CN117453028A - 信息处理装置以及控制方法 - Google Patents

信息处理装置以及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117453028A
CN117453028A CN202310916409.7A CN202310916409A CN117453028A CN 117453028 A CN117453028 A CN 117453028A CN 202310916409 A CN202310916409 A CN 202310916409A CN 117453028 A CN117453028 A CN 117453028A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
voltage
charging
input
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310916409.7A
Other languages
English (en)
Inventor
钱立展
小川满
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lenovo Singapore Pte Ltd
Original Assignee
Lenovo Singapore Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lenovo Singapore Pte Ltd filed Critical Lenovo Singapore Pte Ltd
Publication of CN117453028A publication Critical patent/CN117453028A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/266Arrangements to supply power to external peripherals either directly from the computer or under computer control, e.g. supply of power through the communication port, computer controlled power-strips
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/28Supervision thereof, e.g. detecting power-supply failure by out of limits supervision
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/30Monitoring
    • G06F11/3058Monitoring arrangements for monitoring environmental properties or parameters of the computing system or of the computing system component, e.g. monitoring of power, currents, temperature, humidity, position, vibrations
    • G06F11/3062Monitoring arrangements for monitoring environmental properties or parameters of the computing system or of the computing system component, e.g. monitoring of power, currents, temperature, humidity, position, vibrations where the monitored property is the power consumption
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Power Sources (AREA)

Abstract

本发明涉及信息处理装置以及控制方法,在实现扩展功率范围时,减少功率损耗。具备:系统设备;控制器;电池;转换器,以规定的电压比将来自电源适配器的输入功率的电压亦即输入电压转换为中间电压;以及供电器,将从上述转换器供给的功率亦即中间功率的一部分或者全部作为系统供给功率供给到上述系统设备,将上述中间功率中的未供给到上述系统设备而剩余的功率作为充电功率充电到上述电池,上述控制器对上述充电功率的电压亦即充电电压和上述系统供给功率进行监视,并基于上述充电电压和上述系统供给功率来决定上述输入电压。

Description

信息处理装置以及控制方法
技术领域
本发明涉及信息处理装置以及控制方法,例如涉及控制对信息处理装置的功率供给的技术。
背景技术
个人计算机(PC:Personal Computer)等信息处理装置具备运算处理装置(处理器),作为形成计算机系统的系统设备。运算处理装置是按照程序执行各种运算处理的设备。作为系统设备,通常采用中央运算装置(CPU:Central Processing Unit)。在系统设备中,越高速的处理,功耗越大。根据所要求的功能,功耗较大地不同。因此,谋求对信息处理装置的功率供给的功能扩展。
例如,专利文献1所记载的电子设备测量二次电池的系统负荷功率,将所测量到的功率与第一阈值和更小的第二阈值进行比较,在二次电池的驱动中根据比较结果在第一功率范围、第二功率范围、第三功率范围的任意一个范围内进行动作。第一功率范围的功率大于第二功率范围的功率,第二功率范围的功率大于第三功率范围的功率。
另外,在受电供电标准USB PD(Power Delivery:功率传输)中,以使用USB Type-C线缆能够供给最大240W的功率的方式扩展可供给的功率的范围。以往,与可供给的标准功率范围(SPR:Standard Power Range)相比被扩展的部分亦即100W~240W的范围被称为扩展功率范围(EPR:Extended Power Range)。通过使用USB PD,不仅能够像游戏用的PC那样对大容量的系统的动作进行充分的功率供给,也能够对其它周边设备进行功率供给。因此,来自商用电源的功率供给不仅能够利用专用的电源适配器,也能够利用更轻型且小型化的电源适配器。
专利文献1:日本特开2015-64838号公报
在实现扩展功率范围的电源电路中,使供给到系统设备的功率的电压可变(可变电压供给(AVS:Adjustable Voltage Supply))。在AVS中,从外部电源供给的功率的输入电压能够从预先设定的固定值即多个电压的候补中选择。在使输入电压下降到向系统设备的供给电压时,有时所选择的电压越高,功率损耗越明显。另外,由发热引起的温度上升容易变得显著。
发明内容
本发明是为了解决上述的课题而完成的,本发明的一方式所涉及的信息处理装置具备:系统设备;控制器;电池;转换器,以规定的电压比将来自电源适配器的输入功率的电压亦即输入电压转换为中间电压;以及供电器,将从上述转换器供给的功率亦即中间功率的一部分或者全部作为系统供给功率供给到上述系统设备,将上述中间功率中的未供给到上述系统设备而剩余的功率作为充电功率充电到上述电池,上述控制器对上述充电功率的电压亦即充电电压和上述系统供给功率进行监视,基于上述充电电压和上述系统供给功率来决定上述输入电压。
在上述的信息处理装置中,也可以构成为,在上述中间功率比上述系统供给功率少时,将从上述电池放电的功率供给到上述系统设备。
在上述的信息处理装置中,也可以构成为,上述控制器基于上述充电功率和上述系统供给功率中的较多的一方的功率来决定上述输入电压。
在上述的信息处理装置中,也可以构成为,在上述系统供给功率与上述充电功率之差为规定的第一极限值以上时,上述控制器将上述输入电压变更为根据上述系统供给功率推断出的系统供给电压,在上述充电功率与上述系统供给功率之差为规定的第二极限值以上时,将上述输入电压决定为上述充电电压。
在上述的信息处理装置中,也可以构成为,上述控制器使用上述充电电压、上述电压比的倒数以及上述电源适配器的额定电流来推断充电功率。
在上述的信息处理装置中,也可以构成为,上述电源适配器或者上述转换器具备测量器,测量来自上述电源适配器的输入电流。
本发明的第二方式所涉及的控制方法是信息处理装置的方法,上述信息处理装置具备:系统设备;电池;转换器,以一定的电压比将来自电源适配器的输入功率的电压亦即输入电压转换为中间电压;以及供电器,将从上述转换器供给的功率亦即中间功率的一部分或者全部作为系统供给功率供给到上述系统设备,将上述中间功率中的未供给到上述系统设备而剩余的功率作为充电功率充电到上述电池,上述信息处理装置执行:第一步骤,对上述充电功率的电压亦即充电电压和上述系统设备的功耗进行监视;以及第二步骤,基于上述充电电压和上述功耗来决定上述输入电压。
根据本发明的实施方式,能够实现可供给的功率的扩展功率范围,并且减少功率损耗。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的信息处理装置的硬件结构例的示意框图。
图2是表示本实施方式所涉及的功率供给系统的结构例的示意框图。
图3是例示本实施方式所涉及的输入电压控制方法的流程图。
图4是表示本实施方式所涉及的输入电压的推断方法的第一例的流程图。
图5是表示本实施方式所涉及的输入电压的推断方法的第二例的状态转移图。
图6是表示输入电压和中间电压的范围的例子的图。
图7是表示本实施方式所涉及的输入电压的第一控制例的图。
图8是表示本实施方式所涉及的输入电压的第二控制例的图。
图9是表示比较例中的系统供给功率的例子的图。
图10是例示本实施方式所涉及的中间电压与系统供给功率的关系的图。
图11是例示本实施方式所涉及的电压差与系统供给电压的关系的图。
图12是例示本实施方式所涉及的功率损耗与系统供给功率的关系的图。
图13是例示比较例所涉及的功率损耗与系统供给功率的关系的图。
附图标记说明
1…信息处理装置;11…CPU;12…主存储器;13…GPU;14…显示器;21…芯片组;22…BIOS存储器;23…辅助存储装置;24…音频系统;25…WLAN卡;26…USB连接器;31…EC;32…输入部;33…电源电路;34…电池;36…电源按钮;37…AC适配器;332…PD控制器;334…电压调节器电路;334a…SCVR;334b、338…开关;336…NVDC供电器;355…温度传感器;372…PD控制器;374…整流器;SD…系统设备。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先,对本发明的实施方式所涉及的信息处理装置1的概要进行说明。图1是表示本实施方式所涉及的信息处理装置1的硬件结构例的示意框图。在图1的例子中,信息处理装置1构成为PC。信息处理装置1具备:CPU11、主存储器12、GPU(Graphic Processing Unit:图形处理装置)13、显示器14、芯片组21、BIOS(Basic Input Output System;基本输入输出系统)存储器22、辅助存储装置23、音频系统24、WLAN(Wireless Local Area Network:无线局域网)卡25、USB(Universal Serial Bus:通用串行总线)连接器26、EC(Embedded Controller:嵌入式控制器)31、输入部32、电源电路33、电池34、散热风扇351、温度传感器355、电源按钮36以及AC(Alternating Current:交流电)适配器37。
CPU11是形成信息处理装置1所具备的系统设备的核心的处理器。CPU11是执行通过在软件(程序)中描述的命令指示的各种运算处理的处理器。CPU11例如执行由OS(Operating System:操作系统)、BIOS、应用程序(在本申请中,称为“应用”)等各种软件指示的处理。此外,将执行通过在软件中描述的指令(command)指示的处理有时称为“执行软件”。
主存储器12是作为处理器的执行程序的读入区域或者作为用于写入执行程序的处理数据的作业区域被利用的可写入存储器。主存储器12例如由多个DRAM(DynamicRandom Access Memory:动态随机存取存储器)芯片构成。执行程序包含OS、用于对周边设备等硬件进行操作的各种驱动程序、各种服务/实用程序、应用等。
GPU13是主要执行实际时间图像处理的处理器。GPU13处理来自CPU11的描绘命令,并将处理后的描绘信息写入视频存储器(未图示)。GPU13从视频存储器读出描绘信息,并经由CPU11向显示器14输出,作为表示描绘信息(显示信息)的显示数据(图像处理)。
CPU11在OS上执行图形驱动程序,控制GPU13的动作,实现OS、应用、其它程序所指示的图像处理。GPU13的个数不限于一个,也可以是多个。GPU13也可以与CPU11分担一部分处理,执行图像处理以外的并列运算处理。GPU13的动作与CPU11不同,为间歇性,存在不定期反复动作开始、结束的趋势。
CPU11、主存储器12以及GPU13作为形成成为信息处理装置1的核心的计算机系统即、主系统的系统设备发挥功能。换言之,信息处理装置1的计算机系统构成为包含作为硬件的系统设备、和OS、计划任务等软件。
显示器14显示基于从CPU11输出的显示数据的显示画面。显示器14也可以是例如液晶显示器(LCD:Liquid Crystal Display)、OLED(Organic Light Emitting Diode:有机发光二极管)显示器等中的任意一个。
芯片组21具备一个或多个控制器,能够与多个设备连接以便能够输入输出各种数据。控制器例如是USB、串行ATA(Advanced Technology Attachment:AT附件)、SPI(SerialPeripheral Interface:串行外设接口)总线、PCI(Peripheral Component Interconnect:外围设备互连)总线、PCI-Express总线以及LPC(Low Pin Count:低引脚数)等总线控制器中的任意一个或者组合。对于成为连接目的地的多个设备,例如后述的BIOS存储器22、辅助存储装置23、音频系统24、WLAN卡25、USB连接器26以及EC31符合。
BIOS存储器22由可电改写的非易失性存储器构成。作为上述的非易失性存储器,例如,EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory:电可擦可编程只读存储器)以及闪存ROM(Read Only Memory:只读存储器)等符合。BIOS存储器22存储BIOS、用于控制EC31其它的设备的动作的固件等。BIOS是用于进行系统设备的基本的输入输出的固件。在本申请中,BIOS也可以包含按照UEFI(Unified Extensible FirmwareInterface:统一可扩展固件接口)中规定的规格定义的固件。
辅助存储装置23永久地存储各种数据。所存储的数据包含能够由CPU11以及GPU13执行的各种程序、参数、各种处理所使用的数据、通过各种处理获取的数据。辅助存储装置23例如也可以是HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)以及SSD(Solid State Drive:固态驱动器)等任意的。辅助存储装置23构成为包含各种非易失性存储器。作为非易失性存储器,例如使用闪存。各种程序例如能够包含OS、驱动程序、固件、应用等中的任意一个或者组合。
音频系统24连接有麦克风和扬声器(未图示),能够执行声音数据的记录、再生以及输出。此外,麦克风和扬声器例如可以内置于信息处理装置1,也可以与信息处理装置1分体。
WLAN卡25与无线(无线)LAN连接,或者经由无线LAN与其它网络连接,能够与连接目的地的设备之间收发各种数据。
USB连接器26是用于利用USB连接各种周边设备类的连接器。
EC31是与形成信息处理装置1的核心的主系统的动作状态无关地监视、控制各种设备(周边装置、传感器等)的状况的单片微型计算机(One-Chip Microcomputer)。EC31除了与CPU11分开的CPU、与主存储器12分开的RAM之外,还具备ROM、多个通道的A/D(Analog-to-Digital:模拟到数字)输入端子、D/A(Digital-to-Analog:数字到模拟)输出端子、计时器以及数字输入输出端子(未图示)。在EC31的数字输入输出端子连接有输入部32、电源电路33以及散热风扇351等,EC31能够控制它们的动作。
另外,EC31也可以经由芯片组21进行处理器即、CPU11和GPU13的一方或者双方的时钟频率的变更以及平均处理速度等的控制来控制功耗。
输入部32具备输入设备,该输入设备检测用户的操作,并将与检测到的操作相应的操作信号输出到EC31。例如键盘以及触摸板等符合输入部32。形成输入部32的触摸传感器也可以与形成显示部的显示器14重合,构成为触摸面板。
电源电路33将从AC适配器37或者电池34供给的直流功率的电压转换为构成信息处理装置1的各设备的动作所需的电压,并将具有转换后的电压的功率供给到供给目的地的设备。电源电路33按照EC31的控制执行功率供给。电源电路33具备:转换供给到自身的功率的电压的转换器、和将转换了电压的功率供给到电池34的供电器。在从AC适配器37供给功率的情况下,供电器将在各设备中未被供给而剩余的功率供给到电池34。在未从AC适配器37供给功率的情况下,或者在从AC适配器37供给的功率不足的情况下,将从电池34放电的功率作为动作功率供给到各设备。
作为电池34,使用二次电池。二次电池是能够进行充电以及放电的蓄电池。作为二次电池,例如,锂离子电池符合。
散热风扇351具备散热片(叶片)和马达。马达按照EC31的控制使散热片旋转。通过散热片的旋转,空气流入到信息处理装置1的框体内,使流入的空气与各部进行热交换并排出。
温度传感器355检测CPU11的温度,并将表示检测到的温度的温度信号输出到EC31。EC31基于从温度传感器355通知的温度来控制散热风扇的动作。
电源按钮36每次接受按下操作,控制对信息处理装置1的整体的电源接通(PowerON)以及电源断开(Power OFF)。电源按钮36将表示按下的按下信号输出到EC31。EC31在信息处理装置1为电源断开时从电源按钮36输入按下信号时,使电源电路33开始向信息处理装置1的各设备的功率供给(电源接通)。
AC适配器37将从外部电源供给的交流功率转换为电压为恒定的直流功率,并将转换后的功率供给到电源电路33。AC适配器37与电源电路33以及EC31以能够输入输出各种数据信号的方式连接。AC适配器37具备能够与包含电源电路33的信息处理装置1的框体装卸的装配件。装配件具备能够按照规定的标准传输功率和数据的双方的接口。作为规定的标准,例如能够使用USB Type-C。
一般而言,构成信息处理装置1的设备、以及通过有线与这些连接的设备中的系统设备的功耗为主要,并且,时间变动容易变得明显。来自电源电路33的功率供给主要基于系统设备中的功率消耗状态来控制。电源电路33检测电池34的电动势。电池34的电动势相当于正极与负极的电位差。例如在进行对电池34的充电时,电源电路33以比电池34的电动势高且成为向系统设备的供给电压以下的方式决定对电池34的充电电压。在从电池34放电时,电源电路33以比电池34的电动势低的方式决定对系统设备的供给电压。
由执行中的程序指示的处理的处理量越多,形成系统设备的处理器的功耗越多。处理器通过执行规定的程序,来监视自身的功耗,并根据功耗使动作电压和动作频率的一方或者双方可变。例如,CPU11将与主系统的动作状态相应的额定功率设定于CPU11所具备的寄存器。CPU11控制动作电压或者动作频率,使得到该时刻为止的功耗的移动平均值不超过额定功率。CPU11相对于GPU13而言,也能够使用相同的方法控制功耗。CPU11使用公知的方法,从预先决定的多个动作模式选择1个阶段的动作模式。CPU11例如选择标准模式和低功率模式中的任意一个动作模式。低功率模式是功耗(额定功率)比标准模式少的动作模式。
例如针对在前台执行中的应用,基于用户操作的有无、画面显示的有无、它们的持续时间等来选择动作模式。例如,在规定时间以上未检测到用户操作且在规定时间以上未进行新的画面显示时,CPU11将动作模式从标准模式变更为低功率模式。在检测到任意一种用户操作时,CPU11将动作模式从低功率模式变更为标准模式。标准模式也可以进一步区分为额定功率不同的多个阶段的动作模式。处理器的功耗的移动平均值越高,CPU11选择额定功率越多的动作模式。上述的处理也可以通过执行驱动程序、实用程序、固件等的任意形态的程序来实现。CPU11将表示所决定的动作模式的模式信息输出到EC31。
在EC31中,也可以基于从CPU11输入的模式信息来控制电源电路33的动作。在EC31中,也可以预先按照每个动作模式设定表示电压控制信息的数据。电压控制信息表示成为供给目的地的设备和每个设备的电压。EC31将与模式信息所通知的动作模式对应的电压控制信息输出到电源电路33。电源电路33对由从EC31输入的电压控制信息指示的每个设备供给具有所指示的电压的功率。
接下来,对本实施方式所涉及的功率供给系统的结构例进行说明。图2是表示本实施方式所涉及的功率供给系统的结构例的示意框图。图2所例示的功率供给系统具备电源电路33和AC适配器37。系统设备SD以外的成为功率的供给目的地的设备的图示被省略。电源电路33与AC适配器37和EC31的各个可收发各种数据地连接。该连接例如按照USB Type-C的规定。电源电路33和AC适配器37使用基线38连接。基线38具有功率线和信号线,它们被并列集成。基线38例如是USB Type-C线缆。功率线从AC适配器37向电源电路33传输功率。信号线在AC适配器37与电源电路33之间传输各种数据信号。
电源电路33具备:PD(Power Delivery)控制器332、电压调节器电路334、NVDC(Narrow Voltage Direct Charging:窄电压直流)供电器336以及开关338。
AC适配器37具备PD控制器372和整流器374。
PD控制器372将从电源电路33经由信号线输入的输入电压控制信号所指示的输入电压VBUS设定于整流器374。
整流器374对从外部的商用电源向自身供给的交流功率进行整流,转换为直流功率。直流功率的电压成为所设定的输入电压VBUS。整流器374将转换后的直流功率经由功率线供给到电源电路33。在图2中,IVBUS表示从整流器374向电源电路33供给的电流(在本申请中,有时称为“输入电流”)。
此外,整流器374也可以将输入电流IVBUS限制为预先决定的最大值(例如,1~5A)以下。
AC适配器37也可以具备测定输入电流IVBUS的测定器。PD控制器372也可以将表示测定到的输入电流IVBUS的输入电流信息经由电源电路33输出到EC31。
PD控制器372也可以将送出到基线38的表示AC适配器37的额定电流的电流信息经由电源电路33输出到EC31。该电流信息如后述那样,在EC31中用于充电功率的推断。
PD控制器332与EC31以及AC适配器37以能够输入输出数据信号的方式连接。PD控制器332例如将从EC31输入的输入电压控制信号输出到AC适配器37。
PD控制器332也可以检测与自身连接的AC适配器37的机型,并决定与检测到的机型相应的电压比。PD控制器332例如接收对向AC适配器37的PD控制器372的连接请求信号的响应信号,并确定接收到的响应信号所通知的机型。在PD控制器332预先设定表示每个机型的电压比的表,参照所设定的表,能够确定与检测到的设备对应的电压比。电压比相当于中间电压VINT相对于从AC适配器37向电压调节器电路334供给的输入电压VBUS的比。中间电压VINT是指从电压调节器电路334向NVDC供电器336供给的功率的电压。
PD控制器332也可以从预先决定的多个电压比决定输入电压VBUS相对于系统供给电压的比以上且最近似于该比的电压比。由此,能够抑制NVDC供电器336中的功率损耗。
PD控制器332将给与所决定的电压比的电压比控制信号输出到电压调节器电路334和EC31。
此外,在电压调节器电路334以规定的电压比将输入电压VBUS降压到中间电压VINT的情况下,也可以省略PD控制器332决定电压比,将电压比控制信号输出到电压调节器电路334的处理。
电压调节器电路334以规定的电压比(例如,2∶1)对从AC适配器37供给的功率的输入电压VBUS进行降压,并将具有降压后的电压作为中间电压VINT的功率作为中间功率供给到NVDC供电器336。
电压调节器电路334具备SCVR(Switched Capacitor Voltage Regulator:开关电容电压调节器)334a和开关334b。SCVR334a和开关334b并联连接。
SCVR334a以从PD控制器332输入的电压控制信号所指示的电压比对从AC适配器37供给的功率的输入电压VBUS进行降压。SCVR334a将具有降压后的中间电压VINT的中间功率送出到NVDC供电器336。
开关334b能够按照从PD控制器332输入的电压控制信号来控制是否使从AC适配器37供给的功率与NVDC供电器336导通。SCVR334a的内部电阻被设定为比开关334b导通时的内部电阻足够大。因此,在开关334b切断时,从AC适配器37供给的功率主要通过SDVR334a。因而,中间电压VINT通过开关334b的开闭而被控制为输入电压VBUS和以电压控制信号所指示的电压比进行降压后的电压中的任意一个。在SCVR334a中以规定的电压比将输入电压VBUS降压至中间电压VINT的情况下,开关334b也可以保持切断功率。
NVDC供电器336将从电压调节器电路334供给的中间功率的一部分或者全部供给到系统设备SD。NVDC供电器336将未供给到系统设备SD而剩余的功率经由开关338充电到电池34。
NVDC供电器336从EC31获取与向电池34充电的功率的电压(在本申请中,有时称为“充电电压”)相关的目标充电信息。通过所获取的目标充电信息,从EC31通知充电电压VCHG和充电电流ICHG各自的目标值。NVDC供电器336限制供给到系统设备SD的系统供给电流ISYS和充电电流ICHG的合计输出电流(ISYS+ICHG),使得向电池34的充电电流ICHG不超过其目标值。NVDC供电器336基于充电电压VCHG的目标值来决定系统供给电压VSYS,并根据所决定的系统供给电压VSYS和系统供给电流ISYS的目标值,向系统设备SD供给功率。此处,系统供给电压VSYS成为对充电电压VCHG的目标值补偿由开关338以及布线电阻引起的电压下降而得到的值。电压下降的补偿所需的开关338、布线电阻各自的电阻值可以预先设定于NVDC供电器336。
此外,NVDC供电器336具备测定器,对从SCVR334a供给的功率的中间电压VINT、中间功率IVINT和对电池34实际充电的功率的充电电压VCHG、充电电流ICHG进行测定。而且,NVDC供电器336计算中间电压VINT的测定值与中间功率IVINT的测定值的积作为输入功率PIN。NVDC供电器336计算充电电压VCHG的测定值与充电电流ICHG的测定值的积作为充电功率PCHG。NVDC供电器336计算输入功率PIN与充电功率PCHG的差作为系统供给功率PSYS。NVDC供电器336将表示所决定的系统供给电压VSYS的功率供给信息输出到EC31。
在从NVDC供电器336未被供给功率的情况下,或者从NVDC供电器336供给的功率不足于系统设备SD中的功耗的情况下,开关338将从电池34放电的功率供给到系统设备SD。
开关338的一端与NVDC供电器336和系统设备SD电连接。开关338的另一端与电池34电连接。开关338例如具备第一整流器、第二整流器、测定器以及切换器。第一整流器使从一端向另一端的电流导通,切断从另一端向一端的电流。第二整流器使从另一端向一端的电流导通,切断从一端向另一端的电流。测定器检测一端与另一端的电位差。切换器通过检测到的电位差是否是一端中的电位比另一端中的电位高,切换对第一整流器和第二整流器的哪一个通电。
此外,PD控制器332也可以在从AC适配器37输入输入电流信息的情况下,将该输入电流信息输出到EC31。电源电路33也可以具备对从AC适配器37供给的功率的电流值进行测定的测定器。PD控制器332也可以代替从AC适配器37输入的输入电流信息或者与该输入电流信息一起将表示电源电路33的测定器测定的电流值作为输入电流的输入电流信息输出到EC31。
电池34对从NVDC供电器336经由开关338供给的功率进行充电。电池34具备决定充电电压VCHG的目标值和充电电流ICHG的目标值的控制器。控制器例如具备对表示自身的蓄电状态的电压和电流进行检测的检测器,使用表示电特性的内部电阻、静电电容、紧急停止电压、放电停止电压等的参数,使用公知的蓄电控制方法来决定充电电压VCHG的目标值和充电电流ICHG的目标值。控制器将表示所决定的充电电压VCHG的目标值和充电电流ICHG的目标值的目标充电信息输出到EC31。
EC31对从NVDC供电器336输入的功率供给信息和从EC31输入的目标充电信息进行监视。EC31基于目标充电信息所示的充电电压VCHG的目标值和功率供给信息所示的系统供给功率PSYS来决定输入电压VBUS。EC31将表示所决定的输入电压VBUS的输入电压控制信号经由电源电路33输出到AC适配器37。此外,EC31将从电池输入的目标充电信息输出到NVDC供电器336。
EC31基于充电电压VCHG推断充电功率PADP_CHG。在本申请中,有时将推断出的充电功率PADP_CHG称为“推断充电功率PADP_CHG”,或者仅称为“推断充电功率”。EC31例如能够计算充电电压VCHG、电压调节器电路334中的电压比的倒数、输入电流IVBUS的积作为充电功率PADP_CHG。具体而言,在充电电压VCHG为12V,中间电压VINT相对于输入电压VBUS的电压比为2∶1,输入电流IVBUS为5A时,推断充电功率PADP_CHG成为12V×2×5A=60W。此处,在输入电流IVBUS被固定为恒定值的情况下,或者在被限制为最大值以下的情况下,能够利用额定功率Irated作为预先决定的输入电流IVBUS。
在输入电流IVBUS可变的情况下,EC31也可以利用从AC适配器37输入的输入电流信息所通知的输入电流IVBUS。推断充电功率PADP_CHG能够视为将充电电压VCHG换算为与从AC适配器37供给的输入功率相同的维度的功率。向各设备中的系统设备供给的功率成为主要。
EC31将推断充电功率PADP_CHG和系统供给功率PSYS进行比较,判定推断充电功率PADP_CHG和系统供给功率PSYS的哪一个更大。EC31基于推断充电功率PADP_CHG和系统供给功率PSYS中较大的一方的功率,来决定输入电压VBUS。EC31决定将较大的一方的功率换算为与输入电压相同的维度的电压作为输入电压VBUS。即,EC31能够将较大的一方的功率除以输入电流IVBUS并乘以电压比的倒数而得到的电压决定为输入电压VBUS。
接下来,对本实施方式所涉及的输入电压控制方法的例子进行说明。图3是表示本实施方式所涉及的输入电压控制方法的例子的流程图。
(步骤S102)EC31对从电池34通知的充电电压VCHG和从NVDC供电器336通知的系统供给功率PSYS进行监视。
(步骤S104)EC31将充电电压VCHG转换为与系统供给功率相同的维度的功率量的推断充电功率PADPCHG。
(步骤S106)EC31将推断充电功率PADP_CHG和系统供给功率PSYS进行比较,判定哪一个较大。
(步骤S108)EC31将换算推断充电功率PADP_CHG和系统供给功率PSYS的较大的一方的功率而得到的电压决定为输入电压VBUS。
(步骤S110)EC31将表示所决定的输入电压VBUS的输入电压控制信号输出到AC适配器37。AC适配器37的PD控制器372将从EC31输入并供给的输入电压控制信号所指示的输入电压VBUS设定于整流器374。然后,结束图3的处理。
接下来,对本实施方式所涉及的输入电压决定方法的例子进行说明。图4是例示步骤S108中的输入电压VBUS的推断方法的流程图。
(步骤S108a)在系统供给功率PSYS小于推断充电功率PADP_CHG的情况下(步骤S108a是),进入步骤S108b的处理。在系统供给功率PSYS为推断充电功率PADP_CHG以上的情况下(步骤S108a否),进入步骤S108c的处理。
(步骤S108b)EC31将推断充电功率PADP_CHG除以输入电流IVBUS并乘以电压比的倒数而得到的电压VBUS_CHG决定为输入电压VBUS。然后,进入步骤S110的处理。
(步骤S108c)EC31将系统供给功率PSYS除以输入电流IVBUS并乘以电压比的倒数而得到的电压VBUS_PSYS决定为输入电压VBUS。然后,进入步骤S110的处理。
若EC31单纯比较推断充电功率PADP_CHG和系统供给功率PSYS各自的瞬时值,则两者的大小关系、进而输入电压VBUS有时依次变动。因此,EC31也可以代替推断充电功率PADP_CHG和系统供给功率PSYS各自的瞬时值,而将移动平均值用于比较以及输入电压VBUS的计算。由于系统供给功率PSYS和推断充电功率PADP_CHG的大小关系的变动缓和,因此计算稳定的输入电压VBUS。因此,实现对信息处理装置1的功率供给的稳定化。
EC31也可以计算到当前时刻为止的一定期间内的瞬时值的单纯平均值或者加权平均值作为移动平均值,也可以计算指数移动平均值。指数移动平均值相当于当前时刻的瞬时值和前一时刻的瞬时值的差分与规定的平滑系数之积和前一时刻的瞬时值的和。平滑系数是大于0且小于1的预先决定的正的实数值。
图3、图4以EC31单纯基于系统供给功率PSYS和推断充电功率PADP_CHG的大小关系决定输入电压VBUS的情况为例,但并不限于此。
如图5所例示,在系统供给功率PSYS为推断充电功率PADP_CHG和第一极限值α的和以上的情况下,即系统供给功率PSYS与推断充电功率PADP_CHG之差为第一极限值α以上的情况下,EC31也可以将电压VBUS_PSYS决定为输入电压VBUS。
EC31在系统供给功率PSYS为推断充电功率PADP_CHG与第二极限值β之差以上的情况下,即推断充电功率PADP_CHG与系统供给功率PSYS之差为第二极限值β以上的情况下,EC31将电压VBUS_CHG决定为输入电压VBUS。
作为第一极限值α,预先设定大于0的正的实数。在系统供给功率PSYS明显大于充电功率PADP_CHG时,电压VBUS_PSYS决定为输入电压VBUS。
作为第二极限值β,预先设定大于0的正的实数。在推断充电功率PADP_CHG明显大于系统供给功率PSYS时,电压VBUS_CHG决定为输入电压VBUS。
即使在系统供给功率PSYS和推断充电功率PADP_CHG产生噪声的影响,只要系统供给功率PSYS和推断充电功率PADP_CHG的大小关系没有明显变化,输入电压就不会变化。因此,实现对信息处理装置1的功率供给的稳定化。
在本实施方式中,以从电压调节器电路334供给的中间功率的中间电压VINT的范围(VINT_MIN~VINT_MAX)包含在对电池34的充电电压的范围以及系统供给电压VSYS的范围中的方式设定输入电压VBUS的范围(VBUS_MIN~VBUS_MAX)即可(参照图6)。电池34的充电电压的范围、系统供给电压的范围典型地为6~20V。在输入电压VBUS与中间电压VINT的电压比为2∶1的情况下,将输入电压VBUS的范围设为15~40V即可。
接下来,对输入电压VBUS的控制例进行说明。图7是表示本实施方式所涉及的输入电压VBUS的第一控制例的图。图7表示系统供给功率PSYS、充电电压VCHG以及由中间电压VINT决定的输入电压VBUS、输入功率PADP以及消耗效率η的推移。输入功率PADP相当于输入电压VBUS与输入电流IVBUS的积。消耗效率η1~η5得到大体96~98%的高的转换效率。
在第一段的例子中,由于系统供给功率PSYS1小于推断充电功率PADP_CHG1,因此输入电压VBUS1成为电压VBUS_CHG1。
在第二段的例子中,由于系统供给功率PSYS2大于推断充电功率PADP_CHG2,因此输入电压VBUS2成为电压VBUS_SYS2。
在第三段的例子中,输入电压VBUS3达到最大值VBUS_MAX。系统供给功率PSYS也达到最大值,并且,若系统供给功率PSYS增加,则从AC适配器37供给的功率不足。不足的量的功率使用从电池34放电的放电功率来补偿。
在第四段的例子中,由于系统供给功率PSYS4小于推断充电功率PADP_CHG4,因此输入电压VBUS4成为电压VBUS_CHG4。
在第五段的例子中,由于系统供给功率PSYS5还小于推断充电功率PADP_CHG5,因此输入电压VBUS5成为电压VBUS_CHG5。
图8是表示本实施方式所涉及的输入电压VBUS的第二控制例的图。图8表示系统供给功率PSYS、输入功率PADP、充电功率PCHG以及输入电压VBUS及中间电压VINT。充电功率PCHG是对电池34实际充电的功率。在图8中越靠上方则充电功率PCHG越减少,比虚线所示靠上方,充电功率PCHG为负值,也就是说,表示从电池34的放电功率。系统供给功率PSYS在到时刻t1为止的期间中持续较低的状态,从时刻t1到t2增加,在从时刻t2到t3的期间中持续较高的状态。然后,系统供给功率从时刻t3到t4减少,在从时刻t4到t5的期间中持续较低的状态,从时刻t5到t6急剧增加。而且,系统供给功率PSYS在从时刻t6到t7的期间中持续较高的状态,从时刻t7到t8急剧减少,在时刻t8以后,持续较低的状态。
与此相对,伴随系统供给功率PSYS的增加,最初充电功率PCHG减少,由于系统供给功率PSYS大于推断充电功率PADP_CHG,而转变为放电(参照时刻t11、t12)。以下,通过将输入电压VBUS决定为电压VBUS_SYS,从而推断充电功率PADP_CHG增加。因此,抑制放电。即使系统供给功率PSYS再次减少,也在短暂的期间将输入电压VBUS决定为电压VBUS_SYS。因此,即使充电功率PADP_CHG变动,放电以及充电也被抑制。由于系统供给功率PSYS为推断充电功率PADP_CHG以下,将输入电压VBUS决定为电压VBUSCHG,从而开始显著的充电(参照时刻t21),伴随系统供给功率PSYS的稳定,充电功率稳定(参照时刻t22)。
因而,根据本实施方式,通过根据系统供给功率PSYS和推断充电功率PADP_CHG的大小关系来切换输入电压的推断方法,从而能够使中间电压VINT与系统供给电压VSYS近似。另外,在系统供给功率PSYS大于推断充电功率PADP_CHG时,将输入电压VBUS决定为电压VBUS_SYS,从而能够抑制系统设备SD的充放电。
作为比较例,在图9中,示出系统供给功率PSYS与图8的例子相同、且将输入电压VBUS及中间电压VINT设为恒定的情况。在这种情况下,充电功率PCHG的时间变化与系统供给功率PSYS的时间变化相应。中间电压VINT与系统供给电压VSYS的差分变得显著,不抑制系统设备SD的充放电。这成为功率的消耗效率降低的原因。
与此相对,在本实施方式中,中间电压VINT的时间变化与系统供给电压VSYS的时间变化相关,抑制中间电压VINT与系统供给电压VSYS的差分的时间变化。因此,根据本实施方式,能够提高功率的消耗效率。
图10是例示本实施方式所涉及的输入电压VBUS及中间电压VINT与系统供给功率PSYS的关系的图。输入电压VBUS或者中间电压VINT最初与系统供给功率PSYS无关地成为与充电电压VCHG对应的恒定值,但若系统供给功率PSYS超过某个值,则与系统供给功率PSYS成比例地增加直到达到上限为止。在图10中,线的图案表示充电电压VCHG的差异。充电电压越低,输入电压VBUS或者中间电压VINT成为恒定的系统供给功率PSYS的范围越窄。
图11是例示本实施方式所涉及的电压差VDIFF与系统供给电压VSYS的关系的图。电压差VDIFF相当于中间电压VINT与系统供给电压VSYS的差分。电压差VDIFF最初与系统供给功率PSYS无关地为零,但若系统供给功率超过某个值,则与系统供给功率PSYS成比例地增加直到达到上限为止。充电电压VCHG越高,电压差VDIFF成为零的区域越宽。电压差VDIFF成为使功率的消耗效率降低的原因,优选所要求的系统供给功率PSYS越高,充电电压VCHG越高。
图12、图13是例示本实施方式、比较例分别所涉及的功率损耗PLOSS和系统供给功率PSYS的关系的图。功率损耗PLOSS存在伴随系统供给功率PSYS的增加而增加的趋势。另外,存在充电电压VCHG越低则功率损耗PLOSS越增加的趋势。在本实施方式中,与比较例相比,系统供给功率PSYS较小的区域中的充电电压VCHG的降低引起的功率损耗PLOSS的增加被显著抑制(参照图12、虚线部分)。这表示特别是在系统设备SD的功耗较小的情况下,转换效率的改善明显。
如以上说明那样,本实施方式所涉及的信息处理装置1具备:系统设备SD;控制器(例如,EC31);电池34;以规定的电压比将来自电源适配器(例如,AC适配器37)的输入功率的电压即输入电压转换为中间电压的转换器(例如,电压调节器电路334);以及将从转换器供给的功率即中间功率的一部分或者全部作为系统供给功率供给到系统设备SD,将中间功率中的未供给到系统设备SD而剩余的功率作为充电功率充电到电池34的供电器(例如,NVDC供电器336)。控制器对充电功率的电压即充电电压和系统供给功率进行监视,基于充电电压和系统供给功率来决定输入电压。
根据该结构,能够使从基于充电电压和系统供给功率而决定的输入电压转换的中间电压与充电电压近似。因此,能够抑制供电器中的功率损耗并提高功率的转换效率。
另外,信息处理装置1也可以在中间功率比系统供给功率少时,将从电池34放电的功率供给到系统设备。
根据该结构,在中间功率与系统供给功率相比不足时,通过从电池34放电的功率补偿不足的功率。通过对电池34的充放电补偿暂时的中间功率的过多或不足,从而不会使来自电源适配器的功率供给过大。
控制器也可以基于充电功率和系统供给功率中的较多的一方的功率来决定输入电压。
根据该结构,在进行对电池34的充电时,基于充电电压决定输入电压,在不进行对电池34的充电时,基于系统供给功率决定输入电压。因此,使中间电压与充电电压近似,并且避免过度的充放电,由此能够抑制转换效率的降低。
控制器也可以在系统供给功率与充电功率之差为规定的第一极限值以上时,将输入电压变更为根据上述系统供给功率推断出的系统供给电压,在充电功率与上述系统供给功率之差为规定的第二极限值以上时,将输入电压决定为充电电压。
根据该结构,在系统功率明显大于充电功率时,系统供给电压决定为输入电压,在充电功率明显大于系统供给功率时,充电电压决定为输入电压。即使系统供给功率和充电功率的大小关系暂时变化,决定输入电压的方法也不会变化。因此,能够稳定地决定输入电压。
控制器也可以使用充电电压、输入电压与中间电压的电压比的倒数、电源适配器的额定电流来推断充电功率。
根据该结构,即使不直接测定供给到电池34的充电电流,也能够推断输入电压的决定所需的充电功率。
电源适配器或者转换器也可以具备测量输入电流的测量器。
根据该结构,能够与输入电流的变动无关地决定充电功率、进而输入电压。
以上,参照附图对本发明的实施方式进行了详述,但具体的结构并不限于上述的实施方式,也包含不脱离本发明的主旨的范围的设计等。在上述的实施方式中说明的各结构能够任意地组合。

Claims (7)

1.一种信息处理装置,具备:
系统设备;
控制器;
电池;
转换器,以规定的电压比将来自电源适配器的输入功率的电压亦即输入电压转换为中间电压;以及
供电器,将从上述转换器供给的功率亦即中间功率的一部分或者全部作为系统供给功率供给到上述系统设备,将上述中间功率中的未供给到上述系统设备而剩余的功率作为充电功率充电到上述电池,
上述控制器对上述充电功率的电压亦即充电电压和上述系统供给功率进行监视,
基于上述充电电压和上述系统供给功率来决定上述输入电压。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置,其中,
在上述中间功率比上述系统供给功率少时,将从上述电池放电的功率供给到上述系统设备。
3.根据权利要求2所述的信息处理装置,其中,
上述控制器基于上述充电功率和上述系统供给功率中的较多的一方的功率来决定上述输入电压。
4.根据权利要求3所述的信息处理装置,其中,
在上述系统供给功率与上述充电功率之差为规定的第一极限值以上时,上述控制器将上述输入电压变更为根据上述系统供给功率推断出的系统供给电压,
在上述充电功率与上述系统供给功率之差为规定的第二极限值以上时,上述控制器将上述输入电压决定为上述充电电压。
5.根据权利要求4所述的信息处理装置,其中,
上述控制器使用上述充电电压、上述电压比的倒数以及上述电源适配器的额定电流来推断充电功率。
6.根据权利要求4所述的信息处理装置,其中,
上述电源适配器或者上述转换器具备测量器,测量来自上述电源适配器的输入电流。
7.一种控制方法,是信息处理装置的方法,上述信息处理装置具备:系统设备;电池;转换器,以规定的电压比将来自电源适配器的输入功率的电压亦即输入电压转换为中间电压;以及供电器,将从上述转换器供给的功率亦即中间功率的一部分或者全部作为系统供给功率供给到上述系统设备,将上述中间功率中的未供给到上述系统设备而剩余的功率作为充电功率充电到上述电池,
上述信息处理装置执行:
第一步骤,对上述充电功率的电压亦即充电电压和上述系统设备的功耗进行监视;以及
第二步骤,基于上述充电电压和上述功耗来决定上述输入电压。
CN202310916409.7A 2022-07-26 2023-07-25 信息处理装置以及控制方法 Pending CN117453028A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-118434 2022-07-26
JP2022118434A JP7368562B1 (ja) 2022-07-26 2022-07-26 情報処理装置、および、制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117453028A true CN117453028A (zh) 2024-01-26

Family

ID=88418495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310916409.7A Pending CN117453028A (zh) 2022-07-26 2023-07-25 信息处理装置以及控制方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240039316A1 (zh)
JP (1) JP7368562B1 (zh)
CN (1) CN117453028A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117420900B (zh) * 2023-12-19 2024-04-02 合肥联宝信息技术有限公司 电路装置及电子设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5415173B2 (ja) * 2009-07-30 2014-02-12 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 携帯式コンピュータの消費電力の制御方法
JP2019194762A (ja) * 2018-05-01 2019-11-07 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 情報処理装置及び制御方法
JP2021076973A (ja) * 2019-11-06 2021-05-20 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 情報処理装置及び制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20240039316A1 (en) 2024-02-01
JP2024016371A (ja) 2024-02-07
JP7368562B1 (ja) 2023-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8248031B2 (en) Method for prioritizing load consumption within a notebook computer
US6498460B1 (en) Prioritization-based power management protocol in a computer system
US10389154B2 (en) Power storage adapter using a high efficiency charging method
US9673651B2 (en) Dynamic voltage adjust circuits and methods
US9507397B2 (en) Power supplying circuit, power supplying system and power supplying method
EP3360231B1 (en) Electronic apparatus, charge controlling method, and computer-readable recording medium
US10642333B2 (en) Power storage adapter for efficient supply of power of multiple portable information handling systems
US20030205995A1 (en) Method for displaying information concerning power consumption and electronic device
CN117453028A (zh) 信息处理装置以及控制方法
US10673271B2 (en) Efficient charging of multiple portable information handling systems based on learned charging characteristics
EP2624401B1 (en) Electronic apparatus and driving control method thereof
CN101324800A (zh) 计算机系统及其控制方法
KR20160142875A (ko) 모듈식 모바일 전자 디바이스의 전력 관리를 위한 시스템들 및 방법들
US7166989B2 (en) Power supply system for supplying power to an electronic apparatus
US9252618B2 (en) Terminals, terminal systems and charging/discharging methods thereof
US10923910B2 (en) Systems and methods for accepting variable input power from an external power source
JP6674119B1 (ja) 充電制御装置および充電制御システム
JP4503485B2 (ja) デジタル機器のための電源管理
KR100994806B1 (ko) 시스템의 전원관리 제어장치 및 그 제어방법
JP7345024B1 (ja) 情報処理装置および制御方法
US20180026451A1 (en) Thermal management for concurrent workload execution and fast charging
US11264811B2 (en) Efficiency based battery configurations
JP2024066853A (ja) 情報処理装置および制御方法
US20140189394A1 (en) Electronic device and power-supply control method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination