CN101639802A - 安装有电池组件的计算机系统及其系统主体 - Google Patents

Abstract

一种计算机系统，包括：电池组件，其包括至少一个电池单元和检测电池单元温度的温度检测单元；和系统主体，其包括接收电池单元提供的工作电源而执行操作的系统单元，与温度检测单元连接以便确定温度检测单元所测量的电池单元的温度的估算电路，和，如果由估算电路所确定的电池单元的温度等于或高于给定值则执行系统保护控制的系统控制单元。

Description

安装有电池组件的计算机系统及其系统主体

技术领域

[0001]本发明涉及一种安装有电池组件的计算机系统及其系统主体，特别地，涉及一种能够对电池组件产生的热量执行系统保护控制的计算机系统，及其中的系统主体。

背景技术

[0002]诸如笔记本电脑、移动电脑等计算机系统可以配置有执行给定操作的系统主体，和安装在系统主体上为系统主体提供工作电源的电池组件，其中，电池中封装了电池单元。但是，在系统主体运行期间，计算机系统的电池组件中可能会产生很多的热量。热量的产生引起电池组件或系统主体的温度升高，因此需要有保护计算机系统的控制过程。

发明内容

[0003]本发明的目的是针对电池组件所产生的热量提供一种能够更加可靠地执行系统保护控制功能的计算机系统及其系统主体。特别地，本发明的目的是提供一种计算机系统，包括：电池组件，其包括电池单元和测量电池单元温度的温度检测单元；和系统主体，其包括接收电池单元提供的工作电源而运行的系统单元，与温度检测单元连接以便将温度检测单元所测量的电池单元温度与给定值进行比较的估算电路，和如果由估算电路所比较的电池单元的温度等于或高于给定值则执行系统保护控制的系统控制单元。电池组件中可以具有多于一个的电池单元。但是，本发明的操作是在一个电池单元的情况下进行。

[0004]系统控制单元可以根据通过估算电路与给定值进行比较的电池单元的温度来提供关于计算机系统的状态的信息。系统控制单元也可以根据估算电路所比较的电池单元的温度来降低系统单元的运行速度。系统控制单元也可以根据估算电路所比较的电池单元的温度来中断提供给系统单元的工作电源。

[0005]系统保护控制可以包括通知用户计算机系统的状态、降低系统单元的运行速度和中断提供给系统单元的工作电源中的至少两项操作，且当电池单元的温度升高时，系统控制单元可以逐步运行来执行系统保护控制。也就是说，当电池单元的温度等于或高于第一给定值时，系统控制单元可以执行通知用户计算机系统的状态和降低系统单元的运行速度中的至少一项操作。如果电池单元的温度等于或高于比第一给定值大的第二给定值时，系统控制单元也可以中断提供给系统单元的工作电源。

[0006]估算电路可以包括分别对应于第一和第二给定值的第一和第二比较器。估算电路可以包括滞环，该滞环包括与第一和第二比较器中的至少一个对应的第一给定值和/或第二给定值。系统控制单元根据温度检测单元和估算电路的连接来确定电池组件是否已经安装。

[0007]另外，本发明提供一种计算机系统的系统主体，包括：接收包括电池单元的电池组件提供的工作电源来执行操作的系统单元；连接到设置在电池组件上用来测量电池组件温度的温度检测单元上并将温度检测单元所测量的电池组件温度与给定值进行比较的估算电路；和如果由估算电路比较的电池单元的温度等于或大于给定值，则执行系统保护控制的系统控制单元。电池组件中可以具有多于一个的电池单元。但是，本发明在这方面的操作是在一个电池单元的情况下进行。

[0008]系统控制单元可以根据通过估算电路与给定值进行比较的电池单元的温度来提供关于计算机系统的状态的信息。系统控制单元也可以根据估算电路所比较的电池单元的温度来降低系统单元的运行速度。系统控制单元还可以根据估算电路所比较的电池单元的温度来中断提供给系统单元的工作电源。

[0009]系统保护控制可以包括通知用户计算机系统的状态、降低系统单元的运行速度和中断提供给系统单元的工作电源中的至少两项操作，当电池单元的温度升高时，系统控制单元可以通过操作执行系统保护控制。也就是说，当电池单元的温度等于或高于第一给定值时，系统控制单元可以执行通知用户计算机系统的状态和降低系统单元的运行速度中的至少一项操作。当电池单元的温度等于或高于比第一给定值大的第二给定值时，系统控制单元也可以中断提供给系统单元的工作电源。

[0010]估算电路可以包括分别对应于第一和第二给定值的第一和第二比较器。估算电路可以包括滞环，该滞环包括与第一和第二比较器对应的第一给定值和/或第二给定值。系统控制单元根据温度检测单元和估算电路的连接来确定电池组件是否已经安装。

[0011]本发明的其它方面和/或优势部分地可以在下面的说明中进行阐述，部分地，将从说明中变得明显，或可以从本发明的实施例中得到。

附图说明

[0012]本发明的这些和/或其他方面及优势将从下面结合附图的实施例的描述中变得更加明显并更加容易理解，其中：

图1图示了本发明实施例中的计算机系统的结构；

图2图示了图1实施例中的系统单元的结构；

图3图示了图1实施例中的估算电路的结构；和

图4图示了图1实施例中的迟滞电路的结构。

具体实施方式

[0013]现在将详细描述本发明的实施例，其中的例子图示在附图中，其中相同的附图标记代表所有相同的元件。下面参考附图描述实施例，以解释本发明。

[0014]图1图示了本发明实施例中的计算机系统1的结构。计算机系统1可以为笔记本电脑、移动电脑等。如图1所示，计算机系统1包括系统主体10和电池组件20。

[0015]系统主体10包括运行计算机程序以便执行给定操作的系统单元11。图2图示了图1实施例中的系统单元11的结构。如图2所示，系统单元11包括中央处理单元(CPU)111、存储器112、存储器控制器集线器(MCH)113、图形控制器116、显示单元117、输入/输出控制器集线器(ICH)114和一个或多个装置115。

[0016]CPU 111控制系统单元11的操作，并且运行存储器112中装载的代码以便执行对应于代码的指令。在执行指令时，CPU 111可以与MCH 113、图形控制器116、ICH 114和装置115通讯，并且可以控制它们中的每一个。

[0017]存储器112存储与CPU 111的操作性能有关的数据，包括由CPU 111运行的代码。存储器112可以是易失性存储器，例如，双倍数据速率同步动态随机存储器(DDR SDRAM)等。

[0018]图形控制器116处理图表数据。MCH 113将存储器112与其他元件，例如CPU 111等连接，从而在这些元件之间读和写数据。ICH 114将CPU 111与装置115相连接，以便在它们之间进行通讯。

[0019]装置115可以包括各种类型的硬件，例如，键盘、鼠标、写字板、触摸屏、控制杆、网络摄像机(web cam)、图像扫描器、条型码读取器、声卡、扬声器、麦克风、打印机、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、可记录式DVD(DVD-R)、可重写式DVD(DVD-RW)、USB驱动器、调制解调器和网卡。显示单元117基于图形控制器116所处理的图表数据显示影像。显示单元117可以是液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)等。

[0020]往回参见图1，电池组件20可以在系统主体10上安装和拆卸，并且包括至少一个给系统主体10提供工作电源(operating power)的电池单元21。系统主体10和电池组件20分别包括彼此电连接的电源端子(未显示)，以便在电池组件20安装在系统主体10上时提供工作电源。

[0021]电池组件20进一步包括测量电池单元21温度的温度检测单元22。本发明实施例中的温度检测单元22可以是靠近电池单元21设置的热敏电阻22(参见图3)。电池组件20可以进一步包括打开和关闭电池单元21的充电和放电路径231的开关单元23，和控制开关单元23以便使电池单元21充电或放电的电池控制单元24。

[0022]开关单元23可以是设置在充电和放电路径231中的至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。电池控制单元24可以包括控制开关单元23的开关驱动电路(未显示)。电池单元21的温度测量结果可以被传送到开关驱动电路中。如果电池单元21的温度高于给定值，则开关驱动电路控制开关单元23，使其断开提供给系统主体10的工作电源。

[0023]系统主体10可以进一步包括系统控制单元13。电池控制单元24可以给系统控制单元13传送关于电池组件20的信息，例如电池单元21的温度、剩余电池量等等。在这种情况下，电池控制单元24可以进一步包括微型计算机(未显示)。电池单元21的温度测量结果可以被传送到微型计算机中。例如，电池控制单元24的微型计算机和系统控制单元13之间的通讯可以由系统管理总线(SMBUS)通讯类型来执行。如果电池单元21的温度高于给定值，则系统控制单元13可以根据从电池控制单元24的微型计算机传送的有关电池组件20的信息来执行系统保护控制。

[0024]本发明这个实施例中的系统主体10进一步包括确定由温度检测单元22依次测量的电池单元21温度的估算电路12。估算电路12为模拟电路，并且当电池组件20安装在系统主体10上时，估算电路电连接到温度检测单元22上。当电池组件20安装在系统主体10上时，系统主体10和电池组件20分别包括电连接到估算电路12和温度检测单元22的接线端子(未显示)。

[0025]如果估算电路12所确定的电池单元21的温度高于给定值，则系统控制单元13执行系统保护控制。根据本发明的该实施例，温度检测单元22所得的电池单元21的温度检测结果直接传送到估算电路12中。因此，即使电池控制单元24的微型计算机可能不会正常的运行，或者由于通讯速度的限制，确定电池单元21温度的结果可能不会正常地传送等等，系统保护控制也能通过估算电路12快速可靠地执行。

[0026]图3图示了图1实施例中的估算电路12的结构。图3图示了电池组件20安装在系统主体10上时估算电路12和温度检测单元22的等效电路图。

[0027]如图3所示，估算电路12可以包括第一比较器121和第二比较器122。估算电路12可以进一步包括电阻123，且工作电压Vcc经由电阻123施加至第一比较器121和第二比较器122的第一输入端子(以Vin表示)。

[0028]本发明实施例中的系统控制单元13可以根据电连接在一起的温度检测单元22和估算电路12的连接状态来确定电池组件20的安装。也就是说，用于第一比较器121和第二比较器122的输入电压Vin也给系统控制单元13供电，以作为对应于电池组件20的安装的安装检测电压Vdetect。

[0029]如果电池组件20从系统主体10上拆下，则温度检测单元22和估算电路12处于电路断开状态(为方便起见并未示出)。如此在第一比较器121和第二比较器122的输入电压Vin中产生了电压差值，即，根据电池组件20在系统主体10上的安装产生的安装检测电压Vdetect。

[0030]系统控制单元13可以监控安装检测电压Vdetect，并且在安装检测电压Vdetect已经转换到给定值时，确定电池组件20已经安装在系统主体10上。当电池组件20已经安装在系统主体10上时，施加在第一比较器121和第二比较器122上的输入电压Vin变成温度检测单元22的热敏电阻上的电压。如果电池单元21的温度升高，则对应于温度的升高并根据温度检测单元22的热敏电阻的类型，热敏电阻的阻值增大或降低。如果热敏电阻的阻值增大或降低，则输入电压Vin相应地升高或降低。

[0031]第一比较器121和第二比较器122分别对应于电池单元21的温度的第一给定值和第二给定值。第一给定值和第二给定值是不同的，并且，比如说在电池单元21的温度中需要保护计算机系统1不受电池单元21的散热影响的控制时设置为电池单元21的温度。第一给定值和第二给定值可以在考虑工作电压Vcc、电阻123的阻值和温度检测单元22的热敏电阻在不同温度下的阻值时进行确定。第一比较器121和第二比较器122的第二输入端子分别接收对应于第一给定值的第一预定电压Vr1和对应于第二给定值的第二预定电压Vr2。

[0032]如果电池组件20安装在系统主体10上，则第一比较器121和第二比较器122分别将输入电压Vin与第一预定电压Vr1和第二预定电压Vr2进行比较，并输出比较结果(以Vout1和Vout2表示)。也就是说，如果输入电压Vin大于或小于第一给定电压Vr1或第二给定电压Vr2，则第一和第二比较器121和122分别反相输出Vout1和Vout2。

[0033]例如，当输入电压Vin小于第一给定电压Vr1时，如果电池单元21的温度升高从而输入电压Vin高于第一给定电压Vr1，则第一比较器121的输出Vout1可能从高值反向到低值，或从低值反向到高值。或者，在另一种类型的温度检测单元22的热敏电阻的情况下，当输入电压Vin高于第一给定电压Vr1时，如果电池单元21的温度升高从而输入电压Vin小于第一给定电压Vr1，则第一比较器121的输出Vout1可能从高值反向到低值，或从低值反向到高值。同时，对于输入电压Vin和第二给定电压Vr2，第二比较器122可以以与第一比较器121相同的方式运行。系统控制单元13根据第一比较器121和第二比较器122的输出Vout1和Vout2来确定电池单元21的温度是否超过给定的第一给定值和/或第二给定值。

[0034]作为附加实施例，第一比较器121和第二比较器122中的至少一个可以包括滞环(hysteresis band)，该滞环包括对应于电池单元21温度的第一给定值和/或第二给定值。图4图示了图1实施例中的迟滞电路(hysteresis circuit)12a的结构。在图4中，作为例子，第一比较器121包括滞环。为便于图示，估算电路12的其他结构，例如第二比较器122等已被省略。

[0035]如图4所示，迟滞电路12a可以包括第一到第五电阻124、125、126、127和128，以及电容器129。确定第一到第五电阻124、125、126、127和128的阻值，从而获得包括第一给定值在内的滞环。通过迟滞电路12a，虽然噪声被加到第一给定值中，但是由于可以通过滞环来获得稳定运行，因此迟滞电路12a的输出Vout1可以在可靠性方面得到改进。在本实施例中，所图示的第一比较器121具有滞环。可选择地，第二比较器122也可以具有滞环。

[0036]下面，将参考图1到3来描述本发明的实施例中的系统控制单元13的系统保护操作(后面，也将表示为′系统保护控制′)。当电池单元21的温度升高时，本发明实施例中的系统控制单元13可以通过基于第一比较器121和第二比较器122的输出Vout1和Vout2的操作来执行系统保护控制。

[0037]例如，当第二给定值设定为大于第一给定值，并且系统控制单元13根据第一比较器121的输出Vout1确定电池单元21的温度等于或高于第一给定值时，系统控制单元13可以通知用户该计算机系统1的状态。在这种情况下，例如，类似″由于电池的散热，计算机的当前温度过高！！″等信息可以显示在作为一类图形用户界面(GUI，未显示)的显示单元117上。

[0038]同样，若电池单元21的温度等于或高于第一给定值，则系统控制单元13可以单独降低系统单元11的运行速度或者还可以通知用户该计算机系统1的状态。系统单元11运行速度的降低可以是调节CPU 111核的运行速度。系统控制单元13可以包括用于调节CPU111核的运行速度的微型计算机，并且可以使用基本输入/输出系统(BIOS)等。

[0039]此外，如果系统控制单元13根据第二比较器122的输出Vout2确定电池单元21的温度进一步升高到超过第二给定值时，系统控制单元13可以中断提供给系统单元11的工作电源。提供给系统单元11的工作电源的中断可以是关掉系统主体10。系统控制单元13可以包括控制提供给系统主体10的电源的功率集成电路(IC)。

[0040]在本实施例中，为电池单元21的温度设置了两个给定值。本发明并不限于此，可以为电池单元21的温度设置一个值，或者三个或更多值。

[0041]在下文中，将以对比例子来描述本发明例示实施例中的计算机系统1。作为本发明实施例的对比例子，假定电池控制单元24根据所检测的电池单元21的温度结果来控制开关单元23而中断电池组件20的工作电源的供给，而不使用估算电路12。电池控制单元24可以为是集成电路的微型计算机。在本例中，如果电池控制单元24由于某些原因未能正常运行，则有可能不会中断工作电源，从而由于电池单元21的散热会发生危险的情况。

[0042]作为本发明例示实施例的另一个对比例子，假定电池组件20的电池控制单元24将温度检测结果传送到系统控制单元13中，并且系统控制单元13根据温度检测结果来中断工作电源。

[0043]电池控制单元24和系统控制单元13之间的通讯可以由SMBUS来实现。在本例中，如果电池单元21的温度检测结果由于SMBUS的通讯状态不合适而未能正确地传送，或者在传送所检测的电池单元21的温度结果时，如果由于SMBUS的通讯速度受到限制而使电池单元21的温度急剧上升，则可能不会产生保护控制。

[0044]与这些对比例子不同，本发明例示实施例中的估算电路12设计为设置到系统主体10上的模拟电路。因此，电池单元21的温度检测结果能够快速而直接地传送到估算电路12中，而不会影响其它结构。由于有本发明例示实施例中的估算电路12，即使电池控制单元21未能正确地运行，或者电池单元21的温度检测结果由于受到例如SMBUS的通讯状态和通讯速度等限制而未能顺利地传送，也可以快速而可靠地执行系统保护操作。

[0045]如上所述，本发明提供一种能够更加可靠地快速执行系统保护控制的安装有电池组件的计算机系统机器系统主体。

[0046]尽管已经示出并描述了本发明的一些实施例，本领域技术人员可以了解，对于这些实施例所做的变化并没有脱离本发明的实质和精神，本发明的保护范围限定在权利要求和等同物中。

Claims (25)

1.一种计算机系统，包括：

电池组件，其包括电池单元和测量电池单元温度的温度检测单元；和

系统主体，其包括利用从电池单元接收的工作电源而操作的系统单元，与温度检测单元连接以便将温度检测单元所测量的电池单元温度与给定值进行比较的估算电路，和，如果由估算电路所比较的电池单元的温度等于或高于给定值则执行系统保护控制的系统控制单元。

2.如权利要求1所述的计算机系统，其中系统控制单元根据通过估算电路与给定值进行比较的电池单元的温度来提供关于计算机系统的状态的信息。

3.如权利要求1所述的计算机系统，其中系统控制单元根据通过估算电路与给定值进行比较的电池单元的温度来降低系统单元的运行速度。

4.如权利要求1所述的计算机系统，其中系统控制单元根据通过估算电路比较的电池单元的温度来中断提供给系统单元的工作电源。

5.如权利要求1所述的计算机系统，其中系统保护控制包括通知用户计算机系统的状态、降低系统单元的运行速度和中断提供给系统单元的工作电源中的至少两项操作，并且

当电池单元的温度升高时，系统控制单元通过操作来执行系统保护控制。

6.如权利要求1所述的计算机系统，其中如果电池单元的温度等于或高于第一给定值，则系统控制单元执行通知用户计算机系统的状态和降低系统单元的运行速度中的至少一项操作。

7.如权利要求6所述的计算机系统，其中如果电池单元的温度等于或高于比第一给定值大的第二给定值时，系统控制单元中断提供给系统单元的工作电源。

8.如权利要求7所述的计算机系统，其中估算电路包括分别对应于第一给定值和第二给定值的第一比较器和第二比较器。

9.如权利要求8所述的计算机系统，其中估算电路包括滞环，该滞环包括与第一比较器和第二比较器中的至少一个相对应的第一给定值和/或第二给定值。

10.如权利要求1所述的计算机系统，其中系统控制单元根据温度检测单元和估算电路之间的电连接来确定电池组件是否已经安装。

11.如权利要求1所述的计算机系统，其中系统保护控制包括通知用户计算机系统的状态、降低系统单元的运行速度和中断提供给系统单元的工作电源中的操作，

当电池单元的温度升高时，系统控制单元通过操作来执行系统保护控制，

在电池单元的温度等于或高于第一给定值的点上，系统控制单元通知用户计算机系统的状态，

在电池单元的温度等于或高于比第一给定值大的第二给定值的点上时，系统控制单元降低系统单元的运行速度，以及

当电池单元的温度等于或高于比第二给定值大的第三给定值时，系统控制单元中断提供给系统单元的工作电源。

12.如权利要求11所述的计算机系统，其中估算电路包括分别对应于第一给定值、第二给定值和第三给定值的第一比较器、第二比较器和第三比较器。

13.如权利要求12所述的计算机系统，其中估算电路包括至少一个滞环，所述滞环包括与第一比较器、第二比较器和第三比较器中的至少一个相对应的第一给定值、第二给定值或第三给定值。

14.如权利要求1至13中任意一项所述的计算机系统，其中电池单元包括多个电池单元，且温度检测单元在其中一个电池单元上测量温度。

15.一种计算机系统的系统主体，包括：

系统单元，其接收包括电池单元的电池组件提供的工作电源来执行操作；

估算电路，其电连接到设置在电池组件上用来测量电池组件温度的温度检测单元上，并将通过温度检测单元测量的电池单元的温度与给定值进行比较；和

系统控制单元，其在通过估算电路比较的电池单元的温度等于或大于给定值时，执行系统保护控制。

16.如权利要求15所述的计算机系统的系统主体，其中系统控制单元根据通过估算电路比较的电池单元的温度来提供关于计算机系统的状态的信息。

17.如权利要求15所述的计算机系统的系统主体，其中系统控制单元根据通过估算电路比较的电池单元的温度来降低系统单元的运行速度。

18.如权利要求15所述的计算机系统的系统主体，其中系统控制单元根据通过估算电路比较的电池单元的温度来中断提供给系统单元的工作电源。

19.如权利要求15所述的计算机系统的系统主体，其中系统保护控制包括通知用户计算机系统的状态、降低系统单元的运行速度和中断提供给系统单元的工作电源中的至少两项操作，并且

当电池单元的温度升高时，系统控制单元通过操作来执行系统保护控制。

20.如权利要求15所述的计算机系统的系统主体，其中如果电池单元的温度等于或高于第一给定值，则系统控制单元执行通知用户计算机系统的状态和降低系统单元的运行速度中的至少一项操作。

21.如权利要求20所述的计算机系统的系统主体，其中如果电池单元的温度等于或高于比第一给定值大的第二给定值时，系统控制单元中断提供给系统单元的工作电源。

22.如权利要求21所述的计算机系统的系统主体，其中估算电路包括分别对应于第一给定值和第二给定值的第一比较器和第二比较器。

23.如权利要求22所述的计算机系统的系统主体，其中估算电路包括滞环，该滞环包括与第一比较器和第二比较器中的至少一个对应的第一给定值和/或第二给定值。

24.如权利要求15所述的计算机系统的系统主体，其中系统控制单元根据温度检测单元与估算电路的电连接来确定电池组件是否已经安装。

25.一种保护计算机系统的方法，该计算机系统包括具有电池单元的电池组件、温度检测单元、系统单元、系统控制单元、估算电路和至少一个比较器，该方法包括：

用温度检测单元测量电池单元的温度；

在操作中，用估算电路将温度检测单元所测量的温度与一个或多个给定值进行比较；

确定电池单元的温度超过各个给定值；

输出一个或多个确定结果到对应的比较器；和

根据各个比较器的指示执行系统保护，其中，

在达到或超过第一给定值的点上，第一比较器使系统控制单元根据电池单元的温度显示关于计算机系统的信息，

在达到或超过第二给定值的点上，第二比较器使系统控制单元根据电池单元的温度降低系统单元的运行速度，

在达到或超过第三给定值的点上，第三比较器使系统控制单元根据电池单元的温度中断提供给系统的工作电源。

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