CN101097476B

CN101097476B - 电源处理系统及其方法

Info

Publication number: CN101097476B
Application number: CN2006100362116A
Authority: CN
Inventors: 林升平; 张耀俊
Original assignee: Mitac Computer Shunde Ltd; Mitac International Corp
Current assignee: Mitac Computer Shunde Ltd; Shunda Computer Factory Co Ltd; Mitac International Corp
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2026-06-30
Also published as: CN101097476A

Abstract

本发明公开了一种电源管理系统及其方法，其应用于一内建有嵌入式系统(embedded system)的电子装置中，且该电子装置是具有用以提供电源的供电模块，本发明的电源管理系统及其方法是通过侦测模块侦测供电模块的工作状态，从而输出相应工作状态的致能信号及禁能信号，进而供控制模块控制与该供电模块电性连接的切换模块，来执行开启或切断该供电模块的电源输入路径，因此，即可使电子装置于运作过程中出现温度或电压异常状况时，自动切断供电模块的电源输入路径，从而可有效防止电子装置内部的硬件部件因异常状况而受损坏。

Description

电源处理系统及其方法

技术领域

本发明是有关于一种电源管理技术，特征别是有关于一种应用于内建有嵌入式系统(embedded system)的电子装置中的电源管理系统及其方法。

背景技术

由于电子装置(如：计算机)是能否长期正常运行，与该计算机装置的工作电压质量以及运行时温度的高低等均有着密切的关联。一般计算机装置于正常运作的电压值偏差是限定在标准电压(例如220V标准电压、5V标准电压或者3.3V标准电压等)的10％以内，一旦电压值超出上述电压值范围，例如电压过高时，将会加速计算机装置的硬件部件的老化，甚至烧毁硬件部件，缩短计算机装置的使用寿命；若电压过低时，会使计算机装置无法正常运行，进而导致计算机器件的损坏，且对计算机装置中一些机械器件的润滑机构不利，将造成例如键盘触点接触不良、软盘机磁头小车运行不顺畅、打印针受阻等故障。

因此，为防止计算机装置于运行过程中受电压或者温度异常等因素的影响，业界多采用计算机装置内部配置的韧体-基本输入输出系统(BasicInput/Output System；以下简称为BIOS)程序负责电源的管理以及硬件部件侦测作业，进而在侦测到计算机装置运行过程中出现上述状况时，及时关闭计算机装置，以避免上述损失。而嵌入式系统(Embedded System)是一种结合计算机软件和硬件的应用。只要是行动电话、游乐器、影音设备等生活配备，或者是运输系统以及工厂生产的自动控制，随处可见嵌入式系统的应用。然而，在现有之内建嵌入式系统的电子装置中，由于不具备BIOS程序，使电源部分多半是由一个开关键透过手动操作完成计算机装置的开关机作业，也鲜少有硬件部件侦测功能，如果在运行过程中发生电压或温度异常状况时，即未能及时予以侦测并执行关机处理，进而容易造成整个计算机装置的硬件部件的损坏。

因此，如何提出一种电源管理系统及其方法，且其可应用于一内建有嵌入式系统的电子装置中，使其在该计算机装置运行过程中发生温度或电压异常时，可及时关闭系统电源，以防止该计算机装置内部的硬件部件受损，实为目前有待解决的技术课题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的主要目的在于提供一种可实时侦测电子装置的温度或电压的电源管理系统及其方法。

本发明的另一目的在于提供一种可令风扇模块依据不同的温度进行对应的转速运行，以有效降低系统运作的噪音的电源管理系统及其方法。

为达上述主要及其它目的，本发明提供一种电源管理系统，其应用于一内建有嵌入式系统(embedded system)的电子装置中，且该电子装置还具有用以提供电源予电子装置的供电模块，该电源管理系统包括：与该电子装置的供电模块电性连接的切换模块，是用以开启或切断供电模块的电源输入路径；用以侦测该供电模块的工作状态，从而输出相对应的致能信号及禁能信号的侦测模块；以及控制模块，用以接收该侦测模块所产生的致能信号及禁能信号，从而控制切换模块执行开启及切断该供电模块的电源输入路径。

侦测模块包括：用以侦测供电模块的工作模式，且在侦测到供电模块的工作模式是由断电模式切换为供电模式时，即输出致能信号的第一侦测单元；用以在该切换模块开启供电模块的电源输入路径时，侦测供电模块的供电电压，且当侦测到供电模块的供电电压超出电压预设范围时，即输出禁能信号的第二侦测单元；以及用以侦测供电模块的操作温度，当侦测到供电模块的操作温度超出第一温度预设范围时，即输出禁能信号的第三侦测单元。

另外，本发明还提供一种电源管理方法，其应用于一内建有嵌入式系统(embedded system)的电子装置中，且该电子装置还具有用以提供电源给电子装置的供电模块，该电源管理方法包括：

使切换模块与供电模块电性连接，来开启以及切断供电模块的电源输入路径。

进行侦测步骤，以侦测组设于电子装置中的硬件部件的工作状态，从而输出相应的致能信号及禁能信号。且该侦测步骤进一步包括：

侦测该供电模块的工作模式，且在侦测到供电模块的工作模式是由断电模式切换为供电模式时，即输出致能信号；

在切换模块开启供电模块的电源输入路径时，侦测供电模块的供电电压，且当侦测到供电模块的供电电压超出电压预设范围时，即输出禁能信号；以及

侦测该供电模块的操作温度，当侦测到供电模块的操作温度超出第一温度预设范围时，即输出禁能信号。

接收该侦测模块所产生的致能信号及禁能信号，以控制切换模块执行开启及切断供电模块的电源输入路径。

相较于已知技术，本发明所揭示的电源管理系统及其方法是通过侦测模块侦测组设于电子装置中的硬件部件的工作状态，以供输出相应的致能信号及禁能信号，再通过控制模块控制与供电模块电性连接的切换模块，来执行开启及切断供电模块的电源输入路径，从而，即可使得该电子装置在运作过程中发生温度或电压异常状况时，即自动切断电子装置的供电模块的电源输入路径，进而有效防止电子装置内部的硬件部件因异常状况而受损坏。

附图说明

图1为一方块示意图，其显示本发明电源管理系统的基本架构方块示意图；

图2为一示意图，其显示本发明电源管理系统之一较佳实施例的电压值范围之示意图；

图3为一流程图，其显示本发明电源管理方法的操作流程示意图；

图4为一流程图，其显示本发明电源管理方法控制电子装置的风扇模块之一较佳实施例的操作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明进行详细说明。

请参阅图1，为显示本发明电源管理系统的基本架构示意图。如图所示，本发明所述电源管理系统是应用于一内建有嵌入式系统(embedded system)的电子装置中，且该电子装置还具有用以提供电源给电子装置的供电模块10，该电源管理系统包括切换模块20、侦测模块21以及控制模块22。

所述切换模块20是与该电子装置的供电模块10电性连接，用以开启以及切断该供电模块的电源输入路径。

所述侦测模块21用以侦测组设于该供电模块10的工作状态，从而输出相对应的致能信号及禁能信号。

在本实施例中，该侦测模块21还包括第一侦测单元211，其用以侦测供电模块10的工作模式，且在侦测到供电模块10的工作模式由断电模式切换为供电模式时，即输出致能信号；第二侦测单元212，其用以在切换模块20开启供电模块10的电源输入路径时，侦测供电模块10的供电电压，且当侦测到供电模块10的供电电压超出电压预设范围时，即输出禁能信号，该第二侦测单元212是可为一电压计；以及第三侦测单元213，用以侦测供电模块10的操作温度，当侦测到供电模块10的操作温度超出第一温度预设范围时，即输出禁能信号，且该所述第三侦测单元213是可为一温度传感器。

另外，所述的电子装置还包括开关模块11，其用以产生开机信号及关机信号，并通过该侦测模块21的第一侦测单元211接收开关模块11所产生开机信号及关机信号，从而输出相应的致能信号及禁能信号，又，所述开关模块11可为电源开关按钮。

所述控制模块22是用以接收侦测模块21所产生的致能信号及禁能信号，从而控制切换模块20执行开启及切断供电模块10的电源输入路径。

在本实施例中，该电子装置还包括具有若干风扇转速等级可运行的风扇模块12，用以通过脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation；PWM)信号控制转速，来进行散热作业，其中，该风扇转速等级是依据具有不同工作周期(Duty Cycle)的脉冲宽度调变信号进行依次定义，该风扇转速等级可分为

(1)工作周期为0，且操作温度低于45℃时，即定义为零级风扇转速等级。

(2)工作周期为20％，且操作温度为42至52℃时，即定义为一级风扇转速等级。

(3)工作周期为40％，且操作温度为50至57℃时，即定义为二级风扇转速等级。

(4)工作周期为60％，且操作温度为55至61℃时，即定义为三级风扇转速等级。

(5)工作周期为80％，且操作温度为59至65℃时，即定义为四级风扇转速等级。

(6)工作周期为100％，且操作温度为63至75℃时，即定义为五级风扇转速等级。

另外，所述控制模块22还可用以当侦测模块21的第三侦测单元213侦测到供电模块10的操作温度超出各温度预设范围时，即输出对应的工作周期的脉冲宽度调变信号至电子装置的风扇模块12，从而使该风扇模块12以相应的风扇转速等级运行。其中，上述温度预设范围均未超出第一温度预设范围。

参阅图2所示，其为本发明的电源管理系统之一较佳实施例的电压值范围的示意图。如图所示：由于计算机装置内部是可配置有若干硬件部件，该硬件部件所需的工作电压(如：3.3V、5V或12V等)可能会有所不同，以计算机装置中工作电压为5V的显示卡芯片为例，依照显示卡芯片的电压容忍要求，只要电压偏差在5V工作电压的10％范围内(即4.5V～5.5V电压值范围a)变动，均属于正常供电电压；一旦该电压偏差超出10％范围，甚至达到高于工作电压(5V)的15％或低于20％(即电压值超出4V～5.75V范围b)时，该所述电压为严重异常供电电压(电压过高或过低)，该计算机装置应立即关闭，以防止显示卡芯片受损，因此，可通过本发明的电源管理系统第二侦测单元212、切换模块20、以及控制模块22的相互作用，并预先设定电压预设范围为4V～5.75V时，，即可使得该计算机装置在侦测到显示卡芯片超出电压容忍要求时，及时切断电子装置的供电模块10的电源输入路径，进而避免显示卡芯片受损，甚或殃及其它硬件部件。

请参阅图3所示，其为本发明电源管理方法的操作流程示意图。如图所示，本发明的电源管理方法是应用于内建有嵌入式系统(embedded system)的电子装置中，且该电子装置还具有用以提供电源给电子装置的供电模块。且该电源管理方法包括以下步骤：

在步骤S100中，让切换模块20与电子装置的供电模块10电性连接，以开启或切断该供电模块10的电源输入路径，进至步骤S110。

在步骤S110中，进行侦测步骤，以侦测供电模块10的工作状态，从而输出相应的致能信号及禁能信号，进至步骤S120

而上述的侦测步骤还可进一步包括：

侦测供电模块10的工作模式，且在侦测到供电模块10的工作模式是由断电模式切换为供电模式时，即输出致能信号。

在切换模块20开启供电模块10的电源输入路径时，侦测供电模块10的供电电压，且当侦测到供电模块10的供电电压超出电压预设范围时，即输出禁能信号。

侦测该供电模块10的操作温度，当侦测到供电模块10的操作温度超出第一温度预设范围时，即输出禁能信号。

侦测该电子装置的开关模块是否产生开机信号，若否，即输出禁能信号；若是，则输出致能信号。

且在步骤S120中，来使得控制模块22接收所输出的禁能信号后，控制切换模块20切断供电模块10的电源输入路径；或使得该控制模块22接收所输出的致能信号后，控制切换模块20开启供电模块10的电源输入路径。

请参阅图4，其为本发明电源管理方法控制电子装置的风扇模块之一较佳实施例的操作流程示意图，在本实施例中，该风扇转速等级是定义六个风扇转速等级，分别为零级至五级，对应的脉冲宽度调变信号的占空比分别为0、20％、40％、60％、、80％、100％，相应地，各温度预设范围分别为0～45℃、42℃～52℃、50℃～57℃、55℃～61℃、59℃～65℃、63℃～75℃，而75℃是为第一温度预设范围，且该上述温度预设范围均未超出该第一温度预设范围。又，该电源管理方法控制电子装置的风扇模块之操作流程包括以下步骤：

在步骤S200中，电子装置的风扇模块12尚未启动，正处于零级风扇转速等级，进至步骤S202。

在步骤S202中，使侦测模块21的第三侦测单元213侦测供电模块10的操作温度，进至步骤S204。

在步骤S204中，侦测该操作温度是否超过45℃，若是，则进至步骤S206；若否，则返回步骤S200。

在步骤S206中，使控制模块22输出工作周期为20％的脉冲宽度调变信号至电子装置的风扇模块12，使得风扇模块12以一级风扇转速等级运行，接着进至步骤S208。

在步骤S208中，侦测该操作温度是否低于42℃，若是，则返回步骤S200；若否，则进至步骤S210。

在步骤S210中，侦测该操作温度是否超过52℃，若是，则进至步骤S212；若否，则返回步骤S210继续侦测。

在步骤S212中，使控制模块22输出工作周期为40％的脉冲宽度调变信号至电子装置的风扇模块12，使得风扇模块12以二级风扇转速等级运行，接着进至步骤S214。

在步骤S214中，侦测该操作温度是否低于50℃，若是，则返回步骤S212；若否，则进至步骤S216。

在步骤S216中，侦测该操作温度是否超过57℃，若是，则进至步骤S218；若否，则返回步骤S216继续侦测。

在步骤S218中，使控制模块22输出工作周期为60％的脉冲宽度调变信号至该电子装置之风扇模块12，使得风扇模块12以三级风扇转速等级运行，接着进至步骤S220。

在步骤S220中，侦测该操作温度是否低于55℃，若是，则返回步骤S218；若否，则进至步骤S222。

在步骤S222中，侦测该操作温度是否超过61℃，若是，则进至步骤S224；若否，则返回步骤S222继续侦测。

在步骤S224中，使控制模块22输出工作周期为80％的脉冲宽度调变信号至该电子装置之风扇模块12，使得风扇模块12以四级风扇转速等级运行，接着进至步骤S226。

在步骤S226中，侦测该操作温度是否低于59℃，若是，则返回步骤S224；若否，则进至步骤S228。

在步骤S228中，侦测该操作温度是否超过65℃，若是，则进行步骤S230；若否，则返回步骤S228继续侦测。

在步骤S230中，使控制模块22输出工作周期为100％的脉冲宽度调变信号至该电子装置的风扇模块12，使得风扇模块12以五级风扇转速等级运行，接着进至步骤S232。

在步骤S232中，侦测该操作温度是否低于63℃，若是，则返回步骤S230；若否，则进至步骤S234。

在步骤S234中，侦测该操作温度是否超过75℃，若是，则进至步骤S236；若否，则返回步骤S234继续侦测。

在步骤S236中，使侦测模块21之第三侦测单元213输出禁能信号，以供后续控制模块22控制切换模块20执行切断该供电模块10的电源输入路径的动作。

综上所述，本发明所述电源管理系统及其方法主要是通过侦测模块21侦测组设于电子装置中的硬件部件的工作状态，以供输出相应的致能信号及禁能信号，再通过控制模块22控制与供电模块10电性连接的切换模块20，来执行开启及切断供电模块10的电源输入路径，从而，即可使该内建有嵌入式系统在不具备基本输入输出系统程序配置得电子装置在运作过程中，其温度或电压出现异常状况时，即可自动切断电子装置的供电模块10的电源输入路径，从而可有效防止电子装置内部的硬件部件因异常状况而受损坏。

另外，本发明所述电源管理系统及其方法也可通过侦测模块21侦测电子装置的供电模块10的操作温度，以及时调整并输出不同工作周期的脉冲宽度调变信号至电子装置的风扇模块12，从而使风扇模块12可依据不同的温度进行对应的转速运行，有效降低系统运作时由风扇模块12产生的噪音。

Claims

1.一种电源管理系统，其应用于内建有嵌入式系统的电子装置中，且该电子装置还具有用以提供电源给电子装置的供电模块，其特征在于：该电源管理系统包括

切换模块，其与该电子装置的供电模块电性连接，用以开启以及切断该供电模块的电源输入路径；

侦测模块，是用以侦测组设于该电子装置中的供电模块的工作状态，从而输出相对应的致能信号及禁能信号，且该侦测模块还包括：

第一侦测单元，其侦测该电子装置的供电模块的工作模式，且在侦测到供电模块的工作模式是由断电模式切换为供电模式时，即输出致能信号；

第二侦测单元，其在该切换模块开启供电模块的电源输入路径时，侦测供电模块的供电电压，且当侦测到供电模块的供电电压超出电压预设范围时，即输出禁能信号；以及

第三侦测单元，其侦测该供电模块的操作温度，且在侦测到供电模块的操作温度超出第一温度预设范围时，即输出禁能信号；

控制模块，是用以接收该侦测模块所产生的致能信号及禁能信号，从而控制切换模块执行开启及切断供电模块的电源输入路径。

2.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于：电子装置还包括产生开机信号及关机信号的开关模块，并通过该侦测模块的第一侦测单元接收开关模块所产生开机信号及关机信号，从而输出相应的致能信号及禁能信号。

3.根据权利要求2所述的电源管理系统，其特征在于：开关模块为电源开关按钮。

4.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于：电子装置还包括具有若干风扇转速等级可运行的风扇模块，用来通过脉冲宽度调变信号控制转速，以进行散热作业。

5.根据权利要求4所述的电源管理系统，其特征在于：风扇转速等级为依据具有不同工作周期的脉冲宽度调变信号进行依次定义。

6.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于：控制模块还包括当侦测模块侦测到该供电模块的操作温度超出各温度预设范围时，即输出对应的工作周期的脉冲宽度调变信号至电子装置的风扇模块，且该风扇模块是以相应的风扇转速等级运行。

7.根据权利要求6所述的电源管理系统，其特征在于：温度预设范围为均未超出第一温度预设范围。

8.一种电源管理方法，是应用于内建有嵌入式系统及电源管理系统的电子装置中，且该电子装置还具有用以提供电源给电子装置的供电模块，其特征在于：该电源管理方法包括以下步骤，

让切换模块与供电模块电性连接，以开启以及切断该供电模块的电源输入路径；

进行侦测步骤，以侦测组设于电子装置中的供电模块的工作状态，从而输出相应的致能信号及禁能信号；

接收侦测模块所产生的致能信号及禁能信号，以控制切换模块执行开启及切断供电模块的电源输入路径；

侦测该电子装置的供电模块的工作模式，且在侦测到供电模块的工作模式是由断电模式切换为供电模式时，即输出致能信号；

侦测供电模块的操作温度，当侦测到供电模块的操作温度超出第一温度预设范围时，即输出禁能信号。

9.根据权利要求8所述的电源管理方法，其特征在于：电子装置还包括用以产生开机信号及关机信号的开关模块，且该侦测步骤还包括：

接收该开关模块所产生开机信号，并输出致能信号；以及

接收该开关模块所产生关机信号，并输出禁能信号。

10.根据权利要求9所述的电源管理方法，其特征在于：开关模块为电源开关按钮。

11.根据权利要求8所述的电源管理方法，其特征在于：电子装置还包括具有若干风扇转速等级可运行的风扇模块，用以通过脉冲宽度调变信号控制转速，来进行散热作业。

12.根据权利要求11所述的电源管理方法，其特征在于：风扇转速等级为依据具有不同工作周期的脉冲宽度调变信号进行依次定义。

13.根据权利要求8所述的电源管理方法，其特征在于：当侦测到供电模块的操作温度超出各温度预设范围时，即输出对应的工作周期的脉冲宽度调变信号至电子装置的风扇模块，从而使该风扇模块以相应的风扇转速等级运行。

14.根据权利要求13所述的电源管理方法，其特征在于：温度预设范围为均未超出第一温度预设范围。