CN101167037B - 用于禁用计算机系统中电源管理的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

电源适配器(102)包括电源(136)，用于输出功率以便当被供电设备(104)耦合到电源适配器时向该被供电设备供电。该电源适配器还包括禁用节流阀指示器(138)，当被供电设备耦合到电源适配器时该禁用节流阀指示器向被供电设备指明为了将电源适配器保持在调节范围内被供电设备不需要降低该被供电设备使用的功率量。

Description

用于禁用计算机系统中电源管理的系统和方法
背景技术
向便携式计算机供电的一种方式是使用电源适配器。电源适配器耦合到交流(AC)电源(比如交流插座)并将交流线电压转换为较低的适于便携式计算机使用的直流(DC)电压。电源适配器通常是与便携式计算机分开的单元。便携式计算机被设计成可移动的。当便携式计算机移动到新的位置时，电源适配器通常与便携式计算机一起被带到新的位置。结果，期望能降低电源适配器的尺寸和重量以便使电源适配器移动方便。
通常便携式计算机电源适配器被设计成为达到特定最大电流电平的负载电流输出特定的标称输出电压。当负载电流达到或超过最大电流电平时，电源适配器降低输出电压以便试图防止负载电流超过最大电流电平。以这种方式降低输出电压被称作“电流限制”电源适配器。降低电源适配器的输出电压通常是不期望的(例如，这样的降低可能导致便携式计算机关机)。
在一种避免使电源适配器进入这样的电流限制状态的方法中，便携式计算机确定便携式计算机正从电源适配器抽出多少电流。在这种实施方式中，假定用于向便携式计算机供电的电源适配器将具有预定的固定最大电流电平(这里也称为“假定的最大电流电平”)来设计和配置便携式计算机。当便携式计算机抽出的电流的量超过假定的最大电流电平时，便携式计算机降低便携式计算机所用的功率量。例如，在一个实施方式中，便携式计算机降低用于电池充电的功率量和/或降低便携式计算机的中央处理单元工作的时钟频率。这种方法通常降低了便携式计算机的性能(例如，通过增加电池充电所要求的时间量和/或通过降低处理器执行程序指令的速度)。然而，如果便携式计算机与具有最大电流电平的电源适配器一起使用，该最大电流电平大于由便携式计算机使用的假定的最大电流水平，则便携式计算机的性能可能会被不必要地降级(即，在一些情况下，其中由便携式计算机抽取的电流大于假定的最大电流电平但小于电源适配器的实际最大电流电平)。
附图说明
图1是根据本发明的计算系统的一个示意实施例的框图。
图2是根据本发明的计算系统的一个示意实施例的框图。
各个附图中相同的参考数字和标识标明相同的元素。
具体实施方式
图1是根据本发明的计算系统100的一个示意实施例的框图。计算系统100包括用于向至少一个被供电设备104供电的电源适配器102。在图1所示的特定实施例中，被供电设备104包括便携式计算机106。在图1所示的实施例中，便携式计算机106可由电源适配器102供电(当耦合到其上时)或由经由电池接口108与便携式计算机106耦合的电池供电。在其它实施例中，通信地耦合到便携式计算机106的一个或多个其他外部设备(例如，扩展坞或诸如光盘或软盘驱动单元的外部设备)也由电源适配器102供电。在一些其他实施例中，电源适配器用于为其它类型的电子设备，比如其它类型的电池供电设备供电。
便携式计算机106包括至少一个中央处理单元(CPU)110和存储器112。CPU110执行各款软件，例如包括操作系统和一个或多个应用。通常，由CPU110执行的一部分软件和在执行期间由软件使用的一个或多个数据结构被存储在存储器112中。存储器112包括任何适当的现在已知或以后开发的存储器，例如随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、和/或CPU110内的寄存器。
便携式计算机106包括适配器接口128，用于耦合便携式计算机106到电源适配器(比如电源适配器102)。在图1所示的实施例中，适配器接口128包括一对电源端子，通过这一对电源端子从在与便携式计算机106耦合的电源适配器中包括的相应一对电源端子接收功率。在图1所示的实施例中，便携式计算机106还包括扩展坞接口160，用于耦合便携式计算机106到扩展坞。在这样一个实施例的一个实施方式中，扩展坞接口160包括一对电源端子，当便携式计算机106耦合到扩展坞时通过这一对电源端子从扩展坞接收功率。在这样一个实施方式中，扩展坞接口160包括其他端子(在图1中未示出)，通过这些端子信号可在便携式计算机106和扩展坞之间进行通信。
在图1所示的实施例中，便携式计算机106包括电源管理功能114。电源管理功能114控制计算机106使用的功率量。电源管理功能114包括试图将便携式计算机106从中接收功率的电源适配器102保持在调节范围内的功能115(也称作为“节流阀功能”)。如这里所使用的，“在调节范围内”是指电源适配器能够输出标称输出电压同时提供低于最大电流电平的负载电流的状态，针对所述标称输出电压设计了电源适配器(或者即与电源适配器关联)，且针对最大电流电平设计了电源适配器(或者即是与电源适配器关联)。例如当电源适配器在“电流被限”状态时，电源适配器不在调节范围内，在“电流被限”状态中，电源输出小于电源适配器的标称输出电压，以便将电源适配器提供的负载电流保持在电源适配器的最大负载电流之下。换句话说，通过将电源适配器保持在调整范围内，避免电源适配器进入电流被限状态。
在图1中所示的实施例中，节流阀功能115假定用于向便携式计算机106供电的任何电源适配器具有预定的固定最大负载电流(这里也称作“假定的最大负载电流”)。在这样的实施例中，节流阀功能115确定便携式计算机106正从电源适配器102抽出多少电流(这里也称作为“测量的电流”)。节流阀功能115基于电源适配器102的测量的电流和假定的最大负载电流来控制便携式计算机106使用的功率量。在这样的实施例中，节流阀功能115能够控制便携式计算机106使用的功率量，使得测量的电流(即是，便携式计算机106从电源适配器102抽出的电流量)在假定的最大负载电流之下。在其他实施例中，电源管理功能114以其它方式实现。
在图1所示的实施例中，节流阀功能115通过降低用于对经由电池接口108插入到(或耦合到)便携式计算机106中的一个或多个电池充电的功率量来降低便携式计算机106使用的功率量。电池接口108包括充电电路116，用于对与需要充电的便携式计算机106耦合的任何电池进行充电。在这样的实施例中，充电电路116能够在节流阀功能115的控制下调整用于电池充电的功率量。并且，在图1所示的实施例中，节流阀功能115通过降低CPU110工作的时钟频率来降低便携式计算机106使用的功率量。
在图1所示的实施例中，便携式计算机106包括嵌入式控制器118，其控制便携式计算机106中一个或多个其它部件的操作。在这样的一个实施例中，利用嵌入式控制器118来至少部分地实现了电源管理功能114。在这样的一个实施方式中，嵌入式控制器118与便携式计算机106中的各种部件(例如电池接口108和CPU110)提供的配置和/或电源管理接口进行交互。
在图1所示的实施例中，利用可编程处理器120来实现嵌入式控制器118，可编程处理器120执行适当的软件来实现这里所述的由嵌入式控制器118执行的处理。该软件包括存储(或包含)在适当存储介质或媒体(比如闪速存储器)上的程序指令，可编程处理器120从所述存储介质或媒体上读取至少一部分程序指令以供执行。在图1所示的实施例中，由嵌入式控制器118的可编程处理器120执行的软件包括基本输入/输出系统(BIOS)122，其提供便携式计算机106的硬件与操作系统和CPU110执行的其它软件之间的接口。BIOS112使用的各种系统配置设置124(在这里也称为“BIOS设置”124)存储在存储器126(在这里也称为“BIOS存储器”126)中。在图1所示的特定实施例中，BIOS存储器126包括非易失性存储器(例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)存储器)。在其他实施例中，存储BIOS设置124的存储器126位于便携式计算机106中的其它地方和/或是使用其它类型的现在已知或以后开发的存储器(例如其它类型的非易失性存储器)来实现。
电源适配器102包括电源接口130，其用于将电源适配器102耦合到交流电源132(比如交流插座)。电源适配器102还包括设备接口134，其用于将电源适配器102耦合到被供电设备104(在图1中所示的实施例中的便携式计算机106)。在图1所示的实施例中，电源接口130和设备接口134都包括相应的电源端子对。在图1所示的实施例的一个实施方式中，利用适当的电缆和连接器将电源适配器102直接耦合到电源132和便携式计算机106。在另一个实施例中，电源适配器102经由诸如扩展坞的一个或多个中间设备间接地耦合到便携式计算机106。
电源适配器102还包括电源136，其将来自交流电源132的交流线电压转换成适于便携式计算机106使用的较低的直流电压。电源适配器102和电源136被设计成提供充足的功率以向便携式计算机106可能遇到的任何负载供电。即，电源适配器102被设计成输出充足的功率来给便携式计算机106供电，对插入到便携式计算机106中的一个或多个电池进行充电，并且给可能耦合到便携式计算机106的任何外部设备(例如，扩展坞或诸如光盘或软盘驱动的其他设备)供电。这种电源适配器102在这里还被称为“无约束的”电源适配器102。当无约束的电源适配器102用于给便携式计算机106供电时，为了将电源适配器102保持在调节范围内便携式计算机106并不需要降低便携式计算机106使用的功率量(尽管，在一些实施例中，便携式计算机106由于其它原因包括降低或调整便携式计算机106所用功率量的功能)。
电源适配器102向便携式计算机106传递或指明电源适配器102是无约束的，并且为了将电源适配器102保持在调节范围内便携式计算机106并不需要降低便携式计算机106使用的功率量。在图1所示的实施例中，电源适配器102包括禁用节流阀指示器138，当便携式计算机106耦合到电源适配器102(要么直接要么经由诸如扩展坞的一个或多个中间设备)时，其向便携式计算机106指明为了将电源适配器102保持在调节范围内便携式计算机106并不需要降低便携式计算机106使用的功率量。便携式计算机106包括至少一个禁用节流阀接口，其接收来自电源适配器102的指示(或否则确定电源适配器102正指明为了将电源适配器102保持在调节范围内便携式计算机106并不需要降低由便携式计算机106使用的功率量)。换句话说，禁用节流阀指示器138向便携式计算机106指明电源适配器102是无约束的电源适配器102。
在图1所示的特定实施例中，便携式计算机106的适配器接口128包括禁用节流阀接口140，并且便携式计算机106的扩展坞接口160包括禁用节流阀接口141。在这样一个实施例中，当电源适配器经由适配器接口128耦合到便携式计算机106时，包括在适配器接口128中的禁用节流阀接口140与电源适配器的任意禁用节流阀指示器138进行交互。当扩展坞经由扩展坞接口160耦合到便携式计算机106时，包括在扩展坞接口160中的禁用节流阀接口141与扩展坞的任意禁用节流阀指示器进行交互。如果禁用节流阀接口140或141之一从电源适配器接收到为了将电源适配器102保持在调节范围内便携式计算机106并不需要降低便携式计算机106所用功率量的指示，则包括在电源管理功能114中的节流阀功能115被禁用。如果禁用节流阀接口140或141都没有接收到这样的指示，则包括在电源管理功能114中的节流阀功能115被启用(如果这样的功能115还没有例如经由手工改变由BIOS122维护的BIOS设置124而被禁用)。
在这样一个实施例的一些实施方式中，便携式计算机106的禁用节流阀接口140包括开关，当电源适配器102经由适配器接口128耦合到便携式计算机106时，由电源适配器102的禁用节流阀指示器138机械制动所述开关。在这样的一个实施方式中，便携式计算机106的禁用节流阀接口140包括机械制动的通常是闭合的开关。在这样的一个实施方式中，电源适配器102的禁用节流阀指示器138包括当电源适配器102经由适配器接口128耦合到便携式计算机106(使开关打开)时以及再次当适配器102与便携式计算机106去耦合(使开关闭合)时，机械制动开关的销(或者其它物理构件)。在这样的一个实施方式中，当开关打开时包括在电源管理功能114中的节流阀功能115被禁用。在另一个实施方式中，便携式计算机106的禁用节流阀接口140包括机械制动的通常是打开的开关。在这样一个实施方式中，电源适配器102的禁用节流阀指示器138包括当电源适配器102经由适配器接口128耦合到便携式计算机106(使开关闭合)时以及再次当电源适配器102与便携式计算机106去耦合(使开关打开)时，机械制动开关的销(其它物理构件)。在这样的一个实施方式中，当开关闭合时包括在电源管理功能114中的节流阀功能115被禁用。
在其它实施方式中，便携式计算机106的禁用节流阀接口140包括由电源适配器102的禁用节流阀指示器电子制动的通常是打开的开关或继电器。在一个这样的实施方式中，便携式计算机106的禁用节流阀接口140包括电路的两个端子，当无约束的电源102没有耦合到便携式计算机106的适配器接口128时这两个端子彼此电隔离。在一个这样的实施方式中，电源适配器102的禁用节流阀指示器138包括导电构件，当电源适配器102经由适配器接口128耦合到便携式计算机106时，该导电构件电耦合禁用节流阀接口140的两个端子(例如通过物理接触两个端子的每一个)。在这样一个实施方式中，当禁用节流阀接口140的两个端子彼此电耦合(例如通过电源适配器102的禁用节流阀指示器138的导电构件)时，包括在电源管理功能114中的节流阀功能115被禁用。
在这样的实施例的另一个实施方式中，禁用节流阀接口140包括一个端子(或其它接口)，通过这个端子由电源适配器102输出的禁用信号由便携式计算机106接收。在这样一个实施方式中，电源适配器102的禁用节流阀指示器138包括禁用信号源和输出禁用信号的端子(或其他接口)。当电源适配器102耦合到便携式计算机106时，在包括在电源适配器102的禁用节流阀指示器138中的端子上输出的禁用信号在包括在便携式计算机106的禁用节流阀接口140中的端子上接收。在这样一个实施方式中，当便携式计算机106接收禁用信号时，包括在电源管理功能114中的节流阀功能115被禁用。
按照上述针对适配器接口128的禁用节流阀接口140的方式实现包括在扩展坞接口160中的禁用节流阀接口141的示例实施方式和实施例。
图1说明了如何从电源适配器102向便携式计算机106直接传递为了将电源适配器102保持在调节范围内便携式计算机106并不需要降低由便携式计算机106所用功率量的指示。在其它应用场景中，这样的指示是经由诸如扩展坞的一个或多个中间设备从电源适配器102传递到便携式计算机106的。这种应用场景的一个例子在图2中示出。
图2是根据本发明的计算系统200的一个示意实施例的框图。在图2所示的实施例中，图1的电源适配器102经由中间设备202耦合到图1的便携式计算机106，在该实施例中，中间设备202包括扩展坞204。在这样一个实施例中，电源适配器102向扩展坞204(以便给包括在扩展坞204中的诸如一个或多个发光二极管的部件供电)、便携式计算机106、和耦合到便携式计算机106或扩展坞204的任何其它设备(比如光驱或软驱)。
在图2所示的实施例中，扩展坞204包括用于将扩展坞204耦合到电源适配器102的适配器接口206。扩展坞202的适配器接口206包括一对电源端子，其用于经由电源适配器的设备接口134的电源端子(在图2中未示出)从电源适配器102接收功率。在图2所示的实施例中，从电源适配器102接收的功率用于给扩展坞204的一个或多个部件210(例如一个或多个LED)供电。
扩展坞204还包括用于将扩展坞204耦合到便携式计算机106的扩展坞接口160的设备接口212。在图2所示的实施例中，扩展坞204的设备接口212包括一对电源端子。当便携式计算机106耦合到扩展坞204时，从电源适配器102接收的功率经由设备接口212的电源端子被提供给包括在便携式计算机106的扩展坞接口160中的电源端子。
在图2所示的特定实施例中，便携式计算机106的扩展坞接口160的禁用节流阀接口141包括用于接收由电源适配器102输出的禁用信号的端子(这里也称为“禁用信号端子”)，并且电源适配器102的禁用节流阀指示器138(在图2中未示出)包括禁用信号源和输出禁用信号的禁用信号端子。在这样一个实施例中，扩展坞204接收由电源适配器102输出的禁用信号并将该禁用信号传递到便携式计算机106。在这样一个实施例中，扩展坞204的适配器接口206包括禁用节流阀接口214，用于当电源适配器102耦合到扩展坞204时从电源适配器102接收禁用节流阀指示符(图2所示实施例中的禁用信号)。在这样一个实施例的一个实施方式中，禁用节流阀接口214包括禁用节流阀端子，当电源适配器102耦合到扩展坞204时，该禁用节流阀端子从包括在电源适配器102的设备接口134中的禁用信号端子接收禁用信号。在这样一个实施例中，扩展坞204的设备接口212包括禁用节流阀指示器216，用于向便携式计算机106指明为了将电源适配器102保持在调节范围内便携式计算机106并不需要降低便携式计算机106使用的功率量。在一个实施方式中，禁用节流阀指示器216包括禁用节流阀端子，在该禁用节流阀端子上输出在适配器接口206的禁用节流阀接口214上接收的任何禁用信号。当便携式计算机106耦合到扩展坞204时，设备接口212的禁用信号端子通信地耦合到便携式计算机106的扩展坞接口160的禁用信号端子。当便携式计算机106接收禁用信号时，便携式计算机禁用节流阀功能115。
以这种方式电源适配器102经由中间设备202(扩展坞204)向便携式计算机106指明为了将电源适配器102保持在调节范围内便携式计算机106并不需要降低便携式计算机106使用的功率量。
在其它实施例中，扩展坞204以其它方式向便携式计算机106指明为了将电源适配器102保持在调节范围内便携式计算机106并不需要降低便携式计算机106使用的功率量例如在这样一个可替换的实施例中，扩展坞被设计成仅由无约束的电源适配器供电。
并且，在图2所示的实施例中，扩展坞204还包括电源管理功能218，其控制由扩展坞204的部件210使用的功率量和/或生成供便携式计算机106用来控制便携式计算机106要使用多少功率的信息(例如，负载电流测量值)。在这样一个实施例的一个实施方式中，如果从电源适配器102接收禁用信号(或其它禁用节流阀指示符)，则禁用至少一部分电源管理功能218。

Claims (12)

1.一种被供电设备(104)，包括：
用于从电源适配器(102)接收功率的接口(128)；
功率节流阀(115)，所述功率节流阀(115)操作用于控制被供电设备(104)使用的功率量，使得被供电设备(104)抽取的负载电流保持在与被供电设备耦合的电源适配器的预定的最大负载电流之下；
禁用节流阀接口(140)，用于从电源适配器(102)接收禁用节流阀指示；并且
其中被供电设备(104)被配置为在接收到禁用节流阀指示时禁用功率节流阀(115)。
2.如权利要求1所述的被供电设备，其中功率节流阀(115)
(a)降低用于电池充电的功率量和/或
(b)降低处理单元工作的频率。
3.如权利要求1或权利要求2所述的被供电设备，被耦合到电源适配器(102)，其包括耦合到接口(128)的电源(136)和耦合到禁用节流阀接口(140)的禁用节流阀指示器(138)，所述禁用节流阀指示器(138)提供禁用节流阀指示。
4.如权利要求3所述的被供电设备，其中禁用节流阀指示器包括端子，在所述端子上将禁用节流阀指示器信号传递到被供电设备。
5.如权利要求3所述的被供电设备，其中被供电设备包括便携式计算机(106)。
6.如权利要求3所述的被供电设备，其中电源适配器经由中间设备(202)耦合到被供电设备。
7.一种电源适配器(102)，包括：
电源(136)，能够耦合到被供电设备(104)的接口，电源(136)被配置成输出功率以便向被供电设备(104)供电；和
禁用节流阀指示器(138)，所述禁用节流阀指示器(138)能够耦合到被供电设备(104)的禁用节流阀接口(140)，禁用节流阀指示器(138)被配置成向被供电设备(104)提供指示以便禁用在被供电设备(104)内操作的功率节流阀(115)；并且
其中在被供电设备(104)内操作的功率节流阀(115)使用与被供电设备耦合的电源适配器的预定的最大负载电流。
8.如权利要求7所述的电源适配器，其中禁用节流阀指示器包括端子，在所述端子上将禁用节流阀指示器信号传递到被供电设备。
9.如权利要求7和8中任一项所述的电源适配器，还包括设备接口(134)，功率经由设备接口而被施加到被供电设备。
10.如权利要求7到8中任一项所述的电源适配器，其中被供电设备包括便携式计算机(106)。
11.如权利要求7到8中任一项所述的电源适配器，其中电源适配器经由中间设备(202)耦合到被供电设备。
12.一种方法，包括：
将功率从电源适配器(102)提供给被供电设备(104)，在被供电设备(104)上，功率节流阀(115)操作用于控制设备(104)使用的功率量，使得被供电设备(104)抽取的负载电流保持在与被供电设备耦合的电源适配器的预定的最大负载电流之下；
由电源适配器(102)向被供电设备(104)提供禁用节流阀指示；和
响应于接收到所述指示，被供电设备(104)禁用功率节流阀(115)。
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