电源装置的智能充电分流方法
电源装置的智能充电分流方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种充电控制方法，尤指一种依据充电器的充电能力自动调变多个电源装置间的充电电流的充电控制方法，具体的讲是一种电源装置的智能充电分流方法。
【背景技术】
[0002]目前携带式装置的充电方式，例如平板电脑、手机或移动电源，都是以定电压电流的方式充电。由于过去携带式装置的电池容量较小，其所配合的充电器的额定充电电流也较小。随着携带式装置的电池容量加大，随其附的充电器的额定充电电流也随之加大。因此市面上即有许许多多可提供大电流(如1500mA、2000mA甚至更大)或是小电流(如100mA以下)的充电器。这些充电器除了可对各自的平板电脑、手机等进行充电外，由于连接接口的一致(例如目前多以USB、Micro USB或mini USB等规格作为连接器)，因此也可以拿来连接于其他携带式装置的电源装置，以对该电源装置充电，例如对移动电源充电。
[0003]目前每一种携带式装置的电源装置都有其可接受的最大充电电流，而每一个充电器也有其可提供的最大充电电流。由于电源装置被充电时，在电源装置可接受的最大充电电流内，会尽可能对充电器汲取所需的充电电流。当充电器可提供的最大充电电流不小于电源装置可接受的最大充电电流时，充电器能让电源装置以可接受的最大充电电流来对电源装置充电。然而当充电器可提供的最大充电电流小于电源装置的最大充电电流，亦即电源装置搭配了不足安培数的充电器时(例如电源装置的最大充电电流为2安培，而充电器仅能提供I安培的最大充电电流)，可能发生电源装置会不断尝试自充电器提取高于充电器可提供的大电流，而使得充电器因其自身的保护机制而间歇性地停止充电。这整个过程即造成充电过程的不稳定。在某些情况下，充电器甚至被迫以超规的方式提供电流给电源装置，虽然充电器仍可提供超额的充电电流，但对充电器而言，提供这样的电流量已经超出其内部的硬体元件、线路原先设计的安全规范，长期使用下来容易产生充电器硬体的损坏甚至发生危险。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，为改善上述缺点，本发明提供了一种智能充电分流方法，其能够优先对电子装置进行充电，在充电器最大输出电流的范围内，同时再对电源装置进行充电，以使充电器维持在其能够提供的最大充电电流。
[0005]依据本发明的其中一实施例，本发明提供了一种智能充电分流方法，由一充电器对包含一电池组的一电源装置及至少一电子装置充电。智能充电分流方法包含下列步骤。电源装置检测是否同时连接充电器及该至少一电子装置。使充电器透过电源装置的线路对该至少一电子装置进行充电。检测充电器的一充电电压值。判断充电电压值是否大于一预定电压值，当充电器的充电电压值大于预定电压值时，使电源装置的电池组对充电器抽载(draw)的电流，再增加一增加量i。其中，该电源装置可为移动电源。
[0006]于一实施例中，智智能充电分流方法，更包含:重复该判断该充电电压值是否大于一预定电压值的步骤，当于第N+1次时检测到充电器的充电电压值小于该预定电压值时，使电源装置的电池组对充电器抽载的电流，为第N次时的电流i XNo
[0007]于一实施例中，使该充电器对该至少一电子装置进行充电的步骤中，执行于一预设时间后，再执行使该电源装置的该电池组对该充电器抽载电流的该步骤。
[0008]于一实施例中，该智能充电分流方法更包含:利用一电流检测单元检测充电器对该至少一电子装置充电的充电电流，当判断充电器对该至少一电子装置充电的充电电流为稳定时，再执行该使该电源装置的该电池组对该充电器抽载电流的步骤。
[0009]于一实施例中，该至少一电子装置包含一第一电子装置及一第二电子装置，且使充电器分别对第一电子装置及第二电子装置进行充电。
[0010]于一实施例中，该智能充电分流方法更包含当充电器隔着电源装置对第一电子装置充电的过程中，电源装置检测到其被连接至第二电子装置时，使该电池组停止对充电器抽载电流，并使充电器对第二电子装置充电。
[0011]于一实施例中，该智能充电分流方法更包含利用一电流检测单元，检测充电器对第一电子装置及第二电子装置进行充电的充电电流，当判断充电器对第一电子装置及第二电子装置进行充电的充电电流为稳定时，再执行使该电源装置的该电池组对该充电器抽载电流的步骤。
[0012]于一实施例中，于重复次数小于等于L时该增加量i为第一值ii，而于重复次数大于L且小于等于K时该增加量i为第二值i2;该第一值i i大于该第二值i 2;L与K的总和等于N ;以及该电流的总增加量LXiJ(K-L) Xi2。于一实施例中，当该充电器对该至少一电子装置进行充电的充电电流变小时，该电源装置的该电池组对该充电器抽载电流变大。
[0013]依据本发明一实施例，能够持续地进行电池组对充电器抽载电流的步进增加式抽载程序，藉以在充电器容许的最大充电电流大于电子装置所需要的电流时，使移动电源的电池组对充电器抽载电流。于一实施例中，更在电子装置所需要的电流下降时，增加移动电源的电池组对充电器抽载的电流，以使充电器一直最接近产品设计者所设定的最大供电电流。如此设计，能够在电子装置充电程序的未端，还能够额外分出更多的电流给电源装置，而加快对电源装置的充电速度。本发明所提供的电源装置的智能充电分流方法，可以让电源装置正确判断充电器实质所能提供的最大充电电流，进而在安全的使用条件下，让不同的充电器皆以充电效能最佳化的方式对电源装置及电子装置进行充电。并且，如移动电源、平板电脑等电源装置容量较大的携带式装置，确保在充电时可以获得最佳化的充电方式，以尽可能地缩短充电时间。
【附图说明】
[0014]图1为本发明在电源装置中，可调变电源装置充电电流的方法的流程示意图。
[0015]图2为应用图1的方法的电源装置连接上充电器的功能示意图。
[0016]图3为应用本发明的方法的充电电流值与充电电压值随时间的变化图。
[0017]图4为依本发明一实施例的智能充电分流系统的功能方块图。
[0018]图5为充放电控制模块的一示例的电路图。
[0019]图6为依本发明一实施例的智能充电分流的控制流程图。
[0020]图7为利用定电流模式充电时的电流与时间的曲线图。
[0021]符号说明:
[0022]10电源装置
[0023]11充电连接端
[0024]12储能单元
[0025]13控制单元
[0026]20充电器
[0027]21输出端
[0028]100可调变电源装置充电电流的方法
[0029]110充电器
[0030]120电源装置
[0031]121充放电控制电路
[0032]122电池组
[0033]123微控制器
[0034]124电流检测单元
[0035]130微控制器
[0036]140电子装置
[0037]211放电控制电路
[0038]212充电控制电路
【具体实施方式】
[0039]在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”系为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”或“连接” 一词在此系包含任何直接及间接的电气或结构连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接/连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气/结构连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地电气/结构连接至该第二装置。
[0040]请参考图1，图1为本发明在电源装置中，可调变电源装置充电电流的方法100的流程示意图。 其中电源装置适于连接一电子装置，而电源装置可为移动电源，电子装置可为笔记型电脑、平板电脑、手机、智能手表等穿戴式装置或移动电源。调变电源装置充电电流的方法100的步骤如下:
[0041]步骤110:于一电源装置中设定一启始电流值；
[0042]步骤120:于一充电器对该电源装置充电时，检测该电源装置的一充电电压值以及一充电电流值，并判断该充电电压值是否大于一预定电压值？若是，则执行步骤130，若否，则执行步骤150;
[0043]步骤130:判断该充电电流值是否达到一最大电流值，并于该充电电流值达到该最大电流值时，执行步骤170 ;若该充电电流值尚未达到该最大电流值，则执行步骤140 ；
[0044]步骤140:将该充电电流值增加一增加量，接着执行步骤160 ；
[0045]步骤150:当该充电电压值小于该预定电压值时，将该充电电流值减少该增加量，并执行步骤170 ；
[0046]步骤160:停止检测该电源装置的该充电电压值以及该充电电流值一预定时间后，执彳丁步骤120 ；
[0047]步骤170:以更新后的该充电电流值或该最大电流值对该电源装置充电。
[0048]请配合参考图2，其系为应用图1的方法的电源装置连接上充电器的功能示意图。在图2中，电源装置10包含有一充电连接端11、一储能单元12以及连接于充电连接端11以及储能单元12之间的一控制单元13。充电器20则连接于充电连接端11以对电源装置10充电。充电连接端11可以使用通用序列连接端口(universal serial bus, USB)作为连接器(包含了 USB、Micro USB或mini USB等)，而USB常用的充电电压为5伏特±5%，也就是4.75伏特?5.25伏特之间。此外，充电连接端口 11也可采用其他常用的连接接口规范，并有对应符合该规范的充电电压范围。储能单元12为充电电池，可以采用18650电池、锂离子电池、锂聚合物电池等作为主要的储能单元。
[0049]当充电器20连接上电源装置10的充电连接端11后，即可对电源装置10充电。其中电源装置10由内部的控制单元13或固件先行设定当电源装置10连接上充电器20时开始充电的启始电流值(步骤110)，每当充电器20连接电源装置10后，电源装置10即以该启始电流值开始自充电器20汲取电流，其中参考一般充电器20可供应的额定电流以及电源装置10的充电电流，启始电流值较佳地可以设定为0.5安培或I安培(A)，然后依序增加充电电流(如步骤140)。然而启始电流值也可以设定为O安培，直接由零电流开始，然后在步骤140中逐步增加充电电流值。
[0050]在事先由控制单元13或固件决定好启始电流值后，接着当充电器20连接上充电连接端11以对电源装置10充电时，控制单元13会即时检测电源装置10在充电连接端11的一充电电压值以及一充电电流值(步骤120)，而该充电电压值以及该充电电流值反应了充电器20目前输出的充电电压以及充电电流的状态。特别要说明的是，步骤120检测的是电源装置10的充电连接端11的数据，与充电器20的输出端21所输出的充电电压以及充电电流不必然相同，原因是充电器20与电源装置10之间的连接线与充电器本身存在电阻，因此在取得充电器20可用的最大电流时，以电源装置10端的充电电流以及充电电压来判断，可以将连接线以及充电器本身造成的压降一并考虑进来。因此，在步骤120中即判断电源装置10的该充电电压值是否大于一预定电压值(步骤120) ?例如若充电连接端11使用如前所述的USB连接端口，则USB连接端口的充放电电压范围应在4.75伏特?5.25伏特之间，也就是该充电电压值必须控制在4.75伏特以上(电源装置10端)，才能在符合USB规范下进行充电的动作。而此处的该预定电压值即可设为4.75伏特。
[0051]当该充电电压值大于该预定电压值时，即接着判断该充电电流值是否达到电源装置10可接受的最大电流值(步骤130)，即最大充电电流。在初始充电阶段，该充电电流值为步骤110所设的该启始电流值，并未达到该最大电流值，因此执行步骤140以将该充电电流值增加一增加量，也就是说电源装置10以较大的充电电流值自充电器20汲取电流，其中该增加量取决于电源装置10的充电1C、线路的设计而可为20毫安培、50毫安培、100毫安培、200毫安培其中之一或其他数值。
[0052]请一并参考图3，其系为应用本发明的方法的充电电流值与充电电压值随时间的变化图。由于充电器20通常为固定功率充电，充电电流与充电电压的乘积是固定的。因此当步骤140中增加该充电电流值时，同时该充电电压值(相当于充电器20的供电电压)也随之下降。而控制单元13也随时检测该充电电流值以及该充电电压值的变化(步骤120)。实务上，充电回路的电流变化伴随着电压变化，而会有短暂的不稳定状态，因此当增加了充电电流值(步骤140)之后，随着充电电压值短暂地跳动变化时，控制单元13停止检测该充电电流值以及该充电电压值一预定时间(例如数秒钟)(步骤160)，待充电电压值维持稳定后，再取得当下的充电电流值以及充电电压值，并继续步骤120的判断。
[0053]在充电电流值一步步增加(步骤140)，而充电电压值一步步下降的过程中，接着会有两种情况。其一为充电电压值降低到低于该预定电压值。以前述实施例为例，也就是当该充电电压值在步骤140调升该次充电电流值后，下降至低于4.75伏特，已超出USB的规范。此时控制单元13减少该充电电流值至尚未增加最后一个增加量前的充电电流值(步骤150)。由于前次该充电电流值所对应的充电电压值尚未低于该预定电压值，因此该充电电流值即为充电器20可提供的最大充电电流值。接着即以步骤150所更新的最后的充电电流值对电源装置10充电(步骤170)。
[0054]其二是当执行上述方法的过程中，在步骤140持续增加充电电流值的过程中，控制单元13所检测到的充电电压值皆未低于该预定电压值，直到该充电电流值达到该最大电流值(步骤130)。此时即表示充电器20可提供电源装置10所需的最大充电电流，因此控制单元13即以该最大电流值作为该充电电流值由充电器20汲取电流充电(步骤170)。
[0055]由上述的实施例可知，本发明所提供的可自动调变携带式装置的电源装置充电电流的方法由电源装置的控制单元或固件依据随时测得的充电电流值以及充电电压值的变化，以逐步调升充电电流值的方式，使电源装置可以在不过度汲取充电器的电流而造成充电电压过低的安全条件下，正确判断充电器实质所能提供的最大充电电流，进而让不同的充电器皆可对电源装置以充电效能最佳化的方式对电源装置充电。
[0056]此外，如上述实施例，还可以进一步应用于改进电源装置。图4为依本发明一实施例的智能充电分流系统的功能方块图。图5为充放电控制模块的一示例的电路图。图6为依本发明一实施例的智能充电分流的控制流程图。
[0057]请参照本发明的基本方块图如图4，电源装置120包含一充放电控制电路121、一电池组122及一微控制器123。电源装置120可以为一移动电源或一携带式具有电能的装置。于另一实施例中，电源装置120还可以更包含一电流检测单元124。充放电控制电路121包含一充电控制电路212及一放电控制电路211。依据本发明，其主要是让连结于电源装置120的输出端的电子装置140(即移动电源输出端的负载)优先使用充电器110的电流，待电子装置140稳定地被充电之后，微控制器123再检查目前电子装置140使用的电流是否已达充电器上限。判断电子装置140是否稳定充电，在没有电流检测单元124的情况下，可以等待固定时间后，判定为稳定充电；在有电流检测单元124时，电流检测单元124用以检测充电电流，以使充电电压是否稳定或充电电流是否稳定皆可被MCU即时监控。若电子装置140使用的电流已达充电器上限，则表示充电器电流不足装置所需，此时电源装置120启动放电机制，单独或和充电器110提供装置所需的能量(但是，当电 源装置120没电时，则停止此功能使电源装置120不会放电。当然于一实施例中，亦可以不需要此功能或步骤)。若电子装置140使用的电流未达充电器上限，则启动电源装置120的充电控制并递增其充电电流，直到充电器110已达其所能提供的电流量的上限。过程中并不断地监控充电器I1的电压及/或电流变化来调节电源装置120的充电控制，以使整个充电过程均能充分利用到充电器I1的能量。本发明的充放电控制电路121的电路方块图，请参考图5，充放电控制电路121若非专用IC时，可用类似图5中的元件构成，再由微控制器123利用PWM(脉冲宽度调变(Pulse Width Modulat1n，PWM)方式来控制充放电电流，而控制流程部分请参考图6。
[0058]以下，将针对本发明的智能充电分流系统及方法更进一步加以说明。如图4所示，本发明一实施例的智能充电分流系统包含一充电器110、一电源装置120及一电子装置140。
[0059]于一实施例中，电源装置120检测电子装置140及充电器110皆连接于电源装置120时，使电子装置140透过电源装置120中的一电路耦接至充电器110，而利用充电器110对电子装置140充电，此时例如电子装置140对充电器110抽载电流为Ie0
[0060]随后，电源装置120的电池组122以步进方式，每次增加量为电流i，对充电器110抽载电流Ib，藉以对电源装置120的电池组122进行充电，电源装置120的微控制器123同时检测充电器110的充电电压。当检测到充电器110的充电电压值大于一预设电压例如
4.75伏特时，电池组122对充电器110抽载的电流Ib再增加电流i。在步进方式的第N+1次，此时电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iX (N+1)，且检测到充电器110的充电电压值小于或等于一预设电压，例如4.75伏特时，则停止增加对充电器110抽载的电流的量，并使电池组122对充电器110抽载的电流的量回复至步进方式的第N次时的量，亦即电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iXN。
[0061]藉由前述方式可以得知，充电器110的最大供电电流为Icmax = Ie+i*N。依据此方式，能够让充电器110优先提供电子装置140充电电流Ie，并且还能够提供电池组122最大的充电电流Ib = i*N。因此，依据本实施例，能够充分地运用充电器110所能够提供的最大供电电流Icmax，加速对电源装置120充电速度。
[0062]此外，在对电子装置140进行充电的前期，电子装置140对充电器110抽载电流Ie并非稳定值，因此，于一实施例中，电源装置120可以更包含一电流检测单元124。电流检测单元124检测充电器110与电子装置140间的电路的电流或电压，当充电器110与电子装置140间的电路的电流Ie为稳定值时，电流检测单元124可以发出一电流稳定信号Sc,用以通知微控制器123，电子装置140对充电器110抽载电流Ie为稳定值。微控制器130接收到电流稳定信号Sc后，再启动充电控制电路212，而开始进行电池组122对充电器110抽载电流的程序。
[0063]于一实施例中，亦可以不包含电流检测单元124。而是在电子装置140开始对充电器110抽载电流后，微控制器123启动计时功能，当微控制器123测得经过一预定时间Tc后，再启动充电控制电路212，而开始进行电池组122对充电器110抽载电流的步进增加式抽载程序。
[0064]此外，当电子装置140在充电过程中，依据设计规格有时会由定电流模式(Constant Current, CC mode)转向定电压模式(Constant Voltage, CV mode)，电子装置140在CV mode对充电器110抽载电流Ie的值会逐渐变小。由于电源装置120在充电过程中，能够每隔一段间隔时间Ti启动检测充电器110的最大充电电流的程序，而能够持续保持充电器I1提供最大的充电电流。举例而言，当电子装置140对充电器110抽载的电流，从Ie变为Iemin时，此时充电器110所提供的电流为Ic = Iemin+i XNo由于Iemin小于Ie，因而此时的充电电流Ic(Iemin+iXN)并非最大充电电流。此时，电源装置120的电池组122还能够以步进方式，每次增加量为电流i，对充电器110抽载电流。当在步进方式的第M+1次，此时电池组122对充电器110抽载的电流IbSiX (N+M+1)，且检测到充电器110的充电电压值小于或等于一预设电压例如4.75伏特时，则停止增加对充电器110抽载的电流的量，并使电池组122对充电器110抽载的电流的量回复至步进方式的第M次时的量，亦即电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iX (N+M)。而充电器110的最大供电电流为Icmax = Iemin+i X (N+M)。然而本发明并不以Ie = Iemin时以步进方式调整Ib的电流值为限；在具有电流检测单元124的实施例中，微控制器123在整个充电过程中，可以即时的或者经过一预定时间Tc后检测电子装置140的充电电流值Ic是否降低，当Ic在一时间周期持续下降时，即以步进方式调整Ib。
[0065]于一实施例中，当以步进方式找出Icmax后，电源装置120的微控制器123可将Icmax的电流值纪录，并且在整个充电过程中，使得Ie+Ib的值为Icmax，亦即，当电子装置140充电进入CV mode时，Ie将逐渐变小，而Ib将逐渐变大。
[0066]于一实施例中，电源装置120亦可以包含多个放电连接端口，用以连接多个电子装置140，例如第一电子装置140对充电器110抽载电流为Iel，第二电子装置140对充电器110抽载电流为Ie2，则此时电子装置140对充电器110抽载的总电流为Ie = Iel+Ie2。电流Iel及Ie2皆有可能随时间的变化，而慢慢地减少。依据本发明，能够在充电过程中，持续地监控充电器110的充电电压，当检测到充电器110的充电电压值大于一预设电压例如4.75伏特时，再使电池组122对充电器110抽载的电流Ib再增加电流i。当在步进方式的第L+1次，此时电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iX (L+1)，且检测到充电器110的充电电压值小于或等于一预设电压例如4.75伏特时，则停止增加电池组122对充电器I1抽载的电流的量，并使电池组122对充电器110抽载的电流的量回复至步进方式的第L次时的量，亦即电池组122对充电器110抽载的电流Ib为i XL。而充电器110的最大供电电流为 Icmax = Iel+Ie2+i XL0
[0067]于一实施例中，当充电器110透过电源装置120对第一电子装置140充电时，电源装置120又检测到其被连接至第二电子装置140，此时电源装置120可以使电池组122停止对充电器110抽载电流，随后再重新启动充电控制电路212，而开始进行电池组122对充电器110抽载电流的步进增加式抽载程序。于一实施例中，可以在电流检测单元124测得Iel+Ie2为稳定值时，或者经过一预定时间后，再开始进行电池组122对充电器110抽载电流的步进增加式抽载程序。在开始的阶段，充电器110的供电电流，从Icmax = Iel+iXL变成为Ic = Iel+Ie2+1当检测到充电器110的充电电压值大于一预设电压例如4.75伏特时，再使电池组122对充电器110抽载的电流Ib再增加电流i。当在步进方式的第K+1次，此时电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iX (K+1)，且检测到充电器110的充电电压值小于或等于一预设电压例如4.75伏特时，则停止增加电池组122对充电器110抽载的电流的量，并使电池组122对充电器110抽载的电流的量回复至步进方式的第K次时的量，亦即电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iXK。而充电器110的最大供电电流为Icmax = Iel+Ie2+iXK0
[0068]此外，于一实施例中，当充电器110透过电源装置120对第一电子装置140充电时，电源装置 120又检测到其被连接至第二电子装置140时，步进地减少电池组122对充电器110抽载电流，直到检测到充电器110的充电电压大于预设电压，藉以侦得充电器110的最大充电电流。于一实施例中，亦可以将电池组122对充电器110抽载电流减少一半或一较大的固定值，再检测充电器110的充电电压值。当检测到充电器110的充电电压值大于一预设电压例如4.75伏特时，开始进行电池组122对充电器110抽载电流的步进增加式抽载程序。当检测到充电器110的充电电压值小于或等于一预设电压例如4.75伏特时，再持续地将电池组122对充电器110抽载电流减少一半或一较大的固定值，直到检测到充电器110的充电电压值大于一预设电压例如4.75伏特后，再开始进行电池组122对充电器110抽载电流的步进增加式抽载程序。
[0069]依据本发明一实施例，由于持续地监控充电器110的充电电压，能够持续地了解充电器110的供电电流的状态，藉以使充电器110的供电电流持续保持在提供最大充电电流的状态。
[0070]应了解的是，本说明书中所指的“最大充电电流”，可以是产品本身物理上所能提供的最大电流，也可以依产品设计、使用环境、使用者习惯等加以设定。亦即，决定预设电压后即可决定最大充电电流，其不必然是产品本身物理上所能提供的最大电流。举例而言，USB常用的充电电压为5伏特±5%，也就是4.75伏特?5.25伏特之间。因此，例如可以将预设电压设为4.75伏特，得到USB规范中的物理上或理论上的最大充电电流，但有时可能会因制程因素或使用状况等各种因素，而对充电器110抽载过多的电流，使充电器110无法负荷。较保守的情况是，也可以将预设电压设为5.25伏特。
[0071]此外，虽然依据USB规范预设电压设为4.75伏特时，能够得到USB规范中的物理上或理论上的最大充电电流，但若使用者或产品开发设计时，希望让电源装置多一点缓冲空间，还可以将预设电压设为例如4.8伏特或4.9伏特等。此外，于一实施例中，亦可以预先将预设电压设为4.75伏特，但是在步进方式的第N+1次，此时电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iX (N+1)，且检测到充电器110的充电电压值小于或等于一预设电压的4.75伏特时，停止增加对充电器110抽载的电流的量，并使电池组122对充电器110抽载的电流的量回复至i XN-1buff，其中电流Ibuff是可以依据产品设计、使用者习惯或使用环境而加以设定。此实施例中，使用者所设定的最大充电电流则为:Icmax = Ie+i XN -1buffo
[0072]此外，于前述实施例中，所提及的步进方式的电流增加量i值皆为固定值。但是，本发明不限定于此，亦可以为非固定值。举例而言，例如在第一阶段增加量i采用第一值I1，在第二阶段增加量i采用第二值i2，其中I1大于i 2。这样的情况，能够在初始阶段加快步进速度，而在第二阶段进行微调阶段，以渐近方式取得最大充电电流。
[0073]图7为利用定电流模式充电时的电流与时间的曲线图。如图7的曲线Curve L所示，对电子装置140充电时，电子装置140所抽载的电流于约98分钟时开始下降，在大约175分钟时抽载电流维持约125mA。从约98分钟至约175分钟的时间，可以视为电子装置140的电池即将充满却尚未充满的阶段。通常，会将抽载电流维持在一充满预设值时，视为电子装置140的电池已充满的状态。此充满预设值可以依产品规格、使用者喜好及使用环境而加以设定。在约98分钟电子装置向充电器抽载的电流下降，亦即Ie下降，因此充电器110还有足够的空间提供给电源装置120电流。
[0074]依据本实施例，能够持续地进行电池组122对充电器110抽载电流的步进增加式抽载程序，藉以在Ie下降时，增加电池组122对充电器110抽载的电流Ib，使充电器110 —直处在产品设计者所设定的最大供电电流Icmax。如此设计，能够在电子装置140充电程序的未端，还能够额外分出更多的电流给电源装置120，而加快对电源装置120的充电速度。
[0075]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种电源装置的智能充电分流方法，所述的方法包含有: 所述的电源装置检测到同时连接一充电器及至少一电子装置； 使所述的充电器经由所述的电源装置的线路对所述的至少一电子装置进行充电； 检测所述的充电器的一充电电压值；及 判断所述的充电电压值是否大于一预定电压值，当所述的充电器的所述的充电电压值大于所述的预定电压值时，使所述的电源装置的所述的电池组对所述的充电器抽载的电流，再增加一增加量i。2.如权利要求1所述的电源装置的智能充电分流方法，更包含:重复所述的判断所述的充电电压值是否大于一预定电压值的步骤，当于第N+1次时检测到所述的充电器的所述的充电电压值小于所述的预定电压值时，使所述的电源装置的所述的电池组对所述的充电器抽载的电流，为第N次时的电流的总增加量i XN。3.如权利要求1所述的电源装置的智能充电分流方法，其中，所述的使所述的充电器对所述的至少一电子装置进行充电的步骤，执行于一预设时间后，再执行所述的使所述的电源装置的所述的电池组对所述的充电器抽载电流的步骤。4.如权利要求1所述的电源装置的智能充电分流方法，更包含:利用一电流检测单元检测所述的充电器对所述的至少一电子装置充电的充电电流，当判断所述的充电器对所述的至少一电子装置充电的充电电流为稳定时，再执行所述的使所述的电源装置的所述的电池组对所述的充电器抽载电流的步骤。5.如权利要求1所述的电源装置的智能充电分流方法，其中所述的至少一电子装置包含一第一电子装置及一第二电子装置，且使所述的充电器分别对所述的第一电子装置及所述的第二电子装置进行充电。6.如权利要求5所述的电源装置的智能充电分流方法，更包含当所述的充电器隔着所述的电源装置对所述的第一电子装置充电的过程中，所述的电源装置检测到其被连接至所述的第二电子装置时，使所述的电池组停止对所述的充电器抽载电流，并使所述的充电器对所述的第二电子装置充电。7.如权利要求6所述的电源装置的智能充电分流方法，更包含当所述的充电器隔着所述的电源装置对所述的第一电子装置充电的过程中，所述的电源装置检测到其被连接至所述的第二电子装置时，使所述的电池组停止对所述的充电器抽载电流，并使所述的充电器对所述的第二电子装置充电。8.如权利要求7所述的电源装置的智能充电分流方法，更包含:利用一电流检测单元，检测所述的充电器对所述的第一电子装置及所述的第二电子装置进行充电的充电电流，当判断所述的充电器对所述的第一电子装置及所述的第二电子装置进行充电的充电电流为稳定时，再执行所述的使所述的电源装置的所述的电池组对所述的充电器抽载电流的步骤。9.如权利要求2所述的电源装置的智能充电分流方法，其中于重复次数小于等于L时所述的增加量i为第一值I1，而于重复次数大于L且小于等于K时所述的增加量i为第二值i2; 所述的第一值I1大于所述的第二值i 2; L与K的总和等于N;以及 所述的电流的总增加量LX U(K-L) X i2。10.如权利要求1所述的电源装置的智能充电分流方法，其中当所述的充电器对所述的至少一电子装置进行充电的充电电流变小时，所述的电源装置的所述的电池组对所述的充电器抽载电流变大。
【专利摘要】本发明公开了一种电源装置的智能充电分流方法包含下列步骤。使充电器经由电源装置的线路对至少一电子装置进行充电。判断充电器的充电电压值是否大于一预定电压值，当充电器的充电电压值大于预定电压值时，使电源装置的电池组对充电器抽载的电流，再增加一增加量i。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN104901353
【申请号】CN201510095354
【发明人】陈世洲, 陈泰宏, 李御民
【申请人】新普科技股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月4日
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种充电控制方法，尤指一种依据充电器的充电能力自动调变多个电源装置间的充电电流的充电控制方法，具体的讲是一种电源装置的智能充电分流方法。
【背景技术】
[0002]目前携带式装置的充电方式，例如平板电脑、手机或移动电源，都是以定电压电流的方式充电。由于过去携带式装置的电池容量较小，其所配合的充电器的额定充电电流也较小。随着携带式装置的电池容量加大，随其附的充电器的额定充电电流也随之加大。因此市面上即有许许多多可提供大电流(如1500mA、2000mA甚至更大)或是小电流(如100mA以下)的充电器。这些充电器除了可对各自的平板电脑、手机等进行充电外，由于连接接口的一致(例如目前多以USB、Micro USB或mini USB等规格作为连接器)，因此也可以拿来连接于其他携带式装置的电源装置，以对该电源装置充电，例如对移动电源充电。
[0003]目前每一种携带式装置的电源装置都有其可接受的最大充电电流，而每一个充电器也有其可提供的最大充电电流。由于电源装置被充电时，在电源装置可接受的最大充电电流内，会尽可能对充电器汲取所需的充电电流。当充电器可提供的最大充电电流不小于电源装置可接受的最大充电电流时，充电器能让电源装置以可接受的最大充电电流来对电源装置充电。然而当充电器可提供的最大充电电流小于电源装置的最大充电电流，亦即电源装置搭配了不足安培数的充电器时(例如电源装置的最大充电电流为2安培，而充电器仅能提供I安培的最大充电电流)，可能发生电源装置会不断尝试自充电器提取高于充电器可提供的大电流，而使得充电器因其自身的保护机制而间歇性地停止充电。这整个过程即造成充电过程的不稳定。在某些情况下，充电器甚至被迫以超规的方式提供电流给电源装置，虽然充电器仍可提供超额的充电电流，但对充电器而言，提供这样的电流量已经超出其内部的硬体元件、线路原先设计的安全规范，长期使用下来容易产生充电器硬体的损坏甚至发生危险。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，为改善上述缺点，本发明提供了一种智能充电分流方法，其能够优先对电子装置进行充电，在充电器最大输出电流的范围内，同时再对电源装置进行充电，以使充电器维持在其能够提供的最大充电电流。
[0005]依据本发明的其中一实施例，本发明提供了一种智能充电分流方法，由一充电器对包含一电池组的一电源装置及至少一电子装置充电。智能充电分流方法包含下列步骤。电源装置检测是否同时连接充电器及该至少一电子装置。使充电器透过电源装置的线路对该至少一电子装置进行充电。检测充电器的一充电电压值。判断充电电压值是否大于一预定电压值，当充电器的充电电压值大于预定电压值时，使电源装置的电池组对充电器抽载(draw)的电流，再增加一增加量i。其中，该电源装置可为移动电源。
[0006]于一实施例中，智智能充电分流方法，更包含:重复该判断该充电电压值是否大于一预定电压值的步骤，当于第N+1次时检测到充电器的充电电压值小于该预定电压值时，使电源装置的电池组对充电器抽载的电流，为第N次时的电流i XNo
[0007]于一实施例中，使该充电器对该至少一电子装置进行充电的步骤中，执行于一预设时间后，再执行使该电源装置的该电池组对该充电器抽载电流的该步骤。
[0008]于一实施例中，该智能充电分流方法更包含:利用一电流检测单元检测充电器对该至少一电子装置充电的充电电流，当判断充电器对该至少一电子装置充电的充电电流为稳定时，再执行该使该电源装置的该电池组对该充电器抽载电流的步骤。
[0009]于一实施例中，该至少一电子装置包含一第一电子装置及一第二电子装置，且使充电器分别对第一电子装置及第二电子装置进行充电。
[0010]于一实施例中，该智能充电分流方法更包含当充电器隔着电源装置对第一电子装置充电的过程中，电源装置检测到其被连接至第二电子装置时，使该电池组停止对充电器抽载电流，并使充电器对第二电子装置充电。
[0011]于一实施例中，该智能充电分流方法更包含利用一电流检测单元，检测充电器对第一电子装置及第二电子装置进行充电的充电电流，当判断充电器对第一电子装置及第二电子装置进行充电的充电电流为稳定时，再执行使该电源装置的该电池组对该充电器抽载电流的步骤。
[0012]于一实施例中，于重复次数小于等于L时该增加量i为第一值ii，而于重复次数大于L且小于等于K时该增加量i为第二值i2;该第一值i i大于该第二值i 2;L与K的总和等于N ;以及该电流的总增加量LXiJ(K-L) Xi2。于一实施例中，当该充电器对该至少一电子装置进行充电的充电电流变小时，该电源装置的该电池组对该充电器抽载电流变大。
[0013]依据本发明一实施例，能够持续地进行电池组对充电器抽载电流的步进增加式抽载程序，藉以在充电器容许的最大充电电流大于电子装置所需要的电流时，使移动电源的电池组对充电器抽载电流。于一实施例中，更在电子装置所需要的电流下降时，增加移动电源的电池组对充电器抽载的电流，以使充电器一直最接近产品设计者所设定的最大供电电流。如此设计，能够在电子装置充电程序的未端，还能够额外分出更多的电流给电源装置，而加快对电源装置的充电速度。本发明所提供的电源装置的智能充电分流方法，可以让电源装置正确判断充电器实质所能提供的最大充电电流，进而在安全的使用条件下，让不同的充电器皆以充电效能最佳化的方式对电源装置及电子装置进行充电。并且，如移动电源、平板电脑等电源装置容量较大的携带式装置，确保在充电时可以获得最佳化的充电方式，以尽可能地缩短充电时间。
【附图说明】
[0014]图1为本发明在电源装置中，可调变电源装置充电电流的方法的流程示意图。
[0015]图2为应用图1的方法的电源装置连接上充电器的功能示意图。
[0016]图3为应用本发明的方法的充电电流值与充电电压值随时间的变化图。
[0017]图4为依本发明一实施例的智能充电分流系统的功能方块图。
[0018]图5为充放电控制模块的一示例的电路图。
[0019]图6为依本发明一实施例的智能充电分流的控制流程图。
[0020]图7为利用定电流模式充电时的电流与时间的曲线图。
[0021]符号说明:
[0022]10电源装置
[0023]11充电连接端
[0024]12储能单元
[0025]13控制单元
[0026]20充电器
[0027]21输出端
[0028]100可调变电源装置充电电流的方法
[0029]110充电器
[0030]120电源装置
[0031]121充放电控制电路
[0032]122电池组
[0033]123微控制器
[0034]124电流检测单元
[0035]130微控制器
[0036]140电子装置
[0037]211放电控制电路
[0038]212充电控制电路
【具体实施方式】
[0039]在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”系为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”或“连接” 一词在此系包含任何直接及间接的电气或结构连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接/连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气/结构连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地电气/结构连接至该第二装置。
[0040]请参考图1，图1为本发明在电源装置中，可调变电源装置充电电流的方法100的流程示意图。 其中电源装置适于连接一电子装置，而电源装置可为移动电源，电子装置可为笔记型电脑、平板电脑、手机、智能手表等穿戴式装置或移动电源。调变电源装置充电电流的方法100的步骤如下:
[0041]步骤110:于一电源装置中设定一启始电流值；
[0042]步骤120:于一充电器对该电源装置充电时，检测该电源装置的一充电电压值以及一充电电流值，并判断该充电电压值是否大于一预定电压值？若是，则执行步骤130，若否，则执行步骤150;
[0043]步骤130:判断该充电电流值是否达到一最大电流值，并于该充电电流值达到该最大电流值时，执行步骤170 ;若该充电电流值尚未达到该最大电流值，则执行步骤140 ；
[0044]步骤140:将该充电电流值增加一增加量，接着执行步骤160 ；
[0045]步骤150:当该充电电压值小于该预定电压值时，将该充电电流值减少该增加量，并执行步骤170 ；
[0046]步骤160:停止检测该电源装置的该充电电压值以及该充电电流值一预定时间后，执彳丁步骤120 ；
[0047]步骤170:以更新后的该充电电流值或该最大电流值对该电源装置充电。
[0048]请配合参考图2，其系为应用图1的方法的电源装置连接上充电器的功能示意图。在图2中，电源装置10包含有一充电连接端11、一储能单元12以及连接于充电连接端11以及储能单元12之间的一控制单元13。充电器20则连接于充电连接端11以对电源装置10充电。充电连接端11可以使用通用序列连接端口(universal serial bus, USB)作为连接器(包含了 USB、Micro USB或mini USB等)，而USB常用的充电电压为5伏特±5%，也就是4.75伏特?5.25伏特之间。此外，充电连接端口 11也可采用其他常用的连接接口规范，并有对应符合该规范的充电电压范围。储能单元12为充电电池，可以采用18650电池、锂离子电池、锂聚合物电池等作为主要的储能单元。
[0049]当充电器20连接上电源装置10的充电连接端11后，即可对电源装置10充电。其中电源装置10由内部的控制单元13或固件先行设定当电源装置10连接上充电器20时开始充电的启始电流值(步骤110)，每当充电器20连接电源装置10后，电源装置10即以该启始电流值开始自充电器20汲取电流，其中参考一般充电器20可供应的额定电流以及电源装置10的充电电流，启始电流值较佳地可以设定为0.5安培或I安培(A)，然后依序增加充电电流(如步骤140)。然而启始电流值也可以设定为O安培，直接由零电流开始，然后在步骤140中逐步增加充电电流值。
[0050]在事先由控制单元13或固件决定好启始电流值后，接着当充电器20连接上充电连接端11以对电源装置10充电时，控制单元13会即时检测电源装置10在充电连接端11的一充电电压值以及一充电电流值(步骤120)，而该充电电压值以及该充电电流值反应了充电器20目前输出的充电电压以及充电电流的状态。特别要说明的是，步骤120检测的是电源装置10的充电连接端11的数据，与充电器20的输出端21所输出的充电电压以及充电电流不必然相同，原因是充电器20与电源装置10之间的连接线与充电器本身存在电阻，因此在取得充电器20可用的最大电流时，以电源装置10端的充电电流以及充电电压来判断，可以将连接线以及充电器本身造成的压降一并考虑进来。因此，在步骤120中即判断电源装置10的该充电电压值是否大于一预定电压值(步骤120) ?例如若充电连接端11使用如前所述的USB连接端口，则USB连接端口的充放电电压范围应在4.75伏特?5.25伏特之间，也就是该充电电压值必须控制在4.75伏特以上(电源装置10端)，才能在符合USB规范下进行充电的动作。而此处的该预定电压值即可设为4.75伏特。
[0051]当该充电电压值大于该预定电压值时，即接着判断该充电电流值是否达到电源装置10可接受的最大电流值(步骤130)，即最大充电电流。在初始充电阶段，该充电电流值为步骤110所设的该启始电流值，并未达到该最大电流值，因此执行步骤140以将该充电电流值增加一增加量，也就是说电源装置10以较大的充电电流值自充电器20汲取电流，其中该增加量取决于电源装置10的充电1C、线路的设计而可为20毫安培、50毫安培、100毫安培、200毫安培其中之一或其他数值。
[0052]请一并参考图3，其系为应用本发明的方法的充电电流值与充电电压值随时间的变化图。由于充电器20通常为固定功率充电，充电电流与充电电压的乘积是固定的。因此当步骤140中增加该充电电流值时，同时该充电电压值(相当于充电器20的供电电压)也随之下降。而控制单元13也随时检测该充电电流值以及该充电电压值的变化(步骤120)。实务上，充电回路的电流变化伴随着电压变化，而会有短暂的不稳定状态，因此当增加了充电电流值(步骤140)之后，随着充电电压值短暂地跳动变化时，控制单元13停止检测该充电电流值以及该充电电压值一预定时间(例如数秒钟)(步骤160)，待充电电压值维持稳定后，再取得当下的充电电流值以及充电电压值，并继续步骤120的判断。
[0053]在充电电流值一步步增加(步骤140)，而充电电压值一步步下降的过程中，接着会有两种情况。其一为充电电压值降低到低于该预定电压值。以前述实施例为例，也就是当该充电电压值在步骤140调升该次充电电流值后，下降至低于4.75伏特，已超出USB的规范。此时控制单元13减少该充电电流值至尚未增加最后一个增加量前的充电电流值(步骤150)。由于前次该充电电流值所对应的充电电压值尚未低于该预定电压值，因此该充电电流值即为充电器20可提供的最大充电电流值。接着即以步骤150所更新的最后的充电电流值对电源装置10充电(步骤170)。
[0054]其二是当执行上述方法的过程中，在步骤140持续增加充电电流值的过程中，控制单元13所检测到的充电电压值皆未低于该预定电压值，直到该充电电流值达到该最大电流值(步骤130)。此时即表示充电器20可提供电源装置10所需的最大充电电流，因此控制单元13即以该最大电流值作为该充电电流值由充电器20汲取电流充电(步骤170)。
[0055]由上述的实施例可知，本发明所提供的可自动调变携带式装置的电源装置充电电流的方法由电源装置的控制单元或固件依据随时测得的充电电流值以及充电电压值的变化，以逐步调升充电电流值的方式，使电源装置可以在不过度汲取充电器的电流而造成充电电压过低的安全条件下，正确判断充电器实质所能提供的最大充电电流，进而让不同的充电器皆可对电源装置以充电效能最佳化的方式对电源装置充电。
[0056]此外，如上述实施例，还可以进一步应用于改进电源装置。图4为依本发明一实施例的智能充电分流系统的功能方块图。图5为充放电控制模块的一示例的电路图。图6为依本发明一实施例的智能充电分流的控制流程图。
[0057]请参照本发明的基本方块图如图4，电源装置120包含一充放电控制电路121、一电池组122及一微控制器123。电源装置120可以为一移动电源或一携带式具有电能的装置。于另一实施例中，电源装置120还可以更包含一电流检测单元124。充放电控制电路121包含一充电控制电路212及一放电控制电路211。依据本发明，其主要是让连结于电源装置120的输出端的电子装置140(即移动电源输出端的负载)优先使用充电器110的电流，待电子装置140稳定地被充电之后，微控制器123再检查目前电子装置140使用的电流是否已达充电器上限。判断电子装置140是否稳定充电，在没有电流检测单元124的情况下，可以等待固定时间后，判定为稳定充电；在有电流检测单元124时，电流检测单元124用以检测充电电流，以使充电电压是否稳定或充电电流是否稳定皆可被MCU即时监控。若电子装置140使用的电流已达充电器上限，则表示充电器电流不足装置所需，此时电源装置120启动放电机制，单独或和充电器110提供装置所需的能量(但是，当电 源装置120没电时，则停止此功能使电源装置120不会放电。当然于一实施例中，亦可以不需要此功能或步骤)。若电子装置140使用的电流未达充电器上限，则启动电源装置120的充电控制并递增其充电电流，直到充电器110已达其所能提供的电流量的上限。过程中并不断地监控充电器I1的电压及/或电流变化来调节电源装置120的充电控制，以使整个充电过程均能充分利用到充电器I1的能量。本发明的充放电控制电路121的电路方块图，请参考图5，充放电控制电路121若非专用IC时，可用类似图5中的元件构成，再由微控制器123利用PWM(脉冲宽度调变(Pulse Width Modulat1n，PWM)方式来控制充放电电流，而控制流程部分请参考图6。
[0058]以下，将针对本发明的智能充电分流系统及方法更进一步加以说明。如图4所示，本发明一实施例的智能充电分流系统包含一充电器110、一电源装置120及一电子装置140。
[0059]于一实施例中，电源装置120检测电子装置140及充电器110皆连接于电源装置120时，使电子装置140透过电源装置120中的一电路耦接至充电器110，而利用充电器110对电子装置140充电，此时例如电子装置140对充电器110抽载电流为Ie0
[0060]随后，电源装置120的电池组122以步进方式，每次增加量为电流i，对充电器110抽载电流Ib，藉以对电源装置120的电池组122进行充电，电源装置120的微控制器123同时检测充电器110的充电电压。当检测到充电器110的充电电压值大于一预设电压例如
4.75伏特时，电池组122对充电器110抽载的电流Ib再增加电流i。在步进方式的第N+1次，此时电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iX (N+1)，且检测到充电器110的充电电压值小于或等于一预设电压，例如4.75伏特时，则停止增加对充电器110抽载的电流的量，并使电池组122对充电器110抽载的电流的量回复至步进方式的第N次时的量，亦即电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iXN。
[0061]藉由前述方式可以得知，充电器110的最大供电电流为Icmax = Ie+i*N。依据此方式，能够让充电器110优先提供电子装置140充电电流Ie，并且还能够提供电池组122最大的充电电流Ib = i*N。因此，依据本实施例，能够充分地运用充电器110所能够提供的最大供电电流Icmax，加速对电源装置120充电速度。
[0062]此外，在对电子装置140进行充电的前期，电子装置140对充电器110抽载电流Ie并非稳定值，因此，于一实施例中，电源装置120可以更包含一电流检测单元124。电流检测单元124检测充电器110与电子装置140间的电路的电流或电压，当充电器110与电子装置140间的电路的电流Ie为稳定值时，电流检测单元124可以发出一电流稳定信号Sc,用以通知微控制器123，电子装置140对充电器110抽载电流Ie为稳定值。微控制器130接收到电流稳定信号Sc后，再启动充电控制电路212，而开始进行电池组122对充电器110抽载电流的程序。
[0063]于一实施例中，亦可以不包含电流检测单元124。而是在电子装置140开始对充电器110抽载电流后，微控制器123启动计时功能，当微控制器123测得经过一预定时间Tc后，再启动充电控制电路212，而开始进行电池组122对充电器110抽载电流的步进增加式抽载程序。
[0064]此外，当电子装置140在充电过程中，依据设计规格有时会由定电流模式(Constant Current, CC mode)转向定电压模式(Constant Voltage, CV mode)，电子装置140在CV mode对充电器110抽载电流Ie的值会逐渐变小。由于电源装置120在充电过程中，能够每隔一段间隔时间Ti启动检测充电器110的最大充电电流的程序，而能够持续保持充电器I1提供最大的充电电流。举例而言，当电子装置140对充电器110抽载的电流，从Ie变为Iemin时，此时充电器110所提供的电流为Ic = Iemin+i XNo由于Iemin小于Ie，因而此时的充电电流Ic(Iemin+iXN)并非最大充电电流。此时，电源装置120的电池组122还能够以步进方式，每次增加量为电流i，对充电器110抽载电流。当在步进方式的第M+1次，此时电池组122对充电器110抽载的电流IbSiX (N+M+1)，且检测到充电器110的充电电压值小于或等于一预设电压例如4.75伏特时，则停止增加对充电器110抽载的电流的量，并使电池组122对充电器110抽载的电流的量回复至步进方式的第M次时的量，亦即电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iX (N+M)。而充电器110的最大供电电流为Icmax = Iemin+i X (N+M)。然而本发明并不以Ie = Iemin时以步进方式调整Ib的电流值为限；在具有电流检测单元124的实施例中，微控制器123在整个充电过程中，可以即时的或者经过一预定时间Tc后检测电子装置140的充电电流值Ic是否降低，当Ic在一时间周期持续下降时，即以步进方式调整Ib。
[0065]于一实施例中，当以步进方式找出Icmax后，电源装置120的微控制器123可将Icmax的电流值纪录，并且在整个充电过程中，使得Ie+Ib的值为Icmax，亦即，当电子装置140充电进入CV mode时，Ie将逐渐变小，而Ib将逐渐变大。
[0066]于一实施例中，电源装置120亦可以包含多个放电连接端口，用以连接多个电子装置140，例如第一电子装置140对充电器110抽载电流为Iel，第二电子装置140对充电器110抽载电流为Ie2，则此时电子装置140对充电器110抽载的总电流为Ie = Iel+Ie2。电流Iel及Ie2皆有可能随时间的变化，而慢慢地减少。依据本发明，能够在充电过程中，持续地监控充电器110的充电电压，当检测到充电器110的充电电压值大于一预设电压例如4.75伏特时，再使电池组122对充电器110抽载的电流Ib再增加电流i。当在步进方式的第L+1次，此时电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iX (L+1)，且检测到充电器110的充电电压值小于或等于一预设电压例如4.75伏特时，则停止增加电池组122对充电器I1抽载的电流的量，并使电池组122对充电器110抽载的电流的量回复至步进方式的第L次时的量，亦即电池组122对充电器110抽载的电流Ib为i XL。而充电器110的最大供电电流为 Icmax = Iel+Ie2+i XL0
[0067]于一实施例中，当充电器110透过电源装置120对第一电子装置140充电时，电源装置120又检测到其被连接至第二电子装置140，此时电源装置120可以使电池组122停止对充电器110抽载电流，随后再重新启动充电控制电路212，而开始进行电池组122对充电器110抽载电流的步进增加式抽载程序。于一实施例中，可以在电流检测单元124测得Iel+Ie2为稳定值时，或者经过一预定时间后，再开始进行电池组122对充电器110抽载电流的步进增加式抽载程序。在开始的阶段，充电器110的供电电流，从Icmax = Iel+iXL变成为Ic = Iel+Ie2+1当检测到充电器110的充电电压值大于一预设电压例如4.75伏特时，再使电池组122对充电器110抽载的电流Ib再增加电流i。当在步进方式的第K+1次，此时电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iX (K+1)，且检测到充电器110的充电电压值小于或等于一预设电压例如4.75伏特时，则停止增加电池组122对充电器110抽载的电流的量，并使电池组122对充电器110抽载的电流的量回复至步进方式的第K次时的量，亦即电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iXK。而充电器110的最大供电电流为Icmax = Iel+Ie2+iXK0
[0068]此外，于一实施例中，当充电器110透过电源装置120对第一电子装置140充电时，电源装置 120又检测到其被连接至第二电子装置140时，步进地减少电池组122对充电器110抽载电流，直到检测到充电器110的充电电压大于预设电压，藉以侦得充电器110的最大充电电流。于一实施例中，亦可以将电池组122对充电器110抽载电流减少一半或一较大的固定值，再检测充电器110的充电电压值。当检测到充电器110的充电电压值大于一预设电压例如4.75伏特时，开始进行电池组122对充电器110抽载电流的步进增加式抽载程序。当检测到充电器110的充电电压值小于或等于一预设电压例如4.75伏特时，再持续地将电池组122对充电器110抽载电流减少一半或一较大的固定值，直到检测到充电器110的充电电压值大于一预设电压例如4.75伏特后，再开始进行电池组122对充电器110抽载电流的步进增加式抽载程序。
[0069]依据本发明一实施例，由于持续地监控充电器110的充电电压，能够持续地了解充电器110的供电电流的状态，藉以使充电器110的供电电流持续保持在提供最大充电电流的状态。
[0070]应了解的是，本说明书中所指的“最大充电电流”，可以是产品本身物理上所能提供的最大电流，也可以依产品设计、使用环境、使用者习惯等加以设定。亦即，决定预设电压后即可决定最大充电电流，其不必然是产品本身物理上所能提供的最大电流。举例而言，USB常用的充电电压为5伏特±5%，也就是4.75伏特?5.25伏特之间。因此，例如可以将预设电压设为4.75伏特，得到USB规范中的物理上或理论上的最大充电电流，但有时可能会因制程因素或使用状况等各种因素，而对充电器110抽载过多的电流，使充电器110无法负荷。较保守的情况是，也可以将预设电压设为5.25伏特。
[0071]此外，虽然依据USB规范预设电压设为4.75伏特时，能够得到USB规范中的物理上或理论上的最大充电电流，但若使用者或产品开发设计时，希望让电源装置多一点缓冲空间，还可以将预设电压设为例如4.8伏特或4.9伏特等。此外，于一实施例中，亦可以预先将预设电压设为4.75伏特，但是在步进方式的第N+1次，此时电池组122对充电器110抽载的电流Ib为iX (N+1)，且检测到充电器110的充电电压值小于或等于一预设电压的4.75伏特时，停止增加对充电器110抽载的电流的量，并使电池组122对充电器110抽载的电流的量回复至i XN-1buff，其中电流Ibuff是可以依据产品设计、使用者习惯或使用环境而加以设定。此实施例中，使用者所设定的最大充电电流则为:Icmax = Ie+i XN -1buffo
[0072]此外，于前述实施例中，所提及的步进方式的电流增加量i值皆为固定值。但是，本发明不限定于此，亦可以为非固定值。举例而言，例如在第一阶段增加量i采用第一值I1，在第二阶段增加量i采用第二值i2，其中I1大于i 2。这样的情况，能够在初始阶段加快步进速度，而在第二阶段进行微调阶段，以渐近方式取得最大充电电流。
[0073]图7为利用定电流模式充电时的电流与时间的曲线图。如图7的曲线Curve L所示，对电子装置140充电时，电子装置140所抽载的电流于约98分钟时开始下降，在大约175分钟时抽载电流维持约125mA。从约98分钟至约175分钟的时间，可以视为电子装置140的电池即将充满却尚未充满的阶段。通常，会将抽载电流维持在一充满预设值时，视为电子装置140的电池已充满的状态。此充满预设值可以依产品规格、使用者喜好及使用环境而加以设定。在约98分钟电子装置向充电器抽载的电流下降，亦即Ie下降，因此充电器110还有足够的空间提供给电源装置120电流。
[0074]依据本实施例，能够持续地进行电池组122对充电器110抽载电流的步进增加式抽载程序，藉以在Ie下降时，增加电池组122对充电器110抽载的电流Ib，使充电器110 —直处在产品设计者所设定的最大供电电流Icmax。如此设计，能够在电子装置140充电程序的未端，还能够额外分出更多的电流给电源装置120，而加快对电源装置120的充电速度。
[0075]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种电源装置的智能充电分流方法，所述的方法包含有: 所述的电源装置检测到同时连接一充电器及至少一电子装置； 使所述的充电器经由所述的电源装置的线路对所述的至少一电子装置进行充电； 检测所述的充电器的一充电电压值；及 判断所述的充电电压值是否大于一预定电压值，当所述的充电器的所述的充电电压值大于所述的预定电压值时，使所述的电源装置的所述的电池组对所述的充电器抽载的电流，再增加一增加量i。2.如权利要求1所述的电源装置的智能充电分流方法，更包含:重复所述的判断所述的充电电压值是否大于一预定电压值的步骤，当于第N+1次时检测到所述的充电器的所述的充电电压值小于所述的预定电压值时，使所述的电源装置的所述的电池组对所述的充电器抽载的电流，为第N次时的电流的总增加量i XN。3.如权利要求1所述的电源装置的智能充电分流方法，其中，所述的使所述的充电器对所述的至少一电子装置进行充电的步骤，执行于一预设时间后，再执行所述的使所述的电源装置的所述的电池组对所述的充电器抽载电流的步骤。4.如权利要求1所述的电源装置的智能充电分流方法，更包含:利用一电流检测单元检测所述的充电器对所述的至少一电子装置充电的充电电流，当判断所述的充电器对所述的至少一电子装置充电的充电电流为稳定时，再执行所述的使所述的电源装置的所述的电池组对所述的充电器抽载电流的步骤。5.如权利要求1所述的电源装置的智能充电分流方法，其中所述的至少一电子装置包含一第一电子装置及一第二电子装置，且使所述的充电器分别对所述的第一电子装置及所述的第二电子装置进行充电。6.如权利要求5所述的电源装置的智能充电分流方法，更包含当所述的充电器隔着所述的电源装置对所述的第一电子装置充电的过程中，所述的电源装置检测到其被连接至所述的第二电子装置时，使所述的电池组停止对所述的充电器抽载电流，并使所述的充电器对所述的第二电子装置充电。7.如权利要求6所述的电源装置的智能充电分流方法，更包含当所述的充电器隔着所述的电源装置对所述的第一电子装置充电的过程中，所述的电源装置检测到其被连接至所述的第二电子装置时，使所述的电池组停止对所述的充电器抽载电流，并使所述的充电器对所述的第二电子装置充电。8.如权利要求7所述的电源装置的智能充电分流方法，更包含:利用一电流检测单元，检测所述的充电器对所述的第一电子装置及所述的第二电子装置进行充电的充电电流，当判断所述的充电器对所述的第一电子装置及所述的第二电子装置进行充电的充电电流为稳定时，再执行所述的使所述的电源装置的所述的电池组对所述的充电器抽载电流的步骤。9.如权利要求2所述的电源装置的智能充电分流方法，其中于重复次数小于等于L时所述的增加量i为第一值I1，而于重复次数大于L且小于等于K时所述的增加量i为第二值i2; 所述的第一值I1大于所述的第二值i 2; L与K的总和等于N;以及 所述的电流的总增加量LX U(K-L) X i2。10.如权利要求1所述的电源装置的智能充电分流方法，其中当所述的充电器对所述的至少一电子装置进行充电的充电电流变小时，所述的电源装置的所述的电池组对所述的充电器抽载电流变大。
【专利摘要】本发明公开了一种电源装置的智能充电分流方法包含下列步骤。使充电器经由电源装置的线路对至少一电子装置进行充电。判断充电器的充电电压值是否大于一预定电压值，当充电器的充电电压值大于预定电压值时，使电源装置的电池组对充电器抽载的电流，再增加一增加量i。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN104901353
【申请号】CN201510095354
【发明人】陈世洲, 陈泰宏, 李御民
【申请人】新普科技股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月4日
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