供电控制方法及其相关便携式电子装置与流程

1.本发明涉及一种供电控制方法及其相关便携式电子装置，尤其涉及一种动态调整电池的预留容量的供电控制方法及其相关便携式电子装置。


背景技术：

2.随着科技的发展与进步，现有的电子装置的性能已大幅的提升，且在降低成本以及缩小电子装置的需求下，笔记型计算机的实时时钟(real-time clock，rtc)钮扣型电池也改由锂离子电池内部的电芯作为电压来源。由于现有的笔记型计算机的供电系统没有预留电池容量，即电池供电系统的总电量与电子装备的操作系统所显示的电池容量相同，例如电池的实际容量是0％时，笔记型计算机的操作系统所显示的电池电量为0％。或者，现有的笔记型计算机的供电系统仅保留固定的预留电池容量，例如当供电系统的电池实际容量是1％时，笔记型计算机的操作系统所显示的电池容量为0％，以避免因为供电系统中的电池容量被过度消耗所造成永久性失效的情形。然而，由于每一电池的电芯特性不同，并且当电池应用于不同的电子装置时，电子装置的系统负载、系统电量或电池电压等皆会影响电池的效能。因此，现有用于电子装置的供电系统有改进的必要。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种供电控制方法及其相关便携式电子装置，以动态调整电池的预留容量。
4.本发明实施例公开一种供电控制方法，用于一便携式电子装置，其中该便携式电子装置包含一供电模块及一控制电路，该供电模块用以供应电力至该便携式电子装置，其中该供电控制方法包含：该控制电路检测该电子装置的一系统状态或该供电模块的一模块状态；以及该控制电路根据该便携式电子装置的该系统状态或该供电模块的该模块状态，调整该供电模块的一主要电池的一电池保留容量。
5.本发明实施例另公开一种便携式电子装置，包含有一供电模块，包含有一主要电池，用以供应电力至该便携式电子装置；以及一控制电路，耦接于该供电模块，用来检测该便携式电子装置的一系统状态或该供电模块的一模块状态，并且根据该便携式电子装置的该系统状态或该供电模块的该模块状态，调整该供电模块的一电池保留容量。
附图说明
6.图1及图2为本发明实施例的一便携式电子装置的示意图。
7.图3为本发明实施例的一电池容量状态的示意图。
8.图4为本发明实施例的一供电控制流程的示意图。
9.【符号说明】
10.10，20:便携式电子装置
11.102:供电模块
12.1022:主要电池
13.1024:充电单元
14.1026:热能感测单元
15.1028:电流感测元件
16.1030:热敏电阻元件
17.104:控制电路
18.106:软件/bios系统
19.108:操作系统
20.40:供电控制流程
21.402-408:步骤
22.ac:交流电源
23.il:漏电流
24.ith1-ith4:漏电流值
25.rci1-rci5，rcs1-rcs5，rct1-rct5，rcv:电池保留容量
26.lrc:最低预留容量
27.rtcc:实时时钟容量
28.soh，sohth1-sohth4:电池健康度
29.srt:执行系统电量
30.t，tth1-tth4:电池温度
31.vpack:最低电池串电压
32.vcell:最低电芯电压
具体实施方式
33.请参考图1，图1为本发明实施例的一便携式电子装置10的示意图。便携式电子装置10可以是一笔记型计算机或采用锂离子电池的电子装置。便携式电子装置10包含有一供电模块102及一控制电路104。供电模块102可包含一主要电池1022，主要电池1022耦接于一交流电源ac，用来将交流电源ac转换为一电源供应电压，并且存储电源供应电压。在一实施例中，供电模块102是一不可拆卸式电池模块，且便携式电子装置10不包含其他电池模块。或者，在另一实施例中，供电模块102是一可拆卸式电池模块，并且便携式电子装置10可包含其他电池模块，例如，实时时钟(real-time clock，rtc)电池。控制电路104可以是一嵌入式控制器(ec，embed controller)，耦接于供电模块102，并且控制电路104可耦接于一中央处理装置(central processing unit，cpu)，用来检测便携式电子装置10的一系统状态或供电模块102的一模块状态，并且根据便携式电子装置10的系统状态或供电模块102的模块状态，调整供电模块102供电模块102的一电池保留容量，其中供电模块102的模块状态可以是主要电池1022的一电池温度、一电池健康度或一电压。
34.详细而言，供电模块102中的主要电池1022可包含一电池电量集成电路(battery gas-gauge ic)。该电池电量集成电路用来计量电池容量，其中包含相对荷电状态(relative state of charge，rsoc)、剩余容量(remain capacity)、完全充电容量(full charge capacity，fcc)、电压、电流、温度和健康等信息。该电池电量集成电路通过一系统
管理总线(system management bus，smbus)将关于供电模块102的模块状态传送至控制电路104。在一实施例中，如图1所示，便携式电子装置10可进一步包含有一充电单元1024及一热能感测单元1026。充电单元1024可耦接于交流电源ac及控制电路104，以由交流电源对充电单元1024进行充电。热能感测单元1026通过该系统管理总线耦接于控制电路104。如此一来，控制电路104即可通过接收到关于主要电池1022的状态信息。
35.此外，便携式电子装置10可还包含一软件/bios系统106、一操作系统108，其中软件/bios系统106可经由一加强型串行外围接口总线(enhanced serial peripheral interface bus，espi)耦接于控制电路104，操作系统108可经由一进阶配置与电源接口(advanced configuration and power interface，acpi)与软件/bios系统106进行传输，因此便携式电子装置10可通过控制电路104所决定相关于供电模块102的调整结果，传送至软件/bios系统106及一操作系统108以呈现便携式电子装置10的相关信息。
36.在另一实施例中，请参考图2，图2为本发明实施例的一便携式电子装置20的示意图。由于便携式电子装置20为便携式电子装置10的变化实施例，因此沿用与便携式电子装置10相同的元件符号。与便携式电子装置10不同的地方在于，便携式电子装置20可与外部硬件耦接，例如一电流感测元件1028及热敏电阻元件1030，其中电流感测元件1028及热敏电阻元件1030可用来分别感测主要电池1022的电流及温度，并且提供对应的信息至便携式电子装置20的控制电路104。
37.请参考图3，图3为本发明实施例的一电池容量状态的示意图。由图3可知，供电模块102的主要电池1022的电池容量100％时代表便携式电子装置10、20的系统显示为充满电的状态(即主要电池1022提供给便携式电子装置10、20的操作系统108的电量)，而电池容量0％时则为便携式电子装置10、20的系统显示0％的电量，在此情形下，虽然便携式电子装置20的系统显示为0％，但供电模块102的主要电池1022仍保有一最低预留容量(lowest remain capacity)lrc。换句话说，主要电池1022的最低预留容量lrc为电池保留容量的一种态样。在一实施例中，供电模块102的主要电池1022可用来支持便携式电子装置20的一实时时钟(real-time clock，rtc)电路，以用于维持便携式电子装置10、20的一即时时间信息，其中最低预留容量lrc可进一步被划分为单一电芯单元(cell)的主要电池1022所提供的电量为3伏特电压/单一电芯单元、2.8伏特电压/单一电芯单元、2.5伏特电压/单一电芯单元以及永久性失效。当主要电池1022的电池容量为3伏特电压/单一电芯单元时，代表主要电池1022的电量为0％；当主要电池1022的电池容量为2.8伏特电压/单一电芯单元时，代表主要电池1022的一低电压保护点；当主要电池1022的电池容量为2.5伏特电压/单一电芯单元时，则主要电池1022停止提供实时时钟电路一电压来源；当主要电池1022被过度放电时，主要电池1022为永久性失效而无法再被使用。
38.在上述的实施例中，本发明的便携式电子装置10、20的控制电路104可根据便携式电子装置10、20的系统状态或供电模块102的模块状态，调整便携式电子装置10、20的供电模块102的电池保留容量。进一步地，在一实施例中，本发明实施例的控制电路104调整便携式电子装置10、20的操作系统108的一执行系统电量srt相对于供电模块102的最低预留容量lrc的一比例。换句话说，本发明的控制电路104可在最低预留容量lrc中，动态调整提供给实时时钟电路的一实时时钟容量(real time clock capacity)rtcc，例如当主要电池1022的容量为3000毫安培小时(mah)时，控制电路104可保留主要电池1022的容量的1％(即
30mah)作为给实时时钟电路使用的实时时钟容量rtcc，以降低主要电池1022被过度放电的风险。在上述实施例中，便携式电子装置10、20的操作系统108的执行系统电量srt相对于供电模块102的最低预留容量lrc的比例为100:1。
39.进一步地，便携式电子装置10、20的运作方式可归纳为一供电控制流程40，如图4所示。供电控制流程40的步骤包含有：
40.步骤402：开始。
41.步骤404：检测便携式电子装置10、20的系统状态或供电模块102的模块状态。
42.步骤406：根据便携式电子装置10、20的系统状态或供电模块102的模块状态，调整供电模块102的主要电池1022的电池保留容量。
43.步骤408：结束。
44.详细而言，在执行供电控制流程40之前，控制电路104先设定一初始保留容量(remain capacity initial)rci1，例如1％，以作为便携式电子装置10、20的操作系统108显示的0％电量，即当主要电池1022的容量为4000mah时，一初始保留容量rci1为40mah。在此实施例中，便携式电子装置10、20的内部元件在一关机状态时的系统耗能为一系统漏电流(leakage current)il，因此控制电路104可预先设定对应于不同漏电流值的电池保留容量。例如，控制电路104可设定漏电流i为[ith1，ith2，ith3，ith4]＝[5，10，15，20]微安(μa)时所分别对应的电池保留容量[rci2，rci3，rci4，rci5]＝[60，80，100，120]mah。也就是说漏电流值ith1、ith2、ith3、ith4为对应于不同电池保留容量rci2、rci3、rci4、rci5的电池漏电流的设定条件。因此，当控制电路104检测到便携式电子装置10、20的系统漏电流il小于漏电流值ith1时，则不调整电池保留容量；当控制电路104检测到便携式电子装置10、20的系统漏电流il大于漏电流值ith1且小于漏电流值ith2时，则将电池保留容量rci1调整为电池保留容量rci2(即60mah)；当控制电路104检测到便携式电子装置10、20的系统漏电流il大于漏电流值ith2且小于漏电流值ith3时，则将电池保留容量rci2调整为电池保留容量rci3(即80mah)，依此类推，以动态地调整电池保留容量。值得注意的是，控制电路104在便携式电子装置10、20于关机状态时，由实时时钟电路提供控制电路104一电源，以取得便携式电子装置10、20的系统状态或供电模块102的模块状态，以持续监测便携式电子装置10、20的漏电流il，以在便携式电子装置10、20关机状态或重新开机时，动态调整电池保留容量。此外，上述关于对应于不同电池保留容量的漏电流值不限于此，而可根据使用者或系统需求而调整。
[0045]
在另一实施例中，控制电路104可依据主要电池1022的一电池温度t动态调整电池保留容量。在执行供电控制流程40之前，控制电路104先设定一初始保留容量rct1，例如1％，即当主要电池1022的容量为4000mah时，则初始保留容量rct1为40mah。接着，控制电路104可预先设定对应于不同主要电池1022的电池温度t的电池保留容量，例如，控制电路104可设定电池温度t为[tth1，tth2，tth3，tth4]＝[45，50，55，60]度(℃)时所分别对应的电池保留容量[rct2，rct3，rct4，rct5]＝rct1*[110％，120％，130％，140％]。也就是说，电池温度tth1、tth2、tth3、tth4为对应于不同电池保留容量rct2、rct3、rct4、rct5的电池温度t的设定条件。因此，当控制电路104检测到电池温度t小于电池温度tth1时，不调整电池保留容量；当控制电路104检测到电池温度t大于电池温度tth1且小于电池温度tth2时，将电池保留容量rct1调整为电池保留容量rct2(即rct1*110％)；当控制电路104检测到电池温度t大
于电池温度tth2且小于电池温度tth3时，将电池保留容量rct2调整为电池保留容量rct3(即rct1*120％)，依此类推，以动态地调整电池保留容量。值得注意的是，控制电路104在便携式电子装置10、20在关机状态时，持续监测电池温度t，以在便携式电子装置10、20关机状态或重新开机时，动态调整电池保留容量。此外，上述关于对应于不同电池保留容量的电池温度不限于此，而可根据使用者或系统需求而调整。
[0046]
在另一实施例中，控制电路104可依据主要电池1022的电池健康度soh动态调整电池保留容量。在执行供电控制流程40之前，控制电路104先设定一初始保留容量rcs1，例如1％，即当主要电池1022的容量为4000mah时，则初始保留容量rcs1为40mah。接着，控制电路104可预先设定对应于不同主要电池1022的电池健康度soh的电池保留容量，例如，控制电路104可设定电池健康度soh分别为电池健康度soh的[sohth1，sohth2，sohth3，sohth4]＝[90％，80％，70％，60％]时所分别对应的电池保留容量[rcs2，rcs3，rcs4，rcs5]＝rcs1*[110％，120％，130％，140％]。也就是说，电池健康度sohth1、sohth2、sohth3、sohth4为对应于不同电池保留容量rcs2、rcs3、rcs4、rcs5的电池健康度soh的设定条件。因此，当控制电路104检测到电池健康度soh大于电池健康度sohth1时，则不调整电池保留容量；当控制电路104检测到电池健康度soh小于电池健康度sohth1且大于电池健康度sohth2时，则将电池保留容量rcs1调整为电池保留容量rcs2(即rcs1*110％)；当控制电路104检测到电池健康度soh小于电池健康度sohth2且大于电池健康度sohth3时，则将电池保留容量rcs2调整为电池保留容量rct3(即rcs1*120％)，依此类推，以动态地调整电池保留容量。值得注意的是，控制电路104在便携式电子装置10、20于关机状态时，持续监测电池健康度soh，以在便携式电子装置10、20关机状态或重新开机时，动态调整电池保留容量。此外，上述关于对应于不同电池保留容量的电池健康度不限于此，而可根据使用者或系统需求而调整。
[0047]
在另一实施例中，控制电路104可依据主要电池1022的电池电压v动态调整电池保留容量。在执行供电控制流程之前，控制电路104先设定一初始保留容量rcv，例如1％，即当主要电池1022的容量为4000mah时，则初始保留容量rcv为40mah。由于现有用于主要电池1022的一电池配置可由多个电芯而成一电池串，因此本发明实施例的控制电路104可分别预先设定四个电芯串联的一最低电池串电压vpack及一最低电芯电压vcell为[vpack，vcell]＝[12v，3v]。因此，当控制电路104检测到电池串电压大于12v或单个单元的电芯电压大于3v，则不调整电池保留容量；电池串电压小于12v或单个电池单元的电芯小于3v，则直接将便携式电子装置10、20的系统显示电量修改为0％，以动态地调整电池保留容量。值得注意的是，控制电路104在便携式电子装置10、20于关机状态时，持续监测主要电池1022的电池电压，以在便携式电子装置10、20关机状态或重新开机时，动态调整电池保留容量。
[0048]
此外，关于触发修改便携式电子装置10、20的系统显示电量的步骤不限于上述电压值，而可根据使用者或系统需求而调整，例如单个电池单元的最低电芯电压vcell可以是3.1v或3.2v，而四个电池串联的电池串的最低电池串电压vpack可以是12.4v或12.8v而不以此为限制。
[0049]
控制电路104可单独依据或依据至少一个上述的便携式电子装置10、20的系统状态或主要电池1022的状态以动态调整电池保留容量，而不限于单一条件。举例而言，控制电路104可同时依据便携式电子装置10、20的漏电流il以及主要电池1022的电池温度t调整电池保留容量，或者，控制电路104也可同时依据主要电池1022的电池温度t以及电池电压v调
整电池保留容量，而不限于此，皆适用于本发明。
[0050]
值得注意的是，上述实施例描述本发明的概念，本领域的技术人员可以相应地作出适当修改并且不限于此，举例而言，控制电路104所依据的主要电池1022的状态以及便携式电子装置10、20的系统状态，以做为调整电池的预留容量并不限于上述情况，其他的电池状态例如电池寿命或电子装置的系统负载，皆可做为调整的依据，而可根据使用者或电子装置的系统以进行调整。
[0051]
综上所述，本发明实施例提供一种供电控制方法及其相关便携式电子装置，以动态调整电池的预留容量，避免因为便携式电子装置中的电池容量被过度消耗所造成永久性失效的风险。
[0052]
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。