專利名稱：電源電路和其電源管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于 一種電源的管理技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種包含綠色電源與市電 的電源的管理技術(shù)。
背景技術(shù)：
對(duì)于目前各種可攜式電子產(chǎn)品而言，例如個(gè)人數(shù)字助理(PersonalDigital Assistant，PDA)、筆記型計(jì)算機(jī)(Notebook Computer)、電子字典、數(shù)字相機(jī)等等，電池是必 備的配備。而由于可重復(fù)充電使用的二次電池(或稱為充電電池)具有經(jīng)濟(jì)性且符合環(huán)保 要求的供電方式，因此在可攜式電子產(chǎn)品的使用上日益普及。其中，充電電池又以鋰電池的 使用率最廣泛。一般對(duì)二次電池進(jìn)行充電時(shí)必須使用電池充電器，而電池充電器將室內(nèi)的市電經(jīng) 變壓器轉(zhuǎn)換為一定電壓位準(zhǔn)的充電電源，并以此充電電源來(lái)對(duì)二次電池進(jìn)行充電。然而，一 旦出門(mén)在外無(wú)法取得充電電源，則前述的電池充電器就無(wú)用武之地，使用者持續(xù)使用可攜 式電子產(chǎn)品的便利性也將隨之降低。因此，隨處可得，并且可以再生的綠色電源，就被發(fā)展為可以用來(lái)對(duì)充電電池進(jìn)行 充電的電源。在使用綠色電源來(lái)對(duì)充電電池充電的現(xiàn)有技術(shù)中，電子產(chǎn)品無(wú)法同時(shí)連接到 綠色電源和市電，只能夠選擇其一當(dāng)作電源。然而，這樣的機(jī)制并不彈性。例如，當(dāng)綠色電 源與市電同時(shí)被提供給電子產(chǎn)品時(shí)，一旦綠色電源的輸出功率有所不足時(shí)，電子產(chǎn)品就會(huì) 完全舍棄綠色電源，轉(zhuǎn)而采用市電來(lái)供應(yīng)運(yùn)作所需的電力。如此一來(lái)，綠色電源就不能被有 效地利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種電源電路，可以彈性地管理多個(gè)電源對(duì)一負(fù)載提供電力。另外，本發(fā)明也提供一種電源管理方法，可以彈性地使一綠色電源對(duì)一負(fù)載提供 電力。本發(fā)明提供一種電源電路，包括電源檢測(cè)單元、控制單元和切換單元。電源檢測(cè)單 元檢測(cè)包括一綠色電源在內(nèi)的多個(gè)電源是否被提供至電源電路，并且檢測(cè)此綠色電源所提 供的功率值。另外，控制單元電性耦接至電源檢測(cè)單元與負(fù)載以檢測(cè)負(fù)載的耗電功率，并且 控制單元還依據(jù)負(fù)載的耗電功率以及電源檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果而輸出切換信號(hào)給切換單 元。藉此，切換單元會(huì)依據(jù)切換信號(hào)而在必要時(shí)選擇以綠色電源及至少一個(gè)其它的電源來(lái) 對(duì)負(fù)載供應(yīng)電力。從另一觀點(diǎn)來(lái)看，本發(fā)明也提供一種電源管理方法。此電源管理方法首先提供一 綠色電源并且判斷是否有一額外電源存在；另外也檢測(cè)負(fù)載的耗電功率，以及檢測(cè)綠色電 源的輸出功率。當(dāng)綠色電源的輸出功率低于負(fù)載的耗電功率且有額外電源存在時(shí)，此方法 一并提供綠色電源及額外電源給負(fù)載。由于本發(fā)明會(huì)檢測(cè)綠色電源的輸出功率，并且檢測(cè)負(fù)載的耗電功率，并且在綠色電源的輸出功率低于負(fù)載的耗電功率時(shí)，一并提供綠色電源及額外電源至負(fù)載。因此，本發(fā)明可以彈性地管理多個(gè)電源，而對(duì)負(fù)載提供有效的電力，并且可以最大化綠色電源的使用 率，減少對(duì)于非綠色能源的使用依賴。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例， 并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種電源電路的方塊圖；圖2為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種電源檢測(cè)單元的電路方塊圖；圖3為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種切換單元和負(fù)載的電路方塊圖；圖4為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種電源管理方法的步驟流程圖。其中，附圖標(biāo)記100:電源電路102:電源檢測(cè)單元104:控制單元106 切換單元112:綠色電源114:額外電源116:負(fù)載202 電位推升模塊204 能量檢測(cè)模塊206:額外電源檢測(cè)模塊208、308 單向?qū)ńM件302:額外電源切換模塊304 電源管理模塊306 電池切換模塊312 主系統(tǒng)314:充電電池EI:額外電源接收端GI 綠色電源接收端Sff 切換信號(hào)V1、V1，、V2 輸出電壓S402、S404、S406、S408、S410、S412、S414 電源管理方法的步驟流程
具體實(shí)施例方式圖1為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種電源電路的方塊圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施 例所提供的電源電路100包括電源檢測(cè)單元102、控制單元104和切換單元106。在本實(shí)施 例中，電源檢測(cè)單元102電性耦接控制單元104和切換單元106，而控制單元104和切換單 元106還進(jìn)一步電性耦接至負(fù)載116。
請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D1，電源檢測(cè)單元102是用來(lái)檢測(cè)包括綠色電源112在內(nèi)的多個(gè)電源 (例如額外電源114)是否被提供至電源電路100。當(dāng)綠色電源112被提供給電源電路100 時(shí)，綠色電源112可以產(chǎn)生輸出電壓Vl給電源檢測(cè)單元102。在一些選擇實(shí)施例中，電源檢 測(cè)單元102還可以電性耦接多個(gè)綠色電源，這些綠色電源包括太陽(yáng)能發(fā)電、熱能發(fā)電和機(jī) 械能發(fā)電。特別的是，電源檢測(cè)單元102除了可以耦接綠色電源112之外，還可以電性耦接 一個(gè)以上的額外電源114，而此額外電源114則例如 是市電等非綠色能源。在本實(shí)施例中， 當(dāng)額外電源114被提供給電源電路100時(shí)，額外電源114可以產(chǎn)生輸出電壓V2給電源檢測(cè) 單元102。圖2為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種電源檢測(cè)單元的電路方塊圖。請(qǐng)合并參 照?qǐng)D1和圖2，本實(shí)施例所提供的電源檢測(cè)單元102包括綠色電源接收端GI、額外電源接收 端EI、電位推升模塊202、能量檢測(cè)模塊204和額外電源檢測(cè)模塊206。電位推升模塊202 電性耦接于綠色電源接收端GI與能量檢測(cè)模塊204之間。能量檢測(cè)模塊204還進(jìn)一步電 性耦接至控制單元104。此外，額外電源檢測(cè)模塊206電性耦接于額外電源接收端EI與控 制單元104之間。當(dāng)綠色電源112被提供給電源電路100時(shí)，綠色電源112的輸出會(huì)電性耦接至綠 色電源輸出端GI。藉此，輸出電壓Vl就會(huì)通過(guò)綠色電源接收端GI而送至電位推升模塊 202。當(dāng)電位推升模塊202收到輸出電壓Vl時(shí)，會(huì)將輸出電壓Vl的電位推升至預(yù)設(shè)的輸出 電壓VI’。接著，電壓VI’會(huì)被提供至能量檢測(cè)模塊204。此時(shí)，能量檢測(cè)模塊204檢測(cè)綠 色電源112所能提供的功率值，并且將檢測(cè)到的結(jié)果送至控制單元104。在一些實(shí)施例中，電源檢測(cè)電路102還包括一單向?qū)ńM件208 (例如二極管)。 在本實(shí)施例中，二極管208的陽(yáng)極端電性耦接至能量檢測(cè)模塊204，而其陰極端則電性耦接 至切換單元106。藉此，升壓后的輸出電壓Vl ’就會(huì)通過(guò)二極管208而送至切換單元106 (此 處假設(shè)二極管208為理想二極管，其陽(yáng)極端與陰極端之間沒(méi)有電位差)。另一方面，當(dāng)額外電源114被提供給電源電路100時(shí)，額外電源114的輸出會(huì)電性 耦接至額外電源接收端EI。當(dāng)額外電源檢測(cè)模塊206檢測(cè)到額外電源114電性耦接至額外 電源接收端EI時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一致能信號(hào)EN給控制單元104。圖3為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種切換單元和負(fù)載的電路方塊圖。請(qǐng)參照 圖1 圖3，切換單元106包括額外電源切換模塊302和電源管理模塊304。當(dāng)圖1中的額 外電源114被提供給電源電路100時(shí)，額外電源114所輸出的電力將通過(guò)額外電源接收端 EI送至額外電源檢測(cè)模塊206，并被提供至額外電源切換模塊302 ；或者額外電源114所輸 出的電力也可以直接被提供至額外電源切換模塊302。另外，額外電源切換模塊302的輸出 端會(huì)電性耦接電源管理模塊304的一個(gè)輸入端。在本實(shí)施例中，電源管理模塊304的另一 個(gè)輸入端會(huì)電性耦接圖2的二極管208的陰極端，以接收升壓后的輸出電壓VI’。電源管理模塊304的輸出端可以電性耦接至負(fù)載116。在本實(shí)施例中，負(fù)載116 可以是電子系統(tǒng)，例如桌上型計(jì)算機(jī)、可攜式計(jì)算機(jī)、行動(dòng)電話、數(shù)字個(gè)人助理、口袋型計(jì)算 機(jī)、隨身影音播放裝置、數(shù)字相機(jī)/攝影機(jī)等電子系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，負(fù)載116具有一個(gè) 主系統(tǒng)312，其可以電性耦接電源管理模塊304。藉此，當(dāng)電源管理模塊304接收到輸出電 壓VI’和V2時(shí)，就可以將輸出電壓VI’和V2 二者至少其中之一提供給主系統(tǒng)312，以使其 運(yùn)作。
在另外的實(shí)施例中，負(fù)載116還可以包括充電電池314，例如是鋰電池。另外，在切換單元106中，則相對(duì)應(yīng)配置有電池切換模塊306，其電性耦接至充電電池314。而在一些 實(shí)施例中，切換單元106中還配置一單向?qū)ńM件308 (例如是二極管)。在這些實(shí)施例中， 二極管308的陽(yáng)極端可以電性耦接電池切換模塊306，而其陰極端則電性耦接主系統(tǒng)312。請(qǐng)合并參照?qǐng)D1到圖3，當(dāng)負(fù)載116在運(yùn)作時(shí)，控制單元104會(huì)檢測(cè)負(fù)載116運(yùn)作 時(shí)的耗電功率。此時(shí)，若是綠色電源112被提供給電源電路100，則控制單元104就會(huì)將負(fù) 載116的耗電功率值與能量檢測(cè)模塊204檢測(cè)到的輸出電壓VI’的功率值進(jìn)行比較，并且 依據(jù)比較的結(jié)果而產(chǎn)生一切換信號(hào)SW給額外電源切換模塊302和電源管理模塊304。當(dāng)輸出電壓VI’的功率值大于負(fù)載116運(yùn)作的耗電功率值時(shí)，額外電源切換模塊 302會(huì)依據(jù)切換信號(hào)SW而為禁能(disable)狀態(tài)。此時(shí)，額外電源切換模塊302不輸出電 力。另外，電源管理模塊304會(huì)依據(jù)切換信號(hào)SW，而選擇以輸出電壓VI’做為供給負(fù)載116 運(yùn)作所需的電力。另外在無(wú)額外電源提供狀況下，假若充電電池314有足夠的蓄電量可供應(yīng)主系統(tǒng) 312運(yùn)作時(shí)，電池切換模塊306也可以依據(jù)切換信號(hào)SW而將充電電池314所提供的輸出電 壓V3通過(guò)二極管308提供給主系統(tǒng)312。相對(duì)地，當(dāng)控制單元104判斷發(fā)現(xiàn)輸出電壓VI’ 所能提供的功率值小于負(fù)載116運(yùn)作的耗電功率值，并且額外電源114被提供給電源電路 100時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生具有另一種內(nèi)容的切換信號(hào)SW給額外電源切換模塊302與電源管理模塊 304。此時(shí)，額外電源切換模塊302就會(huì)為致能(enable)狀態(tài)而將輸出電壓V2導(dǎo)通至電源 管理模塊304。另外，電源管理模塊304也會(huì)依據(jù)切換信號(hào)SW而一并將輸出電壓VI’和V2 提供給主系統(tǒng)312及/或充電電池314，以使主系統(tǒng)312能夠正常運(yùn)作或是對(duì)充電電池314 充電。其中，當(dāng)要對(duì)充電電池314充電時(shí)，電池切換模塊306會(huì)依據(jù)切換信號(hào)SW而成為禁 能狀態(tài)，以停止將充電電池314的輸出電壓V3提供給主系統(tǒng)312。圖4為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種電源管理方法的步驟流程圖。請(qǐng)參照 圖4，本實(shí)施例所提供的電源管理方法首先可以如步驟S402所述的提供一個(gè)綠色電源。在 一些實(shí)施例中，此綠色電源可以包括太陽(yáng)能發(fā)電、熱能發(fā)電和機(jī)械能發(fā)電。接著，即如步驟 S404所述的檢測(cè)綠色電源的輸出電壓的功率值。另外，還如步驟S406所述的檢測(cè)負(fù)載的耗 電功率值。最后再進(jìn)行步驟S408來(lái)判斷綠色電源的輸出電壓的功率值是否大于負(fù)載的耗 電功率值。若是綠色電源的輸出電壓的功率值大于負(fù)載的耗電功率值時(shí)(就是步驟S408所 標(biāo)示的“是”)，則表示綠色電源的輸出電壓就足以供應(yīng)負(fù)載的運(yùn)作。因此，本實(shí)施例就可以 如步驟S410所述，將綠色電源的輸出電壓提供給負(fù)載。相對(duì)地，若是綠色電源的輸出電壓 的功率值小于負(fù)載的耗電功率時(shí)(就是步驟S408所標(biāo)示的“否”)，則就需要進(jìn)行步驟S412 來(lái)判斷是否有額外電源的存在。若是在步驟S412中，發(fā)現(xiàn)有額外電源的存在時(shí)(就是步驟S412所標(biāo)示的“是”)， 則就如步驟S414所述，一并提供綠色電源和額外電源所提供的能量給負(fù)載，以應(yīng)付負(fù)載運(yùn) 作時(shí)的需要。相對(duì)地，若是在步驟S412中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)額外電源(例如市電或電池)的存在時(shí) (就是步驟S412所標(biāo)示的“否”)，則就回到步驟S410。以下將提供兩個(gè)列表，以更詳細(xì)地說(shuō)圖4的電源管理方法的精神
權(quán)利要求
一種電源電路，其特征在于，包括一電源檢測(cè)單元，檢測(cè)包括一綠色電源在內(nèi)的多個(gè)電源是否被提供至該電源電路，并檢測(cè)且輸出該綠色電源所提供的一功率值；一控制單元，電性耦接至該電源檢測(cè)單元與一負(fù)載，且該控制單元還會(huì)檢測(cè)該負(fù)載的耗電功率，以依據(jù)該負(fù)載的耗電功率以及該電源檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果而輸出一切換信號(hào)；以及一切換單元，電性耦接該控制單元與該電源檢測(cè)電路，并在該綠色電源所提供的能量低于該負(fù)載的消耗功率時(shí)選擇以該綠色電源及至少一個(gè)其它的該些電源來(lái)對(duì)該負(fù)載供應(yīng)電力。
2.如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于，該些電源還包括一額外電源，且當(dāng)該控 制單元根據(jù)該電源檢測(cè)單元輸出的該功率值而判斷該綠色電源不足以供應(yīng)該負(fù)載所需的 電力時(shí)，則輸出該切換信號(hào)至該切換單元以控制該切換單元同時(shí)以該額外電源和該綠色電 源供應(yīng)電力至該負(fù)載。
3.如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于，該綠色電源包括太陽(yáng)能發(fā)電、熱能發(fā)電 和機(jī)械能發(fā)電。
4.如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于，該負(fù)載包括一可充電電池。
5.如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于，該電源檢測(cè)單元包括一綠色電源接收端，接收該綠色電源；一額外電源接收端，接收一額外電源；一電位推升模塊，電性耦接至該綠色電源接收端以接收該綠色電源，并將所接收的該 綠色電源推升至一預(yù)設(shè)電位；一能量檢測(cè)模塊，電性耦接至該電位推升模塊，以檢測(cè)被推升至該預(yù)設(shè)電位的該綠色 電源所提供的該功率值，并輸出該功率值至該控制單元；以及一額外電源檢測(cè)模塊，電性耦接至該額外電源接收端，以判斷該額外電源是否被提供 至該額外電源接收端，并輸出判斷所得的一判斷結(jié)果至該控制單元。
6.如權(quán)利要求5所述的電源電路，其特征在于，還包括一單向?qū)ńM件，電性耦接于該能量檢測(cè)模塊與該切換單元之間以使該能量檢測(cè)模塊 單向提供能量至該切換單元。
7.如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于，該切換單元包括一電池切換模塊，電性耦接至該控制單元與一電池，而該電池切換模塊根據(jù)該切換信 號(hào)而決定是否導(dǎo)通該電池所提供的電源至該負(fù)載；一電源管理模塊，電性耦接至該控制單元，而該電源管理模塊根據(jù)該切換信號(hào)而決定 提供該些電源中的何者至該負(fù)載或該電池；以及一額外電源切換模塊，電性耦接至該電源檢測(cè)單元、該控制單元與該電源管理模塊，而 該額外電源切換模塊根據(jù)該控制單元的控制而決定是否將提供至該電源檢測(cè)單元的除了 該綠色電源之外的該些電源之一提供至該電源管理模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的電源電路，其特征在于，該切換單元還包括一單向?qū)ńM件，其 電性耦接于該電池切換模塊與該負(fù)載之間。
9.一種電源管理方法，其特征在于，包括下列步驟提供一綠色電源； 判斷是否有一額外電源存在； 檢測(cè)一負(fù)載的耗電功率； 檢測(cè)該綠色電源的輸出功率；以及當(dāng)該綠色電源的輸出功率低于該負(fù)載的耗電功率且有該額外電源存在時(shí)，一并提供該 綠色電源及該額外電源提供的能量至該負(fù)載。
10.如權(quán)利要求9所述的電源管理方法，其特征在于，還包括當(dāng)該綠色電源的輸出功率可滿足該負(fù)載的耗電功率時(shí)，僅以該綠色電源來(lái)供應(yīng)該負(fù)載 所需的能量。
11.如權(quán)利要求10所述的電源管理方法，其特征在于，當(dāng)該綠色電源的輸出功率可滿 足該負(fù)載的耗電功率時(shí)，僅以該綠色電源來(lái)供應(yīng)該負(fù)載所需的能量的步驟包括當(dāng)該額外電源存在時(shí)，關(guān)閉該額外電源至該負(fù)載之間的電性通路；以及 將該綠色電源所提供的能量傳輸至該負(fù)載。
12.如權(quán)利要求10所述的電源管理方法，其特征在于，還包括 提供一充電電池為該負(fù)載；以及使該綠色電源對(duì)該充電電池進(jìn)行充電。
13.如權(quán)利要求12所述的電源管理方法，其特征在于，當(dāng)無(wú)該額外電源存在，且該綠色 電源不足以供應(yīng)該負(fù)載時(shí)，則以該充電電池供給該負(fù)載電源。
14.如權(quán)利要求10所述的電源管理方法，其特征在于，還包括 提供一耗電系統(tǒng)為該負(fù)載；以及使該綠色電源提供能量支持該耗電系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作。
15.如權(quán)利要求9所述的電源管理方法，其特征在于，還包括 提供一充電電池為該額外電源。
16.如權(quán)利要求15所述的電源管理方法，其特征在于，當(dāng)該充電電池不做為供電之用 時(shí)，使該充電電池為該負(fù)載的一部份。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電源電路，包括電源檢測(cè)單元、控制單元和切換單元。電源檢測(cè)單元檢測(cè)包括一綠色電源在內(nèi)的多個(gè)電源是否被提供至電源電路，并且檢測(cè)綠色電源所提供的一功率值。另外，控制單元電性耦接至電源檢測(cè)單元與一負(fù)載，以檢測(cè)負(fù)載的耗電功率，并且依據(jù)負(fù)載的耗電功率以及電源檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果而輸出一切換信號(hào)給切換單元。藉此，切換單元會(huì)依據(jù)切換信號(hào)，在必要時(shí)選擇以綠色電源及至少一個(gè)其它的電源來(lái)對(duì)負(fù)載供應(yīng)電力。
文檔編號(hào)H02J9/00GK101958572SQ20101051323
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者劉育榮, 張鈞杰, 涂峻豪, 詹仁宏, 連偉志, 陳伯綸, 龔國(guó)森 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司