本发明涉及一种电源供应技术，且特别是有关于一种可携式电子装置的供电控制方法及应用其的可携式电子装置。
背景技术：
：：随着科技的发展，各式各样的可携式电子装置，例如平板电脑(tabletcomputer)、个人数字化助理(personaldigitalassistant,PDA)、笔记本电脑(laptopcomputer)及智能手机(smartphone)等，已成为现代人不可或缺的工具。在现有的技术中，可携式电子装置可利用符合通用串行总线(universalserialbus，USB)电力传输(powerdelivery，PD)标准的电源转接器来进行充电/供电。其中，所述电源转接器会经由电源线与可携式电子装置的USB接口连接，从而传输可携式电子装置所需的电能。在现有的应用中，不同的电源转接器本身有各自的额定输出功率/最大输出功率，而不同的可携式电子装置产品本身也有其特定的负载设定。举例来说，电源转接器的额定输出功率可例如为5V/1A，若可携式电子装置的负载设定为抽载1A的电流，连接时电源转接器理论上即会产生1A的输出电流；若可携式电子装置的负载设定为抽载0.5A的电流，连接电源转接器时，电源转接器则会产生0.5A的输出电流。由上述可知，在现有的应用中，由于一般可携式电子装置都会以固定的负载设定对电源转接器抽载。因此，只有当可携式电子装置的规格与电源转接器的额定输出功率相互搭配时，才能够使电源转接器具有较佳的供电效率。换言之，若电源转接器的额定输出功率与可携式电子装置的负载规格不符合时，电源转接器即无法以最有效率的方式供应电源，又或者当可携式电子装置的负载较重时，可能造成电源转接器发生过载的情况，从而造成使用上的风险。技术实现要素：本发明提供一种可携式电子装置的供电控制方法及应用其的可携式电子装置，其可侦测电源转接器的输出能力并据以设定对应的工作负载来抽载电源转接器。本发明的可携式电子装置的供电控制方法适于控制可携式垫子装置从电源转接器所汲取的电流大小。所述供电控制方法包括以下步骤：侦测可携式电子装置的电源输入端的输入电压与输入电流；依序设定多个侦测负载，从而令电源转接器依据设定的侦测负载提供相应的侦测电流作为输入电流给可携式电子装置；依据所述多个侦测电流与对应的所述多个输入电压计算电源输入端的等效输入阻抗；依据等效输入阻抗、输入电压以及输入电流计算电源转接器的实际输出电压；以及依据实际输出电压设定工作负载，从而令电源转接器依据设定的工作负载提供相应的工作电流作为输入电流给可携式电子装置。本发明的可携式电子装置包括电源输入端、功能模块、电池模块以及充电控制芯片。充电控制芯片耦接功能模块与电池模块。充电控制芯片用以于电源转接器连接至电源输入端时，经由电源输入端接收电源转接器所提供的电源，并据以供电给功能模块与电池模块使用。充电控制芯片侦测电源输入端的输入电压与输入电流，并且依序设定多个侦测负载，从而令电源转接器依据所述多个侦测负载提供相应的侦测电流作为输入电流，再依据所述多个侦测电流与对应的所述多个输入电压计算电源输入端的等效输入阻抗。充电控制芯片依据等效输入阻抗、输入电压以及输入电流计算电源转接器的实际输出电压，再依据实际输出电压设定工作负载，从而令电源转接器依据设定的工作负载提供相应的工作电流作为输入电流。基于上述，本发明实施例提出一种可携式电子装置的供电控制方法及应用其的可携式电子装置。所述供电控制方法可藉由侦测输入电压与输入电流的方式，计算出电源转接器的实际输出电压，再依据电源转接器的实际输出电压变化及输出电流的特性来判断电源转接器的额定输出功率，并据以动态地设定工作负载，使得电源转接器可确保操作于安全的工作状态下，并且是以接近额定输出功率的高效率对可携式电子装置供电。如此一来，所述供电控制方法不仅有效地提高了电源转接器的供电效能，而且使用者也不需再担心电源转接器与可携式电子装置之间的搭配性问题，从而提高了使用上的便利性。附图说明图1为本发明一实施例的可携式电子装置的示意图。图2为本发明一实施例的可携式电子装置的供电控制方法的步骤流程图。图3为本发明一实施例的可携式电子装置的充电时序示意图。图4为本发明另一实施例的可携式电子装置的充电时序示意图。图5为本发明一实施例的下限操作电压与输入电流的相对关系示意图。图6为本发明另一实施例的可携式电子装置的供电控制方法的步骤流程图。图7为依照图6的一实施例的设定工作负载的步骤流程图。具体实施方式为了使本发明的内容可以被更容易理解，以下特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施例中使用相同标号的元件/构件/步骤，代表相同或类似部件。图1为本发明一实施例的可携式电子装置的示意图。请参照图1，本实施例的可携式电子装置100适于从电源转接器10汲取运作所需的工作电流(即，对电源转接器10抽载)。于此，所述可携式电子装置100可例如为笔记本电脑、平板电脑、智能手机、个人数字助理(PDA)或游戏机等各式电子装置，本发明不以此为限。在本实施例中，电源转接器10会从外部接收一交流电源AC_in，交流电源AC_in例如为市电，但并不限制于此，再将所接收到的交流电源AC_in转换为直流电源(输出电压VAD与输出电流IAD)提供给可携式电子装置100使用，其中电源转接器10的输出电流IAD大小会根据可携式电子装置100的负载设定而决定。换言之，可携式电子装置100是经由电源转接器10获取交流电源AC_in，并以输出电压VAD与输出电流IAD的形式作为可携式电子装置100运作及充电的供电来源。具体而言，本实施例的可携式电子装置100包括电源输入端PIN_I、电容Cin、功能模块110、电池模块120以及充电控制芯片130。可携式电子装置100可通过电源输入端PIN_I以电源线TL和电源转接器10的电源输出端PIN_O连接，从而从电源转接器10汲取直流电源。电容Cin耦接于电源输入端PIN_I与接地端GND之间，以作为稳压的用途。功能模块110是可携式电子装置100中用以提供特定功能的硬件部分，其例如包括中央处理器(CPU)、芯片组(chipset)、内存、硬盘等。电池模块120是用以在可携式电子装置100未经由电源转接器10连接外部交流电源AC_in时，作为可携式电子装置100的主要供电来源。在可携式电子装置100连接外部交流电源AC_in时，电池模块120受控于充电控制芯片130而进行充电的动作。充电控制芯片130耦接功能模块110与电池模块120。充电控制芯片130用以于电源转接器10连接至电源输入端PIN_I时，接收电源转接器10所提供的电源，并据以供电给功能模块110与电池模块120使用。更具体地说，本实施例的充电控制芯片130会侦测电源转接器10的最大输出能力，再根据电源转接器10的输出能力对应地设定工作负载大小。如此一来，可携式电子装置100即可针对不同规格的电源转接器10汲取/抽载不同的电流，而且所汲取/抽载的电流会维持在过电流保护点以下，并且再往下修正一个电流等级。详细而言，所述充电控制芯片130可经设计而执行如图2所示的步骤流程，其中，图2为本发明一实施例的可携式电子装置的充电控制方法的步骤流程图。请同时参照图1与图2，首先，充电控制芯片130会侦测电源输入端PIN_I的输入电压Vin与输入电流Iin(步骤S210)。当充电控制芯片130判断电源转接器10经由电源输入端PIN_I连接至可携式电子装置100时，充电控制芯片130会依序设定多个侦测负载，从而令电源转接器10依据设定的侦测负载提供相应的输出电流IAD(定义此时的输出电流IAD为侦测电流)作为输入电流Iin给可携式电子装置100(步骤S220)。接着，充电控制芯片130会依据步骤S220所侦测到的侦测电流/输入电流Iin与对应的输入电压Vin计算电源输入端PIN_I的等效输入阻抗Rin(步骤S230)。在计算出等效输入阻抗Rin后，充电控制芯片130会依据等效输入阻抗Rin、输入电压Vin以及输入电流Iin计算电源转接器10于其电源输出端PIN_O上的实际输出电压VAD(步骤S240)，再依据所计算出的实际输出电压VAD来设定一工作负载(workingload)，从而令电源转接器10依据设定的工作负载提供相应的输出电流IAD(定义此时的输出电流IAD为工作电流)作为输入电流Iin给可携式电子装置100(步骤S250)。通过所述供电控制手段，无论电源转接器10的额定输出功率为何，电源转接器10皆可确保操作于安全的工作状态下，并且是以接近额定输出功率的高效率对可携式电子装置100供电。此外，在本实施例中，由于充电控制芯片130在设定工作负载时是基于电源转接器100的实际输出电压VAD作为参考，因此无论搭配的电源线TL的等效阻抗为何，充电控制芯片130皆会将其纳入考虑，进而设定出最符合电源转接器10的额定输出功率的工作负载。如此一来，使用者在使用电源转接器10为可携式电子装置100供电时，便不需再担心电源转接器10与可携式电子装置100之间的搭配性问题。以下以图3的充电时序以及图6与图7的具体步骤流程并且搭配图1的架构来进一步说明本发明实施例的供电控制方法。其中，图3为本发明一实施例的可携式电子装置的充电时序示意图。图6为本发明另一实施例的可携式电子装置的供电控制方法的步骤流程图。图7为依照图6的一实施例的设定工作负载的步骤流程图。请先参照图3与图6，在本实施例的供电控制方法中，供电控制芯片130同样会侦测电源输入端PIN_I的输入电压Vin与输入电流Iin(步骤S610)。当充电控制芯片130判断电源转接器10经由电源输入端PIN_I连接至可携式电子装置100时，充电控制芯片130会先在期间T0内(例如为200ms)将负载设定为空载。因此，于期间T0内电源转接器10不会产生输出电流IAD(即，充电控制芯片130不对电源转接器10进行抽载)，由此等待电源转接器10的运作稳定。当期间T0结束并且进入期间T1时，充电控制芯片130会于期间T1内将负载设定为第一侦测负载，从而令电源转接器10提供电流I1(即所述的侦测电流，例如为100mA)作为输入电流Iin(步骤S622)。此时充电控制芯片130会侦测并记录电源输入端PIN_I上的输入电压Vin为电压V1。接着进入期间T2时，充电控制芯片130会于期间T2内将负载设定为第二侦测负载，从而令电源转接器10提供电流I2(即所述的侦测电流，例如为500mA)作为输入电流Iin(步骤S624)。此时充电控制芯片130会侦测并记录电源输入端PIN_I上的输入电压Vin为电压V2。在一实施例中，所记录的电压V1与V2可分别例如为期间T1与T2内的电压平均值，但本发明不仅限于此。在侦测到电压V1与V2以及电流I1与I2后，充电控制芯片130会根据电压V1与V2计算电压差值(V1-V2)(步骤S632)，并且根据电流I1与I2计算电流差值(I2-I1)(步骤S634)。其后，充电控制芯片130即可依据电压差值与电流差值计算出等效输入阻抗Rin(步骤S636)。于此，等效输入阻抗Rin可利用(V1-V2)/(I2-I1)表示。所述等效输入阻抗Rin表示从电源转接器10到充电控制芯片130这一段的阻抗总和，其包含有传输线阻抗、电路板阻抗及其他阻抗等。接着，当时序进入期间T3，充电控制芯片130会于期间T3内将负载设定为线性增加的测试负载，从而令电源转接器10依据设定的测试负载提供线性增加的测试电流I3作为输入电流Iin(步骤S642)，其中测试电流I3的上升斜率可由设计者依设计考虑自行定义。在一实施例中，测试电流I3的上升斜率可例如为1A/s(即，每经过100ms测试电流上升100mA)，但本发明不仅限于此。于期间T3内，充电控制芯片130会实时地记录当前的测试电流I3大小，并且依据测试电流I3与等效输入阻抗Rin计算关联于电源转接器10的实际输出电压VAD的修正电压(以Vadj表示)(步骤S644)。其中，修正电压Vadj可利用Vadj＝I3×Rin表示，而实际输出电压VAD可利用VAD＝Vin+Vadj表示。具体而言，在可携式电子装置100持续线性地增加负载的情况下，电源转接器10的实际输出电压VAD会逐渐地降低，直至输出电流IAD超过额定电流值时，实际输出电压VAD会急遽地降低，此时即表示电源转接器10发生过载的现象。通过此特性，所述供电控制方法可由此持续地侦测电源转接器10的实际输出电压VAD是否低于一个预设下限电压(可由设计者自行定义，以VL表示)从而判断电源转接器10的输出电流IAD是否超过其额定电流值。采用实际输出电压VAD作为过载保护的判断基准电压而不直接采用电源输入端PIN_I的输入电压Vin，是为了把等效输入阻抗Rin的影响纳入参数之中，进而提高过载判断的精确度。在实际应用中，由于充电控制芯片130所侦测到的仍是电源输入端PIN_I上的输入电压Vin与输入电流Iin，因此充电控制芯片130依据调整电压Vadj来修正预设下限电压VL的方式来表示电源转接器10的实际输出电压VAD。更具体地说，在本实施例中，充电控制芯片130会依据修正电压Vadj动态地调整预设下限电压VL，从而产生下限操作电压VACDM(步骤S652)，其中下限操作电压VACDM是用以反应电源转接器10的实际输出电压VAD，其数值会随着输入电流Iin变动，并且可利用VACDM＝VL-Vadj表示。于此，下限操作电压VACDM与输入电流Iin的电压-电流相对关系如图5所示。在图5中可清楚地看出，下限操作电压VACDM会随着输入电流Iin的增加而逐渐降低，其下降的斜率则是由等效输入阻抗Rin所决定。请再参照图3与图6，于期间T3内，充电控制芯片130会比较侦测到的输入电压Vin与下限操作电压VACDM，从而根据比较结果来设定工作负载，并且由此调整工作负载决定抽载的输入电流Iin(步骤S654)。步骤S650的具体流程如图5所示。请同时参照图3与图7，在步骤S640之后，充电控制芯片130会判断输入电压Vin是否小于下限操作电压VACDM(步骤S710)。若输入电压Vin于时间点tp小于下限操作电压VACDM，则充电控制芯片130会进一步判断输入电压Vin小于下限操作电压VACDM的持续时间是否超过预设时间TD(步骤S720)。若步骤S652与S654皆判定为是，则充电控制芯片130会以时间点tp的负载设定值为基准，调降单位负载设定值以作为工作负载(步骤S730)。更具体地说，如图3所示，当充电控制芯片130在时间点tp判断输入电压Vin小于下限操作电压VACDM时，表示测试电流I3当前的电流值It(例如为1A)可能已经趋近/超过电源转接器10的额定电流值。此时为了避免电源噪声或电路反应过慢造成输入电压Vin的扰动而发生误判，充电控制芯片130会持续侦测一段预设期间TD，在确定输入电压Vin在期间TD内皆小于下限操作电压VACDM时才判定由电源转接器10所输出的测试电流I3已经超过其额定电流值，从而以时间点tp的负载设定值(对应至电流值It)为基准，调降一单位负载设定值(对应至电流值Iu，例如为100mA)以作为工作负载。换言之，在所设定的工作负载下，充电控制芯片130会对电源转接器抽载工作电流Iw，其中工作电流Iw可利用Iw＝It-Iu表示。以具体数值举例说明，假设电源转接器的额定输出功率为5V/1A并且预设下限电压VL定义为4.5V。若经由上述步骤后充电控制芯片130计算出等效输入阻抗Rin为0.1欧姆，当充电控制芯片130侦测到输入电流Iin上升至1A时，下限操作电压VACDM即为4.5(V)-0.1(Ohm)×1(A)＝4.4(V)。此时由于电源转接器10的实际输出电流IAD尚未超过额定电流值(1A)，因此输入电压Vin仍处于稳定降低的状态而尚未低于下限操作电压VACDM。但当负载持续加重时，电源转接器10会因为输出电流IAD超过额定电流值1A而使充电控制芯片130侦测到的输入电压Vin急遽地下降至低于4.4V。当输入电压Vin低于4.4V的持续时间超过预设时间时(例如为20ms)，充电控制芯片130会将侦测到过载的时间点tp的负载设定值(对应至抽载1A)调降一单位负载设定值(对应至抽载100mA)，并以之作为工作负载，使得抽载的工作电流Iw可维持在略低于额定电流值1A的900mA，从而令电源转接器10可在高供电效率下稳定地工作。又例如，假设电源转接器的额定输出功率为5V/2A并且预设下限电压VL定义为4.5V。若经由上述步骤后充电控制芯片130计算出等效输入阻抗Rin为0.1欧姆，当充电控制芯片130侦测到输入电流Iin上升至2A时，下限操作电压VACDM即为4.5(V)-0.1(Ohm)×2(A)＝4.3(V)。此时由于电源转接器10的实际输出电流IAD尚未超过额定电流值(2A)，因此输入电压Vin仍处于稳定降低的状态而尚未低于下限操作电压VACDM。但当负载持续加重时，电源转接器10会因为输出电流IAD超过额定电流值2A而使充电控制芯片130侦测到的输入电压Vin急遽地下降至低于4.3V。当输入电压Vin低于4.3V的持续时间超过预设时间时(例如为20ms)，充电控制芯片130会将侦测到过载的时间点的负载设定值(对应至抽载2A)调降一单位负载设定值(对应至抽载100mA)，并以之作为工作负载，使得抽载的工作电流Iw可维持在略低于额定电流值2A的1.9A。由上述两个实施例可知，无论电源转接器10的额定输出功率为何，本发明实施例的供电控制方法都可藉由计算随着输入电流Iin变动的下限操作电压VACDM，使得最终所设定的工作负载可趋近于抽载至电源转接器10的额定输出功率，使得电源转接器10具有最佳的供电效能。此外，在一实施例中，考虑到电源转接器10可能因为过热、老化等等的问题造成额定输出功率降低，本发明实施例的充电控制芯片130还可在设定好工作负载Iw之后，持续地侦测输入电压Vin是否再次低于下限操作电压VACDM。若充电控制芯片130判断输入电压Vin再次低于下限操作电压VACDM超过预设期间TD，则充电控制芯片130会基于当前的工作负载再调降一单位负载设定值，藉以避免电源转接器10发生过载情形。底下以图4的充电时序来举例说明。其中，图4为本发明另一实施例的可携式电子装置的充电时序示意图。请同时参照图4与图7，于时间点tp’之前的充电时序皆如前述图3实施例，故对于时间点tp’的供电控制方法可参照前述说明，于此不再赘述。在本实施例中，假设当前的工作负载已经被设定为对电源转接器10抽载900mA的工作电流Iw。但由于电源转接器10发生过热或老化的现象，从而造成电源转接器10发生过载的现象。此时，充电控制芯片130在时间点tp’侦测到输入电压Vin再次低于下限操作电压VACDM(步骤S710)，并且输入电压Vin低于下限操作电压VACDM的持续时间亦超过预设时间TD(步骤S720)。因此，充电控制芯片130会以当前的负载设定值为基准(对应至抽载900mA)，再调降一单位负载设定值(对应至抽载100mA)，并以之作为工作负载(步骤S730)，使得抽载的工作电流Iw’从原先的900mA降低至800mA。此时若输入电压Vin回复至高于下限操作电压VACDM的稳定状态，则充电控制芯片130会持续以此工作负载对电源转接器10抽载(步骤S710)。但若输入电压Vin仍低于下限操作电压VACDM，则充电控制芯片130会重复执行上述动作，直至输入电压Vin高于下限操作电压VACDM。在另一实施例中，调降负载设定值的动作可分为多个子阶段进行。具体而言，设计者可分别设定多个不同的预设下限电压VL，使得充电控制芯片130可根据所述多个预设下限电压VL分别计算出对应的下限操作电压VACDM，再据此作出多阶段的调整负载设定值的动作。举例来说，原先在预设下限电压为4.5V的应用中，当输入电压Vin小于下限操作电压VACDM时，充电控制芯片130会直接令电源转接器10的输出电流IAD下修100mA。在本实施例的应用中，所设定的预设下限电压VL可例如为第一下限电压(4.75V)与第二下限电压(4.5V)。当输入电压Vin小于第一下限电压但大于第二下限电压时，充电控制芯片130可先依据此判断结果而将电源转接器10的输出电流IAD下修50mA。若输入电压Vin仍持续地降低至小于第二下限电压时，充电控制芯片130才会进一步将过载时间点的输出电流IAD直接下修100mA。如此便可进一步提高电源转接器10的工作安全性。综上所述，本发明提出一种可携式电子装置的供电控制方法及应用其的可携式电子装置。所述供电控制方法可藉由侦测输入电压与输入电流的方式，计算出电源转接器的实际输出电压，再依据电源转接器的实际输出电压变化及输出电流的特性来判断电源转接器的额定输出功率，并据以动态地设定工作负载，使得电源转接器可确保操作于安全的工作状态下，并且是以接近额定输出功率的高效率对可携式电子装置供电。如此一来，所述供电控制方法不仅有效地提高了电源转接器的供电效能，而且使用者也不需再担心电源转接器与可携式电子装置之间的搭配性问题，从而提高了使用上的便利性。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属
技术领域：
：中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的还动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3