本发明提供一种电子装置以及电量检测方法，包括电池以及耦接电池的电源管理单元。电源管理单元读取电池的输出电压，判断在时间区间内，电池的输出电压的变化量是否大于阀值。当电源管理单元判断时间区间内电池的输出电压的变化值大于阀值时，电源管理单元根据输出电压以及输出电压于时间区间内的变化量计算电池的剩余电量。
其中，该电源管理单元读取该电池的一输出电压，判断在一时间区间内，该电池的该输出电压的一变化量是否大于一第一阀值，其中，该电源管理单元在该时间区间内检测得到一第一瞬间电压以及一第二瞬间电压，并且根据该第一瞬间电压以及该第二瞬间电压取得该输出电压的该变化量；
当该电源管理单元判断该时间区间内该电池的输出电压的该变化量大于该第一阀值时，该电源管理单元根据该输出电压以及该输出电压于该时间区间内的该变化量计算该电池的一剩余电量，其中，该电源管理单元根据该第二瞬间电压、该输出电压在该时间区间内的该变化量以及一第一恢复时间计算得到该电池的该剩余电量。
当该电源管理单元判断在该时间区间内，该电池的该输出电压的该变化量小于该第一阀值时，该电源管理单元转换该第二瞬间电压得到该电池的该剩余电量。
该电源管理单元判断该输出电压的该变化量是否大于该第一阀值以及一第二阀值，其中该第二阀值大于该第一阀值；
当该输出电压的该变化量大于该第一阀值以及该第二阀值时，该电源管理单元根据该第二瞬间电压、一第一预设变化量、一第一预设恢复区间、一第二预设变化量以及一第二预设恢复区间计算得到该电池的该剩余电量。
当该电子装置被致能时，该电源管理单元读取该电池的该输出电压并且判断在该时间区间内，该电池的该输出电压的该变化量是否大于该第一阀值。
6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该电子装置还包括：一显示单元；以及
其中，该处理单元从该电源管理单元接收该剩余电量，并显示通过该显示单元显示该电池的该剩余电量。
7.一种电量检测方法，适用于具有一电池的一电子装置，其特征在于，包括：读取该电池的一输出电压，判断在一时间区间内，该电池的该输出电压的一变化量是否大于一第一阀值；以及当判断该时间区间内该电池的输出电压的该变化量大于该第一阀值时，根据该输出电压以及该输出电压在该时间区间内的该变化量计算该电池的一剩余电量，其中所述判断在该时间区间内，该电池的该输出电压的该变化量是否大于该第一阀值的步骤包括：在该时间区间内检测得到一第一瞬间电压以及一第二瞬间电压，并且根据该第一瞬间电压以及该第二瞬间电压取得该输出电压的该变化量，其中所述计算该电池的该剩余电量的步骤包括：
根据该第二瞬间电压、该输出电压在该时间区间内的该变化量以及一第一恢复时间计算得到该电池的该剩余电量。
8.根据权利要求7所述的电量检测方法，其特征在于，所述判断在该时间区间内，该电池的该输出电压的该变化量是否大于该第一阀值的步骤包括：当判断在该时间区间内，该电池的该输出电压的该变化量小于该第一阀值时，转换该第二瞬间电压得到该电池的该剩余电量。
9.根据权利要求7所述的电量检测方法，其特征在于，所述判断在该时间区间内，该电池的该输出电压的该变化量是否大于该第一阀值的步骤还包括：判断该输出电压的该变化量是否大于该第一阀值以及一第二阀值，其中该第二阀值大于该第一阀值；
当该输出电压的该变化量大于该第一阀值以及该第二阀值时，根据该第二瞬间电压、一第一预设变化量、一第一预设恢复区间、一第二预设变化量以及一第二预设恢复区间计算得到该电池的该剩余电量。
10.根据权利要求7所述的电量检测方法，其特征在于，该第一阀值对应于该电池的电量的百分之一。
11.根据权利要求7所述的电量检测方法，其特征在于，所述读取该电池的该输出电压并且判断在该时间区间内，该电池的该输出电压的该变化量是否大于该第一阀值的步骤前，所述电量检测方法还包括：判断该电子装置被致能。
12.根据权利要求7所述的电量检测方法，其特征在于，所述计算该电池的该剩余电量的步骤之后，所述电量检测方法还包括：通过该电子装置的一显示单元显示该电池的该剩余电量。
电子装置以及电量检测方法
技术领域
[0001] 本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种电子装置以及电量检测方法。
背景技术
[0002] 对于智能手机以及平板电脑等手持电子装置而言，由于电力来源通常为手持电子装置中的电池，因此电源管理一直是手持电子装置的设计者所重视的课题。手持电子装置的使用者介面上对于目前电池电量的显示也为使用者在操作时所关心的项目之一。
[0003] 目前手持电子装置显示百分比或是电量的比例图示的方式来表示目前手持电子装置内的电池电量，而上述的电量百分比或是比例图式主要是以测量电池开路电压(Open Circuit Voltage，简称：OCV)来作为显示电池电量的百分比。所谓的电池开路电压为，手持电子装置处于极度轻负载的状态下(例如手持电子装置启动作业系统前，或是作业系统进入休眠模式时)，对电池的输出电压进行测量所得到。在测量得到电池开路电压之后，通过电源管理单元(例如电源晶片(POWER IC)等)中的模拟数字转换器转换成数字信号，再接着利用电池开路电压与电池电量的关系表，通过查表等方式得到目前电子装置中电池的残余电量。
[0004] 图1所示为锂电池的电池开路电压以及电池容量的示意图。请参照图1，就锂电池而言，电池开路电压以及电池容量呈线性关系。当测量到电池开路电压介于3.8～4.2伏特(Volt)时，电子装置即可判断目前的电池电量介于75％到100％，而当测量到电池开路电压介于3.4～3.8伏特时，电子装置即可藉此判断目前的电池电量介于50％到75％，以此类推。但由于电池在输出有负载的情况时，输出电压将因负载而下降，即时的输出电压并无法反应出电池目前应有的残余电量。因此，电子装置在具有负载时，电子装置则会根据前一次所测量到的电池开路电压以及负载和目前供电电流等信息来推算得到目前电池的剩余电量。
[0005] 然而，电池的放电特性则可能造成在轻负载时运用电池开路电压所推算的电池电量有所误差。例如，当手持电子装置的作业系统运作中，突然发生电池脱落或是电池拔除的情况发生时，电池从有负载的情况下回到无负载的状况下，需要一段恢复时间(例如，锂电池为30分钟)，才可以使得电池电压恢复到平稳的电池开路电压。若是电子装置在恢复时间之中读取了电池的输出电压作为电池开路电压来判断目前的电池电量，则将造成严重的误判。
发明内容
[0006] 本发明提供一种电子装置以及电量检测方法，可正确的判断目前的电池电量。
[0007] 本发明的电子装置，包括电池以及耦接电池的电源管理单元。电源管理单元读取电池的输出电压，判断在时间区间内，电池的输出电压的变化量是否大于第一阀值。当电源管理单元判断时间区间内电池的输出电压的变化值大于第一阀值时，电源管理单元根据输出电压以及输出电压在时间区间内的变化量计算电池的剩余电量。
[0008] 本发明的电量检测方法，适用于具有电池的电子装置，包括以下步骤。首先，读取电池的输出电压，判断在时间区间内，电池的输出电压的变化量是否大于第一阀值。然后，当判断时间区间内电池的输出电压的变化值大于第一阀值时，根据输出电压以及输出电压在时间区间内的变化量计算电池的剩余电量。
[0009] 基于上述，本发明提供的电子装置以及电量检测方法，可根据电子装置中电池的输出电压的变化量来精确地推估电池目前的剩余电量。
[0010] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
[0011] 图1为锂电池的电池开路电压以及电池容量的示意图；
[0012] 图2为本发明一实施例所示出电子装置的装置方块图；
[0013] 图3为本发明一实施例所示出电量检测方法的方法流程图；
[0014] 图4为本发明一实例所示出输出电压与时间的关系图；
[0015] 图5为本发明一实施例所示出电子装置的装置方块图；
[0016] 图6为本发明一实施例所示出电量检测方法的步骤流程图。
[0017] 附图标记说明：
[0018] 10：电子装置；
[0019] 110：电池；
[0020] 120：电源管理单元；
[0021] 130：处理单元；
[0022] 140：显示单元；
[0023] OV：输出电压；
[0024] RC：剩余电量；
[0025] IV1：第一瞬间电压；
[0026] IV2：第二瞬间电压；
[0027] EV：预测电压；
[0028] C1～C4：线段；
[0029] T0～T4：时间点；
[0030] RT：恢复时间；
[0031] S201～S202、S601～S606：步骤。
具体实施方式
[0032] 图2为本发明一实施例所示出电子装置的装置方块图。请参照图2，电子装置10，包括电池110以及耦接电池110的电源管理单元120。电源管理单元120读取电池110的输出电压OV，判断在时间区间内，电池110的输出电压OV的变化量是否大于第一阀值。当电源管理单元120判断时间区间内电池110的输出电压OV的变化值大于第一阀值时，电源管理单元120根据输出电压OV以及输出电压OV在时间区间内的变化量计算电池110的剩余电量。
[0033] 图3为本发明一实施例所示出电量检测方法的方法流程图，其中所述的电量检测方法适用于具有电池的电子装置，例如图1所示电子装置10。请参照图3，首先在步骤S201时，读取电池的输出电压，判断在时间区间内，电池的输出电压的变化量是否大于第一阀值。然后在步骤S202时，当判断时间区间内电池的输出电压的变化值大于第一阀值时，根据输出电压以及输出电压在时间区间内的变化量计算电池的剩余电量。
[0034] 简单来说，电子装置10中的电源管理单元120可利用在时间区间内(例如，1秒内)电池110的输出电压OV的变化量来判断目前电池110的输出电压OV是处于恢复期间的输出电压OV，或是已为稳定状态的电池开路电压。若输出电压OV的变化量大于上述的第一阀值，则电源管理单元120可以判断电池110处于恢复期间，电源管理单元120便可以进一步的利用目前的已读取得到的输出电压OV以及上述的变化量来计算目前电池110的残余电量。
[0035] 图4为本发明一实例所示出输出电压与时间的关系图。其中，在图4所示实例中，电子装置10的电池110在时间点T0前处于有负载的放电状态(对应于线段C1)，而在时间点T0时发生了电池脱落、电池拔除或不明原因断电等情况，使得在时间点T0后电池110处于无负载的开路状态。假设使用者将电池110装回电子装置10后，试图启动作业系统(在此忽略将电池110装回电子装置10所可能耗费的时间)，此时电源管理单元120将在作业系统启动前(即，电池110的输出有负载前)在时间区间内(例如，1秒内)，分别在时间点T1读取得到第一瞬间电压IV1以及时间点T2读取第二瞬间电压IV2。电源管理单元120便可根据第一瞬间电压IV1以及第二瞬间电压IV2计算得到变化量△V。而变化量△V则可被表示为如下式(1)：
[0036]
[0037] 其中，时间点T1以及时间点T2则分别代表了读取第一瞬间电压IV1以及读取第二瞬间电压IV2的时间点，也就是所述时间区间的起始时间点以及结束时间点。
[0038] 这么一来，电源管理单元120便可进一步的利用第一瞬间电压IV1以及读取第二瞬间电压IV2以及上述输出电压OV的变化量△V来推算出在恢复时间结束时的预测电压EV(即，时间点T3时所可以检测得到的输出电压OV)，而预测电压EV应与对应于目前电池的残余电量的电池开路电压近似或是相等。预测电压EV可被表示为下式(2)：
[0039]
[0040] 其中，RT即为恢复时间。
[0041] 式(2)有多种较为简化的计算方式。其中最简单的方式即为，假设从时间点T2至时间点T3之间为直线(即，线段C4)，直接将变化量△V乘以恢复时间RT即可计算得到预测电压EV。
[0042] 在本实施例中，恢复时间RT设定为30分钟(例如，对应于锂电池)，第一阀值被设定等于4微伏特(μV)/秒。其中，第一阀值这样的数值设置近似对应于电池电量的百分之一，亦可对应于其他比例的电池电量或锂电池以外的电池的电池特性而进行设定。
[0043] 在此实例中，电源管理单元120在时间区间内测量得到第二瞬间电压IV2为3.76伏特，并且计算得到变化量△V为33微伏特/秒。电源管理单元120即可判断输出电压OV的变化量△V大于第一阀值，而需计算得到预测电压EV。而预测电压EV即等于：
[0044]
[0045] 电源管理单元120即可进一步的根据预测电压EV的数值转换得到目前电池110的剩余电量。(例如，参考图1则可知，3.819V对应于接近电池110的电量的75％)。
[0046] 另一方面，由线段C2可以看出，恢复时间RT中输出电压PV的变化并非等比例的变化，所以式(2)另外一种简化计算方法则是将恢复时间RT分为三个阶段，低速上升、中速上升以及高速上升的三个阶段。当电源管理单元120判断输出电压OV的变化量△V大于第一阀值时，电源管理单元120则更进一步的判断输出电压OV的变化量△V是否亦大于第二阀值或第三阀值。当输出电压OV的变化量△V介于第一阀值与第二阀值之间时，电源管理单元120则判断目前输出电压OV的变化量△V处于低速上升的阶段。同理，当输出电压OV的变化量△V介于第二阀值与第三阀值之间，或输出电压OV的变化量△V大于第三阀值时，电源管理单元120则分别判断变化量△V处于中速上升或高速上升的阶段。
[0047] 而在电源管理单元120中则可针对上述的三个阶段(低速上升、中速上升以及高速上升)分别设定三个阶段的预设变化量以及预设时间区间。例如，恢复时间RT为30分钟，电源管理单元120则再设定低速上升、中速上升以及高速上升阶段的时间区间分别为5分钟、15分钟以及10分钟，并设定各自的预设变化量。如图4所示实例，时间点T1～T2的时间区间仍处于高速上升的阶段，预测电压EV即等于(高速上升阶段的预设变化量乘以10分钟+中速上升阶段的预设变化量乘以15分钟+低速上升阶段的预设变化量乘以5分钟+加上第二瞬间电压IV2)之值。
[0048] 假设电源管理单元120在时间点T4判断输出电压OV的变化量△V与第一阀值、第二阀值以及第三阀值间的关系时，电源管理单元120即可判断得到时间点T4的输出电压OV的变化量△V介于第一阀值以及第二阀值之间，输出电压OV的变化量△V处于低速上升阶段。因此，预测电压EV则等于时间点T4的输出电压OV再加上低速上升阶段的预设变化量乘以5分钟之值。本发明并不限定于上述的计算方式，可根据实际需求调整计算的方式，例如恢复时间中阶段的数量、各阶段所对应的时间以及预设变化量皆可视实际状况以及采用的电池特性的不同而调整。
[0049] 图5为本发明一实施例所示出电子装置的装置方块图。其中，与图2所示实施例不同的是，图5所示实施例中的电子装置10则还包括了耦接于电源管理单元120的处理单元130以及耦接处理单元130的显示单元140。在本实施例中，处理单元130从电源管理单元130取得电池110的剩余电量RC，并通过显示单元140显示上述的剩余电量RC。显示单元140显示剩余电量RC的方式也可有多种选择，其中，剩余电量RC可被转换为由处理单元130运作的操作系统的使用者介面上的一个物件，于一般工作模式，或是锁定画面时显示。上述的物件可为一电池图样配合剩余电量RC的比例数字，或是电池图样对应于剩余电量RC而显示不同的长短比例，本发明并不限定于上述。而在本发明另一实施例中，处理单元130则由电源管理单元120取得电池开路电压(例如，稳定状态时的输出电压OV)或是预测电压EV，由处理单元
130转换电池开路电压或预测电压EV为剩余电量RC，本发明并不限定上述的实施方式。
[0050] 图6为本发明一实施例所示出电量检测方法的步骤流程图。相较于图3所示实施例，图6所示实施例提供了一种较为详细的实施方式。请参照图5以及图6，首先，电源管理单元120会持续判断电子装置是否被致能(enable)或是被唤醒，或是广义的说，判断电池110是否即将从轻负载(或无负载)状态切换为有负载状态(步骤S601)。若是，电源管理单元120则判断在时间区间内输出电压的变化量是否大于第一阀值(步骤S602)。若在时间区间内输出电压的变化量大于第一阀值，电源管理单元120则根据此时的输出电压OV以及输出电压在时间区间内的变化量利用图4所示的计算方式或其他计算方式计算得到预测电压EV(步骤S603)。
[0051] 若电源管理单元120判断在时间区间内输出电压的变化量小于第一阀值，则表示目前电池110的输出电压平稳，电源管理单元120即直接将目前的输出电压OV(或在进行步骤S602所读取到的第一瞬间电压IV1、第二瞬间电压IV2或是上述两者的平均值)设定为电池开路电压(步骤S604)。然后，电源管理单元120即可根据预测电压EV或是电池开路电压判断目前电池110的剩余电量RC(步骤S605)。接着，处理单元130便可从电源管理单元120取得电池110的剩余电量RC，并通过显示单元140显示目前电池110的剩余电量RC(步骤S606)。
[0052] 综上所述，本发明提供了一种电子装置以及电量检测方法，可用来判断目前电池的输出电压是否处于恢复时间内，并进而据此判断得到目前电池正确的剩余电量。当电子装置快速的在工作模式与休眠模式之间切换，或是电子装置的电池为活动式的电池设计(即，可由使用者自行拔除或更换)并且当电子装置的作业系统运作中，突然发生电池脱落或是电池拔除的情况发生时，电子装置仍可通过本发明所提出的技术方案而正确的判断得到此时电池的剩余电量，提供给使用者最正确的信息而进一步的提高电子装置的使用者体验。
[0053] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
