电子装置的瞬间电流补充电路及其设计方法
【技术领域】
[0001]本发明与电子装置的电源电路有关，尤其涉及一种用于电子装置的瞬间电流补充电路及其设计方法。
【背景技术】
[0002]随着电子装置的硬件需求及功能增加，使得电源电路的输出需求也对应增加，举例来说硬件例如WiF1、WAN、GPS、NFC等通讯芯片或模块的建立。这些硬件通常不会在同一时间作动，且该些硬件在启动瞬间的耐压、抽载电流及维持时间的程度都不相同，因此，任一硬件在启动瞬间通常会让电源电路供应电能在这个瞬间发生不平衡的现象，所以，需要针对不同的硬件提供对应的电流补充电路，以让该些硬件能维持正常工作范围内的电压准位。
[0003]此外，工业用手持式电子装置除了前述的电流补偿需求外，更是针对工业用手持电子装置摔落瞬间时电源瞬间断开问题提供对应的电流补偿，以避免电源瞬间断开造成数据丢失。
[0004]换言之，无论是消费型或是工业用手持电子装置都存在硬件作动瞬间电流补偿的应用需求，以让各硬件可维持在正常工作范围内的电压准位。另外，电子装置的电源电路管理的电路设计往往需要较大的电路板面积及成本，而电源质量的管理及效能也会影响电子装置的稳定性及效能。
[0005]如图1所示，传统对于有电流补偿应用需求的硬件，又要让硬件能维持在正常工作范围内的电压准位，通常是在电子装置90的各电源线路(power rail)91、92、93、94、95连接对应的补偿模块91a、92a、93a、94a、95a，电源线路91、92、93、94、95是电源管理模块96与该些硬件91b、92b、93b、94b、95b连接的路径。其中，补偿模块91a、92a、93a、94a、95a例如是大电容、超级电容或水塔(water tower)电路等，以使上述硬件91b、92b、93b、94b、95b中任一者作动瞬间，藉由连接在其电源线路91、92、93、94、95上的补偿模块91a、92a、93a、94a、95a提供补偿的电能，使其他硬件仍能维持在正常工作范围内的电压准位。
[0006]然而，针对各个硬件设计分别对应的补偿模块91a、92a、93a、94a、95a不仅会增加补偿模块的数量，也需要较大的电路配置面积，从而增加较多成本，故不符合目前电子装置要求的轻薄需求。
【发明内容】
[0007]鉴于上述缺陷，本发明的电子装置的瞬间电流补充电路及其设计方法能够有效降低电源电路的配置面积及减少电子零件使用，以维持电子装置的运转功能及符合电子装置轻薄的需求。
[0008]为达成上述目的，本发明提供一种电子装置的瞬间电流补充电路的设计方法；电子装置包括电源电路、多个电压调节单元及多个硬件；电源电路连接多个电压调节单元；多个电压调节单元分别一对一地连接多个硬件；瞬间电流补充电路连接电源电路及多个电压调节单元；瞬间电流补充电路的设计方法包括下列步骤:首先，取得需要电流补偿的每一硬件的参数条件，每一硬件的参数条件包括瞬间电压降、瞬间电流及最大补偿时间；接着，依据每一硬件的参数条件计算出对应该硬件的电容值；然后，从多个硬件的参数条件对应的多个电容值中选择最大者；最后，依据选出的最大电容值设计瞬间电流补充电路的储能丰吴块。
[0009]由于本发明考虑了电子装置中全部硬件的参数条件而从中选择其中一者来设计瞬间电流补充电路，因此，瞬间电流补充电路能够有效地在任一硬件启动瞬间提供电能补偿，以及避免影响其他硬件正常运作所需电能。
[0010]为达成上述目的，本发明还提供了一种瞬间电流补充电路，其用于电子装置，电子装置包括电源电路、瞬间电流补充电路及多个硬件，电源电路用于供应电能至多个硬件；瞬间电流补充电路包括储能模块及电源补偿模块，电源补偿模块连接储能模块、电源电路及多个硬件，且对储能模块充电；其中，在多个硬件的任一者启动时，电源补偿模块通过释放储能模块的电能来补偿启动时硬件的电能。
[0011]如此，电子装置只要一个本发明的瞬间电流补充电路就可补偿硬件启动瞬间的电能，而不需要在每一电源线路分别设计及配置对应的补偿模块，故能够简化电源管理电路、降低电路配置面积及减少电子零件的使用。
[0012]有关本发明所提供的电子装置的瞬间电流补充电路及其设计方法的详细步骤、组成、特点或运作方法，将于后续的实施方式详细说明中予以描述。然而，在本发明领域中具有通常知识者应能了解，这些详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅用于说明本发明而并非用以限制本发明的权利要求范围。
【附图说明】
[0013]图1是传统补偿模块应用于电子装置的配置示意图。
[0014]图2是应用本发明的瞬间电流补充电路的电子装置的配置示意图。
[0015]图3是本发明的瞬间电流补充电路的方块图。
[0016]图4是本发明的瞬间电流补充电路的电路图。
[0017]图5是本发明的瞬间电流补充电路的设计流程图。
[0018](符号说明)
[0019]10...电子装置
[0020]11...电源电路
[0021]111...电源
[0022]112...电源管理模块
[0023]12、13、14、15...硬件
[0024]113、121、131、141、151...电压调节单元
[0025]20...瞬间电流补充电路
[0026]21...电源补偿模块
[0027]211...充电单元
[0028]212...升降压单元
[0029]213...电压检测单元
[0030]214...电阻电容单元
[0031]22...储能模块
[0032]A、B、C、D、E...电源线路
[0033]1...输入端
[0034]0..输出端
[0035]Ql...第一晶体管
[0036]Q2...第二晶体管
[0037]Q3...第三晶体管
[0038]Q4...第四晶体管
[0039]90...电子装置
[0040]91、92、93、94、95...电源线路
[0041]91a、92a、93a、94a、95a...补偿模块
[0042]96...电源管理模块
[0043]9 Ib、92b、93b、94b、95b...硬件
【具体实施方式】
[0044]以下，结合附图列举对应的较佳实施例来对本发明的用于电子装置的电源电路的瞬间电流补充电路及其设计方法的步骤、组成及达成功效进行说明。各附图中用于电子装置的电源电路的瞬间电流补充电路及其设计方法的构件、配置及步骤仅用来说明本发明的技术特征，而并非对本发明构成限制。
[0045]如图2所示，电子装置10包括瞬间电流补充电路20、电源电路11、以及与电源电路11连接的多个硬件12、13、14、15。电源电路11包括电源111及电源管理模块112。电源111用于供应电能，且可以是电池或外部电源。该些硬件12、13、14、15例如是局域网络模块(WAN MODULE)、无线局域网络模块(WiFi MODULE)、卫星定位模块(GPS MODULE)、近场通信模块(NFC MODULE)等，每一硬件12、13、14、15作动瞬间的电流是不相同的。电源111、电源管理模块112及该些硬件之间通过电源线路A、B、C、D、E相互连接，电源电路11供应该些硬件12、13、14、15作动的主要电能。
[0046]在本实施例中，硬件是指接收或供应电源电路的电源的负载，故不以上述例示为限。
[0047]本发明的瞬间电流补充电路20与电源电路11及该些硬件12、13、14、15连接，以补偿电源电路11的电源管理模块112在任一硬件12、13、14、15启动时的电能需求，从而确保电源电路11的质量及效能。
[0048]请再参照图2，瞬间电流补充电路20包括电源补偿模块21和储能模块22。电源补偿模块21连接电源111、储能模块22及该些硬件12、13、14、15，且接收电源111的电能，并对储能模块22充电，电源补偿模块21通过释放储能模块22的电能来补偿启动时每一硬件12、13、14、15的电能需求。
[0049]其中，储能模块22选自超级电容、水塔电路或大电容等储能电子元件中之一，但也可以选择其他能够快速释放电能的储能电子元件、电子元件组合或电子电路组成，故储能模块22不以一个储能电子元件为限。
[0050]如此，本发明的瞬间电流补充电路20仅需要一个电源补偿模块21及一个储能模块22，而不需要如现有技术中所述在每一电源线路上个别连接补偿模块以对应个别硬件的需求，整个电子装置的补偿模块所需数量大大减少。公知的补偿模块中的储能元件例如电容，占有的电路面积相对于其他电子元件的面积大很多，通过本发明的设计方法，只要一个储能模块22即可，可省去公知的多个补偿模块的储能元件的电路面积，故本发明的瞬间电流补充电路20能够有效缩减电路的配置面积及减少零件的使用。
[0051]如图3所示，电源111及该些硬件12、13、14、15的前端分别有一电压调节单元113、121、131、141、151。
[0052]本发明的电源补偿模块21包括充电单元211和升降压单元(buck-boostunit)212o充电单元211连接电源111及储能模块22，用于对储能模块22充电。升降压单元212连接储能模块22，且用于输出电压，该输出电压高于储能模块22的电压准位。其中，个别硬件还包括应用电压，应用电压是硬件正常工作范围内的电压准位。
[0053]该些电压调节单元113、121、131、141、151分别具有输入端I及输出端0，该些电压调节单元113、121、131、141、151的输入端I连接升降压单元，该些电压调节单元113、121、131、141、151的输出端O分别一对一地连接电源111与该些硬件12、13、14、15，该些电压调节单元113、121、131、141、151用于调节输出端的电压，以使电源1