TWI736077B

TWI736077B - 電子裝置

Info

Publication number: TWI736077B
Application number: TW108147195A
Authority: TW
Inventors: 蔡孟杰
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-08-11
Also published as: TW202125555A

Abstract

一種電子裝置包括：開關裝置、電壓調整裝置、第二控制單元、第一電晶體、第二電晶體和儲能電感。開關裝置耦接電池單元。電壓調整裝置中的第一控制單元判斷電池電壓低於參考電壓達預定時間。第二控制單元截止開關裝置。第二電晶體之第二電極耦接第一控制單元的輸入端。儲能電感之第一端共同地耦接第一電晶體之第二電極及第二電晶體之第一電極，並且儲能電感之第二端耦接電池電壓。其中第二控制單元控制第二電晶體進行交替導通/關閉，並且第二控制單元控制第一電晶體進行交替關閉/導通。

Description

電子裝置

本發明係有關於一種電子裝置，特別是有關於控制電池充放電的電子裝置。

目前的許多電子產品都具有蓄電池，例如：智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦和掌上遊戲機(hand-held gaming device)等。其中蓄電池主要是供應電力給電子產品中的處理器或中央處理單元等，使得處理器或中央處理單元可以正常運作以完成工作。然而，當電子產品進行需要較高功率之工作時，蓄電池的電池電壓有可能會明顯的下降，以致於無法供應足夠的電力給處理器(或中央處理單元等)。最後，由於處理器沒有接收到足夠的電力，所以處理器沒辦法正常運作，甚至可能導致處理器停止運轉。

另外，隨著消費者使用電子產品之習慣不斷地改變，電子產品所需消耗的電力變化範圍也逐漸地變大。當電子產品所需消耗的電力明顯地提升時，處理器停止運轉的可能性也會明顯提升。如此一來，上述的問題不僅會造成處理器(或中央處理單元)損壞，更可能對蓄電池的壽命有負面的影響。

因此本發明提出了一種電子裝置，用以解決上述存在於電子產品中的問題。

在一些實施例中，本發明提出一種電子裝置包括：開關裝置、電壓調整裝置、第二控制單元、第一電晶體、第二電晶體和儲能電感。開關裝置耦接電池單元。電壓調整裝置包括第一控制單元，其中第一控制單元的輸入端耦接開關裝置以接收電池單元的電池電壓。如果第一控制單元判斷電池電壓低於參考電壓達預定時間，則第一控制單元輸出致能訊號。第二控制單元響應於致能訊號以截止開關裝置且輸出第一控制訊號及第二控制訊號。第一電晶體之控制極耦接第一控制訊號。第二電晶體之控制極耦接第二控制訊號，並且第二電晶體之第二電極耦接第一控制單元的輸入端。儲能電感之第一端共同地耦接第一電晶體之第二電極及第二電晶體之第一電極，並且儲能電感之第二端耦接電池電壓。其中第二控制單元輸出第二控制訊號以控制第二電晶體進行交替導通/關閉，並且第二控制單元輸出第一控制訊號以控制第一電晶體進行與第二電晶體互補之交替關閉/導通。

參考附圖來描述本發明，其中在所有附圖中使用相同的附圖標記來表示相似或等效的元件。附圖不是按比例繪製的，而是僅用於說明本發明。本發明的幾個形態如下描述，並參考示例應用作為說明。應該理解的是，闡述了許多具體細節、關係和方法以提供對本發明的全面了解。然而，相關領域的普通技術人員將容易認識到，本發明可以被實行即便在沒有一個或多個具體細節的情況下或沒有利用其他方法來實施本發明。在其他情況下，未詳細示出習知的結構或操作以避免模糊本發明。本發明不受所示的行為或事件的順序所限制，因為一些行為可能以不同的順序發生和/或與其他行為或事件同時發生。此外，並非所有說明的行為或事件都需要根據本發明的方法來實施。

以下說明是本發明的實施例。其目的是要舉例說明本發明的一般性的原則，不應視為本發明之限制，本發明之範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

第1圖所示為一目前的電池單元之工作波形圖。當電池單元提供一負載時，電池單元輸出的電池電壓會隨著負載變化而改變。如第1圖所示，在時間t0至t1之間，負載由輕載變化至重載，電池單元所提供的電池電壓會明顯的下降。在時間t1之後，負載逐漸變化至輕載，所以電池電壓會逐漸回復。因此，在時間t0至t1之間，負載中的控制器(或其他的處理器)所接收的電池電壓不足，以致於負載中的控制器沒辦法繼續正常的運作。如果負載中的控制器不正常而導致整個負載停機，則將對負載產生損害。

為了避免損害負載，本發明主要是解決在時間區間t0至t1之間發生的電池電壓下降的問題。

為了簡化說明本發明的原理，在以下說明的各個實施例中，電晶體的第一電極代表源極，且電晶體的第二電極代表汲極，且電晶體的控制極代表閘極，但本發明不限於此。另外，本發明所提的電晶體可以高電位導通之半導體或低電位導通之半導體。高電位導通之半導體通常是N型電晶體，例如：N型金屬氧化物場效應電晶體 (N-MOSFET )等，但本發明不限於此。可以是低電位導通之半導體通常是P型電晶體，例如：P型金屬氧化物場效應電晶體 (P-MOSFET )等，但本發明不限於此。

第2A圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置100之架構圖。如第2A圖所示，電子裝置100包括：切換裝置SW、開關裝置Q3、電壓調整裝置104、第二控制單元102、第一電晶體Q1、第二電晶體Q2、儲能電感L1和電阻R1。其中電壓調整裝置104包括第一控制單元105。另外，第一控制單元105經設置而具有參考電壓Vref，並且第二控制單元102經設置而具有第二參考電壓Vref2和第三參考電壓Vref3。

在一實施例中，電壓調整裝置104具有第一控制單元105和電源轉換器(未圖示)，並且第一控制單元105耦接該電源轉換器，並且該電源轉換器具有多個開關。第一控制單元105提供一控制訊號(例如：PWM訊號)給電源轉換器的多個開關，使得電源轉換器能夠供應輸出電壓Vout給負載200。其中電壓調整裝置104中的電源轉換器可以是直流-直流轉換器(DC-DC converter)等，但本發明不限於此。

如第2A圖所示，開關裝置Q3耦接電池單元300。第一控制單元105的輸入端耦接開關裝置Q3以接收電池單元300的電池電壓VB。

在一些實施例中，開關裝置Q3為第三電晶體Q3，且第三電晶體Q3的控制極耦接第二控制單元102，且第三電晶體Q3的第一電極耦接電池單元300及儲能電感L1之第二端L1b，且第三電晶體Q3的第二電極耦接第一控制單元105的輸入端。接著，電阻R1的第一端共同地耦接電感L1之第二端L1b和第三電晶體Q3的第一電極。電阻R1的第二端耦接電池單元300。其中電阻R1用於分壓電池電壓VB，以符合第一控制單元105的輸入電壓之規格，例如：大部分的控制晶片(例如：脈波調變積體電路(PWM IC))的工作電壓約落入4.5V~8.8V，但本發明不限於此。於此實施例中，第一電晶體Q1、第二電晶體Q2和第三電晶體Q3為N-MOSFET以作為範例說明本發明，但本發明不限於此。

如第2A圖所示，第一電晶體Q1的控制極耦接於第二控制單元102，並且第一電晶體Q1的第一電極Q1a也耦接於第二控制單元102，並且第一電晶體Q1的第二電極Q1b共同地耦接於儲能電感L1之第一端L1a和第二電晶體Q2的第一電極Q2a。在一些實施例中，第一電晶體Q1的第一電極Q1a還耦接於接地端(未圖示)，但本發明不限於此。接著，第二電晶體Q2的控制極耦接於第二控制單元102，並且第二電晶體Q2的第二電極Q2b耦接於電壓調整裝置104中的第一控制單元105。

在一些實施例中，第二控制單元102會先偵測直流電壓Vin的大小，其中直流電壓Vin是來自外部的直流電壓源(未圖示)。在一些實施例中，外部的直流電壓源可以是一電源適配器(power adapter)，通常，電源適配器會接收收市電，並且將市電轉換為直流電壓以供應電子裝置。因此，本發明的電子裝置100耦接於外部的直流電壓源之輸出端以接收直流電壓Vin。

在一些情況中，直流電壓源可能停止輸出直流電壓Vin，或著直流電壓源輸出的直流電壓Vin太低。例如：當電源適配器沒有接收到市電時，電源適配器不會輸出直流電壓Vin。或者，電源適配器可能發生故障，導致輸出的直流電壓Vin過低。

因此，第二控制單元102具有一第二參考電壓Vref2，並且第二控制單元102會將直流電壓Vin與第二參考電壓Vref2進行比較。當第二控制單元102判斷直流電壓Vin低於第二參考電壓Vref2時，第二控制單元102會截止切換裝置SW。

接著，第二控制單元102截止切換裝置SW之後，第二控制單元102會導通開關裝置Q3，使得電池單元300的電池電壓VB經由開關裝置Q3被供應至第一控制單元105之輸入端。此外，第二控制單元102還會截止第一電晶體Q1和第二電晶體Q2。如此一來，電池單元300輸出的電池電壓VB經由電阻R1和第三電晶體Q3被供應至第一控制單元105。由於切換裝置SW被截止，所以直流電壓Vin不會流至第一控制單元105。如此，可以避免第一控制單元105同時接收直流電壓Vin和電池電壓VB而被燒毀之可能。

第2B圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置100之架構圖。以下請同時參閱第2A圖和第2B圖，說明下面的各個實施例。在第2A圖中，當電池單元300提供電池電壓VB給第一控制單元105時，電池單元300的電量會消耗，以致於電池電壓VB會逐漸地降低。同時，第一控制單元105會不停地偵測電池電壓VB的大小。第一控制單元105具有一參考電壓Vref，並且第一控制單元105會將電池電壓VB與參考電壓Vref進行比較。

如果負載200由輕載(light load)變為重載(heavy load)，電池單元300的電池電壓VB可能會快速下降(如第1圖所示)。當第一控制單元105偵測到電池電壓VB等於或低於參考電壓Vref時，第一控制單元105開始計數時間。當電池電壓VB低於參考電壓Vref之期間達預定時間時，電子裝置100改變操作模式如第2B圖所示。

在第2B圖中，當第一控制單元105判斷電池電壓VB低於參考電壓Vref之期間達預定時間時，第一控制單元105輸出致能訊號EN給第二控制單元102。在一些實施例中，參考電壓Vref和預訂時間可以經由對第一控制單元105的韌體或軟體做設計，來做適度的調整。在其他一些實施例中，參考電壓Vref和預訂時間也可以經由設置於第一控制單元105中的硬體做設計。

當第二控制單元102接收到致能訊號EN時，為了響應於致能訊號EN，第二控制單元102截止開關裝置(或稱第三電晶體)Q3，並且第二控制單元102分別輸出第一控制訊號S1和第二控制訊號S2。其中第一電晶體Q1之控制極耦接第一控制訊號S1，並且第二電晶體Q2之控制極耦接第二控制訊號S2。

其中第二控制單元102輸出第二控制訊號S2以控制第二電晶體Q2進行交替導通/關閉，並且第二控制單元102輸出第一控制訊號S1以控制第一電晶體Q1進行與第二電晶體Q2互補之交替關閉/導通。也就是說，當第二電晶體Q2被導通時，第一電晶體Q1被關閉。當第二電晶體Q2被關閉時，第一電晶體Q1被導通。在一些實施例中，第一控制訊號S1和第二控制訊號S2是PWM訊號，但本發明不限於此。

承上所述，當第一電晶體Q1被導通且第二電晶體Q2被關閉時，電池單元300輸出的電池電壓VB會對儲能電感L1進行電流充電。儲能電感L1被電池電壓VB充電的過程中，儲能電感L1所儲存的能量變多。接著，當第一電晶體Q1被關閉且第二電晶體Q2被導通時，儲能電感L1將所儲存的能量傳送至第一控制單元105。藉由反覆進行上述的切換第一電晶體Q1和第二電晶體Q2，第一電晶體Q1、第二電晶體Q2和儲能電感L1所形成的電路工作如同一升壓轉換器，並且將電池電壓VB提升以供應給第一控制單元105。如此一來，即使負載200變化為重載，第一控制單元105仍然能接收到足夠的電池電壓VB。

在一些實施例中，第一電晶體Q1和第二電晶體Q2是以可調節的切換頻率進行交替導通或關閉，其中切換頻率的變化範圍約為：20KHz至300KHz，但本發明不限於此。

當第一控制單元105偵測負載200由重載變化至輕載(或電池電壓VB大於參考電壓Vref達預定時間)時，第一控制單元105停止輸出致能訊號EN。當第二控制單元102沒有接收到致能訊號EN時，第二控制單元102關閉第一電晶體Q1和第二電晶體Q2，並且第二控制單元102導通第三電晶體Q3。此時，電子裝置100的操作方式，如第2A圖所示。

第2C圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置100之架構圖。當外部的直流電壓源恢復供應直流電壓Vin時，電子裝置100操作如第2C圖所示。例如：當使用者將電源適配器(power adapter)插上筆記型電腦(notebook computer, NB)且電源適配器接收到市電時，電源適配器會提供直流電壓Vin給筆記型電腦中的電子裝置100。筆記型電腦中的電子裝置100進行如第2C圖所示的操作。

在第2C圖中，當第二控制單元102判斷直流電壓Vin大於第二參考電壓Vref2時，第二控制單元102導通裝置SW，並且第二控制單元102控制第二電晶體Q2導通，並且第二控制單元102還關閉第一電晶體Q1和第三電晶體Q3。

承上所述，此時，第一控制單元105主要是接收直流電壓源輸出的直流電壓Vin以運行電壓調整裝置104，使得電壓調整裝置104可以供應電力給負載200。此時，由於直流電壓源輸出的直流電壓Vin是一穩定地電壓源，所以不論負載200操作於輕載、重載或甚至是滿載，直流電壓Vin都不會被影響。因此電池單元300的電池電壓VB不需要被提供至第一控制單元，所以第三電晶體Q3被截止。

然而，在第2A圖及第2B圖中，電池單元300的電量不斷地被消耗，所以，在第2C圖中，電池單元300需要藉由吸收直流電壓Vin以補充電池單元300的電量。

因此，直流電壓Vin會經由第二電晶體Q2、儲能電感L1和電阻R1被傳送至電池單元300。

特別注意的是，當直流電壓Vin的大小符合電池單元300的最大充電電壓時，上述的操作(截止第一電晶體Q1和第三電晶體Q3，並導通第二電晶體Q2)不會導致電池單元300的毀損。然而，當直流電壓Vin超過電池單元300的最大充電電壓一誤差範圍時，經由上述的操作可能導致電池單元300的毀損。目前的市場上，一部分電池具有過電壓保護(over voltage protection, OVP)模式，所以具有過電壓保護模式的電池可以直接阻擋過高的充電電壓繼續對電池充電。然而，由於部分的電池不具有過電壓保護模式，所以傳統的方法無法完全保護不具有過電壓保護模式的電池。

因此，可以經由對第二控制單元102之韌體或軟體進行設計，將電池單元300的最大充電電壓設置於第二控制單元102中以作為第三參考電壓Vref3。第二控制單元102可以將輸入電壓Vin與第三參考電壓Vref3進行比較。如果第二控制單元102判斷輸入電壓Vin接近第三參考電壓Vref3於一誤差範圍內，第二控制單元102截止第一電晶體Q1和第三電晶體Q3，並導通第二電晶體Q2。

如果第二控制單元102判斷輸入電壓Vin超過第三參考電壓Vref3一誤差範圍，第二控制單元102截止第三電晶體Q3，並且第二控制單元102控制第二電晶體Q2進行交替導通/關閉，並且第二控制單元102控制第一電晶體Q1進行與第二電晶體Q2互補之交替關閉/導通。

也就是說，當第二電晶體Q2被導通時，第一電晶體Q1被關閉。當第二電晶體Q2被關閉時，第一電晶體Q1被導通。另外，第二控制單元102仍維持截止第三電晶體Q3。

承上所述，當第一電晶體Q1被關閉且第二電晶體Q2被導通時，直流電壓Vin會經由第二電晶體Q2、儲能電感L1和電阻R1對電池單元300進行充電，並且儲能電感L1會藉由接收直流電壓Vin進行儲存能量。當第一電晶體Q1被導通且第二電晶體Q2被關閉時，儲能電感L1所儲存的能量會被提供至電池單元300。如此反覆切換第一電晶體Q1和第二電晶體Q2，第一電晶體Q1、第二電晶體Q2和儲能電感L1所形成的電路工作如同一降壓轉換器，並且將直流電壓Vin進行降壓以對電池單元300進行充電。如此一來，可以避免電池單元300接收過高的充電電壓而毀損。

在此實施例中，第一電晶體Q1和第二電晶體Q2是以可調節的切換頻率進行交替導通或關閉，其中切換頻率的變化範圍約為：20KHz至300KHz，但本發明不限於此。

在一些實施例中，雖然本發明沒有繪示第二控制單元102的工作電壓之來源，但是本領域之技術人員可以理解到電池單元300除了提供電池電壓VB給第一控制單元105之外，電池單元300還會提供電池電壓給第二控制單元102，以維持第二控制單元102的正常操作。在其他一些實施例中，第二控制單元102也能夠接收來自其他電池單元(未圖示)的電池電壓，但本發明不限於此。另外，當直流電壓Vin輸入至電子裝置100時，藉由電子裝置100中的分壓電路(未圖示)，直流電壓Vin也可以被供應至第二控制單元102，以作為第二控制單元102的工作電壓。

第2D圖所示為根據本發明之一實施例的第一控制單元105之架構圖。以下請同時參閱第2A圖和第2D圖，以說明下面各個實施例。第一控制單元105包括比較裝置105a和計時器105b。其中第一控制單元105中的比較裝置105a之負極端耦接電池單源300的電池電壓VB，並且比較裝置105a的正極端耦接一參考電壓Vref。當比較裝置105a判斷電池電壓VB低於參考電壓Vref時，比較裝置105a輸出比較訊號S3給計時器105b。另外，第二控制單元102比較直流電壓Vin和第二參考電壓Vref2的方式，相同於第一控制單元105，故本發明不再贅述。

當計時器105b接收到比較訊號S3時，計時器105b會開始計數比較訊號S3是否維持達預定時間。如果計時器105b判斷比較訊號S3維持達預定時間，則計時器105b輸出致能訊號EN給第二控制單元102。反之，如果計時器105b判斷比較訊號S3維持未達預定時間，則計時器105b不會輸出致能訊號EN。在其他一些實施例中，預定時間約為0.5~1秒鐘，但本發明不限於此。

在一些實施例中，電池單元300可以是鉛酸電池(Lead-acid Battery)、鎳鎘電池(Nickel-cadmium Battery)、鎳氫電池(NiMH Battery)、鎳鋅電池(Nickel-zinc Battery)、鋰電池(Lithium Battery)、碳鋅電池(Carbon-zinc Battery)、鋁電池(Aluminum battery)等，但本發明不限於此。

在一些實施例中，第一控制單元105和第二控制單元102可以是控制器(controller)、中央處理單元(central processing unit, CPU)、現場可程式化邏輯陣列(field programmable gate array, FPGA)、微控制器(micro control unit, MCU)或微處理器(micro processing unit, MPU)等，但本發明不限於此。

在一些實施例中，第一控制單元105中的比較裝置105a可以由運算放大器(operational amplifier, OPA)所構成。在其他一些實施例中，比較裝置105a之功能也可以由第一控制單元105中的軟體或韌體所完成，但本發明不限於此。另外，第一控制單元105中的計時器105b可以由硬體電路所構成。計時器105b之功能也可以由第一控制單元105中的軟體或韌體所完成，但本發明不限於此。

第3圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置100之控制方法500之流程圖。以下請同時參閱第2A~2C圖和第3圖，以說明下面各個實施例。其中控制方法500由電子裝置100所執行，並且由步驟501開始。

在步驟501中，電子裝置100中的第二控制單元102會先比較直流電壓Vin與第二參考電壓Vref2，並且判斷直流電壓Vin是否大於第二參考電壓Vref2。其中直流電壓Vin被外部的直流電壓源所提供。如果第二控制單元102判斷直流電壓Vin大於第二參考電壓Vref2，則電子裝置100進入步驟509。反之，如果第二控制單元102判斷直流電壓Vin沒有大於第二參考電壓Vref2，則電子裝置100進入步驟503。

在步驟503中，第二控制單元102會先導通開關裝置(或稱第三電晶體)Q3，並且第二控制單元102關閉第一電晶體Q1和第二電晶體Q2。如此一來，電池單元300的電池電壓VB經由電阻R1和第三電晶體Q3被提供至第一控制單元105。此時，第一控制單元105的工作電壓主要是由電池電壓VB所提供(如第2A圖所示)。接著，電子裝置100進入步驟505。

在步驟505中，電子裝置100中的第一控制單元105會不停的偵測電池電壓VB的大小。如果第一控制單元105偵測電池單元300的電池電壓VB大於參考電壓Vref達預定時間時，則電子裝置100回到步驟501。如果第一控制單元105偵測電池單元300的電池電壓VB低於或等於參考電壓Vref時，第一控制單元105會開始判斷電池電壓VB是否維持低於或等於參考電壓Vref達預定時間。

如果第一控制單元105判斷電池電壓VB維持低於或等於參考電壓Vref未達預定時間，則電子裝置100回到步驟501。如果第一控制單元105判斷電池電壓VB維持低於或等於參考電壓Vref達到預定時間，則電子裝置100進入步驟507。

在步驟507中，第一控制單元105輸出致能訊號EN給第二控制單元102。為了響應於第一控制單元105輸出的致能訊號EN，第二控制單元102截止第三電晶體Q3，並且第二控制單元102輸出第一控制訊號S1和第二控制訊號S2(如第2B圖所示)。

承上所述，第二控制單元102輸出第二控制訊號S2以控制第二電晶體Q2進行交替導通/關閉，並且第二控制單元102輸出第一控制訊號S1以控制第一電晶體Q1進行與第二電晶體Q2互補之交替關閉/導通。也就是說，當第二電晶體Q2被導通時，第一電晶體Q1被關閉。當第二電晶體Q2被關閉時，第一電晶體Q1被導通。

請同時參閱第2B圖及第3圖的步驟507。當第一電晶體Q1被導通且第二電晶體Q2被關閉時，電池單元300輸出的電池電壓VB會對儲能電感L1進行電流充電。儲能電感L1被電池電壓VB充電的過程中，儲能電感L1所儲存的能量變多。接著，當第一電晶體Q1被關閉且第二電晶體Q2被導通時，儲能電感L1將所儲存的能量傳送至第一控制單元105。藉由反覆進行上述的切換第一電晶體Q1和第二電晶體Q2，第一電晶體Q1、第二電晶體Q2和儲能電感L1所形成的電路工作如同一升壓轉換器，並且將電池電壓VB提升以供應給第一控制單元105。

電子裝置100執行步驟507時，電子裝置同時也執行步驟501。如果第二控制單元102判斷外部的直流電壓源的直流電壓Vin小於第二參考電壓Vref2，則電子裝置繼續執行步驟503~507。如果第二控制單元102判斷外部的直流電壓源的直流電壓Vin大於第二參考電壓Vref2，則電子裝置進入步驟509。

在步驟509中，電子裝置100中的第一控制單元105所需要的工作電壓主要是由直流電壓Vin所供應。另外，電子裝置還藉由直流電壓Vin對電池裝置進行充電。

請同時參閱第2C圖和第3圖的步驟509。直流電壓Vin會經由第二電晶體Q2、儲能電感L1和電阻R1被傳送至電池單元300。如果第二控制單元102判斷直流電壓Vin接近第三參考電壓Vref3於一誤差範圍內，第二控制單元102導通第二電晶體Q2，並且關閉第一電晶體Q1和第三電晶體Q3。

在步驟509中，如果第二控制單元102判斷直流電壓Vin超過第三參考電壓Vref3一誤差範圍時，電子裝置100需要降低直流電壓Vin以對電池單元300進行充電。其中第三參考電壓Vref3代表電池單元300的最大充電電壓。

因此，第二控制單元102控制第二電晶體Q2進行交替導通/關閉，並且第二控制單元102控制第一電晶體Q1進行與第二電晶體Q2互補之交替關閉/導通。也就是說，當第二電晶體Q2被導通時，第一電晶體Q1被關閉。當第二電晶體Q2被關閉時，第一電晶體Q1被導通。

承上所述，當第一電晶體Q1被關閉且第二電晶體Q2被導通時，直流電壓Vin會經由第二電晶體Q2、儲能電感L1和電阻R1對電池單元300進行充電，並且儲能電感L1會藉由接收直流電壓Vin進行儲存能量。當第一電晶體Q1被導通且第二電晶體Q2被關閉時，儲能電感L1所儲存的能量會被提供至電池單元300。如此反覆切換第一電晶體Q1和第二電晶體Q2，第一電晶體Q1、第二電晶體Q2和儲能電感L1所形成的電路工作如同一降壓轉換器，並且電子裝置100對直流電壓Vin進行降壓以對電池單元300進行充電。如此一來，可以避免電池單元300接收過高的充電電壓而毀損。

最後，當電子裝置100執行步驟509時，電子裝置同時執行步驟501。

綜上所述，本發明的電子裝置100可以有效地解決：當負載由輕載變化至重載時，電池單元300的電池電壓突然下降的問題。在任何具有電子裝置100的電子產品(例如：智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦或掌上遊戲機)中，當該電子產品進行高功率的工作(即：負載變化為重載)時，可以避免電池電壓下降而導致關機。因此，本發明的電子裝置100可以有效地避免電子產品進入不正常的操作，並延長電子產品的壽命。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域具有通常技術知識者，在不違背本發明精神和範圍的情況下，可做些許變動與替代，因此本發明之保護範圍當應視隨後所附之申請專利範圍所界定者為準。

本文使用的術語僅用於描述特定實施例，而不旨在限制本發明。如本文所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式「一」、「一個」和「該」也包含複數形式。此外，就術語「包括」、「包含」、「具有」或其他變化用法被用於詳細描述和/或請求項，這些術語旨在以類似於術語「包含」的方式具有相同意思。

100：電子裝置 102：第二控制單元 104：電壓調整裝置 105：第一控制單元 105a：比較裝置 105b：計時器 200：負載 300：電池單元 Q1：第一電晶體 Q1a：第一電極 Q1b：第二電極 Q2：第二電晶體 Q2a：第一電極 Q2b：第二電極 Q3：開關裝置(或第三電晶體) L1：儲能電感 L1a：第一端 L1b：第二端 R1：電阻 VB：電池電壓 Vin：直流電壓 Vout：輸出電壓 Vref：參考電壓 Vref2：第二參考電壓 Vref3：第三參考電壓 S1：第一控制訊號 S2：第二控制訊號 S3：比較訊號 SW：切換裝置 EN：致能訊號 500：控制方法 501~509：步驟

第1圖所示為根據一目前的電池單元之工作波形圖。第2A圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置之架構圖。第2B圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置之架構圖。第2C圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置之架構圖。第2D圖所示為根據本發明之一實施例的第一控制單元之架構圖。第3圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置之控制方法之流程圖。

100：電子裝置 102：第二控制單元 104：電壓調整裝置 105：第一控制單元 200：負載 300：電池單元 Q1：第一電晶體 Q2：第二電晶體 Q3：開關裝置(或第三電晶體) L1：儲能電感 R1：電阻 VB：電池電壓 Vout：輸出電壓 Vref：參考電壓 Vref2：第二參考電壓 Vref3：第三參考電壓 S1：第一控制訊號 S2：第二控制訊號 SW：切換裝置 EN：致能訊號

Claims

一種電子裝置，包括：一開關裝置，耦接一電池單元；一電壓調整裝置，包括一第一控制單元，其中該第一控制單元的一輸入端耦接該開關裝置以接收該電池單元的一電池電壓，其中如果該第一控制單元判斷該電池電壓低於一參考電壓達一預定時間，則該第一控制單元輸出一致能訊號；一第二控制單元，響應於該致能訊號以截止該開關裝置且輸出一第一控制訊號及一第二控制訊號；一第一電晶體，其中該第一電晶體之一控制極耦接該第一控制訊號；一第二電晶體，其中該第二電晶體之一控制極耦接該第二控制訊號，並且該第二電晶體之一第二電極耦接該第一控制單元的該輸入端；以及一儲能電感，其中該儲能電感之一第一端共同地耦接該第一電晶體之一第二電極及該第二電晶體之一第一電極，並且該儲能電感之一第二端耦接該電池電壓；其中該第二控制單元輸出該第二控制訊號以控制該第二電晶體進行交替導通/關閉，並且該第二控制單元輸出該第一控制訊號以控制該第一電晶體進行與該第二電晶體互補之交替關閉/導通。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該第二控制單元具有一電壓偵測端，用以偵測該儲能電感之該第一端之一電壓。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該開關裝置為一第三電晶體，且該第三電晶體的一控制極耦接該第二控制單元，且該第三電晶體的一第一電極耦接該電池單元及該儲能電感之該第二端，且該第三電晶體的一第二電極耦接該第一控制單元的該輸入端。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括一電阻，其中該電阻的一第一端共同地連接於該儲能電感之該第二端和該第三電晶體的該第一電極，並且該電阻的一第二端連接於該電池單元。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該第一控制單元包括一比較裝置，並且當該比較裝置判斷該電池電壓低於該參考電壓時，該比較裝置輸出一比較訊號。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該第一控制單元還包括一計時器，用以接收該比較訊號，其中當該計時器接收該比較訊號達該預定時間時，該計時器輸出該致能訊號。
如申請專利範圍第3項所述之電子裝置，其中當該第二控制單元偵測一直流電壓時，該第二控制單元截止該開關裝置，且控制該第一電晶體交替導通/關閉，且控制該第二電晶體進行交替關閉/導通。
如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該第一控制單元耦接一電源轉換器。