电源供应电路、电源供应系统以及电源供应方法【
技术领域：
】[0001]本发明有关于一种电源供应电路、电源供应系统以及电源供应方法，且特别是一种可携式计算机装置的电源供应电路、电源供应系统以及电源供应方法。【
背景技术：
】[0002]随着科技的发展，配备有充电电池的可携式计算机装置(portablecomputingdevice),例如笔记本电脑(laptop)、平板电脑(Tablet)等因方便使用者携带，已广泛地使用于日常生活中。[0003]可携式计算机装置一般会通过交流转直流的电源适配器(poweradapter)或传统电力设备接收外部电源，来对可携式计算机装置进行供电，并利用外部电源来对充电电池充电。可携式计算机装置的供电系统一般是采用传统供电架构或者是由英特尔(Intel)提出的窄直流(narrowvoltagedirectcurrent,NVDC)供电架构来对可携式计算机装置内部系统元件进行供电。[0004]在传统供电架构下，电源适配器的供应电压会直接供给内建于可携式计算机装置的电压稳压电路(voltageregulator)，以转换为用于驱动可携式计算机装置内的系统负载所需的工作电压。而在窄直流供电架构下，电源适配器的供应电压会先经由内建的充电电路(charger)转换为对充电电池充电的充电电压，而后再提供给电压稳压电路以及充电电池。由于使用窄直流供电架构，可于充电时直接汲取较低的电池电压转换为可驱动系统负载的工作电压。因此，于系统负载处于轻载状态下，窄直流供电架构相较于传统供电架构具较高的电源转换效率。现今，可携式计算机装置大多是采用窄直流供电架构来取代传统供电架构作为携式计算机装置的供电架构。[0005]然而，当可携式计算机装置内部系统元件于运作时的功率消耗越大时，由于窄直流供电架构提供的供应电压另需通过额外升压电路进行转换，以驱动各系统元件的运作。因此，窄直流供电架构的电压转换效率在高负载状态下则会较传统供电架构差，且亦会增加充电电池的负担，进而减少充电电池的寿命。【
发明内容】[0006]本发明要解决的技术问题是:提供一种电源供应电路、电源供应系统以及电源供应方法，以解决当前可携式计算机的窄直流供电架构的电压转换效率在高负载状态下会较传统供电架构差，且会增加充电电池的负担，进而减少充电电池的寿命的问题。[0007]本发明实施例提供一种电源供应电路，此电源供应电路适于接收电源适配器的输出以供电至电池单元与系统负载。所述电源供应电路包括充电单元、切换单元以及电压稳压单元。充电单元经由一电源输入端接收电源适配器所输出的第一供应电压，且充电单元用以对电池单元进行充电。切换单元耦接于电源输入端与充电单元的一输出端。切换单元用以接收第一供应电压与充电单元所输出的第二供应电压。电压稳压单元耦接于切换单元。电压稳压单元用以供电至系统负载。切换单元在高负载状态下提供第一供应电压至电压稳压单元，而切换单元在低负载状态下提供第二供应电压至电压稳压单元。所述系统负载在高负载状态下的功率消耗大于在低负载状态下的功率消耗。[0008]本发明实施例还提供一种电源供应系统，此电源供应系统适用于一可携式计算机装置，且电源供应系统包括电源适配器以及上述电源供应电路。电源适配器耦接于一交流电源，且电源适配器用以整流交流电源的一交流电压，以产生第一供应电压。电源供应电路接收电源适配器的输出，以供电至电池单元与系统负载。所述电源适配器与系统负载可以是设置于一主板上。[0009]在本发明其中一个实施例中，上述切换单元包括电源切换电路以及控制单元。电源切换电路耦接于电源输入端、充电单元的输出端以及电压稳压单元。电源切换电路用以建立电源输入端与电压稳压单元之间的第一供电路径或建立充电单元与电压稳压单元之间的第二供电路径。控制单元耦接于电源切换电路。控制单元用以检测系统负载的功率消耗，并对应控制电源切换电路导通第一供电路径或导通第二供电路径，以提供第一供应电压或第二供应电压至电压稳压单元。[0010]本发明还提供一种电源供应方法，适用于驱动上述电源供应电路，且所述电源供应方法包括下列步骤。首先，检测系统负载的运作状态。而后，根据检测结果，决定系统负载的供电来源。当系统负载处于高负载状态下时，切换单元提供第一供应电压至电压稳压单元，以供电至系统负载。当系统负载处于低负载状态下时，切换单元提供第二供应电压至电压稳压单元，以供电至系统负载。系统负载在高负载状态下的功率消耗大于在低负载状态下的功率消耗。[0011]综上所述，本发明提供一种电源供应电路、电源供应系统以及电源供应方法，此电源供应电路、电源供应系统以及电源供应方法可于可携式计算机装置运作时，主动检测可携式计算机装置的系统功率消耗，并决定携式计算机装置的系统运作的供电来源。当可携式计算机装置的系统功率消耗较大时，所述电源供应电路会自动以传统供电方式对系统进行供电；当可携式计算机装置的系统功率消耗较小时，所述电源供应电路则会自动切换以窄直流供电方式对系统进行供电。据此，可携式计算机装置可通过设置本发明提供的电源供应电路，提升可携式计算机装置系统运作时的电压转换效率，并同时增加充电电池的寿命，进而可提升可携式计算机装置整体运作效益。[0012]为使能更进一步了解本发明之特征及技术内容，请参阅以下有关本发明之详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅系用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。【附图说明】[0013]图1是本发明第一实施例提供的电源供应系统的功能方块图。[0014]图2是本发明第一实施例提供的窄直流供电架构与传统供电架构的功率转换效率比较的曲线图。[0015]图3是本发明第一实施例提供的电源供应系统的功能方块图。[0016]图4是本发明第一实施例提供的切换单元的电路示意图。[0017]图5是本发明第一实施例提供的切换单元的电路运作示意图。[0018]图6是本发明第一实施例提供的切换单元的电路运作示意图。[0019]图7是本发明第二实施例提供的用于电源供应系统的电源供电方法的流程示意图。[0020]图8是本发明第三实施例提供的用于电源供应系统的电源供电方法的流程示意图。[0021]图9是本发明第三实施例提供的过电流保护电路的电路运作波形示意图。[0022]图10是本发明第四实施例提供的用于电源供应系统的电源供电方法的流程示意图。[0023]主要元件标号说明[0024]1:电源适配器2:主板[0025]21:电池单元23:电源供应电路[0026]231:充电单元233:切换单元[0027]2331:电源切换电路VDD:操作电压[0028]MP1、MP2:PM0S晶体管Rl、R2、R3、R4:电阻[0029]Q1、Q2:NPN晶体管2333:控制单元[0030]MCU:控制芯片235:电压稳压单元[0031]25:系统负载251:中央处理器[0032]GND:接地端L0AD_DET:检测信号[0033]Vin:第一供应电压Vc:第二供应电压[0034]IL:输出电流Ic:充电电流[0035]PT:电源输入端Tl?T9:时间点[0036]P_IH:功率上限值P_IL:功率下限值[0037]SlOO?S120:步骤流程S201?S211:步骤流程[0038]S301?S313:步骤流程[0039]C10、C20、C30、C40、C50:曲线【具体实施方式】[0040]第一实施例[0041]请参照图1，图1绘示本发明第一实施例提供的电源供应系统的功能方块图。电源供应系统可应用于一可携式计算机装置(未绘示)。于本实施例中，可携式计算机装置可例如为笔记本电脑或平板电脑，但本实施例并以此为限。[0042]电源供应系统包括电源适配器1、电池单元21、电源供应电路23以及系统负载25，其中电池单元21、电源供应电路23以及系统负载25分别是设置于一主板2上。所述主板2是设置于可携式计算机装置内。电源适配器I耦接于主板2。电源供应电路23耦接于电源适配器I与电池单元21及系统负载25之间。[0043]电源适配器I用以对一交流电源(未绘示)输出的交流电压整流，并产生一第一供应电压Vin，以对主板2上各电子元件供电，其中第一供应电压Vin为直流电压。电源适配器I可以是通过电源线(未绘示)与可携式计算机装置的电源输入端PT电连接，以通过电源输入端PT输出第一供应电压Vin对主板2供电。[0044]电池单元21是内建于可携式计算机装置。可携式计算机装置未与电源适配器I连接时，亦即电源适配器I未存在时，电池单元21可用以经电源供应电路23对系统负载25供电，以驱动系统负载25的运作。[0045]电池单元21可以为单一充电电池，例如锂离子电池(Lithium-1on)、镍镉电池(N1-Cd)、镍氢电池(N1-MH)或是由多个充电电池组成的充电电池组(rechargeablebatterypack)，且是依据可携式计算机装置的种类以及实际架构而定，故本实施例并不限制。[0046]于本实施例中，电池单元21是整合设置于主板2上，但于实务上，电池单元21亦可因可携式计算机装置的内部实际架构而设置于可携式计算机装置内主板2外的其它容置空间，例如用于放置电池单元21且邻近主板2的电池容置空间(batterycompartment)。[0047]电源供应电路23用以经电源输入端PT接收电源适配器I的输出，以供电至电池单元21与系统负载25。电源供应电路23并可主动依据系统负载25的运作状态，配置系统负载25的供电来源。[0048]详细地说，电源供应电路23主动依据系统负载25的功率消耗大小，选择以电源适配器I的输出(即第一供应电压Vin)或电池单元21的输入(即第二供应电压Vc)作为系统负载25的供电来源。也就是，电源供应电路23可主动依据系统负载25的功率消耗大小，自动选择以窄直流供电方式或是传统供电方式来对系统负载25供电。[0049]于本实施例中，系统负载25可例如为内建于可携式计算机装置的主板2上所有功耗元件，包括中央处理器(centralprocessingunit,CPU)(未绘示于图1)、系统操作模组(未绘示)以及周边装置(未绘示)等在内的等效电阻。附带一提的是，系统负载25的实际架构与实施方式会因可携式计算机装置的种类与实体架构而改变，且系统负载25的架构并非为本发明所着重的部分，故在此不再赘述。[0050]进一步地说，电源供应电路23包括充电单元231、切换单元233以及电压稳压单元235。充电单元231耦接电源输入端PT与电池单元21之间。切换单元233分别耦接于电源输入端PT与充电单元231的一输出端。电压稳压单元235耦接于切换单元233与系统负载25之间。[0051]充电单元231用以经由电源输入端PT接收当前第1页1 2 3 4 5