专利名称：电源控制电路及包含电源控制电路的电池模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源控制电路以及包含电源控制电路的电池模块。
背景技术：
随着科技进步以及使用者需求的增加，许多电子装置被设计的越来越轻薄，以方 便使用者携带。便携式电子装置，例如笔记本电脑、平板计算机、移动电话、个人数字助理、 多媒体播放器、数字相机等，大多可选择性地通过电池或市电提供所需的电力。当便携式电子装置通过市电提供电力时，通常需经过AC-DC转换器(adapter)将 市电的电压以及电流调整至便携式电子装置可接受的范围。此外，AC-DC转换器也可提供 便携式电子装置较稳定的电压以及电流，维持便携式电子装置中各零组件的稳定性。此外，目前被广泛应用的通用序列总线(Universal Serial Bus, USB)可传输5V 左右的电力。因此，部分耗电功率较小的便携式电子装置，例如移动电话、多媒体播放器等， 可通过USB连接线连接市电或是数据处理系统，如计算机等，用以自市电或数据处理系统 获得所需的电力。随着环保意识抬头，利用太阳能等天然能源来发电在长时间内没有能源耗尽的疑 虑，也可避免能源被垄断的问题。然而，目前将太阳能转换成电能的效率仍然偏低，且在一天之中，太阳能的强度会 随着太阳的位置以及天气而随时改变，这些因素限制了太阳能的应用范围。目前，市面上利 用太阳能提供所需电力的产品大多是功率较小的产品，例如台灯、手表、计算器等，或者是 仍需要靠市电或电池当作主要电力源的产品。
发明内容
因此，本发明的一目的在于提供一种电源控制电路。特别地，根据本发明的电源控 制电路能根据不同电力来源调整电源配置模式，以有效率地利用太阳能所转换的电能来延 长电子装置的使用时间。本发明的电源控制电路设置于电子装置中，以连接太阳能电源供应装置，电子装 置包括第一电池与第二电池。电源控制电路包含处理单元以及控制单元。当处理单元连接太阳能电源供应装置时，处理单元输出第一控制信号。控制单元 分别连接处理单元、第一电池以及第二电池。当处理单元连接太阳能电源供应装置时，控制 单元接收第一控制信号，以控制第一电池与第二电池轮流对电子装置放电，且控制第一电 池与第二电池轮流由太阳能电源供应装置充电。本发明的另一目的在于提供一种电池模块，用以对电子装置放电。本发明的电池模块包含第一电池、第二电池以及如前所述的电源控制电路。同样 地，电源控制电路还包含处理单元以及控制单元。当处理单元连接太阳能电源供应装置时，处理单元输出第一控制信号。控制单元 分别连接处理单元、第一电池以及第二电池。当控制单元连接太阳能电源供应装置时，控制单元接收第一控制信号，以控制第一电池与第二电池轮流对电子装置放电，且控制第一电 池与第二电池轮流由太阳能电源供应装置充电。综上所述，当连接太阳能电源供应器时，本发明的电源控制电路能控制电池模块 中的第一电池以及第二电池轮流对电子装置放电并轮流由太阳能电源供应装置充电，因此 有效率地利用太阳能所转换的电能来延长电子装置的使用时间。关于本发明的优点与精神可以利用以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
图IA所示为根据本发明的一具体实施例的电源控制电路与太阳能电源供应装置 连接的功能方框图。图IB所示为根据本发明的一具体实施例的电源控制电路与交流-直流转换器连 接的功能方框图。图IC所示为根据本发明的一具体实施例的电源控制电路的功能方框图。图2所示为根据本发明的一具体实施例的电源控制电路的功能方框图。图3所示为根据本发明的一具体实施例的电池模块的功能方框图。图4所示为根据本发明的一具体实施例的电子装置的功能方框图。
具体实施例方式
本发明提供一种电源控制电路以及包含电源控制电路的电池模块。关于本发明的 电源控制电路以及电池模块的若干具体实施例，揭示如下。本发明所述的“电子装置”可以指任何需要电力提供运行能量的装置，特别是指数 据处理装置，如计算机。此外，所述“数据处理装置”特别是指便携式数据处理装置，例如，笔 记本电脑、平板计算机、图像提取装置、多媒体播放装置、移动通信装置、或个人数字助理， 但不以此为限。在一具体实施例中，电源控制电路可控制电池模块的充放电。在实际应用中，电池 模块可连接电子装置，且电池模块包含第一电池以及第二电池。此外，电源控制电路可选择 性地连接不同的电源供应装置，并根据不同的电力来源调整电源配置模式。以下将以太阳 能电源供应装置以及交流_直流转换器作为电源供应装置的例子，并且说明本发明较佳实 施例的电源控制电路的实施方式。请参见图IA至图1C，图IA所示为根据本发明较佳实施例的一具体实施例的电源 控制电路1与太阳能电源供应装置40连接的功能方框图；图IB所示为根据本发明较佳实 施例的一具体实施例的电源控制电路1与交流-直流转换器42连接的功能方框图；图IC 所示为根据本发明较佳实施例的一具体实施例的电源控制电路1未连接任何电源供应装 置的功能方框图。如图所示，本实施例的电源控制电路1包含处理单元10、控制单元12以及开关 14。此外，电源控制电路1可控制电池模块20的充放电，电池模块20连接电子装置2，且电 池模块20包含第一电池200以及第二电池202。此外，电子装置2包含电源管理模块3。电 源管理模块3可通过插接或焊接等方式与第一电池200、第二电池202以及开关14连接，以 接受第一电池200、第二电池202或电源供应装置(即太阳能电源供应装置40或交流-直
5流转换器42)所提供的电力。在其它实施例中，电源控制电路1也可设置于电子装置2中， 以连接太阳能电源供应装置40。此外，电子装置2还可包括第一电池200与第二电池200， 本发明并不以此为限。如图IA所示，当处理单元10判断所连接的电源供应装置为太阳能电源供应装置 40时，也即，处理单元10连接太阳能电源供应装置40且判断出所连接的装置为太阳能电源 供应装置40时，处理单元10输出第一控制信号Si。控制单元12分别连接太阳能电源供应装置40、处理单元10以及电池模块20。控 制单元12自处理模块10接收第一控制信号Si,且根据第一控制信号Sl控制第一电池200 与第二电池202轮流对电子装置2中的电源管理模块3放电，再由电源管理模块3将电力分 配至电子装置2中的各个电子元件，且控制第一电池200与第二电池202轮流由太阳能电 源供应装置40充电。也即，控制单元12控制第一电池200通过太阳能电源供应装置40充 电时，控制单元12并控制第二电池202对电子装置2放电；控制单元12控制第二电池202 通过太阳能电源供应装置40充电时，控制单元12并控制第一电池200对电子装置2放电。 换言之，当本发明较佳实施例的电源控制电路1连接太阳能电源供应装置40时，控制单元 12控制电池模块20中的电池200、202分别进行充电以及放电。开关14分别连接太阳能电源供应装置40、电子装置2以及处理单元10。开关14 接收第一控制信号Si，并根据第一控制信号Sl形成断路，以使得太阳能电源供应装置40无 法通过开关14对电子装置2供电。换言之，太阳能电源供应装置40只对电池模块20进行 充电，再由电池模块20中的第一电池200或第二电池202对电子装置2放电，太阳能电源 供应装置40不直接对电子装置2放电。如图IB所示，当处理单元10判断所连接的电源供应装置为交流_直流转换器42 时，处理单元10输出第二控制信号S2。此时，控制单元12接收第二控制信号S2，根据第二 控制信号S2控制交流-直流转换器42对第一电池200以及第二电池202进行充电。此 外，开关14则接收第二控制信号S2，并根据第二控制信号S2形成通路，以使得交流_直流 转换器42可通过开关14对电子装置2的电源管理模块3供电，再由电源管理模块3将电 力分配至电子装置2中的各个电子元件。换言之，当本发明较佳实施例的电源控制电路1连接交流_直流转换器42时，电 源控制电路1控制交流_直流转换器42直接供应电子装置2运行所需的电力，并且对电池 模块20中的第一电池200以及第二电池202充电。此外，电源控制电路1也可控制第一电 池200以及第二电池202不对电子装置2放电。如图IC所示，当本实施例的电源控制电路1不连接任何电源供应装置时，处理单 元10输出第三控制信号S3，且控制单元12根据第三控制信号S3控制第一电池200以及 第二电池202对电子装置2放电。在实际应用中，第一电池200以及第二电池202可同时 或轮流对电子装置2的电源管理模块3放电，再由电源管理模块3将电力分配至电子装置 2中的各个电子元件。请再参见图2，图2所示为根据本发明的另一具体实施例的电源控制电路1的功能 方框图。如图所示，本具体实施例的电源控制电路1除了前述的处理单元10、控制单元12 以及开关14之外，还包含了充电路径开关16以及电池管理单元18。充电路径开关16分别连接控制单元12、第一电池200以及第二电池202，以切换
6电源供应装置(太阳能电源供应装置40或交流-直流转换器42)与第一电池200以及第 二电池202的连接状态。举例来说，当本实施例的电源控制电路1处于如图IA所示的状态时，充电路径开 关16导通控制单元12以及第一电池200之间的路径，并关闭控制单元12以及第二电池 202之间的路径。由此，太阳能电源供应装置40能通过控制单元12以及充电路径开关16 对第一电池200充电，而不对第二电池202充电。再举例来说，当本实施例的电源控制电路1处于如图IB所示的状态时，充电路径 开关16同时导通控制单元12以及第一电池200、第二电池202之间的路径。由此，交流-直 流转换器42能通过控制单元12以及充电路径开关16同时对第一电池200以及第二电池 202充电。当然，在实际应用中，充电路径开关16的导通或断路可依据其它机制进行调整， 而不限于以上的实施例。此外，电池管理单元18连接处理单元10、第一电池200以及第二电池202。电池 管理单元18可定期检测第一电池200以及第二电池202的状态，获得状态数值，例如剩余 电量、温度、放电电压、放电电流等，但不以此为限。并且，电池管理单元18可将状态数值反 馈至处理单元10。处理单元10根据状态数值随时输出适当的指令信号，以驱动控制单元12控制第 一电池200以及第二电池202的充放电。举例来说，当处理单元10连接太阳能电源供应装 置40，且电池管理单元18检测到第二电池202的状态异常时，处理单元10可根据异常的 状态数值输出切换信号，控制单元12根据切换信号控制第二电池202停止对电子装置2放 电，并控制第一电池200对电子装置2放电。在实际应用中，本实施例的电源控制电路1可能被整合于单一电路板上，并设置 于适当的装置或模块，例如，前述的电子装置2或电池模块20内；也可能视情况被分开设置 于不同的装置或模块内，例如，控制单元12、充电路径开关16以及电池管理单元18被设置 于电池模块20内，而处理单元10以及开关14被设置于电子装置2中。在实际应用中，处理单元10、控制单元12以及开关14皆可视情况选用具有适当功 能的元件。例如，处理单元10可以是微处理器(micro processor)；开关14可以是场效应 晶体管(Field Effect Transistor，FET)，但不以此为限。本发明还提供一种包含前述电源控制电路的电池模块，用以对电子装置放电。请参见图3，图3所示为根据本发明的一具体实施例的电池模块20的功能方框图。 如图所示，本具体实施例的电池模块20包含了第一电池200、第二电池202、处理单元201、 控制单元203、开关205以及电池管理单元207。如前所述，处理单元201可以连接太阳能电源供应装置40、交流-直流转换器42 或不连接任何电源供应装置。控制单元203可连接太阳能电源供应装置40、交流-直流转 换器42或不连接任何电源供应装置。并且，控制单元203连接处理单元201。此外，如图3 所示，控制单元203还包含充电路径开关2030，分别连接第一电池200以及第二电池202。开关205可以连接太阳能电源供应装置40、交流-直流转换器42或不连接任何电 源供应装置。并且，开关205还连接处理单元201。此外，电池管理单元207连接处理单元 201、第一电池200以及第二电池202。当电源供应装置为太阳能电源供应装置40时，处理单元201输出第一控制信号。控制单元203根据第一控制信号控制充电路径开关2030，使其将太阳能电源供应装置40提 供的电力导通至第一电池200，以对第一电池200进行充电。同时，控制单元203根据第一 控制信号控制第二电池202对电子装置2的电源管理模块3放电，再由电源管理模块3将 电力分配至电子装置2中的各个电子元件。此外，开关205根据第一控制信号形成断路，以 使得太阳能电源供应装置40无法通过开关205对电子装置2的电源管理模块3供电。另外，当电源供应装置为交流_直流转换器42时，处理单元201输出第二充放电 信号控制信号。控制单元203根据第二充放电信号控制信号控制充电路径开关2030，使其 将交流_直流转换器42提供的电力导通至第一电池200及第二电池202，以对第一电池200 以及第二电池202进行充电。此外，开关205根据第二充放电信号控制信号形成通路，以使 得交流_直流转换器42可通过开关205对电子装置2的电源管理模块3供电，再由电源管 理模块3将电力分配至电子装置2中的各个电子元件。再者，当处理单元201不连接电源供应装置时，处理单元201输出第三控制信号。 控制单元203根据第三控制信号控制第一电池200以及第二电池202对电子装置2的电源 管理模块3放电，再由电源管理模块3将电力分配至电子装置2中的各个电子元件。进一步，如前所述，电池管理单元207可定期检测第一电池200以及第二电池202 的状态，并将状态数值反馈至处理单元201。处理单元201根据状态数值随时输出适当的指 令信号，以驱动控制单元203以及充电路径开关2030控制第一电池200以及第二电池202 的充放电。在一具体实施例中，本实施例的电源控制电路可被设置于电子装置中。请参见图 4，图4所示为根据本发明的一具体实施例的电子装置5的功能方框图。如图所示，本具体 实施例的电子装置5包含连接单元50、电源控制电路52、电池模块54、电源管理模块56以 及多个电子零组件，包含处理器580、内存582、芯片组584、外围插槽586等电子装置5运 行所需的单元或模块。连接单元50，例如插接孔，可供使用者连接如前述的各类型电源供应装置。电源 控制电路52包含处理单元520、控制单元522以及开关524。此外，处理单元520、控制单元 522以及开关524分别与连接单元50连接。此外，电池模块54包含第一电池540、第二电 池542、充电路径开关544以及电池管理单元546。进一步，电源管理模块56可通过插接或焊接等方式与第一电池540、第二电池542 以及开关524连接，以接受第一电池540、第二电池542或电源供应装置所提供的电力。另 外，处理器580、内存582、芯片组584、外围插槽586等单元或模块分别连接至电源管理模块 56，以自电源管理模块56接收运行所需的电力。请注意，在本具体实施例中，电源控制电路52以及电池模块54所包含的各单元的 连接关系以及功能皆与前述相同，在此不再赘述。综上所述，根据本发明较佳实施例所提供的电源控制电路能根据不同电力来源调 整电源配置模式。特别地，当电力来源为太阳能转换装置时，本发明较佳实施例的电源控制 电路可控制电池模块中的第一电池以及第二电池轮流对电子装置放电并轮流由太阳能电 源供应装置充电。并且，本发明较佳实施例的电源控制电路可根据各电池单元的状态进行 充放电的切换，以有效率地利用太阳能所转换的电能来延长电子装置的使用时间。利用以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而
8并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望 能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的范畴内。因此，本发明 所申请的权利要求书的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以使得其涵盖所有可能 的改变以及具相等性的安排。
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权利要求
一种电源控制电路，设置于电子装置中，以连接太阳能电源供应装置，上述电子装置包括第一电池与第二电池，其特征是，上述电源控制电路包含处理单元，当上述处理单元连接上述太阳能电源供应装置时，上述处理单元输出第一控制信号；以及控制单元，分别连接上述处理单元、上述第一电池以及上述第二电池，其中上述控制单元接收上述第一控制信号，以控制上述第一电池与上述第二电池轮流对上述电子装置放电，且控制上述第一电池与上述第二电池轮流由上述太阳能电源供应装置充电。
2.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征是，上述电源控制电路进一步包含 开关，分别连接上述太阳能电源供应装置、上述电子装置以及上述处理单元，上述开关接收上述第一控制信号且根据上述第一控制信号形成断路，使得上述太阳能电源供应装置 无法通过上述开关对上述电子装置供电。
3.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征是，当上述处理单元连接交流-直流转 换器时，上述处理单元输出第二控制信号，上述控制单元根据上述第二控制信号来控制上 述第一电池与上述第二电池由上述交流_直流转换器充电。
4.根据权利要求3所述的电源控制电路，其特征是，上述电源控制电路进一步包含 开关，分别连接上述交流_直流转换器、上述电子装置以及上述处理单元，上述开关接收上述第二控制信号并根据上述第二控制信号形成通路，使得上述交流_直流转换器通过 上述开关对上述电子装置供电。
5.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征是，当上述第一电池由上述太阳能电 源供应装置充电时，上述第二电池对上述电子装置放电，且当上述第二电池由上述太阳能 电源供应装置充电时，上述第一电池对上述电子装置放电。
6.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征是，上述电源控制电路进一步包含 电池管理单元，连接上述处理单元、上述第一电池以及上述第二电池，用以检测与上述第一电池以及上述第二电池有关的状态数值，并且将上述状态数值反馈至上述处理单元。
7.根据权利要求6所述的电源控制电路，其特征是，当上述第二电池对上述电子装置 放电且上述第二电池的上述状态数值异常时，上述处理单元输出切换信号，上述控制单元 根据上述切换信号控制上述第二电池停止对上述电子装置放电，同时控制上述第一电池对 上述电子装置放电。
8.根据权利要求6所述的电源控制电路，其特征是，上述状态数值选自由剩余电量、温 度、放电电压以及放电电流所组成的群组。
9.一种电池模块，用以对电子装置放电，其特征是，上述电池模块包含 第一电池；第二电池；以及电源控制电路，配合连接太阳能电源供应装置，以控制上述第一电池与上述第二电池 的操作，上述电源控制电路包含处理单元，当连接上述太阳能电源供应装置时，上述处理单元输出第一控制信号；以及 控制单元，分别连接上述处理单元、上述第一电池以及上述第二电池， 其中上述控制单元接收上述第一控制信号，以控制上述第一电池与上述第二电池轮流对上述电子装置放电，且控制上述第一电池与上述第二电池轮流由上述太阳能电源供应装 置充电。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其特征是，上述电池模块进一步包含开关，分别连接上述太阳能电源供应装置、上述电子装置以及上述处理单元，上述开关 接收上述第一控制信号并根据上述第一控制信号形成断路，使得上述太阳能电源供应装置 无法通过上述开关对上述电子装置供电。
11.根据权利要求9所述的电池模块，其特征是，当上述处理单元连接交流-直流转换 器时，上述处理单元输出第二控制信号，上述控制单元根据上述第二控制信号控制上述第 一电池与上述第二电池由上述交流_直流转换器充电。
12.根据权利要求11所述的电池模块，其特征是，上述电池模块进一步包含开关，分别连接上述交流-直流转换器、上述电子装置以及上述处理单元，上述开关接 收上述第二控制信号并根据上述第二控制信号形成通路，使得上述交流_直流转换器通过 上述开关对上述电子装置供电。
13.根据权利要求9所述的电池模块，其特征是，当上述第一电池由上述太阳能电源供 应装置充电时，上述第二电池对上述电子装置放电，且当上述第二电池由上述太阳能电源 供应装置充电时，上述第一电池对上述电子装置放电。
14.根据权利要求9所述的电池模块，其特征是，上述电池模块进一步包含电池管理单元，连接上述处理单元、上述第一电池以及上述第二电池，用以检测与上述 第一电池以及上述第二电池有关的状态数值，并且将上述状态数值反馈至上述处理单元。
15.根据权利要求14所述的电池模块，其特征是，当上述第二电池对上述电子装置放 电且上述第二电池的上述状态数值异常时，上述处理单元输出切换信号，上述控制单元根 据上述切换信号控制上述第二电池停止对上述电子装置放电，同时控制上述第一电池对上 述电子装置放电。
16.根据权利要求14所述的电池模块，其特征是，上述状态数值选自由剩余电量、温 度、放电电压以及放电电流所组成的群组。
全文摘要
本发明提供一种电源控制电路及包含电源控制电路的电池模块。根据本发明的电源控制电路设置于电子装置中，以连接太阳能电源供应装置，电子装置包括第一电池与第二电池。电源控制电路包含处理单元以及控制单元。当处理单元连接太阳能电源供应装置时，处理单元输出第一控制信号。并且，控制单元接收第一控制信号，以控制第一电池与第二电池轮流对电子装置放电，且控制第一电池与第二电池轮流由太阳能电源供应装置充电。当连接太阳能电源供应器时，本发明可有效率地利用太阳能所转换的电能来延长电子装置的使用时间。
文档编号H02N6/00GK101902055SQ200910145299
公开日2010年12月1日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者林志雄, 黄士贺 申请人:和硕联合科技股份有限公司