CN1661519A - 电脑系统的省电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电脑系统的省电装置，包括检测模组、省电控制模组和数个电源供应模组。其中检测模组是检测电脑系统中各装置的运作情形，而产生控制讯号至省电控制模组，而省电控制模组则依据控制讯号来控制电源供应模组的电力输出。当某一装置处于闲置状态时，省电控制模组就会依据控制讯号，降低电源供应模组输出电力至处于闲置状态的装置。

Description

电脑系统的省电装置

技术领域

本发明是有关于一种省电电路，且特别是有关于一种电脑系统的省电电路。

背景技术

在电脑系统中，例如笔记型电脑，由于其中央处理器(CPU)和其他周边晶片组的效能不断的提升，并且许多操作上的新功能陆续的加入，因而造成了笔记型电脑系统对电力的需求大为增加。也因为如此，就需要更大的电池容量才能维持笔记型电脑的待机时间在一定的水准。因为笔记型电脑电池的容量增加，造成了电池的体积也同样地增加。这对于致力于缩小笔记型电脑体积的各家厂商来说，缩小电池的体积，但是又要有足够供给笔记型电脑系统的电力，无疑地是一个非常重要的课题。

已知的解决方法，是使用软件来监控笔记型电脑系统的运作情形。其原理是将笔记型电脑系统划分出数个区块，并且监控区块的用电情形。当某个区块所控制的装置例如光碟机装置处于闲置(Idle)状态的时候，就将输出到这个区块的电力降低以节省电源。已知的技术是依照使用者的习惯与工作环境需求，自行设定电源的输出方式，但是使用者通常不会记得更改为省电模式，故无法达成省电的效果。

发明内容

因此，本发明的目的就是在提供一种电脑系统的省电电路，依据电脑系统内每一个装置运作的状况来控制其所需的电力，以确实达到省电的效果。

为达上述和其他目的，本发明提供一种电脑系统的省电装置，具有负载检测电路和省电控制电路。其中负载检测电路接收一个负载电压讯号，而此负载电压讯号由电脑系统所产生。接着，负载检测电路将所接收的负载电压讯号与参考电压比较之后，会产生控制讯号，并将之输出至省电控制电路，省电控制电路依据控制讯号来控制电源供应模组的动作。

在一般的情况下，电源供应模组用来输出电力至电脑系统内的某一装置以使其能正常运作。因此，负载检测电路依据电源供应模组所耦接的装置的运作情形，使得省电控制电路来决定是否降低或甚至关闭电源供应模组的电力的输出。

在本发明的一个实施例中，负载检测电路具有交流对直流转换电路，用来接收负载电压讯号而输出直流的输入电压。另外，负载检测电路更具有比较模组，耦接交流对直流转换电路以接收输入电压。比较模组会依据输入电压和参考电压二者比较的结果来输出控制讯号。

本发明提供一种交流对直流转换电路，由第一滤波电路与第二滤波电路串联所构成。其中第一滤波电路包括了第一电阻，其第一端接收负载电压讯号，以及第一电容，其第一端耦接第一电阻的第二端，而第一电容的第二端接地。而第二滤波电路则包括了第二电阻，其第一端耦接第一电阻的第二端并且其第二端耦接至比较模组，以及第二电容，其第一端耦接第二电阻的第二端并且其第二端接地。

另外，比较模组包括了比较器，是将输入电压与参考电压作比较之后，输出控制讯号。

而在本发明的一个实施例中，比较模组还包括解码器，用来使比较模组依据负载电压讯号进行解码，以透过比较模组的输出得知电脑系统对各装置的负载状况。

此外，上述所提及的省电控制电路具有开关，此开关具有控制端、第一连接端和第二连接端。其中控制端耦接负载检测电路的输出，依据控制讯号来决定是否导通第一连接端和第二连接端。开关的第一连接端耦接控制晶片，而第二连接端则耦接控制电路。当第一连接端和第二连接端导通的时候，控制晶片会透过控制电路使得电源供应模组降低或甚至关闭输出的电力。

开关包括晶体管开关，其栅极端系耦接控制端，其中的一源/漏极端耦接第一连接端，而其另一源/漏极端则耦接第二连接端。

从另一观点来看，本发明提供一种电脑系统的省电装置，依据电脑系统内的控制单元所产生的负载电压讯号，来控制电脑系统内数个电源供应模组的电力输出。本发明的省电装置具有接收负载电压讯号的检测模组，此检测模组还接收参考电压。检测模组会将负载电压讯号和参考电压进行比较，然后再依据二者比较的结果来输出控制讯号。另外，本发明的省电装置还具有省电控制模组，系耦接检测模组以接收控制讯号。并且省电控制模组依据控制讯号，来决定是否需要将电脑系统内的电源供应模组至少其中的一降低或甚至关闭其输出电力。

在本发明的一个实施例中，检测模组包括了负载检测电路以及微控制器。负载检测电路系接收负载电压讯号和参考电压，并且依据二者比较的结果来产生控制讯号。而微控制器耦接负载检测电路，并依据负载检测电路的输出来判断电脑系统的负载状况，且微控制器更依据电脑系统的负载状况，来决定是否使得电源供应模组至少其中的一降低或甚至关闭其输出电力。

又，当微控制器得知电脑的负载状况后，会告知本发明所提供的辅助软件。此辅助软件用来依据电脑系统的负载状况，来调整每一个电源供应模组的输出电力。

另外，控制单元藉由上述的辅助软件，来控制电脑系统内的时脉产生器的输出时脉讯号的频率大小。

同样地，负载检测电路包括了交流对直流转换电路以及比较模组。比较模组包括比较器和解码器。比较器将输入电压与参考电压作比较之后，输出控制讯号。而解码器使得比较模组依据负载电压讯号来进行解码，以使微控制器能够透过比较模组得知电脑系统内的负载状况，来调整这些电源供应模组的输出电力。

相对地，省电控制模组具有数个省电控制电路，分别对应耦接电源供应模组。这些省电控制电路会分别依据控制讯号来控制电源供应模组的输出。

一般来说，控制单元包括了中央处理器(CPU)和控制晶片组(ControlChipset)，用来控制电脑系统内的所有的装置。另外，中央处理器和控制晶片组俱耦接电脑系统内的时脉产生器，而时脉产生器用来提供电脑系统运作所需的时脉讯号。

本发明是使用负载检测电路来检测电脑系统各装置负载的状况。当电脑系统的某个装置处于闲置状态时，负载检测电路会告知省电控制电路，而省电控制电路就会控制此装置所耦接的电源供应模组降低其输出的电力以达到省电的目的。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举几个实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示了依照本发明的一实施例的电脑系统方块图。

图2绘示了依照本发明的一实施例的负载检测电路方块图。

图3绘示了依照本发明的一实施例的省电控制电路方块图。

图4绘示了依照本发明另一实施例的电脑系统方块图。

图5绘示了依照本发明另一实施例的另一种电脑系统的省电装置方块图。

具体实施方式

图1绘示了依照本发明的一实施例的系统方块图。请参照图1，控制单元130包括中央处理单元(CPU)132和控制晶片组134等，耦接至主系统100，以控制电脑系统内所有装置的运作。另外，负载检测电路112的输入耦接控制单元130和接收参考电压Vref，而其输出则耦接省电控制电路122。省电控制电路122依据负载检测电路112的输出来控制电源控制模组141对主系统100的电力输出。

图2绘示了依照本发明的一实施例的负载检测电路方块图。请参照图2，交流对直流转换电路210系接收控制单元130所输出的负载电压讯号vs，并将之转换成直流的输入电压VI以输出至比较模组220。比较模组220依据输入电压VI与参考电压Vref二者比较的结果来输出至省电控制模组122。

请继续参照图2，其中的交流对直流转换电路210可以如本实施例所示，以两个串联的电阻电容滤波器(RC Filter)来实现。其中，滤波器211中的电阻21其中一端接收负载电压讯号vs而另一端则耦接电容23和滤波器213中的电阻25，此外，滤波器211中的电容23其中一端耦接电阻21而另一端接地。另外，滤波器213中的电阻25其中一端耦接电阻21并且另一端耦接电容27和比较模组220。而滤波器213中的电容27其中一端耦接电阻25，另一端同样也是接地。

当交流型态的负载电压讯号vs在正半周期时，会对电容23和27充电。而当负载电压讯号vs在负半周期时，电容23和27开始放电。熟习本技术领域者可以增加电容23和27的电容值，来使得其放电时间增加。假设：电容23和27的放电时间远大于负载电压讯号vs在负半周期的时间，故电容23和27还未完全放电完毕，负载电压讯号vs又会转变为正半周期而开始对电容23和27充电。因此交流对直流转换电路210会输出近乎直流的输入电压VI至比较模组220。

请继续参照图2，比较模组220包括比较器222，用来依据输入电压VI和参考电压Vref二者比较的结果，使得比较模组220输出控制讯号Vc至省电控制电路122。

比较模组220还包括解码器224，使得比较模组220依据负载电压讯号vs来进行解码，以便透过负载检测电路112的输出，来得知目前电脑系统对各装置的负载状况。

图3绘示了依照本发明的一实施例的省电控制电路方块图。请参照图3，负载检测电路112输出的控制讯号Vc经由以电阻41和电容43所组成的电阻电容滤波器缓冲以后，再送至开关410的控制端45。开关410的连接端49耦接控制晶片403，而开关410的连接端47则耦接控制电路405。开关410依据控制讯号Vc来决定是否导通控制端47和49。

请继续参照图3，开关410系例如为晶体管开关411。其中，晶体管开关411的栅极端耦接控制端45，而晶体管开关411的其中一个源/漏极端系耦接连接端47，其另一源/漏极端则耦接连接端49。当控制讯号Vc控制连接端47和49导通后，控制晶片403就会透过控制电路405使得电源供应模组141降低或甚至关闭其输出电力。

图4绘示了依照本发明的一实施例的另一种电脑系统方块图。请参照图4，在本发明另一选择实施例中，检测模组110接收控制单元130所产生的负载电压讯号vs和参考电压Vref，而产生控制讯号Vc至省电控制模组120。省电控制模组120分别耦接电源供应模组141至电源供应模组143。而电源供应模组141至电源供应模组143用来输出电力给装置101至装置103，以使电脑系统运作。

请继续参照图4，控制单元130耦接主系统100，以控制电脑系统内的各装置。当控制单元130控制主系统100时，会依据装置101至装置103的运作情形，送出负载电压讯号vs至检测模组110内的负载检测电路112。负载检测电路112依据负载电压讯号vs和参考电压Vref二者比较的结果来输出控制讯号Vc。而省电控制模组120就会依据控制讯号Vc来调整所对应的电源供应模组调整其输出的电力。

请再参照图4，省电控制模组120中包括了例如省电控制电路122的数个省电控制电路。每一个省电控制电路分别对应耦接一个电源供应模组，而每一个电源供应模组又对应耦接一个主系统100中的装置。省电控制模组120依据装置101至装置103的运作情形，来对电源供应模组141至电源供应模组143中的相对应者，调整其输出至主系统100的电力。

以下举一实例来说明本发明的精神。假设装置101是一个光碟机装置(CD-ROM)。若是此光碟机装置只被用来读取音乐光碟片(CD)以拨放音乐时，光碟机装置可以用较低的转速来运作，因此其所需的电力会比平常低。此时，负载检测电路112就会依据负载电压讯号vs和参考电压Vref二者比较的结果，来输出控制讯号Vc至省电控制模组120，使得电源供应模组141降低输出至装置101的电力，以节省电力的消耗。

本实施例的负载检测电路112与省电控制电路122的内部结构以及工作原理已在前面的段落中叙述过，因此不再多作介绍。

请再参照图4，在另一实施例中，检测模组110还可以包括微控制器114。微控制器114耦接负载检测电路112，用来依据负载检测电路112的输出来判断电脑系统内装置101至装置103的运作情形，并且告知辅助软体116。当装置101至装置103中，有某个或是某些装置处于闲置或是仅需要部分的电力即可工作的情形时，微控制器114可以由负载检测电路112的输出判断出来。然后微控制器114会将此讯息告知辅助软件116，而辅助软件116则配合微控制器114和控制讯号Vc，使得省电控制模组120控制相对应的电源供应模组降低或甚至关闭其输出电力，以节省电力的消耗。

图5绘示了依照本发明另一实施例的另一种电脑系统的省电装置方块图。请参照图5，一般来说，电脑系统内还具有时脉产生器151，其用来提供控制单元130和主系统100所需要的时脉讯号。在本实施例中，辅助软件116还可以依据电脑系统对装置101至装置103的负载状况，使得控制单元130来调整时脉产生器151的输出时脉讯号的频率大小。

综上所述，本发明以负载检测电路再配合微控制器和辅助软件来检测电脑系统内各装置运作的情形，以使得省电控制模组调整电源供应模组的电力输出，以有效地节省电力。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化和修改，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims (18)

1.一种电脑系统的省电装置，包括：

一负载检测电路，是接收该电脑系统所产生的一负载电压讯号，并与一参考电压比较后，产生一控制讯号；以及

一省电控制电路，耦接该负载检测电路的输出，用以接收该控制讯号，并依据该控制讯号来控制一电源供应模组的动作。

2.如权利要求1所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该省电控制电路依据该控制讯号，来决定是否使得该电源供应模组降低或关闭输出电力。

3.如权利要求1所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该负载检测电路包括：

一交流对直流转换电路，接收该负载电压讯号，用以输出直流的一输入电压；以及

一比较模组，耦接该交流对直流转换电路，用以接收该输入电压，且该比较模组依据该输入电压和该参考电压比较的结果，来产生该控制讯号。

4.如权利要求3所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该比较模组包括一比较器，用以将该输入电压与该参考电压作比较，而输出该控制讯号。

5.如权利要求4所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该比较模组还包括一解码器，使得该比较模组依据该负载电压讯号进行解码，用以藉由其输出得知该电脑系统内每一该些装置的运作情形。

6.如权利要求1所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该交流对直流转换电路由串联的第一与第二滤波电路所构成。

7.如权利要求6所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该第一滤波电路包括：

第一电阻，其第一端接收该负载电压讯号；

第一电容，其第一端耦接该第一电阻的第二端，而该第一电容的第二端接地；

该第二滤波电路包括：

第二电阻，其第一端耦接该第一电阻的第二端，而该第二电阻的第二端则耦接至该比较模组；以及。

第二电容，其第一端耦接该第二电阻的第二端，而该第二电容的第二端接地。

8.如权利要求1所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该省电控制电路包括：

一开关，具有一控制端、第一连接端和第二连接端，该控制端耦接该负载检测电路的输出，用以依据该控制讯号来决定是否导通该第一连接端和该第二连接端；

一控制晶片，耦接该第一连接端；以及

一控制电路，耦接该第二连接端，

其中当该第一连接端和该第二连接端导通时，该控制晶片会使得该控制电路控制该电源供应模组降低或关闭输出至该装置的电力。

9.如权利要求8所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该开关包括一晶体管开关，其栅极端耦接该控制端，该晶体管开关的一源/漏极端耦接该第一连接端，而该晶体管开关另一源/漏极端则耦接该第二连接端。

10.一种电脑系统的省电装置，依据该电脑系统内的一控制单元所产生的一负载电压讯号，来控制该电脑系统内的多数个电源供应模组的电力输出，该电脑系统的省电装置包括：

一检测模组，接收该负载电压讯号和一参考电压，用以将该负载电压讯号和该参考电压进行比较，再依据比较的结果来输出一控制讯号；以及

一省电控制模组，耦接该检测模组，用以接收该控制讯号，

其中该省电控制模组系依据该控制讯号，来决定是否控制该些电源供应模组至少其中的一降低或关闭其输出电力。

11.如权利要求10所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该检测模组包括：

一负载检测电路，接收并依据该负载电压讯号和该参考电压，来产生该控制讯号；以及

一微控制器，耦接该负载检测电路，用以依据该负载检测电路来判断该电脑系统的负载状况，且该微控制器依据该电脑系统的负载状况，来决定是否使得该些电源供应模组至少其中的一降低或关闭其输出电力。

12.如权利要求11所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，当该微控制器得知该电脑系统的负载状况后，还包括告知一辅助软件，而该辅助软件用以依据该电脑系统的负载状况，来调整各该电源供应模组的输出电力。

13.如权利要求12所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该控制单元系藉由该辅助软件，来决定该电脑系统内的一时脉产生器输出的时脉讯号的频率大小。

14.如权利要求11所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该负载检测电路包括：

一交流对直流转换电路，接收该负载电压讯号，用以输出直流的一输入电压；以及

一比较模组，耦接该交流对直流转换电路，用以接收该输入电压，且该比较模组依据该输入电压和该参考电压比较的结果来输出该控制讯号。

15.如权利要求14所述的电脑系统的省电装置，其中该比较模组包括：

一比较器，用以将该输入电压与该参考电压作比较，而输出该控制讯号；以及

一解码器，使该比较模组依据该负载电压讯号进行解码，用以使该微控制器透过该比较模组得知该电脑系统内的负载状况，以控制该些电源供应模组至少其中的一降低或关闭其输出电力。

16.如权利要求10所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该省电控制模组具有多个省电控制电路，依据该控制讯号分别对应控制该些电源供应模组的输出。

17.如权利要求16所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，每一该些省电控制电路包括：

一开关，具有一控制端、第一连接端和第二连接端，该控制端耦接该负载检测电路的输出，用以依据该控制讯号来决定该开关是否导通；

一控制晶片，耦接该第一连接端；以及

一控制电路，耦接该第二连接端，

其中当该开关导通时，该控制晶片会控制该控制电路，使得该省电控制电路所对应的该电源供应模组降低其输出电力。

18.如权利要求10所述的电脑系统的省电装置，其特征在于，该控制单元包括一中央处理器和一控制晶片组，用以控制该电脑系统内的所有装置，且该中央处理器和该控制晶片组俱耦接该电脑系统内的一时脉产生器，该时脉产生器用以提供该电脑系统运作所需的时脉讯号。

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