電子裝置以及電量檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一種電子裝置，且特別是有關(guān)于一種電子裝置以及電量檢測方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于智能手機以及平板電腦等手持電子裝置而言，由于電力來源通常為手持電子 裝置中的電池，因此電源管理一直是手持電子裝置的設(shè)計者所重視的課題。手持電子裝置 的使用者介面上對于目前電池電量的顯示也為使用者在操作時所關(guān)心的項目之一。
[0003] 目前手持電子裝置顯示百分比或是電量的比例圖示的方式來表示目前手持電子 裝置內(nèi)的電池電量，而上述的電量百分比或是比例圖式主要是以測量電池開路電壓（Open Circuit Voltage，簡稱：0CV)來作為顯示電池電量的百分比。所謂的電池開路電壓為，手 持電子裝置處于極度輕負載的狀態(tài)下（例如手持電子裝置啟動作業(yè)系統(tǒng)前，或是作業(yè)系統(tǒng) 進入休眠模式時），對電池的輸出電壓進行測量所得到。在測量得到電池開路電壓之后，通 過電源管理單元（例如電源晶片（POWER 1C)等）中的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再 接著利用電池開路電壓與電池電量的關(guān)系表，通過查表等方式得到目前電子裝置中電池的 殘余電量。
[0004] 圖1所示為鋰電池的電池開路電壓以及電池容量的示意圖。請參照圖1，就鋰電池 而言，電池開路電壓以及電池容量呈線性關(guān)系。當測量到電池開路電壓介于3. 8~4. 2伏 特（Volt)時，電子裝置即可判斷目前的電池電量介于75%到100%，而當測量到電池開路 電壓介于3. 4~3. 8伏特時，電子裝置即可藉此判斷目前的電池電量介于50%到75%，以 此類推。但由于電池在輸出有負載的情況時，輸出電壓將因負載而下降，即時的輸出電壓并 無法反應(yīng)出電池目前應(yīng)有的殘余電量。因此，電子裝置在具有負載時，電子裝置則會根據(jù)前 一次所測量到的電池開路電壓以及負載和目前供電電流等信息來推算得到目前電池的剩 余電量。
[0005] 然而，電池的放電特性則可能造成在輕負載時運用電池開路電壓所推算的電池電 量有所誤差。例如，當手持電子裝置的作業(yè)系統(tǒng)運作中，突然發(fā)生電池脫落或是電池拔除的 情況發(fā)生時，電池從有負載的情況下回到無負載的狀況下，需要一段恢復(fù)時間（例如，鋰電 池為30分鐘），才可以使得電池電壓恢復(fù)到平穩(wěn)的電池開路電壓。若是電子裝置在恢復(fù)時 間之中讀取了電池的輸出電壓作為電池開路電壓來判斷目前的電池電量，則將造成嚴重的 誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種電子裝置以及電量檢測方法，可正確的判斷目前的電池電量。
[0007] 本發(fā)明的電子裝置，包括電池以及耦接電池的電源管理單元。電源管理單元讀取 電池的輸出電壓，判斷在時間區(qū)間內(nèi)，電池的輸出電壓的變化量是否大于第一閥值。當電源 管理單元判斷時間區(qū)間內(nèi)電池的輸出電壓的變化值大于第一閥值時，電源管理單元根據(jù)輸 出電壓以及輸出電壓在時間區(qū)間內(nèi)的變化量計算電池的剩余電量。
[0008] 本發(fā)明的電量檢測方法，適用于具有電池的電子裝置，包括以下步驟。首先，讀取 電池的輸出電壓，判斷在時間區(qū)間內(nèi)，電池的輸出電壓的變化量是否大于第一閥值。然后， 當判斷時間區(qū)間內(nèi)電池的輸出電壓的變化值大于第一閥值時，根據(jù)輸出電壓以及輸出電壓 在時間區(qū)間內(nèi)的變化量計算電池的剩余電量。
[0009] 基于上述，本發(fā)明提供的電子裝置以及電量檢測方法，可根據(jù)電子裝置中電池的 輸出電壓的變化量來精確地推估電池目前的剩余電量。
[0010] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳 細說明如下。
【附圖說明】
[0011] 圖1為鋰電池的電池開路電壓以及電池容量的示意圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明一實施例所示出電子裝置的裝置方塊圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明一實施例所示出電量檢測方法的方法流程圖；
[0014] 圖4為本發(fā)明一實例所7K出輸出電壓與時間的關(guān)系圖；
[0015] 圖5為本發(fā)明一實施例所示出電子裝置的裝置方塊圖；
[0016] 圖6為本發(fā)明一實施例所示出電量檢測方法的步驟流程圖。
[0017] 附圖標記說明：
[0018] 10:電子裝置；
[0019] 110:電池；
[0020] 120:電源管理單元；
[0021] 130:處理單元；
[0022] 140 :顯示單元；
[0023] 0V:輸出電壓；
[0024] RC:剩余電量；
[0025] IV1:第一瞬間電壓；
[0026] IV2:第二瞬間電壓；
[0027] EV:預(yù)測電壓；
[0028] C1 ~C4 :線段；
[0029] T0~T4:時間點；
[0030] RT :恢復(fù)時間；
[0031] S201 ~S202、S601 ~S606 :步驟。
【具體實施方式】
[0032] 圖2為本發(fā)明一實施例所示出電子裝置的裝置方塊圖。請參照圖2,電子裝置10， 包括電池110以及耦接電池110的電源管理單元120。電源管理單元120讀取電池110的 輸出電壓0V，判斷在時間區(qū)間內(nèi)，電池110的輸出電壓0V的變化量是否大于第一閥值。當 電源管理單元120判斷時間區(qū)間內(nèi)電池110的輸出電壓0V的變化值大于第一閥值時，電源 管理單元120根據(jù)輸出電壓0V以及輸出電壓0V在時間區(qū)間內(nèi)的變化量計算電池110的剩 余電量。
[0033] 圖3為本發(fā)明一實施例所示出電量檢測方法的方法流程圖，其中所述的電量檢測 方法適用于具有電池的電子裝置，例如圖1所示電子裝置10。請參照圖3,首先在步驟S201 時，讀取電池的輸出電壓，判斷在時間區(qū)間內(nèi)，電池的輸出電壓的變化量是否大于第一閥 值。然后在步驟S202時，當判斷時間區(qū)間內(nèi)電池的輸出電壓的變化值大于第一閥值時，根 據(jù)輸出電壓以及輸出電壓在時間區(qū)間內(nèi)的變化量計算電池的剩余電量。
[0034] 簡單來說，電子裝置10中的電源管理單元120可利用在時間區(qū)間內(nèi)（例如，1秒 內(nèi)）電池110的輸出電壓0V的變化量來判斷目前電池110的輸出電壓0V是處于恢復(fù)期間 的輸出電壓0V，或是已為穩(wěn)定狀態(tài)的電池開路電壓。若輸出電壓0V的變化量大于上述的第 一閥值，則電源管理單元120可以判斷電池110處于恢復(fù)期間，電源管理單元120便可以進 一步的利用目前的已讀取得到的輸出電壓0V以及上述的變化量來計算目前電池110的殘 余電量。
[0035] 圖4為本發(fā)明一實例所示出輸出電壓與時間的關(guān)系圖。其中，在圖4所示實例中， 電子裝置10的電池110在時間點T0前處于有負載的放電狀態(tài)（對應(yīng)于線段C1)，而在時間 點T0時發(fā)生了電池脫落、電池拔除或不明原因斷電等情況，使得在時間點T0后電池110處 于無負載的開路狀態(tài)。假設(shè)使用者將電池110裝回電子裝置10后，試圖啟動作業(yè)系統(tǒng)（在 此忽略將電池110裝回電子裝置10所可能耗費的時間），此時電源管理單元120將在作業(yè) 系統(tǒng)啟動前（即，電池110的輸出有負載前）在時間區(qū)間內(nèi)（例如，1秒內(nèi)），分別在時間點 T1讀取得到第一瞬間電壓IV1以及時間點T2讀取第二瞬間電壓IV2。電源管理單元120 便可根據(jù)第一瞬間電壓IV1以及第二瞬間電壓IV2計算得到變化量Λ V。而變化量Λ V則 可被表示為如下式（1):
[0036]
⑴.
[0037] 其中，時間點Τ1以及時間點Τ2則分別代表了讀取第一瞬間電壓IV1以及讀取第 二瞬間電壓IV2的時間點，也就是所述時間區(qū)間的起始時間點以及結(jié)束時間點。
[0038] 這么一來，電源管理單元120便可進一步的利用第一瞬間電壓IV1以及讀取第二 瞬間電壓IV2以及上述輸出電壓0V的變化量Λ V來推算出在恢復(fù)時間結(jié)束時的預(yù)測電壓 EV( 即，時間點Τ3時所可以檢測得到的輸出電壓0V)，而預(yù)測電壓EV應(yīng)與對應(yīng)于目前電池 的殘余電量的電池開路電壓近似或是相等。預(yù)測電壓EV可被表示為下式（2):
[0039]
(2)
[0040] 其中，RT即為恢復(fù)時間。
[0041] 式⑵有多種較為簡化的計算方式。其中最簡單的方式即為，假設(shè)從時間點T2至 時間點T3之間為直線（即，線段C4)，直接將變化量Λ V乘以恢復(fù)時間RT即可計算得到預(yù) 測電壓EV。
[0042] 在本實施例中，恢復(fù)時間RT設(shè)定為30分鐘（例如，對應(yīng)于鋰電池），第一閥值被設(shè) 定等于4微伏特（μν)/秒。其中，第一閥值這樣的數(shù)值設(shè)置近似對應(yīng)于電池電量的百分之 一，亦可對應(yīng)于其他比例的電池電量或鋰電池以外的電池的電池特性而進行設(shè)定。
[0043] 在此實例中，電源管理單元120在時間區(qū)間內(nèi)測量得到第二瞬間電壓IV2為3. 76 伏特，并且計算得到變化量Λ V為33微伏特/秒。電源管理單元120即可判斷輸出電壓0V 的變化量Λ V大于第一閥值，而需計算得到預(yù)測電壓EV。而預(yù)測電壓EV即等于：
[0044]
[0045] 電源管理單元120即可進一步的根據(jù)預(yù)測電壓EV的數(shù)值轉(zhuǎn)換得到目前電池110 的剩余電量。（例如，參考圖1則可知，3. 819V對應(yīng)于接近電池110的電量的75%)。
[0046] 另一方面，由線段C2可以看出，恢復(fù)時間RT中輸出電壓PV的變化并非等比例的 變化，所以式（2)另外一種簡化計算方法則是將恢復(fù)時間RT分為三個階段，低速上升、中速 上升以及高速上升的三個階段。當電源管理單元120判斷輸出電壓0V的變化量Λ V大于 第一閥值時，電源管理單元120則更進一步的判斷輸出電壓0V的變化量Λ V是否亦大于第 二閥值或第三閥值。當輸出電壓0V的變化量Λ V介于第一閥值與第二閥值之間時，電源管 理單元120則判斷目前輸出電壓0V的變化量Λ V處于低速上升的階段。同理，當輸出電壓 0V的變化量Λ V