保護裝置及其保護方法與電子系統的制作方法【專利摘要】一種保護裝置及其保護方法與電子系統。該保護裝置，用于一電子系統中，該保護裝置包含有一檢測模塊，耦接于該電子系統中一電源供應裝置與一運算裝置之間，用來檢測該電源供應裝置供應至該運算裝置的一供應電流的電流值，以產生一電流指示訊號；一判斷模塊，耦接于該檢測模塊，用來根據該電流指示訊號及至少一電流閾值，產生一控制訊號；以及一效能調整模塊，耦接于該判斷模塊及該運算裝置，用來根據該控制訊號調整該運算裝置的效能。【專利說明】保護裝置及其保護方法與電子系統【
技術領域：
】[0001]本發明涉及一種保護裝置及其保護方法與電子系統，特別是涉及一種能夠根據電子系統中供應電流的電流值調整電子系統效能的保護裝置及其保護方法與電子系統。【
背景技術：
】[0002]隨著電機電子技術的進步，許多電子裝置的體積重量都大幅縮減至能隨身攜帶的程度。像是手機、個人隨身助理器(F1DAjersonaldigitalassistant)、數碼相機、隨身影音播放裝置(像是隨身聽)以及筆記型計算機、平板計算機(tablet)等等電子裝置，都已為社會大眾所普遍運用。為了攜帶方便，這些便攜式電子裝置多半需以電池等儲電元件來供應電力。[0003]此外，便攜式電子裝置的功能日趨復雜，除了必要的功能(例如:移動通訊裝置可為通話功能、筆記型計算機可為文書處理功能、電子書可為閱讀功能等)之外，還具有游戲功能、多媒體播放功能、導航功能等從屬的功能。進一步地，隨著便攜式電子裝置的硬件規格上升(例如:中央處理器核心數目的增加、中央處理器運作頻率的提升)，當便攜式電子裝置運作于高效能狀態時(如執行多種不同功能時或執行復雜運算程序時)，便攜式電子裝置消耗的功率也大幅增加。在此狀況下，隨身電子裝置的電池需要提供大量的電流，以維持便攜式電子裝置正常工作。然而，當電池提供的電流長時間超過特定電流量時，電池的使用壽命(如可充電次數、最大電量)將會漸漸減少，進而產生需要更換電池或者電池需要頻繁充電等問題。【
發明內容】[0004]因此，本發明提出一種保護裝置及其保護方法與電子系統，用來根據電子系統中總消耗電流的電流值，調整電子系統的效能，以避免電池的使用壽命大幅降低。[0005]本發明揭示一種保護裝置，用于一電子系統中。該保護裝置包含有一檢測模塊，耦接于該電子系統中一電源供應裝置與一運算裝置之間，用來檢測該電源供應裝置供應至該運算裝置的一供應電流的電流值，以產生一電流指示訊號；一判斷模塊，耦接于該檢測模塊，用來根據該電流指示訊號及至少一電流閾值，產生一控制訊號；以及一效能調整模塊，耦接于該判斷模塊及該運算裝置，用來根據該控制訊號調整該運算裝置的效能。[0006]本發明還揭示一種電子系統，包含有一運算裝置；一電源供應裝置，用來提供一供應電流至該運算裝置；以及一保護裝置，包含有一檢測模塊，耦接于該運算裝置與該電源供應裝置之間，用來檢測該供應電流的電流值，以產生一電流指示訊號；一判斷模塊，耦接于該檢測模塊，用來根據該電流指示訊號及至少一電流閾值，產生一控制訊號；以及一效能調整模塊，耦接于該判斷模塊及該運算裝置，用來根據該控制訊號調整該運算裝置的效能。[0007]本發明還揭示一種保護方法，用于一電子裝置中。該保護方法包含有檢測該電子裝置中一電源供應裝置提供至該電子裝置中一運算裝置的一供應電流的電流值；以及根據該供應電流的電流值及至少一電流閾值，調整該運算裝置的效能。【專利附圖】【附圖說明】[0008]圖1為本發明實施例一電子系統的示意圖。[0009]圖2為圖1所示的電子系統一實施方式的示意圖。[0010]圖3為圖2所示的電子系統運作時相關訊號的示意圖。[0011]圖4為圖1所示的電子系統另一實施方式的示意圖。[0012]圖5為圖4所示的電子系統運作時相關訊號的示意圖。[0013]圖6為本發明實施例一保護方法的流程圖。[0014]附圖符號說明[0015]10電子系統[0016]100運算裝置[0017]102電源供應裝置[0018]104保護裝置[0019]106檢測模塊[0020]108判斷模塊[0021]110效能調整模塊[0022]60保護方法[0023]600~612步驟[0024]CTH電流閾值[0025]Cl電流指示訊號[0026]CON控制訊號[0027]COM比較單元[0028]Ql~Q3增益單元[0029]R1、R2分壓電阻[0030]RS感應電阻[0031]SC供應電流[0032]Tl~T6時間點[0033]VGU電壓產生單元[0034]VTH電壓閾值[0035]VTH_H高電壓閾值[0036]VTH_L低電壓閾值【具體實施方式】[0037]請參考圖1，圖1為本發明實施例一電子系統10的示意圖。電子系統10可為手機、個人隨身助理器(personaldigitalassistant,PDA)、數碼相機、隨身影音播放裝置、筆記型計算機、平板計算機等便攜式電子裝置，但不限于此。如圖1所示，電子系統10包含有一運算裝置100、一電源供應裝置102以及一保護裝置104。運算裝置100可為中央處理單元(CentralProcessingUnit,CPU)或電子系統10中其他運算元件。電源供應裝置102可為電池等儲電元件，其用來提供一供應電流SC至運算裝置100。保護裝置104耦接于運算裝置100與電源供應裝置102之間，用來于供應電流SC超過一電流閾值CTH時，降低運算裝置100的效能，以避免電源供應裝置102因輸出過大電流而降低本身的使用壽命。簡單來說，保護裝置104是根據電源供應裝置102提供至運算裝置100的供應電流SC，調整運算裝置100的效能，從而避免供應電流SC過大而降低電源供應裝置102的使用壽命。[0038]詳細而言，保護裝置104包含有一檢測模塊106、一判斷模塊108以及一效能調整模塊110。檢測模塊106耦接于運算裝置100與電源供應裝置102之間，用來檢測電源供應裝置102產生的供應電流SC的電流值，以產生一電流指示訊號Cl。判斷模塊108耦接于檢測模塊106，用來根據電流指示訊號Cl，產生一控制訊號C0N。效能調整模塊110(例如:一微處理器或一通用型輸入輸出(GeneralPurposeInput/Output,GPIO))稱接于運算裝置100與判斷模塊108之間，用來根據控制訊號C0N，調整運算裝置100的效能。當判斷模塊108通過電流指示訊號Cl得知電源供應裝置102提供的供應電流SC的電流值高過一電流閾值CTH時，判斷模塊108產生適當的控制訊號C0N，以通過效能調整模塊100使運算裝置100進入一保護模式。當運算裝置100進入保護模式時，運算裝置100的效能將會逐漸降低，進而逐漸減少電源供應裝置102提供至運算裝置100的供應電流SC。舉例來說，若運算裝置100為一多核心中央處理器，當運算裝置100進入保護模式時，運算裝置100可通過降低運作的核心數或是降低運作頻率來降低本身的效能。接下來，當判斷模塊108通過電流指示訊號Cl得知電源供應裝置102提供的供應電流SC的電流值下降至低于電流閾值CTH時，判斷模塊108產生適當的控制訊號C0N，以使運算模塊100離開保護模式。據此，保護裝置104可根據電源供應裝置102提供至運算裝置100的供應電流SC，調整運算裝置100的效能，從而避免供應電流SC過大而降低電源供應裝置102的使用壽命。[0039]根據不同應用，保護裝置104可以各式各樣的方式實現。舉例來說，請參考圖2，圖2為圖1所示的電子裝置10的一實施方式的示意圖。如圖2所示，保護裝置104中的檢測模塊106包含有感應電阻RS以及增益單元Q1。判斷模塊108包含有電壓產生單元VGU以及比較單元COM。于運算裝置100運作時，電源供應裝置102提供的供應電流SC會流經感應電阻RS，進而在感應電阻RS的兩端產生與供應電流SC的電流值成正比的電壓VRS。為了最小化消耗于感應電阻RS上的功率，感應電阻RS的電阻值不可過大。因此，電壓VRS需通過增益單元Ql放大后(如放大50倍)，才可作為指示供應電流SC的電流值的電流指示訊號Cl。電壓產生單元VGU包含有分壓電阻Rl、R2，用來產生對應于電流閾值CTH的一電壓閾值VTH。比較單元COM是以一增益單元Q2所實現。增益單元Q2的兩輸入端分別耦接于電流指示訊號Cl以及電壓閾值VTH，以根據電流指示訊號Cl與電壓閾值VTH間的大小關系，輸出控制訊號C0N。當供應電流SC的電流值過大時，電流指示訊號Cl會大于電壓閾值VTH0此時，增益單元Q2輸出指示供應電流SC的電流值過高的控制訊號C0N，以使效能調整模塊110調整運算裝置100進入保護模式。而當供應電流SC的電流值恢復正常時，電流指示訊號Cl會低于電壓閾值VTH。此時，增益單元Q2輸出指示供應電流SC的電流值正常的控制訊號C0N，以使效能調整模塊110調整運算裝置100離開保護模式。換句話說，比較單元COM可通過比較電流指示訊號Cl與電壓閾值VTH，產生適當的控制訊號C0N，以指示效能調整模塊110控制運算裝置100是否進入保護模式。[0040]請參考圖3，圖3為圖2所示的電子系統10運作時相關訊號的示意圖。如圖3所示，當供應電流SC的電流值隨著運算裝置100的效能而逐漸升高時，電流指示訊號Cl亦漸漸增加。在一時間點Tl，電流指示訊號Cl超越對應于電流閾值CTH的電壓閾值VTH，控制訊號CON切換為高邏輯訊號。此時，效能調整模塊110控制運算裝置100開啟保護模式，進而降低供應電流SC的電流值。在一時間點T2，電流指示訊號Cl下降至低于電流閾值VTH，控制訊號CON切換為低邏輯訊號。效能調整模塊110控制運算裝置100關閉保護模式，從而使運算模塊100保持目前功率。[0041]值得注意的是，本發明的主要精神在于通過檢測電源供應裝置提供至運算裝置的供應電流的電流值，調整運算裝置的效能(即功率消耗)，以于供應電流的電流值過大時，降低運算裝置的效能，從而避免傷害電源供應裝置的使用壽命。根據不同應用，本領域技術人員應可據以實施合適的改變及更動。舉例來說，請參考圖4，圖4為圖1所示的電子系統10另一實施方式的示意圖。圖4所示的電子系統10類似于圖2所示的電子系統10，因此功能相同的訊號與元件以相同的符號表示。與圖2所示的電子系統10不同的是，比較單元COM是以一類似于史密斯觸發器的增益單元Q3實現。增益單元Q3會根據電壓閾值VTH，產生一高電壓閾值VTH_H與一低電壓閾值VTH_L。當供應電流SC的電流值過大而使電流指示訊號Cl大于高電壓閾值VTH_H時，增益單元Q3輸出指示供應電流SC的電流值過高的控制訊號C0N,以使效能調整模塊110控制運算裝置100進入保護模式。另一方面，當供應電流SC的電流值恢復正常而使電流指示訊號Cl低于電壓閾值VTH_L時，增益單元Q3輸出指示供應電流SC的電流值正常的控制訊號C0N，以使效能調整模塊110控制運算裝置100離開保護模式。據此，圖4所示的電子系統10可避免因電流指示訊號Cl上的雜訊，而錯誤判斷供應電流SC的電流值是否超過電流閾值CTH。[0042]請參考圖5，圖5為圖4所示的電子系統10運作時相關訊號的示意圖。如圖5所示，當供應電流SC的電流值隨著運算裝置100的效能而逐漸升高時，電流指示訊號Cl亦漸漸增加。在一時間點Tl，電流指示訊號Cl超越對應于電流閾值CTH的高電壓閾值VTH_H，控制訊號CON切換為高邏輯訊號。此時，效能調整模塊110控制運算裝置100開啟保護模式，進而降低供應電流SC的電流值。雖然電流指示訊號Cl于一時間點T2下降至低于高電壓閾值VTH_H，控制訊號CON不作切換。接下來，電流指示訊號Cl持續下降直至一時間點T3。在時間點T3，電流指示訊號Cl小于低電壓閾值VTH_L，控制訊號CON切換為低邏輯訊號，效能調整模塊110控制運算裝置100關閉保護模式，其余以此類推。據此，當電流指示訊號Cl因雜訊而在高電壓閾值VTH_H與低電壓閾值VTH_L間跳動時，控制訊號CON不會隨之跳動，從而避免雜訊影響圖4所示的電子系統10的運作。[0043]關于電子系統10根據供應電流SC的電流值調整運算裝置100效能的方式，可進一步歸納出一保護方法60。請參考圖6，需注意的是，若是有實質上相同的結果，則保護方法60并不以圖6所示流程圖的順序為限。保護方法60可用于一電子系統，且包含有:[0044]步驟600:開始。[0045]步驟602:電子系統中一運算裝置開始運作，且一電源供應裝置開始提供一供應電流至運算裝置。[0046]步驟604:檢測供應電流的電流值。[0047]步驟606:判斷供應電流的電流值是否大于一電流閾值。若供應電流的電流值大于電流閾值執行步驟608;反之，執行步驟602。[0048]步驟608:降低運算裝置的效能。[0049]步驟610:判斷供應電流的電流值是否小于電流閾值。若供應電流的電流值小于電流閾值執行步驟612;反之，執行步驟608。[0050]步驟612:停止降低運算裝置的效能。[0051]據此，保護方法60可根據電子系統中供應電流的電流值，調整運算裝置的效能，以避免供應電流的電流值過大而傷害電子系統中電源供應裝置的使用壽命。根據不同應用，本領域技術人員應可據以實施適當的修改與更動。舉例來說，步驟606與步驟610的電流閾值可為不同，以避免雜訊干擾判斷供應電流電流值的準確性。[0052]綜上所述，上述實施例提出的保護裝置及其保護方法與電子系統能夠根據供應電流的電流值，調整運算裝置的效能，從而防止電源供應裝置的使用壽命因供應電流的電流值過大而大幅衰減。[0053]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。【權利要求】1.一種保護裝置，用于一電子系統中，該保護裝置包含有:一檢測模塊，耦接于該電子系統中一電源供應裝置與一運算裝置之間，用來檢測該電源供應裝置供應至該運算裝置的一供應電流的電流值，以產生一電流指示訊號；一判斷模塊，耦接于該檢測模塊，用來根據該電流指示訊號及至少一電流閾值，產生一控制訊號；以及一效能調整模塊，耦接于該判斷模塊及該運算裝置，用來根據該控制訊號調整該運算裝置的效能。2.如權利要求1所述的保護裝置，其中該判斷模塊是于該電流指示訊號指示該供應電流的電流值大于該至少一電流閾值中一第一電流閾值時，調整該控制訊號，以控制該效能調整模塊降低該運算裝置的效能。3.如權利要求1所述的保護裝置，其中該判斷模塊是于該電流指示訊號指示該供應電流的電流值小于該至少一電流閾值中一第一電流閾值時，調整該控制訊號，以控制該效能調整模塊停止降低該運算裝置的效能。4.如權利要求1所述的保護裝置，其中該檢測模塊包含有:一感應電阻，耦接于該電池模塊與該運算裝置之間，用來根據該電源供應裝置輸出至該運算裝置的該供應電流，產生對應于該供應電流的電流值的一感應電壓；以及一增益單元，耦接于該感應電阻的兩側，用來根據該感應電壓，產生一增益感應電壓作為該電流指示訊號。5.如權利要求4所述的保護裝置，其中該判斷模塊包含有:一電壓產生單兀，用來產生一閾值電壓；以及一比較單元，耦接于該增益單元，用來根據該增益感應電壓，產生該至少一電流閾值，并根據該至少一電流閾值及該閾值電壓，產生該控制訊號。6.—種電子系統,包含有:一運算裝置；一電源供應裝置，用來提供一供應電流至該運算裝置；以及一保護裝置，包含有:一檢測模塊，耦接于該運算裝置與該電源供應裝置之間，用來檢測該供應電流的電流值，以產生一電流指示訊號；一判斷模塊，耦接于該檢測模塊，用來根據該電流指示訊號及至少一電流閾值，產生一控制訊號；以及一效能調整模塊，耦接于該判斷模塊及該運算裝置，用來根據該控制訊號調整該運算裝置的效能。7.如權利要求6所述的電子系統，其中該判斷模塊是于該電流指示訊號指示該供應電流的電流值大于該至少一電流閾值中一第一電流閾值時，調整該控制訊號，以控制該效能調整模塊降低該運算裝置的效能。8.如權利要求6所述的電子系統，其中該判斷模塊是于該電流指示訊號指示該供應電流的電流值小于該至少一電流閾值中一第一電流閾值時，調整該控制訊號，以控制該效能調整模塊停止降低該運算裝置的效能。9.如權利要求6所述的電子系統，其中該檢測模塊包含有:一感應電阻，耦接于該電池模塊與該運算裝置之間，用來根據該電源供應裝置輸出至該運算裝置的該供應電流，產生一感應電壓；以及一增益單元，耦接于該感應電阻的兩側，用來根據該感應電壓，產生一增益感應電壓作為該電流指示訊號。10.如權利要求9所述的電子系統，其中該判斷模塊包含有:一電壓產生單兀，用來產生一閾值電壓；以及一比較單元，耦接于該增益單元，用來根據該增益感應電壓，產生該至少一電流閾值，并根據該至少一電流閾值及該閾值電壓，產生該控制訊號。11.一種保護方法，用于一電子裝置中，該保護方法包含有:檢測該電子裝置中一電源供應裝置提供至該電子裝置中一運算裝置的一供應電流的電流值；以及根據該供應電流的電流值及至少一電流閾值，調整該運算裝置的效能。12.如權利要求11的保護方法，其中根據該供應電流值及該至少一電流閾值，調整該運算裝置的效能的步驟包含有:當該供應電流的電流值大于該至少一電流閾值中一第一電流閾值時，降低該運算裝置的效能。13.如權利要求11的保護方法，其中根據該供應電流值及該至少一電流閾值，調整該運算裝置的效能的步驟包含有:當該供應電流的電流值小于該至少一電流閾值中一第一電流閾值時，停止降低該運算裝置的效能。【文檔編號】H02H9/02GK103972876SQ201310061072【公開日】2014年8月6日申請日期:2013年2月27日優先權日:2013年1月31日【發明者】陳建良,廖建富申請人:緯創資通股份有限公司