專利名稱：供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于ー種供電系統(tǒng)，且特別是有關(guān)于ー種應(yīng)黃金電容(GoldCapacitor)及增壓儲能元件來進(jìn)行供電操作的供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在科技發(fā)展日新月異的現(xiàn)今時代，手持式電子裝置，例如是筆記本型計算機(jī)、平版計算機(jī)、智能型手機(jī)等，已廣為人們所接受，以便利人們的生活。一般來說，手持式電子裝置多配置有化學(xué)電池，以在無法接收市電供電信號時，針對手持式電子裝置進(jìn)行供電。然而，一般化學(xué)電池的壽命有限，往往僅具有數(shù)百次的充放電壽命；而隨著充電次數(shù)的増加，化學(xué)電池的儲能效率會跟著降低，使得充飽電后的供電時間亦對應(yīng)地減少。此外，化學(xué)電池往往需要較長的充電時間(例如是數(shù)小時)，始能完成其的充電操作。由于現(xiàn)有的化學(xué)電池供電方案具有上述的若干缺點，因此如何針對手持式電子裝置設(shè)計出更理想的供電方案，為業(yè)界不斷致力方向之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)于ー種供電系統(tǒng)，用以針對負(fù)載裝置進(jìn)行供電，其中是配置有:內(nèi)部供電單元，包括黃金電容(Gold Capacitor)單元，以儲存內(nèi)部儲存電壓；充電路徑單元,于充電期間中將內(nèi)部儲存電壓提供至增壓儲能単元，使增壓儲能單元對應(yīng)至增壓供電電壓；及放電路徑単元，于放電期間中將增壓儲能単元及黃金電容單元串聯(lián)連接于輸出節(jié)點及參考電壓之間，以根據(jù)內(nèi)部儲存電壓及增壓供電電壓提供電源信號驅(qū)動負(fù)載裝置。換言之，本發(fā)明相關(guān)的供電系統(tǒng)是應(yīng)用黃金電容及增壓儲能單元來進(jìn)行供電操作。據(jù)此，相較于傳統(tǒng)化學(xué)電池供電方案，本發(fā)明相關(guān)的供電系統(tǒng)具有可有效地避免化學(xué)電池所帯來的種種不便的優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明提出ー種供電系統(tǒng)，用以針對第一負(fù)載裝置提供電源信號。供電系統(tǒng)包括第一輸出節(jié)點、第一內(nèi)部供電單元、第一增壓儲能単元、第一充電路徑単元及第ー放電路徑單元。第一輸出節(jié)點耦接至第一負(fù)載裝置。第一內(nèi)部供電單元包括第一黃金電容(GoldCapacitor)単元，用以儲存第一內(nèi)部儲存電壓內(nèi)部儲存電壓。第一充電路徑單元于第一充電期間中導(dǎo)通，以將第一內(nèi)部儲存電壓提供至第一增壓儲能単元，使第一增壓儲能單元對應(yīng)至第一增壓供電電壓。第一放電路徑單元于第一放電期間中導(dǎo)通，以將第一增壓儲能單元及第一黃金電容單元串聯(lián)連接于第一輸出節(jié)點及參考電壓之間，以根據(jù)第一內(nèi)部儲存電壓及第一增壓供電電壓提供電源信號驅(qū)動第一負(fù)載裝置。第一充電及第一放電期間彼此不相互重迭(Overlapped)。為了對本發(fā)明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1繪示本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)的方塊圖。圖2繪示本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)的另一方塊圖。圖3繪示依照本發(fā)明第二實施例的供電系統(tǒng)的電路圖。圖4繪示本發(fā)明第二實施例的供電系統(tǒng)的另一方塊圖。圖5繪示依照本發(fā)明第三實施例的供電系統(tǒng)的電路圖。圖6繪示依照本發(fā)明第四實施例的供電系統(tǒng)的電路圖。圖7繪示依照本發(fā)明第四實施例的內(nèi)部供電單元70的另ー電路圖。圖8繪示依照本發(fā)明實施例的手持式電子裝置的方塊圖。圖9A-9D繪示乃嵌入式控制器B的操作流程圖。[主要元件標(biāo)號說明]100、200:負(fù)載裝置1000:外部供電電路Ul:充電單元PUl:測量集成電路R1、R2、PR1、PR2、PR3:電阻Cl、C2、PC4、PC7、PC5、PC6:電容Dl及D2:齊納ニ極管1、2、3、4、5、6:供電系統(tǒng)10:內(nèi)部供電單元12:增壓儲能單元14:充電路徑單元16:放電路徑單元Q1-Q20、Q1，_Q9，、Q1" -Q5":晶體管PC1、PC2、PC3、PC4、PC5、PC6、PC7:黃金電容單元Cbl、Cb3、Cb3，、Cb5、Cb6、Cb7:增壓電容Lb2、Lb4、Lb4’:增壓電感PC5’:子黃金電容單元Cb5’:子增壓電容A:手持式電子裝置B:嵌入式控制器PW_l-PW_n供電單元D1、D2、...、Dm:裝置CPU:中央處理器Pl:外部供電路徑P_bus:供電總線C_bus:控制總線
具體實施例方式第一實施例請參照圖1，其繪示本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)的方塊圖。供電系統(tǒng)I包括輸出節(jié)點No、內(nèi)部供電單元10、增壓 儲能單元12、充電路徑單元14及放電路徑單元16，其中供電系統(tǒng)I是經(jīng)由輸出節(jié)點No耦接至負(fù)載裝置100并經(jīng)由其來針對負(fù)載裝置100提供電源信號Vol ;增壓儲能單元12由增壓電容Cbl來實現(xiàn)。內(nèi)部供電單元包括黃金電容(Gold Capacitor)單元PCI,用以儲存內(nèi)部儲存電壓Vgl。進(jìn)ー步地說，黃金電容單元PCl是受控于外部供電電路1000的驅(qū)動，以儲存內(nèi)部儲存電壓Vgl，其中該外部供電電路1000包括充電單元Ul及測量集成電路(Gas Gauge IC)PU1。充電單元Ul提供外部供電電壓BATT ;測量集成電路PUl充電單元Ul及內(nèi)部充電單元10耦接，以針對黃金電容單元PCl進(jìn)行充電，使其以具有內(nèi)部儲存電壓Vgl。舉例來說，測量集成電路PUl還對黃金電容單元PCl進(jìn)行電壓及電流測量操作。舉例來說，外部供電電路1000還包括電阻 Rl、R2、PRl、PR2、PR3、電容 Cl、C2、PC4、PC7、PC5、PC6、齊納ニ極管 DI 及 D2，用
以對充電單元Ul及測量集成電路PUl進(jìn)行偏壓。充電路徑単元14于充電期間中導(dǎo)通，以將內(nèi)部儲存電壓Vgl提供至增壓電容CbI，使對應(yīng)地儲存第一能量，而其兩端對應(yīng)至增壓供電電壓Vbl。進(jìn)ー步的說，充電路徑單元14包括開關(guān)單元Q2及Q5，其耦接至增壓電容Cbl及黃金電容單元PC1，其中開關(guān)單元Q2及Q5可以晶體管來實現(xiàn)。開關(guān)單元Q2及Q5響應(yīng)于時序信號PWM2及PWM5于充電期間中導(dǎo)通，以將黃金電容單元PCl耦接至增壓電容Cbl，以根據(jù)內(nèi)部儲存電壓Vgl來對增壓電容Cbl進(jìn)行充電，使其兩端的增壓供電電壓Vbl與內(nèi)部儲存電壓Vgl對應(yīng)至相近的電壓電平。放電路徑單元16于放電期間中導(dǎo)通，以將增壓電容Cbl及黃金電容單元PCl串聯(lián)連接于輸出節(jié)點No及參考電壓(例如是接地參考電壓)之間，以根據(jù)內(nèi)部儲存電壓Vgl及增壓供電電壓Vbl提供電源信號Vol驅(qū)動負(fù)載裝置2。舉例來說，充電及該放電期間彼此不相互重迭(Overlapped)。進(jìn)ー步的說，放電路徑単元16包括開關(guān)單元Ql、Q3及Q4，其中開關(guān)單元Ql及Q4的一端分別耦接至增壓電容Cbl的正輸入端及負(fù)輸入端，另一端分別耦接至開關(guān)單元Q3的一端及接收接地參考電壓，開關(guān)單元Q3的另一端耦接至輸出節(jié)點No ;開關(guān)單元Q1、Q3及Q4可以晶體管來實現(xiàn)。開關(guān)單元Q1、Q3及Q4分別響應(yīng)于時序信號PWM1、PWM3及PWM4于放電期間中導(dǎo)通，以使黃金電容單元PCl及增壓電容Cbl串聯(lián)連接輸出節(jié)點No及接地參考電壓之間，以根據(jù)內(nèi)部儲存電壓Vgl及增壓供電電壓Vbl提供電源信號Vol驅(qū)動負(fù)載裝置2。在本實施例中，雖僅以增壓儲能単元12以增壓電容Cbl來實現(xiàn)的情形為例做說明，然，本實施例的供電系統(tǒng)I并不局限于此。在另ー個例子中，增壓儲能単元22亦可以增壓電感Lb2來實現(xiàn)，而對應(yīng)的供電系統(tǒng)2亦可對應(yīng)地根據(jù)黃金電容單元PC2兩端的內(nèi)部儲存電壓Vg2及增壓電感22兩端的供電電壓Vb2來提供電源信號Vo2，如圖2所示。第二實施例本實施例的供電系統(tǒng)與第一實施例的供電系統(tǒng)不同之處在于其中還包括多組增壓儲能単元、多個充電路徑單元及放電路徑単元，其分別于多段不同的放電時間中提供電源信號驅(qū)動負(fù)載單元，藉此實現(xiàn)出可提供多相電源信號的供電系統(tǒng)。請參照圖3，其繪示依照本發(fā)明第二實施例的供電系統(tǒng)的電路圖。進(jìn)ー步的說，供電系統(tǒng)3包括充電路徑單元34、35、放電路徑單元36、37、內(nèi)部供電單元(由黃金電容單元PC3實現(xiàn))及分別由增壓電容Cb3及Cb3’實現(xiàn)的兩個增壓儲能単元32及32’。舉例來說，黃金電容單元PC3、增壓電容Cb3、充電路徑單元34及放電路徑單元36系與圖1中對應(yīng)的単元(即是黃金電容單元PC1、增壓電容Cbl、充電路徑單元14及放電路徑単元16)相似的操作，以于第一充電期間對增壓電容Cb3充電，使其兩端對應(yīng)至增壓供電電壓Vb3，并于第一放電期間中根據(jù)內(nèi)部儲存電壓Vg3及增壓供電電壓Vb3提供電源信號Vo3_PHl驅(qū)動負(fù)載裝置(未繪示)。充電路徑單元35于第二充電期間中導(dǎo)通，以將內(nèi)部儲存電壓Vg 3提供至增壓儲能単元32’，使其的兩端對應(yīng)至增壓供電電壓Vb3’。進(jìn)ー步的說，充電路徑單元35包括開關(guān)單元Q2’及Q5’，其耦接至增壓電容Cb3’及黃金電容單元PC3 ;開關(guān)單元Q2’及Q5’可以晶體管來實現(xiàn)。開關(guān)單元Q2’及Q5’響應(yīng)于時序信號PWM2’及PWM5’于充電期間中導(dǎo)通，以將黃金電容單元PC3耦接至增壓電容Cb3 ’，以根據(jù)內(nèi)部儲存電壓Vg3來對增壓電容Cb3 ’進(jìn)行充電，使其兩端的增壓供電電壓Vb3 ’與內(nèi)部儲存電壓Vg3對應(yīng)至相近的電壓電平。放電路徑單元37于放電期間中導(dǎo)通，以將增壓電容Cb3’及黃金電容單元PC3串聯(lián)連接于輸出節(jié)點No及接地參考電壓之間，以根據(jù)內(nèi)部儲存電壓Vg3及增壓供電電壓Vb3 ’提供電源信號Vo3_PH2驅(qū)動負(fù)載裝置；其中，第二充電期間及第ニ放電期間彼此不相互重迭。進(jìn)ー步地說，放電路徑単元37包括開關(guān)單元Ql’、Q3’及Q4’，其中開關(guān)單元Q1’及Q4’的一端分別耦接至增壓電容Cb3’的正輸入端及負(fù)輸入端，另一端分別耦接至開關(guān)單元Q3’的一端及接收接地參考電壓，開關(guān)單元Q3’的另一端耦接至輸出節(jié)點No ;開關(guān)單元Ql’、Q3’及Q4’可以晶體管來實現(xiàn)。開關(guān)單元Q1’、Q3’及Q4’分別響應(yīng)于時序信號PWM1’、PWM3’及PWM4’于第二放電期間中導(dǎo)通，以使黃金電容單元PC3及增壓電容Cb3’串聯(lián)連接輸出節(jié)點No及接地參考電壓之間，以根據(jù)內(nèi)部儲存電壓Vg3及增壓供電電壓Vb3 ’提供電源信號Vo3_PH2驅(qū)動負(fù)載裝置(未繪示)。在一個實施例中，第一放電期間與第二充電期間觸發(fā)于實質(zhì)上相同的時段，而第ニ放電期間與第一充電期間觸發(fā)于實質(zhì)上相同的時段。換言之，在放電路徑単元36根據(jù)內(nèi)部儲存電壓Vg3及增壓供電電壓Vb3提供電源信號Vo3_PHl對負(fù)載裝置執(zhí)行供電操作的同時，充電路徑單元35根據(jù)內(nèi)部儲存電壓Vg3對增壓電容Cb3’進(jìn)行儲能。而在放電路徑單元36根據(jù)內(nèi)部儲存電壓Vg3及增壓供電電壓Vb3’提供電源信號Vo3_PH2對負(fù)載裝置執(zhí)行供電操作的同時，充電路徑單元34根據(jù)內(nèi)部儲存電壓Vg3對增壓電容Cb3進(jìn)行儲能。據(jù)此，經(jīng)由前述兩組充電與放電路徑單元34與36及35與37的分時操作，本實施例的供電系統(tǒng)3可對應(yīng)地提供兩相供電信號Vo3_PHl及Vo3_PH2。在本實施例中，雖僅以增壓儲能單元32及32’分別以增壓電容Cb3及Cb3’來實現(xiàn)的情形為例做說明，然，本實施例的供電系統(tǒng)3并不局限于此。在另ー個例子中，增壓儲能單元42及42’亦可以增壓電感Lb4及Lb4’來實現(xiàn)，而對應(yīng)的供電系統(tǒng)4亦可對應(yīng)地根據(jù)黃金電容單元PC4兩端的內(nèi)部儲存電壓Vg4及增壓電感Lb4兩端的供電電壓Vb4來提供電源信號Vo2_PHl，并根據(jù)黃金電容單元PC4兩端的內(nèi)部儲存電壓Vg4及增壓電感Lb4’兩端的供電電壓Vb4’來提供電源信號Vo2_PH2，如圖4所示。在本實施例中，雖僅以供電系統(tǒng)3及4中包括兩組增壓儲能単元、兩個充電路徑單元及放電路徑単元，而可對應(yīng)地提供兩相電源信號的情形為例做說明，然，本實施例的供電系統(tǒng)并不局限于此。在其它例子中，本實施例的供電系統(tǒng)亦可包括三組或三組以上的增壓儲能單元、充電路徑單元及放電路徑單元；同時，配合相對應(yīng)之的時序控制，以對應(yīng)地提供三相或三相以上的電源信號。第三實施例本實施例的供電系統(tǒng)與第一實施例的供電系統(tǒng)不同之處在于其中的放電路徑單元還包括子內(nèi)部供電單元、子增壓儲能単元、子充電路徑單元及子放電路徑単元，以決定參考電壓的電平。請參照圖5，其繪示依照本發(fā)明第三實施例的供電系統(tǒng)的電路圖。供電系統(tǒng)5包括輸出節(jié)點No、包括黃金電容單元PC5的內(nèi)部供電單元50、由增壓電容Cb5實現(xiàn)的增壓儲能單元52、充電路徑單元54及放電路徑單元56，其中黃金電容單元PC5、增壓電容Cb5及充電路徑單元54是與圖1中對應(yīng)的單元(即是黃金電容單元PC1、增壓電容Cbl及充電路徑單元14)相似的操作，以于充電期間對增壓電容Cb5充電，使其兩端對應(yīng)至增壓供電電壓Vb5。
本實施例的供電系統(tǒng)5與第一實施例的供電系統(tǒng)I不同之處在于其中的放電路徑單元56還包括輸出節(jié)點No2、子內(nèi)部供電單元560、子增壓儲能單元562、子充電路徑單元564及子放電路徑單元566，其中輸出節(jié)點No2上具有參考電壓Vo6 ;子內(nèi)部供電單元560包括子黃金電容單元PC5’，其儲存子內(nèi)部儲存電壓Vg5’ ；子增壓儲能単元是由增壓電容Cb5'來實現(xiàn)。子充電路徑單元564于充電期間中導(dǎo)通，以將子內(nèi)部儲存電壓Vg5’提供至子增壓儲能単元562，使子增壓儲能単元562儲存子能量，而其兩端是對應(yīng)至子增壓供電電壓Vb5’。進(jìn)ー步的說，子充電路徑單元564包括開關(guān)單元Q12及Q15，其耦接至子增壓電容Cb5’及子黃金電容單元PC5’，其中開關(guān)單元Q12及Q15可以晶體管來實現(xiàn)。開關(guān)單元Q12及Q15響應(yīng)于時序信號PWM12及PWM15于充電期間中導(dǎo)通，以將黃金電容單元PC5’耦接至增壓電容Cb5’，來根據(jù)內(nèi)部儲存電壓Vg5’對增壓電容Cb5’進(jìn)行充電，使其兩端的子增壓供電電壓Vb5’與內(nèi)部儲存電壓Vg5’對應(yīng)至相近的電壓電平。子放電路徑単元566于放電期間中導(dǎo)通，以將子增壓電容Cb5’及增壓電容Cb5串聯(lián)連接于輸出節(jié)點No2及接地參考電壓VSS之間，以根據(jù)子增壓供電電壓Vg5’及子增壓供電電壓Vb5’決定參考電壓Vo5’的電平。進(jìn)ー步的說，子放電路徑単元566包括開關(guān)單元Ql"、Q4"、Q11、Q14及Q16、，其中開關(guān)單元Ql”及Q4”的一端分別耦接至增壓電容Cb5的正輸入端及負(fù)輸入端，另一端分別耦接至開關(guān)單元Q16及Qll的一端；開關(guān)QielQll的另一端分別耦接至輸出節(jié)點No2及耦接至子增壓電容Cb5’的正輸入端；開關(guān)Q14的兩端分別接至子增壓電容Cb5’的負(fù)輸入端及接收接地參考電壓。開關(guān)單元Q1”、Q4”、Q11、Q14及Q16可以晶體管來實現(xiàn)。開關(guān)單元Ql”、Q4"、Qll、Q14及Q16分別響應(yīng)于時序信號PWM1”、PWM4”、PWMl1、PWM14及PWM16于放電期間中導(dǎo)通，以使子增壓電容Cb5’及增壓電容Cb5串聯(lián)連接輸出節(jié)點No2及接地參考電壓之間，以根據(jù)子增壓供電Vb5’及增壓供電電壓Vb5提供參考電壓Vo5，。在ー個操作實例中，輸出節(jié)點No2還耦接至第二負(fù)載裝置(未繪示)，井根據(jù)參考電壓Vo6來驅(qū)動此第二負(fù)載裝置。第四實施例本實施例的供電系統(tǒng)與第一實施例的供電系統(tǒng)不同之處在于其中的內(nèi)部供電單元還包括升壓/降壓單元，用以響應(yīng)于黃金電容單元儲存的內(nèi)部儲存電壓來對增壓儲能單元進(jìn)行充電。請參照圖6，其繪示依照本發(fā)明第四實施例的供電系統(tǒng)的電路圖。本實施例的供電系統(tǒng)6與第一實施例的供電系統(tǒng)I不同之處在于其中的內(nèi)部供電單兀60還包括升壓/降壓單元60a，用以接收黃金電容單元PC6所儲存的內(nèi)部儲存電壓Vg6，并據(jù)以對增壓儲能單元62 (由增壓電容Cb6來實現(xiàn))進(jìn)行充電，使增壓電容Cb6儲存對應(yīng)的能量，并使其的兩端對應(yīng)至增壓供電電壓Vb6。舉例來說,升壓/降壓單元60可以線性穩(wěn)壓器(Linear Regulator,LD0)或降壓轉(zhuǎn)換器(Buck Converter)來實現(xiàn)。對于本實施例的供電系統(tǒng)6來說，其可通過在內(nèi)部供電單元60中配置升壓/降壓單元60a，來對增壓電容Cb6的增壓供電電壓Vb6做出較為精準(zhǔn)的電壓控制。請參照圖7，其繪示依照本發(fā)明第四實施例的內(nèi)部供電單元70的電路圖。在另ー個例子中，內(nèi)部供電單元70中的升壓/降壓單元70a可以晶體管Q17、Q18、Q19、Q20及電感L來實現(xiàn)，其中經(jīng)由晶體管Q17-Q20的切換操作，使得升壓/降壓單元70a可對應(yīng)地實現(xiàn)出升壓(Boost Converter)及降壓(Buck Convert)操作。進(jìn)ー步地說，當(dāng)黃金電容單元PC7兩端的內(nèi)部儲存電壓Vg7高于增壓電容Cb7兩端所需的增壓供電電壓Vb7吋，晶體管Q19為關(guān)閉，同時間晶體管Q17、Q18及Q20和L進(jìn)入Switch mode, Switch mode分為ニ段時間操作，第一段時間，Q17和Q18為導(dǎo)通,此時電流流入L，轉(zhuǎn)成電磁能儲存至し第二段時間，Q17和Q20為導(dǎo)通，此時儲存至L的電磁能轉(zhuǎn)換成電流流出。如此反復(fù)交替供電；據(jù)此，升壓/降壓單元70a是實現(xiàn)出降壓轉(zhuǎn)換器(BuckConverter)，以針對內(nèi)部儲存電壓Vg7進(jìn)行降壓操作，藉此根據(jù)降壓后的增壓供電電壓Vb7來決定增壓電容Cb7的電平。當(dāng)黃金電容單元PC7兩端的內(nèi)部儲存電壓Vg7低于增壓電容Cb7兩端所需的增壓供電電壓Vb7時，晶體管Q20為關(guān)閉，同時間晶體管Q17、Q18及Q19和L進(jìn)入Switch mode,Switch mode分為ニ段時間操作,第一段時間,Q18和Q19為導(dǎo)通,此時電流流入L,轉(zhuǎn)成電磁能儲存至し第二段時間，Q17和Q18為導(dǎo)通，此時儲存至L的電磁能轉(zhuǎn)換成電流流出。如此反復(fù)交替供電；據(jù)此，升壓/降壓單元70a是實現(xiàn)出升壓轉(zhuǎn)換器(Boost Converter),以針對內(nèi)部儲存電壓Vg7進(jìn)行升壓操作，藉此根據(jù)升壓后的增壓供電電壓Vb7來決定增壓電容Cb7的電平。當(dāng)黃金電容單元PC7兩端的內(nèi)部儲存電壓Vg7等于增壓電容Cb7兩端所需的增壓供電電壓Vb7吋，晶體管Q19及Q20為關(guān)閉，同時間晶體管Q17及Q18為導(dǎo)通；據(jù)此，升壓/降壓單元70a不具有任何升壓及降壓功能，而可直接將內(nèi)部儲存電壓Vg7提供至增壓電容Cb7。在ー個應(yīng)用實例中，本發(fā)明上述各實施例中的供電系統(tǒng)1-6可應(yīng)用于手持式電子裝置(例如是筆記本型計算機(jī))中，以對其進(jìn)行供電。舉例來說，筆記本型計算機(jī)中的嵌入式控制器(Embedded Controller)是作為供電系統(tǒng)1_6的控制裝置，以對應(yīng)地提供時序信號 pwml-pwm20、pmwl' -pwm91、pwml " -pwm5 "來對其進(jìn)行時序控制。在ー個應(yīng)用實例中，手持式電子裝置中可同時配置多個供電系統(tǒng)，以針對其中所使用的各個處理核心電路(例如是中央處理器、主機(jī)板上的南北橋集成電路、隨取存儲器等)及外圍電路進(jìn)行供電，如圖8所示。在圖8繪示的應(yīng)用實例中，手持式電子裝置A是配置有多個供電單元PW_1、PW_2、...、Pff_n,以經(jīng)由供電總線P_bus對應(yīng)地提供n組供電電壓V_l、V_2、...、V_n,以分
別針對手持式電子裝置A中對應(yīng)需要各種供電電平的裝置D1、D2.....Dm及中央處理器
CPU進(jìn)行供電，其中n及m為大于I的自然數(shù)。舉例來說，各供電單元PW_l-PW_n可以第一至四實施例所述的供電系統(tǒng)來實現(xiàn)。進(jìn)ー步的說，各供電單元PW_l-PWM_n包括測量集成電路PUl_l-PUl_n及開關(guān)單元GS_l-GS_n，其中測量集成電路PUl_l_PUl_n例如具有如圖1中的測量集成電路PUl所示的電路圖，其用以經(jīng)由外部供電路徑Pl接收外部供電電壓BATT。開關(guān)單元GS_l-GS_n例如由對應(yīng)的充電路徑單元及放電路徑單元來實現(xiàn)。測量集成電路PUl_l-PUl_n及開關(guān)單元65_1-65_11還經(jīng)由控制總線C_bus耦接至嵌入式控制器B，以受控于嵌入式控制器B執(zhí)行對應(yīng)的操作。在ー個操作實例中，手持式電子裝置A中的嵌入式控制器B用以經(jīng)由控制總線(:_bus來與各個供電單元PW_l-PW_n相連接，并對應(yīng)地控制其的供電操作。請參照圖9A-9D，其繪示乃嵌入式控制器B針對本實施例的供電系統(tǒng)所執(zhí)行的操作流程圖。進(jìn)ー步的說，嵌入式控制器B包括下列步驟:外部供電電壓BATT檢測(a)、內(nèi)部儲存電壓Vgl檢測(b)、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換(C)、查表(d)、溫度/電流檢測(e)、數(shù)據(jù)傳輸(f)、綜合判斷操作(g)及錯誤指示(h)等操作步驟。在步驟(a)中，嵌入式控制器B系檢測是否接收到外部供電電壓BATT，若是則跳至步驟(b)。在步驟(b)-(d)中，嵌入式控制器B分別針對內(nèi)部儲存電壓Vgl進(jìn)行取樣、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換及查表操作，以找出內(nèi)部儲存電壓Vgl的原始數(shù)值；在步驟(e)中，嵌入式控制器B驅(qū)動測量集成電路PUl找出黃金電容單元PCl的溫度及電流參數(shù)。在步驟(f)及(g)中，嵌入式控制器B分別接收前述內(nèi)部儲存電壓Vgl、溫度及電流參數(shù)，并據(jù)以進(jìn)行綜合的電壓、電流及溫度參數(shù)考慮，以判斷是否可針對黃金電容單元PCl進(jìn)行充電操作。在前述步驟(a)-(g)中，一旦發(fā)生操作失敗的情形，則自對應(yīng)的步驟跳至步驟(h)，以發(fā)出錯誤消息。請參照圖9B。在判斷可針對黃金電容單元PCl進(jìn)行充電后，是執(zhí)行步驟⑴，嵌入式控制器B經(jīng)由外部供電電路1000來對黃金電容單元PCl進(jìn)行充電。然后如步驟(j)，嵌入式控制器B所執(zhí)行的程序是進(jìn)入自我更新模式(self-refresh Mode)，并判斷外部供電電壓BATT是否異常；若是則執(zhí)行步驟(h);若否則執(zhí)行步驟(j)持續(xù)對黃金電容單元PCl進(jìn)行充電，直至其充電完成。接著執(zhí)行步驟(k)，嵌入式控制器B判斷外部供電電壓BATT是否移除；若否，則重復(fù)執(zhí)行步驟(k)。若是，則執(zhí)行步驟(I)，嵌入式控制器B進(jìn)入節(jié)能模式(ECO Mode)，并判斷黃金電容單元PCl的操作是否異常；若是則執(zhí)行步驟(h);若否則執(zhí)行步驟(m)，針對黃金電容單元PCl進(jìn)行放電操作，直至其放電完畢。請參照圖9C。在前述第一至第三實施例的情況中，嵌入式控制器B例如執(zhí)行下列的流程步驟(n)、(O)及(p)。如步驟(n)，嵌入式控制器B經(jīng)由測量集成電路PUl來判斷可否應(yīng)用黃金電容單元PCl來進(jìn)行供電；若否則重復(fù)執(zhí)行步驟(n)。若是，則執(zhí)行步驟(O)，于其中嵌入式控制器B驅(qū)動充電路徑單元14，以應(yīng)用黃金電容單元PCl對增壓電容Cbl進(jìn)行充電。之后如步驟(P)，嵌入式控制器B經(jīng)由放電路徑単元16將增壓電容Cbl及黃金電容單元PCl串聯(lián)連接于輸出節(jié)點No及參考電壓之間，藉此對對應(yīng)的裝置進(jìn)行供電。 請參照圖9D。在前述第四實施例的情況中，嵌入式控制器B例如執(zhí)行下列的流程步驟(q)、(r)、(s)、(t)及(U)。如步驟(q)，嵌入式控制器B經(jīng)由測量集成電路PUl來判斷可否應(yīng)用黃金電容單元PCl來進(jìn)行供電；若否則重復(fù)執(zhí)行步驟(q)。若是，則執(zhí)行步驟(r)，嵌入式控制器B比較內(nèi)部儲存電壓Vg6及增壓供電電壓Vb6。當(dāng)黃金電容單元PC6兩端的內(nèi)部儲存電壓Vg6高于增壓電容Cb6兩端所需的增壓供電電壓Vb6時執(zhí)行步驟(S)，嵌入式控制器B控制升壓/降壓單元60a執(zhí)行降壓轉(zhuǎn)換操作，以根據(jù)降壓后的內(nèi)部儲存電壓Vg6來對增壓電容Cb6進(jìn)行供電。當(dāng)黃金電容單元PC6兩端的內(nèi)部儲存電壓Vg6低于增壓電容Cb6兩端所需的增壓供電電壓Vb6時執(zhí)行步驟(t)，嵌入式控制器B控制升壓/降壓單元60a執(zhí)行升壓轉(zhuǎn)換操作，以根據(jù)升壓后的內(nèi)部儲存電壓Vg6來對增壓電容Cb6進(jìn)行供電。當(dāng)黃金電容單元PC6兩端的內(nèi)部儲存電壓Vg6等于增壓電容Cb6兩端所需的增壓供電電壓Vb6時執(zhí)行步驟(U)，嵌入式控制器B非致能升壓/降壓單元60a的升壓及降壓轉(zhuǎn)換操作，以直接將內(nèi)部儲存電壓Vg6提供至增壓電容Cb6。
本發(fā)明上述實施例的供電系統(tǒng)用以針對負(fù)載裝置進(jìn)行供電，其中配置有:內(nèi)部供電單元，其中包括黃金電容單元，以儲存內(nèi)部儲存電壓；充電路徑單元，于充電期間中將內(nèi)部儲存電壓提供至增壓儲能単元，使增壓儲能單元對應(yīng)至增壓供電電壓；及放電路徑単元，于放電期間中將增壓儲能単元及黃金電容單元串聯(lián)連接于輸出節(jié)點及參考電壓之間，以根據(jù)內(nèi)部儲存電壓及增壓供電電壓提供電源信號驅(qū)動負(fù)載裝置。換言之，本發(fā)明上述實施例的供電系統(tǒng)可應(yīng)用黃金電容及增壓儲能單元來進(jìn)行供電操作。據(jù)此，相較于傳統(tǒng)化學(xué)電池供電方案，本發(fā)明上述實施例的供電系統(tǒng)具有可有效地避免化學(xué)電池所帯來的種種不便的優(yōu)點。綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種供電系統(tǒng)，用以針對一第一負(fù)載裝置提供ー電源信號，該供電系統(tǒng)包括: 一第一輸出節(jié)點，耦接至該第一負(fù)載裝置； 一第一內(nèi)部供電單兀，包括: 一第一黃金電容單兀，用以儲存一第一內(nèi)部儲存電壓內(nèi)部儲存電壓； 一第一增壓儲能單元； 一第一充電路徑單兀，于ー第一充電期間中導(dǎo)通，以將該第一內(nèi)部儲存電壓提供至該第一增壓儲能単元，使該第一增壓儲能單元對應(yīng)儲存一第一增壓供電電壓；以及 一第一放電路徑単元，于ー第一放電期間中導(dǎo)通，以將該第一增壓儲能単元及該第一黃金電容單兀串聯(lián)連接于該第一輸出節(jié)點及ー參考電壓之間，以根據(jù)該第一內(nèi)部儲存電壓及該第一增壓供電電壓提供該電源信號驅(qū)動該第一負(fù)載裝置； 其中，該第一充電及該第一放電期間彼此不相互重迭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其中該第一充電路徑単元包括: 一第一組開關(guān)単元，耦接至該第一增壓儲能単元及該第一黃金電容單元，并響應(yīng)于ー第一組時序信號于該第一充電期間中導(dǎo)通，以將該第一黃金電容單元耦接至該第一增壓儲能単元，井根據(jù)該第一內(nèi)部儲存電壓來對該第一增壓儲能単元進(jìn)行充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其中該第一放電路徑単元包括: 一第二組開關(guān)単元，耦接至該第一黃金電容單元、該第一增壓儲存單元、該參考電壓及該第一輸出節(jié)點，并響應(yīng)于ー第二組時序信號于該第一放電期間中導(dǎo)通，以串聯(lián)連接該第一黃金電容單兀及該第一增壓 儲能單兀于該第一輸出節(jié)點及該參考電壓之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，還包括: 一第二增壓儲能単元； 一第二充電路徑單元，于ー第二充電期間中導(dǎo)通，以將該第一內(nèi)部儲存電壓提供至該第二增壓儲能単元，使該第二增壓儲能單元對應(yīng)儲存一第二增壓供電電壓；及 一第二放電路徑単元，于ー第二放電期間中導(dǎo)通，以將該第二增壓儲能単元及該第一黃金電容單元串聯(lián)連接于該第一輸出節(jié)點及該參考電壓之間，以根據(jù)該第一內(nèi)部儲存電壓及該第二增壓供電電壓提供該電源信號驅(qū)動該第一負(fù)載裝置； 其中，該第二充電及該第二放電期間彼此不相互重迭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的供電系統(tǒng)，其中該第二充電路徑單元包括: 一第三組開關(guān)単元，耦接至該第二增壓儲能単元及該第一黃金電容單元，并響應(yīng)于ー第二組時序信號于該第二充電期間中導(dǎo)通，以將該第一黃金電容單元耦接至該第二增壓儲能単元，井根據(jù)該第一內(nèi)部儲存電壓來對該第二增壓儲能単元進(jìn)行充電。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的供電系統(tǒng)，其中該第二放電路徑単元包括: 一第四組開關(guān)単元，耦接至該第一黃金電容單元、該第二增壓儲存單元、該參考電壓及該第一輸出節(jié)點，并響應(yīng)于ー第一組時序信號于該第二放電期間中導(dǎo)通，以串聯(lián)連接該第一黃金電容單元及該第二增壓儲能単元于該第一輸出節(jié)點及該參考電壓之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的供電系統(tǒng)，還包括: 一第三增壓儲能単元； 一第三充電路徑單元，于ー第三充電期間中導(dǎo)通，以將該第一內(nèi)部儲存電壓提供至該第三增壓儲能単元，使該第三增壓儲能單元對應(yīng)儲存一第三增壓供電電壓；及一第三放電路徑単元，于ー第三放電期間中導(dǎo)通，以將該第三增壓儲能単元及該第一黃金電容單元串聯(lián)連接于該第一輸出節(jié)點及該參考電壓之間，以根據(jù)該第一內(nèi)部儲存電壓及該第三增壓供電電壓提供該電源信號驅(qū)動該第一負(fù)載裝置； 其中，該第三充電及該第三放電期間彼此不相互重迭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其中該第一放電路徑單元還包括: 一第二輸出節(jié)點，具有該參考電壓； 一子內(nèi)部供電單元，包括: 一子黃金電容單兀，用以儲存一子內(nèi)部儲存電壓； 一子增壓儲能単元； 一子充電路徑單元，于該第一充電期間中導(dǎo)通，以將該子內(nèi)部儲存電壓提供至該子增壓儲能単元，使該子增壓儲能單元對應(yīng)儲存一子增壓供電電壓；及 一子放電路徑単元，于該第一放電期間中導(dǎo)通，以將該子增壓儲能単元及該第一增壓儲能單元串聯(lián)連接于該第二輸出節(jié)點及一接地參考電壓之間，以根據(jù)該子內(nèi)部儲存電壓及該第一增壓供電電壓決定該參考電壓的電平。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的供電系 統(tǒng)，其中該第二輸出節(jié)點還耦接至一第二負(fù)載裝置，井根據(jù)該參考電壓驅(qū)動該第二負(fù)載裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其中該第一內(nèi)部供電單元還包括: 一升壓/降壓單元，用以接收該第一內(nèi)部儲存電壓，并據(jù)以對該第一增壓儲能單元進(jìn)行充電，使該第一增壓儲能単元對應(yīng)儲存該第一增壓供電電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其中該第一增壓儲能単元選擇性地包括ー電容電路及一電感電路其中的一者。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，其中該第一黃金電容單元是以受控于一外部供電電路的驅(qū)動，以儲存該第一內(nèi)部儲存電壓，該外部供電電路包括: 一充電單元，用以提供一外部供電電壓 '及 一測量集成電路，與該充電単元及該第一內(nèi)部供電單元耦接，以針對該第一黃金電容單元進(jìn)行充電，以具有該內(nèi)部儲存電壓； 其中，該測量集成電路還用以對該第一黃金電容單元進(jìn)行電壓及電流測量操作。
全文摘要
一種供電系統(tǒng)，包括輸出節(jié)點、內(nèi)部供電單元、增壓儲能單元、充電路徑單元及放電路徑單元。輸出節(jié)點耦接至負(fù)載裝置。內(nèi)部供電單元包括黃金電容(Gold Capacitor)單元，儲存內(nèi)部儲存電壓。充電路徑單元于充電期間中導(dǎo)通，使增壓儲能單元對應(yīng)儲存增壓供電電壓。放電路徑單元于放電期間中導(dǎo)通，以根據(jù)內(nèi)部儲存電壓及增壓供電電壓提供電源信號驅(qū)動負(fù)載裝置。充電及放電期間彼此不相互重迭(Overlapped)。
文檔編號H02M3/07GK103095126SQ20111035520
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者劉建宏 申請人:廣達(dá)電腦股份有限公司