TWI461897B

TWI461897B - 電源控制裝置及電子裝置

Info

Publication number: TWI461897B
Application number: TW100141758A
Authority: TW
Inventors: Chih Chain Kung
Original assignee: Wistron Corp
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2014-11-21
Also published as: CN103116394A; US20130124886A1; TW201321955A

Description

電源控制裝置及電子裝置

本發明係指一種電源控制裝置及電子裝置，尤指一種可於電子裝置操作在關機狀態時，關閉嵌入式控制器之電源，以減低電子裝置之功率消耗的電源控制裝置及電子裝置。

筆記型電腦、平板電腦(tablet)、智慧型手機等可攜式電子裝置，已被廣泛使用在人類的生活中。一般而言，可攜式電子裝置係以電池儲存操作所需的電源，當電池電量耗盡時，則無法運作。在此情形下，如何降低功率消耗就顯得非常重要。

在習知技術中，為了降低功率消耗，當可攜式電子裝置不需工作時，使用者可將可攜式電子裝置切換至關機狀態，以將大部份的電路關閉，從而降低功率消耗。然而，為了確保能正確重新啟動，即使可攜式電子裝置進入關機狀態之後，仍需提供電源給相關控制器，來偵測是否需重新啟動系統。換言之，當可攜式電子裝置操作於關機狀態時仍需消耗一定程度的電源。在此情形下，如何有效減少可攜式電子裝置操作於關機狀態時的功率消耗，就成為業界所努力的目標之一。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種電源控制裝置與電子裝置，以減少電子裝置操作於關機狀態時的功率消耗。

本發明揭露一種電源控制裝置，用於一電子裝置，該電源控制裝置包含一電源供應單元以及一控制電路。該電源供應單元用來根據一電源控制訊號，輸出一電源至該電子裝置之一嵌入式控制器。該控制電路耦接於該嵌入式控制器，用來根據該嵌入式控制器所輸出之一操作狀態指示訊號，輸出該電源控制訊號，以於該電源控制訊號指示一關機狀態時，透過該電源控制訊號控制該電源供應單元停止輸出電源至該嵌入式控制器。

本發明另揭露一種電子裝置。該電子裝置包含一嵌入式控制器以及一電源控制裝置。該電源控制裝置包含一電源供應單元以及一控制電路。該電源供應單元用來根據一電源控制訊號，輸出一電源至該嵌入式控制器。該控制電路耦接於該電源供應單元及該嵌入式控制器，用來根據該嵌入式控制器所輸出之一操作狀態指示訊號，輸出該電源控制訊號，以於該操作狀態指示訊號指示一關機狀態時，透過該電源控制訊號控制該電源供應單元停止輸出該電源至該嵌入式控制器。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一電子裝置10之示意圖。電子裝置10可以是任何以電力作為驅動能源的裝置，其詳細組成方式或架構視不同應用而有所不同。因此，為求簡潔，第1圖僅繪示出電子裝置10之一嵌入式控制器100及一電源控制裝置102，其餘如殼體、運算電路、連接介面等非直接相關於本發明概念之元件則略而未示。嵌入式控制器100可偵測電子裝置10的操作狀態，例如，判斷電子裝置10係操作於一運作狀態或一關機狀態，進而輸出一操作狀態指示訊號OPI至電源控制裝置102，其中操作狀態指示訊號OPI用來表示所偵測出之操作狀態。嵌入式控制器100可以是一微處理器(micro processor)、一微控制器等運算裝置，但不以此為限。電源控制裝置102包含一電源供應單元104及一控制電路106。控制電路106可根據嵌入式控制器100所輸出之操作狀態指示訊號OPI，輸出電源控制訊號PWR_CTL至電源供應單元104，以控制電源供應單元104輸出或停止輸出一電源PWR_SP至嵌入式控制器100。更明確來說，當電子裝置10關機時，嵌入式控制器100會藉由操作狀態指示訊號OPI指示控制電路106，使控制電路106據以控制電源供應單元104停止供應電源至嵌入式控制器100，如此一來，將可減少電子裝置10操作於關機狀態時消耗之電能。

在本發明中，電源供應單元104可為蓄電池、充電電池等儲能裝置，或直流至直流轉換器、線性穩壓器等電源轉換器。此外，電源供應單元104可受控制電路106之控制而適時提供電源至嵌入式控制器100。詳細來說，當使用者透過按下電源開關或供應外部電源等方式啟動電子裝置10時，嵌入式控制器100會透過操作狀態指示訊號OPI，指示控制電路106輸出適當的電源控制訊號PWR_CTL，以控制電源供應單元104開始供應電源PWR_SP至嵌入式控制器102。反之，當電子裝置10被關機時，嵌入式控制器100則切換操作狀態指示訊號OPI，以指示控制電路106輸出相對應之操作狀態指示訊號OPI，從而控制電源供應單元104停止供應電源PWR_SP至嵌入式控制器102。換言之，當電子裝置10關機時，嵌入式控制器100不會被供電(即電源供應單元104停止供電給嵌入式控制器100)，藉此可減少關機時的功率消耗。

需注意的是，第1圖之電子裝置10係為本發明之實施例，其係以功能方塊方式表示本發明之概念，而各方塊的實現方式或相關訊號的形式、產生方式等可根據各種系統需求而適當調整。舉例來說，請參考第2圖，第2圖為電子裝置10之一實現方式示意圖。如第2圖所示，控制電路106係由一電晶體200、一電阻R₁ 及一電阻R₂ 所實現。電晶體200係一n型金屬氧化半導體電晶體，其可根據操作狀態指示訊號OPI，控制電源控制訊號PWR_CTL與一地端GND之間的連結，從而控制電源供應單元104之供電狀況。此外，嵌入式控制器100包含一控制模組202與一開關模組204。控制模組202用來偵測並判斷電子裝置10的操作狀態，從而輸出相對應之操作狀態指示訊號OPI，以控制電源供應單元104之供電狀況。開關模組204包含二極體D₁ ～D_n 及開關SW₁ ～SW_n ，其可用來偵測不同電源供應狀態，從而輸出適當之操作狀態指示訊號OPI，來控制電源供應單元104之供電狀況。舉例來說，開關SW₁ ～SW_n 中開關SW₁ 可由電源按鍵所控制，亦即當電源按鍵被按下時導通對應二極體與地端GND的連結；或者，開關SW₁ ～SW_n 中開關SW₂ 可於一外部電源接至電子裝置10時導通對應二極體與地端GND的連結。藉此，透過開關SW₁ ～SW_n 的導通與否，開關模組204可調整操作狀態指示訊號OPI的準位，從而控制電源供應單元104之供電狀況。

詳細來說，當電子裝置10操作於關機狀態時，控制模組202會輸出高邏輯電位之操作狀態指示訊號OPI來導通電晶體200，亦即導通了電源控制訊號PWR_CTL與地端GND之間的連結。在此情況下，電源控制訊號PWR_CTL會被下拉至地端電位(即低邏輯電位)，從而控制電源供應單元104停止供應電源PWR_SP。當電源按鍵被按下時，開關SW₁ 會導通，使得二極體D₁ 導通，操作狀態指示訊號OPI下降至低邏輯電位。因此，電晶體200將會進入截止狀態，而電源控制訊號PWR_CTL會上升至一電源VD之電位(即高邏輯電位)，進而控制電源供應單元104開始供應電源PWR_SP。也就是說，電源供應單元104會根據高邏輯電位之電源控制訊號PWR_CTL，開始供應電源PWR_SP。同理，當外部電源供應至電子裝置10時，開關SW₂ 會導通，使操作狀態指示訊號OPI下降至低邏輯電位，進而控制電源供應單元104開始供應電源PWR_SP。

進一步地，請參考第3圖，第3圖為第2圖中之電子裝置10運作時相關訊號之波形圖。如第3圖所示，在時間點T₁ 之前，電子裝置10係操作於關機狀態，此時操作狀態指示訊號OPI係高邏輯電位，電源控制訊號PWR_CTL係低邏輯電位，在此情況下，電源供應單元104停止輸出電源PWR_SP。當使用者於時間點T₁ 按下電源按鍵或供應外部電源至電子裝置10時，操作狀態指示訊號OPI會由高邏輯電位下拉至低邏輯電位，電源控制訊號PWR_CTL會由低邏輯電位上升至高邏輯電位，電源供應單元104便開始供應電源PWR_SP。在時間點T₂ 時，使用者控制電子裝置10進入關機狀態，此時操作狀態指示訊號OPI會由低邏輯電位上升至高邏輯電位，電源控制訊號PWR_CTL由高邏輯電位下拉至低邏輯電位，則電源供應單元104便停止輸出電源PWR_SP。

需注意的是，本發明之精神在於當電子裝置處於關機狀態時，控制電源供應單元停止供電至嵌入式控制器，從而降低功率消耗，凡依此所做之各種變化皆屬本發明之範疇。舉例來說，電晶體200亦可為一npn型雙載子接面電晶體。此外，控制電路106與電源供應單元104之間亦可增加一低通濾波器或一緩衝電路，以減低電源控制訊號PWR_CTL之雜訊。請參考第4圖，電源控制裝置102可另包含一緩衝電路400，用來過濾雜訊。如第4圖所示，緩衝電路400包含一電阻R₃ 以及一電容C₁ ，其可抑制電源控制訊號PWR_CTL之雜訊，使電子裝置10之運作更加穩定。

綜上所述，習知技術於電子裝置處於關機狀態時仍需持續供電至嵌入式控制器來確保能正確重新啟動電子裝置。相較之下，藉由本發明之電源控制裝置的運作，將可於電子裝置處於關機狀態時，停止供電至嵌入式控制器，而有效降低電子裝置的功率消耗。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10．．．電子裝置

100．．．嵌入式控制器

102．．．電源控制裝置

104．．．電源供應單元

106．．．控制電路

200．．．電晶體

202．．．控制模組

204．．．開關模組

400．．．緩衝電路

C₁ ．．．電容

D₁ ～D_n ．．．二極體

GND．．．地端

OPI．．．操作狀態控制訊號

PWR_CTL．．．電源控制訊號

PWR_SP．．．電源

R₁ 、R₂ 、R₃ ．．．電阻

SW₁ ～SW_n ．．．開關

T₁ 、T₂ ．．．時間點

VD．．．電源

第1圖為本發明實施例之一電子裝置的示意圖。

第2圖為第1圖中之電子裝置之實現方式的示意圖。

第3圖為第2圖中之電子裝置運作時相關訊號之波形圖。

第4圖為第1圖中之電子裝置之另一實現方式示意圖。

10．．．電子裝置

100．．．嵌入式控制器

102．．．電源控制裝置

104．．．電源供應單元

106．．．控制電路

Claims

一種電源控制裝置，用於一電子裝置，該電源控制裝置包含：一電源供應單元，用來根據一電源控制訊號，輸出一電源至該電子裝置之一嵌入式控制器；以及一控制電路，耦接於該電源供應單元及該嵌入式控制器，用來根據該嵌入式控制器所輸出之一操作狀態指示訊號，輸出該電源控制訊號，以於該操作狀態指示訊號指示一關機狀態時，透過該電源控制訊號控制該電源供應單元停止輸出該電源至該嵌入式控制器。
如請求項1所述之電源控制裝置，其中該控制電路係一電晶體，包含有一第一端，耦接於該嵌入式控制器，用來接收該操作狀態指示訊號及一電壓源，一第二端，耦接於該電壓源及該電源供應單元，及一第三端，耦接於一地端，該電晶體用來根據該第一端所接收之該操作狀態指示訊號，控制該第二端及該第三端之連結，以透過該第二端產生該電源控制訊號。
如請求項2所述之電源控制裝置，其中該電晶體係一n型金屬氧化半導體電晶體，該第一端係一閘極，該第二端係一汲極，以及該第三端係一源極。
如請求項2所述之電源控制裝置，其中該電晶體係一npn型雙載子接面電晶體，該第一端係一基極，該第二端係一集極，以及該第三端係一射極。
如請求項1所述之電源控制裝置，其另包含一緩衝電路，耦接於該控制電路與該電源供應單元之間。
如請求項1所述之電源控制裝置，其中該控制電路另用來於該嵌入式控制器所輸出之該操作狀態指示訊號指示一運作狀態時，透過該電源控制訊號控制該電源供應單元輸出該電源至該嵌入式控制器。
如請求項6所述之電源控制裝置，其中該嵌入式控制器係於該電子裝置之一電源開關被致能時，輸出指示該運作狀態之該操作狀態指示訊號。
如請求項7所述之電源控制裝置，其中該控制電路另耦接於該電源開關，用來於該電源開關被致能時，透過該電源控制訊號控制該電源供應單元輸出該電源至該嵌入式控制器。
如請求項6所述之電源控制裝置，其中該嵌入式控制器係於一外接電源供應至該電子裝置時，輸出指示該運作狀態之該操作狀態指示訊號。
如請求項9所述之電源控制裝置，其中該控制電路另耦接於該外接電源，用來於該外接電源供應至該電子裝置時，透過該電源控制訊號控制該電源供應單元輸出該電源至該嵌入式控制器。
一種電子裝置，包含：一嵌入式控制器；以及一電源控制裝置，包含：一電源供應單元，用來根據一電源控制訊號，輸出一電源至該嵌入式控制器；以及一控制電路，耦接於該電源供應單元及該嵌入式控制器，用來根據該嵌入式控制器所輸出之一操作狀態指示訊號，輸出該電源控制訊號，以於該操作狀態指示訊號指示一關機狀態時，透過該電源控制訊號控制該電源供應單元停止輸出該電源至該嵌入式控制器。
如請求項11所述之電子裝置，其中該控制電路係一電晶體，包含有一第一端，耦接於該嵌入式控制器所輸出之該操作狀態指示訊號及一電壓源，一第二端，耦接於該電壓源及該電源供應單元，及一第三端，耦接於一地端，該電晶體用來根據該第一端所接收之該操作狀態指示訊號，控制該第二端及該第三端之連結，以透過該第二端產生該電源控制訊號。
如請求項12所述之電子裝置，其中該電晶體係一n型金屬氧化半導體電晶體，該第一端係一閘極，該第二端係一汲極，以及該第三端係一源極。
如請求項12所述之電子裝置，其中該電晶體係一npn型雙載子接面電晶體，該第一端係一基極，該第二端係一集極，以及該第三端係一射極。
如請求項11所述之電子裝置，其另包含一緩衝電路，耦接於該控制電路與該電源供應單元之間。
如請求項11所述之電子裝置，其中該控制電路另用來於該嵌入式控制器所輸出之該操作狀態指示訊號指示一運作狀態時，透過該電源控制訊號控制該電源供應單元輸出該電源至該嵌入式控制器。
如請求項16所述之電子裝置，其中該嵌入式控制器係於該電子裝置之一電源開關被致能時，輸出指示該運作狀態之該操作狀態指示訊號。
如請求項17所述之電子裝置，其中該控制電路另耦接於該電源開關，用來於該電源開關被致能時，透過該電源控制訊號控制該電源供應單元短暫輸出該電源至該嵌入式控制器。
如請求項16所述之電子裝置，其中該嵌入式控制器係於一外接電源供應至該電子裝置時，輸出指示該運作狀態之該操作狀態指示訊號。
如請求項19所述之電子裝置，其中該控制電路另耦接於該外接電源，用來於該外接電源供應至該電子裝置時，透過該電源控制訊號控制該電源供應單元輸出該電源至該嵌入式控制器。