專利名稱：可攜式電子裝置的供電裝置與方法
技術領域：
本發明是有關于一種可攜式電子裝置，且特別是有關于一種可攜式電子裝置的供
電裝置與方法。
背景技術：
可攜式電子裝置(例如筆記本計算機等)有2種供電方式電池供電(或稱 DCMode)或外接電源供電(或稱AC Mode)。外接電源供電方式一般是利用外部的適配器 (Adapter)提供可攜式電子裝置所需的電能。對于傳統技術而言，可攜式電子裝置只能用上 述2種方式中的一種。在AC Mode中，要求外接適配器的供電能力要高于可攜式電子裝置 的最大功耗。在DC Mode中，則要求內部電池供電能力要高于可攜式電子裝置的最大功耗。
然而，就實際使用需求而言，可攜式電子裝置的功耗(操作功率)常常遠小于額定 的最大功耗。例如某筆記本計算機的最大功耗可達75W，經統計此筆記本計算機在實際使用 過程中約有95%的情況(或時間)下，其功耗均不到65W，而僅有5X的情況下，功耗可以達 到75W。因此在傳統技術中，為了能確保供電無虞，那么就需要選用大于75W的適配器了。 市面常見大于75W的適配器的是90W適配器。而90W的適配器要比65W適配器成本高。
發明內容
本發明提供一種可攜式電子裝置的供電裝置與方法，可以選用較小功率適配器供 應可攜式電子裝置提供可攜式電子裝置所需的操作功率，以節省適配器成本。
本發明提出一種可攜式電子裝置的供電裝置。此供電裝置包括外接電源連接器、 電池、第一換流器(converter)組、第二換流器組以及切換網絡。外接電源連接器可以連接 一外接電源。第一換流器組的電力輸入端耦接至外接電源連接器，其中第一與第二換流器 組提供可攜式電子裝置所需的操作功率。切換網絡耦接至外接電源連接器、電池、第一換流 器組與第二換流器組。當所述操作功率小于預設功率時，切換網絡將第二換流器組耦接至 外接電源連接器。當所述操作功率大于預設功率時，切換網絡將第二換流器組耦接至電池。
本發明提出一種可攜式電子裝置的供電方法，包括提供第一換流器組與第二換 流器組，以供應可攜式電子裝置所需的操作功率；以及提供一電池。當外接電源供應至可攜 式電子裝置時，若操作功率小于預設功率，則將外接電源耦接至第一換流器組與第二換流 器組；若操作功率大于預設功率，則將外接電源耦接至第一換流器組，且將電池耦接至第二 換流器組。 基于上述，當可攜式電子裝置的操作功率小于預設功率時，將第一換流器組與第
二換流器組均耦接至外接電源；當所述操作功率大于預設功率時，將外接電源耦接至第一
換流器組，而將電池耦接至第二換流器組。因此，可以選用較小功率適配器供應外接電源給
第一換流器組與/或第二換流器組，而滿足可攜式電子裝置所需的操作功率。 為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳
細說明如下。
圖1是依照本發明實施例說明一種可攜式電子裝置的供電裝置的模塊示意圖。
圖2是依照本發明說明圖1供電裝置的其中一種實現范例。
圖3是依照本發明實施例說明圖2中第一電流檢測單元210的示意圖。
圖4是依照本發明實施例說明圖2中供電裝置的運行流程圖。
具體實施例方式
圖1是依照本發明實施例說明一種可攜式電子裝置的供電裝置的模塊示意圖。此可攜式電子裝置100(例如筆記本計算機等)包括外部適配器(Adapter) 111、外接電源連接器120、電池130、第一換流器(converter)組140、第二換流器組150以及切換網絡160。其中，外部適配器111將市電112轉換為可攜式電子裝置所需的電能，在此以外接電源110表示外部適配器111所提供的電能。外接電源連接器120可以選擇性地連接外接電源110。
當外接電源110未被供應至可攜式電子裝置100時，例如外部適配器111未連接至外接電源連接器120，切換網絡160可以將電池130耦接至第一換流器組140與第二換流器組150。此時由電池130提供電能至第一換流器組140與第二換流器組150，而由第一換流器組140與第二換流器組150提供可攜式電子裝置100所需的操作功率。第一換流器組140與第二換流器組150各自輸出功率給可攜式電子裝置100內的各種不同的負載元件(例如中央處理單元、芯片組、主存儲器等)，圖1中未將這些負載元件一一繪出。
在產品設計階段，可以透過實驗、擬真等任何手段，配合統計、分析等任何技巧來探知可攜式電子裝置100的最大操作功率以及運作過程中的操作功率與時間的關系。例如，可攜式電子裝置100的最大操作功率為75W，經統計后此可攜式電子裝置IOO在實際使用過程中約有95%的時間其操作功率不到65W，且每次操作功率超過65W的期間不會超過40分鐘。基于上述假設條件，本實施例將設定「預設功率」為65W，且選擇65W適配器來實現外部適配器lll。 當外接電源110供應至可攜式電子裝置100時，若可攜式電子裝置100的操作功率小于預設功率65W，表示適配器111足夠供應可攜式電子裝置100所需的操作功率，因此將外接電源110耦接至第一換流器組140與第二換流器組150。此時由外接電源110提供電能至第一換流器組140與第二換流器組150，而由第一換流器組140與第二換流器組150
提供可攜式電子裝置ioo所需的操作功率。 在本實施例中，當該外接電源IIO供應至可攜式電子裝置IOO，且操作功率小于預設功率65W時，外接電源110除了提供電能至第一換流器組140與第二換流器組150外，更使用外接電源110對電池130充電。在另一實施例中，可能會依據產品設計需求而不進行充電。在又一實施例中，當該外接電源110供應至可攜式電子裝置100且操作功率小于第二預設功率(例如60W)時，才會對電池130充電；當操作功率大于60W時，不會對電池130充電。 當外接電源110供應至可攜式電子裝置100時，若可攜式電子裝置100的操作功率大于預設功率65W，表示適配器111的輸出功率不足以供應可攜式電子裝置100所需的操作功率，因此將外接電源110耦接至第一換流器組140，且將第二換流器組150切換耦接至電池130。此時由外接電源110提供電能(最大可達65W)至第一換流器組140，而其余不足的操作功率則由電池130提供給第二換流器組150，因此第一換流器組140與第二換流器組150依然可以提供可攜式電子裝置100所需的操作功率。 本發明所屬領域的技藝者可以依循上述實施例的教示，依據其設計需求而以任何方式或手段實現該實施例。例如，圖2是依照本發明實施例說明圖1供電裝置的其中一種實現范例。 請參照圖2，第一換流器組140與第二換流器組150各自包括多個直流-直流換流器(DC-DC converter)，其中第一換流器組140的電力輸入端耦接至外接電源連接器120，而第二換流器組150耦接至切換網絡160。各個直流-直流換流器各自負責提供不同的電壓準位給可攜式電子裝置100內的各種不同的負載元件(未繪示)。 圖2中額外繪出第一電流檢測單元210、第二電流檢測單元220以及控制器230。控制器230可以是可攜式電子裝置100內部的嵌入式控制器(embeddedcontroller，EC)、鍵盤控制器(keyboard controller,KBC)、芯片組(chipset)等。第一電流檢測單元210耦接至外接電源連接器120，以便檢測外接電源110提供可攜式電子裝置100的第一電流量II。第二電流檢測單元220耦接至電池130，以便檢測電池130所輸出的第二電流量12。第一電流檢測單元210與第二電流檢測單元220將其檢測結果傳送給控制器230。控制器230可以依據電流檢測單元210與220的檢測結果獲知第一電流量II與第二電流量12，以此推算可攜式電子裝置100的操作功率。 切換網絡160包括充電電路161、第一開關162、第二開關163、以及選擇器164。控制器230控制第一開關162、第二開關163與選擇器164連接狀態。選擇器164具有第一端1、第二端2與共同端C，用以依據控制信號SWC而選擇性地將共同端C電性連接至第一端1或第二端2。選擇器164的第一端1耦接至電池130，第二端2耦接至外接電源連接器120，而共同端C耦接至第二換流器組150中每一個直流-直流換流器。第二開關163的第一端耦接至第一換流器組140，而第二開關163的第二端耦接至電池130。
充電電路161的輸入端耦接至外接電源連接器120。第一開關162的第一端耦接至充電電路的輸出端，而第一開關162的第二端耦接至電池130的充電端。其中，當外接電源110連接外接電源連接器120，并且可攜式電子裝置100的操作功率小于預設功率時，控制器230通過控制信號SWA控制第一開關162為導通狀態，使得外接電源110可以經由充電電路161對電池130充電。在此同時，控制器230通過控制信號SWB控制第二開關163為截止狀態，并通過控制信號SWC控制選擇器164使其共同端C電性連接至第二端2，使得電池130不輸出電能。 當外接電源110連接外接電源連接器120，并且可攜式電子裝置100的操作功率大于預設功率時，控制器230通過控制信號SWA與SWB分別控制第一開關162與第二開關163為截止狀態，同時通過控制信號SWC控制選擇器164使其共同端C電性連接至第一端1。在此組態下，由外接電源110提供電能至第一換流器組140，而其余不足的操作功率則由電池130提供給第二換流器組150，因此第一換流器組140與第二換流器組150依然可以提供可攜式電子裝置100所需的操作功率。 當外接電源110未連接于外接電源連接器120時，控制器230通過控制信號SWB控制第二開關163為導通狀態。在此同時，控制器230另通過控制信號SWA控制第一開關162為截止狀態，并通過控制信號SWC控制選擇器164使其共同端C電性連接至第二端2。因此，電池130可以供電至第一換流器組140與第二換流器組150。 上述第一 電流檢測單元210與第二電流檢測單元220可以任何手段實現之。例如，圖3是依照本發明實施例說明圖2中第一電流檢測單元210的示意圖。第二電流檢測單元220的實現方式亦可以參照圖3的說明。在圖3中，第一電流檢測單元210包括電阻R與壓差檢測器310。電阻R耦接于外接電源連接器120與第一換流器組140之間。壓差檢測器310耦接至電阻R，以便檢測電阻R二端的電壓差，并將檢測結果(例如電壓值)傳送給控制器230。控制器230可以依據電阻R的電阻值與電阻R 二端的電壓差而計算出外接電源110提供可攜式電子裝置100的第一 電流量11 。 圖4是依照本發明實施例說明圖2中供電裝置的運行流程圖。此僅為一范例，所屬領域之技術人員當可參考本說明書的教示而加以更動。請參照圖2與圖4，步驟S405利用電流檢測單元210與220分別檢測外接電源110提供給可攜式電子裝置100的電流量II與電池130所輸出的電流量12，然后進入步驟S410判斷有無電流量II。也就是說，步驟S410是用來判斷外接電源110有沒有被連接到外接電源連接器120。若步驟S410判斷外接電源110連接外接電源連接器120，則進行步驟S415，否則進行步驟S450。
步驟S415判斷可攜式電子裝置100的操作功率是否大于預設功率，其中前述預設功率小于可攜式電子裝置100的最大操作功率。在此不限制前述可攜式電子裝置100的操作功率的量測手段。利用圖2所示的電流量II與12推算可攜式電子裝置100的操作功率僅為步驟S415的集中一個實施范例。在另一個實施例中，也可以量測換流器組140與150的輸入功率(或輸出功率)來推算可攜式電子裝置100的操作功率。若步驟S415判斷前述預設功率大于預設功率，則進行步驟S420，否則進行步驟S435。 當外接電源IIO連接外接電源連接器120，并且可攜式電子裝置100的操作功率大于預設功率時，會進行步驟S420、S425與S430。于步驟S420中，控制器230通過控制信號SWA控制第一開關162為截止狀態。于步驟S425中，控制器230通過控制信號SWB控制第二開關163為截止狀態。于步驟S430中，控制器230通過控制信號SWC控制選擇器164使其共同端C電性連接至第一端1。在此組態下，由外接電源110與電池130共同提供可攜式電子裝置100所需的操作功率。 當外接電源IIO連接外接電源連接器120，并且可攜式電子裝置100的操作功率小于預設功率時，會進行步驟S435、S440與S445。于步驟S435中，控制器230通過控制信號SWA控制第一開關162為導通狀態，使得外接電源110可以經由充電電路161對電池130充電。于步驟S440中，控制器230通過控制信號SWB控制第二開關163為截止狀態。于步驟S440中，控制器230通過控制信號SWC控制選擇器164使其共同端C電性連接至第二端2。在此組態下，由外接電源110提供可攜式電子裝置100所需的操作功率，并且同時對電池130充電。 當外接電源110未連接于外接電源連接器120時，會進行步驟S450、S455與S460。于步驟S450中，控制器230通過控制信號SWA控制第一開關162為截止狀態。于步驟S455中，控制器230通過控制信號SWB控制第二開關163為導通狀態。于步驟S460中，控制器230通過控制信號SWC控制選擇器164使其共同端C電性連接至第二端2。在此組態下，由電池130提供可攜式電子裝置100所需的操作功率。
綜上所述，上述諸實施例在系統功耗不大于適配器功率時，系統由適配器供電；當
系統功耗大于適配器功率時，一部分電源由適配器提供，另外一部分由電池提供。這便是混
合供電方式。采用混合供電方式，可以選用功率相對較小的適配器，降低成本。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域
中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明
的保護范圍當以權利要求所界定的為準。
權利要求
一種可攜式電子裝置的供電裝置，其特征在于該供電裝置包括一外接電源連接器，用以連接一外接電源；一電池；一第一換流器組，其電力輸入端耦接至該外接電源連接器；一第二換流器組，其中該第一與該第二換流器組提供該可攜式電子裝置所需的操作功率；以及一切換網絡，耦接至該外接電源連接器、該電池、該第一換流器組與該第二換流器組，其中當所述操作功率小于一預設功率時，該切換網絡將該第二換流器組耦接至該外接電源連接器；以及當所述操作功率大于該預設功率時，該切換網絡將該第二換流器組耦接至該電池。
2. 如權利要求1所述的可攜式電子裝置的供電裝置，其特征在于，更包括 一第一電流檢測單元，耦接至該外接電源連接器，檢測該外接電源提供該可攜式電子裝置的一第一電流量；以及一第二電流檢測單元，耦接至該電池，檢測該電池所輸出的一第二電流量。
3. 如權利要求2所述的可攜式電子裝置的供電裝置，其特征在于，該第一電流檢測單 元包括一電阻，耦接于該外接電源連接器與該第一換流器組之間；以及 一壓差檢測器，耦接至該電阻以檢測該電阻二端電壓差。
4. 如權利要求1所述的可攜式電子裝置的供電裝置，其特征在于，該切換網絡包括 一選擇器，具有第一端、第二端與共同端，用以選擇性地將所述共同端電性連接至所述第一端或所述第二端，其中所述第一端耦接至該電池，所述第二端耦接至該外接電源連接 器，而所述共同端耦接至該第二換流器組。
5. 如權利要求4所述的可攜式電子裝置的供電裝置，其特征在于，該切換網絡包括 一充電電路，其輸入端耦接至該外接電源連接器；以及一第一開關，其第一端耦接至該充電電路的輸出端，該第一開關的第二端耦接至該電 池，其中當該外接電源連接該外接電源連接器并且所述操作功率小于該預設功率時，該第 一開關為導通，使得該外接電源得經由該充電電路對該電池充電。
6. 如權利要求4所述的可攜式電子裝置的供電裝置，其特征在于，該切換網絡包括 一第二開關，其第一端耦接至該第一換流器組，該第二開關的第二端耦接至該電池； 其中當該外接電源未連接于該外接電源連接器時，該第二開關為導通，使得該電池得供電至該第一換流器組與該第二換流器組。
7. 如權利要求1所述的可攜式電子裝置的供電裝置，其特征在于，該第一換流器組與 該第二換流器組各自包括多個直流_直流換流器。
8. —種可攜式電子裝置的供電方法，其特征在于該供電方法包括 提供第一換流器組與第二換流器組，以供應該可攜式電子裝置所需的操作功率； 提供一電池；以及當一外接電源供應至該可攜式電子裝置時若該操作功率小于一預設功率，則將該外接電源耦接至該第一換流器組與該第二換流 器組；以及若該操作功率大于該預設功率，則將該外接電源耦接至該第一換流器組，且將該電池 耦接至該第二換流器組。
9. 如權利要求8所述的可攜式電子裝置的供電方法，其特征在于，更包括 當該外接電源供應至該可攜式電子裝置時，若該操作功率小于一預設功率，則使用該外接電源對該電池充電。
10. 如權利要求8所述的可攜式電子裝置的供電方法，其特征在于，更包括 當該外接電源未供應至該可攜式電子裝置時，將該電池耦接至該第一換流器組與該第二換流器組。
全文摘要
本發明公開了一種可攜式電子裝置的供電裝置與方法，其包括外接電源連接器、電池、第一換流器組、第二換流器組以及切換網絡。第一換流器組的電力輸入端耦接至外接電源連接器，其中第一與第二換流器組提供可攜式電子裝置所需的操作功率。當系統操作功率小于預設功率(例如適配器功率)時，切換網絡將第二換流器組耦接至外接電源連接器，此時系統由外接電源供電。當系統操作功率大于預設功率時，切換網絡將第二換流器組耦接至電池，此時一部分電源由外接電源提供，另外一部分由電池提供。因此，可以選用功率相對較小的適配器提供外接電源，降低成本。
文檔編號H02J7/02GK101777786SQ20091000319
公開日2010年7月14日 申請日期2009年1月14日 優先權日2009年1月14日
發明者曾慶澍, 欒桂鵬 申請人:英業達股份有限公司