TWI459184B - 具有電池裝置電源保護及系統重置線路之電子裝置及其操作方法 - Google Patents

Description

具有電池裝置電源保護及系統重置線路之電子裝置及其操作方法

本發明是有關於一種電子裝置及其操作方法，且特別是有關於一種具有電池裝置電源保護及系統重置線路之電子裝置及其操作方法。

近年來由於工商發達、社會進步，相對提供之產品亦主要針對便利、確實、經濟實惠為主旨，因此，當前開發之產品亦比以往更加進步，而得以貢獻社會。

電池的電子裝置往往在生產出廠後，在運輸過程到終端客戶購買往往會有很長一段時間。如果電池直接與系統連接會損耗電池的電量，當客戶買到時恐怕需要先充電才可以使用。

另外，電池內建裝置如呆系統當機，需要重置鍵將系統重置有些裝置沒有重置鍵，只能等整個系統電源耗盡才可以再操作有時甚至會造成電池過放電的情形而損害但持壽命。

由此可見，上述現有的電子裝置，顯然仍存在不便與缺陷，而有待加以進一步改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的方式被發展完成。因此，如何能在產品出廠前先將電池與系統分開，避免運輸過程的損耗，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

因此，本發明之一態樣是在提供一種電子裝置及其操作方法，用以解決先前技術的問題。

依據本發明一實施例，一種電子裝置包括一主系統、一電池、與一電池裝置電源保護及系統重置線路。電池裝置電源保護及系統重置線路包括充電電路與開關電路，開關電路連接主系統與電池；充電電路用以在一第一觸發方式下，關閉開關電路，使開關電路將電池與主系統電性隔離。

在電池與主系統被電性隔離以後，充電電路在一第二觸發方式下，啟用開關電路，使開關電路將電池與主系統電性連接。

上述之電子裝置更包括一電源鍵。電源鍵，連接電池與充電電路，該第一觸發方式可為按壓電源鍵超過依預定時間，因此，電源鍵在被按壓超過一預定時間以後，充電電路在第一觸發方式下被電池充電，由充電電路之充電電壓關閉開關電路。

在電池與主系統被電性隔離以後，該第二觸發方式可為電源鍵被按壓而未超過預定時間，因此，當電源鍵再被按壓而未超過預定時間時，使充電電路在第二觸發方式下啟用開關電路。

電源鍵具有一第一端與一第二端，其中之第一端電性耦接電池，第二端電性耦接充電電路，俾當電源鍵被按壓時，第一、第二端電性連接；反之，當電源鍵未被按壓時，第一、第二端電性隔離。

依據本發明另一實施例，一種電子裝置的操作方法，電子裝置包括一主系統、一電池、一充電電路與一開關電路，此操作方法包括：(a)在一第一觸發方式下，利用充電電路關閉開關電路，使開關電路將電池與主系統電性隔離。

上述之操作方法更包括：(b)在電池與主系統被電性隔離以後，在一第二觸發方式下，利用充電電路啟用開關電路，使開關電路將電池與主系統電性連接。

上述之電子裝置更包括一電源鍵，步驟(a)包括：在電源鍵被按壓超過一預定時間以後，進入第一觸發方式，由電池對充電電路充電，使充電電路之充電電壓得以關閉開關電路。

步驟(b)包括：在電池與主系統被電性隔離以後，當電源鍵再被按壓而未超過預定時間時，進入第二觸發方式，由充電電路啟用開關電路。

當電源鍵被按壓時，電池與充電電路電性連接，當電源鍵未被按壓時，電池與充電電路電性電性隔離。

綜上所述，本發明之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有下列優點：

1.　利用電源開關(電源鍵)在產品出廠前先將電池與主系統分開，避免運輸過程的損耗，等客戶購買後按電源闖關才供應主系統電源；以及

2.　利用長按電源開關將主系統斷電而達到重置的功能。

以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本發明之技術方案提供更進一步的解釋。

為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。

於實施方式與申請專利範圍中，涉及『耦接(coupled with)』之描述，其可泛指一元件透過其他元件而間接連接至另一元件，或是一元件無須透過其他元件而直接連接至另一元件。

於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或複數個。

本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』係用以修飾任何可些微變化的數量，但這種些微變化並不會改變其本質。於實施方式中若無特別說明，則代表以『約』、『大約』或『大致』所修飾之數值的誤差範圍一般是容許在百分之二十以內，較佳地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分五之以內。

本發明之技術態樣是一種電子裝置，其可應用在裝配電池的電子產品，或是廣泛地運用在相關之技術環節。值得一提的是，本技術態樣之電子裝置具有一電池裝置電源保護及系統重置線路。以下將搭配第1圖來說明此電池裝置電源保護及系統重置線路之具體實施方式。

第1圖是依照本發明一實施例之一種電子裝置100的方塊圖。如第1圖所示，電子裝置100包括主系統110、電池120與電池裝置電源保護及系統重置線路充電電路170。

實作上，電子裝置100的電池120可為一般消費者可自行更換的可充電電池，或是一般消費者式無法自行更換的內建電池。

於第1圖中，電池裝置電源保護及系統重置線路170包括充電電路140與開關電路150。在結構上，開關電路150連接主系統110與電池120。

於生產時，若電子裝置100結束生產程序在包裝成產品時，充電電路140用以在一第一觸發方式下，關閉開關電路150，使開關電路150將電池120與主系統110電性隔離。藉此，主系統110不再消耗電池120的電量。

消費者買到具有電子裝置100之產品時，因為此時電池120與主系統110是分離的。於使用時，在電池120與主系統110被電性隔離以後，充電電路140在第二觸發方式下，啟用開關電路150，使開關電路150將電池120與主系統110電性連接。藉此，電池120開始供電給主系統110，消費者可以開始使用該產品。

為了對電子裝置100作更進一步的闡述，參照第2圖。第2圖是依照本發明一實施例所繪示之電子裝置100的電路圖。相較於第1圖，第2圖之電子裝置100更包括電源鍵130。在結構上，電源鍵130連接電池120與充電電路140。主系統110中具有電壓輸入端VIN及穩壓充電電容器C1。

於本實施例當中，該第一觸發方式可為按壓電源鍵130超過依預定時間。因此，於生產時，若電子裝置100結束生產程序在包裝成產品時，可長按電源鍵130，充電電路140用以在電源鍵130被按壓超過一預定時間以後，在第一觸發方式下被電池120充電，由充電電路140之充電電壓關閉開關電路150，使開關電路150將電池120與主系統110電性隔離。藉此，主系統110不再消耗電池120的電量。

於本實施例當中，該第二觸發方式可為電源鍵被按壓而未超過預定時間。因此，消費者買到具有電子裝置100之產品時，因為此時電池120與主系統110是分離的，所以消費者可按下電源鍵130，當電源鍵130被按壓而未超過預定時間時，使充電電路140在第二觸發方式下啟用開關電路150。藉此，電池120開始供電給主系統110，消費者可以開始使用該產品。

於第2圖中，開關電路150包括充電電路140、第一開關電路151、第二開關電路152與第三開關電路153。在結構上，充電電路140電性耦接電源鍵130。第一開關電路151經由充電電路140耦接電源鍵130；第二開關電路152電性耦接第一開關電路151；第三開關電路153電性耦接第二開關電路152，且連接電池120與主系統110。

於生產時，若電子裝置100結束生產程序在包裝成產品時，可長按電源鍵130，當電源鍵130被按壓超過一預定時間以後，充電電路140之充電電壓導通第一開關電路151，以關閉第二開關電路152及第三開關電路153，使第三開關電路153將電池120與主系統110電性隔離。藉此，主系統110不再消耗電池120的電量。

消費者買到具有電子裝置100之產品時，因為此時電池120與主系統110是分離的，所以消費者可按下電源鍵130，當電源鍵130被按壓而未超過預定時間時，第二開關電路152及第三開關電路153會被導通，使第三開關電路153將電池與主系統電性連接。藉此，電池120開始供電給主系統110，消費者可以開始使用該產品。

另一方面，電子裝置100無需重置鍵，當主系統110當機卻沒有重置鍵的狀況可以利用時，長按電源鍵130將電池120與主系統110分離的動作可以達到重置的功能。

於一實施例中，電源鍵130具有第一端3與第二端4。在結構上，之第一端3電性耦接電池120，第二端4電性耦接充電電路140。於使用時，當電源鍵130被按壓時，第一端3與第二端4電性連接；反之，當電源鍵未被按壓時，第一端3與第二端4電性隔離。

充電電路140可包括電阻器R4與充電電容器C2。在結構上，電阻器R4連接電源鍵130之第二端4；充電電容器C2之第一端連接電阻器R4，充電電容器C2之第二端接地。藉此，當電源鍵130之第一端3與第二端4電性連接時，充電電容器C2得以充電，上述之預定時間係取決於電阻器R4電阻值與充電電容器C2的電容量。

充電電路140亦可包括第一二極體D1與第二二極體D2。在結構上，第一二極體D1之陽極連接電源鍵130之第二端4而陰極耦接第一開關電路151；第二二極體D2之陽極連接充電電容器C2之第一端而陰極連接電源鍵130之第二端4。於使用上，二極體D1、D2經配置得以阻止回流電流。

充電電路140可包括電阻器R3。在結構上，電阻器R3連接第一二極體D1之陰極與第一開關電路151。

第一開關電路151可包括第一金屬氧半導體Q3。第一金屬氧半導體Q3之閘極連接充電電容器C2之第一端、汲極耦接主系統110之電壓輸入端VIN、源極接地。

第二開關電路152可包括第二金屬氧半導體Q2。第二金屬氧半導體Q2之閘極連接第一金屬氧半導體Q3之汲極，第二金屬氧半導體Q2之汲極連接第三開關電路153，第二金屬氧半導體Q2之源極接地。

第三開關電路153可包括第三金屬氧半導體Q1。第三金屬氧半導體Q1之閘極連接第二金屬氧半導體Q2之汲極，第三金屬氧半導體Q1之汲極連接主系統110之電壓輸入端VIN，第三金屬氧半導體Q1之源極連接電池，其中第三金屬氧半導體Q1之閘極、源極電性耦接，以確保在關閉時正常將主系統110與電池120電性隔離。

綜上所述，本發明在電源端設置一電池裝置電源保護及系統重置線路170來保護與/或重置電子裝置100，無需利用額外的處理晶片或控制晶片來實現，大幅降低成本。

本發明之另一態樣是電子裝置100的操作方法，電子裝置100包括主系統110、電池120、充電電路140與開關電路150，此操作方法包括：(a)在一第一觸發方式下，利用充電電路140關閉開關電路150，使開關電路150將電池120與主系統110電性隔離。

上述之操作方法更包括：(b)在電池120與主系統110被電性隔離以後，在一第二觸發方式下，利用充電電路140啟用開關電路150，使開關電路150將電池120與主系統110電性連接。

電子裝置100更包括電源鍵130，步驟(a)包括：在電源鍵130被按壓超過一預定時間以後，進入第一觸發方式，由電池120對充電電路140充電，使充電電路140之充電電壓得以關閉開關電路150。

步驟(b)包括：在電池120與主系統110被電性隔離以後，當電源鍵130再被按壓而未超過預定時間時，進入第二觸發方式，由充電電路140啟用開關電路。

當電源鍵130被按壓時，電池120與充電電路140電性連接；反之，當電源鍵130未被按壓時，電池120與充電電路140電性電性隔離。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．電子裝置

110．．．主系統

120．．．電池

130．．．電源鍵

140．．．充電電路

150．．．開關電路

151．．．第一開關電路

152．．．第二開關電路

153．．．第三開關電路

170．．．電池裝置電源保護及系統重置線路

3．．．第一端

4．．．第二端

C1．．．穩壓電容器

C2．．．充電電容器

D1．．．第一二極體

D2．．．第二二極體

R1～R5．．．電阻器

Q1．．．第三金屬氧半導體

Q2．．．第二金屬氧半導體

Q3．．．第三金屬氧半導體

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖是依照本發明一實施例之一種電子裝置的方塊圖；以及

第2圖是依照本發明一實施例所繪示第1圖之電子裝置的電路圖。

100．．．電子裝置

110．．．主系統

120．．．電池

140．．．充電電路

150．．．開關電路

170．．．電池裝置電源保護及系統重置線路

Claims (10)

1. 一種電子裝置，包括：一主系統；一電池；一電源鍵，連接該電池；一電池裝置電源保護及系統重置線路，包括：一開關電路，連接該主系統與該電池；一充電電路，連接該電源鍵，用以在一第一觸發方式下，關閉該開關電路，使該開關電路將該電池與該主系統電性隔離，其中在該電池與該主系統被電性隔離以後，該充電電路在一第二觸發方式下，啟用該開關電路，使該開關電路將該電池與該主系統電性連接，其中在該電源鍵被按壓超過一預定時間以後，該充電電路在該第一觸發方式下被該電池充電，由該充電電路之充電電壓關閉該開關電路。
2. 如請求項1所述之電子裝置，其中在該電池與該主系統被電性隔離以後，當該電源鍵再被按壓而未超過該預定時間時，使該充電電路在該第二觸發方式下啟用該開關電路。
3. 如請求項2所述之電子裝置，其中該電源鍵具有一 第一端與一第二端，其中該第一端該電性耦接該電池，該第二端電性耦接該充電電路，俾當該電源鍵被按壓時，該第一、第二端電性連接，當該電源鍵未被按壓時，該第一、第二端電性隔離。
4. 如請求項3所述之電子裝置，其中該充電電路包括一電阻器與一充電電容器，該電阻器連接該電源鍵之該第二端；該充電電容器之第一端連接該電阻器，該充電電容器之第二端接地，當該電源鍵之該第一端與該第二端電性連接時，該充電電容器得以充電，該預定時間係取決於該電阻器的電阻值與該充電電容器的電容量。
5. 如請求項4所述之電子裝置，其中該開關電路包括一第一開關電路，該第一開關電路包括一第一金屬氧半導體，該第一金屬氧半導體之閘極連接該充電電容器之該第一端，該第一金屬氧半導體之汲極耦接該主系統之該電壓輸入端，該第一金屬氧半導體之源極接地。
6. 如請求項5所述之電子裝置，其中該開關電路包括一第二開關電路，該第二開關電路包括一第二金屬氧半導體，該第二金屬氧半導體之閘極連接該第一金屬氧半導體之該汲極，該第二金屬氧半導體之源極接地。
7. 如請求項6所述之電子裝置，其中該開關電路包括一第三開關電路，該第三開關電路包括一第三金屬氧半導 體，該第三金屬氧半導體之閘極連接該第二金屬氧半導體之該汲極，該第三金屬氧半導體之汲極連接該主系統之該電壓輸入端，該第三金屬氧半導體之源極連接該電池，其中該第三金屬氧半導體之該閘極與該源極電性耦接。
8. 一種電子裝置的操作方法，該電子裝置包括一主系統、一電池、一電源鍵、一充電電路與一開關裝置，該操作方法包括：(a)在該電源鍵被按壓超過一預定時間以後，進入一第一觸發方式，由該電池對該充電電路充電，使該充電電路之充電電壓得以關閉該開關電路，進而使該開關電路將該電池與該主系統電性隔離；以及(b)在該電池與該主系統被電性隔離以後，在一第二觸發方式下，利用該充電電路啟用該開關電路，使該開關電路將該電池與該主系統電性連接。
9. 如請求項8所述之操作方法，其中步驟(b)包括：在該電池與該主系統被電性隔離以後，當該電源鍵再被按壓而未超過該預定時間時，進入該第二觸發方式，由該充電電路啟用該開關電路。
10. 如請求項9所述之操作方法，其中當該電源鍵被按壓時，該電池與該充電電路電性連接，當該電源鍵未被按壓時，該電池與該充電電路電性電性隔離。