专利名称：便携式计算机系统及相关电源供应装置与充电方法
技术领域：
本发明涉及一种便携式计算机系统及相关电源供应装置与充电方法，尤其涉及一 种可提升使用时的便利性，同时可保护系统正常运作的便携式计算机系统及相关电源供应 装置与充电方法。
背景技术：
随着科技的发展与产业的进步，便携式电子装置(如笔记本型计算机、移动电 话、相机、MP3播放器等)在日常生活中被使用的机会也大幅增加。为了方便使用者随身携 带，便携式电子装置皆配备有用来储存电力的充电电池，以提供便携式电子装置运作时所 需的电力。由于充电电池所能储存的电量有限，当充电电池的电量耗尽时，使用者必需更换 电量充足的电池或使用其他电力来源，才能继续使用便携式计算机系统。针对笔记本型计算机，为了避免频繁更换电池所带来的不便，公知技术已公开一 种具有充电电池的底座(Dock)，其可通过特殊的接口与笔记本型计算机连接，达到双电池 的目的。举例来说，请参考图1，图1为公知的一笔记本型计算机100的示意图。笔记本型 计算机100包含有一充电电池102，并可通过一接口 104与一底座106连接，而其他固定机 构则省略而未绘出，以求简洁。底座106主要包含有充电电池，并可包含扩充接口的连接端 口，如USB、IEEE 1394等接口的连接端口。当笔记本型计算机100与底座106结合后，笔记 本型计算机100即增加了一个充电电池，因而可延长使用时间。一般而言，当笔记本型计算机100与底座106结合后，笔记本型计算机100是以 底座106中的充电电池为优先放电的电池，并以充电电池102为优先充电的电池。也就是 说，当笔记本型计算机100未连接至外接电源时，先由底座106中的充电电池放电给系统， 待底座106中的充电电池电源耗尽后，始改由充电电池102进行放电。相对地，当笔记本型 计算机100连接至外接电源时，先对充电电池102进行充电，待充电电池102充饱后，才对 底座106中的充电电池进行充电。如此一来，可确保当底座106移除后，充电电池102仍能 提供电力，以维持系统正常运作。然而，由于笔记本型计算机100或底座106只能分别控制 所属的充电电路，而无法控制另一充电电路，可能因此造成充电电流过大，而导致变压器过 载。为了避免这种情形，其中一种公知技术在底座106上设置特殊的机构，用来在笔记本型 计算机100与底座106结合后，卡住笔记本型计算机100上的电源插入孔，而仅留底座106 上的电源插入孔，避免笔记本型计算机100上的电源插入孔连接变压器。另一种公知技术 是用笔记本型计算机100主机板的充电控制装置去控制充电的瓦特数，但这会让接口 104 需传送高电压，可能产生不必要的风险，同时，笔记本型计算机100与底座106分开后，底座 106就不能充电，影响使用时的便利性。存在对可提升使用时的便利性，同时可保护系统正常运作的便携式计算机系统及 相关电源供应装置与充电方法的需求。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种便携式计算机系统及相关电源供应装置 与充电方法。本发明公开一种便携式计算机系统，包含有一主机、一储电装置及一底座。该主机 包含有一运算电路。该储电装置，设于该主机中，包含有一第一电源端，耦接于该运算电路； 一第一电源插孔，用来嵌合一变压器；一第一电流检测电路，耦接于该第一电源插孔与该第 一电源端之间，用来检测由该第一电源插孔至该第一电源端的电流，以产生一第一检测结 果；一第一充电电池；一第一开关，耦接于该第一充电电池与该第一电源端之间，用来根据 该第一充电电池的电量，切换该第一充电电池与该第一电源端的连接；以及一第一充电电 路，耦接于该第一电源端与该第一充电电池，用来根据一第一控制信号，对该第一充电电池 进行充电。该底座，以可插拔方式嵌合于该主机，包含有一第二电源端，耦接于该运算电路； 一第二电源插孔，用来嵌合该变压器；一第二电流检测电路，耦接于该第二电源插孔与该第 二电源端之间，用来检测由该第二电源插孔至该第二电源端的电流，以产生一第二检测结 果；一第二充电电池；一第二开关，耦接于该第二充电电池与该第二电源端之间，用来根据 该第二充电电池的电量，切换该第二充电电池与该第二电源端的连接；一第二充电电路，耦 接于该第二电源端与该第二充电电池，用来根据一第二控制信号，对该第二充电电池进行 充电；以及一控制装置，耦接于该第一电流检测电路、该第一充电电路、该第二电流检测电 路及该第二充电电路，用来根据该第一检测结果及该第二检测结果，输出该第一控制信号 及该第二控制信号，以控制该第一充电电路及该第二充电电路。本发明还公开一种用于一电子装置的电源供应装置，包含有多个储电装置及一控 制装置。该多个储电装置的每一储电装置包含有一电源端，耦接于该电子装置的一主机；一 电源插孔，用来嵌合一变压器；一电流检测电路，耦接于该电源插孔与该电源端之间，用来 检测由该电源插孔至该电源端的电流，以产生一检测结果；一充电电池；一开关，耦接于该 充电电池与该电源端之间，用来根据该充电电池的电量，切换该充电电池与该电源端的连 接；以及一充电电路，耦接于该电源端与该充电电池，用来根据一控制信号，对该充电电池 进行充电。该控制装置，耦接于该多个储电装置的多个电流检测电路及多个充电电路，用来 根据该多个电流检测电路的多个检测结果，输出多个控制信号，以控制该多个充电电路。本发明还公开一种用于一电子装置的充电方法，该电子装置包含有多个储电装 置，该充电方法包含有检测该多个储电装置的每一储电装置所接收的电流，以产生多个检 测结果；以及根据该多个检测结果，控制该多个储电装置的充电运作。本发明根据电流检测结果，控制充电电路的运作，因而不需设置“防呆”机构卡住 电源插孔，即可避免变压器过载而烧毁。除此之外，底座与主机间需传送的高电压信号较 少，可减少产生不必要风险的可能。因此，本发明除了可提升使用时的便利性外，同时可保 护系统正常运作。
图1为公知的一笔记本型计算机的示意图。图2为本发明实施例的一便携式计算机系统的功能方块图。图3A为图2的便携式计算机系统的一变化实施例示意图。
5图3B为图2的一控制装置的示意图。
图4为本发明实施例-图5为本发明实施例-主要组件符号说明 100笔记本型计算机 102充电电池 104 接口 106、202 底座 20便携式计算机系统 200、400 主机 204运算电路
-电源供应装置的示意图。 -充电流程的示意图。
230第二充电电路 232、402控制装置 Cl第一控制信号 C2第二控制信号 Rl第一检测结果 R2第二检测结果 300第一转换电路 206、PST_1 PST_n储电装置302第二转换电路
CMPU CMP2比较器 304信号产生器 40电源供应装置
208第一电源端 210第一电源插孔 212第一电流检测电路
214第一充电电池T_1
216第一开关R_1
218第一充电电路CSC_1
220第二电源端BT_1 ‘
222第二电源插孔SW_1-
224第二电流检测电路CHR_1
226第二充电电池CTR_1
228第二开关SR_1 ‘
T_n电源端 R_n电源插孔 CSC_n电流检测电路 -81"_11充电电池 -Sff_n开关 011 _11充电电路 CTR_n控制信号 -SR_n检测结果
具体实施例方式
请参考图2，图2为本发明实施例的一便携式计算机系统20的功能方块图。便携 式计算机系统20包含有一主机200及一底座202。主机200包含有一运算电路204及一储 电装置206，而底座202则以插拔方式嵌合于主机200，即类似于图1所示之例。运算电路 204用来实现便携式计算机系统20的功能，其可能包含有中央处理器、存储器、储存装置、 显示装置、输入接口等。储电装置206包含有一第一电源端208、一第一电源插孔210、一第 一电流检测电路212、一第一充电电池214、一第一开关216及一第一充电电路218。第一电 源端208用来供电给运算电路204。第一电源插孔210可嵌合外接电源，即一变压器的输出 端。第一电流检测电路212可检测第一电源插孔210至第一电源端208的电流大小，并产 生一第一检测结果R1。第一充电电路218可根据一第一控制信号Cl，对第一充电电池214 进行充电。第一开关216则根据第一充电电池214的电量，切换第一充电电池214与第一 电源端208的连接。底座202包含有一第二电源端220、一第二电源插孔222、一第二电流 检测电路224、一第二充电电池226、一第二开关228及一第二充电电路230，其架构与运作 方式皆类似于储电装置206。亦即，第二电源端220用来供电给运算电路204 ；第二电源插 孔222可嵌合一变压器的输出端；第二电流检测电路224可检测第二电源插孔222至第二电源端220的电流大小，并产生一第二检测结果R2 ；第二充电电路230可根据一第二控制 信号C2，对第二充电电池226进行充电；以及第二开关228则根据第二充电电池226的电 量，切换第二充电电池226与第二电源端220的连接。除此之外，底座202还包含有一控制 装置232，用来输出第一控制信号Cl及第二控制信号C2至第一充电电路218及第二充电电 路230，以控制第一充电电池214及第二充电电池226的运作，详细说明如下。当主机200与底座202结合后，主机200是以底座202中的第二充电电池226为 优先放电的电池，并以第一充电电池214为优先充电的电池。也就是说，当未连接外接电源 时，便携式计算机系统20先由第二充电电池226放电给运算电路204，待第二充电电池226 电源耗尽后，才改由第一充电电池214进行放电。相对地，当主机200连接至外接电源时， 先对第一充电电池214进行充电，待第一充电电池214充饱后，才对第二充电电池226进行 充电。在此情形下，由于第一电源插孔210及第二电源插孔222皆可嵌合变压器，因此相关 充电运作方式可分以下两种情况做说明。第一，若第一电源插孔210嵌合有一变压器时，变压器所提供的直流电源会经由 第一电源插孔210及第一电流检测电路212，输出至第一电源端208，以供应至运算电路204 及第一充电电路218，并进一步供应至第二电源端220。此时，控制装置232会通过第一控制 信号Cl及第二控制信号C2，控制第一充电电路218优先对第一充电电池214进行充电。同 时，若有剩余电力，即第一检测结果Rl显示第一电源插孔210至第一电源端208的电流小 于一预设值，则控制装置232会控制第二充电电路230亦对第二充电电池226进行充电。相 反地，若第一检测结果Rl显示第一电源插孔210至第一电源端208的电流超过预设值时， 表示变压器可能面临超载的风险，则控制装置232可据以控制第二充电电路230降低或停 止对第二充电电池226的充电电流，或进一步控制运算电路204的功耗，如降低风扇转速、 降低中央处理器的操作速率等。如此一来，除了可确保优先对第一充电电池214充电外，还 可避免变压器超载的可能，以维持系统正常运作。第二，若第二电源插孔222嵌合有一变压器时，变压器所提供的直流电源会经由 第二电源插孔222及第二电流检测电路224，输出至第二电源端220，以供应至运算电路204 及第二充电电路230，并进一步供应至第一电源端208。此时，控制装置232会通过第一控制 信号Cl及第二控制信号C2，控制第一充电电路218优先对第一充电电池214进行充电。同 时，若有剩余电力，即第二检测结果R2显示第二电源插孔222至第二电源端220的电流小 于一特定值，则控制装置232会控制第二充电电路230亦对第二充电电池226进行充电。相 反地，若第二检测结果R2显示第二电源插孔222至第二电源端220的电流超过特定值时， 表示变压器可能面临超载的风险，则控制装置232可据以控制第二充电电路230降低或停 止对第二充电电池226的充电电流，或进一步控制运算电路204的功耗，如降低风扇转速、 降低中央处理器的操作速率等。如此一来，除了可确保优先对第一充电电池214充电外，还 可避免变压器超载的可能，以维持系统正常运作。上述两种情形为建立在“优先对第一充电电池214进行充电”的基础上，而本发明 的精神在于先检测变压器输出电流的大小，再据以控制充电的运作，因此，其他衍生的变化 亦属本发明的范畴，如“优先对第二充电电路230进行充电”、“优先对嵌合有变压器的一侧 的充电电路进行充电”等。另外，仿此概念，亦可衍生为“双电池同时充电”，例如，控制装置 232根据第一检测结果Rl及第二检测结果R2，控制第一充电电路218与第二充电电路230同时对第一充电电池214及第二充电电池226进行充电。此外，图2所示的便携式计算机 系统20为本发明的实施例，本领域技术人员当可据以做不同的变化，而不限于此。举例来说， 若第一电流检测电路212产生的信号电平较低，如图3A所示，可在第一电流检测电路212与 控制装置232间增加一第一转换电路300，并在第二电流检测电路224与控制装置232间增 加一第二转换电路302，分别用来转换或放大第一检测结果Rl及第二检测结果R2，使得控制 装置232可正确判断变压器的输出电流大小。更进一步地，可将第一转换电路300及第二转 换电路302整合至第一充电电路218及第二充电电路230，例如使用第一充电电路218及第 二充电电路230中闲置的电路实现第一转换电路300及第二转换电路302，以减小布局面积。另外，控制装置232的实现方式亦不限于特定组件，只要能根据第一检测结果Rl 及第二检测结果R2，正确控制第一充电电路218及第二充电电路230即可。例如，图3B为控 制装置232的一实施例的示意图。在图3B中，控制装置232包含有比较器CMP1、CMP2及一 信号产生器304。比较器CMP1、CMP2可比较第一检测结果Rl及第二检测结果R2与一参考 信号VREF，而信号产生器304则根据比较结果，产生第一控制信号Cl及第二控制信号C2。 在某些情形下，亦可将比较器CMP1、CMP2的比较结果当作第一控制信号Cl及第二控制信号 C2，以省略信号产生器304。需注意的是，图3B仅用以说明控制装置232可能的实施方式， 本领域技术人员当可根据所需，以硬件电路、固件、软件等方式实现控制装置232，而不限于 此。例如，若以固件方式实现控制装置232，则可由键盘控制器等写入程序代码，以达到控 制装置232的功能。此外，在图2中，控制装置232设于底座202，实际上，其亦可设于主机 200 中。由上述可知，便携式计算机系统20包含有两个可用的电源插孔(第一电源插孔 210及第二电源插孔222)，亦即本发明不需设置“防呆”机构卡住其中的一电源插孔。在此 情形下，当使用者欲使用外接电源(变压器)操作便携式计算机系统20或进行充电时，使 用者可任意将变压器插入第一电源插孔210或第二电源插孔222，则控制装置232可根据 第一检测结果Rl或第二检测结果R2，控制第一充电电路218及第二充电电路230的运作， 避免变压器过载而烧毁。因此，本发明除了可提升使用时的便利性外，同时可保护系统正常 运作。除此之外，由于设于底座202的控制装置232藉由第一检测结果Rl及第一控制信号 Cl，控制主机200的第一充电电路218，换言之，底座202与主机200间需传送的高电压信号 仅第一电源端208与第二电源端220间传送的电源，可避免使用者误触连接器中高电位传 输端，避免产生短路，以减少产生不必要风险的可能，提升可靠度。在图2中，储电装置206及底座202可视为双电池的电源供应装置，可据此衍生出 多电池的电源供应装置。请参考图4，图4为本发明实施例一电源供应装置40的示意图。电 源供应装置40用来供应电源至一电子装置的一主机400，其包含有储电装置PST_1 PST_ η及一控制装置402。储电装置PST_1 PST_n的架构与运作方式皆同于图2的储电装置 206，例如，储电装置PST_1包含有一电源端T_1、一电源插孔R_1、一电流检测电路CSC_1、 一充电电池BT_1、一开关SW_1及一充电电路CHR_1。电流检测电路CSC_1可检测电源插孔 R_1至电源端T_1的电流，以产生一检测结果SR_1予控制装置402。以此类推，控制装置402 可根据储电装置PST_1 PST_n所产生的检测结果SR_1 SR_n，输出控制信号CTR_1 CTR_n至充电电路CHR_1 CHR_n，以控制对应的充电运作情形。举例来说，当某一检测结 果SR_x显示对应的电源插孔R_x至电源端T_x的电流超过预设值时，控制装置402可控制其他储电装置的充电电路降低电源供给，或降低主机400的电源消耗，以避免变压器过载。需注意的是，电源供应装置40由图2的便携式计算机系统20所衍生，故详细操作 或变化可参考前述说明。例如，控制装置402可以是以硬件电路、固件、软件等方式实现，且 较佳地设置于一外接的储电装置上，该外接的储电装置以可插拔方式装置于电子装置中， 当然不限于此。另外，亦可仿照图3，在电流检测电路CSC_1 CSC_n与控制装置402间 增加转换电路，用以转换检测结果SR_1 SR_n ；或将所增加的转换电路整合于充电电路 CHR_1 CHR_n中，以提升布局效率。进一步地，电源供应装置40的运作方式，可归纳为一充电流程50，如图5所示。充 电流程50包含以下步骤步骤500:开始。步骤502 检测储电装置PST_1 PST_n所接收的电流，以产生检测结果SR_1 SR_n。步骤504 根据检测结果SR_1 SR_n，控制充电电路CHR_1 CHR_n的运作。步骤506:结束。充电流程50的详细说明可参考前述，在此不赘述。综上所述，本发明根据电流检测结果，控制充电电路的运作，因而不需设置“防呆” 机构卡住电源插孔，即可避免变压器过载而烧毁。除此之外，在本发明中，底座与主机间需 传送的高电压信号较少，可减少产生不必要风险的可能。因此，本发明除了可提升使用时的 便利性外，同时可保护系统正常运作。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
一种便携式计算机系统，包括一主机，所述主机包括一运算电路；一储电装置，设于所述主机中，所述储电装置包括一第一电源端，耦接于所述运算电路；一第一电源插孔，用来嵌合一变压器；一第一电流检测电路，耦接于所述第一电源插孔与所述第一电源端之间，用来检测由所述第一电源插孔至所述第一电源端的电流，以产生一第一检测结果；一第一充电电池；一第一开关，耦接于所述第一充电电池与所述第一电源端之间，用来根据所述第一充电电池的电量，切换所述第一充电电池与所述第一电源端的连接；以及一第一充电电路，耦接于所述第一电源端与所述第一充电电池，用来根据一第一控制信号，对所述第一充电电池进行充电；以及一底座，以可插拔方式嵌合于所述主机，所述底座包括一第二电源端，耦接于所述运算电路；一第二电源插孔，用来嵌合所述变压器；一第二电流检测电路，耦接于所述第二电源插孔与所述第二电源端之间，用来检测由所述第二电源插孔至所述第二电源端的电流，以产生一第二检测结果；一第二充电电池；一第二开关，耦接于所述第二充电电池与所述第二电源端之间，用来根据所述第二充电电池的电量，切换所述第二充电电池与所述第二电源端的连接；一第二充电电路，耦接于所述第二电源端与所述第二充电电池，用来根据一第二控制信号，对所述第二充电电池进行充电；以及一控制装置，耦接于所述第一电流检测电路、所述第一充电电路、所述第二电流检测电路及所述第二充电电路，用来根据所述第一检测结果及所述第二检测结果，输出所述第一控制信号及所述第二控制信号，以控制所述第一充电电路及所述第二充电电路。
2.如权利要求1所述的便携式计算机系统，其中所述控制装置在所述第一检测结果显 示由所述第一电源插孔至所述第一电源端的电流超过一预设值时，控制所述第二充电电路 降低对所述第二充电电池的电源供给。
3.如权利要求2所述的便携式计算机系统，其中所述控制装置还用来在所述第一检测 结果显示由所述第一电源插孔至所述第一电源端的电流超过所述预设值时，降低所述运算 电路的电源消耗。
4.如权利要求1所述的便携式计算机系统，其中所述控制装置在所述第二检测结果显 示由所述第二电源插孔至所述第二电源端的电流超过一预设值时，控制所述第一充电电路 降低对所述第一充电电池的电源供给。
5.如权利要求4所述的便携式计算机系统，其中所述控制装置还用来在所述第二检测 结果显示由所述第二电源插孔至所述第二电源端的电流超过所述预设值时，降低所述运算 电路的电源消耗。
6.如权利要求1所述的便携式计算机系统，其中所述第一储电装置还包括一转换电 路，用来转换所述第一检测结果。
7.如权利要求6所述的便携式计算机系统，其中所述转换电路整合在所述充电电路中。
8.如权利要求1所述的便携式计算机系统，其中所述第二储电装置还包括一转换电 路，用来转换所述第二检测结果。
9.如权利要求8所述的便携式计算机系统，其中所述转换电路整合于所述充电电路中。
10.如权利要求1所述的便携式计算机系统，其中所述控制装置以固件实现。
11.一种用于一电子装置的电源供应装置，包括 多个储电装置，每一储电装置包括一电源端，耦接于所述电子装置的一主机； 一电源插孔，用来嵌合一变压器；一电流检测电路，耦接于所述电源插孔与所述电源端之间，用来检测由所述电源插孔 至所述电源端的电流，以产生一检测结果； 一充电电池；一开关，耦接于所述充电电池与所述电源端之间，用来根据所述充电电池的电量，切换 所述充电电池与所述电源端的连接；以及一充电电路，耦接于所述电源端与所述充电电池，用来根据一控制信号，对 所述充电电池进行充电；以及一控制装置，耦接于所述多个储电装置的多个电流检测电路及多个充电电路，用来根 据所述多个电流检测电路的多个检测结果，输出多个控制信号，以控制所述多个充电电路。
12.如权利要求11所述的电源供应装置，其中所述控制装置在一储电装置的一检测结 果显示由一对应的电源插孔至一对应的电源端的电流超过一预设值时，控制其他储电装置 的充电电路降低电源供给。
13.如权利要求12所述的电源供应装置，其中所述控制装置还用来在所述储电装置的 所述检测结果显示由所述对应的电源插孔至所述对应的电源端的电流超过所述预设值时， 降低所述主机的电源消耗。
14.如权利要求11所述的电源供应装置，其中所述控制装置设于所述多个储电装置的 一特定储电装置，所述特定储电装置以可插拔方式设置于所述电子装置中。
15.如权利要求11所述的电源供应装置，其中所述每一储电装置还包括一转换电路， 用来转换所述检测结果。
16.如权利要求15所述的电源供应装置，其中所述转换电路整合于所述充电电路中。
17.如权利要求11所述的电源供应装置，其中所述控制装置以固件实现。
18.如权利要求11所述的电源供应装置，其中所述电子装置为一计算机系统。
19.一种用于一电子装置的充电方法，所述电子装置包括多个储电装置，所述充电方—括 检测所述多个储电装置的每一储电装置所接收的电流，以产生多个检测结果；以及 根据所述多个检测结果，控制所述多个储电装置的充电运作。
20.如权利要求19所述的充电方法，其中根据所述多个检测结果，控制所述多个储电 装置的运作的步骤，为在一检测结果显示一储电装置所接收的电流超过一预设值时，降低 其他储电装置所接收的电流。
全文摘要
本发明涉及便携式计算机系统及相关电源供应装置与充电方法。具体地，提供一种便携式计算机系统，包含主机、储电装置及底座。该储电装置设于该主机中，用来检测由第一电源插孔至第一电源端的电流，以产生第一检测结果，并根据第一控制信号，对第一充电电池进行充电。该底座以可插拔方式嵌合于该主机，用来检测由第二电源插孔至第二电源端的电流，以产生第二检测结果，并根据第二控制信号，对第二充电电池进行充电。该底座包含控制装置，用来根据该第一检测结果及该第二检测结果，输出该第一控制信号及该第二控制信号，以控制对该第一充电电池及该第二充电电池的充电运作。本发明除了可提升使用时的便利性外，同时可保护系统正常运作。
文档编号H02J7/00GK101957647SQ20091015758
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者吴德隆, 李俊达, 陈建良 申请人:纬创资通股份有限公司