电子装置

摘要

本发明提供一种电子装置，其包含电源供应模块、系统负载、软启动单元、单向导通单元以及连接器。系统负载电性耦接电源供应模块。软启动单元电性耦接于系统负载与电源供应模块之间。单向导通单元电性耦接于软启动单元与电源供应模块之间，用以阻止电源供应模块的能量流入软启动单元。连接器具有电源输入端，电源输入端电性耦接软启动单元。

权利要求

1.一种电子装置，包含：

一第一机体，包含：

一电源供应模块；

一系统负载，电性耦接该电源供应模块；

一软启动单元，电性耦接于该系统负载与该电源供应模块之间；

一单向导通单元，电性耦接于该软启动单元与该电源供应模块之间，用以阻止该电源供应模块的能量流入该软启动单元；以及一连接器，具有一电源输入端，该电源输入端电性耦接该软启动单元，且当一第二机体连接该第一机体时，该第二机体的一电源输出端电性耦接该连接器的该电源输入端。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中该软启动单元包含：一开关电路，电性耦接该单向导通单元；

一延时电路，电性耦接该开关电路；以及

一分压电路，电性耦接于该电源输入端与该延时电路之间，用以提供一分压至该延时电路；

其中，该延时电路接收该分压时，延时提供一开启电压至该开关电路。

3.一种电子装置，包含：

一第一机体，包含：

一第一电源供应模块；

一第一系统负载，电性耦接该第一电源供应模块；

一第一软启动单元，电性耦接于该第一系统负载与该第一电源供应模块之间；及一第一单向导通单元，电性耦接于该第一软启动单元与该第一电源供应模块之间，用以阻止该第一电源供应模块的能量流入该第一软启动单元；以及一第二机体，可拆卸性地连接该第一机体，当该第二机体连接该第一机体时，该第二机体的一电源输出端电性耦接该第一软启动单元。

4.根据权利要求3所述的电子装置，其中该第一机体还包含：一第一连接器，具有一电源输入端与一电源输出端，该第一连接器的该电源输入端电性耦接该第一软启动单元，且当该第二机体连接该第一机体时，该第二机体的该电源输出端电性耦接该第一连接器的该电源输入端。

5.根据权利要求3所述的电子装置，其中该第二机体还包含：一第二电源供应模块；

一第二系统负载，电性耦接该第二电源供应模块；

一第二软启动单元，电性耦接于该第二系统负载与该第二电源供应模块之间；及一第二单向导通单元，电性耦接于该第二软启动单元与该第二电源供应模块之间，用以阻止该第二电源供应模块的能量流入该第二软启动单元；

其中，当该第二机体连接该第一机体时，该第一机体的一电源输出端电性耦接该第二软启动单元。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其中该第二机体还包含：一第二连接器，其中该第二机体的该电源输出端设置于该第二连接器上。

7.根据权利要求5所述的电子装置，其中当该第一机体与该第二机体连接时，如果该第一机体的该电源输出端的电压大于该第二机体的该电源输出端的电压，该第一机体的该第一电源供应模块通过该第二软启动单元供电给该第二系统负载。

8.根据权利要求5所述的电子装置，其中当该第一机体与该第二机体连接时，如果该第一机体的该电源输出端的电压小于该第二机体的该电源输出端的电压，该第二机体的该第二电源供应模块通过该第一软启动单元供电给该第一系统负载。

9.根据权利要求5所述的电子装置，其中该第一机体包含一显示界面。

10.根据权利要求5所述的电子装置，其中该第二机体包含至少一输入接口。

说明书

电子装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电子装置，特别是涉及一种具有软启动电路的电子装置。

背景技术

[0002] 近年来，由于市场的需求与趋势，平板计算机与笔记本计算机除了讲究轻薄之外，携带方便也是重要考量之一。因此，变形笔记本计算机(Detachable laptop)与变形平板计算机(Detachable Tablet)产品也越来越多。

[0003] 变形笔记本计算机与变形平板主要分为两个部分，例如主系统(即平板端)和扩充底座。通常，主系统与平板端拥有各自独立的电源供应模块。因此，当主系统与平板端结合时，如果主系统与平板端的电位不相等，可能会产生突波电流进而造成系统异常。

发明内容

[0004] 本发明提供一种电子装置，以解决上述问题。

[0005] 根据本发明的一实施方式，电子装置包含电源供应模块、系统负载、软启动单元、单向导通单元以及连接器。系统负载电性耦接电源供应模块。软启动单元电性耦接于系统负载与电源供应模块之间。单向导通单元电性耦接于软启动单元与电源供应模块之间，用以阻止电源供应模块的能量流入软启动单元。连接器具有电源输入端，电源输入端电性耦接软启动单元。

[0006] 根据本发明的另一实施方式，电子装置包含第一机体与第二机体。第一机体包含第一电源供应模块、第一系统负载、第一软启动单元以及第一单向导通单元。第一系统负载电性耦接第一电源供应模块。第一软启动单元电性耦接于第一系统负载与第一电源供应模块之间。第一单向导通单元电性耦接于第一软启动单元与第一电源供应模块之间，用以阻止第一电源供应模块的能量流入第一软启动单元。第二机体可拆卸性地连接第一机体，当第二机体连接第一机体时，第二机体的电源输出端电性耦接第一软启动单元。

[0007] 综上所述，本发明的电子装置藉由软启动模块的作用，可减少电子装置在接收或输出电源时的突波电流，避免电子装置内部的系统负载因电压掉落而导致系统异常。

附图说明

[0008] 图1为电子装置的主系统与扩充座结合时，其中的电源供应电路的一例示性态样。

[0009] 图2为本发明一实施方式的电子装置的电路方块图。

[0010] 图3为本发明一实施方式的电子装置的第一机体与第二机体结合时，电源供应路径的示意图。

[0011] 图4为本发明一实施方式的电子装置的第一机体与第二机体结合时，电源供应路径的另一示意图。

[0012] 图5为本发明一实施方式的软启动模块的电路方块图。

[0013] 【附图符号说明】

[0014] 10、100：     电子装置

[0015] 11：         主系统

[0016] 12、112：     第一电源供应模块

[0017] 14、114：     第一系统负载

[0018] 16：         第一放电电路

[0019] 21：         扩充座

[0020] 22、122：     第二电源供应模块

[0021] 24、124：     第二系统负载

[0022] 26：         第二放电电路

[0023] 30：         连接器

[0024] 110：        第一机体

[0025] 111：        第一连接器

[0026] 111a：       电源输出端

[0027] 111b：       电源输入端

[0028] 116：        第一软启动单元

[0029] 116a：       电源输出端

[0030] 116b：       电源输入端

[0031] 118：        第一单向导通单元

[0032] 118a：       电源输出端

[0033] 119：        第一放电电路

[0034] 120：        第二机体

[0035] 121：        第二连接器

[0036] 121a：       电源输出端

[0037] 121b：       电源输入端

[0038] 126：        第二软启动单元

[0039] 126a：       电源输出端

[0040] 126b：       电源输入端

[0041] 128：        第二单向导通单元

[0042] 129：        第二放电电路

[0043] 128a：       电源输出端

[0044] 200、200′：  软启动模块

[0045] 210：        第一软启动单元

[0046] 210a：       电源输入端

[0047] 210b：       电源输出端

[0048] 212：        开关电路

[0049] 212a：       第一端

[0050] 212b：       第二端

[0051] 212c：       第三端

[0052] 214：        延时电路

[0053] 216：        分压电路

[0054] R1：         第一电阻

[0055] R2：         第二电阻

[0056] T1：         第一端

[0057] T2：         第二端

[0058] 220：        第一单向导通单元

[0059] C：          电容

[0060] C1：         第一电容

[0061] C2：         第二电容

[0062] C3：         第三电容

[0063] C4：         第四电容

[0064] D1：         第一二极管

[0065] D2：         第二二极管

[0066] V1、V2：      电压

[0067] N1、N2：      节点

[0068] P1、P2：      电源供应路径

具体实施方式

[0069] 以下将以附图提示本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。此外，附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。

[0070] 关于本文中所使用的『第一』、『第二』、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明内容，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件或操作而已。此外，为使便于理解，下述说明中相同元件将以相同的附图标记来说明。

[0071] 当一元件被称为『连接』或『耦接』至另一元件时，它可以为直接连接或耦接至另一元件，又或是其中有一额外元件存在。相对的，当一元件被称为『直接连接』或『直接耦接』至另一元件时，其中是没有额外元件存在。

[0072] 图1为电子装置的主系统与扩充座结合时，其中的电源供应电路的一例示性态样。如图所示，电子装置10的主系统11包含第一电源供应模块12、第一系统负载14以及第一放电电路16。电子装置10的扩充座21包含第二电源供应模块22、第二系统负载24以及第二放电电路26，其中主系统11与扩充座21可通过连接器30可拆卸性地连接。

[0073] 主系统11的第一放电电路16电性耦接于第一电源供应模块12以及第一系统负载14之间。第一放电电路16可包含第一电容C1、第二电容C2与第一二极管D1。第一二极管D1的阳极电性耦接第一电源供应模块12，阴极电性耦接第一系统负载14。第一电容C1与第二电容C2的一端电性耦接第一二极管D1的阴极，另一端接地。

[0074] 类似地，扩充座21的第二放电电路26电性耦接于第二电源供应模块22以及第二系统负载24之间。第二放电电路26包含第三电容C3、第四电容C4与第二二极管D2。第二放电电路26中的电子元件连接方式与第一放电电路16类似，在此便不赘述。

[0075] 如图所示，当主系统11与扩充座21通过连接器30相互结合时，会因为主系统11的电压V1与扩充座21的电压V2不同，而产生一个突波电流。举例而言，当电压V1大于电压V2时，会有一个突波电流从主系统11经由连接器30对扩充座21内部的第二系统负载24以及电容C3、C4充电。当电压V1与电压V2之间的电位差越大时，或者电容C3、C4的容值越大时，突波电流也会越大。反之，当电压V2大于电压V1时，也会有类似的状况。这样的突波电流可能会造成第一系统负载14和/或第二系统负载16的电压瞬间掉落，导致系统异常，也有可能会让第一电源供应模块12和/或第二电源供应模块22的过电流保护的功能启动，而造成系统断电。

[0076] 有鉴于此，本发明的一个或多个实施方式提供一种具有软启动电路的电子装置，以改善有各自电源系统的电子装置(例如平板计算机与扩充座)结合时，所发生的突破电流的问题。

[0077] 请参考图2，其为本发明一实施方式的电子装置的电路方块图。如图所示，电子装置100包含第一机体110与第二机体120，其中第一机体110与第二机体120可拆卸性地连接。具体应用时，第一机体110可为上述的主系统，例如为平板计算机，第二机体120可例如为上述的扩充座，例如为具有键盘、触控板与多个连接端口的底座，但本发明不以此为限。凡是各自具有独立的电源系统，且能相互结合而分享电源的电子装置，皆应落入本发明的保护范围的范畴。

[0078] 请参考图2与图3，其中图3为本发明一实施方式的电子装置的第一机体与第二机体结合时，电源供应路径的示意图。如图所示，第一机体110包含第一电源供应模块112、第一系统负载114、第一软启动单元116以及第一单向导通单元118。第一系统负载114电性耦接第一电源供应模块112。第一软启动单元116电性耦接于第一系统负载114与第一电源供应模块112之间。第一单向导通单元118电性耦接于第一软启动单元116与第一电源供应模块112之间，用以阻止第一电源供应模块112的能量流入第一软启动单元116。

[0079] 第二机体120可拆卸性地连接第一机体110，当第二机体120连接第一机体110时，第二机体120的电源输出端121a电性耦接第一软启动单元116。如此一来，由于第一单向导通单元118可阻止第一电源供应模块112的能量流入第一软启动单元116，因此当第二机体120的电源输出端121a电性耦接第一软启动单元116时，可确保第二机体120的电源会通过第一软启动单元116(如电源供应路径P1)。

[0080] 第一软启动单元116具有防止电压突然变化的功能。亦即，如果第二机体120的电源输出端121a的电压V2大于第一机体110的电源输出端111a的电压V1，第一机体110与第二机体120之间的电位差不会马上呈现在第一软启动单元116的电源输出端116a，而是会有一段时间的缓冲后，第一软启动单元116的电源输出端的电压才会逐渐上升，藉此大幅度地降低突波电流。并且，在第一软启动单元116的电源输出端116a的电压上升后，第二机体120的电源即开始通过第一软启动单元116供电至第一机体110的第一系统负载114。

[0081] 接着，请参考图2与图4，其中图4为本发明一实施方式的电子装置的第一机体与第二机体结合时，电源供应路径的另一示意图。如图所示，第二机体120包含第二电源供应模块122、第二系统负载124、第二软启动单元126以及第二单向导通单元128。如图所示，第二系统负载124电性耦接第二电源供应单元122。第二软启动单元126电性耦接于第二系统负载124与第二电源供应模块122之间。第二单向导通单元128电性耦接于第二软启动单元126与第二电源供应模块122之间，用以阻止第二电源供应模块122的能量流入第二软启动单元126。如上所述，第一机体110与第二机体120可拆卸性的连接，当第一机体110与第二机体
120连接时，第一机体110的电源输出端111a可电性耦接第二软启动单元126。

[0082] 类似于第一软启动单元116，第二软启动单元126亦有防止电压突然变化的功能。亦即，如果是第一机体110的电源输出端111a的电压V1大于第二机体120的电源输出端121a的电压V2的情况，第一机体110与第二机体120之间的电位差亦不会马上呈现在第二软启动单元126的电源输出端126a，而是会有一段时间的缓冲后，第二软启动单元126的电源输出端126a的电压才会逐渐上升，藉此大幅度地降低突波电流，并且使得第一机体110的电源可通过第二软启动单元126供电至第二机体120的第二系统负载122(如电源供应路径P2)。

[0083] 请继续参考图2至图4，在部分实施方式中，第一机体110可还包含第一连接器111，且第一连接器111具有电源输出端111a与电源输入端111b。第二机体120可还包含第二连接器121，且第二连接器120具有电源输出端121a与电源输入端121b。当第二机体120连接第一机体110时，第二机体120的第二连接器121的电源输出端121a电性耦接第一机体110的第一连接器111的电源输入端111b。并且，第二连接器121的电源输入端121b电性耦接第一连接器111的电源输出端111a。

[0084] 如此一来，藉由在第一机体110与第二机体120分别设置的第一软启动单元116与第二软启动电路126，电子装置10可在接收或输出电源时，改善突波电流或系统电压瞬间断落的状况。更进一步言之，在部分实施方式中，纵使第一机体110与第二机体120内的第一放电电路119与第二放电电路129具有很大的容值，通过第一软启动单元116与第二软启动电路126的设置，不论是第一机体110对第二机体120充电，或第二机体120对第一机体110充电，都可改善突波电流的问题。

[0085] 应了解到，上述实施方式所揭示的电子装置100虽具有两个机体(即第一机体110与第二机体120)，但本发明的电子装置不限于此。在部分实施方式中，电子装置可以指的是单一个机体的装置。凡是能接收电源的单一个机体，其电源输入后通过软启动单元、单向导通单元进入至系统负载，皆应落入本发明的保护范围的范畴中。

[0086] 接着，将更进一步介绍本发明一实施方式的软启动模块200的电路方块图。本实施方式的软启动模阻200应用至电子装置中时，并不需要另外加装控制器(例如加装嵌入式控制器等)。请参考图5，软启动模块200包含第一软启动单元210以及第一单向导通单元220。第一软启动单元210具有电源输入端210a与电源输出端210b。第一单向导通单元220电性耦接第一软启动单元210的电源输出端210b，其中第一单向导通单元220可阻止能量由第一软启动单元210的电源输出端210b进入第一软启动单元210。

[0087] 当图5的实施方式的软启动模块200应用至图1的电子装置中时，即可得到类似于本发明图2中的第一机体110的电路架构。由此可知，在不需要加装任何控制器的情况下，图5实施方式的软启动模块200即可应用至图1的电子装置中。类似的，图5实施方式中的软启动模块200亦可应用至现行任何适合的电子装置中，进而改善突破电流的问题。

[0088] 请回到图2。如图所示，在部分实施方式中，软启动模块200′可还包含第一连接器111，且第一连接器111的电源输入端111b电性耦接第一软启动电路116的电源输入端116b，且第一连接器111的电源输出端111a电性耦接第一单向导通单元118的电源输出端118a。如此一来，如图2所示，由于第一单向导通单元118的电源输出端118a与第一连接器111的电源输出端111a分享同一个节点N1，因此当第一连接器111与第二连接器121连接时，不需要额外的控制器即可决定电源该由第一机体110流向第二机体120，或由第二机体120流向第一机体110。

[0089] 请继续参考图2，在部分实施方式中，软启动模块200′可还包含第二软启动单元126、第二单向导通单元128以及第二连接器121。第二软启动单元126包含电源输出端126a与电源输入端126b。第二单向导通单元128电性耦接第二软启动单元126的电源输出端
126a。第二连接器121的电源输入端121b电性耦接第二软启动单元126的电源输入端126b，第二连接器121的电源输出端121a电性耦接第二单向导通单元128的电源输出端128a。类似地，由于第二单向导通单元128的电源输出端128a与第二连接器121的电源输出端121a分享同一个节点N2，因此当第二连接器121与第一连接器111连接时，不需要额外的控制器即可决定电源该由第一机体110流向第二机体120，或由第二机体120流向第一机体110。

[0090] 图2的实施方式揭示了软启动模块200′整合在两个机体中，但本发明不限于此。然而，应了解到，如果上述第一软启动单元116与第二软启动电路126整合在同一个机体中时，例如同时设置在第一机体110中，仍应避免第一电源供应模块112的能量流入第一软启动单元116与第二软启动电路126中，以防第一软启动单元116与第二软启动电路126被第一电源供应模块112导通而失去缓冲电位差变化的作用。

[0091] 在上述一个或多个实施方式中，第一机体110可为平板计算机，其可包含显示界面，例如液晶显示屏幕。第二机体120可为平板计算机的扩充座，其可包含至少一输入接口，例如键盘、触控板等。第一系统负载114可为平板计算机的系统负载，其可例如包含平板端的处理器、存储器等需要电源供应的元件。第二系统负载124可为扩充座的系统负载，其可例如包含扩充端的处理器、硬盘等需要电源供应的元件。

[0092] 请回到图5，在一实施方式中，第一软启动单元210可包含开关电路212、延时电路214以及分压电路216。开关电路212电性耦接第一单向导通单元220。延时电路214电性耦接开关电路212。分压电路216电性耦接第一软启动单元210的电源输入端210a(亦可为电性耦接连接器的电源输入端)与延时电路214之间，用以提供一分压至延时电路214。当延时电路
214接收所述分压时，可延时提供一开启电压至开关电路212，以避免开关电路212被立即导通而产生过大的突波电流。

[0093] 在一实施方式中，开关电路212可包含第一端212a、第二端212b与第三端212c，其中第一端212a电性耦接延时电路214，第二端212b电性耦接电源输入端210a、第三端212c电性耦接第一单向导通单元220。具体应用时，开关电路212可包含一个或多个PMOS晶体管或NMOS晶体管，但本发明不限于此。

[0094] 在一实施方式中，延时电路214可包含至少一电容C，其中电容C的一端电性耦接电源输入端210a，另一端电性耦接分压电路216。当分压电路216输入一电位差至电容C的两端时，电容C充电并且电位逐渐提升。当电容C的电位提升到一开启电压时，可导通开关电路212。更详细而言，当电容C的电位接近开启电压时，开关电路212的电流通道就会被逐渐打开，当电容C的电位大于开启电压时，开关电路212则可被视为短路。因此，藉由延时电路的作用，电源输入端210a输入的电源电压不会立即地在电源输出端210b展现，而是经过一段时间后的缓冲后，电源输出端210b的电压才会逐渐上升，藉此改善突波电流的现象。

[0095] 在一实施方式中，分压电路216包含第一电阻R1以及第二电阻R2。第一电阻R1的一端电性耦接电源输入端210a。第二电阻R2具有第一端T1与第二端T2，其中第一端T1接地，第一端T2电性耦接第一电阻R1。如图5所示，延时电路214可电性耦接于第一电阻R1与第二电阻R2之间，以接收一分压。

[0096] 上述一个或多个实施方式揭示软启动单元中的开关电路212、延时电路214与分压电路216的一具体实施态样，但本发明不以此为限。本领域技术人员应可视实际使用需求而调整各个电路中的电子元件的数目、种类与连接关系。

[0097] 请继续参考图5，在图5的实施方式中，第一单向导通单元220可包含二极管D，但本发明不以此为限。在其他实施方式中，只要能阻止能量流入软启动单元的电子电路接应落入本发明的保护范围的范畴。

[0098] 综上所述，本发明的电子装置藉由软启动模块的作用，可减少电子装置在接收或输出电源时的突波电流，避免电子装置内部的系统负载因电压掉落而导致系统异常。实际验证时，以图1为例，其中第一、第二电容C1、C2的等效电容值以及第三、第四电容C3、C4的等效电容值为220微法拉(μF)，主系统11与扩充座21之间的电位差为4.2伏特(V)时，如果主系统11与扩充座21连接，其突波电流可高达43～44安培，电压掉落可高达1.9伏左右。

[0099] 若以同样的参数验证，并应用图5中的软启动模块200至图1的电子装置中(类似图2的态样)，其中第一电阻为10千欧姆，第二电阻为100千欧姆，电容C的容值1微法拉时，突波电流可下降到2.16～2.34安培、电压掉落可减少至400毫伏(mV)。进一步地，如果电容C的容值为4.7微法拉时，突波电流可下降到810毫安(mA)，电压掉落可减少至260毫伏(mV)。

[0100] 以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请权利要求书中。