电子系统的制作方法

1.本技术关于一种电子系统，尤其是关于一种充电式电子系统。


背景技术：

2.近年来智能手机的蓬勃发展，使得手机越来越能够支持高规格的游戏，一些过去经典的桌面电脑游戏陆陆续续在手机上重现，然而使用手机游玩游戏时衍生出一些问题，像是续航力、操作不顺畅，为了解决这些问题开发出了游戏专用手机，使用更大容量的电池、辅助按键、增加游玩顺畅度的手机配件，带给玩家许多便利。
3.然而电池容量越来越大，充电所花费的时间就越久。如果要将手机配件及手机电池进行充电的话，往往需要将手机配件及手机电池分开来进行充电，这将使得在充电时的便利性大大下降，进而影响到手机配件的使用率。


技术实现要素：

4.依据本发明的一实施例，本发明提供一种电子系统。此电子系统包含一第一装置与一第二装置。第一装置包含一电源端口、一第一端口、一第一电池与一充电控制单元。第二装置包含一第二端口与一第二电池。其中，电源端口用以接收一外部电压。第一电池电性连接电源端口与第一端口。充电控制单元电性连接第一端口与第一电池。第二端口用以连接第一端口。第二电池电性连接第二端口。当第一端口电性连接第二端口，充电控制单元依据第一电池与第二电池的电压电平，选择性地将第一电池与第二电池通过第一端口与第二端口串接于电源端口的一高压端与一低压端之间，以同时对第一电池与第二电池进行充电。
5.通过本发明所提供的电子系统，可将第一装置(例如手机)的电池与第二装置(例如配件)的电池串联进行充电，从而使电池能够在高功率的条件下进行直充，减少电池充电的时间。
附图说明
6.图1是本技术电子系统一实施例的电路示意图；
7.图2是图1的电子系统进行串联充电一实施例的电路示意图；
8.图3是图1的电子系统进行并联充电一实施例的电路示意图；
9.图4是图1的电子系统对第一电池进行充电一实施例的电路示意图；以及
10.图5是图1的电子系统对第二电池进行充电一实施例的电路示意图。
具体实施方式
11.下面将结合示意图对本技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和申请专利范围，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
12.图1是本发明电子系统一实施例的电路示意图。如图中所示，此电子系统10包含一第一装置100与一第二装置200。
13.第一装置100包含一电源端口110、一第一端口120、一第一电池130与一充电控制单元140。第二装置200包含一第二端口220与一第二电池230。
14.其中，电源端口110用以接收一外部电压。一实施例中，电源端口110用以电性连接一适配器(adaptor)20以便由市电取得供电。第一电池130电性连接电源端口110与第一端口120。第二端口220用以连接第一端口120。第二电池230电性连接第二端口220。一实施例中，第一端口120与第二端口220均为通用串行总线(usb)端口。一实施例中，第一端口120与第二端口220为相同类型的端口，例如usb type-c端口。不过亦不限于此。一实施例中，第一端口120与第二端口220也可以是不同类型、但可进行沟通与电流传递的端口，例如usb type-a端口与usb type-c端口。
15.充电控制单元140电性连接电源端口110、第一端口120与第一电池130。如此，充电控制单元140可通过电源端口110确认是否已经接上适配器取得供电。如图中的实施例所示，充电控制单元140接收来自电源端口110与第一电池130的检测信号d1,d2，并通过第一端口120接收来自第二电池230的检测信号d3，以确认其电压电平。不过亦不限于此。其它实施例中，充电控制单元140也可以是通过其它检测单元间接地取得第一电池或第二电池的电压电平。其它实施例中，充电控制单元140也可以是依据是否取得供电来判断电源端口110是否已接上适配器20。
16.在确认已取得供电后，充电控制单元140可检测第一电池130的电压电平，并可通过第一端口120检测第二电池230的电压电平。随后即可依据一默认控制逻辑来控制第一装置100与第二装置200内部各元件的运行以控制其充电模式。此电子系统10的多种不同充电模式与其充电控制逻辑，在后续对应于图2至图5以及表1的段落会有更详细的说明。
17.如图中所示，此电子系统10具有三个可选择的充电路径，即第一充电路径r1、第二充电路径r2与第三充电路径r3。
18.第一充电路径r1由电源端口110的一高压端p1，经由第一电池130至电源端口110的一低压端p2。电源端口110通过第一充电路径r1对第一电池130进行充电。一实施例中，第一装置100还包括一第一充电单元150，设置于第一充电路径r1。此第一充电单元150用以将来自电源端口110的电能转换为适当的电压对第一电池130进行充电。此第一充电单元150可以是一降压转换器(buck converter)。不过亦不限于此。其它实施例中，此第一充电单元150可以是电荷泵(charge pump)充电器、返驰式转换器(flyback converter)或其它类型的充电电路或芯片。
19.第一端口120具有一第一高压端p3与一第一低压端p4，第二端口220具有一第二高压端p5与一第二低压端p6，第二充电路径r2由电源端口110的一高压端p1，依序经由第一端口120的第一高压端p3、第二端口220的第二高压端p5与第二电池230，至第二装置200的一接地端gnd。电源端口110通过第二充电路径r2，经由第一端口120与第二端口220，对第二电池230进行充电。一实施例中，第二装置200还包括一第二充电单元250，设置于第二充电路径r2。此第二充电单元250用以将来自第二端口220的电能转换为适当的电压对第二电池230进行充电。此第二充电单元250可以是一降压转换器(buck converter)。不过亦不限于此。其它实施例中，此第二充电单元250可以是电荷泵充电器、返驰式转换器或其它类型的
充电电路或芯片。
20.一实施例中，第一装置100还包括一第一开关元件sw1，设置于第二充电路径r2，用以选择性地导通电源端口110的高压端p1与第一端口120的第一高压端p3之间的电路。一实施例中，第二装置200还包括一第二开关元件sw2，设置于第二充电路径r2，用以选择性地导通第二电池230的一负极与第二端口220的一接地端gnd之间的电路。
21.第三充电路径r3由电源端口110的一高压端p1，依序经由第一端口120的第一高压端p3、第二端口220的第二高压端p5、第二电池230、第二端口220的第二低压端p6、第一端口120的第一低压端p4与第一电池130，至电源端口110的一低压端p2。电源端口110通过第三充电路径r3，经由第一端口120与第二端口220，同时对第一电池130与第二电池230进行充电。第一电池130通过第一端口120与第二端口220串接于第二电池230。
22.一实施例中，第一装置100还包括一第三充电单元160，设置于第三充电路径r3。此第三充电单元160可确保经由第三充电路径进行充电时有足够的充电电压。此第三充电单元160可以是一电荷泵充电器，以提升充电时的转换效率。
23.一实施例中，第二装置200还包括一第三开关元件sw3，设置于第三充电路径r3，用以选择性地导通第二端口220的第二高压端p5与第二电池230间的电路。一实施例中，第二装置200还包括一第四开关元件sw4，设置于第三充电路径r3，用以选择性地导通第二电池230与第二端口220的第二低压端p6之间的电路。
24.依据前述充电路径的选择，本发明的电子系统10可提供四种充电模式，分别为串联充电、并联充电、第一电池130单独充电与第二电池230单独充电。以下对于这四种充电模式进行说明。
25.请一并参照图2所示，图2是图1的电子系统10进行串联充电一实施例的电路示意图。本实施例选择通过第三充电路径r3进行充电。
26.具体来说，在串联充电的模式下，第一开关元件sw1与第二开关元件sw2则会关断(cutoff)，第三开关元件sw3与第四开关元件sw4则会导通。此外，第一充电单元150与第二充电单元250均停用(disable)，第三充电单元160则启动(enable)。
27.请一并参照图3所示，图3是图1的电子系统10进行并联充电一实施例的电路示意图。本实施例选择并用第一充电路径r1与第二充电路径r2进行充电。
28.具体来说，在并联充电的模式下，第一开关元件sw1与第二开关元件sw2会导通，第三开关元件sw3与第四开关元件sw4则会关断。此外，第一充电单元150与第二充电单元250均启动，第三充电单元160则停用。
29.请一并参照图4所示，图4是图1的电子系统10对第一电池130进行充电一实施例的电路示意图。本实施例选择通过第一充电路径r1进行充电。
30.具体来说，在第一电池130充电的模式下，第一开关元件sw1、第二开关元件sw2、第三开关元件sw3与第四开关元件sw4均会关断。此外，第二充电单元250与第三充电单元160均停用，只有第一充电单元150启动对第一电池130进行充电。
31.请一并参照图5所示，图5是图1的电子系统10对第二电池230进行充电一实施例的电路示意图。本实施例选择通过第二充电路径r2进行充电。
32.具体来说，在第二电池230充电的模式下，第一开关元件sw1与第二开关元件sw2会导通，第三开关元件sw3与第四开关元件sw4则会关断。此外，第一充电单元150与第三充电
单元160均停用，只有第二充电单元250启动对第二电池230进行充电。
33.本发明的电子系统10可通过第一电池130与第二电池230的电压电平决定其充电方式，其充电控制逻辑呈现于表1。具体来说，当第一装置100通过第一端口120电性连接至第二装置200的第二端口220，且第一装置100的电源端口110连接一外部电源时，充电控制单元140就会依据表1的控制逻辑控制第一装置100与第二装置200内各个元件的运行。前述电性连接可以是连接器直接插接、可以是通过导线连接、也可以是以无线方式进行连接。
34.表1
[0035][0036][0037]
如表1所示，当第一电池130的电压电平v1小于一第一默认电压(如表中所示的4v)且第二电池230的电压电平v2小于一第二默认电压(如表中所示的4v)时，第一装置100与第二装置200会进入图2所示的串联充电模式进行直充。也就是说，充电控制单元140会将第一电池130与第二电池230通过第一端口120与第二端口220串接于电源端口110的一高压端p1与一低压端p2之间，同时对第一电池130与第二电池230进行充电。在此情况下，可利用高功率大电流进行充电以缩短充电时间。
[0038]
前述第一默认电压与第二默认电压的电平高低会依据第一电池130与第二电池230的饱和电压而定。一实施例中，如图中所示，第一电池130与第二电池230可具有相同的饱和电压，依此所设定的第一默认电压与第二默认电压也相同。第一默认电压与第二默认电压作为切换充电模式的依据，避免大电流充电造成电池过热或是产生过充导致电池损坏。
[0039]
请参照表1，当第一电池130的电压电平v1高于第一默认电压(如表中所示的4v)或是第二电池230的电压电平v2高于第二默认电压(如表中所示的4v)时，充电控制单元140会控制第一装置100与第二装置200切换至图3所示的并联充电模式使电流分流，以降低对于第一电池130与第二电池230进行充电的电流值，避免大电流充电造成电池过热或是产生过充导致电池损坏。
[0040]
请参照表1，当第二电池230的电压电平v2大于或等于第二电池230的默认饱和电压(如表中所示的4.32v)时，表示第二电池230已经充饱电。此时，充电控制单元140会控制第一装置100与第二装置200切换至图4所示的充电模式，中止对于第二电池230充电，只针对第一电池130进行充电。
[0041]
请参照表1，当第一电池130的电压电平v1大于或等于第一电池130的默认饱和电压(如表中所示的4.32v)时，表示第一电池130已经充饱电。此时，充电控制单元140会控制第一装置100与第二装置200切换至图5所示的充电模式，中止对于第一电池130充电，只针对第二电池230进行充电。
[0042]
当第一电池130的电压电平v1大于或等于第一电池130的默认饱和电压(如表中所示的4.32v)且第二电池230的电压电平v2大于或等于第二电池230的默认饱和电压(如表中所示的4.32v)时，表示第一电池130与第二电池230都充饱电，此时充电控制单元140就会使第一充电单元150与第二充电单元250均进入停用状态，停止对第一电池130与第二电池230进行充电。
[0043]
通过本发明所提供的电子系统，可将第一装置(例如手机)的电池与第二装置(例如配件)的电池串联进行充电，使电池能够在高功率的条件下进行直充，减少电池充电的时间。
[0044]
虽然本发明已以实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以权利要求书所界定者为准。