电子装置以及电量检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种电子装置以及电量检测方 法。
【背景技术】
[0002] 对于智能手机以及平板电脑等手持电子装置而言，由于电力来源通常为手持电子 装置中的电池，因此电源管理一直是手持电子装置的设计者所重视的课题。手持电子装置 的使用者介面上对于目前电池电量的显示也为使用者在操作时所关心的项目之一。
[0003] 目前手持电子装置显示百分比或是电量的比例图示的方式来表示目前手持电子 装置内的电池电量，而上述的电量百分比或是比例图式主要是以测量电池开路电压（Open Circuit Voltage，简称：0CV)来作为显示电池电量的百分比。所谓的电池开路电压为，手 持电子装置处于极度轻负载的状态下（例如手持电子装置启动作业系统前，或是作业系统 进入休眠模式时），对电池的输出电压进行测量所得到。在测量得到电池开路电压之后，通 过电源管理单元（例如电源晶片（POWER 1C)等）中的模拟数字转换器转换成数字信号，再 接着利用电池开路电压与电池电量的关系表，通过查表等方式得到目前电子装置中电池的 残余电量。
[0004] 图1所示为锂电池的电池开路电压以及电池容量的示意图。请参照图1，就锂电池 而言，电池开路电压以及电池容量呈线性关系。当测量到电池开路电压介于3. 8~4. 2伏 特（Volt)时，电子装置即可判断目前的电池电量介于75%到100%，而当测量到电池开路 电压介于3. 4~3. 8伏特时，电子装置即可藉此判断目前的电池电量介于50%到75%，以 此类推。但由于电池在输出有负载的情况时，输出电压将因负载而下降，即时的输出电压并 无法反应出电池目前应有的残余电量。因此，电子装置在具有负载时，电子装置则会根据前 一次所测量到的电池开路电压以及负载和目前供电电流等信息来推算得到目前电池的剩 余电量。
[0005] 然而，电池的放电特性则可能造成在轻负载时运用电池开路电压所推算的电池电 量有所误差。例如，当手持电子装置的作业系统运作中，突然发生电池脱落或是电池拔除的 情况发生时，电池从有负载的情况下回到无负载的状况下，需要一段恢复时间（例如，锂电 池为30分钟），才可以使得电池电压恢复到平稳的电池开路电压。若是电子装置在恢复时 间之中读取了电池的输出电压作为电池开路电压来判断目前的电池电量，则将造成严重的 误判。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种电子装置以及电量检测方法，可正确的判断目前的电池电量。
[0007] 本发明的电子装置，包括电池以及耦接电池的电源管理单元。电源管理单元读取 电池的输出电压，判断在时间区间内，电池的输出电压的变化量是否大于第一阀值。当电源 管理单元判断时间区间内电池的输出电压的变化值大于第一阀值时，电源管理单元根据输 出电压以及输出电压在时间区间内的变化量计算电池的剩余电量。
[0008] 本发明的电量检测方法，适用于具有电池的电子装置，包括以下步骤。首先，读取 电池的输出电压，判断在时间区间内，电池的输出电压的变化量是否大于第一阀值。然后， 当判断时间区间内电池的输出电压的变化值大于第一阀值时，根据输出电压以及输出电压 在时间区间内的变化量计算电池的剩余电量。
[0009] 基于上述，本发明提供的电子装置以及电量检测方法，可根据电子装置中电池的 输出电压的变化量来精确地推估电池目前的剩余电量。
[0010] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详 细说明如下。
【附图说明】
[0011] 图1为锂电池的电池开路电压以及电池容量的示意图；
[0012] 图2为本发明一实施例所示出电子装置的装置方块图；
[0013] 图3为本发明一实施例所示出电量检测方法的方法流程图；
[0014] 图4为本发明一实例所7K出输出电压与时间的关系图；
[0015] 图5为本发明一实施例所示出电子装置的装置方块图；
[0016] 图6为本发明一实施例所示出电量检测方法的步骤流程图。
[0017] 附图标记说明：
[0018] 10:电子装置；
[0019] 110:电池；
[0020] 120:电源管理单元；
[0021] 130:处理单元；
[0022] 140 :显示单元；
[0023] 0V:输出电压；
[0024] RC:剩余电量；
[0025] IV1:第一瞬间电压；
[0026] IV2:第二瞬间电压；
[0027] EV:预测电压；
[0028] C1 ~C4 :线段；
[0029] T0~T4:时间点；
[0030] RT :恢复时间；
[0031] S201 ~S202、S601 ~S606 :步骤。
【具体实施方式】
[0032] 图2为本发明一实施例所示出电子装置的装置方块图。请参照图2,电子装置10， 包括电池110以及耦接电池110的电源管理单元120。电源管理单元120读取电池110的 输出电压0V，判断在时间区间内，电池110的输出电压0V的变化量是否大于第一阀值。当 电源管理单元120判断时间区间内电池110的输出电压0V的变化值大于第一阀值时，电源 管理单元120根据输出电压0V以及输出电压0V在时间区间内的变化量计算电池110的剩 余电量。
[0033] 图3为本发明一实施例所示出电量检测方法的方法流程图，其中所述的电量检测 方法适用于具有电池的电子装置，例如图1所示电子装置10。请参照图3,首先在步骤S201 时，读取电池的输出电压，判断在时间区间内，电池的输出电压的变化量是否大于第一阀 值。然后在步骤S202时，当判断时间区间内电池的输出电压的变化值大于第一阀值时，根 据输出电压以及输出电压在时间区间内的变化量计算电池的剩余电量。
[0034] 简单来说，电子装置10中的电源管理单元120可利用在时间区间内（例如，1秒 内）电池110的输出电压0V的变化量来判断目前电池110的输出电压0V是处于恢复期间 的输出电压0V，或是已为稳定状态的电池开路电压。若输出电压0V的变化量大于上述的第 一阀值，则电源管理单元120可以判断电池110处于恢复期间，电源管理单元120便可以进 一步的利用目前的已读取得到的输出电压0V以及上述的变化量来计算目前电池110的残 余电量。
[0035] 图4为本发明一实例所示出输出电压与时间的关系图。其中，在图4所示实例中， 电子装置10的电池110在时间点T0前处于有负载的放电状态（对应于线段C1)，而在时间 点T0时发生了电池脱落、电池拔除或不明原因断电等情况，使得在时间点T0后电池110处 于无负载的开路状态。假设使用者将电池110装回电子装置10后，试图启动作业系统（在 此忽略将电池110装回电子装置10所可能耗费的时间），此时电源管理单元120将在作业 系统启动前（即，电池110的输出有负载前）在时间区间内（例如，1秒内），分别在时间点 T1读取得到第一瞬间电压IV1以及时间点T2读取第二瞬间电压IV2。电源管理单元120 便可根据第一瞬间电压IV1以及第二瞬间电压IV2计算得到变化量Λ V。而变化量Λ V则 可被表示为如下式（1):
[0036]
⑴.
[0037] 其中，时间点Τ1以及时间点Τ2则分别代表了读取第一瞬间电压IV1以及读取第 二瞬间电压IV2的时间点，也就是所述时间区间的起始时间点以及结束时间点。
[0038] 这么一来，电源管理单元120便可进一步的利用第一瞬间电压IV1以及读取第二 瞬间电压IV2以及上述输出电压0V的变化量Λ V来推算出在恢复时间结束时的预测电压 EV( 即，时间点Τ3时所可以检测得到的输出电压0V)，而预测电压EV应与对应于目前电池 的残余电量的电池开路电压近似或是相等。预测电压EV可被表示为下式（2):
[0039]
(2)
[0040] 其中，RT即为恢复时间。
[0041] 式⑵有多种较为简化的计算方式。其中最简单的方式即为，假设从时间点T2至 时间点T3之间为直线（即，线段C4)，直接将变化量Λ V乘以恢复时间RT即可计算得到预 测电压EV。
[0042] 在本实施例中，恢复时间RT设定为30分钟（例如，对应于锂电池），第一阀值被设 定等于4微伏特（μν)/秒。其中，第一阀值这样的数值设置近似对应于电池电量的百分之 一，亦可对应于其他比例的电池电量或锂电池以外的电池的电池特性而进行设定。
[0043] 在此实例中，电源管理单元120在时间区间内测量得到第二瞬间电压IV2为3. 76 伏特，并且计算得到变化量Λ V为33微伏特/秒。电源管理单元120即可判断输出电压0V 的变化量Λ V大于第一阀值，而需计算得到预测电压EV。而预测电压EV即等于：
[0044]
[0045] 电源管理单元120即可进一步的根据预测电压EV的数值转换得到目前电池110 的剩余电量。（例如，参考图1则可知，3. 819V对应于接近电池110的电量的75%)。
[0046] 另一方面，由线段C2可以看出，恢复时间RT中输出电压PV的变化并非等比例的 变化，所以式（2)另外一种简化计算方法则是将恢复时间RT分为三个阶段，低速上升、中速 上升以及高速上升的三个阶段。当电源管理单元120判断输出电压0V的变化量Λ V大于 第一阀值时，电源管理单元120则更进一步的判断输出电压0V的变化量Λ V是否亦大于第 二阀值或第三阀值。当输出电压0V的变化量Λ V介于第一阀值与第二阀值之间时，电源管 理单元120则判断目前输出电压0V的变化量Λ V处于低速上升的阶段。同理，当输出电压 0V的变化量Λ V