CN1253773C

CN1253773C - 一种基于软硬件协同管理的电源管理方法

Info

Publication number: CN1253773C
Application number: CN 200410029895
Authority: CN
Inventors: 李明
Original assignee: Individual
Current assignee: Chen Canhua; Li Ming
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: CN1564104A

Abstract

一种基于软硬件协同管理的电源管理方法，电源管理系统置于电脑内或数码设备的电池单元内且利用管理程序进行管理时，管理程序通过管理软件界面或者自动调整设定电源输出值和其他功能选项后，通过硬件驱动的解释将参数经标准数据线路传递给电路部分的单片机单元，单片机单元将修改参数保存后，依据参数值和管理流程对输出值和其他功能进行调整并予以执行。可以根据需要通过软件界面或硬件调节开关调节输出的电压、电流值，关机后也可以连续提供充电电压，其输出电流可以调到较现有的USB接口输出电流大。该系统不仅可通过USB端口输出，也可以使用独立的电源输出端口实现上述功能，有效地满足电脑或各种数码设备的充供电需求。

Description

一种基于软硬件协同管理的电源管理方法

技术领域

本发明涉及一种基于软硬件协同管理的电源管理方法，实现一种全新的电源管理方案。

背景技术

众所周知，标准的电脑USB接口可以提供5V，最大500ma的电流为连接端口的数码设备供电。但随着数码设备种类的日益增多，各类数码设备所使用充供电电源的电压，电流也不尽相同，以大多数可使用电脑USB端口供电的设备如掌上电脑，移动硬盘，数码相机而言，其所需要的5V供电电流都在500ma以上，传统USB端口的供电已不能满足他们的使用需要，还另需外接独立电源，带来极大不便。另外标准USB端口固定的输出电压也限制了使用USB口对其他不使用5V供电的设备进行充供电。

而且现有的USB端口在电脑关闭后便不再提供电源，故消费者在利用USB口为其他设备充供电时不得不保持电脑的开启状态。以无外接电源时利用笔记本电脑的USB口为所连接数码设备充电时为例，也必须首先把电脑打开—将造成不必要的笔记本电脑电池的能源损耗。

美国DIGI公司最近提出的Powerd USB技术，虽然使得利用这种技术的端口所输出的电源功率摆脱USB最大输出功率的限制，但无法实现电脑关机后的电源输出，及让使用者可以根据使用情况得以调节的电源输出和管理。并且仍需要另外的Powerd USB端口输出，不能同现有USB控制器配合。该技术的电源管理实现方法和目的也与本发明完全不同。

现在消费者在很多情况下需要在移动环境中使用各种数码设备如Notebbook PC，DV，DC等，经常出现某一设备没电而另一设备却电力充足的情况，如果在笔记本电脑电池单元及其他容量较大的数码设备电池单元内安装本发明的电源管理系统，并用标准USB口或其他标准电源端口作为除原输出口之外的电源输出口，使电池不仅能为电脑和配套的数码设备供电，还可以通过电池上另外的电源输出口将能量转换后供给其他数码设备使用，作为它们的外接能源。将极大的增加这些数码设备的使用时间。

发明内容

为了克服现有电脑或数码设备利用USB接口充供电的种种弊端，本发明目的在于提供一种基于软硬件协同管理的电源管理方法，不仅可通过USB端口输出大电流满足设备用电的需要，还可以通过软件控制输出可调电压为不使用5V供电的其他数码设备充供电，电脑关机时也可继续输出电力为所连接数码设备充供电，有效地满足电脑或各种数码设备的充供电需求。

本发明提供以下技术方案：电源管理系统置于电脑内或数码设备的电池单元内且利用管理程序进行管理时，管理程序通过管理软件界面或者自动调整设定电源输出值和其他功能选项后，通过硬件驱动的解释将参数经标准数据线路传递给电路部分的单片机单元，单片机单元将修改参数保存后，依据参数值和管理流程对输出值和其他功能进行调整并予以执行。

所述管理程序具有以下步骤：

(1)电脑开机时，电路部分的单片机控制单元根据设定参数判断由USB控制器还是管理系统管理电源输出，若由USB控制器管理，则系统无动作，若由系统管理，进入步骤(2)，此项为电源管理系统和USB控制器共同管理USB口电源输出时的步骤，如果是电源管理系统使用另外的电源输出端口，那么在电脑开机时直接进入步骤(2)，若电源管理系统直接作为USB控制器的电源管理部分，下述步骤仍有效，并增加步骤(6)；

(2)有内置电池，系统判断使用电脑外接电源还是内置电池作为电源输入端，若使用内置电池，则系统切换电源输入端为内置电池，并进入步骤(3)，若用电脑电源，系统切换至电脑电源，进入步骤(3)；

(3)系统判断电源输出端口是否仍保持输出，若无输出，直接进入步骤(5)，若有输出，则进入步骤(4)；

(4)系统根据参数判断是否要求电源输出端口恢复为默认的输出，若是，将输出电压电流值恢复为默认值，并转入步骤(5)，若未做要求，保持原输出值不变，进入步骤(5)；

(5)管理程序更改了输出电压电流值和其他功能选项，其他功能选项的参数设定值将即时生效，若此时管理系统作为USB控制器的电源控制部分时，进入步骤(6)，若由管理系统独立管理，进入步骤(7)；

(6)判断管理程序做出的参数修改是通过管理程序介面更改还是程序依据USB口所连接设备的供电要求自动调整，若通过管理界面，则进入步骤(7)，若自动更改，则管理程序将输出值更改为设备需求值后转入步骤(8)；

(7)系统根据设定参数判断输出电压电流值的更改是否即时生效，如果不是即时生效，则输出端口输出值不变，在电脑关机并且设定了“关机后仍保持输出”选项后才生效，若即时生效，进入步骤(8)；

(8)将USB电源输出值更改为变动值，若是系统此时使用的为电脑内部电池电源，进入步骤(9)，若使用电脑外接电源，进入步骤(10)；

(9)系统监控输出电压电流值，判断总输出功率是否超出限定参数，若是，则提醒用户，并在关机后才输出，若未超出，进入步骤(10)；

(10)若电脑关机，系统根据设定参数判断在电脑关机后是否仍要求电源输出端口保持输出，若保持输出，则在关机后仍然保持电源输出，并转入步骤(1)，若未要求保持输出，则进入步骤(11)；

(11)系统在电脑关机后不再保持电源输出，并转入步骤(1)。

本发明具有以下优点：电源管理系统置于电脑内或数码设备的电池单元内且利用管理程序进行管理时，管理程序通过管理软件界面或者自动调整设定电源输出值和其他功能选项后，通过硬件驱动的解释将参数经标准数据线路传递给电路部分的单片机单元，单片机单元将修改参数保存后，依据参数值和管理流程对输出值和其他功能进行调整并予以执行。可以根据需要通过软件界面或硬件调节开关调节输出的电压、电流值，关机后也可以连续提供充电电压，其输出电流可以调到较现有的USB接口输出电流大。该系统不仅可通过USB端口输出，也可以使用独立的电源输出端口实现上述功能，有效地满足电脑或各种数码设备的充供电需求。

以下结合附图和实施例对本发明进行详细解释和说明。

附图说明

图1示出了本发明的整体工作流程。

图2示出了本发明软件控制部分的流程图示例。

图3示出了电源管理系统集成入USB控制器作为主机控制器的电源管理部分时，管理系统的工作流程图。

图4示出了本发明电路部分原理图。

图5示出了管理系统安置在电脑内且无需软件管理时，通过硬件开关的切换控制，实现调节输出电压电流值和其他功能选项的电路原理图。

图6示出了管理系统安置在数码电池内部且无需软件管理时，通过硬件开关的切换控制，实现调节输出电压电流值和其他功能选项的电路原理图。

图7示出了管理系统与符合USB2.0标准和OTG规范的USB主机控制器共同置于数码电池内部时的电路原理图。

图8为电脑关机状态时管理系统令USB口输出可调电源为设备充供电示例。

图9为笔记本电脑处于关机状态时管理系统令USB口输出可调电源为设备充供电示例。

图10为管理系统内置于数码设备电池时，输出可调电源为其他数码设备充供电示例。

具体实施方式

图1是电源管理系统的整体工作流程图。另外，本发明涉及的电源管理系统，可以不完全需要图1所包含的全部流程，因此可以省略部分流程来构成系统实现，以下主要以管理系统与USB主机控制器协同进行USB口的电源输出管理作为本发明的实施例，其工作流程步骤如下：

步骤1.00：电脑开机的同时，电源管理系统随之启动，由系统内电路部分的单片机判断是由电源管理系统还是USB主机控制器管理USB口电源输出。若无特别说明，下述步骤中所述的“系统”的实现过程均为电路部分的单片机依据设定值所做的判断和实现过程。

步骤1.01：若系统根据管理程序的设定值判断将由USB控制器管理电源输出，进入步骤1.02，若系统判断将由电源管理系统管理USB口电源输出，进入步骤1.03。

步骤1.02：由USB控制器进行USB口的电源管理，系统将无后续动作。

步骤1.03：系统首先对电脑所使用电源进行判断，若电脑使用外接电源，则进入步骤1.04，若使用电脑内置电池，则进入步骤1.20。

步骤1.04：系统电源输入端切换连接至外接电源进行能源转换，再进入步骤1.05。

步骤1.05：系统根据设定值判断USB口此时有无电源输出，若此时USB口仍有输出，则进入步骤1.06，若无输出，则直接进入步骤1.09。

步骤1.06：若USB口有输出，系统根据设定值判断USB口的电压电流输出值是否要更改为系统默认的5v，500ma(max)输出。若要求更改为默认值，则直接进入步骤1.08，若无要求，则进入步骤1.07。

步骤1.07：系统保持USB口的输出电压电流值不变。进入步骤1.09。

步骤1.08：系统将输出值更改为默认输出，进入步骤1.09。

步骤1.09：若管理软件更改了系统的输出电压、电流值，USB口状态等选项，(管理程序通过硬件驱动将更改值传递给电路部分的单片机)，则进入步骤1.10。

步骤1.10：系统根据设定值判断各项更改后的参数是否即时生效。若设定值要求即时生效，进入步骤1.11，若未要求即时生效，则进入步骤1.12。

步骤1.11：系统立即将USB口电源输出值更改为设定值，并进入步骤1.13。

步骤1.12：USB口的输出值仍保持不变，只有在电脑关机、且系统设定USB口在电脑关机后仍有输出时才将输出值更改为设定的电压电流值。

步骤1.13：系统根据设定值判断电脑关机后USB口是否仍要求保持输出，如果要求保持输出，则进入步骤1.15，若不要求输出，则进入步骤1.14。

步骤1.14：系统根据设定值判断电脑关机后不要求USB口仍保持输出，在电脑关机后关闭USB口的电源输出，并转入步骤1.00，进入新循环。

步骤1.15：电脑关机后仍保持输出电力，并进入步骤1.00，开始新循环。

步骤1.20：电源管理系统判断电脑使用内置电池供电，将系统的电源输入端切换至连接内置电池。进入步骤1.21。

步骤1.21：电源管理系统判断电脑的USB口有无输出，若USB口有输出，则进入步骤1.22，若USB口无输出，进入步骤1.25。

步骤1.22：电源管理系统根据管理程序的设定值判断是否要求将输出值更改为5V，最大500ma的默认电力输出(系统首先判断USB口设定的输出电压电流值，若输出值已为默认输出，则不再做改动)，若不要求更改为默认值，则直接进入步骤1.23，若要求更改为默认输出，则进入步骤1.24。

步骤1.23：电源管理系统保持USB口原设定输出值不变。进入步骤1.25。

步骤1.24：管理系统将USB口输出值更改为默认输出，再进入步骤1.25。

步骤1.25：打开管理程序且更改了输出电压电流值和USB状态等选项时，进入步骤1.26。

步骤1.26：系统判断管理程序是否要求所更改的设定值立即生效，若是，进入步骤1.27，若未要求立刻生效，进入步骤1.28。

步骤1.27：管理程序要求修改后的设定值立即生效，系统将USB的输出更改为设定的输出值。进入步骤1.29。

步骤1.28：系统仍保持USB口的输出值不变，只有在电脑关机、且系统设定USB在电脑关机后仍有输出时才将输出值改为设定的电压电流值。

步骤1.29：判断所更改后的最大输出功率是否超出设定的最大输出功率值，若超出设定值，则进入步骤1.30，若未超出，进入步骤1.31。

步骤1.30：最大输出功率超出设定值后，可能会影响使用内置电池供电的电脑的正常操作，故系统将通过管理程序弹出警告介面，或者强制在电脑关机后USB口再输出设定的电压电流值。

步骤1.31：系统依据管理程序的设定值判断在电脑关机后是否仍要求保持USB口的电源输出，若要求保持输出，则转入步骤1.33，若未要求输出，转入步骤1.32。

步骤1.32：系统将在电脑关机后不再保持USB口的电力输出。并转入步骤1.00，开始新循环。

步骤1.33：系统在电脑关机后仍然保持USB口的电力输出，并转入步骤1.00，开始新循环。

图2是电源管理系统的软件控制部分流程图，管理程序将功能选项分成了“电源调节选项”和“其他功能选项”两个主要选项部分。

通过电源调节选项可以设定电源管理系统的输出电压和输出限制电流值，并可以用几种控制模式来对输出值进行设定。其中“精确控制”模式依据下述步骤进行判断。

“选择设备类型”选项用来选择USB口所连接设备的设备类型。

确定设备类型后，再根据“选择设备厂商”选项选择所连接设备的生产厂商。

确定厂商后，再依据“选择设备型号”选项选择设备的生产型号。

确定上述几项后，程序将根据内置数据库的数据选择最适合的输出电压电流值，数据库可以设定在网上自动更新。

如果数据库中没有相关数据，还可以通过“直接调节”模式通过直接选择输出电压、电流值来设定。

如果电源系统集成于USB主机控制器作为USB控制器的电源管理部分时，那么可以通过“自动调节”模式让电源系统依据USB数据线所传递的数码设备所需的充供电参数自动调节输出电压电流值。

通过“电源输出选项”的设置可以调节适合的输出电压，输出电流值参数。

“其他功能选项”包含了下述设置：

电脑关机后电源输出端口是否仍保持输出；

电脑开机后电源输出端口是否仍保持输出；

电脑开机后电源输出端口是否恢复默认输出；

输出功率警示是否开启；

电压输出指示(LED、LCD)是否开启；

电源管理系统是否开启；

电源输出由管理系统还是USB控制器管理(管理系统和电脑USB控制器系统共同管理电源输出时的选项)；

电脑开机/关机状态时USB端口是否保持电源输出(输出端口为电脑USB端口时)；

通过对“其他功能选项”的设定来调整电源输出端口和系统的工作状态。

设定的参数传递给管理系统的硬件驱动程序，经驱动程序翻译成适合电路部分的单片机理解的语言，并由单片机依据单片机内的程序控制单片机的各电路单元执行，并由电源输出端口输出设定的电压电流值。

图3为本发明的另一个实施例：电源管理系统集成入USB控制器作为主机控制器的电源管理部分时，管理系统的工作流程图：其流程是在图1(USB控制器的电源管理部分和管理系统共同控制USB输出时的工作流程)的基础上的修改。

工作流程中增加了“管理系统自动还是手动更改电源输出值”的判断流程。如果设定是由管理系统自动更改输出值，则管理系统根据USB端口所联结数码设备通过USB数据线所传递的充供电需求参数，自动调整所要输出的电压电流值。其工作流程如下：

步骤1：电脑开机的同时，USB的电源控制部分判断USB口是否存在输出，如无输出，则转入步骤5，若有电力输出，进入步骤2。

步骤2：USB的电源控制部分根据设定的参数判断是否要恢复到USB控制器的默认输出(5V，500ma(max))，如果是，将转入步骤4，否则，进入步骤3。

步骤3：电源控制部分保持USB口的原输出值不变。并转入步骤5。

步骤4：电源控制部分恢复默认的输出值，转入步骤5。

步骤5：电源控制部分的管理程序更改了USB口的设置参数，转入步骤6。

步骤6：电源控制部分判断是通过管理程序界面调节的设置参数还是通过所连接设备提供的充供电参数自动更改的。如通过管理程序更改，进入步骤8，若通过自动调节，转入步骤7。

步骤7：电源控制部分依据USB口所连接数码设备通过端口数据线提供的所需充供电参数值调整USB口输出电压电流值，并转入步骤10。

步骤8：电源控制部分判断修改的参数是否即时生效，若非即时生效，则转入步骤9，若即时生效，进入步骤10。

步骤9：USB口的输出值仍然保持不变，更改后的电源输出值只有在电脑关机后并且设定USB口仍然保持输出时才生效。

步骤10：电源管理部分将USB口的输出值更改为变动后的电源输出值，并转入步骤11。

步骤11：电源管理部分判断USB端口的输出总功率是否超出在管理界面中的设定输出功率值，若超出设定值，转入步骤12，否则进入步骤13。

步骤12：电源控制部分将通过弹出窗口等方式提醒用户注意，如果需要，可以强制令USB端口在电脑关机后再输出。

步骤13：电源控制部分依据设定参数判断关机后USB口是否仍然要求输出，若是，转入步骤14，若不要求输出，转入步骤15。

步骤14：电脑关机后USB口没有电源输出，转入步骤1。

步骤15：电脑关机后USB口仍然保持电源输出，转入步骤1。

图4是本发明电路部分原理图，由单片机控制单元、电源输入切换单元、电压电流调节单元、可变DC-DC转换单元，固定DC-DC转换单元，电源输出端口，LED及LCD显示单元组成，其中单片机控制单元为电路部分的核心。将驱动程序通过接口线路所传递管理程序的指令同单片机内的预置程序判断后，向各个电路单元发出控制信号，完成控制功能。

输入切换单元和输出切换单元的核心为继电器，其中输入切换单元由单片机单元的控制信号控制完成电源输入端是利用电脑电源还是电池电源的切换，输出切换单元控制USB口电源线路的连接，由单片机单元的控制信号控制完成USB口电源线路是连接USB控制器还是管理系统的的输出切换。

固定DC-DC转换单元输入端直接连接电脑电源或者内置电池的输出端。电源输出端连接单片机控制单元，可以持续为单片机控制单元输出其适合的标准电压，以为其供电。

可变DC-DC转换单元的核心为升压或者降压电源转换芯片，输入端通过输入端切换单元切换连接电脑电源还是电池的输出端。通过单片机对电压电流调节单元的控制可以输出需要的电压和限制电流值。

LCD显示单元可以通过单片机的输出信号在LCD显示屏上显示系统的状态及输出电压电流值，1ed控制单元可以通过单片机单元的控制信号控制单元内的多基色LED发出不同色光来代表所输出的不同电压值。语音提示单元即可以是以硬件方式安装的语音电路，也可以是软件方式嵌入管理程序，在更改输出电压电流值和其他功能选项时，能以语音的方式发出提醒。

输出端口可以利用电脑内和安置在数码电池内的标准USB端口内的电源线路作为电源输出，也可用独立安置于电脑和数码电池内其他类型的电源端口。

在图4中，P表示电源线路的连接，S表示控制信号的传递。单片机接收电脑开关机信号的反馈和管理程序的设置参数，通过对上述电路单元的控制完成输出端口输出设定的电压电流值以及输出端口的各种状态。例如管理程序要求在电脑再次开机后恢复默认的5V，最大500ma电源输出，那么单片机首先判断电脑的开关机信号，在检测到电脑的开机信号时输出控制信号给电压电流调节单元，令其调节可变DC-DC变换单元的输出为默认输出。

如果管理程序要求开机后恢复由USB控制器管理USB端口的电源输出，单片机监测到开机信号时，输出控制信号给输出切换单元，将USB口电源线路的连接由原来的连接可变DC-DC转换单元的输出端切换为连接电脑USB控制器的电源输出端。从而将USB端口的电源输出交给USB控制器管理。

如果管理程序要求在电脑关机后USB端口输出设定的9V，2A(max)电源以给端口所连接的数码摄像机供电，单片机接受并保存设置后，仍保持原输出值不变，待监测到电脑的关机信号时，再控制电压电流调节单元使得可变DC-DC转换单元将原来的输出值改为9V，2A的电源输出。

图5为管理系统安置在电脑内且无需软件管理时，通过硬件开关的切换控制，实现调节输出电压电流值和其他功能选项的电路原理图，电脑电源连接固定DC-DC转换单元为单片机提供工作电压。通过硬件开关的轻触式按钮可以修改输出端口的状态和设定输出电压值。设定参数传递给单片机控制单元后，经电压电流调节单元控制可变DC-DC转换单元输出适合的电压电流值，可变DC-DC转换单元的输入端连接电脑电源，可根据设置参数对其进行升压或者降压的电源转换操作，输出端通过输出切换单元和USB控制器的电源输出端共同连接到电脑内USB接口的电源线路。通过硬件切换开关的设定，经单片机判断由管理系统还是USB控制器管理USB口的电源输出。单片机控制LCD显示单元可以显示出端口状态以及输出电压电流值等信息。单片机发出信号给LED控制单元。控制单元内的多基色LED发出不同的光色来表示不同的输出电压值。单片机控制语音电路发出语音提示。

图6为管理系统安置在数码电池内部且无需软件管理时，通过硬件开关的切换控制，实现调节输出电压电流值和其他功能选项的电路原理图，同图5相似，电池的输出端分别连接固定DC-DC和可变DC-DC转换单元，并由于电源输出端口为另外加入电池内的USB接口，故可变DC-DC转换单元的输出端直接连接USB接口的电源线路，输出可调电压电流值为USB接口所连接的其他数码设备充供电，此时数码电池除仍可为原配属的数码设备的供电电池之外，还可以作为其他数码设备的备用电源使用，如在笔记本电脑电池内部安装本管理系统后，可以通过加装在电池上的USB输出接口连接可使用USB供电的设备，或者利用USB供电转接头供电的数码设备如通过转接头连接数码摄像机供电端口和USB输出接口，利用硬件开关设定合适的充供电电压后，为数码摄像机供电。

图7为管理系统与符合USB2.0标准和OTG规范的USB主机控制器共同置于数码电池内部时，其中管理系统的电源输出端连接USB端口的电源线路，USB端口内的数据线路连接USB主机控制器。管理系统内的单片机控制单元不仅可以通过硬件切换开关控制USB接口的输出电源，如果所连接的数码设备符合USB OTG规范，通过数据线路将所需的充供电所需参数及其他设定值传递给USB主机控制器，单片机控制单元还可以根据USB控制器所传递的充供电参数，自动调整输出适合的电压电流值。如果所连接的为设备的供电口(即转接头一端仅仅利用了USB端口的电源输出，另一端直接接入设备的供电端口)，则可以通过硬件开关来调节输出电压电流值。

电源管理系统的管理方法和电路结构不仅限于图1至图7所做说明，还可以有其他形式的修改。

在实际实施时，现有USB协议规定的USB端口为四根引脚，其中两根引脚为数据引脚，为传输数据使用。另外两根为电源引脚，由USB主机控制器控制可以输出5V，500ma(max)的电源，如果将电源部分交由本发明的电源管理系统控制，则输出电压和电流将不再受协议规定的限制。但除非由电源管理程序更改了输出数值，平常使用时仍然为标准输出。该电源管理系统也可以集成在电脑主板上作为主板电源控制系统的一部分，由bios及操作系统调节功能选项。只需用USB充电转接头连接各类数码设备的充供电端口和电脑及数码设备电池上的USB端口，通过管理程序或者硬件开关调节输出电压，电流值后，即可更方便的利用USB口为它们充供电。

USB充电转接头的一端是标准USB主接头，另一端依据各个数码设备充供电端口的特征而做。仅利用USB端口内的电源线路。一端连接电脑USB口后，另一端直接连接数码设备的充供电端口后可以利用USB端口电源为数码设备充供电。

也可用该电源管理系统替换标准的USB主机控制器中的电源控制部分，其输出电压电流由软件自动调节或手动修改功能选项，其最大输出电流不再受500ma的限制。输出电压仍可保持5V不变或可调节。USB端口数据传输部分不变。

为适应电源管理系统通过USB端口输出较大功率电源，USB端口的电源线路可进行相应的修改。

电源管理系统可同现有的USB主机控制器协同工作，并通过管理软件选择电源输出是由USB控制器还是外部电源管理系统控制还是共同控制。

电源管理系统也可以独立硬件方式加入电脑内和数码设备电池内部，由硬件开关控制所输出电压、电流值等功能选项。

电源管理系统内置入USB接口作为USB主机控制器的电源控制部分时，可以将USB接口(连同USB主机控制器)加入数码电池内部，符合USB接口标准。

电源输出端口为电脑内的标准USB端口的电源线时(USB端口电源输出线不再与USB控制器相连，输出线连接到管理系统的DC-DC变换单元输出端)管理程序或硬件切换开关将需调整的参数通过电脑的标准数据传输线路经硬件驱动传递给电路部分，电路部分输入端通过输入切换单元连接电脑内电源或内置电池，单片机控制DC-DC变换电路进行能源转换，由标准USB口电源线输出。管理系统也可根据USB端口所连接数码设备通过USB数据线所传递的充供电需求参数，自动调整所要输出的电压电流值。

电源管理系统的电源输出端口与电脑内的USB控制器共同管理电源输出时，管理系统的DC-DC变换单元的电源输出端和USB控制器的电源输出端共同连接管理系统的输出控制切换单元，切换单元根据单片机的指令判断由管理系统还是USB控制器控制电源输出。

电源管理系统默认输出5V标准电压，调节输出其他电压值(非5V)时，电源输出端口内用不同颜色的闪光指示不同电压值。系统在电脑关机第二次重新启动后默认恢复输出5V标准电压或保持原输出值不变。在电脑关机后也可选择继续输出适合的电压、电流为所连接数码设备充供电。

管理系统的电源输入端通过DC-DC变换电路连接电脑内电源或内置电池，独立于电脑内部的电源管理系统。系统的电源输出端为标准USB端口的电源线或独立的电源端口，管理系统控制DC-DC变换电路输出的电压、电流值可以进行调整。可选择在电脑开机、关机状态时输出、不输出电力。若输出端口为USB端口时USB端口数据传输部分仍符合USB1.0、1.1、2.0及后继标准。

电源管理系统可独立安装或者集成在主板上，也可同现有USB控制器中的电源管理电路共同管理电源输出，或者直接作为USB控制器的电源控制部分。电源管理系统安置于装有电池的电脑(笔记本或者掌上电脑)时，系统将选择利用外部电源还是电池电力进行能源转换。

管理系统的电路部分设计符合电脑的标准电源管理规范。电路部分的管理既可由电脑的bios、相匹配的管理软件、符合标准电源管理规范的软件、操作系统控制调节，也可由独立的硬件开关手动切换控制。

可以通过管理程序的控制界面选择电源输出端口所连接数码设备的类型、生产厂商、设备型号后，再调用程序内置的充电特性数据库调整输出最适合的充供电电压电流，也可依据电源输出端口所连接数码设备的充供电需求自动或手动调节电压电流值，充电特性数据库可更新。通过控制界面还可选择在电脑开机、关机状态时电源端口输出/不输出电力。

管理系统安置于数码设备电池内部时，在电池内部设有DC-DC变换电路，通过硬件开关控制输出电压电流值和其他功能，其输出接口为置于数码设备电池内部除原电源输出口之外的另一电源引出接口(可为标准USB端口或其他标准电源输出口)

本发明所提到的电脑包含便携式PC(Notebook PC)、台式PC(Desktop PC)、掌上电脑、PDA、电脑手机及其他包含USB接口的数码设备。本发明的应用也不局限于上面所述的设备。

本发明所提到的数码电池范围包含笔记本用充电电池，数码相机、摄像机，掌上电脑用充电电池等。电池类型可为镍氢电池，锂离子、锂聚合物电池，燃料电池等。本发明也不局限于上面所述的电池类型及范围。

本发明中所提到的使用本电源管理系统的充供电对象，不仅仅局限于掌上电脑，移动电话，数码相机，摄像机等便携式数码设备，其电压电流的可调输出和高输出功率还可应用于于其他设备仪器为其充供电，如：各类驱动器(光盘驱动器，移动硬盘等)、扫描仪，打印机及各种专业电子设备等。

尽管本发明已经参照附图和优选案例进行了解释说明，但对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，本发明的各种更改变化，和等同物均由所附权利要求书的内容覆盖。

Claims

1.一种基于软硬件协同管理的电源管理方法，其特征是：电源管理系统置于电脑内或数码设备的电池单元内且利用管理程序进行管理时，管理程序通过管理软件界面或者自动调整设定电源输出值和其他功能选项后，通过硬件驱动的解释将参数经标准数据线路传递给电路部分的单片机单元，单片机单元将修改参数保存后，依据参数值和管理流程对输出值和其他功能进行调整并予以执行。

所述管理流程具有以下步骤：

(11)系统在电脑关机后不再保持电源输出，并转入步骤(1)。