CN102063169A - 电源管理装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源管理装置与方法，其中电源管理装置包含：至少一个直流直流转换器(DC-DC converter)，接收输入电源而转换为输出电源，以提供予该电脑的该负载；及控制模块，耦接该直流直流转换器，读取该输出电源的输出电流值，依据该输出电流值而产生控制讯号，用以控制该输出电源的输出电压值。
Description
技术领域
本发明是有关一种电源管理装置与方法，特别是一种笔记本电脑的电源管理装置与方法。
背景技术
电源管理为大部分电子装置在研发或制造阶段所需考虑的重要因素之一。特别是针对可携式电子装置而言，由于可携式电子装置提供使用者可随时随地使用电子装置，而不受地点的限制，因此大幅提升使用者于使用上的便利性。
可携式电子装置中，笔记本电脑(NB)的可携式设计，让使用者可任意使用电脑系统，而不受限于像台式电脑仅能在固定地点使用的限制。再者，笔记本电脑与台式电脑相比，笔记本电脑的轻薄短小与占用较小使用空间等多项优点，造就笔记本电脑逐渐成为电脑产业的发展重点。
其中，电源管理在电脑系统中是一个非常重要的功能，特别是应用在笔记本电脑方面。由于笔记本电脑具有如上述所介绍的携带方便等特点，加上笔记本电脑往往仰赖电池供应其电力来源。因此，在有限的电池电力供给下，能否达到待机时间最久且将电池电力最有效的运用，全取于电脑系统中电源管理的效能。
传统作法上笔记本电脑的电源管理，大多以笔记本电脑本身所具有的键盘控制器(keyboard controller，KBC)或类似的单元来相关动作。然而，键盘控制器并非专职的电源管理芯片，加上其脚位数的不足，将使得以键盘控制器所达到电源管理功能非常简单，仅能控制笔记本电脑中直流-直流转换器的开启(ON)或关闭(OFF)。
发明内容
有鉴于此本发明提出一种笔记本电脑的电源管理装置与方法。藉由本发明所提出的装置与方法，使用单芯片来管理、控制笔记本电脑的电源，并可记录其电压、电流、温度等。如此，可随着负载状态的轻/重载，而自动调变输出电源，将使得电源使用更有效率，并可提升笔记本电脑的电池寿命。
本发明提出一种电源管理装置，应用于具有至少一个负载的笔记本电脑，该电源管理装置包含：直流-直流转换器(DC-DC converter)及控制模块。直流-直流转换器接收输入电源而转换为输出电源，以提供予笔记本电脑的负载。控制模块耦接直流-直流转换器，读取输出电源的输出电流值，依据输出电流值而产生控制讯号，用以控制输出电源的输出电压值。
本发明亦提出一种电源管理方法，应用于具有至少一个负载的笔记本电脑，包含下列步骤：接收输入电源而转换为输出电源，用以提供予笔记本电脑的负载；读取输出电源的输出电流值；依据输出电流值而产生控制讯号，用以控制输出电源的输出电压值。
有关本发明的较佳实施例及其功效，兹配合附图说明如后。
附图说明
图1为电源管理装置的第一实施例示意图。
图2为电源管理装置的第二实施例示意图。
图3为电源管理装置的第三实施例示意图。
图4为电源管理方法的流程图。
具体实施方式
请参照图1，该图所示为电源管理装置的第一实施例示意图。本发明所提出的电源管理装置，应用于具有负载30的笔记本电脑1中。其中，电源管理装置包含：直流-直流转换器(DC-DC converter)10及控制模块20。
笔记本电脑中具有多种不同的负载，而每一个负载所需的电源电压有所不同，例如：3伏特、5伏特或12伏特等。因此，笔记本电脑中具有多个直流-直流转换器，而每一个直流-直流转换器可分别转换出不同的电源电压，以满足笔记本电脑中各个负载的需求。
图1以一个直流-直流转换器10为例作说明，于实际应用上并不以单一个直流-直流转换器10为限，而可同时提供给多个不同的直流-直流转换器10使用。直流-直流转换器10接收输入电源，并将输入电源转换为负载30所需的输出电源，以提供给笔记本电脑1的负载30。
控制模块20耦接于直流-直流转换器10，读取输出电源的输出电流值，并依据输出电流值而产生控制讯号，用以控制输出电源的输出电压值。其中，控制讯号可为脉宽调变(PulseWidth Modulation，PWM)讯号，而控制模块20可依据脉宽调变讯号，调整输出电源的工作周期(duty cycle)，以控制输出电源的输出电压值。
控制模块20藉由所读取的输出电流值，可判断出此时负载30的负载状态。举例说明，当控制模块20所读取的输出电流值较大时，表示此时负载30为重载的状况，因此控制模块20产生控制讯号，而调高输出电源的输出电压值，以满足重载情况下负载30的需求。另一方面，当控制模块20所读取的输出电流值较小时，表示此时负载30为轻载的状况，因此控制模块20所产生的控制讯号便会调低输出电源的输出电压值，如此不仅可满足轻载情况下负载30的需求，更可减少功率损失，且于轻载情况下自动调低输出电压值，可进而提高笔记本电脑1中电池的使用寿命。
上述控制模块20可为微控制芯片(microcontrol chip)，因此具有多支接脚(pin)可用以接收、输出或处理多个讯号。因此，虽然如前所述？？セ电脑中具有多个直流-直流转换器，而分别转换出不同的电源电压，以满足笔记本电脑中各个负载的需求，然而在电源管理上仅需利用本发明所提出的单一颗控制模块20(微控制芯片)，即可藉由本身所具有的多支接脚来读取多个直流-直流转换器10个别的输出电流值，再分别依据各自的输出电流值而产生对应的控制讯号，分别控制每一个直流-直流转换器10的输出电压值。
如此，藉由本发明所提出的电源管理装置，可读取输出电流值而判断出此时负载30的负载状况，进而自动调整输出至负载30的输出电压值，以达到更为完善的电源管理功能。
请参照图2为电源管理装置的第二实施例示意图。于第二实施例中，更包含：电阻40、42与运算放大器(OP amplifier)50、52。
电阻42耦接于直流-直流转换器10与负载30之间，控制模块20透过读取电阻42两端的电压值后，利用奥姆定律(V＝IR)，即可得知输出电流值。此外，为了避免输出电流过小，可利用图2所示的运算放大器52，将其耦接于控制模块20与负载30之间。如此，过小的输出电流即可透过运算放大器52而放大，使控制模块20可顺利读取输出电流值。
此外，也可利用上述的方法，将电阻40耦接于直流-直流转换器10与输入电源之间，如此控制模块20透过读取电阻40两端的电压值后，同样利用奥姆定律(V＝IR)，即可得知输入电流值。相同的，为了避免输入电流过小，可利用图2所示的运算放大器50，将其耦接于控制模块20与输入电源之间。如此，过小的输入电流即可透过运算放大器50而放大，使控制模块20可顺利读取输入电流值。
藉由上述说明可知，控制模块20可取得输入电流值、输入电压值、输出电流值与输出电压值。如此，控制模块20可藉由所取得的电压、电流等数据，而提供更多的电源管理功能。举例说明，控制模块20读取输入电压值后，可将输入电压值与输出电压值做比较，如此即可产生电压效率值。之后可利用笔记本电脑中的相关软件，将所得到的电压效率值输出予使用者，让使用者可轻松透过笔记本电脑的屏幕即可得知在不同时段、或负载状况下所对应的电压效率。
同理，控制模块20读取输入电流值后，可将输入电流值与输出电流值做比较，如此即可产生电流效率值。同样可利用笔记本电脑中的相关软件，将所得到的电流效率值输出予使用者，让使用者由笔记本电脑的屏幕即可得知在不同时段、或负载状况下所分别对应的电流效率。
请参照图3为电源管理装置的第三实施例示意图。于第三实施例中，更包含：温度感应模块60。
为了提升电源管理的保护效果，因此本发明提出设置温度感应模块60。可将温度感应模块60设置于直流-直流转换器10附近，用以侦测直流-直流转换器10的温度。温度感应模块60所得到的温度，可传送至控制模块20，如此控制模块20即可依据所侦测到的温度，而控制直流-直流转换器10为致能(enable)或禁能(disable)。例如，当温度感应模块60侦测到直流-直流转换器10的温度为正常，此时控制直流-直流转换器10为正常运作，亦即为致能状态。相对的，当温度感应模块60侦测到直流-直流转换器10的温度过高，此时若让直流-直流转换器10继续运作，可能会造成直流-直流转换器10因过热而烧毁，因此控制直流-直流转换器10为停止运作，亦即为禁能状态。如此，可提升电源管理上的保护机制。
请参照图4，该图所示为电源管理方法的流程图，应用于具有负载的笔记本电脑，包含下列步骤：
步骤S10：接收输入电源而转换为输出电源，用以提供予笔记本电脑的负载。在步骤S10中，接收输入电源而转换为输出电源，可由直流-直流转换器来执行。于此，可侦测直流-直流转换器的温度，并依据所侦测到的温度，而控制直流-直流转换器为致能(enable)与禁能(disable)其中之一。
步骤S20：读取输出电源的输出电流值。
步骤S30：依据输出电流值而产生控制讯号，用以控制输出电源的输出电压值。其中，控制讯号可为脉宽调变(PulseWidth Modulation，PWM)讯号。并可依据脉宽调变讯号，而调整输出电源的工作周期(duty cycle)，用以控制输出电源的输出电压值。
除上述步骤外，可包含下列步骤：读取输入电源的输入电压值；比较输入电压值与输出电压值，以产生电压效率值。或者，读取输入电源的输入电流值；比较输入电流值与输出电流值，以产生电流效率值。
虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
Claims (10)
1.一种电源管理装置，应用于具有至少一个负载的？？セ电脑，其特征在于，该电源管理装置包含：
至少一个直流-直流转换器，接收输入电源而转换为输出电源，以提供予该？？セ电脑的该负载；及
控制模块，耦接该直流-直流转换器，读取该输出电源的输出电流值，依据该输出电流值而产生控制讯号，用以控制该输出电源的输出电压值。
2.根据权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，该控制模块为微控制芯片，该控制讯号为脉宽调变讯号，该控制模块依据该脉宽调变讯号调整该输出电源的工作周期，以控制该输出电源的该输出电压值。
3.根据权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，该控制模块读取该输入电源的输入电压值，并与该输出电压值做比较以产生电压效率值，或与该输出电流值做比较以产生电流效率值。
4.根据权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，更包含：
至少一个电阻，耦接于该直流-直流转换器与该负载之间，该控制模块透过读取该电阻两端的电压值，而取得该输出电流值。
5.根据权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，更包含：
至少一个运算放大器，耦接于该控制模块与该负载之间，用以放大该控制模块所读取的该输出电流值。
6.根据权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，更包含：
至少一个温度感应模块，侦测该直流-直流转换器的温度，依据该温度使该直流直流转换器为致能与禁能其中之一。
7.一种电源管理方法，应用于具有至少一个负载的？？セ电脑，其特征在于，包含下列步骤：
接收输入电源而转换为输出电源，用以提供予该？？セ电脑的该负载；
读取该输出电源的输出电流值；及
依据该输出电流值而产生控制讯号，用以控制该输出电源的输出电压值。
8.根据权利要求7所述的电源管理方法，其中该控制讯号为脉宽调变讯号，且控制该输出电压值的步骤，其特征在于，包含：
依据该脉宽调变讯号，调整该输出电源的工作周期，以控制该输出电源的该输出电压值。
9.根据权利要求7所述的电源管理方法，其特征在于，更包含下列步骤：
读取该输入电源的输入电压值；及
比较该输入电压值与该输出电压值，以产生电压效率值，或比较该输入电流值与该输出电流值，以产生电流效率值。
10.根据权利要求7所述的电源管理方法，其中接收该输入电源而转换为该输出电源的步骤由直流-直流转换器所执行，其特征在于，该电源管理方法更包含下列步骤：
侦测该直流-直流转换器的温度；及
依据该温度，控制该直流-直流转换器为致能与禁能其中之一。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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