行動電源裝置及其電流輸出方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明提供一種行動電源裝置，特別指行動電源裝置及其電流輸出方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著科技進(jìn)步及行動電子產(chǎn)品的多樣化，人手一臺或多臺行動電子產(chǎn)品已屬常見。目前行動電子產(chǎn)品，例如:移動電話、筆記本電腦、數(shù)字相機(jī)、音效播放器等等，皆是利用充放電電池作為使用時的電力來源。傳統(tǒng)上，使用者需通過所配備的充電器(變壓器)將室內(nèi)交流電源轉(zhuǎn)換成一定的電壓準(zhǔn)位來對行動電子產(chǎn)品進(jìn)行充電。然而，在無法取得室內(nèi)交流電源的環(huán)境中，將造成充電上的困難或使行動電子產(chǎn)品產(chǎn)生中斷使用的窘狀。因此，發(fā)展出內(nèi)部具有充電電池的行動電源裝置(Power Bank)，借以給行動電子產(chǎn)品的行動電源裝置補(bǔ)充電力。
[0003]行動電子產(chǎn)品的規(guī)格不一，而所需充電電流也有所不同。舉例來說，智能型手機(jī)所需的充電電流為1安培，而平板電腦所需的充電電流的需求達(dá)到2安培。雖然行動電源裝置可依容量及輸出功率進(jìn)行設(shè)定，也即依照輸出電流為1安培或2安培進(jìn)行設(shè)定。然而，行動電源的輸出功率愈高，其所需要的整體體積亦相對的愈大，反而造成民眾攜帶不便。對于上述問題，有必要提出解決方案以改善現(xiàn)存問題。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種行動電源裝置及其電流輸出方法，能同時支持小輸出電流及大輸出電流，并且不增加行動電源裝置的體積，以致能夠便于攜帶。
[0005]在一實施例中，一種行動電源裝置包含負(fù)載接點、電源供應(yīng)電路、輸出電路、偵測單元及控制電路。電源供應(yīng)電路經(jīng)由負(fù)載接點提供輸出電流。輸出電路根據(jù)輸出電流在負(fù)載接點上產(chǎn)生輸出電壓。偵測單元根據(jù)輸出電流產(chǎn)生偵測信號。其中，輸出電路包含阻抗電路?？刂齐娐犯鶕?jù)偵測信號控制輸出電路切換阻抗電路的電阻值以調(diào)降輸出電壓，并達(dá)到調(diào)降輸出電流。在一實施例中，一種行動電源裝置的電流輸出方法包含利用一電源供應(yīng)電路經(jīng)由一負(fù)載接點提供一輸出電流、根據(jù)輸出電流產(chǎn)生一輸出電壓在負(fù)載接點上、偵測輸出電流、以及當(dāng)偵測到輸出電流大于一預(yù)設(shè)電流值時，調(diào)降輸出電壓，并達(dá)到調(diào)降輸出電流。
[0006]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的行動電源裝置及其電流輸出方法，根據(jù)瞬間的輸出電流的變化切換阻抗電路的電阻值，借以控制輸出電流以支持各種充電需求的負(fù)載，但不必大幅增加行動電源裝置的體積。
【【附圖說明】】
[0007]圖1繪示本發(fā)明一實施例的行動電源裝置的示意圖。
[0008]圖2繪示本發(fā)明另一實施例的行動電源裝置的示意圖。
[0009]圖3繪示本發(fā)明一實施例的行動電源裝置的電流輸出方法的流程圖。
[0010]圖4繪示本發(fā)明另一實施例的行動電源裝置的電流輸出方法的流程圖。
[0011]圖5繪示步驟210的一實施例的細(xì)部流程圖。
【【具體實施方式】】
[0012]圖1為本發(fā)明一實施例的行動電源裝置的示意圖。行動電源裝置包含負(fù)載接點1_、電源供應(yīng)電路110、偵測單元130、控制電路150及輸出電路170。
[0013]偵測單元130耦接電源供應(yīng)電路110、輸出電路170以及負(fù)載接點N_。于此，偵測單元130耦接在電源供應(yīng)電路110與輸出電路170之間，并且輸出電路170耦接在偵測單元130與負(fù)載接點之間?？刂齐娐?50耦接在偵測單元130與輸出電路170之間。
[0014]輸出電路170根據(jù)輸出電流lout產(chǎn)生一輸出電壓Vout在負(fù)載接點ΝωΑ[)上。偵測單元130根據(jù)輸出電流lout產(chǎn)生一偵測信號Vd。控制電路150根據(jù)偵測信號Vd控制輸出電路170切換阻抗電路RCT的電阻值，借以調(diào)降輸出電壓，并達(dá)到調(diào)降輸出電流。
[0015]圖2為本發(fā)明另一實施例的行動電源裝置的示意圖。在一些實施例中，參照圖1及圖2，輸出電路170更包括一切換單元SW，切換單元SW可為一金氧半場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET),較佳為 NM0S,但不限于此開關(guān)元件。切換單元SW耦接在阻抗電路與控制電路150之間?？刂齐娐?50根據(jù)偵測信號Vd產(chǎn)生一驅(qū)動信號Vc，并將驅(qū)動信號Vc輸入至切換單元SW的控制端(即M0SFET的閘極)。切換單元SW響應(yīng)驅(qū)動信號Vc將阻抗電路RCT的電阻值由第一阻值切換至第二阻值，以致控制電路150控制輸出電路170以調(diào)降輸出電壓Vout，并達(dá)到調(diào)降輸出電流lout。
[0016]具體而言，阻抗電路RCT包含一第一電阻R1、一第二電阻R2以及一第三電阻R3。第一電阻R1的第一端與第二電阻R2的第一端稱接負(fù)載接點，而第一電阻R1的第二端與第三電阻R3的第一端耦接切換單元SW的第二端。第二電阻R2的第二端耦接切換單元SW的第一端。以上所述的第一阻值需滿足Vout = VNFBX [1+(R1/R3)]，而第二阻值需滿足Vout = VNFBX {1+[(R1//R2)/R3)]}。其中，VNFB為回授接點NFB的端電壓。由此二式可知，第一阻值必大于第二阻值。
[0017]當(dāng)輸出電流lout小于或等于一預(yù)設(shè)電流值時,偵測單元130偵測此輸出電流lout并產(chǎn)生對應(yīng)的偵測信號Vd，而控制電路150根據(jù)偵測信號Vd控制切換單元SW為「未導(dǎo)通狀態(tài)」。此時，第二電阻R2的第二端呈現(xiàn)斷路，S卩，未電性連接第一電阻R1的第二端與第三電阻R3的第一端。于此，阻抗電路RCT是以由第一電阻R1與第三電阻R3所構(gòu)成的串行電路進(jìn)行運(yùn)作，并且阻抗電路RCT的電阻值為由第一電阻R1與第三電阻R3共同形成第一阻值。也就是說，第一阻值需滿足Vout = Vnfb*[1+(R1/R3)]。
[0018]當(dāng)輸出電流lout大于一預(yù)設(shè)電流值時，偵測單元130偵測到此瞬間大電流并產(chǎn)生對應(yīng)的偵測信號Vd，而控制電路150根據(jù)偵測信號Vd控制切換單元SW為「導(dǎo)通狀態(tài)」。此時，第二電阻R2的第二端經(jīng)由切換單元SW電性連接第一電阻R1的第二端與第三電阻R3的第一端。于此，阻抗電路RCT以由第一電阻R1與第二電阻R2所構(gòu)成的并聯(lián)電路再與第三電阻R3串聯(lián)而形成的組合電路進(jìn)行運(yùn)作，并且阻抗電路RCT的電阻值為由第一電阻R1、第二電阻R2與第三電阻R3共同形成第二阻值。也就是說，第二阻值需滿足Vout =Vnfb*{1+[(R1//R2)/R3)]}。
[0019]換言之，當(dāng)負(fù)載(圖中未示)經(jīng)由負(fù)載接點汲取大量的輸出電流lout(即，輸出電流lout以瞬間大電流輸出給負(fù)載)時，在控制電路150的控制下，阻抗電路RCT的電阻值由第一阻值切換為較小的第二阻值，以下拉輸出電壓Vout。由于相應(yīng)輸出電壓Vout的回授電壓Vf對應(yīng)下降，電源供應(yīng)電路110則根據(jù)回授電壓Vf調(diào)節(jié)輸出以調(diào)降輸出電壓Vout。此時，輸出端外部的充電芯片偵測到下拉后相對低的輸出電壓Vout而判定輸入電源不足，進(jìn)而調(diào)降所汲取的充電電流(即，輸出電流lout)的量，以致使行動電源裝置的輸出電流lout降回預(yù)設(shè)電流值并以預(yù)設(shè)電流值穩(wěn)定地對負(fù)載進(jìn)行充電。
[0020]第一電阻R1的第二端與第三電阻R3的第一端連接處形成一回授接點Nfb，并且此回授接點Nfb提供一回授電壓Vf。切換單元SW會根據(jù)驅(qū)動信號Vc與回授電壓Vf之間的電壓差與切換單元SW的臨界電壓決定是否導(dǎo)通。舉例來說，當(dāng)輸出電流lout大于一預(yù)設(shè)電流值時，控制電路150根據(jù)偵測信號Vd上拉輸出驅(qū)動信號Vc的準(zhǔn)位，以致使驅(qū)動信號Vc與回授電壓Vf之間的電壓差大于切換單元SW的臨界電壓，進(jìn)而導(dǎo)通切換單元SW。雖然于此實施例中是以切換單元SW與電源供應(yīng)電路110耦接同一回授接點nfb為例，但本發(fā)明不限于此。換言之，配合實際電路需求亦可在能提供相應(yīng)輸出電壓Vout的回授電壓的功能下設(shè)計為不同回授接點，例如:切換單元SW與電源供應(yīng)電路110分別耦接至阻抗電路RCT中具有不同電壓值的二接點。
[0021]在一些實施例中，偵測信號Vd可為一電壓信號。當(dāng)輸出電流lout大于一預(yù)設(shè)電流值時，偵測信號Vd由低電位轉(zhuǎn)為高電位，以致使控制電路150致能(enable)輸出電路170調(diào)降輸出電壓Vout。舉例來說，偵測單元130可為具有固定電阻值的一阻抗元件Rcs，并且阻抗元件Rcs耦接在電源供應(yīng)電路110與負(fù)載接點之間。阻抗元件Rcs用以將輸出電流I out轉(zhuǎn)換為一電壓信號，以作為偵測信號Vd。換言之，于對負(fù)載進(jìn)行充電時，輸出電流lout會流經(jīng)阻抗元件Rcs，并且于阻抗元件Rcs的兩端之間形成一電壓差(即，偵測信號Vd) 0
[0022]在一些實施例中，預(yù)設(shè)電流值可為1安培(A)。阻抗元件Rcs可為一個或多個電阻所組合而成的元件。
[0023]控制電路150可包含一運(yùn)算放大器0P。運(yùn)算放大器0P的正輸入端與負(fù)輸入端分別電性連接至阻抗元件Rcs的兩端。運(yùn)算放大器0P將其正輸入端與負(fù)輸入端之間的電壓差放大而產(chǎn)生驅(qū)動信號Vc，并將產(chǎn)生的驅(qū)動信號Vc輸出給輸出電路170。換言之，運(yùn)算放大器0P根據(jù)偵測信號Vd產(chǎn)生并輸出驅(qū)動信號Vc ( S卩，放大后的電壓信號)。當(dāng)輸出電流lout大于一默認(rèn)電流值時,驅(qū)動信號Vc與回授電壓Vf之間的電壓差會大于切換單兀SW的臨界電壓，進(jìn)而導(dǎo)通切換單元SW。
[0024]在一些實施例中，配合所選擇的實施元件，控制電路150可更包含其他電子元件，以供電路正常運(yùn)作。舉例而言，參照圖2，控制電路150可更包含若干個電阻R4、R5、R6、R7、R8、R9及一電容C1，但本發(fā)明不限于此。電容C1跨接在運(yùn)算放大器0P的正