DE112009004616T5 - Berechnung von Leistungseingabe in einen Computer - Google Patents

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Abstract

Ein Ausführungsbeispiel ist ein Computer, der eine Steuerung und eine Batterie mit einer Kraftstoffanzeige umfasst. Die Kraftstoffanzeige meldet Spannung und Strom, die eingegeben werden, um die Batterie zu laden, während der Computer in einem ausgeschalteten Zustand ist. Die Steuerung empfängt Infogegeben werden, um die Batterie zu laden, von der Kraftstoffanzeige, und verwendet die Informationen, um Leistung zu berechnen, die in den Computer eingegeben wird, während der Computer in einem eingeschalteten Zustand ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Computer, der eine Batterie mit einer Kraftstoffanzeige umfasst, die Spannungs- und Stromeingabe meldet, um die Batterie zu laden, während der Computer in einem ausgeschalteten Zustand ist, so dass der Computer die Eingabeleistung berechnen kann, während der Computer in einem eingeschalteten Zustand ist.
  • Hintergrund
  • Einige Computer, wie z. B. Personalcomputer und Notebook-Computer, versuchen eine verwendete Leistungsmenge zu messen. Diese Messungen können verwendet werden, um dem Nutzer sinnvolle Informationen zu liefern, wie z. B. Informationen, die sich auf Batterieladungserwartung und Leistungseinstellungsoptionen beziehen.
  • Diese Messungen umfassen jedoch häufig Fehler, die von Schaltungen induziert werden, die bereitgestellt sind, um Leistungsnutzung zu messen. Daher kann es sein, dass Nutzern ungenaue Informationen bezüglich der Leistungsfähigkeit und des Leistungsverbrauchs vorgelegt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm zum Berechnen von Leistungsaufnahme in einem Computer gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2A zeigt ein Diagramm der Verstärkung, das den Effekt eines Verstärkungsfehlers in einem Verstärker mit fester Verstärkung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2B zeigt ein Diagramm einer Verstärkung, das den Effekt eines Versatzfehlers in einem Verstärker mit fester Verstärkung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 3 zeigt ein Computersystem gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Computersystems gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Ausführungsbeispiel ist ein Computer, der eine Steuerung und eine Batterie mit einer Kraftstoffanzeige umfasst. Die Kraftstoffanzeige meldet Spannungs- und Stromeingabe, um die Batterie zu laden, während der Computer in einem ausgeschalteten Zustand ist. Die Steuerung empfängt Informationen über die Spannungs- und Stromeingabe, um die Batterie zu laden, von der Kraftstoffanzeige, und verwendet die Informationen, um Leistung zu berechnen, die in den Computer eingegeben wird, während der Computer in einem eingeschalteten Zustand ist.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Beispielhafte Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen Vorrichtungen und Verfahren, die Leistungsaufnahme in einem Computer genau berechnen. Bei einem Ausführungsbeispiel erfasst eine Schaltungsanordnung in dem Computer Strom und berechnet dann genau, wie viel Leistung durch den Computer gezogen oder aufgenommen wird.
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm zum Berechnen von Leistungsaufnahme in einem Computer gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß Block 100 wird der Computer ausgeschaltet, um das Laden einer Batterie des Computers zu beginnen. Die Batterie wird geladen, während der Computer in dem ausgeschalteten Zustand ist, so dass beinahe alle Leistung, die durch den Computer gezogen wird, verwendet wird, um die Batterie zu laden. Diese Batterie kann beispielsweise eine wiederaufladbare Permanentbatterie in dem Computer sein oder eine entfernbare Batterie in dem Computer, wie z. B. ein austauschbarer Batteriesatz, der an einem Notebook-Computer befestigt ist.
  • Bei Block 100 sind zwei Ereignisse vorgesehen: ausgeschalteter Zustand und Laden der Batterie, Die Reihenfolge dieser Ereignisse umfasst zuerst das Ausschalten des Computers und dann das Laden der Batterie, wobei zuerst das Laden der Batterie begonnen wird und dann der Computer ausgeschaltet wird, oder diese Ereignisse gleichzeitig begonnen werden.
  • Gemäß Block 110 wird Leistungseingabe in den Computer unter Verwendung von Ladungsleistung berechnet, die durch eine Kraftstoffanzeige in der Batterie gemeldet wird, und die Effizienz eines Ladegeräts in dem Computer. Anders ausgedrückt, die Ladungsleistung, die durch die Kraftstoffanzeige der Batterie gemeldet wird (die sehr genau ist), wird mit einer Effizienzschätzung des Computerladegeräts verwendet, um die Leistung zu berechnen, die in den Computer eingegeben wird.
  • Gemäß Block 120 wird die berechnete Leistung, die in den Computer eingegeben wird, mit einer Ablesung von AC-(Wechselstrom-)Adapter-Leistung durch den Computer verglichen.
  • Gemäß Block 130 werden Berechnungen von Korrekturfaktoren für Stromerfassungsverstärkerversatz und Verstärkerverstärkung durchgeführt.
  • Eine große Fehlerquelle ist die Strommessung des Computers, die durch den AC-Adapter geliefert wird. Dieser Fehler hat in der Vergangenheit zu Ungenauigkeiten bei der Berechnung von Leistung geführt, die durch den Computer aufgenommen wird. Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung reduzieren oder eliminieren diesen Fehler durch Berechnen von Korrekturfaktoren für Stromerfassungsverstärkerversatz und Verstärkerverstärkung.
  • Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gibt es zwei Teile der Leistungsüberwachungseinheit. Zuerst gibt es Hardware, die Daten sammelt, und einen Mikrocontroller mit Code, der die Daten für zukünftige Verwendung speichert. Zweitens gibt es eine Softwareanwendung, die die gesammelten Daten liest, die Korrekturfaktoren anlegt (nachdem die Daten gesammelt wurden) und einige Informationen für die Verwendung durch den Nutzer ausgibt. In diesem Fall werden die Daten fortlaufend gesammelt, aber Korrekturen und Ausgaben werden durchgeführt, während die Maschine eingeschaltet ist und die Leistungsüberwachungseinrichtungssoftwareanwendung läuft. Datensammlung kann auch auftreten, während der Computer in dem ausgeschalteten Zustand ist.
  • Gemäß Block 140 werden die Korrekturfaktoren verwendet, um Messungen von Adapterstrom zu korrigieren, während eine Leistungsüberwachungseinrichtung in dem Computer verwendet wird (d. h. der Computer ist in einem eingeschalteten Zustand im Gegensatz zu einem ausgeschalteten Zustand). Beispielsweise werden diese Korrekturfaktoren gespeichert und dann verwendet, um nachfolgende Messungen von Adapterstrom zu korrigieren, während die Leistungsüberwachungseinrichtung verwendet wird.
  • 2A und 2B zeigen Graphiken 200 bzw. 250 des Ausgangssignals (Y-Achse) über dem Eingangssignal (X-Achse) für einen Verstärker mit fester Verstärkung. 2A zeigt ein Diagramm des Idealfalls 220 (d. h. ideale Verstärkung) und den Fall mit Verstärkungsfehler 210 für den Verstärker mit fester Verstärkung, und 2B zeigt ein Diagramm des Idealfalls 270 (d. h. ideale Verstärkung) und den Fall mit Versatzfehler 260 für den Verstärker mit fester Verstärkung. Die Fälle mit Verstärkungsfehler 210 und mit Versatzfehler 260 stellen gemessene Werte des Verstärkers dar, während die idealen Verstärkungen 220 und 270 Werte ohne Fehler darstellen (d. h. ideale oder korrekte Werte ohne messungsinduzierte Fehler).
  • Beispielhafte Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung identifizieren oder bestimmen den Verstärkungsfehler und Versatzfehler und ziehen dann diese Fehler von Ablesungen des Verstärkers mit fester Verstärkung heraus oder entfernen dieselben. Daher werden diese Fehlerberechnungen verwendet, um Leistung genau zu bestimmen, die durch den Computer aufgenommen wird.
  • 3 und 4 zeigen beispielhafte Ausführungsbeispiele von Schaltungen und Systemen zum Berechnen dieser Fehler und Verwenden des Korrekturfaktors, um Messungen von Adapterstrom zu korrigieren, während Leistung von einer Wechselstrom (AC-)Leistungsquelle, wie z. B. einem Auslass, an den Computer geliefert wird.
  • 3 zeigt ein Computersystem 300, das allgemein ein Computer 305, eine Batterie 310 und einen AC-Adapter 315 umfasst. Der Computer umfasst verschiedene tragbare und nicht tragbare elektronische Geräte wie z. B., aber nicht beschränkt auf, Notebook- oder Laptop-Computer, Tisch-Computer, Tablett-Computer, Personaldigitalassistenten (PDAs) oder andere tragbare und nicht tragbare elektronische Geräte oder Computer, die eine wiederaufladbare Batterie umfassen.
  • Der Computer 305 umfasst ein Ladegerät 320, Computerleistung 325, eine eingebettete Steuerung 330, Pegelverschiebungs- und Verstärker- und Stromüberwachungseinrichtung 335, einen Spannungsteiler 340 und einen High-Side-Stromerfassungswiderstand 350. Die Batterie 310 umfasst eine Kraftstoffanzeige 360, einen Erfassungswiderstand 365 und wiederaufladbare Batteriezellen 370.
  • Der High-Side-Stromerfassungs-(current sense (CS))Widerstand 350 erfasst Adapterstrom I_adp und entwickelt eine Spannung, die durch die Pegelverschiebungs- und Verstärkerschaltung 335 erfasst wird. Der Strom I_adp, der durch den Stromerfassungswiderstand 350 geht, erzeugt eine Spannung, die durch die Schaltung 335 gemessen wird. Das Signal wird verstärkt und pegelverschoben zu Masse (d. h. um eine Spannungsdifferenz zu bestimmen). Wie es erläutert wurde, wird diese Differenz als V_iadpt in die EC eingespeist.
  • Dieses verstärkte Signal stellt Strom dar und wird an die eingebettete Steuerung (embedded controller (EC)) 330 ausgegeben, gezeigt als V_iadp, der von der Schaltung 335 zu der EC 330 fließt. Die Adapterspannung V_adp wird ebenfalls erfasst und in die EC 330 gesendet, gezeigt als V_vadp, die Spannung von dem AC-Adapter darstellt. Somit empfängt die EC 330 Signale, die sowohl Strom als auch Spannung des AC-Adapters darstellen.
  • Adapterstrom (I_adp) multipliziert mit der Adapterspannung (V_adp) ist gleich der Eingangsleistung in den Computer. Ein Teil dieser Leistung geht zu Gleichspannungswandlern, die Leistung an den Computer liefern, dargestellt durch den Computerblock 325. Falls die Batterie 310 lädt, wird ebenfalls Leistung an die Batterie geliefert. Da das Ladegerät ein Gleichspannungswandler sein kann, kann der Ausgangsstrom (I_bat) des Ladegeräts anders sein als der Eingangsstrom des Ladegeräts.
  • Wenn die AC-Adapterspannung (V_adp) konstant ist, ist der Adapterstrom (I_adp) proportional zu der Adapterleistung. Aber um den Spannungsabfall unter Last zu berücksichtigen und die Adapterspannung zu ermitteln, werden die Adapterspannung und der Adapterstrom beide in dem Computer gemessen. Diese Messungen werden getrennt an die EC 330 gesendet (eingezeichnet als V_iadp und V_vadp).
  • Die Batterie 310 erfasst Ladegerätausgangsstrom (I_bat) sowie Batteriespannung unter Verwendung der Kraftstoffanzeige 360. Diese Kraftstoffanzeige ist sehr genau und entworfen, um alle Energie, die in die Batteriezellen 370 eindringt oder dieselben verlässt, zu verfolgen und zu melden. Die Kraftstoffanzeige 360 ist auch entworfen, um Informationen (gezeigt als FG-Info) zu der EC 330 zu kommunizieren. Diese Informationen umfassen beispielsweise einen Ladungsprozentsatz, wie z. B. vollen Prozentsatz.
  • Wenn der Computer 305 in dem ausgeschalteten Zustand ist, ist die Gesamtleistung, die durch den Computer gezogen wird, sehr niedrig, typischerweise unter 50 mW. Wenn die Batterie 310 in diesem ausgeschalteten Zustand lädt, wird beinahe alle Energie, die von dem AC-Adapter 315 gezogen wird, verwendet, um die Batterie 310 zu laden. Die Spannung der Batteriezellen 370 und Strom, der in diese Batteriezellen eingegeben wird, wird durch die Kraftstoffanzeige 360 genau der EC 330 gemeldet. Bei hoher Last ist das Ladegerät 320 zu etwa 95% effizient und relativ wenig Leistung wird dissipiert. Wenn die Ladegeräteffizienz gegenüber der Last zum Zeitpunkt des Entwurfs und der Entwicklung des Computers charakterisiert wird, wird diese Effizienz verwendet, um eine Schätzung für eine Gesamtleistung zu berechnen, die in den Computer gezogen wird. Nur wenige Betriebspunkte werden charakterisiert. Der Stromerfassungsverstärker in dem Computer meldet seine Strommessung ebenfalls. Die EC 330, das System-BIOS oder Software kann den Stromerfassungsbericht mit dem geschätzten Leistungspegel vergleichen.
  • Während eines Batterieladezyklus erreicht die Leistung eine Spitze, kurz bevor der Ladungsstrom beginnt, abzufallen, typischerweise 45 W für eine 6-Zellen-Batterie. Am Ende der Ladung hat sich Strom zu der gleichen Batterie auf etwa 250 mA oder etwa 3 W reduziert. Bei hoher Last ist das Stromerfassungssignal größer und ein Fehler wird hauptsächlich verursacht durch Fehler in der Verstärkerverstärkung (Av) und durch die Toleranz des Stromerfassungswiderstands 350. Für ein kleines Erfassungssignal wird ein Fehler hauptsächlich durch einen Spannungsversatz in dem Verstärker (Vos) verursacht.
  • Während eines Ladezyklus, wenn die Batterie 310 unter etwa 60% entladen wurde, verläuft die Ladungsleistung durch den maximalen Leistungsbetriebspunkt und nach unten zu dem verringerten Leistungsbetriebspunkt. Dieser Durchlauf schafft eine Gelegenheit, um Computer-CS-Amplitudenablesungen mit kraftstoffanzeigebasierten Stromschätzungen an zwei Punkten zu vergleichen, einem hohen und einem niedrigen Signalpegel. Von diesen Vergleichen wird eine Berechnung in Bezug auf Computerverstärker Vos und tatsächliche Verstärkung Av durchgeführt. Diese Werte werden im Speicher gespeichert (beispielsweise in Register) und an korrekte nachfolgende Ablesungen angelegt, die durch den Computerverstärker durchgeführt werden. Auf diese Weise wird ein bestehender kostengünstiger Stromerfassungsverstärker, typischerweise in der integrierten Schaltung (IC) des Batterieladegeräts, zu einem Hochpräzisionssensor.
  • Die folgende Beschreibung liefert ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel als ein Notebook-Computer. Während der Batterieladung mit dem Notebook in dem ausgeschalteten Zustand verläuft die Ladungsspannung durch 12,50 V (auf ihrem Weg zu 12,6 V), während der Strom auf seinem maximalen Pegel ist, der gemessen wird als 3,574 A. An diesem Hochleistungspunkt zum Zeitpunkt t1 werden Adapterspannung und -strom der EC gemeldet (Vadp1, ladp1_Messung). Die Spannung und der Strom der Batteriezellen werden ebenfalls zu diesem Zeitpunkt (Vbat1, Ibat1) berechnet. Effizienz des Ladegeräts unter diesen Bedingungen wurde vorher charakterisiert, daher wurde die geschätzte Effizienz des Ladegeräts (eff1) gespeichert. Später in dem Ladezyklus wird die Ladespannung auf etwa 12,6 V geregelt und der Ladestrom hat sich nach unten verringert auf etwa 200 mA.
  • An einem Niedrigleistungspunkt zum Zeitpunkt t2 werden Adapterspannung und -strom der EC gemeldet (Vadp2, ladp2_Messung, Vbat2, Ibat2), und Effizienz bei diesem Ladungszustand wurde vorher charakterisiert und gespeichert (eff1). Diese Datenpunkte werden verwendet, um eine tatsächliche Spannungsverstärkung des Notebook-Stromerfassungsverstärkers und den Spannungsversatz des gleichen Verstärkers zu berechnen. Daten, die von der Batterie gemeldet werden, werden als genau angesehen, da dieselben sehr viel genauer sind als die Notebook-Stromerfassung. Leistung, die an das Notebook geliefert wird, wird als Ladegerätleistung/Ladegeräteffizienz geschätzt. Diese berücksichtigt alle Verluste, da die Effizienz durch Messen von Notebook-Leistungsaufnahme in dem ausgeschalteten Zustand charakterisiert wurde, da es bei der Leistungsaufnahme in dem ausgeschalteten Zustand kaum Abweichungen gibt. Leistung = Spannung × Strom, daher ist Strom = Leistung/Spannung. Angenommen bei hoher Leistung ist eff1 = 0,951, vbat1 = 12,50, Ibat1 = 3,574, dann Padp1 = 12,50 × 3,574/0,951 46,92 W. Falls Vadp, gemessen in dem Notebook, Vadp1 = 19,26 war, dann ladp1_berechnet = Padp1/Vadp1 = 46,92/19,26 = 2,436 A.
  • Die Messung des Adapterstroms in dem Notebook ist in der Form eines Spannungsabfalls, gemessen über einen Stromerfassungswiderstand, dann verstärkt und pegelverschoben. Dies ist Viadp in 3. Die korrekte Formel ist ladp_Messsignal = (ladp × Rsense + Vos) × Av, wobei Vos Spannungsversatz des Stromerfassungsverstärkers ist. Ferner, wie es nachfolgend gezeigt ist: ladp_Messsignal = (ladp × Rsense + Vos) × Av ladp_Messsignal = (ladp + Vos/Rsense) × (Av/Rsense) Lasse Versatz = Vos/Rsense; und lasse Atotal = Av/Rsense
  • Dann ladp_Messsignal = (ladp + Versatz) × Atotal.
  • Bei diesem Beispiel, ladp1_Messsignal = (ladp + Versatz) × Atotal = 0,8165 V.
  • Dieser Prozess wird für den Niedrigleistungspunkt wiederholt. Falls bei niedriger Leistung eff2 = 0,682, Vbat2 = 12,61, Ibat2 = 0,218, Vadp2 = 19,46, dann ladp2_berechnet = Vbat2 × Ibat2/Vadp2 = 4,031/19,46 = 0,2070 A. Für gemessenen Strom in dem Notebook ladp2_Messsignal = (ladp + Versatz) × Atotal = 0,04922 V. Von diesen vier Datenpunkten – berechneter Hochstrom 2,436 A und gemessenes hohes CS-Signal 0,8165 V, berechneter Niedrigstrom 0,2070 A und gemessenes niedriges CS-Signal 0,04922 V – können Gesamtverstärkung und Versatz für dieses Notebook abgeleitet werden als Atotal = 0,344, Versatz = –0,0640. Diese werden für die Verwendung als Korrekturfaktoren für die Stromerfassungsdaten gespeichert. Wie es nachfolgend gezeigt ist: CS-Spannungssignal gemessen = (I_actual + Versatz) × Atotal = CS Verwenden von ladp_berechnet für Strom I_actual, oder I, CS1 = (I1 + Versatz) × Atotal CS2 = (I2 + Versatz) × Atotal Versatz = (CS2 × I1 – CS1 × I2)/(CS1 – CS2) = –0,0640 Atotal = (CS1 – CS2)/(I1 – I2) = 0,344.
  • Nachdem diese Faktoren bekannt sind, werden sie an nachfolgende Strommessungen angelegt, die in dem Notebook durchgeführt werden, um eine genaue Messung der Notebook-Leistung zu erreichen für die Verwendung als eine Großbereich-Universalleistungsüberwachungseinrichtung. Um dies zu verwenden, wird die gemessene Stromerfassungsspannung gelesen, dann I_actual = CS-Spannung gemessen × (1/Atotal) = Versatz
  • Die große Fehlerquelle ist die Effizienz des Ladegeräts an jedem Punkt. Toleranzen des Notebook-CS-Widerstands, der Verstärkerverstärkungswiderstände und selbst der Adapterspannungserfassungsteilerwiderstände werden herausgeschnitten (d. h. entfernt), da die Toleranz, die von all diesen beigetragen wird, in der Gesamtverstärkung Atotal berücksichtigt wird.
  • 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Computersystems 400, das allgemein einen Computer 405, eine Batterie 310 und einen AC-Adapter 315 umfasst. Der Computer 405 ist ähnlich dem in 3 gezeigten Computer 305 mit einigen Unterschieden (gleiche Bezugszeichen in den Figuren zeigen gleiche Komponenten an).
  • In 4 wird Ausgabe (V_vadp) von dem Spannungsteiler 340 an die Pegelverschiebungs- und Verstärkerschaltungs- und Leistungsüberwachungseinrichtung 410 geliefert. V_padp von der Leistungsüberwachungseinrichtung 410 wird dann an die EC 330 geliefert. Hier empfängt die EC 330 nur ein einziges Leistungssignal (im Gegensatz zu 3, wo die EC getrennte V_vadp- und V_ladp-Signale empfängt). Wie bei der Erörterung von 3 berücksichtigt der Computer 405 von 4 auch Spannungsabfall unter Last und stellt die Adapterspannung und den Adapterstrom fest. Diese Messungen werden nicht getrennt an die EC 330 gesendet. Stattdessen wird V_adp in einen Leistungsüberwachungseinrichtungsblock gesendet, der ein einziges Signal an die EC ausgibt, das Adapterleistung darstellt.
  • Mit Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung wird ein kostengünstiger Stromerfassungsverstärker, der bereits im Computerentwurf enthalten ist, für eine hochleistungsfähige Leistungsüberwachungseinrichtungsfunktion verwendet. Keine zusätzliche Schaltungsanordnung (über das Minimum hinaus, das erforderlich ist, um eine Leistungsüberwachungseinrichtung herzustellen) ist erforderlich. Dies spart die Kosten eines Genauigkeitsverstärkers und die Kosten und Komplexität (Ladungspumpe plus Pegelverschieber) des Bereitstellens von Leistung für solch einen Verstärker. Dies spart auch die Leistung, die durch einen Präzisionsverstärker gezogen würde und macht den Computer im ausgeschalteten Zustand energieeffizienter. Dies ermöglicht ferner die Aufhebung der Toleranzen des Stromerfassungswiderstands und aller anderer Widerstände, die beim Verstärken und Liefern des Signals an die EC verwendet werden, einschließlich der Adapterspannungserfassungswiderstände. Dies erfordert keine Fabrikeinstellung. Die Kalibrierung kann während jedes Batterieladezyklus ohne Nutzerintervention automatisch erreicht werden. Ferner erfordern beispielhafte Ausführungsbeispiele keine zusätzlichen Leistungsschalter oder zusätzliche Stromerfassungswiderstände, die ansonsten verwendet würden, um zu einem größeren Stromerfassungsverstärker zu schalten.
  • Wie es erläutert wurde, werden die Korrekturfaktoren für Verstärkerverstärkungs- und Versatzfehler verwendet, um Messungen des Adapterstroms zu korrigieren. Diese korrigierten Messungen können auf eine Vielzahl von Weisen angelegt werden. Beispielsweise kann die genaue und Echtzeit-Leistungsaufnahme einem Nutzer des Computers dargestellt oder angezeigt werden. Solche Informationen können einen Leistungsbetrag umfassen, der mit aktuellen Computereinstellungen gezogen oder verwendet wird, und eine Kostenanalyse der Nutzung bei der aktuellen Leistungsnutzungsrate. Ferner kann dem Nutzer durch eine graphische Benutzerschnittstelle und Software eine Gelegenheit gegeben werden, Leistungsfähigkeitsoptionen und Leistungseinstellungen einzustellen (wie z. B. Dimmen der Helligkeit der Anzeige, Ändern von Leistungseinsparungseinstellungen, Ändern der Prozessorleistungsfähigkeit, Ändern der Schlaf oder Ruhezeitperioden und Durchführen anderer Änderungen an dem Leistungsplan des Computers).
  • Definitionen
  • Wie sie hierin und in den Ansprüchen verwendet werden, sind die folgenden Wörter folgendermaßen definiert:
    Eine „Batterie” ist ein Gerät, das Energie speichert, die in Elektrizität umgewandelt werden kann.
  • Ein „Stromerfassungswiderstand” ist ein Widerstand, der Strom, der zu dem Widerstand fließt, in einen Spannungsabfall umwandelt, der es ermöglicht, dass Strom durch den Widerstand gemessen wird.
  • Eine „Kraftstoffanzeige” ist ein Gerät, das einen Energiebetrag misst, der in einer Batterie gespeichert ist.
  • Ein „Spannungsteiler” ist eine lineare Schaltung, die eine Ausgangsspannung (Vout) erzeugt, die ein Bruchteil der Eingangsspannung (Vin) ist.
  • Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind ein oder mehrere hierin erörterte Blöcke oder Schritte automatisiert. Anders ausgedrückt, Vorrichtungen, Systeme und Verfahren treten automatisch auf. Die Begriffe „automatisiert” oder „automatisch” (und ähnliche Variationen davon) bedeuten einen gesteuerten Betrieb einer Vorrichtung, eines Systems und/oder Prozesses unter Verwendung von Computern und/oder mechanischen/elektrischen Geräten ohne die Notwendigkeit von Intervention, Beobachtung, Aufwand und/oder Entscheidungen durch Menschen.
  • Die Verfahren gemäß beispielhaften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind beispielhaft und sollten nicht so gesehen werden, dass sie andere Ausführungsbeispiele innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung begrenzen. Ferner können Verfahren oder Schritte, die in verschiedenen Figuren erörtert werden, zu Verfahren oder Schritten in anderen Figuren hinzugefügt werden oder mit denselben ausgetauscht werden. Ferner sollten spezifische numerische Datenwerte (wie z. B. spezifische Mengen, Zahlen, Kategorien usw.) oder andere spezifische Informationen als darstellend für die Erörterung beispielhafter Ausführungsbeispiele interpretiert werden. Solche spezifischen Informationen sind nicht dazu vorgesehen, die Erfindung zu begrenzen.
  • Bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung sind Ausführungsbeispiele als ein Verfahren, System und/oder eine Vorrichtung implementiert. Als ein Beispiel sind beispielhafte Ausführungsbeispiele und damit zusammenhängende Schritte als ein oder mehrere Computersoftwareprogramme implementiert, um die hierin beschriebenen Verfahren zu implementieren. Die Software ist als ein oder mehrere Module implementiert (auch bezeichnet als Codesubroutinen oder „Objekte” bei objektorientierter Programmierung). Die Position der Software unterscheidet sich für die verschiedenen alternativen Ausführungsbeispiele. Auf den Softwareprogrammierungscode wird beispielsweise zugegriffen durch einen Prozessor oder Prozessoren des Computers oder Servers von einer Art von Langzeitspeichermedium, wie z. B. einem CD-ROM-Laufwerk oder einer Festplatte. Der Sofwareprogrammierungscode ist ausgeführt oder gespeichert auf einem einer Vielzahl bekannter Medien für die Verwendung mit einem Datenverarbeitungssystem oder in jeder Speichervorrichtung, wie z. B. Halbleiter-, magnetischen und optischen Vorrichtungen, einschließlich einer Platte, Festplatte, CD-ROM, ROM usw. Der Code wird auf einem solchen Medium verteilt oder wird an Nutzer verteilt von dem Speicher oder der Speicherung eines Computersystems über ein Netzwerk eines Typs an ein anderes Computersystem für die Verwendung durch Nutzer solcher anderer Systeme. Alternativ ist der Programmierungscode in dem Speicher ausgeführt und auf denselben wird unter Verwendung des Busses durch den Prozessor zugegriffen. Die Techniken und Verfahren zum Ausführen von Softwareprogrammierungscode im Speicher, auf physikalischen Medien und/oder Verteilen von Softwarecode über Netzwerke sind gut bekannt und werden hierin nicht näher erörtert.
  • Die obige Erörterung ist darstellend für die Prinzipien und verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Zahlreiche Variationen und Modifikationen sind für Fachleute auf diesem Gebiet offensichtlich, sobald die obige Offenbarung vollständig klar ist. Die folgenden Ansprüche sollen alle solche Variationen und Modifikationen umfassen.

Claims (20)

  1. Ein Computer, der folgende Merkmale aufweist: eine Batterie, die eine Kraftstoffanzeige umfasst, die Spannung und Strom meldet, die eingegeben werden, um die Batterie zu laden, während der Computer in einem ausgeschalteten Zustand ist; und eine Steuerung, die Informationen über Spannung und Strom, die eingegeben werden, um die Batterie zu laden, von der Kraftstoffanzeige erhält, wobei die Steuerung die Informationen verwendet, um Leistung zu berechnen, die in den Computer eingegeben wird, während der Computer in einem eingeschalteten Zustand ist.
  2. Der Computer gemäß Anspruch 1, der ferner folgende Merkmale aufweist: einen Stromerfassungswiderstand und einen Verstärker, die der Steuerung ein Signal liefern, das Strom darstellt, der von einem Wechselstrom-(AC-)Adapter an den Computer geliefert wird; einen Spannungsteiler, der der Steuerung ein Signal liefert, das eine Spannung darstellt, die von dem AC-Adapter an den Computer geliefert wird.
  3. Der Computer gemäß Anspruch 1, der ferner einen Verstärker aufweist, wobei die Steuerung eine Verstärkung für ein Verstäkersystem und einen Versatz für das Verstärkersystem berechnet, und die Verstärkung und den Versatz verwendet, um Messungen von Strom zu korrigieren, der von einem Adapter in den Computer eingegeben wird.
  4. Der Computer gemäß Anspruch 1, bei dem die Steuerung Leistung, die in den Computer eingegeben wird, von der Spannung und dem Strom, die in dem Computer erfasst werden, berechnet.
  5. Der Computer gemäß Anspruch 1, bei dem die Kraftstoffanzeige Energie, die in die Batteriezellen eindringt und dieselben verlässt, verfolgt und meldet, und Informationen an die Steuerung meldet.
  6. Der Computer gemäß Anspruch 1, bei dem die Steuerung Amplitudenablesungen von einem Stromerfassungswiderstand mit Stromschätzungen von der Kraftstoffanzeige auf zwei Signalpegeln vergleicht, um Fehler bei der Verstärkerverstärkung und Fehler bei dem Verstäkerversatz zu berechnen.
  7. Der Computer gemäß Anspruch 1, der ferner einen Verstärker aufweist, wobei die Steuerung Korrekturfaktoren, die sich auf Fehler in der Verstärkerverstärkung und Fehler in dem Verstärkerversatz beziehen, verwendet, um Ablesungen zu korrigieren, die durch den Verstärker durchgeführt werden.
  8. Ein Verfahren, das folgende Schritte aufweist: Berechnen, mit einer Kraftstoffanzeige in einer Batterie eines Computers, von Strom und Leistung, die in den Computer eingegeben werden, um die Batterie zu laden; Berechnen, mit einer Steuerung in dem Computer, von Korrekturfaktoren für Verstärkungsfehler und Versatzfehler; und Korrigieren, mit der Steuerung in dem Computer unter Verwendung der Korrekturfaktoren, von Messungen von Leistung, die durch den Computer aufgenommen wird.
  9. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, das ferner folgende Schritte aufweist: Empfangen des Stroms und der Spannung, um die Batterie zu laden, während der Computer in einem ausgeschalteten Zustand ist; Messen eines Stroms, der an den Computer geliefert wird, während der Computer in einem eingeschalteten Zustand ist.
  10. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, das ferner das Melden von Strom und Spannung, die in den Computer eingegeben werden, um die Batterie zu laden, durch die Kraftstoffanzeige an die Steuerung aufweist.
  11. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, das ferner das Eliminieren des Verstärkungs- und Versatzfehlers von Messungen des Stroms und der Spannung aufweist.
  12. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, das ferner folgende Schritte aufweist: Senden eines Signals an die Steuerung, das Strom darstellt, der von einem Wechselstrom-(AC-)Adapter an den Computer geliefert wird; Senden eines Signals an die Steuerung, das Spannung darstellt, die von dem AC-Adapter an den Computer geliefert wird.
  13. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, das ferner das Vergleichen von Amplitudenablesungen von einem Stromerfassungswiderstand mit Stromschätzungen von der Kraftstoffanzeige aufweist, um den Verstärkungsfehler und den Versatzfehler zu berechnen.
  14. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, das ferner folgende Schritte aufweist: Berechnen, mit der Steuerung, von Leistung, die in den Computer eingegeben wird von einer Spannung und einem Strom, die in dem Computer erfasst werden; und Korrigieren von Berechnungen der Leistung mit den Korrekturfaktoren.
  15. Ein Computersystem, das folgende Merkmale aufweist: eine Batterie, die eine Kraftstoffanzeige umfasst, die Leistung berechnet, die geliefert wird, um die Batterie zu laden; und einen Computer, der mit der Batterie verbunden ist und eine Steuerung umfasst, die Informationen über die Leistung von der Kraftstoffanzeige empfängt, wobei die Steuerung die Informationen und Korrekturfaktoren verwendet, um Leistung zu berechnen, die durch den Computer aufgenommen wird.
  16. Das Computersystem gemäß Anspruch 15, das ferner folgende Merkmale aufweist: einen Stromerfassungswiderstand, der Strom von einem Adapter erfasst; eine Pegelverschiebungs- und Verstärkerschaltung, die eine Spannung entwickelt, die von dem Strom erfasst wird, wobei Ablesungen des Stroms und der Spannung an die Steuerung geliefert werden, um Leistung zu berechnen, die durch den Computer aufgenommen wird.
  17. Das Computersystem gemäß Anspruch 15, bei dem die Korrekturfaktoren eine Verstärkung eines Verstärkers mit fester Verstärkung und einen Versatz des Verstärkers mit fester Verstärkung umfassen.
  18. Das Computersystem gemäß Anspruch 15, das ferner folgende Merkmale aufweist: einen Stromerfassungswiderstand, der Strom in einen Spannungsabfall umwandelt, der es ermöglicht, dass Strom durch den Stromerfassungswiderstand gemessen wird und an die Steuerung geliefert wird; einen Spannungsteiler, der eine Ausgangsspannung erzeugt, die ein Bruchteil einer Eingangsspannung ist und an die Steuerung geliefert wird; eine Leistungsüberwachungseinrichtung, die der Steuerung ein Leistungssignal liefert, das Leistung anzeigt, die durch den Computer aufgenommen wird, während der Computer in einem eingeschalteten Zustand ist.
  19. Das Computersystem gemäß Anspruch 15, bei dem die Steuerung Amplitudenablesungen von einem Stromerfassungswiderstand mit Stromschätzungen von der Kraftstoffanzeige vergleicht, um die Korrekturfaktoren als Fehler bei der Verstärkerverstärkung und Fehler bei dem Verstärkerversatz zu berechnen.
  20. Das Computersystem gemäß Anspruch 15, bei dem die Kraftstoffanzeige die Leistung berechnet, die geliefert wird, um die Batterie zu laden, während der Computer in einem ausgeschalteten Zustand ist, so dass beinahe alle Energie, die von einem Adapter gezogen wird, verwendet wird, um die Batterie zu laden.
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