CN2630926Y - 笔记型计算机的电源控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种用来控制一笔记型计算机电源的电源控制系统，其包含有一交流/直流转换器、一用来检测该交流/直流转换器的输出电流的电流传感器、一用来比较该输出电流与一比较电流的比较器，以及一逻辑电路。其中，若该输出电流大于该比较电流，则该比较器会输出一警示讯号。该逻辑电路会分析该警示讯号，而若该警示讯号符合一预设标准，则该逻辑电路会控制该笔记型计算机的操作，以降低该交流/直流转换器所提供于该笔记型计算机的功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源控制系统，特别是涉及一种用于控制一笔记型计算机的电源以使该笔记型计算机的最大系统瞬间消耗功率小于一预设功率值的电源控制系统。
背景技术
随着电子技术不断地进步，许多电子产品不但其功能日益地多样化，其体积亦有逐渐缩小的趋势。其中最明显的例子即是笔记型计算机已逐渐地取代了桌上型计算机，而成为目前使用者选购个人计算机时的第一选择。一般，笔记型计算机内会装有一交流/直流转换器(AC/DC adapter)，用来提供电力予笔记型计算机内的各项电子组件使用，且通常其内具有过载保护的设计，用来防止因笔记型计算机消耗功率过大而遭受损毁。然而，随着笔记型计算机系统时钟不断地攀升，笔记型计算机所需的耗电量亦相对地提升，相对地笔记型计算机内需装设能提供较大功率的交流/直流转换器，以使其可正常地运作。请参考图1，图1为已知笔记型计算机消耗功率的时序图，用来表示笔记型计算机之中央处理器其运作时钟提升后在各时间点的瞬间消耗功率，其中横坐标表示时间，而纵坐标表示笔记型计算机瞬间的系统消耗功率。在此先假设笔记型计算机内的交流/直流转换器所能提供的最大功率为PMAX，而在笔记型计算机未提升运作时钟前，最大功率为PMAX即可应付笔记型计算机任何的电力需求。然而在笔记型计算机升级之后，虽然在一般情况下，笔记型计算机的瞬间系统消耗功率通常会低于最大功率为PMAX，然而当使用者执行某些程序或同一时间执行太多程序时，笔记型计算机的瞬间系统消耗功率即很有可能会超出交流/直流转换器所能提供的最大功率PMAX，而使笔记型计算机呈现不稳的状态，或是导致交流/直流转换器的过载保护被启动而使笔记型计算机因电源供应被切断而关闭。例如图1中时间点T1到时间点T2的这段时间的情况，这期间内笔记型计算机的瞬间系统消耗功率超过了交流/直流转换器所能安全且稳定运作的最大功率PMAX。因此，当使用者以较高运作时钟之中央处理器取代原先运作时钟较低之中央处理器来对其笔记型计算机进行升级的动作时，往往会因笔记型计算机最大可能消耗功率已被提升到会大于其原先交流/直流转换器所能提供最大功率的程度，而呈现出不稳定的情形，甚至因消耗功率过大而使交流/直流转换器因其过载保护设计而终止供应电源予笔记型计算机使用，而使得笔记型计算机不正常且无预警地关闭。
故一般当笔记型计算机升级之后，其用来提供直流电压的交流/直流转换器亦需相对地加以递换，以使升级后的笔记型计算机不会出现过载的情况。然而，因交流/直流转换器的体积通常与其所能提供的最大功率成正相关的关系，亦即能提供较大功率的交流/直流转换器其体积通常会较大，又因原先笔记型计算机安置交流/直流转换器的空间通常系固定无法改变，故往往升级中的笔记型计算机会找不到合适的交流/直流转换器来加以安装，且即使找到适用的交流/直流转换器，亦需因额外购买交流/直流转换器而使得升级笔记型计算机时所需的成本增加。
此外，对于笔记型计算机的制造商而言，因笔记型计算机处理时钟不断地攀升的结果，其通常需要用到不同规格的交流/直流转换器来与不同规格需求的笔记型计算机相对应。就此而言，笔记型计算机的制造商所需的生产管理及库存费用相对地亦会增加不少。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的即在于提供一种电源控制系统，以解决上述的问题。其是利用笔记型计算机所需的最大功率在大部分时间内会小于原先交流/直流转换器所能提供最大功率的特性，而在检测出笔记型计算机瞬间消耗功率大于交流/直流转换器所能提供最大功率时，藉由降低中央处理器运作时钟或总线时钟等方式，来防止笔记型计算机发生如已知笔记型计算机的不稳定或无预警关机的情况。
该电源控制系统包含有一交流/直流转换器(AC/DC adapter)、一电流传感器、一比较器以及一逻辑电路。其中，该交流/直流转换器会将一交流电压转换为一定电压的直流电压，以提供该直流电压于该笔记型计算机，而该电流传感器是电连接于该交流/直流转换器，用来检测该交流/直流转换器的输出电流。该比较器则电连接于该电流传感器，用来比较该输出电流与一比较电流，而若该输出电流大于该比较电流，该比较器会输出一警示讯号至该逻辑电路。该逻辑电路则电连接于该比较器，用来分析该警示讯号。其中，若该警示讯号符合一预设标准的话，则该逻辑电路会控制该笔记型计算机的操作，以降低该交流/直流转换器所提供于该笔记型计算机的功率。
附图说明
图1为已知笔记型计算机消耗功率的时序图。
图2为本实用新型电源控制系统用于一笔记型计算机的功能方块图。
具体实施方式
请参考图2，图2为本实用新型电源控制系统12用于一笔记型计算机10的功能方块图。电源控制系统12包含在笔记型计算机10之中，且其包含有一交流/直流转换器(AC/DC adapter)14、一电流传感器16、一比较器26以及一逻辑电路30，而笔记型计算机10则还包含有一充电器20、一电池24、一分压器28、一基本输出入系统(BIOS)32、一中央处理器(CPU)34、一输出入接口36、一硬盘机38以及一总线40。其中，交流/直流转换器14是电连接于一交流电源50(如一般市电)，用来将交流电源50所提供的交流电压转换为一定压的直流电压DC0，并提供直流电压DC0于笔记型计算机10使用。分压器28是电连接于交流/直流转换器14，其主要是用来将交流/直流转换器14所输出的直流电压DC0转换成多个电压值不相同的直流电压DC1、DC2等，之后再将DC1、DC2施加到笔记型计算机10的不同电子组件。充电器20是用来当笔记型计算机10处于待机状态或是一般低耗电模式时对电池24进行充电，而输出入接口36可以是一绘图接口、一网络接口或是一音效接口，且其是藉由总线40与其它装置(如硬盘机38)相互传递数据。
一般的笔记型计算机的充电器20都会包含有一感测电阻(senseresistor)22，被用来作为检测流至充电器20的电流之用，而关于充电器20以及感测电阻22的相关说明可见于诸多先前技术文件，例如美国6,300,744号专利”High-efficiency Battery Charger”。电流传感器16是电连接于交流/直流转换器14，而被用来检测交流/直流转换器14所输出且流经感测电阻22的输出电流IOUT。电流传感器16包含有一与感测电阻22并联的电位差检测电路18，用来检测感测电阻22两端的电位差，并藉由感测电阻22的电阻值来求出输出电流IOUT。比较器26是电连接于电流传感器16，用来比较输出电流IOUT与一比较电流Iref之间的差异，而若输出电流IOUT大于比较电流Iref的话，比较器26会输出一警示讯号SA至逻辑电路30，而使逻辑电路30得以依据警示讯号SA来控制笔记型计算机10的操作，进而降低交流/直流转换器14提供于笔记型计算机10的功率。
在本实施例中，比较电流Iref二次方乘以感测电阻22的电阻值后所得的乘积是略小于交流/直流转换器14所能负载的最大输出功率。因此，当输出电流IOUT大于比较电流Iref时，即表示笔记型计算机10目前的瞬间消耗功率很可能将要超出交流/直流转换器14所能负载的最大输出功率。因此，藉由上述电源控制系统12的电源管理功能，当交流/直流转换器14的输出电流IOUT大于比较电流Iref而使其瞬间系统消耗功率超过某一预设功率最大负载量时(注：此预设功率最大负载量小于交流/直流转换器14所能负载的最大输出功率)，笔记型计算机10的功率可被适当地调降，而使得笔记型计算机10不会因交流/直流转换器14输出功率过载而呈现出不稳定的状态或无预警关机。
在本实施例中，逻辑电路30为一键盘鼠标控制器(Keyboard mouseController，KBC)，而键盘鼠标控制器是一种大部分笔记型计算机内皆会包含的电路装置，其主要是用来当使用者长时间未经由鼠标或键盘来操作笔记型计算机时，使笔记型计算机切换至省电模式或休眠模式之下，以节省电源的消耗。例如，当笔记型计算机10在一预定时间内其键盘或鼠标未有动作时，键盘鼠标控制器30即会降低笔记型计算机10中央处理器34的工作频率，以降低笔记型计算机10的消耗功率。然而，逻辑电路30除了可以是一键盘鼠标控制器之外，亦可为一南桥芯片(south bridge chip)或其它可用来控制笔记型计算机10电源模式的电路。逻辑电路30为可程序化的(programmable)，当逻辑电路30执行其功能时，其会先从基本输出入系统32读取并执行相关的程序代码，以分析警示讯号SA，而逻辑电路30执行时的逻辑判断可经由更新基本输出入系统32的程序代码来加以变更。逻辑电路30会分析警示讯号SA，而其主要目的为检查警示讯号SA是否符合某一预设标准以避免因系统噪声而发生误动作，故只有当警示讯号SA符合上述预设标准时，逻辑电路30才会输出一控制讯号SC来控制笔记型计算机10的操作，以降低交流/直流转换器14提供于笔记型计算机10的功率。举例来说，逻辑电路30可依据一时钟讯号周期性地检查警示讯号SA是否于一段时间(如五秒钟)内皆维持在高电位，若在这段时间内警示讯号SA皆维持在高电位的话，则逻辑电路30会输出控制讯号SC来控制笔记型计算机10的操作，以降低交流/直流转换器14提供于笔记型计算机10的功率。反之，若在这段时间内警示讯号SA不能维持在高电位的话，则逻辑电路30不会输出控制讯号SC。如此一来，藉由此种分析方式，逻辑电路30即不会因短暂的噪声干扰而发生误动作的现象。之后，当电流传感器16所感测到的输出电流IOUT小于比较电流Iref时，警示讯号SA会由高电位调降至低电位，进而使得逻辑电路30再次控制笔记型计算机10的操作以使其由省电模式恢复为原先的操作模式。
一般说来，逻辑电路30藉由控制笔记型计算机10的操作来降低交流/直流转换器14提供于笔记型计算机10的功率的方式有许多种，其中最常使用的方式是降低笔记型计算机10中央处理器34的工作频率。另外，逻辑电路30亦可藉由调降笔记型计算机10总线40的时钟或是硬盘机38的转速，来降低交流/直流转换器14提供于笔记型计算机10的功率。
此外，需说明的是工程师在定义笔记型计算机10的最大瞬间消耗功率时，是在特定的软硬件及操作程序配合下所得到的结果，在一般的使用情形下要达到这种状况并不容易，就算会发生了也是很短暂的时间。所以，仅管本实用新型的电源控制系统12于笔记型计算机10瞬间最大消耗功率超过系统预设的功率最大负载量时，藉由降低中央处理器34的工作频率等方式来降低交流/直流转换器14的输出功率，然而因发生这种情况历时非常短暂，故使用者并不会因而感觉出笔记型计算机10的效能有所降低。另外，逻辑电路30据以分析警示讯号SA的逻辑亦可由使用者来加以设定，使用者可依据本身的使用情形来加以设定，如此一来，笔记型计算机10即可在扩充性、效能、电源管理、稳定性各方面上获得一个良好的平衡点。
相较于已知笔记型计算机的电源控制模式在笔记型计算机升级而以较高时钟运作后，其交流/直流转换器所提供的功率会发生无法负载系统最大瞬间消耗功率的情形，而使该笔记型计算机呈现出不稳定的状态或无预警关机，本实用新型的电源控制系统是在笔记型计算机发生超出功率负载情形的前，预先地检测出可能的状况，而适时地降低笔记型计算机的瞬间总消耗功率，故采用本实用新型电源控制系统的笔记型计算机对于往后较高时钟的中央处理器、总线、绘图芯片会有较大的升级空间。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
Claims (18)
1.一种电源控制系统，用来控制一笔记型计算机的电源，其特征是包含有：
一交流/直流转换器，用来将一交流电压转换为一定电压的直流电压，以提供该直流电压于该笔记型计算机；
一充电器，用来对该笔记型计算机内的一电池进行充电，该充电器包含有一感测电阻，电连接于该交流/直流转换器；
一电流传感器，其包含有一与该感测电阻并联的电位差检测电路，用来检测该感测电阻两端的电位差，以求出该交流/直流转换器的输出电流；
比较器，电连接于该电流传感器，用来比较该输出电流与一比较电流，若该输出电流大于该比较电流，则输出一警示讯号；以及
一逻辑电路，电连接于该比较器，用来分析该警示讯号，若该警示讯号符合一预设标准，则该逻辑电路会控制该笔记型计算机的操作，以降低该交流/直流转换器所提供于该笔记型计算机的功率。
2.如权利要求1的电源控制系统，其还包含一分压器，电连接于该交流/直流转换器，用来将该交流/直流转换器所输出的直流电压转换成多个电压值不相同的直流电压。
3.如权利要求1的电源控制系统，其中该逻辑电路系藉由降低该笔记型计算机的一中央处理器的工作频率来降低该交流/直流转换器所提供于该笔记型计算机的功率。
4.如权利要求1的电源控制系统，其中该逻辑电路系藉由降低该笔记型计算机的一总线的时钟来降低该交流/直流转换器所提供于该笔记型计算机的功率。
5.如权利要求1的电源控制系统，其中该逻辑电路系藉由降低该笔记型计算机的一硬盘机的转速来降低该交流/直流转换器所提供于该笔记型计算机的功率。
6.如权利要求1的电源控制系统，其中该笔记型计算机包含一基本输出入系统，该逻辑电路会读取并执行该基本输出入系统的程序代码，以分析该警示讯号。
7.如权利要求1的电源控制系统，其中该逻辑电路为一键盘鼠标控制器。
8.如权利要求1的电源控制系统，其中该逻辑电路为一南桥芯片。
9.一种电源控制系统，用来控制一笔记型计算机的电源，其特征是包含有：
一交流/直流转换器，用来将一交流电压转换为一定压的直流电压，以提供该直流电压于该笔记型计算机；
一电流传感器，电连接于该交流/直流转换器，用来检测该交流/直流转换器的输出电流；
一比较器，电连接于该电流传感器，用来比较该输出电流与一比较电流，若该输出电流大于该比较电流，则输出一警示讯号；以及
一逻辑电路，电连接于该比较器，用来分析该警示讯号，若该警示讯号符合一预设标准，则该逻辑电路会控制该笔记型计算机的操作，以降低该交流/直流转换器所提供于该笔记型计算机的功率。
10.如权利要求9的电源控制系统，其中该电流传感器包含有一电位差检测电路，与该笔记型计算机的一电阻并联，用来检测该电阻两端的电位差，以求出该交流/直流转换器的输出电流。
11.如权利要求10的电源控制系统，其中该电阻为该笔记型计算机的一充电器的感测电阻，而该充电器系用来对该笔记型计算机的一电池进行充电。
12.如权利要求9的电源控制系统，其还包含一分压器，电连接于该交流/直流转换器，用来将该交流/直流转换器所输出的直流电压转换成多个电压值不相同的直流电压。
13.如权利要求9的电源控制系统，其中该逻辑电路系藉由降低该笔记型计算机的一中央处理器的工作频率来降低该交流/直流转换器所提供于该笔记型计算机的功率。
14.如权利要求9的电源控制系统，其中该逻辑电路系藉由降低该笔记型计算机的一总线的时钟来降低该交流/直流转换器所提供于该笔记型计算机的功率。
15.如权利要求9的电源控制系统，其中该逻辑电路系藉由降低该笔记型计算机的一硬盘机的转速来降低该交流/直流转换器所提供于该笔记型计算机的功率。
16.如权利要求9的电源控制系统，其中该笔记型计算机包含一基本输出入系统(BIOS)，该逻辑电路会读取并执行该基本输出入系统的程序代码，以分析该警示讯号。
17.如权利要求9的电源控制系统，其中该逻辑电路为一键盘鼠标控制器。
18.如权利要求9的电源控制系统，其中该逻辑电路为一南桥芯片。
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