CN1581662B - 可充分利用交流/直流转换器功率的电子装置 - Google Patents

Abstract

一种可充分利用交流/直流转换器功率的电子装置，包括主机和交流/直流转换器。交流/直流转换器用以接收一交流电源，将之转换为一直流电源供应给主机，并依据目前所输出的功率而输出一控制信号以控制主机的用电量。交流/直流转换器包括：电源转换器，用以将交流电源转换为直流电源；电源控制器，依据电源转换器的输出功率而据以输出控制信号。

Description

可充分利用交流/直流转换器功率的电子装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置，且特别涉及一种可充分利用交流/直流转换器功率的电子装置。

背景技术

一般的电子装置，例如笔记本型计算机等，都需要有交流/直流转换器(adaptor)以提供电子装置运作所需的直流电源。一般来说，电子装置中除了内建的电池外，交流/直流转换器是另一个重要的电源供应的来源。

已知在设计交流/直流转换器时，需考虑笔记本型计算机所可能耗费的最大功率，然后经由妥善的设计使得交流/直流转换器可以提供此最大功率，以确保笔记本型计算机在任何情况下都可以正常运作。

随着笔记本型计算机的中央处理器的工作频率愈来愈高，其所消耗的电源也愈来愈多。交流/直流转换器也就因此而需要提供更多的电源功率。然而，已知交流/直流转换器的体积与重量必须随着功率的需求提高而增加，与目前笔记本型计算机日渐趋向轻薄短小以便于携带的趋势相抵触，因此，如何能更充分利用交流/直流转换器，且符合体积小、重量轻等特性，实为当前一大课题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种可充分利用交流/直流转换器功率的电子装置，以减小交流/直流转换器的体积与重量。

根据本发明的目的，提供一种可充分利用交流/直流转换器功率的电子装置，包括主机和交流/直流转换器。交流/直流转换器用以接收一交流电源，将之转换为一直流电源供应给主机，并依据目前所输出的功率而输出一控制信号以控制主机的用电量。交流/直流转换器包括：电源转换器，用以将交流电源转换为直流电源；电源控制器，依据电源转换器的输出功率而据以输出控制信号。其中该主机包括：一中央处理器，依据一调整信号而调整其工作频率；以及一CPU控制器，依据该控制信号输出该调整信号，当该控制信号表示用电量已经过高，则该调整信号使中央处理器的工作频率变慢。

本发明的优点是：

(1)电子装置因交流/直流转换器自动调整耗电量，故可配合多种不同功率的交流/直流转换器，弹性很大；

(2)交流/直流转换器功率只需设计在电子装置正常的耗电量即可，不需设计成电子装置最大耗电量；和

(3)可以动态地调整主机的用电量，因此交流/直流转换器的功率可以不用设计地太大，以减小其体积与重量。

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一较佳实施例的一种可充分利用交流/直流转换器功率的电子装置的方块图；

图2A是交流/直流转换器的一例电路图；

图2B是电源控制器的信号示意图；

图3是充电控制器的一例电路图；

图4A是CPU控制器的一例电路图；和

图4B是CPU控制器内部的时钟示意图。

附图符号说明

110：交流/直流转换器

112：电源转换器

114：电源控制器

130：主机

132：充电电路

134：充电控制器

135：CPU控制器

136：电池

138：中央处理器

140：CPU电源转换器

410：振荡电路

具体实施方式

图1是依照本发明一较佳实施例的一种可充分利用交流/直流转换器功率的电子装置的方块图。该电子装置包括交流/直流转换器110及主机130。交流/直流转换器110接收交流电源AC，将之转换为直流电源Vs后供应给主机130。交流/直流转换器110并可依据目前所输出的功率而输出控制信号CTRL以控制主机130的用电。

交流/直流转换器110包括电源转换器112及电源控制器114。电源转换器112用以将交流电源AC转换为直流电源Vs。电源控制器114是依据电源转换器112的输出功率而输出控制信号CTRL。若电源控制器114检查到目前的输出功率太高，则发出控制信号CTRL以使主机130的用电量减少。

主机130包括中央处理器(CPU)138、CPU电源转换器140、CPU控制器135、电池136、充电电路132及充电控制器134。CPU电源转换器140用以将交流/直流转换器110输出的直流电源转换为中央处理器138所需要的电压。电池136用以提供直流电源给主机130。当主机130由交流/直流转换器110供电时，交流/直流转换器110也会顺便通过充电电路132而对电池136充电。控制信号CTRL电性连接至CPU控制器135与充电控制器134，用以控制主机130的中央处理器138及电池136的用电量。

充电控制器134依据控制信号CTRL而改变充电电路132对电池136的充电电流。当控制信号CTRL是表示用电量已经过高，则充电控制器134就会使充电电路134减少对电池136的充电电流，以节省电源的消耗。

CPU控制器135依据控制信号CTRL而改变中央处理器138的工作频率。当控制信号CTRL表示用电量已经过高时，则CPU控制器135就会使中央处理器138的工作频率变慢，以节省电源的消耗。

图2A是交流/直流转换器110的一例电路图。交流/直流转换器110包括电源转换器112与电源控制器114。电源转换器112的输入端可以接收交流电源AC，并据以输出直流电源Vs。电源转换器112的内部电路是已知的，在此不再赘述。电源控制器114包括运算放大器OP、电阻R1、R2及R3与电容C3。电源控制器114依据目前功率参考值Vp与门槛参考值Vt比较后输出控制信号CTRL。运算放大器OP的正端接收门槛参考值Vt，负端接收目前功率参考值Vp，比较后输出控制信号CTRL。门槛参考值Vt依据交流/直流转换器110的最大输出功率而预定的值。门槛参考值Vt例如是将输出电压Vs分压而得，依据电阻R2的电阻值而决定门槛参考值Vt的大小。目前功率参考值Vp例如是依据负载电流Ip流经电阻R1所产生的压降而得。电阻R3与电容C3用以决定目前控制信号CTRL的变化斜率。

图2B是电源控制器114的信号示意图。以输出电压Vs为19V，最大输出功率为95W的交流/直流转换器110为例作说明。交流/直流转换器110的最大负载电流为95/19＝5A。门槛参考值Vt预设为100mV，所以电阻R1的电阻值应为0.02Ω。当交流/直流转换器110的负载电流Ip小于5A时，电阻R1上的电压即小于100mV，因此控制信号CTRL为高电平。高电平的控制信号CTRL表示目前的功率输出尚小于最大功率输出，因此主机130不需执行任何省电程序。当负载电流Ip大于5A时，运算放大器OP的输出CTRL电位会由5V转为0V，亦即控制信号CTRL转为低电平，表示目前功率输出过高，因此主机130需执行省电的程序。等到主机130的消耗功率减少后，负载电流Ip即为变小，当低于5A时，运算放大器OP的输出CTRL电位会由0V转为5V，因此控制信号CTRL又会恢复为高电平，其中，转换斜率是由电阻R3与电容C3来决定。

图3是充电控制器134的一例电路图。充电电路132一般具有一充电电流控制脚，用以控制供应电池136的充电电流，所以，控制信号CTRL可直接接于此充电电流控制脚。充电控制器134为一个包括电阻R4、R5及R6的分压电路，用以依据控制信号CTRL的电平改变，来对应地改变充电电流。举例来说，当控制信号CTRL电压下降为低电平时，则充电电路132即会跟着减少充电电流，以节省电源的消耗。

图4A是CPU控制器135的一例电路图。中央处理器138具有一改变工作频率的接脚，当此接脚为高电平时，中央处理器138是以高速运作；当此接脚为低电平时，中央处理器138是以低速运作。CPU控制器135包括振荡电路410及比较器CP。比较器CP的正端接收控制信号CTRL，负端接收振荡电路410输出的三角波T，然后据以输出调整信号PW以改变中央处理器138的工作频率。

图4B是CPU控制器135内部的时钟示意图。当控制信号CTRL为高电平时，调整信号PW维持在高电平，以使中央处理器138以高速运作。当控制信号CTRL逐渐降低时，调整信号PW即随控制信号CTRL与三角波T的相对大小与比较结果而改变，例如，当控制信号CTRL的电压比三角波T高时，调整信号PW便维持在高电平；当控制信号CTRL的电压比三角波T低时，调整信号PW便维持在低电平；而当控制信号CTRL的电压与三角波T比较结果有高有低时，调整信号PW便会出现对应的脉波信号，如图4B所示。中央处理器138在调整信号PW为高电平时以高速运作，在调整信号PW为低电平时以低速运作。因此调整信号PW在低电平的时间愈多，愈能节省中央处理器138的耗电量。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围视后附的权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种可充分利用交流/直流转换器功率的电子装置，包括：

一主机；以及

一交流/直流转换器，接收一交流电源，将之转换为一直流电源供应给该主机，并依据目前所输出的功率而输出一控制信号以控制该主机的用电量，该交流/直流转换器包括：

一电源转换器，用以将该交流电源转换为该直流电源；以及

一电源控制器，依据该电源转换器的输出功率而输出该控制信号，其中该主机包括：

一中央处理器，依据一调整信号而调整其工作频率；以及

一CPU控制器，依据该控制信号输出该调整信号，当该控制信号表示用电量已经过高，则该调整信号使中央处理器的工作频率变慢。

2.如权利要求1所述的装置，其中该CPU控制器包括：

一振荡电路，用以输出一三角波；以及

一比较器，依据该控制信号与该三角波输出该调整信号。

3.如权利要求1所述的装置，其中该主机还包括：

一CPU电源转换器，用以接收该直流电源并将之转换为适于该中央处理器的电压。

4.如权利要求1所述的装置，其中该主机包括：

一电池，接收一充电电流而充电；

一充电控制器，接收该控制信号并据以输出一充电信号；

一充电电路，接收该直流电源，依据该充电信号决定该充电电流的大小。

5.如权利要求4所述的装置，其中该充电控制器为一分压电路。

6.如权利要求1所述的装置，其中该电源控制器包括：

一运算放大器，接收一目前功率参考值与一预定的门槛参考值，比较后输出该控制信号；

其中，该门槛参考值依据该交流/直流转换器的最大输出功率而预定；

其中，该目前功率参考值依据该交流/直流转换器的负载电流而获得。

7.如权利要求1所述的装置，其中该电源控制器包括：

一运算放大器，接收一目前功率参考值与一预定的门槛参考值，比较后输出该控制信号；

其中，该门槛参考值依据该交流/直流转换器的输出电压而获得；

其中，该目前功率参考值依据该交流/直流转换器的负载电流而获得。

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