电源供应电路、电源供应系统以及电源供应方法技术方案

一种电源供应电路、电源供应系统以及电源供应方法。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。充电单元经由电源输入端接收电源适配器所输出的第一供应电压，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，以接收该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，且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。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。本发明专利技术可主动依据可携式计算机装置的功率消耗，对应地以传统供电架构或窄直流供电架构供电，以提高可携式计算机装置的系统运作时电压转换效益，同时增加充电电池的寿命。

【技术实现步骤摘要】
电源供应电路、电源供应系统以及电源供应方法
本专利技术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。
技术介绍
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。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。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。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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。在本专利技术其中一个实施例中，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。本专利技术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。综上所述，本专利技术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专利技术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。为使能更进一步了解本专利技术之特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术之详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅系用来说明本专利技术，而非对本专利技术的权利范围作任何的限制。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的电源供应系统的功能方块图。图2是本专利技术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。图3是本专利技术第一实施例提供的电源供应系统的功能方块图。图4是本专利技术第一实施例提供的切换单元的电路示意图。图5是本专利技术第一实施例提供的切换单元的电路运作示意图。图6是本专利技术第一实施例提供的切换单元的电路运作示意图。图7是本专利技术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。图8是本专利技术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。图9是本专利技术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。图10是本专利技术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。主要元件标号说明1：电源适配器2：主板21：电池单元23：电源供应电路231：充电单元233：切换单元2331：电源切换电路VDD：操作电压MP1、MP2：PMOS晶体管R1、R2、R3、R4：电阻Q1、Q2：NPN晶体管2333：控制单元MCU：控制芯片235：电压稳压单元25：系统负载251：中央处理器GND：接地端LOAD_DET：检测信号Vin：第一供应电压Vc：第二供应电压IL：输出电流Ic：充电电流PT：电源输入端T1～T9：时间点P_IH：功率上限值P_IL：功率下限值S100～S120：步骤流程S201～S211：步骤流程S301～S313：步骤流程C10、C20、C30、C40、C50：曲线具体实施方式第一实施例请参照图1，图1绘示本专利技术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。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源供应电路，适于接收一电源适配器的输出以供电至一电池单元与一系统负载，其特征在于，该电源供应电路包括：一充电单元，经由一电源输入端接收该电源适配器所输出的一第一供应电压，该充电单元用以对该电池单元进行充电；一切换单元，耦接于该电源输入端与该充电单元的一输出端，用以接收该第一供应电压与该充电单元所输出的一第二供应电压；以及一电压稳压单元，耦接于该切换单元，用以供电至该系统负载；其中，该切换单元在一高负载状态下提供该第一供应电压至该电压稳压单元，该切换单元在一低负载状态下提供该第二供应电压至该电压稳压单元，其中该系统负载在该高负载状态下的功率消耗大于在该低负载状态下的功率消耗。

【技术特征摘要】
2013.11.11 TW 1021408751.一种电源供应电路，适于接收一电源适配器的输出以供电至一电池单元与一系统负载，其特征在于，该电源供应电路包括：一充电单元，经由一电源输入端接收该电源适配器所输出的一第一供应电压，该充电单元用以对该电池单元进行充电；一切换单元，耦接于该电源输入端与该充电单元的一输出端，用以接收该第一供应电压与该充电单元所输出的一第二供应电压；以及一电压稳压单元，耦接于该切换单元，用以供电至该系统负载；其中，该切换单元在一高负载状态下提供所述电源适配器输出的该第一供应电压至该电压稳压单元，该切换单元在一低负载状态下提供所述充电单元输出的该第二供应电压至该电压稳压单元，其中该系统负载在该高负载状态下的功率消耗大于在该低负载状态下的功率消耗；其中，该高负载状态表示该系统负载的功率消耗高于一功率上限值；该低负载状态表示该系统负载的功率消耗低于一功率下限值，其中当该系统负载的功率消耗介于该功率上限值与该功率下限值之间时，该切换单元维持该电压稳压单元的供电来源；其中该功率上限值大于该功率下限值。2.如权利要求1所述的电源供应电路，其特征在于，当该系统负载的功率消耗逐渐增加且进入该高负载状态时，该切换单元提供该第一供应电压至该电压稳压单元；当该系统负载的功率消耗逐渐降低且进入该低负载状态时，该切换单元提供该第二供应电压至该电压稳压单元。3.如权利要求1所述的电源供应电路，其特征在于，该切换单元包括：一电源切换电路，耦接于该电源输入端、该充电单元的该输出端以及该电压稳压单元，用以建立该电源输入端与该电压稳压单元之间的一第一供电路径或建立该充电单元与该电压稳压单元之间的一第二供电路径；以及一控制单元，耦接于该电源切换电路，用以检测该系统负载的功率消耗，对应控制该电源切换电路导通该第一供电路径或导通该第二供电路径，以提供该第一供应电压或该第二供应电压至该电压稳压单元。4.如权利要求3所述的电源供应电路，其特征在于，该控制单元耦接于该电压稳压单元，以根据该电压稳压单元输出的一输出电流判断该系统负载的功率消耗。5.如权利要求3所述的电源供应电路，其特征在于，该控制单元耦接于该系统负载，以根据该系统负载的输出的一检测信号判断该系统负载的功率消耗。6.如权利要求3所述的电源供应电路，其特征在于，该控制单元每隔一预设时间主动检测该系统负载的功率消耗，以对应控制该电源切换电路的运作。7.如权利要求3所述的电源供应电路，其特征在于，该电源切换电路包括：一第一电阻，该第一电阻的第一端耦接于一操作电压；一第二电阻，该第二电阻的第一端耦接于该第一电阻的第二端；一第一NPN晶体管，该第一NPN晶体管的集电极耦接于该第二电阻的第二端，该第一NPN晶体管的射极耦接于一接地端，该第一NPN晶体管的基极耦接该控制单元；一第三电阻，耦接于该第一NPN晶体管的基极与该接地端之间；一第一PMOS晶体管，该第一PMOS晶体管的漏极耦接于该充电单元的该输出端，该第一PMOS晶体管的栅极耦接于该第一电阻的第二端，该第一PMOS晶体管的源极耦接于该电压稳压单元；一第二PMOS晶体管，该第二PMOS晶体管的漏极耦接于该第一PMOS晶体管的源极以及该电压稳压单元，该第二PMOS晶体管的源极耦接于该电源输入端，该第二PMOS晶体管的源极并耦接于该操作电压，该第二PMOS晶体管的栅极耦接于第四电阻的第二端；以及一第二NPN晶体管，该第二NPN晶体管的集电极经该第四电阻耦接于该操作电压，该第二NPN晶体管的集电极并耦接于该第二PMOS晶体管的栅极，该第二NPN晶体管的射极耦接于该接地端，该第二NPN晶体管的基极耦接于该第一NPN晶体管的集电极。8.一种电源供应系统，其特征在于，所述电源供应系统包括：一电源适配器，耦接于一交流电源，用以整流该交流电源的一交流电压以产生一第一供应电压；以及一电源供应电路，接收该电源适配器的输出，以供电至一电池单元与一系统负载，且该电源供应电路包括：一充电单元，经由一电源输入端接收该电源适配器所输出的该第一供应电压，且该充电单元用以对该电池单元进行充电；一切换单元，耦接于该电源输入端与该充电单元的一输出端，用以接收该第一供应电压与该充电单元所输出的一第二供应电压；及一电压稳压单元，耦接于该切换单元，用以供电至该系统负载；其中，该切换单元在一高负载状态下提供所述电源适配器输出的该第一供应电压至该电压稳压单元，该切换单元在一低负载状态下提供所述充电单元输出的该第二供应电压至该电压稳压单元，其中该系统负载在该高负载状态下的功率消耗大于在该低负载状态下的功率消耗；其中，该高负载状态表示该系统负载的功率消耗高于一功率上限值；该低负载状态表示该系统负载的功率消耗低于一功率下限值，其中当该系统负载的功率消耗介于该功...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建良，廖建富，
申请(专利权)人：纬创资通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71