DE102010042030A1

DE102010042030A1 - Elektrisches Gerät

Info

Publication number: DE102010042030A1
Application number: DE201010042030
Authority: DE
Inventors: Jun Yokoyama
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2011-10-13
Also published as: US8683235B2; US20140159484A1; US20110252247A1; JP2011223786A; JP5187776B2

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird ein elektrisches Gerät mit einer Haupteinheit, die elektrische Leistung verbraucht, einer Leistungsversorgungseinheit, die der Haupteinheit elektrische Leistung von einer Netzspannungsversorgung zuführt, einem Akku, der durch von der Leistungsversorgungseinheit zugeführte elektrische Leistung aufgeladen werden soll, und einer Leistungsquellensteuereinheit bereitgestellt. In einem Zustand, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit elektrischer Leistung versorgt wird, schaltet die Leistungsquellensteuereinheit, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet, den Zustand auf einen anderen Zustand, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität aus der am 13. April 2010 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-091955 , auf deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät, das eine Netzspannungsversorgung und einen Akku als Energie- oder Leistungsquellen verwendet.
Elektrische Geräte, die durch eine Netzspannungsversorgung betreibbar sind, weisen eine Leistungsversorgungseinheit zum Zuführen von elektrischer Spannung von der Netzspannungsversorgung zum Inneren des Geräts auf. Außerdem weisen einige elektrische Geräte einen Akku auf, der durch von einer Leistungsversorgungseinheit zugeführte elektrische Leistung aufgeladen wird und dem Inneren des Geräts elektrische Leistung zuführt.
In der JP-A-2003-150281 (Patentdokument 1) ist ein Beispiel eines elektrischen Geräts mit einer Leistungsversorgungseinheit und einem Akku beschrieben. Bei dem im Patentdokument 1 dargestellten elektrischen Gerät wird durch Optimieren des Leistungsverbrauchs der Leistungsversorgungseinheit und des Akkus während eines Zeitraums eines großen Leistungsbedarfs (z. B. für drei Stunden von 13:00 Uhr bis 16:00 Uhr) eine Verminderung der Leistungsversorgung von der Leistungsversorgungseinheit realisiert. Insbesondere ist in Patentdokument 1 ein Computer als ein Beispiel eines elektrischen Geräts dargestellt und beschrieben, dass der Computer eine nachstehend dargestellte Steuerung ausführt.
Der Computer besteht aus einigen Untersystemen, wie beispielsweise einer Zentraleinheit (CPU), einer Festplatte (HDD) und einem Wechselrichter. Zum Anfangszeitpunkt eines Spitzenleistungsverminderungszeitraums (z. B. 13:00 Uhr) schalten die gesamten Untersysteme des Computers auf eine erste Stufe, in der elektrische Leistung vom Akku zugeführt wird. Dann wird basierend auf dem Entladestromwert des Akkus und der Restkapazität des Akkus eine Haltezeit des Akkus berechnet und bestimmt, ob der Akku bis zum Ende des Spitzenleistungsverminderungszeitraums hält oder nicht. Wenn der Akku hält, wird die erste Stufe aufrechterhalten, andernfalls schaltet die Stufe auf die nächste Stufe, d. h. auf eine zweite Stufe.
In der zweiten Stufe wird die Leistungsversorgung eines der Untersysteme (z. B. des Wechselrichters) vom Akku auf die Leistungsversorgungseinheit umgeschaltet, um den Entladestromwert des Akkus zu vermindern. Dann wird die Haltezeit des Akkus basierend auf dem Entladestromwert und der Restkapazität des Akkus berechnet und bestimmt, ob der Akku bis zum Ende des Spitzenleistungsverminderungszeitraums hält oder nicht. Wenn der Akku hält, wird die zweite Stufe aufrechterhalten, andernfalls schaltet die Stufe auf eine nächste Stufe, d. h. auf eine dritte Stufe.
In der dritten Stufe wird der Modus der CPU auf einen Niedriggeschwindigkeitsmodus umgeschaltet, um den Entladestromwert des Akkus weiter zu vermindern. Dann wird die Haltezeit des Akkus basierend auf dem Entladestromwert und der Restkapazität des Akkus berechnet und bestimmt, ob der Akku bis zum Ende des Spitzenleistungsverminderungszeitraums hält oder nicht. Wenn der Akku hält, wird die dritte Stufe aufrechterhalten, andernfalls schaltet die Stufe auf eine nächste Stufe, d. h. auf eine vierte Stufe.
In der vierten Stufe wird die Leistungsversorgung der CPU vom Akku auf die Leistungsversorgungseinheit geschaltet, um den Entladestromwert des Akkus weiter zu vermindern. Gleichzeitig wird die CPU vom Niedriggeschwindigkeitsmodus wieder auf den normalen Modus geschaltet. Dann wird die Haltezeit des Akkus basierend auf dem Entladestromwert und der Restkapazität des Akkus berechnet und bestimmt, ob der Akku bis zum Ende des Spitzenleistungsverminderungszeitraums hält oder nicht. Wenn der Akku hält, wird die vierte Stufe aufrechterhalten, andernfalls schaltet die Stufe auf eine nächste Stufe, d. h. auf eine fünfte Stufe (Endstufe).
In der fünften Stufe werden die Leistungsversorgungen der gesamten Untersysteme des Computers auf die Leistungsversorgungseinheit geschaltet.
In der JP-A Nr. 2006-230147 (Patentdokument 2) ist als ein anderer mit der vorliegenden Erfindung verwandter Stand der Technik ein leistungsaufnehmendes System beschrieben. Das leistungsaufnehmende System ist ein System zum Steuern der elektrischen Leistung der gesamten Anlagen oder Einrichtungen einer Fabrik oder eines Haushalts, die/der verschiedenartige elektrische Geräte aufweist, wie beispielsweise Beleuchtungen, Klimaanlagen und elektronische Geräte. Das System weist eine AC-Leistungsspeichereinrichtung, eine Schalteinrichtung zum Umschalten zwischen der AC-Leistungsspeichereinrichtung und einer Netzspannungsversorgung und eine Steuereinrichtung auf, die die aufgenommene Leistung erfasst und die Schalteinrichtung steuert. Das leistungsaufnehmende System verwendet nur die Netzspannungsversorgung als Leistungsversorgung, wenn die Gesamtlast der Anlage oder Geräte eine vorgegebene Leistung nicht überschreitet, wobei, wenn unmittelbar bevorsteht, dass die aufgenommene Leistung der Anlagen oder Geräte die vorgegebene Leistung überschreitet, das System das Leistungsdefizit bezüglich der Last von der AC-Leistungsspeichereinrichtung zuführt. Dadurch wird die von der Netzspannungsversorgung empfangene Leistung derart beschränkt, dass sie höchstens der vorgegebenen Leistung gleicht. Außerdem wird, wenn der Spitzenleistungsverbrauchszeitraum verstrichen ist und die Gesamtlast innerhalb der vorgegebenen Leistung bleibt, der gesamten Last der Anlage Leistung zugeführt, während die AC-Leistungsspeichereinrichtung durch die von der Netzspannungsversorgung empfangene Leistung aufgeladen wird. Durch diese Konfiguration kann, weil innerhalb eines vom Spitzenleistungsverbrauchszeitraum verschiedenen Zeitraums keine Leistung durch die Entladung der AC-Leistungsspeichereinrichtung verbraucht wird, die AC-Leistungsspeichereinrichtung für den Spitzenleistungsverbrauch des nächsten Tages aufgeladen werden.
Das in Patentdokument 1 dargestellte elektrische Gerät betrifft die Verminderung des Verbrauchs der aufgenommenen Leistung innerhalb eines Zeitraums eines großen Leistungsbedarfs (z. B. für drei Stunden von 13:00 Uhr bis 15:00). Im Patentdokument 1 ist jedoch eine fünfte Stufe beschrieben, in der die elektrische Leistung für alle Untersysteme des Computers ausschließlich von der Leistungsversorgungseinheit zugeführt und die CPU in einem normalen Modus betrieben wird, wobei kein System zum Beschränken des Verbrauchs der aufgenommenen Leistung in einem vom vorstehend beschriebenen Zeitraum verschiedenen Zeitraum vorgesehen ist. Daher muss die Leistungsversorgungseinheit eine Kapazität aufweisen, die ausreicht, um die Leistung für den maximalen Leistungsverbrauch des gesamten elektrischen Geräts bereitzustellen.
Das leistungsaufnehmende System von Patentdokument 2 ist derart konfiguriert, dass, wenn erfasst wird, dass unmittelbar bevorsteht, dass die aufgenommene Leistung die vorgegebene Leistung überschreitet, das Defizit der aufgenommenen Leistung bezüglich der Last der Anlage von der AC-Leistungsspeichereinrichtung zugeführt wird. Dadurch kann die von der Netzspannungsversorgung aufgenommene Leistung für die gesamten Anlagen derart eingeschränkt werden, dass sie höchstens der vorgegebenen Leistung gleicht. Es steht jedoch kein System zum Einschränken der aufgenommenen Leistung der einzelnen elektrischen Geräte der Anlagen auf höchstens einen vorgegebenen Wert zur Verfügung. Daher muss die Leistungsversorgungseinheit in jedem der elektrischen Geräte eine Kapazität haben, gemäß der Leistung für einen maximalen Leistungsverbrauch des elektrischen Geräts bereitgestellt werden kann.
Im Allgemeinen wird die Leistungsversorgungseinheit mit zunehmender maximaler Leistungsversorgungskapazität größer und teuerer. Außerdem nimmt in einer Leistungsversorgungseinheit die Umwandlungseffizienz der Leistungsversorgung in einer Umgebung ab, in der die erforderliche Kapazität wesentlich niedriger ist als ihre maximale Leistungsversorgungskapazität. Im Allgemeinen ist in einem elektrischen Gerät ein Zeitraum, während dem es mit maximalem Leistungsverbrauch betrieben wird, nicht so lang, sondern es wird typischerweise in einem Zustand betrieben, in dem der Leistungsverbrauch wesentlich niedriger ist als der maximale Leistungsverbrauch. Daher wird die Leistungsversorgungseinheit, die in der Lage ist, den maximalen Leistungsbedarf des elektrischen Geräts ausreichend zu decken, für eine lange Betriebszeit in einem Zustand mit einer ungeeigneten Leistungseffizienz betrieben.
Es ist eine exemplarische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Gerät bereitzustellen, das dazu geeignet ist, das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, das darin besteht, dass ein elektrisches Gerät eine Leistungsversorgungseinheit mit einer Kapazität aufweisen muss, die dazu geeignet ist, den maximalen Leistungsbedarf des Geräts zu decken, und die groß und teuer ist und in einem Normalbetrieb eine geringe Umwandlungseffizienz hat.
Gemäß einem exemplarischen Aspekt der Erfindung weist ein elektrisches Gerät auf: eine Haupteinheit, die elektrische Leistung verbraucht, eine Leistungsversorgungseinheit, die die Haupteinheit mit elektrischer Leistung von einer Netzspannungsversorgung versorgt, einen Akku, der durch von der Leistungsversorgungseinheit zugeführte elektrische Leistung aufgeladen werden soll, und eine Leistungsquellensteuerungseinheit, die in einem Zustand, in dem die Haupteinheit durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet, den Zustand auf einen anderen Zustand schaltet, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird.
Gemäß einem anderen exemplarischen Aspekt der Erfindung weist ein IT-Gerät auf: Hauptkomponenten, wie beispielsweise eine CPU, die elektrische Leistung verbraucht, und einen Speicher; eine Leistungsversorgungseinheit, die die Hauptkomponenten mit elektrischer Leistung von einer Netzspannungsversorgung versorgt; einen Akku, der durch von der Leistungsversorgungseinheit zugeführte elektrische Leistung aufgeladen werden soll; und eine Leistungsquellensteuereinheit, die in einem Zustand, in dem die Hauptkomponenten durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt werden, wenn der Leistungsverbrauch der Hauptkomponenten einen ersten Schwellenwert überschreitet, den Zustand auf einen anderen Zustand umschaltet, in dem die Hauptkomponenten sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch einen Akku mit Leistung versorgt werden.
Gemäß einem anderen exemplarischen Aspekt der Erfindung weist eine Leistungsquellensteuereinheit auf: eine Schnittstelle zum Übertragen eines Schaltsignals zu einem ersten Schalter, der steuert, ob einer Haupteinheit elektrische Leistung von einer Leistungsversorgungseinheit zugeführt werden soll oder nicht, einem zweiten Schalter, der steuert, ob einem Akku elektrische Leistung zum Aufladen von der Leistungsversorgungseinheit zugeführt werden soll oder nicht, und einem dritten Schalter, der steuert, ob der Haupteinheit elektrische Leistung vom Akku zugeführt werden soll oder nicht; und eine Steuereinheit, die in einem Zustand, in dem der erste Schalter eingeschaltet ist, so dass die Haupteinheit durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet, den ersten Schalter und den dritten Schalter einschaltet, um den Zustand auf einen anderen Zustand umzuschalten, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird.
Gemäß einem anderen exemplarischen Aspekt der Erfindung wird ein Leistungsquellensteuerverfahren durch ein elektrisches Gerät ausgeführt, das aufweist: eine Haupteinheit, die elektrische Leistung verbraucht, eine Leistungsversorgungseinheit, die der Haupteinheit elektrische Leistung von einer Netzspannungsversorgung zuführt, und einen Akku, der durch von der Leistungsversorgungseinheit zugeführte elektrische Leistung aufgeladen werden soll. Das Verfahren weist in einem Zustand, in dem die Haupteinheit durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet, das Umschalten des Zustands auf einen anderen Zustand auf, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird.
Gemäß einem anderen exemplarischen Aspekt der Erfindung weist ein Computerprogrammprodukt auf einem Computer ausführbare Befehle auf. Das Programm veranlasst einen Computer, der eine Schnittstelle zum Übertragen eines Schaltsignals zu einem ersten Schalter, der mit einem Leistungsversorgungskanal von einer Leistungsversorgungseinheit zu einer Haupteinheit verbunden ist, einem zweiten Schalter, der mit einem Ladeleistungsversorgungskanal von der Leistungsversorgungseinheit zu einem Akku verbunden ist, und einem dritten Schalter aufweist, der mit einem Leistungsversorgungskanal vom Akku zur Haupteinheit verbunden ist, als Steuereinheit zu wirken, die in einem Zustand, in dem der erste Schalter eingeschaltet ist, so dass die Haupteinheit durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet, den ersten Schalter und den dritten Schalter einschaltet, um den Zustand auf einen anderen Zustand umzuschalten, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration der vorliegenden Erfindung kann eine Leistungsversorgungseinheit verwendet werden, die kleiner und kostengünstiger ist als eine Leistungsversorgungseinheit zum Zuführen einer Leistung für einen maximalen Leistungsverbrauch des gesamten elektrischen Geräts und in einem normalen oder allgemeinen Betriebszustand eine niedrige Umwandlungseffizienz aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt einen Graphen zum Darstellen exemplarischer Übergänge des maximalen Leistungsverbrauchs Pmax einer Haupteinheit, der maximalen verfügbaren Versorgungsleistung Smax einer Leistungsversorgungseinheit, einer Schwellenleistung Pb und eines Leistungsverbrauchs Pt der Haupteinheit für einen Tag in der ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt einen Graphen zum Darstellen exemplarischer Übergänge des maximalen Leistungsverbrauchs Pmax1 einer Haupteinheit in einem Normalbetrieb, des maximalen Leistungsverbrauchs Pmax2 in einem Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch, der maximalen verfügbaren Versorgungsleistung Smax einer Leistungsversorgungseinheit, einer Schwellenleistung Pb und eines Leistungsverbrauchs Pt der Haupteinheit in der zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer dritten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt einen Graphen zum Darstellen exemplarischer Übergänge des maximalen Leistungsverbrauchs Pmax einer Haupteinheit, der maximalen verfügbaren Versorgungsleistung Smax einer Leistungsversorgungseinheit, einer Schwellenleistung Pb und eines Leistungsverbrauchs Pt der Haupteinheit für einen Tag in der dritten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer vierten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt einen Graphen zum Darstellen exemplarischer Übergänge des maximalen Leistungsverbrauchs Pmax1 einer Haupteinheit in einem Normalbetrieb, des maximalen Leistungsverbrauchs Pmax2 in einem Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch, der maximalen verfügbaren Versorgungsleistung Smax einer Leistungsversorgungseinheit, einer Schwellenleistung Pb und eines Leistungsverbrauchs Pt der Haupteinheit in der vierten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer fünften exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 zeigt ein Beispiel einer in der fünften exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Leistungsverbrauchschätztabelle;
11 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Funktionsweise des Leistungsmanagements der fünften exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Beispiels eines Leistungsbegrenzungsfreigabebestimmungs- und -freigabeprozesses in der fünften exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 zeigt einen Graphen zum Darstellen eines exemplarischen Lastübergangs eines Servers in einer sechsten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Beispiels eines Ladezeitplanungsprozesses in der sechsten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
15 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer exemplarischen Konfiguration einer Leistungsquellensteuereinheit in der fünften und sechsten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Exemplarische Ausführungsform
Nachstehend werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Erste exemplarische Ausführungsform
Gemäß 1 weist ein elektrisches Gerät 101 gemäß einer ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: eine Haupteinheit 110, die elektrische Leistung verbraucht, eine Leistungsversorgungseinheit (PSU) 120, die die Haupteinheit 110 und einen Akku 130 mit von einer Netzspannungsversorgung aufgenommener elektrischer Leistung versorgt, einen Akku 130, der durch von der Leistungsversorgungseinheit 120 zugeführte Leistung aufgeladen wird und die Haupteinheit mit aufgeladener Leistung versorgt, und eine Steuereinheit 140, die einen Schaltvorgang zwischen den Leistungsquellen der Haupteinheit 110 steuert.
Wenn das elektrische Gerät 110 ein Computer ist, weist die Haupteinheit 110 eine CPU, einen Speicher, eine Festplatte (HDD), ein Display, usw. auf. Die Haupteinheit 110 kann außerdem eine Funktion zum Übermitteln eines Leistungsverbrauchs Pt der Haupteinheit 110 oder von Betriebsinformation der Haupteinheit zum Berechnen des Leistungsverbrauchs Pt zur Steuereinheit 140 aufweisen.
Der Akku 130 ist beispielsweise ein Lithiumionenakku. Die Ausgangsspannung des Akkus 130 gleicht im Wesentlichen der Ausgangsspannung der Leistungsversorgungseinheit 120.
Die Leistungsversorgungseinheit 120 wandelt von einer Netzspannungsversorgung über eine Spannungsversorgungsleitung erhaltene Wechselspannung in eine Gleichspannung mit einem vorgegebenen Spannungswert um und führt sie dem Inneren des Geräts zu.
Die Steuereinheit 140 arbeitet mit der von der Leistungsversorgungseinheit 120 zugeführten Leistung. Die Steuereinheit 140 hat eine Funktion zum Auswählen der Leistungsquelle für die Haupteinheit 110 aus der Leistungsversorgungseinheit 120 und dem Akku 130. Die Steuereinheit 140 hat außerdem eine Funktion zum Vergleichen einer Schwellenleistung Pb, die auf einen Wert gesetzt ist, der kleiner oder gleich dem maximalen Leistungsverbrauch Pmax der Haupteinheit 110 ist, mit dem Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 und zum Überwachen, ob der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 die Schwellenleistung Pb überschreitet oder nicht. Außerdem hat die Steuereinheit 140 in einem Zustand, in dem die Haupteinheit 110 nur durch die Leistungsversorgungseinheit 120 mit Leistung versorgt wird, auch eine Funktion, gemäß der die Leistungsquelle der Haupteinheit 110 auf die Leistungsversorgungseinheit 120 und den Akku 130 geschaltet wird, wenn der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 die Schwellenleistung Pb überschreitet.
Das Blockdiagramm von 1 zeigt eine exemplarische Konfiguration der Steuereinheit 140 mit den vorstehend beschriebenen Funktionen. Die Steuereinheit 140 dieses Beispiels weist auf: eine Serienschaltung aus einem Schalter 142, einer Diode 144 und einem Schalter 141, die zwischen dem positiven Anschluss des Akkus 130 und dem positiven Anschluss der Haupteinheit 110 verbunden ist, einen zwischen dem positiven Anschluss des Akkus 130 und dem positiven Anschluss der Leistungsversorgungseinheit 120 verbundenen Schalter 143 und einen Schaltabschnitt 146. Die Diode 144 ist mit ihrer Anode mit dem Schalter 142 und mit ihrer Kathode mit dem Schalter 141 verbunden. Außerdem ist die Anode der Diode 144 mit einer Kathode einer anderen Diode 145 verbunden, und eine Anode der Diode 145 ist mit dem positiven Anschluss der Leistungsversorgungseinheit 120 verbunden. Obwohl die Dioden 144 und 145 bereitgestellt werden, um einen Stromfluss von der Seite einer höheren Spannung zur Seite einer niedrigeren Spannung der Leistungsversorgungseinheit 120 und des Akkus 130 zu verhindern, können diese Komponenten auch weggelassen werden. Die Schalter 141 bis 143 werden durch ein vom Schaltabschnitt 146 ausgegebenes Schaltsteuerungssignal auf einen ein- oder ausgeschalteten Zustand geschaltet. Außerdem ist die Haupteinheit 110 dazu geeignet, den Schaltabschnitt 146 über den Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 oder Betriebsinformation der Haupteinheit zum Berechnen des Leistungsverbrauchs Pt zu informieren.
Nachstehend wird die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Als ein Anfangszustand wird vorausgesetzt, dass das elektrische Gerät 101 sich in einem Zustand befindet, in dem die Haupteinheit 110 nur durch die Leistungsversorgungseinheit 120 mit Leistung versorgt wird und der Akku 130 vollständig aufgeladen ist. In diesem Zustand ist der Schalter 141 eingeschaltet, und die Schalter 142 und 143 sind ausgeschaltet.
In diesem Zustand erfasst der Schaltabschnitt 146 der Steuereinheit 140 den Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 und vergleicht den Leistungsverbrauch Pt mit der Schwellenleistung Pb. Dann schaltet, wenn der Schaltabschnitt 146 erfasst, dass der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 die Schwellenleistung Pb überschreitet, der Schaltabschnitt 146 den Schalter 142 ein. Infolgedessen wird die Haupteinheit 110 außer durch die von der Leistungsversorgungseinheit 120 über die Diode 145 und den Schalter 141 zugeführte Leistung auch durch vom Akku 130 über den Schalter 142, die Diode 144 und den Schalter 141 zugeführte Leistung versorgt. Daher kann, auch wenn es unmöglich ist, der Haupteinheit 110 aufgrund der niedrigen Leistungsversorgungskapazität der Leistungsversorgungseinheit 120 Leistung zuzuführen, die größer oder gleich der Schwellenleistung Pb ist, das Defizit vom Akku 130 zugeführt werden.
2 zeigt einen Graphen zum Darstellen exemplarischer Übergänge des maximalen Leistungsverbrauchs Pmax der Haupteinheit 110, der maximal verfügbaren Versorgungsleistung Smax der Leistungsversorgungseinheit 120, der Schwellenleistung Pb und des Leistungsverbrauchs Pt der Haupteinheit 110 für einen Tag. Wie in 2 dargestellt ist, ist die maximale verfügbare Versorgungsleistung Smax der Leistungsversorgungseinheit 120 kleiner als der maximale Leistungsverbrauch Pmax der Haupteinheit 110. Außerdem ist die Schwellenleistung Pb im Wesentlichen auf den gleichen Wert wie die maximale verfügbare Versorgungsleistung Smax oder auf einen Wert gesetzt, der um einen bestimmten Betrag niedriger ist als die maximale verfügbare Versorgungsleistung Smax. In einem Zeitraum von einem Zeitpunkt 0 zu einem Zeitpunkt t1, in dem der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 kleiner ist als die Schwellenleistung Pb, wird der Haupteinheit 110 nur Leistung von der Leistungsversorgungseinheit 120 zugeführt. Zum Zeitpunkt t1, zu dem der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 die Schwellenleistung Pb überschreitet, wird der Haupteinheit 110 Leistung sowohl von der Leistungsversorgungseinheit 120 als auch vom Akku 130 zugeführt. Dieser Zustand wird bis zu einem Zeitpunkt t2 aufrechterhalten, zu dem der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 kleiner wird als die Schwellenleistung Pb. Dann wird, wenn der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 zum Zeitpunkt t2 kleiner wird als die Schwellenleistung Pb, der Haupteinheit 110 Leistung nur von der Leistungsversorgungseinheit 120 zugeführt. In 2 stellt der schraffierte Abschnitt die Leistung dar, die der Haupteinheit 110 vom Akku 130 zugeführt wird, weil der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 die maximal verfügbare Versorgungsleistung Smax der Leistungsversorgungseinheit 120 überschreitet.
Wie vorstehend beschrieben wurde, geht in der vorliegenden Ausführungsform in einem Zustand, in dem die Haupteinheit 110 nur durch die Leistungsversorgungseinheit 120 mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110 die Schwellenleistung Pb überschreitet, der Zustand in einen Zustand über, in dem die Haupteinheit 110 sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit 120 als auch durch den Akku 130 mit Leistung versorgt wird. Daher ist es, weil der maximale Leistungsbedarf der Haupteinheit 110 nicht ausschließlich durch die Leistungsversorgungseinheit 120 gedeckt werden muss, möglich, als Leistungsversorgungseinheit 120 anstatt einer Leistungsversorgungseinheit, die in der Lage ist, den maximalen Leistungsverbrauch des gesamten elektrischen Geräts 101 zu decken, eine Leistungsversorgungseinheit zu verwenden, die kleiner und kostengünstiger ist und im Normalbetrieb eine bessere Umwandlungseffizienz hat.
Zweite exemplarische Ausführungsform
Gemäß 3 unterscheidet sich ein elektrisches Gerät 102 gemäß einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung von dem in 1 dargestellten elektrischen Gerät 101 gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform darin, dass das elektrische Gerät 102 an Stelle der Haupteinheit 110, des Akkus 130 und der Steuereinheit 140 eine Haupteinheit 110A, einen Akku 130A und eine Steuereinheit 140A aufweist. Die anderen Komponenten gleichen denjenigen des elektrischen Geräts 101.
Die Haupteinheit 110A unterscheidet sich von der Haupteinheit 110 dahingehend, dass sie in der Lage ist, einen Schaltvorgang von einem Normalbetrieb auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch, in dem der Leistungsverbrauch niedriger ist als im Normalbetrieb, oder von einem Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch auf den Normalbetrieb auszuführen. Hinsichtlich der anderen Aspekte gleicht sie der Haupteinheit 110. Die Funktion des Betriebs mit niedrigem Leistungsverbrauch, in dem der Leistungsverbrauch niedriger ist als im Normalbetrieb, wird als Leistungsbegrenzungsfunktion (Power Capping Function) oder Leistungsbegrenzung (Power Cap) bezeichnet.
Der Akku 130A unterscheidet sich vom Akku 130 darin, dass er eine Funktion zum Informieren der Steuereinheit 140A über die Restkapazität aufweist, während er hinsichtlich der anderen Aspekte dem Akku 130 gleicht.
Die Steuereinheit 140A hat eine Funktion zum Auswählen einer Leistungsquelle der Haupteinheit 110A aus der Leistungsversorgungseinheit 120 und dem Akku 130A und eine Funktion zum Vergleichen der Schwellenleistung Pb, die im Wesentlichen auf den gleichen Wert wie der maximale Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110A oder auf einen kleineren Wert gesetzt ist, mit dem Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110A und zum Überwachen, ob der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110A die Schwellenleistung Pb überschreitet. Außerdem hat die Steuereinheit 140A eine Funktion zum Erfassen der Restkapazität des Akkus 130A und eine Funktion zum Aufladen des Akkus 130A durch von der Leistungsversorgungseinheit 120 zugeführte Leistung. Außerdem hat die Steuereinheit 140A in einem Zustand, in dem die Haupteinheit 110A nur durch die Leistungsversorgungseinheit 120 mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110A die Schwellenleistung Pb überschreitet, eine Funktion, gemäß der die Leistungsquelle der Haupteinheit 110A sowohl auf die Leistungsversorgungseinheit 120 als auch auf den Akku 130A umgeschaltet wird, wenn die Restkapazität des Akkus 130A einen vorgegebenen Schwellenwert Bmin überschreitet, wohingegen, wenn die Restkapazität des Akkus 130A nicht größer ist als der Schwellenwert Bmin, der Betrieb der Haupteinheit 110A auf den Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch umgeschaltet wird.
Das Blockdiagramm von 3 zeigt eine exemplarische Konfiguration der Steuereinheit 140A mit den vorstehend beschriebenen Funktionen. Dieses Beispiel der Steuereinheit 140A hat im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie die in 1 dargestellte Steuereinheit 140, ist aber zusätzlich dafür konfiguriert, ein Steuersignal zum Schalten des Betriebs der Haupteinheit 110A vom Normalbetrieb auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch oder von einem Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch auf den Normalbetrieb vom Schaltabschnitt 146 an die Haupteinheit 110A auszugeben. Außerdem ist sie dafür konfiguriert, den Schaltabschnitt 146 über die Restkapazität des Akkus 130A zu informieren.
Nachstehend wird die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Als ein Anfangszustand wird vorausgesetzt, dass das elektrische Gerät 102 sich in einem Zustand befindet, in dem die Haupteinheit 110A nur durch die Leistungsversorgungseinheit 120 mit Leistung versorgt wird und der Akku 130A vollständig aufgeladen ist. In diesem Zustand ist der Schalter 141 eingeschaltet, und die Schalter 142 und 143 sind ausgeschaltet.
In diesem Zustand erfasst der Schaltabschnitt 146 der Steuereinheit 140A den Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110A und vergleicht ihn mit der Schwellenleistung Pb. Dann bestimmt, wenn der Schaltabschnitt 146 erfasst, dass der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110A die Schwellenleistung Pb überschreitet, der Schaltabschnitt 146, ob die Restkapazität des Akkus 130A den Schwellenwert Bmin überschreitet. Wenn die Restkapazität des Akkus 130A den Schwellenwert Bmin überschreitet, schaltet der Schaltabschnitt 146 den Schalter 142 ein. Infolgedessen wird der Haupteinheit 110A zusätzlich zu der von der Leistungsversorgungseinheit 120 über die Diode 145 und den Schalter 141 zugeführten Leistung auch Leistung vom Akku 130A über den Schalter 142, die Diode 144 und den Schalter 141 zugeführt. Wenn dagegen die Restkapazität des Akkus 130A nicht größer ist als der Schwellenwert Bmin, schaltet der Schaltabschnitt 146 den Betrieb der Haupteinheit 110A auf den Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch.
4 zeigt einen Graphen zum Darstellen exemplarischer Übergänge des maximalen Leistungsverbrauchs Pmax1 der Haupteinheit 110A, des maximalen Leistungsverbrauchs Pmax2 während eines Betriebs mit niedrigem Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110A, der maximal verfügbaren Versorgungsleistung Smax der Leistungsversorgungseinheit 120, der Schwellenleistung Pb und des Leistungsverbrauchs Pt der Haupteinheit 110A. Im vorliegenden Beispiel ist der maximale Leistungsverbrauch Pmax2 während des Betriebs mit niedrigem Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110A derart festgelegt, dass er der maximal verfügbaren Versorgungsleistung Smax der Leistungsversorgungseinheit 120 im Wesentlichen gleicht oder um einen bestimmten Betrag kleiner ist als die maximale verfügbare Versorgungsleistung Smax. In einem Zeitraum von einem Zeitpunkt 0 zu einem Zeitpunkt t1, in dem der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110A kleiner ist als die Schwellenleistung Pb, wird der Haupteinheit 110A nur Leistung von der Leistungsversorgungseinheit 120 zugeführt. Zum Zeitpunkt t1, zudem der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110A die Schwellenleistung Pb überschreitet, wird versucht, eine Unterstützung vom Akku 130A zu erhalten. Wenn jedoch die Restkapazität des Akkus 130A unzureichend ist (d. h., wenn die Restkapazität des Akkus 130A nicht größer ist als der Schwellenwert Bmin), wird keine Unterstützung durch den Akku 130A ausgeführt, sondern stattdessen wird der Betrieb der Haupteinheit 110A vom Normalbetrieb auf den Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch geschaltet. Dadurch wird verhindert, dass der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110A die maximale verfügbare Versorgungsleistung Smax der Leistungsversorgungseinheit 120 überschreitet. Dann wird nach einem Zeitpunkt t2, zu dem der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110A um einen vorgegebenen Wert kleiner wird als die Schwellenleistung Pb, der Betrieb der Haupteinheit 110A erneut auf den Normalbetrieb geschaltet.
Andererseits wird, wenn die Restkapazität des Akkus 130A den Schwellenwert Bmin zum Zeitpunkt t1 überschreitet, der gleiche Prozess ausgeführt wie unter Bezug auf 2 für die erste exemplarische Ausführungsform dargestellt worden ist.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird in der vorliegenden Ausführungsform in einem Zustand, in dem die Haupteinheit 110A nur durch die Leistungsversorgungseinheit 120 mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110A die Schwellenleistung Pb überschreitet, die Restkapazität des Akkus 130A geprüft, wobei, wenn die Restkapazität ausreichend ist, der Zustand in einen Zustand übergeht, in dem die Haupteinheit 110A sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit 120 als auch durch den Akku 130A mit Leistung versorgt wird. Daher ist es, weil der maximale Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110A nicht ausschließlich durch die Leistungsversorgungseinheit 120 gedeckt werden muss, möglich, als Leistungsversorgungseinheit 120 eine Leistungsversorgungseinheit zu verwenden, die kleiner und kostengünstiger ist und im Normalbetrieb eine bessere Umwandlungseffizienz hat als eine Leistungsversorgungseinheit, die dafür konfiguriert ist, den maximalen Leistungsverbrauch des gesamten elektrischen Geräts 102 zu decken.
Außerdem wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Zustand, in dem die Haupteinheit 110A nur durch die Leistungsversorgungseinheit 120 mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110A die Schwellenleistung Pb überschreitet, die Restkapazität des Akkus 130A geprüft, wobei, wenn die Restkapazität unzureichend ist, der Betrieb der Haupteinheit 110A vom Normalbetrieb auf den Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch umgeschaltet wird. Daher kann eine Situation vermieden werden, gemäß der der Normalbetrieb der Haupteinheit 110A in einem Zustand fortgesetzt wird, in dem die Restkapazität des Akkus 130A unzureichend ist, so dass der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110A den Leistungspegel überschreitet, der ausschließlich durch die Leistungsversorgungseinheit 120 bereitgestellt wird, und der Betrieb der Haupteinheit 110A infolgedessen instabil wird.
Dritte exemplarische Ausführungsform
Gemäß 5 unterscheidet sich ein elektrisches Gerät 103 gemäß einer dritten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung von dem in 1 dargestellten elektrischen Gerät 101 gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform darin, dass die Steuereinheit 140 einen Schwellenleistungs(Pb)änderungsabschnitt 147 aufweist. Die anderen Komponenten gleichen denjenigen des elektrischen Geräts 101.
Der Schwellenleistungs(Pb)änderungsabschnitt 147 hat eine Funktion zum Ändern der Schwellenleistung Pb zum Starten der Unterstützung durch den Akku 130 in Abhängigkeit vom Datum, der Uhrzeit und/oder vom Wochentag. D. h., der Schwellenleistungs(Pb)änderungsabschnitt 147 ändert die Schwellenleistung Pb während eines Spitzenleistungsverbrauchszeitraums (z. B. von 13:00 Uhr bis 16:00 Uhr) im Sommer auf einen kleineren Wert, so dass eine Unterstützung durch den Akku 130 ausgeführt wird, wenn der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 niedriger ist. Außerdem kann der Schwellenleistungs(Pb)änderungsabschnitt 147 die Schwellenleistung Pb innerhalb eines Zeitraums erhöhen, in dem der Leistungsverbrauch nicht so hoch ist, z. B. während der Nacht, so dass eine Unterstützung durch den Akku 130 nicht gestartet wird. Die Schwellenleistung Pb sollte jedoch nicht so gesetzt werden, dass sie die maximale verfügbare Versorgungsleistung Smax der Leistungsversorgungseinheit 120 überschreitet.
6 zeigt einen Graphen zum Darstellen exemplarischer Übergänge des maximalen Leistungsverbrauchs Pmax der Haupteinheit 110, der maximalen verfügbaren Versorgungsleistung Smax der Leistungsversorgungseinheit 120, der Schwellenleistung Pb und des Leistungsverbrauchs Pt der Haupteinheit 110 für einen Tag. Im vorliegenden Beispiel wird in einem Zeitraum von einem Zeitpunkt t0 bis zu einem Zeitpunkt t3 und in einem Zeitraum von einem Zeitpunkt t4 zu einem Zeitpunkt t24 die Schwellenleistung Pb derart gesetzt, dass sie der maximalen verfügbaren Versorgungsleistung Smax im Wesentlichen gleicht oder um einen bestimmten Betrag kleiner ist als der maximal verfügbare Leistungsverbrauch Smax, während in einem Zeitraum vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t4 die Schwellenleistung Pb derart gesetzt wird, dass sie kleiner ist als in den anderen Zeiträumen. Im Zeitraum vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1, in dem der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 kleiner ist als die Schwellenleistung Pb, wird der Haupteinheit 110 nur Leistung von der Leistungsversorgungseinheit 120 zugeführt. Dann wird, wenn der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 die Schwellenleistung Pb zum Zeitpunkt t1 überschreitet, der Haupteinheit 110 Leistung sowohl von der Leistungsversorgungseinheit 120 als auch vom Akku 130 zugeführt. Dieser Zustand wird bis zum Zeitpunkt t2 aufrechterhalten, zu dem der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 kleiner wird als die Schwellenleistung Pb. Dann wird, wenn der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110 zum Zeitpunkt t2 kleiner wird als die Schwellenleistung Pb, der Haupteinheit 110 Leistung nur von der Leistungsversorgungseinheit 120 zugeführt. Der schraffierte Abschnitt in 6 entspricht der der Haupteinheit 110 vom Akku 130 zugeführten Leistung. Wenn der Schwellenwert Pb im Zeitraum vom Zeitpunkt t3 zum Zeitpunkt t4 herabgesetzt wird, wird, obwohl die durch den Akku 130 unterstützend zugeführte Leistung im Vergleich zu der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform erhöht ist, die im Zeitraum vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t4 aufgenommene Leistung vermindert.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann durch die vorliegende Ausführungsform eine ähnliche vorteilhafte Wirkung erzielt werden wie in der ersten exemplarischen Ausführungsform, und außerdem kann die durch die Leistungsversorgungseinheit aufgenommene Leistung innerhalb eines bestimmten Zeitraums, z. B. während eines Spitzenleistungsverbrauchszeitraums im Sommer, eingeschränkt werden.
Vierte exemplarische Ausführungsform
Gemäß 7 unterscheidet sich ein elektrisches Gerät 104 gemäß einer vierten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von dem in 1 dargestellten elektrischen Gerät 101 gemäß der ersten exemplarischen Ausführungsform darin, dass das elektrische Gerät 104 an Stelle der Haupteinheit 110, des Akkus 130 und der Steuereinheit 140 eine Haupteinheit 110B, einen Akku 130B und eine Steuereinheit 140B aufweist. Die anderen Komponenten gleichen denjenigen des elektrischen Geräts 101.
Die Haupteinheit 110B unterscheidet sich von der Haupteinheit 110 dahingehend, dass sie in der Lage ist, einen Schaltvorgang von einem Normalbetrieb auf einen Betrieb mit niedrigen Leistungsverbrauch, in dem der Leistungsverbrauch niedriger ist als im Normalbetrieb, oder von einem Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch auf den Normalbetrieb auszuführen. Hinsichtlich der anderen Aspekte gleicht sie der Haupteinheit 110.
Der Akku 130B unterscheidet sich vom Akku 130 darin, dass er eine Funktion zum Informieren der Steuereinheit 140B über die Restkapazität aufweist, während er hinsichtlich der anderen Aspekte dem Akku 130 gleicht.
Die Steuereinheit 140B hat eine Funktion zum Auswählen einer Leistungsquelle der Haupteinheit 110B aus der Leistungsversorgungseinheit 120 und dem Akku 130B und eine Funktion zum Vergleichen der Schwellenleistung Pb, die im Wesentlichen auf den gleichen Wert wie der maximale Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B oder auf einen kleineren Wert gesetzt ist, mit dem Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B und zum Überwachen, ob der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B die Schwellenleistung Pb überschreitet oder nicht. Außerdem hat die Steuereinheit 140B eine Funktion zum Erfassen der Restkapazität des Akkus 130B und eine Funktion zum Aufladen des Akkus 130B mit von der Leistungsversorgungseinheit 120 zugeführter Leistung.
Außerdem hat die Steuereinheit 140B eine Funktion zum Speichern eines Zeitraums, während der der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B einen Spitzenwert erreicht, und plant den Ladevorgang des Akkus 130B derart, dass der Akku 130B zum Anfangszeitpunkt dieses Zeitraums vollständig aufgeladen ist. Außerdem hat, wenn der Akku 130B durch Leistung von der Leistungsversorgungseinheit 120 in einem Zeitraum aufgeladen wird, der von dem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B maximal wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B den oberen Grenzwert zum Sichern der Ladeleistung überschreitet, die Steuereinheit 140B eine Funktion zum Schalten des Betriebs der Haupteinheit 110B auf den Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch. Die Steuereinheit 140B hat außerdem eine Funktion zum Umschalten des Betriebs der Haupteinheit 110B auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch innerhalb eines Zeitraums, der von dem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B maximal wird, und zum Aktivierendes Ladevorgangs des Akkus 130B mit Leistung von der Leistungsversorgungseinheit 120.
Das Blockdiagramm von 7 zeigt eine exemplarische Konfiguration der Steuereinheit 140B mit den vorstehend beschriebenen Funktionen. Zusätzlich zur Konfiguration der in 1 dargestellten Steuereinheit 140 ist die Steuereinheit 140B dieses Beispiels dafür konfiguriert, zu veranlassen, dass ein Steuersignal zum Schalten des Betriebs der Haupteinheit 110 vom Normalbetrieb auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch oder von einem Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch auf den Normalbetrieb vom Schaltabschnitt 146 an die Haupteinheit 110B ausgegeben wird. Außerdem ist sie dafür konfiguriert, zu veranlassen, dass der Schaltabschnitt 146 vom Akku 130B über die Restkapazität informiert wird.
Nachstehend wird die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Als ein Anfangszustand wird vorausgesetzt, dass das elektrische Gerät 104 sich in einem Zustand befindet, in dem die Haupteinheit 110B nur durch die Leistungsversorgungseinheit 120 mit Leistung versorgt wird und der Akku 130B vollständig aufgeladen ist. In diesem Zustand ist der Schalter 141 eingeschaltet, und die Schalter 142 und 143 sind ausgeschaltet.
In diesem Zustand schaltet, wenn der Spitzenleistungsverbrauchszeitraum der Haupteinheit 110B erreicht ist und der Schaltabschnitt 146 der Steuereinheit 140B erfasst, dass der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B die Schwellenleistung Pb überschritten hat, der Schaltabschnitt 146 den Schalter 142 ein. Infolgedessen wird der Haupteinheit 110B zusätzlich zu der über die Diode 145 und den Schalter 141 von der Leistungsversorgungseinheit 120 zugeführten Leistung auch Leistung vom Akku 130B über den Schalter 142, die Diode 144 und den Schalter 141 zugeführt. Daher kann, auch wenn es aufgrund der niedrigen Leistungsversorgungskapazität der Leistungsversorgungseinheit 120 unmöglich ist, der Haupteinheit 110B Leistung zuzuführen, die höher ist als die Schwellenleistung Pb, das Defizit vom Akku 130B zugeführt werden.
Wenn der Spitzenleistungsverbrauchszeitraum der Haupteinheit 110B abgelaufen ist und der Schaltabschnitt 146 der Steuereinheit 140B erfasst, dass der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B kleiner oder gleich der Schwellenleistung Pb wird, schaltet der Schaltabschnitt 146 den Schalter 142 aus. Dadurch wird die Unterstützung durch den Akku 130B gestoppt, und der Haupteinheit 110B wird Leistung nur von der Leistungsversorgungseinheit 120 zugeführt.
Wenn der Spitzenleistungsverbrauchszeitraum abgelaufen ist, führt der Schaltabschnitt 146 der Steuereinheit 140B eine Zeitplanung zum Laden des Akkus 130B derart aus, dass der Akku 130B zum Anfangszeitpunkt des nächsten Spitzenleistungsverbrauchszeitraums der Haupteinheit 110B vollständig aufgeladen ist. Insbesondere führt der Schaltabschnitt 146 periodisch Schritte zum Prüfen der Restkapazität des Akkus 130B, zum Berechnen einer zum vollständigen Laden erforderlichen Ladezeit basierend auf der Restkapazität unter Berücksichtigung einer gewissen Zusatzzeit, zum Vergleichen der berechneten Ladezeit mit der verbleibenden Zeit, bezogen auf die aktuelle Zeit, bis zum nächsten Spitzenleistungsverbrauchszeitraum und zum Bestimmen, ob die Ladezeit niedriger wird als die verbleibende Zeit oder nicht, aus.
Dann schaltet, wenn der Schaltabschnitt 146 bestimmt, dass die Ladezeit kürzer wird als die verbleibende Zeit, der Schaltabschnitt 146 den Schalter 143 ein, um den Ladevorgang des Akkus 130B zu starten. Während des Ladevorgangs des Akkus 130B bestimmt der Schaltabschnitt 146, ob der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B einen Schwellenwert überschreitet, der den oberen Grenzwert zum Sichern der Ladeleistung definiert. Wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B den oberen Grenzschwellenwert während des Ladevorgangs des Akkus 130B überschreitet, schaltet der Schaltabschnitt 146 den Betrieb der Haupteinheit 110B auf den Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch, um die Ladeleistung zu sichern. Alternativ schaltet der Schaltabschnitt 146 den Betrieb der Haupteinheit 110B auf den Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch, wenn festgestellt wird, dass die Ladezeit kürzer wird als die verbleibende Zeit, und schaltet den Schalter 143 ein, um den Ladevorgang des Akkus 130B zu starten.
8 zeigt einen Graphen zum Darstellen exemplarischer Übergänge des maximalen Leistungsverbrauchs Pmax1 der Haupteinheit 110B, des maximalen Leistungsverbrauchs Pmax2 während eines Betriebs mit niedrigem Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B, der maximalen verfügbaren Versorgungsleistung Smax der Leistungsversorgungseinheit 120, der Schwellenleistung Pb und des Leistungsverbrauchs Pt der Haupteinheit 110B. Im vorliegenden Beispiel ist der maximale Leistungsverbrauch Pmax2 während des Betriebs mit niedrigem Leistungsverbrauch der Haupteinheit 110B derart festgelegt, dass er um die zum Laden des Akkus 130B benötigte Leistung niedriger ist als die maximale verfügbare Versorgungsleistung Smax. In einem Zeitraum von einem Zeitpunkt 0 zu einem Zeitpunkt t3, in dem der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110B kleiner ist als die Schwellenleistung Pb, wird der Haupteinheit 110B nur Leistung von der Leistungsversorgungseinheit 120 zugeführt. Zu einem Zeitpunkt t3 startet der Ladevorgang des Akkus 130B gemäß einem Ladezeitplan. Zu diesem Zeitpunkt schaltet, weil der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110B den oberen Grenzschwellenwert Pmax2 überschreitet, der Schaltabschnitt 146 den Betrieb der Haupteinheit 110B auf den Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch, um die Ladeleistung zu sichern. Dadurch wird gewährleistet, dass der Ladevorgang des Akkus 130B zum Zeitpunkt t1 abgeschlossen ist, zu dem der Zeitraum des Spitzenleistungsverbrauchs Pt der Haupteinheit 110B beginnt.
Dann wird zum Zeitpunkt t1, zu dem der Leistungsverbrauch Pt der Haupteinheit 110B die Schwellenleistung Pb überschreitet, der Haupteinheit 110B wie in der ersten exemplarischen Ausführungsform Leistung sowohl von der Leistungsversorgungseinheit 120 als auch vom Akku 130B zugeführt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine ähnliche vorteilhafte Wirkung erzielt werden wie in der ersten exemplarischen Ausführungsform, und außerdem kann der Akku 130B bis zum Zeitpunkt des Beginns des Spitzenleistungsverbrauchszeitraums der Haupteinheit 110B aufgeladen werden.
Fünfte exemplarische Ausführungsform
Nachstehend wird eine exemplarische Ausführungsform zum Anwenden der Erfindung auf ein IT-Gerät beschrieben, das ein Typ eines Computers ist. Gemäß 9 weist ein IT-Gerät 201 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Serverkomponenten, wie beispielsweise eine CPU 211, einen Speicher 212, eine Festplatte (HDD) 213, eine andere Ein-/Ausgabeschnittstelle 214 und einen elektrischen Ventilator 215 zum Kühlen, als Hauptkomponenten auf. Außerdem weist das IT-Gerät 201 eine Leistungsquelleneinheit, die aus einer Leistungsversorgungseinheit 221, einem Akku 222 und Schaltern 223 bis 225 konfiguriert ist, und eine Leistungsquellensteuereinheit 231 zum Steuern des gesamten Servers auf.
Die Leistungsversorgungseinheit 221 hat eine Funktion zum Umwandeln von von einer externen Netzspannungsversorgung zugeführten Spannung in eine im Server nutzbare Leistung. Die von der Leistungsversorgungseinheit 221 ausgegebene Leistung wird Serverkomponenten, wie beispielsweise der CPU 211, zugeführt, wenn der Schalter 223 eingeschaltet ist, und die Leistungszufuhr zu den Komponenten wird unterbrochen, wenn der Schalter 223 ausgeschaltet ist. Außerdem wird, wenn der Schalter 224 eingeschaltet ist, von der Leistungsversorgungseinheit 221 ausgegebene Leistung dem Akku 222 als Ladeleistung zugeführt, und wenn der Schalter 224 ausgeschaltet ist, wird die Ladeleistungszufuhr unterbrochen. Außerdem führt die Leistungsversorgungseinheit 221 der Leistungsquellensteuereinheit 231 permanent Leistung zu. Die Leistungsversorgungseinheit 221 hat eine Funktion zum Informieren der Leistungsquellensteuereinheit 231 über die durch ein eingebautes Leistungsmessgerät gemessene aufgenommene Leistung.
Der Akku 222 ist beispielsweise ein Lithiumionenakku. Wenn der Schalter 224 eingeschaltet ist, wird der Akku 222 durch von der Leistungsversorgungseinheit 221 über den Schalter 224 zugeführte Leistung aufgeladen. Außerdem wird die im Akku 222 akkumulierte Leistung den Serverkomponenten, wie beispielsweise der CPU 211, zugeführt, wenn der Schalter 225 eingeschaltet ist, und die Zufuhr der elektrischen Leistung zu diesen Komponenten wird unterbrochen, wenn der Schalter 225 ausgeschaltet ist. Der Akku 222 hat eine Funktion zum Informieren der Leistungsquellensteuereinheit 231 über die Restkapazität.
Alle oder einige der Serverkomponenten, wie beispielsweise die CPU 211, haben eine Funktion zum Schalten ihrer Betriebszustände vom Normalbetrieb auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch oder vom Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch auf den Normalbetrieb, gemäß einem Befehl von der Leistungsquellensteuereinheit 231. Serverkomponenten, wie beispielsweise eine CPU, mit einer derartigen Funktion werden als leistungsregelbare Komponenten bezeichnet. Im Allgemeinen kann, weil die CPU 211 und der Speicher 212 derart konfiguriert sind, dass ihr Leistungsverbrauch vermindert wird, wenn ihre Betriebsfrequenz vermindert wird, der maximale Leistungsverbrauch durch Begrenzen der maximalen Betriebsfrequenz in mehreren Stufen eingestellt werden. Außerdem kann der Leistungsverbrauch der Festplatte 213 und des Ventilators 215 durch Vermindern ihrer Drehzahlen gesenkt werden.
Die Leistungsquellensteuereinheit 231 arbeitet mit einer von der Leistungsversorgungseinheit 221 konstant zugeführten Leistung und hat eine Funktion zum Steuern des gesamten Servers 201. Die Leistungsquellensteuereinheit 231 hat außerdem eine Funktion zum periodischen Abrufen von Lastinformation der Serverkomponenten und zum Schätzen des Leistungsverbrauchs der Serverkomponenten. Außerdem hat die Leistungsquellensteuereinheit 231 eine Funktion zum Aufsummieren des geschätzten Leistungsverbrauchs der Serverkomponenten, um den Leistungsverbrauch innerhalb des Servers 201 zu berechnen. Außerdem hat die Leistungsquellensteuereinheit 231 eine Leistungsbegrenzungssteuerungsfunktion zum Begrenzen des oberen Grenzwerts des Leistungsverbrauchs im Inneren des Servers auf maximal einen vorgegebenen Wert unter Verwendung der leistungsregelbaren Komponenten. Außerdem hat die Leistungsquellensteuereinheit 231 eine Funktion zum Managen der Leistung des Servers 201 unter Verwendung dieser Funktionen.
Nachstehend wird die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zunächst wird der Prozess zum Schätzen des Leistungsverbrauchs im Inneren des Servers durch die Leistungsquellensteuereinheit 231 beschrieben.
Die Leistungsquellensteuereinheit 231 erfasst zu vorgegebenen Zeitpunkten, d. h. beispielsweise in vorgegebenen Intervallen, Lastinformation von Serverkomponenten, beispielsweise von der CPU. Die Information, die direkt von der Hardware der Serverkomponenten abgerufen werden kann, wird von der Hardware abgerufen, und Information, die über einen Betriebssystem(OS)treiber abgerufen werden muss, wird über den OS-Treiber abgerufen. Die abzurufende Lastinformation enthält beispielsweise einen Auslastungs- oder Lastfaktor der CPU, die Speicherzugriffshäufigkeit, die Festplatten(HDD)zugriffshäufigkeit und die Drehzahl des Ventilators.
Dann schätzt die Leistungsquellensteuereinheit 231 den Leistungsverbrauch jeder der Serverkomponenten basierend auf der erfassten Lastinformation. Beispielsweise speichert die Leistungsquellensteuereinheit 231 eine in 10 dargestellte Leistungsverbrauchsschätztabelle. In der Leistungsverbrauchsschätztabelle ist der Leistungsverbrauch jeweiliger Lasten der einzelnen Serverkomponenten vorgespeichert. Beispielsweise sind bezüglich der CPU ein Leistungswert für einen Zustand, in dem nur eine Betriebssystemverarbeitung ausgeführt wird, und Leistungserhöhungen für Zustände einer CPU-Auslastung von 1% bis 100% gespeichert. Bezüglich des Speichers sind Leistungswerte für jeweilige Speicherzugriffshäufigkeiten für jeweilige Anzahlen von DIMM-Modulen (Dual Inline Memory Modules) und Typen gespeichert. Bezüglich der Festplatte (HDD) sind Leistungswerte für jeweilige Zugriffshäufigkeiten für jeweilige Typen gespeichert. Außerdem sind bezüglich des Ventilators Leistungswerte für jeweilige Drehzahlen gespeichert. Die Leistungsquellensteuereinheit 231 erfasst den Leistungsverbrauch gemäß der erfassten Last von der Leistungsverbrauchsschätztabelle.
Dann addiert die Leistungsquellensteuereinheit 231 den geschätzten Leistungsverbrauch der Serverkomponenten und bestimmt den Gesamtwert als inneren Leistungsverbrauchswert des Servers 201. Die Leistungsquellensteuereinheit 231 kann den durch Addieren des Eigenleistungsverbrauchs der Leistungsquellensteuereinheit 231 zum Gesamtwert berechneten Wert als inneren Leistungsverbrauchswert des Servers 201 bestimmen. Wenn der Leistungsverbrauch der Leistungsquellensteuereinheit 231 niedrig ist, kann der Wert im Voraus festgelegt werden, oder wie im Fall der Serverkomponenten anhand des Lastwertes bestimmt werden.
Obwohl der innere Leistungsverbrauch des Servers 201 in der vorliegenden Ausführungsform basierend auf den Lasten der Serverkomponenten geschätzt wird, ist auch eine Ausführungsform geeignet, bei der im Abschnitt zum Zuführen von Leistung zum Inneren des Servers stromabwärts vom Schalter 223 und vom Schalter 225 ein Leistungsmessgerät bereitgestellt wird und die durch das Leistungsmessgerät gemessene Leistung der Leistungsquellensteuereinheit 231 mitgeteilt wird.
Nachstehend wird eine Leistungsbegrenzungssteuerungsfunktion der Leistungsquellensteuereinheit 231 beschrieben.
Die Leistungsquellensteuereinheit 231 realisiert verschiedenartige Leistungsbegrenzungen für verschiedene Leistungsverbräuche in Abhängigkeit von Kombinationen leistungsregelbarer Komponenten oder von verschiedenen Stufen von Leistungsminderungsraten auch bei der gleichen Kombination leistungsregelbarer Komponenten. Obwohl beliebige Typen von Leistungsbegrenzungen verwendbar sind, werden in der vorliegenden Ausführungsform zwei Typen von Leistungsbegrenzungen verwendet, d. h. eine Leistungsbegrenzung A und eine Leistungsbegrenzung B mit einem niedrigeren maximalen Leistungsverbrauch als derjenige der Leistungsbegrenzung A. Beispielsweise wird, wenn die maximale Betriebsfrequenz der CPU 211 auf 100 MHz begrenzt wird, um die Leistungsbegrenzung A zu realisieren, die maximale Betriebsfrequenz der CPU 211 für die Leistungsbegrenzung B auf 80 MHz begrenzt, um den Leistungsverbrauch weiter zu reduzieren, wodurch zwei Typen von Leistungsbegrenzungen für verschiedene maximale Leistungsverbräuche realisiert werden können.
Unter der Voraussetzung, dass ein Maximalwert des inneren Leistungsverbrauchs des Servers 201 Pmax1, der maximale Leistungsverbrauch in einem Zustand, in dem die Leistungsbegrenzung A gesetzt ist, Pmax2 und der maximale Leistungsverbrauch in einem Zustand, in dem die Leistungsbegrenzung B gesetzt ist, Pmax3 betragen, wird die Beziehung ”Pmax1 > Pmax2 > Pmax3” festgesetzt. Außerdem wird unter der Voraussetzung, dass die maximale verfügbare Versorgungsleistung der Leistungsversorgungseinheit 221 Smax beträgt, der maximale Leistungsverbrauchswert der Leistungsbegrenzung A derart gesetzt, dass eine Beziehung ”Pmax1 > Smax ≥ Pmax2” festgesetzt wird. Daher wird im Zustand der Leistungsbegrenzung A der innere Leistungsverbrauch Pt des Servers 201 derart konzipiert, dass er nur durch die Leistungsversorgungseinheit 221 gedeckt wird. Außerdem wird unter der Voraussetzung, dass eine Leistung B zum Laden des Akkus 222 verbraucht wird, der maximale Leistungsverbrauchswert der Leistungsbegrenzung B derart gesetzt, dass eine Beziehung ”Smax ≥ Pmax3 + Bj” festgesetzt wird. Daher wird im Zustand der Leistungsbegrenzung B der innere Leistungsverbrauch Pt des Servers 201 derart gesetzt, dass er nicht größer ist als die Leistung, die durch Subtrahieren der Ladeleistung B des Akkus 222 von der maximalen verfügbaren Versorgungsleistung der Leistungsversorgungseinheit 221 erhalten wird.
11 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Bearbeitung einer Leistungsmanagementfunktion der Leistungsquellensteuereinheit 231. Nachstehend wird die Bearbeitung der Leistungsmanagementfunktion der Leistungsquellensteuereinheit 231 unter Bezug auf 11 beschrieben.
Die Leistungsquellensteuereinheit 231 startet die Leistungsmanagementsteuerung in einem Zustand, in dem der Schalter 223 eingeschaltet, der Schalter 225 ausgeschaltet und der Schalter 224 ein- oder ausgeschaltet ist, d. h., in einem Anfangszustand, in dem die Serverkomponenten nur durch die Leistungsversorgungseinheit 221 mit Leistung versorgt werden (S101). Zunächst vergleicht die Leistungsquellensteuereinheit 231 den inneren Leistungsverbrauch Pt mit einem Schwellenwert Pb zum Starten der Verwendung des Akkus (S102). Wenn der Leistungsverbrauch Pt den Schwellenwert Pb nicht überschreitet (N in S102), bestimmt die Leistungsquellensteuereinheit 231 den Zustand eines Akkuladefähigkeitsflags Bc (S103). Es wird darauf hingewiesen, dass das Akkuladefähigkeitsflag Bc durch die Leistungsquellensteuereinheit 231, die die folgende Verarbeitung in vorgegebenen Zyklen ausführt, auf 1 (ladbar) oder 0 (entladbar) gesetzt wird.
Die Leistungsquellensteuereinheit 231 berechnet zu nächst einen Mittelwert des inneren Leistungsverbrauchs Pt. Für den Mittelwert des inneren Leistungsverbrauchs Pt wird eine nach der vorangehenden Bestimmung ermittelte mittlere Leistung verwendet. Ein Mittelwert des inneren Leistungsverbrauchs Pt kann aber auch berechnet werden durch ein Verfahren zum Berechnen eines Mittelwertes in einem aktuellen vorgegebenen Zeitraum, ein Verfahren zum Berechnen einer mittleren Leistung im gleichen Zeitraum des gleichen Wochentages oder ein Verfahren zum Verwenden eines Mittelwertes in einem Zeitraum für einen ähnlichen Zustand, in dem ein bestimmtes Ereignis verursacht wurde, z. B. des letzten Monats, des gleichen Tages des letzten Jahres, am Ende eines Monats, usw., oder Kombinationen davon. Dann vergleicht die Leistungsquellensteuereinheit 231 einen durch Addieren eines vorgegebenen Betrags zum berechneten inneren Leistungsverbrauch Pt erhaltenen Wert mit dem maximalen Leistungsverbrauch Pmax3 der Leistungsbegrenzung B. Wenn der durch Addieren eines vorgegebenen Betrags zum inneren Leistungsverbrauch Pt erhaltene Wert kleiner ist als der maximale Leistungsverbrauch Pmax3, setzt die Leistungsquellensteuereinheit 231 ”Bc = 1” (ladbar), während die Leistungsquellensteuereinheit 231 andernfalls ”Bc = 0” (entladbar) setzt. Wenn jedoch irgendeine bestimmte Bedingung vorliegt, wenn beispielsweise die Stromkosten innerhalb eines bestimmten Zeitraums hoch sind, oder eine ähnliche Bedingung, setzt die Leistungsquellensteuereinheit in diesem Zeitraum ”Bc = 0” (entladbar).
Als Ergebnis der Bestimmung in Schritt S103 schaltet, wenn das Akkuladefähigkeitsflag auf Bc = 1 (ladbar) gesetzt ist, die Leistungsquellensteuereinheit 231 den Schalter 224 ein (S104), schaltet aber den Schalter 224 aus, wenn das Akkuladefähigkeitsflag auf Bc = 0 gesetzt ist (S105). Dann wird der Zustand über den Leistungsbegrenzungsfreigabebestimmungs- und -freigabeschritt auf den Anfangszustand zurückgesetzt. Die Details des Leistungsbegrenzungsfreigabebestimmungs- und -freigabeschritts werden nachstehend beschrieben.
Wenn dagegen der innere Leistungsverbrauch Pt den Schwellenwert Pb überschreitet (J in S102), bestimmt die Leistungsquellensteuereinheit 231 durch Vergleichen der Restkapazität Bp mit einem unteren Grenzwert Bmin, ob die Restkapazität Bp des Akkus 222 ausreichend ist oder nicht (S107). Wenn die Restkapazität Bp des Akkus 222 den unteren Grenzwert Bmin überschreitet (J in S107), schaltet die Leistungsquellensteuereinheit 231 den Schalter 225 ein, um die unterstützende Leistungsversorgung durch den Akku 222 zu starten (S108).
Wenn die Restkapazität Bp des Akkus 222 nicht größer ist als der untere Schwellenwert Bmin, unterbindet jedoch die Leistungsquellensteuereinheit 231 den Start einer Unterstützung durch den Akku 222 und verwendet stattdessen eine Leistungsbegrenzung zum Begrenzen des inneren Leistungsverbrauchs Pt des Servers. Insbesondere bestimmt die Leistungsquellensteuereinheit 231 den Zustand des Akkuladefähigkeitsflags Bc (S109) und setzt, wenn Bc = 1 ist (ladbar), die Leistungsbegrenzung B zum Sichern der Ladeleistung und schaltet den Schalter 224 ein (S111), um zu ermöglichen, dass der Zustand auf den Anfangszustand zurückkehrt. Andererseits setzt, wenn Bc = 0 ist (entladbar), die Leistungsquellensteuereinheit 231 die Leistungsbegrenzung A (S112) und schaltet den Schalter 224 ein (S113), um zu ermöglichen, dass der Zustand auf den Anfangszustand zurückkehrt.
Während einer Unterstützung durch den Akku 222 überwacht die Leistungsquellensteuereinheit 231, ob der innere Leistungsverbrauch Pt auf den Startschwellenwert Pb für die Verwendung des Akkus abgesunken ist oder nicht, und ob die Restkapazität Bp des Akkus 222 auf den unteren Grenzwert Bmin oder einen niedrigeren Wert abgesunken ist oder nicht (S114, S116). Wenn der innere Leistungsverbrauch Pt auf den Schwellenwert Pb oder einen niedrigeren Wert abgesunken ist, schaltet, weil keine weitere Unterstützung durch den Akku 222 mehr erforderlich ist, die Leistungsquellensteuereinheit 231 den Schalter 225 aus (S115), um zu ermöglichen, dass der Zustand auf den Anfangszustand zurückkehrt.
Außerdem setzt, wenn der innere Leistungsverbrauch Pt nicht auf den Schwellenwert Pb oder einen niedrigeren Wert abgesunken ist, aber die Restkapazität Bp des Akkus 222 auf den unteren Grenzwert Bmin oder einen niedrigeren Wert abgesunken ist (N in S116), weil die Unterstützung durch den Akku 222 nicht weiter fortgesetzt werden kann, die Leistungsquellensteuereinheit 231 die Leistungsbegrenzung A, um den inneren Leistungsverbrauch Pt zu reduzieren (S117), und schaltet den Schalter 225 aus (S118). Dann bestimmt die Leistungsquellensteuereinheit 231 den Zustand des Akkuladefähigkeitsflags Bc (S119), und ändert, wenn Bc = 1 ist (ladbar), die Leistungsbegrenzung A auf die Leistungsbegrenzung B, um die Ladeleistung zu sichern (S120), und schaltet den Schalter 224 ein (S121), um zu ermöglichen, dass der Zustand auf den Anfangszustand zurückkehrt. Wenn dagegen Bc = 0 ist (entladbar), hält die Leistungsquellensteuereinheit 231 die Leistungsbegrenzung B aufrecht und schaltet den Schalter 224 ein (S122), um zu ermöglichen, dass der Zustand auf den Anfangszustand zurückkehrt.
Nachstehend wird der Leistungsbegrenzungsfreigabebestimmungs- und -freigabeschritt S106 in 11 unter Bezug auf das Ablaufdiagramm von 12 ausführlich beschrieben. Wenn die Leistungsquellensteuereinheit 231 die Leistungsbegrenzungsfreigabebestimmungs- und -freigabeverarbeitung startet (S201), prüft die Leistungsquellensteuereinheit 231 zunächst den aktuellen Setzzustand (S202), und beendet den Prozess, wenn keine Leistungsbegrenzung gesetzt ist. Wenn die Leistungsbegrenzung A gesetzt ist, vergleicht die Leistungsquellensteuereinheit 231 den inneren Leistungsverbrauch Pt mit einem vorgegebenen Freigabeschwellenwert Pca für die Leistungsbegrenzung A (S203), und beendet den Prozess, wenn der innere Leistungsverbrauch Pt nicht niedriger ist als der Freigabeschwellenwert Pca. Wenn dagegen der innere Leistungsverbrauch Pt niedriger ist als der Freigabeschwellenwert Pca, hebt die Leistungsquellensteuereinheit 231 die Leistungsbegrenzung A auf (S204) und beendet den Prozess.
Wenn die Leistungsbegrenzung B gesetzt ist, vergleicht die Leistungsquellensteuereinheit 231 den inneren Leistungsverbrauch Pt mit einem vorgegebenen Freigabeschwellenwert Pcb für die Leistungsbegrenzung B (S205), und beendet den Prozess, wenn der innere Leistungsverbrauch Pt nicht niedriger ist als der Freigabeschwellenwert Pcb. Wenn dagegen der innere Leistungsverbrauch Pt niedriger ist als der Freigabeschwellenwert Pcb, ändert die Leistungsquellensteuereinheit 231 die Leistungsbegrenzung von der Leistungsbegrenzung B auf die Leistungsbegrenzung A (S206) und vergleicht dann den inneren Leistungsverbrauch Pt mit dem Freigabeschwellenwert Pca (S207). Wenn der innere Leistungsverbrauch Pt nicht niedriger ist als der Freigabeschwellenwert Pca für die Leistungsbegrenzung A, beendet die Leistungsquellensteuereinheit 231 den Prozess. Wenn dagegen der innere Leistungsverbrauch Pt niedriger ist als der Freigabeschwellenwert Pca für die Leistungsbegrenzung A, hebt die Leistungsquellensteuereinheit 231 die Leistungsbegrenzung A auf (S208) und beendet den Prozess.
Wie vorstehend beschrieben wurde, geht gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Zustand, in dem die Leistung nur durch die Leistungsversorgungseinheit 221 zugeführt wird, wenn der innere Leistungsverbrauch Pt des Servers 201 die Schwellenleistung Pb überschreitet, der Zustand in einen Zustand über, in dem die Leistung sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit 221 als auch durch den Akku 222 zugeführt wird. Daher kann, weil der Maximalwert des inneren Leistungsverbrauchs Pt nicht durch die Leistungsversorgungseinheit 221 allein gedeckt werden muss, eine Leistungsversorgungseinheit verwendet werden, die kleiner und kostengünstiger ist und während des Normalbetriebs eine bessere Umwandlungseffizienz aufweist als Leistungsversorgungseinheit 120.
Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform in einem Zustand, in dem die Leistung nur durch die Leistungsversorgungseinheit 221 zugeführt wird, wenn der innere Leistungsverbrauch Pt des Servers 201 die Schwellenleistung Pb überschreitet, die Restkapazität des Akkus 222 geprüft, wobei, wenn die Restkapazität unzureichend ist, eine Leistungsbegrenzung für einen niedrigen Leistungsverbrauch des Servers 201 gesetzt wird. Dadurch kann ein Zustand verhindert werden, in dem der innere Leistungsverbrauch Pt des Servers 201 die maximale verfügbare Versorgungsleistung der Leistungsversorgungseinheit 221 überschreitet, wodurch der Betrieb des Servers 201 instabil würde.
Außerdem können gemäß der vorliegenden Ausführungsform, weil der innere Leistungsverbrauch Pt des Servers 201 basierend auf dem Betriebszustand der Serverkomponenten, z. B. der CPU, geschätzt wird, im Vergleich zur Konfiguration, bei der der innere Leistungsverbrauch Pt unter Verwendung eines Leistungsmessgeräts gemessen wird, eine Kostensenkung und eine Platzeinsparung erzielt werden.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, weil die Leistungsbegrenzung A und die Leistungsbegrenzung B, die sich in ihrem maximalen Leistungsverbrauch unterscheiden, in Abhängigkeit davon verwendet werden, ob der Akku 222 ladbar oder entladbar ist, die maximale verfügbare Versorgungsleistung der Leistungsversorgungseinheit 221 unabhängig davon vollständig genutzt werden, ob der Akku 222 geladen wird oder nicht.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, weil das Erfordernis für eine Unterstützung durch den Akku 222 durch Vergleichen des inneren Leistungsverbrauchs Pt des Servers 201 mit einem Unterstützungsstartschwellenwert Pt bestimmt wird, im Vergleich zur Konfiguration, bei der das Erfordernis einer Unterstützung durch den Akku 222 beispielsweise basierend auf der aufgenommenen Netzleistung bestimmt wird, ein Zeitpunkt geeignet bestimmt werden, zu dem die Unterstützung durch den Akku 222 überflüssig wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass, obwohl der Unterstützungsstartschwellenwert Pb für eine Unterstützung durch den Akku 222 in der vorliegenden Ausführungsform ein fester Wert ist, der Wert auch ein variabler Wert sein kann, der sich, wie in der dritten exemplarischen Ausführungsform, gemäß dem Datum und der Uhrzeit ändert.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform nur eine Leistungsversorgungseinheit 221 verwendet wird, können auch mehrere Leistungsversorgungseinheiten verwendet werden. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung eine Leistungsversorgungseinheit für eine Serverkomponente, z. B. für die CPU, und eine Leistungsversorgungseinheit zum Aufladen des Akkus 222 aufweisen. In diesem Fall ist nur ein Leistungsbegrenzungstyp erforderlich.
Außerdem kann in der vorliegenden Ausführungsform der Leistungsverbrauch durch Ausführen einer Leistungsbegrenzung in mehreren Stufen gemäß der Restkapazität des Akkus 222 stufenweise gesteuert werden.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform exemplarisch ein Server verwendet wird, auch auf andersartige IT-Geräte anwendbar, wie beispielsweise auf eine Speichereinrichtung oder ein Netzwerkgerät.
Sechste exemplarische Ausführungsform
Nachstehend wird eine sechste exemplarische Ausführungsform beschrieben. Die sechste exemplarische Ausführungsform hat die gleiche Grundkonfiguration wie die fünfte exemplarische Ausführungsform, in dieser Ausführungsform kann jedoch der Akku 222 vor dem Zeitraum vollständig aufgeladen werden, in dem der Leistungsverbrauch des Servers 201 einen Spitzenwert erreicht.
13 zeigt einen exemplarischen mittleren Übergang eines Lastzustands des Servers 201 basierend auf einer Lastinformationsaufzeichnung für einen Tag. Wie in 13 dargestellt ist, tritt bei einem IT-Gerät häufig ein bestimmter Zeitraum auf, während dem die Last in Abhängigkeit von der Nutzung zunimmt. Um während dieses Hochlastzeitraums eine maximale Unterstützung durch den Akku 222 zu nutzen, ist die vorliegende Ausführungsform dafür konfiguriert, eine Steuerung derart auszuführen, dass der Akku 222 vorzugsweise im vorangehenden Zeitraum aufgeladen wird.
In der vorliegenden Ausführungsform nimmt die Leistungsquellensteuereinheit 231 Bezug auf eine aktuelle Zeit und prüft, ob die Restzeit T1 bis zum Startzeitpunkt des Hochlastzeitraums zum vollständigen Aufladen des Akkus 222 in einem Zustand, in dem die Restkapazität null ist, unzureichend ist, wobei, wenn die Restzeit T1 unzureichend ist, die Leistungsquellensteuereinheit 231 parallel zu dem in 11 dargestellten Prozess einen im Ablaufdiagramm von 14 dargestellten Ladezeitplanungsprozess ausführt.
Wenn die Leistungsquellensteuereinheit 231 den in 14 dargestellten Prozess startet (S301), prüft die Leistungsquellensteuereinheit 231 zunächst die Restkapazität des Akkus 222 (S302) und schätzt eine zum vollständigen Aufladen des Akkus 222 erforderliche Ladezeit T2 basierend auf der Restkapazität (S303). Gleichzeitig wird die Ladezeit T2 mit einem vorgegebenen Spielraum geschätzt. Dann vergleicht die Leistungsquellensteuereinheit 231 die zum Aufladen erforderliche Zeit T2 mit einer Zeit, die der Summe aus einer Zeit T1 und einem nächsten Bestimmungsausführungsintervall T3 gleicht (S304). Wenn die zum Aufladen erforderliche Zeit T2 länger ist, wartet die Leistungsquellensteuereinheit 231 für eine vorgegebene Zeit T3 (S305) und wiederholt dann den Prozess ausgehend von Schritt S302.
Andererseits unterbricht, wenn die zum Aufladen erforderliche Zeit T2 der Zeit gleicht oder kürzer ist als die Zeit, die der Summe aus der Zeit T1 und dem nächsten Bestimmungsausführungsintervall T3 entspricht, die Leistungsquellensteuereinheit 231 die in 11 dargestellte Steuerung (S306), setzt die Leistungsbegrenzung B für den Server 201 (S307) und schaltet den Schalter 224 ein und den Schalter 225 aus (S308). Dadurch wird der Ladevorgang des Akkus 222 gestartet. Dann wartet die Leistungsquellensteuereinheit 231 bis der Ladevorgang abgeschlossen oder ein Hochlastzeitraum erreicht ist (S309). Wenn der Ladevorgang abgeschlossen oder ein Hochlastzeitraum erreicht ist, setzt die Leistungsquellensteuereinheit 231 die in 11 dargestellte, unterbrochene Steuerung fort (S310) und beendet den Prozess von 14 (S311).
Wenn die Last des Servers 201 während eines Zeitraums von dem Zeitpunkt, zu dem der Ladevorgang abgeschlossen worden ist, bis zum Startzeitpunkt des Hochlastzeitraums zunimmt, kann, weil eine Unterstützung durch den Akku 222 gestartet werden kann und die Restkapazität abnehmen kann, eine Leistungsbegrenzung in einem vom Hochlastzeitraum verschiedenen Zeitraum ausgeführt werden, um eine Verwendung des Akkus 222 zu verhindern.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Hochlastzeitraum, während dem die Last des Servers 201 einen Spitzenwert erreicht, einen Zustand erreichen, in dem der Akku 222 vollständig aufgeladen ist. Daher kann eine maximale Unterstützung durch den Akku 222 erzielt werden, so dass ein Zustand verhindert werden kann, in dem eine Leistungsbegrenzung in einem Hochlastzeitraum gesetzt werden muss.
Nachstehend wird eine exemplarische Konfiguration der in der fünften und sechsten Ausführungsform verwendeten Leistungsquellensteuereinheit 231 beschrieben.
Gemäß 15 ist die Leistungsquellensteuereinheit 231 aus einem Controller 2311, einem Speicher 2312 und einer Schnittstelle 2313 konfiguriert. Der Speicher 2312 wird aus einem Halbleiterspeicher oder einer magnetischen Platte gebildet und speichert verschiedenartige Prozessinformationen, wie beispielsweise die vorstehend beschriebene Leistungsverbrauchschätztabelle und Programme. Die Schnittstelle 2313 wird zum Ausgeben von Schaltsignalen zu den Schaltern 223 bis 225 und zum Empfangen von Lastinformation von den Serverkomponenten, wie beispielsweise von der CPU 211, verwendet. Der Controller 2311 wird aus einem Mikroprozessor gebildet. Der Controller 2311 führt im Speicher 2312 gespeicherte Programme aus, um ähnliche Funktionen wie die in der fünften und sechsten exemplarischen Ausführungsform beschriebene Leistungsquellensteuereinheit 231 zu realisieren, um die in den 11, 12 und 14 dargestellte Steuerung auszuführen.
Obwohl die Erfindung unter Bezug auf exemplarische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Für Durchschnittsfachleute ist ersichtlich, dass innerhalb des durch die Ansprüche definierten Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung verschiedenartige Änderungen in der Form und im Detail möglich sind.
Beispiele
Die vorstehend dargestellten exemplarischen Ausführungsformen können in ihrer Gesamtheit oder in Teilen mit den folgenden Zusatzbemerkungen beschrieben werden, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Beispiel 1
Ein elektrisches Gerät mit:
einer Haupteinheit, die elektrische Leistung verbraucht,
einer Leistungsversorgungseinheit, die der Haupteinheit elektrische Leistung von einer Netzspannungsversorgung zuführt,
einem Akku, der durch von der Leistungsversorgungseinheit zugeführte elektrische Leistung aufgeladen werden soll, und
einer Leistungsquellensteuereinheit, die in einem Zustand, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet, den Zustand auf einen anderen Zustand schaltet, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird.
Beispiel 2
Elektrisches Gerät gemäß Beispiel 1, wobei
wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit den ersten Schwellenwert in dem Zustand überschreitet, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn die Restkapazität des Akkus einen zweiten Schwellenwert überschreitet, die Leistungsquellensteuereinheit den Zustand auf den anderen Zustand schaltet, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird, während, wenn die Restkapazität des Akkus nicht größer ist als der zweite Schwellenwert, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Beispiel 3
Elektrisches Gerät gemäß Beispiel 1 oder 2, wobei
die Leistungsquellensteuereinheit den ersten Schwellenwert gemäß dem Datum, der Uhrzeit und/oder einem Wochentag ändert.
Beispiel 4
Elektrisches Gerät gemäß einem der Beispiele 1 bis 3, wobei,
wenn der Akku innerhalb eines Zeitraums, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit aufgeladen wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen dritten Schwellenwert überschreitet, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Beispiel 5
Elektrisches Gerät gemäß einem der Beispiele 1 bis 3, wobei
in einem Zeitraum, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird, und den Ladevorgang des Akkus durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit startet.
Beispiel 6
Elektrisches Gerät gemäß einem der Beispiele 1 bis 5, wobei
die Leistungsquellensteuereinheit einen Zeitplan derart erstellt, dass der Ladevorgang des Akkus zu einer Startzeit eines Zeitraums abgeschlossen ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird.
Beispiel 7
Elektrisches Gerät gemäß einem der Beispiele 1 bis 6, wobei
die Leistungsquellensteuereinheit Lastinformation für eine Komponente sammelt, die die Haupteinheit bildet, und den Leistungsverbrauch der Haupteinheit basierend auf der gesammelten Lastinformation und einer Leistungsverbrauchschätztabelle berechnet, die eine Beziehung zwischen der Lastinformation der Komponente und dem Leistungsverbrauch darstellt.
Beispiel 8
Ein IT-Gerät mit:
einer Hauptkomponente, die eine CPU, die elektrische Leistung verbraucht, und einen Speicher aufweist,
einer Leistungsversorgungseinheit, die der Hauptkomponente elektrische Leistung von einer Netzspannungsversorgung zuführt,
einem Akku, der durch von der Leistungsversorgungseinheit zugeführte elektrische Leistung aufgeladen werden soll, und
einer Leistungsquellensteuereinheit, die in einem Zustand, in dem die Hauptkomponente nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente einen ersten Schwellenwert überschreitet, den Zustand auf einen anderen Zustand schaltet, in dem die Hauptkomponente sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird.
Beispiel 9
IT-Gerät gemäß Beispiel 8, wobei
wenn der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente den ersten Schwellenwert in dem Zustand überschreitet, in dem die Hauptkomponente nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn die Restkapazität des Akkus einen zweiten Schwellenwert überschreitet, die Leistungsquellensteuereinheit den Zustand auf den anderen Zustand schaltet, in dem die Hauptkomponente sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird, während, wenn die Restkapazität des Akkus nicht größer ist als der zweite Schwellenwert, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Hauptkomponente auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Beispiel 10
IT-Gerät gemäß Beispiel 8 oder 9, wobei
die Leistungsversorgungseinheit den ersten Schwellenwert gemäß dem Datum, der Uhrzeit und/oder einem Wochentag ändert.
Beispiel 11
IT-Gerät gemäß einem der Beispiele 8 bis 10, wobei,
wenn der Akku innerhalb eines Zeitraums, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente maximal wird, durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit aufgeladen wird, wenn der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente einen dritten Schwellenwert überschreitet, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Hauptkomponente auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Beispiel 12
IT-Gerät gemäß einem der Beispiele 8 bis 10, wobei
in einem Zeitraum, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente maximal wird, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Hauptkomponente auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird, und den Ladevorgang des Akkus durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit startet.
Beispiel 13
IT-Gerät gemäß einem der Beispiele 8 bis 12, wobei
die Leistungsquellensteuereinheit einen Zeitplan derart erstellt, dass der Ladevorgang des Akkus zu einer Startzeit eines Zeitraums abgeschlossen ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird.
Beispiel 14
IT-Gerät gemäß einem der Beispiele 8 bis 13, wobei
die Leistungsquellensteuereinheit Lastinformation für die Hauptkomponente sammelt und den Leistungsverbrauch der Hauptkomponente basierend auf der gesammelten Lastinformation und einer Leistungsverbrauchschätztabelle berechnet, die eine Beziehung zwischen der Lastinformation der Hauptkomponente und dem Leistungsverbrauch darstellt.
Beispiel 15
Eine Leistungsquellensteuergerät mit:
einer Schnittstelle, die ein Schaltsignal zu einem ersten Schalter überträgt, der steuert, ob einer Haupteinheit elektrische Leistung von einer Leistungsversorgungseinheit zugeführt werden soll oder nicht, zu einem zweiten Schalter, der steuert, ob einem Akku elektrische Ladeleistung von der Leistungsversorgungseinheit zugeführt werden soll oder nicht, und zu einem dritten Schalter, der steuert, ob der Haupteinheit elektrische Leistung vom Akku zugeführt werden soll oder nicht; und
einer Steuereinheit, die in einem Zustand, in dem der erste Schalter eingeschaltet ist, so dass die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet, den ersten Schalter und den dritten Schalter einschaltet, um den Zustand auf einen anderen Zustand zu schalten, in dem die Haupteinheit durch die Leistungsversorgungseinheit und den Akku mit Leistung versorgt wird.
Beispiel 16
Leistungsquellensteuergerät gemäß Beispiel 15, wobei
wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit den ersten Schwellenwert in dem Zustand überschreitet, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn die Restkapazität des Akkus einen zweiten Schwellenwert überschreitet, die Steuereinheit den Zustand auf den anderen Zustand schaltet, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird, während, wenn die Restkapazität des Akkus nicht größer ist als der zweite Schwellenwert, die Steuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Beispiel 17
Leistungsquellensteuergerät gemäß Beispiel 15 oder 16, wobei
die Steuereinheit den ersten Schwellenwert gemäß dem Datum, der Uhrzeit und/oder einem Wochentag ändert.
Beispiel 18
Leistungsquellensteuergerät gemäß einem der Beispiele 15 bis 17, wobei,
wenn der zweite Schalter eingeschaltet ist, so dass der Akku durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit innerhalb eines Zeitraums aufgeladen wird, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen dritten Schwellenwert überschreitet, die Steuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Beispiel 19
Leistungsquellensteuergerät gemäß einem der Beispiele 15 bis 17, wobei,
innerhalb eines Zeitraums, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, die Steuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird, und den Ladevorgang des Akkus durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit durch Einschalten des zweiten Schalters startet.
Beispiel 20
Leistungsquellensteuergerät gemäß einem der Beispiele 15 bis 19, wobei
die Steuereinheit einen Ladezeitplan derart erstellt, dass der Ladevorgang des Akkus zu einer Startzeit eines Zeitraums abgeschlossen ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird.
Beispiel 21
Leistungsquellensteuergerät gemäß einem der Beispiele 15 bis 20, wobei
die Steuereinheit Lastinformation für eine Komponente sammelt, die die Haupteinheit bildet, und den Leistungsverbrauch der Haupteinheit basierend auf der gesammelten Lastinformation und einer Leistungsverbrauchschätztabelle berechnet, die eine Beziehung zwischen der Lastinformation der Komponente und dem Leistungsverbrauch darstellt.
Beispiel 22
Leistungsquellensteuerverfahren, das durch ein elektrisches Gerät ausgeführt wird, das eine Haupteinheit, die elektrische Leistung verbraucht, eine Leistungsversorgungseinheit, die der Haupteinheit elektrische Leistung von einer Netzspannungsversorgung zuführt, einen Akku, der durch von der Leistungsversorgungseinheit zugeführte elektrische Leistung aufgeladen werden soll, und eine Leistungsquellensteuereinheit aufweist, wobei das Verfahren den Schritt aufweist:
in einem Zustand, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet: Schalten des Zustands auf einen anderen Zustand, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird, durch die Leistungsquellensteuereinheit.
Beispiel 23
Leistungsquellensteuerverfahren gemäß Beispiel 22, ferner mit den Schritten:
wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit den ersten Schwellenwert in dem Zustand überschreitet, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn die Restkapazität des Akkus einen zweiten Schwellenwert überschreitet: Schalten des Zustands auf den anderen Zustand, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird, und, wenn die Restkapazität des Akkus nicht größer ist als der zweite Schwellenwert: Schalten des Betriebs der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch, in dem wenig Leistung verbraucht wird, durch die Leistungsquellensteuereinheit.
Beispiel 24
Leistungsquellensteuerverfahren gemäß Beispiel 22 oder 23, ferner mit dem Schritt:
Ändern des ersten Schwellenwertes gemäß dem Datum, der Uhrzeit und/oder einem Wochentag durch die Leistungsquellensteuereinheit.
Beispiel 25
Leistungsquellensteuerverfahren gemäß einem der Beispiele 22 bis 24, ferner mit dem Schritt:
wenn der Akku innerhalb eines Zeitraums, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente maximal wird, durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit aufgeladen wird, wenn der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente einen dritten Schwellenwert überschreitet: Schalten des Betriebs der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird, durch die Leistungsquellensteuereinheit.
Beispiel 26
Leistungsquellensteuerverfahren gemäß einem der Beispiele 22 bis 24, ferner mit den Schritten:
Schalten des Betriebs der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch, in dem wenig Leistung verbraucht wird, und Starten des Ladevorgangs des Akkus durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit durch die Leistungsquellensteuereinheit innerhalb eines Zeitraums, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird.
Beispiel 27
Leistungsquellensteuerverfahren gemäß einem der Beispiele 22 bis 26, ferner mit dem Schritt:
Erstellen eines Zeitplans durch die Leistungsquellensteuereinheit derart, dass der Ladevorgang des Akkus zu einer Startzeit eines Zeitraums abgeschlossen ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird.
Beispiel 28
Leistungsquellensteuerverfahren gemäß einem der Beispiele 22 bis 27, ferner mit dem Schritt:
Sammeln von Lastinformation für eine Komponente, die die Haupteinheit bildet, und Berechnen des Leistungsverbrauchs der Haupteinheit basierend auf der gesammelten Lastinformation und einer Leistungsverbrauchschätztabelle, die eine Beziehung zwischen der Lastinformation der Komponente und dem Leistungsverbrauch darstellt, durch die Leistungsquellensteuereinheit.
Beispiel 29
Computerprogrammprodukt mit auf einem Computer ausführbaren Befehlen, wobei der Computer eine Schnittstelle zum Übertragen eines Schaltsignals zu einem ersten Schalter, der mit einem Leistungsversorgungskanal von einer Leistungsversorgungseinheit zu einer Haupteinheit verbunden ist, zu einem zweiten Schalter, der mit einem Ladeleistungsversorgungskanal von der Leistungsversorgungseinheit zu einem Akku verbunden ist, und zu einem dritten Schalter aufweist, der mit einem Leistungsversorgungskanal vom Akku zur Haupteinheit verbunden ist, und wobei die Befehle den Computer veranlassen als Steuereinheit zu funktionieren, die in einem Zustand, in dem der erste Schalter eingeschaltet ist, so dass die Haupteinheit durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet, den ersten Schalter und den dritten Schalter einschaltet, um den Zustand auf einen anderen Zustand zu schalten, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird.
Beispiel 30
Programm gemäß Beispiel 29, wobei,
wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit den ersten Schwellenwert in dem Zustand überschreitet, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn die Restkapazität des Akkus einen zweiten Schwellenwert überschreitet, die Steuereinheit den Zustand auf den anderen Zustand schaltet, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird, und, wenn die Restkapazität des Akkus nicht größer ist als der zweite Schwellenwert, die Steuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Beispiel 31
Programm gemäß Beispiel 29 oder 30, wobei
die Steuereinheit den ersten Schwellenwert gemäß dem Datum und der Uhrzeit ändert.
Beispiel 32
Programm gemäß einem der Beispiele 29 bis 31, wobei,
wenn der zweite Schalter eingeschaltet ist, so dass der Akku durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit innerhalb eines Zeitraums aufgeladen wird, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen dritten Schwellenwert überschreitet, die Steuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Beispiel 33
Programmgemäß einem der Beispiele 29 bis 31, wobei,
innerhalb eines Zeitraums, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, die Steuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird, und den Ladevorgang des Akkus durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit durch Einschalten des zweiten Schalters startet.
Beispiel 34
Programm gemäß einem der Beispiele 29 bis 33, wobei
die Steuereinheit einen Ladezeitplan derart erstellt, dass der Ladevorgang des Akkus zu einer Startzeit eines Zeitraums abgeschlossen ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird.
Beispiel 35
Programm gemäß einem der Beispiele 29 bis 34, wobei
die Leistungsquellensteuereinheit Lastinformation für eine Komponente sammelt, die die Haupteinheit bildet, und den Leistungsverbrauch der Haupteinheit basierend auf der gesammelten Lastinformation und einer Leistungsverbrauchschätztabelle berechnet, die eine Beziehung zwischen der Lastinformation der Komponente und dem Leistungsverbrauch darstellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010-091955 [0001]
JP 2003-150281 A [0004]
JP 2006-230147 A [0010]

Claims

Elektrisches Gerät mit: einer Haupteinheit, die elektrische Leistung verbraucht; einer Leistungsversorgungseinheit, die der Haupteinheit elektrische Leistung von einer Netzspannungsversorgung zuführt; einem Akku, der durch von der Leistungsversorgungseinheit zugeführte elektrische Leistung aufgeladen werden soll; und einer Leistungsquellensteuereinheit, die in einem Zustand, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet, den Zustand auf einen anderen Zustand schaltet, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird.
Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, wobei, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit den ersten Schwellenwert in dem Zustand überschreitet, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn die Restkapazität des Akkus einen zweiten Schwellenwert überschreitet, die Leistungsquellensteuereinheit den Zustand auf den anderen Zustand schaltet, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird, während, wenn die Restkapazität des Akkus nicht größer ist als der zweite Schwellenwert, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leistungsquellensteuereinheit den ersten Schwellenwert gemäß dem Datum, der Uhrzeit und/oder einem Wochentag ändert.
Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, wenn der Akku innerhalb eines Zeitraums, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit aufgeladen wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen dritten Schwellenwert überschreitet, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in einem Zeitraum, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird, und den Ladevorgang des Akkus durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit startet.
Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Leistungsquellensteuereinheit einen Zeitplan derart erstellt, dass der Ladevorgang des Akkus zu einer Startzeit eines Zeitraums abgeschlossen ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird.
Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Leistungsquellensteuereinheit Lastinformation für eine Komponente sammelt, die die Haupteinheit bildet, und den Leistungsverbrauch der Haupteinheit basierend auf der gesammelten Lastinformation und einer Leistungsverbrauchschätztabelle berechnet, die eine Beziehung zwischen der Lastinformation der Komponente und dem Leistungsverbrauch darstellt.
IT-Gerät mit: einer Hauptkomponente, die eine CPU, die elektrische Leistung verbraucht, und einen Speicher aufweist; einer Leistungsversorgungseinheit, die der Hauptkomponente elektrische Leistung von einer Netzspannungsversorgung zuführt; einem Akku, der durch von der Leistungsversorgungseinheit zugeführte elektrische Leistung aufgeladen werden soll; und einer Leistungsquellensteuereinheit, die in einem Zustand, in dem die Hauptkomponente nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente einen ersten Schwellenwert überschreitet, den Zustand auf einen anderen Zustand schaltet, in dem die Hauptkomponente sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch den Akku mit Leistung versorgt wird.
IT-Gerät nach Anspruch 8, wobei wenn der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente den ersten Schwellenwert in dem Zustand überschreitet, in dem die Hauptkomponente nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn die Restkapazität des Akkus einen zweiten Schwellenwert überschreitet, die Leistungsquellensteuereinheit den Zustand auf den anderen Zustand schaltet, in dem die Hauptkomponente sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird, während, wenn die Restkapazität des Akkus nicht größer ist als der zweite Schwellenwert, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Hauptkomponente auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
IT-Gerät nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Leistungsquellensteuereinheit den ersten Schwellenwert gemäß dem Datum, der Uhrzeit und/oder einem Wochentag ändert.
IT-Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei, wenn der Akku innerhalb eines Zeitraums, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente maximal wird, durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit aufgeladen wird, wenn der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente einen dritten Schwellenwert überschreitet, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Hauptkomponente auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
IT-Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei in einem Zeitraum, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente maximal wird, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Hauptkomponente auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird, und den Ladevorgang des Akkus durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit startet.
IT-Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Leistungsquellensteuereinheit einen Zeitplan derart erstellt, dass der Ladevorgang des Akkus zu einer Startzeit eines Zeitraums abgeschlossen ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird.
IT-Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Leistungsquellensteuereinheit Lastinformation für die Hauptkomponente sammelt und den Leistungsverbrauch der Hauptkomponente basierend auf der gesammelten Lastinformation und einer Leistungsverbrauchschätztabelle berechnet, die eine Beziehung zwischen der Lastinformation der Hauptkomponente und dem Leistungsverbrauch darstellt.
Leistungsquellensteuereinheit mit: einer Schnittstelle, die ein Schaltsignal zu einem ersten Schalter überträgt, der steuert, ob einer Haupteinheit elektrische Leistung von einer Leistungsversorgungseinheit zugeführt werden soll oder nicht, zu einem zweiten Schalter, der steuert, ob einem Akku elektrische Ladeleistung von der Leistungsversorgungseinheit zugeführt werden soll oder nicht, und zu einem dritten Schalter, der steuert, ob der Haupteinheit elektrische Leistung vom Akku zugeführt werden soll oder nicht; und einer Steuereinheit, die in einem Zustand, in dem der erste Schalter eingeschaltet ist, so dass die Haupteinheit durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet, den ersten Schalter und den dritten Schalter einschaltet, um den Zustand auf einen anderen Zustand zu schalten, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird.
Leistungsquellensteuereinheit nach Anspruch 15, wobei wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit den ersten Schwellenwert in dem Zustand überschreitet, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn die Restkapazität des Akkus einen zweiten Schwellenwert überschreitet, die Steuereinheit den Zustand auf den anderen Zustand schaltet, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird, während, wenn die Restkapazität des Akkus nicht größer ist als der zweite Schwellenwert, die Steuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Leistungsquellensteuereinheit nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Steuereinheit den ersten Schwellenwert gemäß dem Datum, der Uhrzeit und/oder einem Wochentag ändert.
Leistungsquellensteuereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei, wenn der zweite Schalter eingeschaltet ist, so dass der Akku durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit innerhalb eines Zeitraums aufgeladen wird, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen dritten Schwellenwert überschreitet, die Steuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Leistungsquellensteuereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei, innerhalb eines Zeitraums, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, die Steuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird, und den Ladevorgang des Akkus durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit durch Einschalten des zweiten Schalters startet.
Leistungsquellensteuereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei die Steuereinheit einen Ladezeitplan derart erstellt, dass der Ladevorgang des Akkus zu einer Startzeit eines Zeitraums abgeschlossen ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird.
Leistungsquellensteuereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 20, wobei die Leistungsquellensteuereinheit Lastinformation für eine Komponente sammelt, die die Haupteinheit bildet, und den Leistungsverbrauch der Haupteinheit basierend auf der gesammelten Lastinformation und einer Leistungsverbrauchschätztabelle berechnet, die eine Beziehung zwischen der Lastinformation der Komponente und dem Leistungsverbrauch darstellt.
Leistungsquellensteuerverfahren, das durch ein elektrisches Gerät ausgeführt wird, das eine Haupteinheit, die elektrische Leistung verbraucht, eine Leistungsversorgungseinheit, die der Haupteinheit elektrische Leistung von einer Netzspannungsversorgung zuführt, einen Akku, der durch von der Leistungsversorgungseinheit zugeführte elektrische Leistung aufgeladen werden soll, und eine Leistungsquellensteuereinheit aufweist, wobei das Verfahren den Schritt aufweist: in einem Zustand, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet: Schalten des Zustands auf einen anderen Zustand, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird, durch die Leistungsquellensteuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 22, ferner mit den Schritten: wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit den ersten Schwellenwert in dem Zustand überschreitet, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn die Restkapazität des Akkus einen zweiten Schwellenwert überschreitet: Schalten des Zustands auf den anderen Zustand, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird, und, wenn die Restkapazität des Akkus nicht größer ist als der zweite Schwellenwert: Schalten des Betriebs der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch, in dem wenig Leistung verbraucht wird, durch die Leistungsquellensteuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, ferner mit dem Schritt: Ändern des ersten Schwellenwertes gemäß dem Datum, der Uhrzeit und/oder einem Wochentag durch die Leistungsquellensteuereinheit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, ferner mit dem Schritt: wenn der Akku innerhalb eines Zeitraums, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente maximal wird, durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit aufgeladen wird, wenn der Leistungsverbrauch der Hauptkomponente einen dritten Schwellenwert überschreitet: Schalten des Betriebs der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch, in dem wenig Leistung verbraucht wird, durch die Leistungsquellensteuereinheit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, ferner mit den Schritten: Schalten des Betriebs der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch, in dem wenig Leistung verbraucht wird, und Starten des Ladevorgangs des Akkus durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit in einem Zeitraum, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, durch die Leistungsquellensteuereinheit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, ferner mit dem Schritt: Erstellen eines Ladezeitplans durch die Leistungsquellensteuereinheit derart, dass der Ladevorgang des Akkus zu einer Startzeit eines Zeitraums abgeschlossen ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, ferner mit dem Schritt: Sammeln von Lastinformation für eine Komponente, die die Haupteinheit bildet, und Berechnen des Leistungsverbrauchs der Haupteinheit basierend auf der gesammelten Lastinformation und einer Leistungsverbrauchschätztabelle, die eine Beziehung zwischen der Lastinformation der Komponente und dem Leistungsverbrauch darstellt, durch die Leistungsquellensteuereinheit.
Computerprogrammprodukt mit auf einem Computer ausführbaren Befehlen, wobei der Computer eine Schnittstelle zum Übertragen eines Schaltsignals zu einem ersten Schalter, der mit einem Leistungsversorgungskanal von einer Leistungsversorgungseinheit zu einer Haupteinheit verbunden ist, zu einem zweiten Schalter, der mit einem Ladeleistungsversorgungskanal von der Leistungsversorgungseinheit zu einem Akku verbunden ist, und zu einem dritten Schalter aufweist, der mit einem Leistungsversorgungskanal vom Akku zur Haupteinheit verbunden ist, und wobei der Computer durch die Befehle veranlasst wird, als Steuereinheit zu funktionieren, die in einem Zustand, in dem der erste Schalter eingeschaltet ist, so dass die Haupteinheit durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen ersten Schwellenwert überschreitet, den ersten Schalter und den dritten Schalter einschaltet, um den Zustand auf einen anderen Zustand zu schalten, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird.
Programm nach Anspruch 29, wobei, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit den ersten Schwellenwert in dem Zustand überschreitet, in dem die Haupteinheit nur durch die Leistungsversorgungseinheit mit Leistung versorgt wird, wenn die Restkapazität des Akkus einen zweiten Schwellenwert überschreitet, die Steuereinheit den Zustand auf den anderen Zustand schaltet, in dem die Haupteinheit sowohl durch die Leistungsversorgungseinheit als auch durch den Akku mit Leistung versorgt wird, und, wenn die Restkapazität des Akkus nicht größer ist als der zweite Schwellenwert, die Leistungsquellensteuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Programm nach Anspruch 29 oder 30, wobei die Steuereinheit den ersten Schwellenwert gemäß dem Datum und der Uhrzeit ändert.
Programm nach einem der Ansprüche 29 bis 31, wobei, wenn der zweite Schalter eingeschaltet ist, so dass der Akku durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit innerhalb eines Zeitraums aufgeladen wird, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, wenn der Leistungsverbrauch der Haupteinheit einen dritten Schwellenwert überschreitet, die Steuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird.
Programm nach einem der Ansprüche 29 bis 31, wobei, innerhalb eines Zeitraums, der von einem Zeitraum verschieden ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird, die Steuereinheit den Betrieb der Haupteinheit auf einen Betrieb mit niedrigem Leistungsverbrauch schaltet, in dem wenig Leistung verbraucht wird, und den Ladevorgang des Akkus durch elektrische Leistung von der Leistungsversorgungseinheit durch Einschalten des zweiten Schalters startet.
Programm nach einem der Ansprüche 29 bis 33, wobei die Steuereinheit einen Ladezeitplan derart erstellt, dass der Ladevorgang des Akkus zu einer Startzeit eines Zeitraums abgeschlossen ist, in dem der Leistungsverbrauch der Haupteinheit maximal wird.
Programm nach einem der Ansprüche 29 bis 34, wobei die Leistungsquellensteuereinheit Lastinformation für eine Komponente sammelt, die die Haupteinheit bildet, und den Leistungsverbrauch der Haupteinheit basierend auf der gesammelten Lastinformation und einer Leistungsverbrauchschätztabelle berechnet, die eine Beziehung zwischen der Lastinformation der Komponente und dem Leistungsverbrauch darstellt.