功率管理方法以及应用该功率管理方法的电子系统的制作方法
【专利说明】功率管理方法以及应用该功率管理方法的电子系统
[0001 ] 交叉引用
[0002]本发明要求如下优先权:编号为61/981,294，申请日为2014年4月18日的美国临时专利申请。上述美国临时专利申请在此一并作为参考。
技术领域
[0003]本发明涉及一种功率管理方法以及应用该功率管理方法的电子系统。特别地，本发明涉及一种避免电池电压突然下降的功率管理方法以及应用该功率管理方法的电子系统。
【背景技术】
[0004]传统地，可携式电子系统(例如，移动电话、笔记本电脑或平板电脑)包含供电的电池。然而，如果由于加载峰值导致电池的电池电压突然下降，则会出现许多问题。
[0005]图1是描述传统电池电压下降问题的示意图。如图1所示，由于峰值加载P的出现，电池电压Vbat突然降低，其意味着提供给电子装置的电池电流的总电流值很大。例如，用户使用电子系统中的通信装置发送数据，并且同时启动电子系统的照相装置的闪光灯。在这种情况下，因为电池不能向整个电子系统提供足够的电池电压，所以电子系统会崩溃。
[0006]本发明提供几种方法解决上述问题。例如，增大关机阈值电压(shutdownthreshold voltage)，其中该关机阈值电压是控制电子系统自动关机的阈值电压。如果电池电压低于关机阈值电压，则电子系统自动关机。然而，对于上述方法，电池的效率会受限制。例如，电池提供最大电池电压4V，但是关机阈值电压为3.0V。那么，如果电池电压低于3.0v，则电子系统会关机。在这种情况下，既然关机阈值电压3.0v接近最大电池电压4V，因此电池只能支持电子系统在很短时间内平稳工作。可替换地，为电子系统提供一种支持更高电池电压的高电量电池可解决上述问题。然而，电子系统的成本相应会增高。
[0007]解决上述问题的另一种方法是降低总功率阻抗，其中该总功率阻抗包含电池电阻、连接器电阻以及印刷电路板布线电阻(trace resistance)。
[0008]图2是描述总电池电流与电池电压之间关系的示意图。总电池电流意味着供给电子装置的电池电流的总和。总功率阻抗线TRl以及TR2指示不同的总功率阻抗，并且TR2指示比TRl更大的总功率阻抗。总功率阻抗指示电池电阻、连接器电阻以及电路板布线电阻的总和。
[0009]另外，电池电压Vl大于电池电压V2，并且电池电压V2大于电池电压V3。另外，电池电流111大于电池电流112，并且电池电流112大于电池电流113。而且，电池电流121大于电池电流122，并且电池电流122大于电池电流123。
[0010]如图2所示，如果电池电压相同，则总功率阻抗越大，总电池电流越小。例如，如果电池电压为V3并且总功率阻抗线为TRl，则总电池电流为113。如果总功率阻抗线为TR2，则总电池电流为123，其中123小于113。因此，如果降低总功率阻抗，例如，从总功率阻抗线TR2降到总功率阻抗线TRl，则在电池具有相同电压情况下，可提供更大的总电池电流。此外，如果提供相同的总电池电流，则电池仍保持在更高电压上。这样，可解决上述问题。然而，很难降低总功率阻抗。此外，如果电池已经用了很长时间，则电池阻抗会升高，从而使得总功率阻抗相应升高并且使得上述问题更严重。
【发明内容】
[0011]本发明的一个目的是提供一种能避免电池电压突然下降的电子系统。
[0012]本发明的另一目的是提供一种能避免电池电压突然下降的功率管理方法。
[0013]本发明的一个实施例揭露一种电子系统，包含:电池;至少一个电子装置；以及功率管理单元，安排用于检测该电池的电池电压，以及当该电池电压不高于第一低阈值电压时，安排用于限制该至少一个电子装置的至少一个性能。
[0014]本发明的另一个实施例揭露一种电子系统，包含:电池;至少一个电子装置；以及功率管理单元，安排用于检测该电池的剩余电量是否不高于阈值；以及当该剩余电量不高于阈值时，安排用于限制该至少一个电子装置的至少一个性能。
[0015]本发明的另一个实施例揭露一种电子系统，包含:电池;至少两个电子装置；以及功率管理单元，安排用于执行:(a)决定预定列表中的该至少两个电子装置是否将同时工作；以及(b)如果该预定列表中的该至少两个电子装置将同时工作，则限制该电子装置的至少一个电子装置的至少一个性能。
[0016]基于上述实施例可取得相应功率管理方法。根据上述实施例可容易理解相应功率管理方法的步骤，因此为了简洁进行省略。
[0017]考虑上述实施例，既然能很好控制电子装置提供的总电池电流，因此可避免总电池电流的峰值。这样，可改善电池电压的突然下降的问题。
[0018]对于本领域技术人员，在读完依据各种图档描述的最佳实施例的详细描述后，无疑会容易理解本发明的这些以及其他目的。
【附图说明】
[0019]图1是描述传统电池电压下降问题的示意图；
[0020]图2是描述总电池电流与电池电压之间关系的示意图；
[0021]图3是根据本发明实施例描述的电子系统的区块图；
[0022]图4与图5是根据本发明实施例描述的图3中电子系统的操作示意图；
[0023]图6是根据本发明实施例描述的图3中电子系统的工作流程图；
[0024]图7与图8是根据本发明其他实施例描述的功率管理方法流程图。
【具体实施方式】
[0025]本发明提供的功率管理机制描述如下。功率管理机制包含图4-图6描述的被动模式以及图7、图8描述的主动模式。被动模式与主动模式可同时或独立使用。
[0026]图3是根据本发明实施例描述的电子系统的区块图。图4与图5是根据本发明实施例描述的图3中电子系统的操作示意图。请同时参考图3/图4或图3/图5，以更清楚理解本发明的内容。
[0027]如图3所示，电子系统300包含功率管理单元301、电池303、以及多个电子装置Dl、D2、D3与D4。功率管理单元301检测电池303的电池电压Vbat。如果电池电压Vbat不高于第一低阈值电压VLl(如图4所示)，则功率管理单元301限制电子装置D1、D2、D3、D4的至少一个性能(performance)。在一个实施例中，如果电池电压Vbat高于第一低阈值电压VLl，则功率管理单元301不限制电子装置01、02、03、04的性能。
[0028]在一个实施例中，如果电子装置的性能如图4所示进行限制，则功率管理单元301进一步检测电池电压Vbat是否升高回高阈值电压VH，其中高阈值电压VH大于第一低阈值电压VLl(如图4所示)，并且如果电池电压升高回高于或等于(不低于)高阈值电压VH，则消除对电子装置性能的限制。
[0029]在另一个实施例中，如果限制电子装置的性能，则功率管理单元301检测电池电压是否降低至低于第一低阈值(VLl)的第二低阈值VL2(如图5所示)。如果电池电压减弱至低于或等于(不高于)第二低阈值VL2，则功率管理单元301将电子装置的至少一个性能限制在一级别，其中上述级别低于图4所示的实施例的级别。这样，本发明提供小于图4所示的总电池电流。
[0030]在一个实施例中，功率管理单元301降低电子装置Dl、D2、D3、D4的至少一个下列参数以限制电子装置D1、D2、D3、D4的性能，其中下列参数例如:工作电压、工作频率、电池电流以及数据发送功率。在本实施例中，图4所描述的上述操作“设为低于实施例级别的级别”意味着为电子装置提供更低工作电压、更低工作频率、更低电池电流以及更低数据发送功率。
[0031]此外，在一个实施例中，功率管理单元301包含用于检测电池电压Vbat的功率检测单元305，并且功率管理单元301执行功率管理程序307以控制电子装置的性能，但本发明不限于此。在一个实施例中，电子装置Dl是中央处理单元(central processing unit, CPU)，电子装置D2是类似调制解调器或蓝牙装置的通信装置，电子装置是用于照相装置的闪光灯以及电子装置D4是背光单元。然而，本发明的范围并不局限于这些实施例。
[0032]图6是根据本发明实施例描述的图3中电子系统的工作流程图。图6中的流程图包含:
[0033]步骤601
[0034]电子系统正常工作。即，电子系统基于缺省设定工作。
[0035]步骤603
[0036]启动低电池电压检测。即，开始确定电池电压是否不高于低阈值电压。在这种情况下，低阈值电压是第一低阈值电压VLl(在本实施例中的3.25v)，上述低阈值电压通过步骤621进行设定。
[0037]步骤605
[0038]如果电池电压Vbat不高于第一低阈值电压VLl，则触发第一级别低电池电压状态。
[0039]步骤607
[0040]启动第一级别低功率限制操作。即，将电子装置的至少一个性能限制于第一级别。[0041 ]步骤 609
[0042]限制预定列表中所列的电子装置的性能。在一个实施例中，预定列表罗列消耗较大电池电流的电子装置，例如，CPU、图像处理单元(GraphiC Processing Unit ,GPU)、闪光灯(例如用于照相装置)、通信装置或面板。
[0043]步骤611
[0044]将低阈值电压设定至第二低阈值电压VL2(在本示例中的3.Ον)。
[0045]步骤613
[0046]启动高电池电压检测。即，开始确定电池电压是否升高至高于或等于高阈值电压VH。请注意，也检测电池电压以确定电池电压是否回落至低于或等于低阈值电压，其中低阈值电压现在是第二低阈值电压VL2。
[0047]如果电池电压升高至高于或等于(即不低于)高阈值电压VH，则进入步骤619。反之，如果电池电压回落至低于或等于(即不高于)第二低阈值电压VL2，则进入步骤615。
[0048]步骤615
[0049]如果电池电压Vbat不高于第二低阈值电压VL2，则触发第二级别低电池电压状态。
[0050]步骤617
[0051]启动第二级别低功率限制操作。即，将电子装置的至少一个性能限制于第二级别。第二级别高于步骤605中的第一级别。换句话说，在步骤617中对电子装置性能的限制比步骤607中的限制更严格。在步骤617后，进入步骤609。
[0052]步骤619
[0053]触发高电池电压状态。即，电池电压Vbat不低于高阈值电压VH。
[0054]步骤621
[0055]将低电压级别设定至第一低阈值电压VL1(在