CN101907915A

CN101907915A - 计算机系统及其控制方法

Info

Publication number: CN101907915A
Application number: CN2010101972939A
Authority: CN
Inventors: 朴正圭
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2010-06-03
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2030-06-03
Also published as: KR101500439B1; CN101907915B; US8384357B2; KR20100130667A; US20100308774A1

Abstract

计算机系统及其控制方法。所述计算机系统包括：系统单元；充电单元，将充电电流输出到向系统单元供电的电池单元；第一温度补偿单元，选择性地调整充电电流的大小，使得充电单元的温度实质上在预定范围内。

Description

计算机系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种计算机系统及其控制方法，该计算机系统具有作为备用电源的可拆卸地安装的电池单元和用于对电池单元充电的充电单元。

背景技术

通常，计算机系统(例如，膝上计算机或移动计算机)可设置有用于供电以进行操作的适配器单元和作为备用电源的电池单元。

这样的计算机系统设置有用于对电池单元充电的充电单元。充电单元可设置有：切换部分(例如，FET(场效应晶体管))，通过适配器单元被供电，并将充电电流选择性地输出到电池单元；切换控制器，控制切换部分，使得充电电流达到预定目标值。

然而，当电池单元被充电时，由于切换部分的切换操作导致从充电单元产生大量的热。结果，这些热会影响切换控制器的控制操作。具体地，切换部分被布置得越接近切换控制器，这些热就会更显著地影响切换控制器的控制操作，从而降低切换控制器的控制操作的稳定性。因此，电池单元的寿命会缩短。此外，充电单元的设计会被限制。

此外，可从电池单元以及充电单元产生热。这也会影响计算机系统的操作，在最坏的情况下，过热会影响计算机系统的安全。

发明内容

因此，本发明的一方面提供一种计算机系统及其控制方法，该计算机系统能够针对电池单元的充电等期间充电单元的热，确保充电控制的稳定性。

本发明的另一方面提供一种计算机系统及其控制方法，该计算机系统能够针对从电池单元以及充电单元发出的热确保计算机系统的操作稳定性和安全。

将在下面的描述中部分地阐述本发明的另外的方面，部分通过说明书将是清楚的或可通过实施本发明而得知。

本发明的前述和/或其他方面提供可通过提供一种计算机系统而实现，所述计算机系统包括：系统单元；充电单元，将充电电流输出到向系统单元供电的电池单元；第一温度补偿单元，调整充电电流的大小，使得充电单元的温度在预定范围内。

充电单元可包括：切换部分，执行切换，使得充电电流被输出到电池单元；切换控制器，控制切换部分，使得充电电流达到预定目标值，其中，充电单元的温度可包括切换部分的温度。

第一温度补偿单元可包括热敏电阻，所述热敏电阻的电阻值根据切换部分的温度而变化，并且所述热敏电阻连接到一节点，在所述节点处的电压确定充电电流。

所述计算机系统还可包括第二温度补偿单元，如果电池单元的温度等于或大于第一预定值，则第二温度补偿单元减小充电电流。

在减小充电电流之后，第二温度补偿单元可停止充电电流的输出。

第二温度补偿单元可包括：电阻器，连接到所述节点；开关，与所述电阻器串联；微处理器，如果电池单元的温度等于或高于第一预定值，则接通所述开关。

所述计算机系统还可包括第三温度补偿单元，如果电池单元的温度等于或高于第二预定值，则第三温度补偿单元降低系统单元的功耗。

第三温度补偿单元可包括：比较器，对电池单元的温度和第二预定值进行比较；偏置设置部分，基于比较器的比较结果偏置系统单元的功率管理阈值。

第三温度补偿单元可包括：微处理器，接收指示电池单元的温度的信号，并偏置系统单元的功率管理阈值。

本发明的前述和/或其他方面提供可通过提供一种计算机系统的控制方法而实现，所述方法包括：将充电电流输出到向系统单元供电的电池单元；调整充电电流的大小，使得充电单元的温度在预定范围内。

输出步骤可包括：控制执行切换的切换部分，使得充电电流达到预定目标值，其中，充电单元的温度可包括切换部分的温度

所述控制方法还可包括：如果电池单元的温度等于或大于第一预定值，则减小充电电流。

减小的步骤可包括：在减小充电电流之后，停止放电电流的输出。

所述控制方法还可包括：如果电池单元的温度等于或大于第二预定值，则减小系统单元的功耗。

减小的步骤可包括：如果电池单元的温度等于或大于第二预定值，则偏置系统单元的功率管理阈值。

根据本发明，可针对由于充电单元的充电等导致从充电单元输出的热，保证充电控制，因此，可增加电池的寿命，并简化充电单元的设计。

本发明的前述和/或其他方面提供可通过提供一种计算机系统来实现，所述计算机系统包括：电池单元；充电单元，将充电电流输出到电池单元；第一温度补偿单元，选择性地调整充电电流的大小，使得充电单元的温度在预定范围内。

此外，可针对由于电池单元的放电等导致的来自从充电单元和电池单元的热，保证计算机系统的稳定性和安全。

附图说明

通过下面结合附图对示例性实施例的描述，本发明的上述和/或其它方面将会变得清楚和更易于理解，其中：

图1是示出根据本发明的示例性实施例的计算机系统的结构的框图；

图2示出根据本发明的示例性实施例的系统单元的结构；

图3示出根据本发明的示例性实施例的充电单元和第一温度补偿单元的结构；

图4是示出根据本发明的示例性实施例的充电电流的曲线图；

图5是示出根据本发明的另一示例性实施例的计算机系统的结构的框图；

图6示出图5中的计算机的第二温度补偿单元的结构；

图7是示出根据本发明的另一示例性实施例的计算机系统的结构的框图；

图8示出图7中的计算机的第三温度补偿单元的结构；

图9是示出根据本发明的示例性实施例的计算机系统的控制方法的流程图；

图10是示出根据本发明的另一示例性实施例的计算机系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

现在，将详细地描述本发明的实施例，示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面参照附图来描述示例性实施例以解释本发明。为了说明书的简明，可省略不同实施例的重复描述。

图1示出根据本发明的示例性实施例的计算机系统1的结构。计算机系统1可以是膝上计算机、移动计算机装置(例如，个人数字助理(PDA)、个人通信助理(PCA)、电子记事本)或任何双向交互装置。如图1所示，计算机系统1可包括系统主体10，并且可选择性地包括电池单元20。系统主体10包括系统单元11，系统单元11执行用于执行预定操作的计算机程序。

图2示出根据本发明的示例性实施例的系统单元11的结构。如图2所示，系统单元11包括：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、I/O控制器集线器(ICH)114以及多个装置115。

CPU 111控制系统单元11的整个操作，并执行加载到存储器112中的计算机程序。CPU 111可执行与MCH 113、图形控制器116、ICH 114以及装置115的通信。当执行计算机程序时，CPU 111可控制这些组件。

存储器112存储有将被CPU 111执行的计算机程序以及执行CPU 111的操作所需的数据。存储器112可被设置为易失性存储器，例如，双数据速率同步动态随机存储器(DDR SDRAM)。

图形控制器116处理图形数据。MCH 113作为存储器112与包括CPU 111的其他组件之间的数据读取和写入的接口。ICH 114作为CPU 111与装置115之间的通信的接口。

装置115可包括作为各种硬件的键盘、鼠标、写字板、触摸屏、操纵杆、网络摄影机、图像扫描仪、条形码读取器、声卡、扬声器、麦克风、打印机、硬盘驱动器、CD-ROM、DVD-ROM、USB装置、调制解调器、网卡等中的至少一个。

显示单元117基于图形控制器116处理的图形数据来显示图像。显示单元117可被设置为LCD、OLED等。

返回参照图1，根据本实施例的电池单元20可以可拆卸地安装到系统主体10。当电池单元20安装到系统主体时，电池单元20被系统主体10充电或者向系统主体10供电。电池单元20可包括至少一个可充电电池。电池单元20还可包括电池控制器22，电池控制器22控制电池21进行充电或放电。

根据本实施例的系统主体10还包括充电单元12，充电单元12对电池单元20进行充电。通过适配器(未示出)向充电单元12提供适配器电压Va(见图3)，充电单元12将充电电流提供给电池单元20以执行充电。如果适配器电压Va处于可用状态，则可将适配器电压Va提供给系统单元11；如果适配器电压Va处于不可用状态，则可从电池单元20提供电池电压Vb。

此外，根据本实施例的系统主体10包括第一温度补偿单元13，第一温度补偿单元13调整充电电流的大小，从而充电单元12的至少部分的温度处于预定范围。即，即使由于例如电池单元20的充电导致充电单元12产生热，第一温度补偿单元13也可选择性地保持充电单元12的温度，以防止对充电单元12的充电控制造成麻烦。

图3示出根据本发明的示例性实施例的充电单元12和第一温度补偿单元13的结构。充电单元12包括：切换部分121，执行切换以将充电电流输出到电池单元20；切换控制器122，控制切换部分121，以使电池电压Vb达到预定目标值。充电单元12可包括所谓的切换模式型DC-DC转换器，该DC-DC转换器执行电池单元20的充电。尽管没有示出，充电单元12还可包括用于切换模式的DC-DC转换的电容器、电感器以及二极管。

根据本实施例的切换部分121可包括FET。在替换实施例中，切换部分121和切换控制器122可被设置为单个集成电路。当切换部分121被布置得越接近切换控制器122时，切换控制器122受到切换部分121的温度变化的影响越显著。切换部分121产生的热会影响切换控制器122的控制操作。

为了确保切换控制器122的控制操作的稳定性，第一温度补偿单元13防止切换控制器122的温度超出预定范围。由于从切换部分121产生的热影响切换控制器122的稳定，因此为了防止切换控制器122的温度升高，第一温度补偿单元13阻止切换部分121产生热。

在执行切换模式的DC-DC转换的切换部分121中，充电电流越高，产生的热越多。因此，第一温度补偿单元13可减小充电电流，来阻止切换部分121产生将会增加切换控制器122的温度的热。

另一方面，应该调整充电电流以使电池电压Vb达到预定目标值。为此，如果电池电压Vb没有达到目标值，则应将充电电流的大小保持在合适的大小或更高。即，为了保证切换控制器122的控制操作的稳定性，可保持充电电流的大小以使电池电压Vb能够达到预定目标值。应该注意，当切换控制器122的温度略微增加时，过度地减小充电电流，因此不适当地延长了充电时间，这是不希望的。通过保持充电电流的大小，即使当切换控制器122的温度由于来自切换部分121的热而增加时，充电电流也不会过度地减小。

图4是示出根据本发明的示例性实施例的充电电流的曲线图。在图4中，横轴表示切换部分121的温度，右侧纵轴表示切换控制器122的温度与正常温度(大约25摄氏度)之间的温度差ΔT，左侧纵轴表示充电电流的大小。

如图4所示，如果切换部分121的温度增加，则第一温度补偿单元13减小充电电流的大小，从而防止切换部分121过热。相反，如果切换部分121的温度减小，则第一温度补偿单元13增加充电电流的大小，从而允许电池电压Vb达到目标值。因此，即使切换部分121的温度增加或减小，也可保持温度差ΔT使得温度差ΔT的变化处于大约1摄氏度的范围内，其中，基准温度差ΔT大约为30摄氏度。将温度差保持在该范围内将保证切换控制器122的控制操作的稳定性。

返回参照图3，第一温度补偿单元13包括热敏电阻131，热敏电阻131具有根据切换部分121的温度而变换的电阻值。如图3所示，热敏电阻131的一端连接到一节点，在该节点处的电压确定充电电流(以下，该节点的电压被称为设置电压)(见图3的Vs)；热敏电阻131的另一端连接到地132，地132实质上与切换部分121接触。

在图3中，为了电路绘制的方便，地132被示出为与切换部分121分开。应该注意，地132被设置在安装充电单元12的板上，并且可通过地132来感测切换部分121的温度。在切换部分121和切换控制器122被设置为单个集成电路的情况下，热敏电阻131的所述另一端可连接到该集成电路的接地脚上。

切换控制器122基于设置电压Vs确定充电电流的大小。随着设置电压Vs增加，充电电流也增加；随着设置电压减小，充电电流也减小。如图3所示，设置电压Vs是施加在基准电阻器123和热敏电阻131的基准电压Vr的一部分。即，如果热敏电阻131的电阻值增加，则设置电压Vs增加；如果热敏电阻131的电阻值减小，则设置电压Vs减小。

根据本实施例，随着热敏电阻131的温度增加，热敏电阻131的电阻值可减小。如果由于从切换部分121产生的热导致热敏电阻131的温度增加，则热敏电阻131的电阻值减小。因此，设置电压Vs减小，并且充电电流减小。相反，如果由于从切换部分121产生的热减少导致热敏电阻131的温度减小，则热敏电阻131的电阻值增加。因此，设置电压Vs增大，并且充电电流增大。即，如果切换部分121的温度增加，为了防止切换部分121产生过多的热，则热敏电阻131减小充电电流；如果切换部分121的温度减小，为了使电池电压Vb达到目标值，则热敏电阻131增加充电电流。

图5是示出根据本发明的另一示例性实施例的计算机系统1a的结构的框图。以下，将避免与参照图1-4描述的计算机系统1的组件相同的组件的重复描述，以防止重复。

根据本实施例的计算机系统1a包括系统主体10a，系统主体10a具有第一温度补偿单元13和第二温度补偿单元14。系统主体10a对电池单元20a充电，从充电的电池单元20a接收电池电压Vb。

如果电池单元20a的温度等于或高于第一预定值，则第二温度补偿单元14减小充电电流。即，电池单元20a的温度可能增加，从而影响计算机系统1a的操作或安全。为了解决该问题，第二温度补偿单元14减小充电电流以预先防止计算机系统1a的故障或问题。因此，可使用第一温度补偿单元13来针对来自充电单元12的热保证计算机系统的稳定性；还可使用第二温度补偿单元14来针对来自电池单元20a的热加强计算机系统的操作稳定性和安全。

根据本实施例，如果电池单元20a的温度等于或高于第一预定值，则第二温度补偿单元14将充电电流减小预定大小。随后，如果电池单元20a的温度仍然等于或高于第一预定值，则第二温度补偿单元14可停止充电单元12的充电操作。

电池单元20a还可包括温度传感器23，温度传感器23用于感测电池21的温度。第二温度补偿单元14可通过温度传感器12检查电池单元20a的温度。温度传感器23可包括热敏电阻。电池单元20a包括电池控制器22a，电池控制器22a可使用装置(例如，系统管理总线(SMBus))执行与第二温度补偿单元14的通信。电池控制器22a可通过温度传感器23检查电池单元20a的温度，第二温度补偿单元14可通过与电池控制器22a的通信检查电池单元20a的温度。

图6示出图5中的计算机系统1a的第二温度补偿单元14的结构。如图6所示，根据本实施例的温度补偿单元14包括：并联连接到节点Vs的第一电阻器142和第二电阻器144；与第一电阻器142串联的第一开关143和与第二电阻器144串联的第二开关145。此外，第二温度补偿单元14可包括微处理器141，微处理器141根据电池单元20a的温度控制第一开关143和第二开关145的切换。

在第一开关143和第二开关145断开的情况下，微处理器141通过电池控制器22a和温度传感器23中的至少一个来检查电池单元20a的温度，如果电池单元20a的温度等于或大于第一预定值，则接通第一开关143。因此，由于第一电阻器142与热敏电阻131的并联连接导致总电阻值的减小，结果，设置电压Vs减小，并且充电电流减小。可根据将要初步减小的充电电流的大小来设置第一电阻器142的电阻值。

在将充电电流减小预定大小的情况下，微处理器141检查电池单元20a的温度，如果电池单元20a的温度仍然等于或大于第一预定值，则接通第二开关145。随后，第二电阻器144与热敏电阻131并联。例如，第二电阻器144具有相对于热敏电阻131非常小的几欧姆的电阻值。因此，设置电压Vs变得接近零，结果，几乎没有充电电流流动，从而停止充电操作。

图7是示出根据本发明的另一示例性实施例的计算机系统1b的结构的框图。将避免与参照图1-6描述的计算机系统1和1a的组件相同的组件的重复描述，以防止重复。

根据本实施例的计算机系统1b包括系统主体10b，系统主体10b具有第一温度补偿单元13和第三温度补偿单元15。系统主体10b对电池单元20a充电，从充电的电池单元20a接收电池电压Vb。

如果电池单元20a的温度等于或高于第二预定值，则第三温度补偿单元15减小系统单元11的功耗。即，电池单元20a的温度可能增加，从而影响计算机系统1b的操作或安全的情况下，第三温度补偿单元15减小系统单元11的功耗，以预先防止计算机系统1b的故障或问题。因此，可使用第一温度补偿单元13来针对来自充电单元12的热保证计算机系统的稳定性；可使用第三温度补偿单元15来针对来自电池单元20a的热加强计算机系统的操作稳定性和安全。

图8示出图7中的计算机系统1b的第三温度补偿单元15的结构。如图8所示，第三温度补偿单元15可包括：比较器151，对由温度传感器23感测的电池单元20a的温度与对应于第二预定值的基准信号进行比较；偏置设置部分152，作为比较器151的比较结果，偏置系统单元11的功率管理阈值。

如果电池单元20a的温度超过第二预定值，则比较器151输出预定的高电平或低电平的信号。如果电池单元20a的温度超过第二预定值，则偏置设置部分152根据从比较器151输出的信号的电平将功率管理阈值偏置预定量。在此情况下，在系统单元11中，基本输入输出系统(BIOS)确认电源管理阈值被偏置设置部分152偏置预定量，通过OS(操作系统)基于偏置的功率管理阈值控制CPU 111的运行频率，以降低CPU 111的运行速度。因此，可减小系统单元11的功耗。

此外，第三温度补偿单元15可包括：微处理器153，微处理器153通过电池控制器22a确认电池单元20a的温度，并直接偏置系统单元11的功率管理阈值。

根据替换实施例，如果电池单元20a的温度高，则第二温度补偿单元14和第三温度补偿单元15可分别将计算机系统1a或1b的温度状态通知用户。例如，可通过LED等将计算机系统1a或1b的温度状态通知用户。

根据本发明的另一示例性实施例，计算机系统可包括第一温度补偿单元12、第二温度补偿单元14和第三温度补偿单元15。

图9是示出根据本发明的示例性实施例的计算机系统的控制方法的流程图。

首先，确定切换部分121的温度是否变化(901)。如果确定切换部分121的温度变化，则根据切换部分121的温度变化来调整充电电流，以保证切换控制器122的控制操作的可靠性(902)。即，如果切换部分121的温度增加，则选择性地减小充电电流；如果切换部分121的温度减小，则增加充电电流。

如果确定切换部分121的温度没有变化或者在操作902之后，则确认步骤是否继续(903)。如果确认步骤继续，则重复操作901和902。如果确认步骤不继续，则终止步骤。

首先，执行第一温度补偿(900)。注意，根据本实施例的第一温度补偿与参照图9描述的操作相同。

然后，确定电池单元20a的温度是否等于或大于预定值(1001)。如果确定所述温度等于或大于预定值，则执行第二温度补偿和第三温度补偿中的至少一个，从而保证计算机系统1a或1b的操作稳定性(1002)。可执行第二温度补偿以减小充电电流或停止充电操作；可执行第三温度补偿以减小系统单元11的功耗。

如果在操作1001确定电池单元20a的温度小于预定值或者在操作1002之后，则确认步骤是否继续(1003)。如果确认步骤继续，则重复操作900、1001和1002。如果确认步骤不继续，则终止步骤。

在上面的描述中，在操作1001、1002和1003之前执行第一温度补偿，但是也可在操作1001、1002和1003之间执行第一温度补偿或者在操作1003之后执行第一温度补偿。

根据本发明的上述方法可被实现为硬件或可存储在记录介质(例如，CDROM、RAM、软盘、硬盘、小型驱动器(thumbnail drive)、存储棒、存储卡等或磁光盘)中或通过网络下载的软件或计算机代码，从而可使用通用计算机或专用处理器或微处理器、或者可编程或专用硬件(例如，ASIC或FPGA)执行这里描述的方法。如本领域所理解的，计算机、处理器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储元件(例如，RAM、ROM、闪存等)，当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问和执行时，实现这里描述的处理方法。

尽管已经显示和描述了本发明的几个示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种计算机系统，包括：

电池单元；

充电单元，将充电电流输出到电池单元；

第一温度补偿单元，选择性地调整充电电流的大小，使得充电单元的温度在预定范围内。

2.如权利要求1所述的计算机系统，其中，充电单元包括：切换部分，电连接到电池单元；切换控制器，控制切换部分，使得电池单元的电压达到预定目标值。

3.如权利要求2所述的计算机系统，其中，第一温度补偿单元包括热敏电阻，所述热敏电阻的电阻值根据切换部分的温度而变化。

4.如权利要求1所述的计算机系统，还包括：第二温度补偿单元，如果电池单元的温度等于或大于第一预定值，则第二温度补偿单元将充电电流减小预定量。

5.如权利要求4所述的计算机系统，其中，在减小充电电流之后，如果电池单元的温度仍然等于或大于第一预定值，则第二温度补偿单元停止充电电流的输出。

6.如权利要求4所述的计算机系统，其中，第二温度补偿单元包括：电阻器；开关，与所述电阻器串联；微处理器，如果电池单元的温度等于或高于第一预定值，则接通所述开关。

7.如权利要求1所述的计算机系统，还包括：系统单元和第三温度补偿单元，如果电池单元的温度等于或高于第二预定值，则第三温度补偿单元降低系统单元的功耗。

8.如权利要求7所述的计算机系统，其中，第三温度补偿单元包括：比较器，对电池单元的温度和第二预定值进行比较；偏置设置部分，基于比较器的比较结果偏置系统单元的功率管理阈值。

9.如权利要求7所述的计算机系统，其中，第三温度补偿单元包括：微处理器，接收指示电池单元的温度的信号，并偏置系统单元的功率管理阈值。

10.一种在计算机系统中控制功率的方法，包括：

将充电电流输出到向系统单元供电的电池单元；

调整充电电流的大小，使得充电单元的温度保持在预定范围内。

11.如权利要求10所述的控制方法，其中，输出步骤包括：对充电电流的流动施加预定限制，使得电池单元的电压达到预定目标值。

12.如权利要求10所述的控制方法，还包括：如果电池单元的温度等于或大于第一预定值，则减小充电电流。

13.如权利要求12所述的控制方法，其中，在减小充电电流之后，如果电池单元的温度仍然等于或大于第一预定值，则停止充电电流的输出。

14.如权利要求10所述的控制方法，还包括：如果电池单元的温度等于或大于第二预定值，则减小系统单元的功耗。

15.如权利要求14所述的控制方法，其中，如果电池单元的温度等于或大于第二预定值，则将系统单元的功率管理阈值偏置预定量。