配接器介面203的配接器電流IADP，並且提供或者被用來產生一對應的電流感測信號ISEN。 電流感測器207可以為一電流感測電阻器或是類似物，其中，ISEN為一用於表示IADP的成比例的電壓。各種電流感測構件為已知並且本文中不作進一步說明。配接器介面203包含一輸出，其被耦合至一輸出節點204，用以產生電壓VSYS，該電壓VSYS會被提供至系統負載113。節點204亦被耦合至電池介面205的一輸入，該電池介面205進一步被耦合至提供VBAT的可充電電池119。

電力介面控制器201包含一調節器209，調節器209有一個輸入被耦合至電流感測器207，用以接收或是產生ISEN；調節器209的另一個輸入則接收一電力配接器電流限制數值ACLIM；調節器209有一輸出，用以提供一電流調節信號IREG給一ACLIM控制方塊211。調節器209可以被耦合用以控制配接器介面203與電池介面205中的任一者或兩者。電力介面控制器201還包含一配接器電壓比較器213，該比較器有一輸入用以接收配接器電壓VADP(或是其被感測的版本)，該比較器的另一輸入用以接收一電壓不足臨界值(Under-Voltage Threshold，UVTH)信號，並且該比較器有一輸出用以提供一電壓不足信號UV給ACLIM控制方塊211。電力介面控制器201還包含一配接器電壓偵測與臨界設定電路215，其會接收配接器電壓VADP並且提供UVTH信號給配接器電壓比較器213。配接器電壓偵測與臨界設定電路215會偵測VADP的電壓位準並且據以設定UVTH的位準。ACLIM控制方塊211會如本文中的進一步說明般利用IREG信號與UV信號來產生ACLIM信號。ACLIM控制方塊211可以包含一計時方塊217，其可被施行為一計時器或計數器或是類似物。

配接器介面203可以相依於特殊應用而根據許多合宜配置 中的任何一者來施行。於其中一實施例中，該配接器介面203包含隔離切換器或是類似物(舉例來說，以背對背連接的方式被耦合)，以便隔離系統節點204與節點202，例如，當電力配接器103沒有被連接時或者剛被連接時。於此情況中，當電力配接器103被偵測到時，電力介面控制器201會啟動配接器介面203裡面的該些隔離切換器，用以提供一條從VADP至VSYS的低阻抗路徑。此外，或者於替代例中，配接器介面203包含一電壓轉換器，其會將VADP的電壓位準轉換成VSYS的電壓位準。舉例來說，VADP可能具有高於VSYS的電壓位準，於此情況中，配接器介面203可被施行為一種降壓轉換器或是類似物。於另一種配置中，VADP可能具有低於VSYS的電壓位準，於此情況中，配接器介面203可被施行為一種升壓轉換器或是類似物。另外，VSYS的電壓位準的範圍可能從在VADP的預期電壓位準以下的低位準至VADP以上的較高位準，於此情況中，配接器介面203可相依於實際的電壓位準而被施行為一種降升壓轉換器或是類似物。

電池介面205亦可以相依於特殊應用而根據許多合宜配置中的任何一者來施行。電池介面205可以被配置成用以透過電力介面控制器201從電力配接器103處接收充電電流。該電池介面205可以包含一切換器，該切換器會被啟動用以將VBAT連接至VSYS，以便充電電池119；或者，用於將電池電流放電至系統負載113。於其中一實施例中，電池介面205包含一切換器，該切換器以線性方式操作，用以控制電池充電電流從VSYS流往電池119或是從電池119流往VSYS。

於其中一實施例中，配接器電壓偵測與臨界設定電路215被配置成用以透過偵測被提供於節點202上的VADP而偵測電力配接器103 的存在。於其中一實施例中，該配接器電壓偵測與臨界設定電路215會偵測VADP的電壓位準並且據以程式化UVTH的位準。於其中一實施例中，VADP可以具有下面多個電壓位準中的任何一者，例如：5伏(V)或19V或是類似電壓位準。UVTH可以針對VADP的每一個預期的電壓位準有一預設數值，例如，當VADP為5V時，UVTH=4.5V；或者，當VADP為19V時，UVTH=17V；依此類推。或者，該配接器電壓偵測與臨界設定電路215可以被配置成用以斷定UVTH於VADP的某個百分比處(舉例來說，90%或是類似的百分比)。於任何此些配置或實施例中，UVTH被設定於某個位準處，用以表示VADP的低電壓臨界位準。

一旦VADP被偵測到並且UVTH被設定之後，配接器電壓比較器213會被配置成用以比較VADP與UVTH，並且在VADP落在UVTH以下時斷定電壓不足信號UV。

調節器209藉由透過對應的控制迴圈來調節多項參數中的其中一者以實施調節功能。該些控制迴圈中的其中一者包含調節ACLIM處的配接器電流IADP，用以防止IADP上升至電力配接器103的電流限制以上。當調節器209正在調節配接器電流IADP時，其會斷定被提供至ACLIM控制方塊211的電流調節信號IREG。該ACLIM控制方塊211會接收並使用IREG將ACLIM設定於適當的位準處，如本文中的進一步說明。

圖3所示的係根據其中一實施例所施行的圖2的電力介面控制器201之操作的流程圖，用於偵測被耦合至電子裝置109的配接器(舉例來說，電力配接器103)的配接器電流限制。在電力開啟或是重置(POR)之後，或者，倘若電力配接器103已經被連接但是接著被移除之後，操作會前往 方塊301，其中，ACLIM控制方塊211會先設定或重置ACMIN於一預定的最低數值處，本文中顯示為ACLOW，其適於要被耦合至電子裝置109的可能電力配接器的整個範圍。舉例來說，ACLOW被設為足夠低以便位在或者低於被耦合至可能類別的電子裝置的預期電力配接器中的最小電力配接器的最大電流限制。於其中一實施例中，舉例來說，ACLOW可以為400毫安培(mA)或500mA或是類似數值。

在方塊302處，其會探詢電力配接器103是否存在。如先前提及，配接器電壓偵測與臨界設定電路215可以藉由偵測VADP電壓來實施此功能。當電力配接器103不存在時，電力介面控制器201可以實施其它功能，例如，控制電池介面205用以讓電池119提供電力給系統負載113。當電力配接器103沒有被偵測到時，操作會停留在方塊302處。

當電力配接器103被偵測到時，操作會前往方塊303，用以實施監控(housekeeping)功能，以便為配接器操作作準備。如先前提及，配接器電壓偵測與臨界設定電路215可以偵測VADP的電壓位準並且據此設定UVTH，以便偵測一低電壓條件。電力介面控制器201還會控制配接器介面203，以便將電力配接器103介接至系統負載113。舉例來說，可以相依於特殊施行方式來啟動一隔離切換器或是進行一電壓轉換器的切換。依此方式，電力配接器103會開始提供電流(IADP)給電子裝置109的系統負載113。

在方塊303之後，操作會前往方塊304，其中，其會探詢UV信號是否被斷定而表示該電力配接器103的一低電壓條件。當VADP下降至UVTH以下時(舉例來說，VADP<UVTH)，UV會被斷定為低位準。因為最大電流限制ACLIM一開始被設在最低位準處，所以，VADP不應該為低 位準並且至少在第一次重複作業中UV不應該被斷定。倘若UV沒有被斷定的話，操作會前往下一個方塊305。

在方塊305處，其會探詢IREG是否被斷定。如先前所述，當調節器209正在以ACLIM所設定的電流限制位準為基礎來調節配接器電流IADP時，其會斷定IREG。倘若IREG沒有被斷定的話，那麼，操作迴圈會回到方塊304並且在方塊304與方塊305之間往返，直到UV被斷定或者IREG被斷定為止。該負載電流可以在操作於方塊304與方塊305處往返的不確定時間週期中為非常的低。事實上，該系統可保持於此狀態中，直到下一次POR為止。倘若該負載電流提高而使得IADP抵達或者試圖超越ACLIM的話，那麼，調節器209便會開始調節該配接器電流IADP並且斷定IREG。

倘若IREG在方塊305處被斷定為已偵測到的話，那麼，操作便會前往方塊307，其中，一調節延遲會被***。該調節延遲係一用以讓該電流控制迴圈穩定於該電流限制位準處的合宜或充分的延遲。於其中一實施例中，舉例來說，方塊307會被施行用以***一預定的時間延遲，其長度足以確保該迴圈變成穩定。於其中一特定的實施例中，方塊307代表約10毫秒(ms)的時間延遲。然而，應該明白的係，在不同的施行方式中可以使用不同的延遲數值。ACLIM控制方塊211的計時方塊217可被用來促成該調節延遲功能。或者，方塊307亦可以利用一表示該電流控制迴圈為穩定的不同的迴圈偵測參數來施行。

在方塊307的調節延遲之後，操作會前往方塊309，其中，其會探詢電壓不足信號UV是否被斷定而表示該電力配接器103的一低電壓 條件。當VADP下降至UVTH以下時(舉例來說，VADP<UVTH)，UV會被斷定為低位準。倘若UV在方塊309處沒有被偵測斷定的話，那麼，操作便會前往方塊311，其中，ACLIM會提高一遞增數額ACINC。ACINC被設為一用以提供合宜精細度的位準，以便確保多個電力配接器的最大電流限制位準中的任何最大電流限制位準的偵測結果。

舉例來說，任何給定的電力配接器可以具有諸如500mA、1A、1.2A、1.5A、2A、…等之中任何一者的最大電流限制位準，其中ACINC可被設為100mA的遞增電流位準。依此方式，倘若ACLIM被設為對應於500mA且ACINC=100mA的話，那麼，在方塊309處，ACLIM會提高至600mA。ACINC可以具有一較低的數值，例如，50mA，以便提供較大的精細度並且有可能最佳化偵測該電力配接器103的實際最大電流限制的偵測結果。然而，應該注意的係，降低ACINC可能提高用於決定該最大電流限制的時間數額(舉例來說，需要更多次重複作業)。另外，ACINC不應該太小，俾使得最終決定的數值可能超過電力配接器103的最大電流限制。ACLOW和ACINC的最佳決定結果係以要被使用的預期電力配接器的容量範圍為基礎而選出。

在ACLIM提高ACINC之後，操作迴圈會回到方塊304，用以探詢UV是否被斷定，若否的話，其會再次於方塊304與方塊305之間往返，直到如先前所述般地UV或IREG被斷定為止。

如先前提及，ACLIM一開始被設在預定的最低數值ACLOW處，因此，在正常操作期間，當負載電流試圖上升至ACLIM的目前位準以上時，調節器209會至少在方塊307處所設定的調節延遲中調節該電流控制 迴圈。在該調節延遲逾時之後，ACLIM會提高遞增數額ACINC。ACLIM可以依此方式多次提高ACINC，只要電力配接器103能夠供應該經提高的負載電流即可。同樣地，操作可以無限期地停留在ACLIM的該些位準中的任何其中一者處，只要UV沒有被斷定而表示該電力配接器103過分擴充即可。

倘若配接器電流IADP繼續提高而使得ACLIM遞增至電力配接器103的實際最大電流限制以上的話，那麼，該電力配接器103便會暫時提供大於其最大容量的電流而使得VADP下降至UVTH以下。應該注意的係，電力配接器可被設計成用以在有限的時間中提供它們最大位準以上的電流，即使該電壓位準下降至它們的正常操作電壓範圍以下。當VADP下降至UVTH以下，配接器電壓比較器213便會斷定UV。UV可以在方塊304或309處被偵測而斷定。舉例來說，在ACLIM於方塊311處提高之後，UV可以非常快速地被斷定並且在方塊304處被偵測到。併入方塊304係因為UV可能會斷定卻沒有達成電流迴圈調節。或者，該電流迴圈可以相當快速地調節，俾使得IREG在UV之前被斷定，其中，UV係在開始調節之後才被斷定。於此情況中，UV係在調節延遲307期間被斷定並且在方塊309處被偵測到。於任一情況中，操作會在UV被偵測而斷定時從方塊304或309處前往方塊313。

在方塊313處，ACLIM會減少ACINC，以便回到ACLIM的先前設定值，其不會導致電力配接器103超載；也就是，不會導致VADP下降至UVTH的臨界位準以下的ACLIM的最後設定值。於ACLIM在方塊313處被調整之後，ACLIM便被設在最終的限制數值處，本文中顯示為ACMAX，其在該電力配接器103的實際最大電流限制處或附近。

於ACLIM在方塊313處被設為ACMAX之後，操作會前往方塊315，用以再次探詢電力配接器103是否被連接。當該電力配接器103保持連接時，操作會停留在方塊315處，因此，ACLIM會保持在ACMAX。倘若電力配接器103在方塊315處沒有被偵測到的話，例如，當其已經在操作期間被移除的話，操作則會返回至方塊301，其中，ACMIN會被重設回ACLOW。而後，倘若該電力配接器103重新被連接的話，或者，倘若有一不同的電力配接器被連接的話，該程序便會重複進行用以尋找同一個電力配接器103或是不同電力配接器的ACMAX。請注意，舉例來說，在該電力配接器103被移除之後可以接著連接一具有不同電力容量的不同的電力配接器，其中，ACMAX並不相同。電力介面控制器201會被配置成用以偵測該新的電力配接器的ACMAX。

圖4所示的係根據其中一實施例的電力介面控制器201之操作的時序圖，其響應於被耦合至電子裝置109的電力配接器103的偵測結果。該時序圖描繪VADP相對於時間的關係。圖中為與VADP作比較而疊置的係電力配接器103的預定的(或正常的)操作電壓VOP以及電壓不足臨界值UVTH。該時序圖進一步描繪UV、IREG、ACLIM、以及IADP(透過ISEN所感測到)相對於時間的關係。ACLIM和IADP相互疊置以作比較，其中，圖中的ACLIM顯示為點線，IADP顯示為虛線。當ACLIM和IADP為在相同位準處時，它們會被描繪成實線。

電力配接器103被連接並且其電壓VADP在約時間t0處電壓上升至電壓VOP。如先前所述，VOP可以為許多不同電壓位準中的任一電壓位準，其相依於該電力配接器103的特殊容量。UVTH會被據以設定用 以表示一電壓不足臨界位準。當VADP保持在UVTH之上時，UV會保持為低位準。

ACLIM一開始被設在最低數值ACLOW處。配接器電流IADP一開始被設在ACLIM以下的低位準處。因為IADP在ACLIM以下，所以，IREG一開始在時間t0處為低位準。在操作期間，配接器電流IADP會在時間t1處提高，直到其在時間t2處抵達ACLIM為止，並且調節器209會在斷定IREG時開始調節IADP使其位在ACLIM處。調節器209在調節延遲時間中調節IADP至時間t3，並且ACLIM控制方塊211在時間t3處將ACLIM提高ACINC。當IADP在ACLIM以下時，該調節器209會暫時停止調節。於此情況中，IADP會繼續提高至約時間t4處的ACLIM的已提高位準，並且再次地，調節器209會在斷定IREG時開始調節IADP使其位在ACLIM的該已提高位準處。

在時間t5處，在始於時間t4處的調節時間週期逾時之前，IADP會下降並且維持在ACLIM以下，一直到接續的時間t6。IREG在時間t5處被解除斷定，因為IADP沒有被調節。因為IADP的調節在該調節時間週期逾時之前便已終止，所以，ACLIM不會提高。於圖中所示的配置中，在至少該調節時間週期中進行IADP的調節之前，ACLIM都不會提高。當IADP維持在ACLIM以下時，ACLIM可以無限期地維持在此位準處。

在時間t6處，IADP已經提高回到ACLIM，因此，調節器209會於斷定IREG時再次開始調節IADP。在時間t7處，在調節時間週期逾時之前，ACLIM控制方塊211將ACLIM再次提高ACINC並且調節會暫時中止。IADP會繼續提高至約時間t8處的ACLIM的已提高位準，並且再 次地，調節器209會在斷定IREG時在調節延遲時間中開始調節IADP使其位在ACLIM的該已提高位準處至時間t9。

在時間t9處，ACLIM控制方塊211會將ACLIM提高ACINC。然而，於此情況中，IADP沒有提高，取而代之的係停留在ACLIM的該已提高位準以下。當IADP維持在ACLIM以下時，ACLIM可以無限期地維持在此位準處。當配接器電壓維持在UVTH以上時，這適用於ACLIM的任何位準。當IADP維持在ACLIM以下時，電流控制迴圈為開路，因此，調節器209不會調節IADP並且IREG維持在低位準。

在接續的時間t10處，IADP再次提高，直到其在時間t11處抵達ACLIM為止。調節器209會響應而在調節延遲時間中調節IADP使其位在ACLIM處至時間t12，於此時間中，ACLIM控制方塊211會將ACLIM提高ACINC。再次地，IADP會提高至時間t13處的ACLIM的新提高位準，於此時間中，調節器209會在調節延遲時間中調節IADP使其位在ACLIM處至時間t14。在時間t14處，ACLIM控制方塊211會將ACLIM提高ACINC。在時間t14之前，因提高IADP而導致的ACLIM遞增提高並不會過分擴充該電力配接器103，因為其能夠供應所需要的負載電流位準。

從時間t14至t15，IADP會再次提高，並且調節器209會在從時間t15至時間t16的調節延遲週期中在該新位準處進行調節。然而，於此情況中，該配接器的輸出電壓VADP在約時間t15處下降至UVTH以下，從而導致配接器電壓比較器213在時間t15之後斷定UV。於此時點處，ACLIM已經遞增至ACHIGH所示的超額電流位準，其中，該電力配接器103會暫時過分擴充。ACLIM控制方塊211會響應於UV被斷定而在時間t16處 將ACLIM降低ACINC，成為ACMAX所示的最終電流限制位準。因為IADP正在由調節器209調節，所以，IADP會在時間t17處降回至ACMAX。因為ACLIM在時間t17之後降回至和在時間t13與t14之間相同的位準處，所以，電力配接器103不會過分擴充並且VADP會返回至VOP。UV會響應而在時間t17之後回到低位準。因此，ACMAX係在該電力配接器103的實際最大電流限制處或附近。

在時間t17之後，配接器電流IADP的範圍從任何位準直到被設在ACMAX處的ACLIM。倘若IADP試圖達到被設在ACMAX處的ACLIM以上的話，調節器209會控制該電流迴圈，以便調節IADP使其位在ACMAX處。依此方式，該ACLIM控制方塊211會在該電力配接器103維持連接時於該電子裝置109的操作時間持續長度中斷定ACLIM位在ACMAX處，其中，ACMAX為該電力配接器103的最大電流限制。如先前參考圖2所述，倘若該電力配接器103於ACLIM被設在如本文中所述的ACMAX處之後被移除的話，那麼，ACLIM便會被重置回到ACLOW。

圖5所示的係根據本發明其中一實施例所施行的電力介面111的更詳細電路圖與方塊圖。圖中所示的連接器107被耦合至輸入節點202，其會由一被耦合在節點202與GND之間的輸入電容器CIN來濾波。電流感測器207被施行為一電流感測電阻器501，其被耦合在節點202與另一節點502之間，該另一節點502被耦合至配接器介面203的一輸入。配接器介面203包含或者一轉換器503或是利用一轉換器503來施行。該轉換器503包含一場效電晶體(Field-Effect Transistor，FET)Q1，其汲極被耦合至節點502而其源極被耦合至一中間節點504。另一FET Q2的汲極被耦合至節點 504而其源極被耦合至GND。該轉換器503包含一電感器L，其被耦合在節點504與用以產生VSYS的輸出節點204之間。VSYS會由一輸出濾波電容器CO來濾波，其被耦合在節點204與GND之間。

電池介面205包含一感測電阻器505，其被耦合在節點204與一中間節點506之間。另一FET 507的源極被耦合至節點506而其汲極被耦合至用以產生電池電壓VBAT的可充電電池119。FET 507的閘極被耦合至電力介面控制器201，用以控至該可充電電池119的充電與放電。舉例來說，當電力配接器103沒有被連接時，FET 507可被完全導通，以便透過VSYS提供電力給系統負載113。當電力配接器103被連接時，FET 507可以線性的方式被控制，用以控至該可充電電池119的充電。

圖中所示的FET Q1、Q2、以及507雖然係利用N通道MOSFET來施行；不過，亦可採用其它類型的切換裝置，例如，P通道裝置、其它雷同的形式(舉例來說，FET、MOS裝置、…等)、雙極接面電晶體(Bipolar Junction Transistor，BJT)和類似物、絕緣閘雙極電晶體(Insulated-Gate Bipolar Transistor，IGBT)和類似物、…等。

電力介面控制器201包含一感測放大器509，其輸入終端被耦合至跨越感測電阻器501的節點202與502，用於感測IADP，並且該感測放大器509有一輸出終端用以提供ISEN給位於調節器209裡面的誤差放大器511的其中一個輸入。配接器電壓比較器213、配接器電壓偵測與臨界設定電路215、以及ACLIM控制方塊211以實質上雷同的方式被併入及耦合，用以感測VADP、提供UVTH、斷定UV、接收IREG、以及提供和遞增調整ACLIM。ACLIM會被提供至誤差放大器511的另一個輸入，誤差放大 器511具有一輸出用以提供一電流控制信號IC。

調節器209包含另一誤差放大器513，其具有：一被耦合至輸出節點204的第一輸入，用以接收VSYS(或是其被感測的版本)；一第二輸入，用以接收一參考電壓VREF；以及一輸出，用以提供一電壓控制信號VC。電力介面控制器201包含一感測放大器517，其輸入終端被耦合至節點204與506，用於感測跨越感測電阻器505的電壓，並且該感測放大器517有一輸出終端用以提供信號IBAT來表示可充電電池119的電流。調節器209包含另一誤差放大器515，其具有：一被耦合至感測放大器517之輸出的第一輸入，用以接收IBAT；一第二輸入，其被耦合用以接收一參考信號BREF；以及一輸出，用以提供一電池控制信號BC。

控制信號IC、VC、以及BC會被提供至一控制迴圈選擇方塊519的個別輸入，該控制迴圈選擇方塊519會提供電流調節信號IREG給ACLIM控制方塊211。該控制迴圈選擇方塊519被耦合至一調變器521，其提供一脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)信號給一驅動器方塊523。該驅動器方塊523有兩個輸出，該些輸出被耦合至Q1與Q2的閘極，用以控制轉換器503。於其中一實施例中，該調變器521會控制該轉換器503成為一降壓轉換器，其中，配接器電壓VADP會被轉換成VSYS的電壓位準。依照先前針對配接器介面203所述雷同的方式，該轉換器503可以VADP和VSYS的預期電壓範圍為基礎而如同升壓轉換器或是降升壓轉換器般地操作或是由升壓轉換器或是降升壓轉換器來取代。

控制迴圈選擇方塊519會監視該些控制信號IC、VC、以及BC，用以決定該些誤差放大器511、513、或是515中的哪一者控制該調變 器521的操作。舉例來說，倘若負載電流落在正常範圍內並且可充電電池119完全充電的話，那麼，控制迴圈選擇方塊519可以選擇誤差放大器513以VREF為基礎來控制VSYS的電壓位準。

當配接器電流IADP上升至ACLIM的位準時，那麼，控制迴圈選擇方塊519可以選擇誤差放大器511來確保該配接器電流IADP不會上升至ACLIM的目前位準以上。於此情況中，當誤差放大器511正在控制該迴圈時，控制迴圈選擇方塊519會斷定送往ACLIM控制方塊211的IREG。如先前所述，倘若ACLIM尚未在ACMAX處的話，那麼，在經過一調節延遲週期之後，該ACLIM控制方塊211會以遞增方式提高ACLIM(舉例來說，提高ACINC)。這可能導致控制迴圈選擇方塊519至少暫時選擇另一誤差放大器(舉例來說，513或515)來控制該迴圈。倘若IADP提高至ACLIM的已提高位準的話，那麼，誤差放大器511會再次控制該迴圈，並且該ACLIM控制方塊211會再次以遞增方式提高ACLIM。最後，倘若ACLIM提高而使得配接器電壓比較器213斷定UV的話，那麼，該ACLIM控制方塊211則會以遞增方式將ACLIM降低(舉例來說，降低ACINC)至其最終位準ACMAX。依此方式，電力介面控制器201可以決定並儲存最大配接器電流位準。

本發明的好處、特點、以及優點現在已配合前面的說明及隨附圖式有較佳的瞭解。前面說明之提出係為讓熟習本技術的人士在一特殊應用的背景及其必要條件內製造與利用本發明。然而，熟習本技術的人士便會明白本發明的較佳實施例的各種修正例，並且本文中所定義的通用原理亦可套用於其它實施例。所以，本發明不希望受限於本文中所示及所述 的特殊實施例，相反地，本發明希望符合和本文中所揭示的原理及新穎特點一致的最廣範疇。本文雖然已經參考本發明的特定較佳版本非常詳盡地說明本發明；不過，亦可能有並且設計出其它版本和變化例。熟習本技術的人士便應該明白，他們能夠輕易地利用已揭概念和特定實施例為基礎來設計或修正其它結構而達到本發明的相同目的，其並不會脫離下面申請專利範圍所定義本發明的精神與範疇。

101‧‧‧AC線路電壓

103‧‧‧電力配接器

105‧‧‧連接器

107‧‧‧連接器

109‧‧‧電子裝置

111‧‧‧電力介面

113‧‧‧系統負載

115‧‧‧處理器

117‧‧‧記憶體

119‧‧‧可充電電池

Claims (19)

1. 一種電子裝置，其會在一電力配接器被連接至該電子裝置時決定該電力配接器的配接器電流限制，該電子裝置包括：一調節器，其會調節配接器輸出電流位準使其位在配接器電流限制處，用以防止該配接器輸出電流位準超過該配接器電流限制，並且提供一用以表示調節的調節信號；一電壓比較器，其會在一低電壓臨界值超過一配接器輸出電壓位準時提供一電壓不足信號；以及一控制器，其會提供並且調整該配接器電流限制，其中，該控制器可操作用以：初始設定該配接器電流限制於一預定的最低位準，當該調節信號被提供時將該配接器電流限制提高一遞增數額，以及當該電壓不足信號被提供時將該配接器電流限制降低該遞增數額，用以決定一最終的配接器電流限制。
2. 根據申請專利範圍第1項的電子裝置，其進一步包括一偵測器，其會偵測該配接器電壓位準並且提供該低電壓臨界值。
3. 根據申請專利範圍第2項的電子裝置，其中，該低電壓臨界值係從複數個預定的電壓臨界值中所選出。
4. 根據申請專利範圍第2項的電子裝置，其中，該低電壓臨界值為該配接器電壓位準的一預定的百分比。
5. 根據申請專利範圍第1項的電子裝置，其中，該遞增數額係基於對應複數個電力配接器的複數個預定的最大電流限制位準而選出。
6. 根據申請專利範圍第1項的電子裝置，其中，該遞增數額係被選定用以提供合宜的精細度，以便確保對應複數個電力配接器的預定的複數個最大電流限制位準中任一者的偵測結果。
7. 根據申請專利範圍第1項的電子裝置，其中，該控制器會在該調節信號被提供至少一段預定的時間數額之後將該配接器電流限制提高該遞增數額。
8. 根據申請專利範圍第1項的電子裝置，其中，該控制器僅在該調節信號被連續提供至少一段預定的時間數額之後將該配接器電流限制提高該遞增數額。
9. 根據申請專利範圍第1項的電子裝置，其進一步包括一系統負載，其被耦合至該控制器，其中，該系統負載包含一被耦合至一記憶體的處理器。
10. 根據申請專利範圍第1項的電子裝置，其進一步包括：一系統負載；一連接器，用以耦合至該電力配接器的一輸出並且耦合至一內部配接器節點；一配接器介面，其被耦合在該配接器節點與該系統負載之間並且被耦合至該控制器；以及其中，該控制器會介接該配接器節點，用以偵測該配接器輸出電流位準和該配接器輸出電壓位準。
11. 根據申請專利範圍第10項的電子裝置，其進一步包括一電池介面，其被耦合至該系統負載以及該控制器，其中，該控制器包括一電池充電控制器。
12. 根據申請專利範圍第10項的電子裝置，其中，該系統負載包括一處理器以及一記憶體。
13. 一種能夠決定電力配接器的配接器電流限制的方法，其包括：調節配接器輸出電流位準使其位在配接器電流限制處，用以防止該配接器輸出電流位準超過該配接器電流限制並且提供一用以表示調節的調節信號；在一配接器低電壓臨界值超過一配接器輸出電壓位準時提供一電壓不足信號；初始設定該配接器電流限制於一預定的最低位準；當該調節信號被提供時，將該配接器電流限制提高一遞增數額；以及當該電壓不足信號被提供時，將該配接器電流限制降低該遞增數額，用以決定一最終的配接器電流限制。
14. 根據申請專利範圍第13項的方法，其進一步包括：於該電力配接器被連接時偵測該電力配接器的配接器電壓位準；以該經偵測的配接器電壓位準為基礎來決定該配接器低電壓臨界值。
15. 根據申請專利範圍第14項的方法，其中，該決定該配接器低電壓臨界值包括從複數個預定的電壓臨界值中選出。
16. 根據申請專利範圍第14項的方法，其中，該決定該配接器低電壓臨界值包括決定該配接器低電壓臨界值為該配接器電壓位準的一預定的百分比。
17. 根據申請專利範圍第13項的方法，其中，該將該配接器電流限制提高一遞增數額包括將該配接器電流限制提高一遞增數額用以提供合宜的精 細度，以確保對應複數個電力配接器的預定的複數個最大電流限制位準中任一者的偵測結果。
18. 根據申請專利範圍第13項的方法，其中：該提供一調節信號包括僅在調節該調節輸出電流位準使其位於該配接器電流限制處時提供該調節信號；以及其中，該提高該配接器電流限制包括在該調節信號被提供至少一段預定的時間數額之後將該配接器電流限制提高該遞增數額。
19. 根據申請專利範圍第13項的方法，其中：該提供一調節信號包括僅在調節該調節輸出電流位準使其位於該配接器電流限制處時提供該調節信號；以及該提高該配接器電流限制包括僅在該調節信號被連續提供一段預定的時間數額之後將該配接器電流限制提高該遞增數額，否則便不提高該配接器電流限制。