行动电源装置及其电流输出方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001 ] 本发明提供一种行动电源装置，特别指行动电源装置及其电流输出方法。
【【背景技术】】
[0002]随着科技进步及行动电子产品的多样化，人手一台或多台行动电子产品已属常见。目前行动电子产品，例如:移动电话、笔记本电脑、数字相机、音效播放器等等，皆是利用充放电电池作为使用时的电力来源。传统上，使用者需通过所配备的充电器(变压器)将室内交流电源转换成一定的电压准位来对行动电子产品进行充电。然而，在无法取得室内交流电源的环境中，将造成充电上的困难或使行动电子产品产生中断使用的窘状。因此，发展出内部具有充电电池的行动电源装置(Power Bank)，借以给行动电子产品的行动电源装置补充电力。
[0003]行动电子产品的规格不一，而所需充电电流也有所不同。举例来说，智能型手机所需的充电电流为1安培，而平板电脑所需的充电电流的需求达到2安培。虽然行动电源装置可依容量及输出功率进行设定，也即依照输出电流为1安培或2安培进行设定。然而，行动电源的输出功率愈高，其所需要的整体体积亦相对的愈大，反而造成民众携带不便。对于上述问题，有必要提出解决方案以改善现存问题。
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【发明内容】
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[0004]鉴于上述问题，本发明提供一种行动电源装置及其电流输出方法，能同时支持小输出电流及大输出电流，并且不增加行动电源装置的体积，以致能够便于携带。
[0005]在一实施例中，一种行动电源装置包含负载接点、电源供应电路、输出电路、侦测单元及控制电路。电源供应电路经由负载接点提供输出电流。输出电路根据输出电流在负载接点上产生输出电压。侦测单元根据输出电流产生侦测信号。其中，输出电路包含阻抗电路。控制电路根据侦测信号控制输出电路切换阻抗电路的电阻值以调降输出电压，并达到调降输出电流。在一实施例中，一种行动电源装置的电流输出方法包含利用一电源供应电路经由一负载接点提供一输出电流、根据输出电流产生一输出电压在负载接点上、侦测输出电流、以及当侦测到输出电流大于一预设电流值时，调降输出电压，并达到调降输出电流。
[0006]综上所述，根据本发明的行动电源装置及其电流输出方法，根据瞬间的输出电流的变化切换阻抗电路的电阻值，借以控制输出电流以支持各种充电需求的负载，但不必大幅增加行动电源装置的体积。
【【附图说明】】
[0007]图1绘示本发明一实施例的行动电源装置的示意图。
[0008]图2绘示本发明另一实施例的行动电源装置的示意图。
[0009]图3绘示本发明一实施例的行动电源装置的电流输出方法的流程图。
[0010]图4绘示本发明另一实施例的行动电源装置的电流输出方法的流程图。
[0011]图5绘示步骤210的一实施例的细部流程图。
【【具体实施方式】】
[0012]图1为本发明一实施例的行动电源装置的示意图。行动电源装置包含负载接点1_、电源供应电路110、侦测单元130、控制电路150及输出电路170。
[0013]侦测单元130耦接电源供应电路110、输出电路170以及负载接点N_。于此，侦测单元130耦接在电源供应电路110与输出电路170之间，并且输出电路170耦接在侦测单元130与负载接点之间。控制电路150耦接在侦测单元130与输出电路170之间。
[0014]输出电路170根据输出电流lout产生一输出电压Vout在负载接点ΝωΑ[)上。侦测单元130根据输出电流lout产生一侦测信号Vd。控制电路150根据侦测信号Vd控制输出电路170切换阻抗电路RCT的电阻值，借以调降输出电压，并达到调降输出电流。
[0015]图2为本发明另一实施例的行动电源装置的示意图。在一些实施例中，参照图1及图2，输出电路170更包括一切换单元SW，切换单元SW可为一金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET),较佳为 NM0S,但不限于此开关元件。切换单元SW耦接在阻抗电路与控制电路150之间。控制电路150根据侦测信号Vd产生一驱动信号Vc，并将驱动信号Vc输入至切换单元SW的控制端(即M0SFET的闸极)。切换单元SW响应驱动信号Vc将阻抗电路RCT的电阻值由第一阻值切换至第二阻值，以致控制电路150控制输出电路170以调降输出电压Vout，并达到调降输出电流lout。
[0016]具体而言，阻抗电路RCT包含一第一电阻R1、一第二电阻R2以及一第三电阻R3。第一电阻R1的第一端与第二电阻R2的第一端稱接负载接点，而第一电阻R1的第二端与第三电阻R3的第一端耦接切换单元SW的第二端。第二电阻R2的第二端耦接切换单元SW的第一端。以上所述的第一阻值需满足Vout = VNFBX [1+(R1/R3)]，而第二阻值需满足Vout = VNFBX {1+[(R1//R2)/R3)]}。其中，VNFB为回授接点NFB的端电压。由此二式可知，第一阻值必大于第二阻值。
[0017]当输出电流lout小于或等于一预设电流值时,侦测单元130侦测此输出电流lout并产生对应的侦测信号Vd，而控制电路150根据侦测信号Vd控制切换单元SW为「未导通状态」。此时，第二电阻R2的第二端呈现断路，S卩，未电性连接第一电阻R1的第二端与第三电阻R3的第一端。于此，阻抗电路RCT是以由第一电阻R1与第三电阻R3所构成的串行电路进行运作，并且阻抗电路RCT的电阻值为由第一电阻R1与第三电阻R3共同形成第一阻值。也就是说，第一阻值需满足Vout = Vnfb*[1+(R1/R3)]。
[0018]当输出电流lout大于一预设电流值时，侦测单元130侦测到此瞬间大电流并产生对应的侦测信号Vd，而控制电路150根据侦测信号Vd控制切换单元SW为「导通状态」。此时，第二电阻R2的第二端经由切换单元SW电性连接第一电阻R1的第二端与第三电阻R3的第一端。于此，阻抗电路RCT以由第一电阻R1与第二电阻R2所构成的并联电路再与第三电阻R3串联而形成的组合电路进行运作，并且阻抗电路RCT的电阻值为由第一电阻R1、第二电阻R2与第三电阻R3共同形成第二阻值。也就是说，第二阻值需满足Vout =Vnfb*{1+[(R1//R2)/R3)]}。
[0019]换言之，当负载(图中未示)经由负载接点汲取大量的输出电流lout(即，输出电流lout以瞬间大电流输出给负载)时，在控制电路150的控制下，阻抗电路RCT的电阻值由第一阻值切换为较小的第二阻值，以下拉输出电压Vout。由于相应输出电压Vout的回授电压Vf对应下降，电源供应电路110则根据回授电压Vf调节输出以调降输出电压Vout。此时，输出端外部的充电芯片侦测到下拉后相对低的输出电压Vout而判定输入电源不足，进而调降所汲取的充电电流(即，输出电流lout)的量，以致使行动电源装置的输出电流lout降回预设电流值并以预设电流值稳定地对负载进行充电。
[0020]第一电阻R1的第二端与第三电阻R3的第一端连接处形成一回授接点Nfb，并且此回授接点Nfb提供一回授电压Vf。切换单元SW会根据驱动信号Vc与回授电压Vf之间的电压差与切换单元SW的临界电压决定是否导通。举例来说，当输出电流lout大于一预设电流值时，控制电路150根据侦测信号Vd上拉输出驱动信号Vc的准位，以致使驱动信号Vc与回授电压Vf之间的电压差大于切换单元SW的临界电压，进而导通切换单元SW。虽然于此实施例中是以切换单元SW与电源供应电路110耦接同一回授接点nfb为例，但本发明不限于此。换言之，配合实际电路需求亦可在能提供相应输出电压Vout的回授电压的功能下设计为不同回授接点，例如:切换单元SW与电源供应电路110分别耦接至阻抗电路RCT中具有不同电压值的二接点。
[0021]在一些实施例中，侦测信号Vd可为一电压信号。当输出电流lout大于一预设电流值时，侦测信号Vd由低电位转为高电位，以致使控制电路150致能(enable)输出电路170调降输出电压Vout。举例来说，侦测单元130可为具有固定电阻值的一阻抗元件Rcs，并且阻抗元件Rcs耦接在电源供应电路110与负载接点之间。阻抗元件Rcs用以将输出电流I out转换为一电压信号，以作为侦测信号Vd。换言之，于对负载进行充电时，输出电流lout会流经阻抗元件Rcs，并且于阻抗元件Rcs的两端之间形成一电压差(即，侦测信号Vd) 0
[0022]在一些实施例中，预设电流值可为1安培(A)。阻抗元件Rcs可为一个或多个电阻所组合而成的元件。
[0023]控制电路150可包含一运算放大器0P。运算放大器0P的正输入端与负输入端分别电性连接至阻抗元件Rcs的两端。运算放大器0P将其正输入端与负输入端之间的电压差放大而产生驱动信号Vc，并将产生的驱动信号Vc输出给输出电路170。换言之，运算放大器0P根据侦测信号Vd产生并输出驱动信号Vc ( S卩，放大后的电压信号)。当输出电流lout大于一默认电流值时,驱动信号Vc与回授电压Vf之间的电压差会大于切换单兀SW的临界电压，进而导通切换单元SW。
[0024]在一些实施例中，配合所选择的实施元件，控制电路150可更包含其他电子元件，以供电路正常运作。举例而言，参照图2，控制电路150可更包含若干个电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9及一电容C1，但本发明不限于此。电容C1跨接在运算放大器0P的正