JP2006139786A - 電力管理システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
電子装置を異なるタイプ又はレベルの電源アダプタに自動的に適応させる。
【解決手段】
電源アダプタ（１４）に結合可能な電子装置（１２）を備え、前記電子装置（１２）が前記電源アダプタ（１４）に関連する識別子を介して前記電源アダプタ（１４）の電力定格を決定し、該決定された電力定格に基づいて前記電子装置（１２）の少なくとも１つの電力消費活動を調整することができる電力管理システム（１０）を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力管理システム及び方法に関し、特に、電子装置が電源アダプタの電力定格を自動的に識別及び／又は決定する電力管理システム及び方法に関する。

ポータブル電子装置は、一般に、交流（ＡＣ）外部ライン電圧又は電源を、低い直流（ＤＣ）電圧に変換する電源アダプタに接続するように構成されている。アダプタは、内部電池電源の代わりに外部電源を介して、且つ／又はポータブル電子装置の充電式内部電池の充電によって電子装置の動作を容易にするために使用される。しかし、電源アダプタは、一般に、かさばり、重く、運んで貯蔵するのが厄介である。さらに、異なる電子装置は、一般に、異なる電力能力及び／又は消費要求を有する異なるプロセッサを備えるため、不十分な電力能力を有する電子装置へアダプタを接続すると、一般に、アダプタが、「急激に低下する」又は「つぶれる」（collapse）ことになり、あるいは、故障して、次に、電子装置が「クラッシュ」することになる。

したがって、電子装置が異なるタイプ又はレベルの電源アダプタに自動的に適応できることが望ましい。

本発明の一実施形態によれば、電力管理システムは、電源アダプタに結合可能な電子装置を備える。電子装置は、電源アダプタに関連する識別子を介して電源アダプタの電力定格を決定し、決定された電力定格に基づいて電子装置の少なくとも１つの電力消費活動を調整するようになっている。

本発明の別の実施形態によれば、電力管理方法は、電源アダプタに関連する識別子を介して電源アダプタの電力定格を決定する。この方法はまた、電力定格に基づいて、電子装置の少なくとも１つの電力消費活動を調整することを含む。

本発明及び本発明の利点をより完全に理解するために、添付の図面と共に、以下に詳細に説明する。

本発明の好ましい実施形態及び本発明の利点は、図面の図１〜３を参照することによって最もよく理解され、同じ符号は、種々の図面の同じ部品及び対応する部品について使用される。

図１は、本発明の電力管理システム及び方法の実施形態を組み込むことができる電子システム８の実施形態を示す図であり、図２は、本発明による電力管理システム１０の実施形態を示す図である。図１に示す実施形態では、電子システム８は、電源アダプタ１４を介して外部電源（たとえば、１１０又は２２０交流（ＡＣ）コンセント）に結合された電子装置１２を備える。図１に示す実施形態では、電子装置１２は、ラップトップ又はノートブックコンピュータ１３を含む。しかし、電子装置１２は、限定はしないが、電話、電子ゲーム装置、ポータブル個人情報端末（ＰＤＡ）、及びスキャナ等他のタイプの装置を備えてもよいことが理解されるべきである。

図２に示す実施形態では、電子装置１２は、電源アダプタ１４を電子装置１２に結合する直流（ＤＣ）入力コネクタ２０を備える。図２に示す実施形態では、電子装置１２は、電力管理回路２２を備える。コネクタ２０及び／又は電力管理回路２２は、電子装置１２内のマザーボード又は他の場所に配設されてもよい。図２に示す実施形態では、電力管理回路２２は、電池充電コントローラ回路２４と、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２８及びデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器３０を有するコントローラ２６と、電圧デバイダ３２と、基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）３４とを備える。コントローラ２６、Ａ／Ｄ変換器２８、Ｄ／Ａ変換器３０、及びＢＩＯＳ３４は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせを備えてもよい。

図２に示す実施形態では、コネクタ２０は、５つの入力ピン又は要素２０ａ〜２０ｅを備える。しかし、コネクタ２０は、より多いか又は少ない入力要素を備えてもよいことが理解されるべきである。図２に示す実施形態では、入力要素２０ａ及び２０ｅは接地され、入力要素２０ｃは電圧デバイダ３２に結合され、電圧デバイダ３２は、次に、コントローラ２６のＡ／Ｄ変換器２８に結合され、入力要素２０ｂ及び２０ｄは、電池充電コントローラ回路２４及びコントローラ２６のＡ／Ｄ変換器２８に結合される。図２に示すように、電源アダプタ１４は、コネクタ要素２０ｂ、２０ｃ、及び２０ｄを介して電子装置１２に結合される。図２に示す実施形態では、電源アダプタ１４は、電源アダプタ１４の電力定格を決定する、且つ／又はその他の方法で示す識別子を電子装置１２に提供する識別子回路４０を備える。たとえば、図２に示す実施形態では、識別子回路４０は、コネクタ２０のコネクタ要素２０ｃを介してツェナーダイオード電圧レベル信号を電子装置１２に提供するために、抵抗器４４に結合したツェナーダイオード４２を備える。図２に示す実施形態では、電源アダプタ１４は、静電電荷消散（ＥＳＤ）保護回路４８を有するとして示される。しかし、電源アダプタ１４は、他の、且つ／又は付加的な回路要素を備えてもよいことが理解されるべきである。電子装置１２を動作させる電源アダプタ１４からの電力は、入力要素２０ｂ及び２０ｄを介して電子装置１２に供給される。

動作時、コントローラ２６は、電源アダプタ１４に関連する識別子に基づいて電源アダプタ１４の電力定格を自動的に決定する。図２に示す実施形態では、こうした識別子は、識別子回路４０を介して電源アダプタ１４によって供給されるツェナーダイオード電圧レベルの形態である。たとえば、ツェナーダイオード電圧レベルは、コネクタ要素２０ｃを介してコネクタ２０に入力され、電圧デバイダ３２を介してコントローラ２６のＡ／Ｄ変換器２８によって入力として受け取られる。動作時、電圧デバイダ３２は、コントローラ２６の特定の特性及び／又は要件に対処するために、ツェナーダイオード電圧レベルを下がったレベルに減少させる、且つ／又は、その他の方法で下方にスケーリングする。しかし、本発明の一部の実施形態では、電圧デバイダ３２は省略されてもよいことが理解されるべきである。そのため、動作時、コントローラ２６は、関係情報（たとえば、関係データベース及び／又は他のメモリ構造の形態の）にアクセスし、ツェナーダイオード電圧レベル又はその一部及び／又はそのスケーリングされた値を、関係情報と比較して、電源アダプタ１４の電力定格を導出する、且つ／又は、その他の方法で決定する。たとえば、以下の表１は、供給されたツェナーダイオード電圧信号レベルに基づいて電源アダプタ１４の電力定格を決定するのに使用できる関係情報の実施形態を示す。

ここで、「アダプタ電力定格」欄の情報は、特定の電源アダプタ１４の電力定格を指し、「ツェナー」欄の情報は、電源アダプタ１４の対応する電力定格についての、特定の電源アダプタ１４の回路４０内のツェナーダイオードに関連する特定のサイズ及び／又は電圧レベルを表し、残りの欄は、それぞれの特定のツェナーダイオード電圧出力に関連する値の範囲を示す。そのため、動作時、たとえば、７〜７．９ボルトの範囲内の、コネクタ要素２０ｃに関連する電圧レベルの読みは、１３５ワット電力定格を有する電源アダプタ１４が電子装置１２に結合していることを示す。

図２に示す実施形態では、電子装置１２を動作させる電力は、入力要素２０ａ及び２０ｄを介して電源アダプタ１４によって提供される。図２に示す実施形態では、電源アダプタ１４からの動作電力はまた、コントローラ２６のＡ／Ｄ変換器２８及び電池充電コントローラ回路２４に供給される。たとえば、図２に示す実施形態では、電池充電コントローラ回路２４は比較器５０及び５２を備える。比較器５０は、電源アダプタ１４からの電流レベル及び／又は電子装置１２による電源アダプタ１４からの電力取り出し量を決定するために、抵抗器５４の両側に結合する。比較器５０の出力は、コントローラ２６のＡ／Ｄ変換器２８に、また、比較器５２の入力として結合される。

動作時、コントローラ２６は、電源アダプタ１４から取り出される電力を、電源アダプタ１４の電力定格と比較する（たとえば、電源アダプタ１４によって提供される、且つ／又は、電源アダプタ１４からその他の方法で受け取られる識別子に基づいて）。たとえば、図２に示す実施形態では、電源アダプタ１４の回路４０から受け取られた信号（たとえば、ツェナーダイオード電圧レベル）に基づいて、コントローラ２６は、電源アダプタ１４の電力定格を導出し、決定し、且つ／又は、その他の方法で識別する。電源アダプタ１４の電力定格を基準とする、電源アダプタ１４から取り出される電力レベルに基づいて、コントローラ２６は、限定はしないが、プロセッサのクロック周波数の増加又は減少、再充電のために内部電池に供給される電流の増加、減少、又は遮断、表示要素（たとえば、液晶ディスプレイ）の輝度の調整、画像又はアイコンの表示の隠蔽及び／又はその他の方法での中断、アプリケーションの実行又は処理の中断又は割り込み、又は、アプリケーション又は要素の動作モード又は状態の変更（たとえば、中断すなわちスリープモードへの）等の、電子装置１２の少なくとも１つの電力消費活動（たとえば、電力消費プロセス、状態、又はアプリケーション）を、自動的に調整し、制御し、制限し、且つ／又は、その他の方法で抑制する。

図２に示す実施形態では、コントローラ２６は、ＢＩＯＳ３４に結合され、ＢＩＯＳ３４と通信する、且つ／又はその他の方法でＢＩＯＳ３４に、電子装置１２の電力消費活動を変更させる。本発明の一部の実施形態では、１つのこうした電力消費活動は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）６２のクロック周波数である。そのため、動作時、電源アダプタ１４から取り出される電力が、電源アダプタ１４の電力定格に対して変化するため、コントローラ２６は、ＢＩＯＳ３４と通信して、ＢＩＯＳ３４にＣＰＵ６２のクロック周波数を調整させる（たとえば、増加させる、且つ／又は、減少させる）。たとえば、電源アダプタ１４から取り出される電力が、一部の実施形態では、所定の閾値を超えて上昇するか、又は別法として、他の実施形態では、アダプタ１４によって提供される所定の電力範囲内にある場合、本例では、コントローラ２６は、ＢＩＯＳ３４と通信して、ＣＰＵ６２のクロック周波数を減少させる。逆に、電源アダプタ１４から取り出される電力が、一部の実施形態では、所定の閾値を下回って低下するか、又は別法として、他の実施形態では、アダプタ１４によって提供される所定の電力範囲内にある場合、コントローラ２６は、ＢＩＯＳ３４と通信して、ＣＰＵ６２のクロック周波数を増加させる。電源アダプタ１４から取り出される電力が、電子装置１２が実施する電力消費活動の数及び程度に応じて変動するため、取り出される電力量が上昇及び低下することになる。そのため、コントローラ２６は、取り出される電力量を監視し、それに応じて、少なくとも１つの電力消費活動を調整する。図２に示す実施形態では、ＣＰＵ６２は、例示の目的としてのみ可変抵抗器として示される。ＣＰＵ６２がその他の方法で表されてもよいことが理解されるべきである。

図２に示す実施形態では、コントローラ２６はまた、Ｄ／Ａ変換器３０を介して、電源アダプタ１４の電力定格に関連する情報を比較器５２に出力する。比較器５２は、比較器５０からの入力としての電源アダプタ１４から取り出される電力を、電源アダプタ１４の電力定格に関する、コントローラ２６によって提供される情報と比較して、電子装置１２の再充電可能な内部電池６０に供給される電流レベルを決定し、再充電のために、電池６０に提供される電流レベルを調整する、且つ／又は、その他の方法で制御する。たとえば、動作時、電源アダプタ１４から取り出される電力が、一部の実施形態では、所定の閾値を超えて上昇するか、又は別法として、電源アダプタ１４の電力定格に対する所定の電力範囲内にある場合、電池６０の再充電のために電池６０に提供される電流レベルが、減少する、且つ／又は、中断する。さらに、電子装置１２の２つ以上の電力消費活動が本発明に従って制限されてもよい（たとえば、ＣＰＵ６２のプロセッサ速度を再充電のめに電池６０に提供される電流レベルによって分配する、且つ／又は他の方法で均衡させる）ことが理解されるべきである。

そのため、動作時、コントローラ２６は、電源アダプタ１４によって提供される識別子を介して電源アダプタ１４の電力定格を決定し、電子装置１２の種々の電力消費活動を調整し、制限し、且つ／又は、その他の方法で抑制し、それによって、電源アダプタ１４の電力定格に基づいて電子装置１２の電力消費を調整する。たとえば、上述の実施形態では、アダプタ１４の回路４０によって供給されるツェナーダイオード電圧レベルの形態である。しかし、識別子は、その他の方法（たとえば、電流レベル、デジタル信号、又はその他）で提供されてもよい。さらに、図２に示す実施形態では、ＣＰＵ６２を制限する、且つ／又は、抑制することは、ＢＩＯＳ３４を介して実施される。しかし、ＣＰＵ６２のクロック周波数及び／又は電子装置１２の任意の他の電力消費活動を制限する、且つ／又は、抑制することは、その他の方法で実施されてもよいことが理解されるべきである。

本発明の一部の実施形態では、システム１０は、電源アダプタ１４の電力定格の変化に対処する、且つ／又はその他の方法で応じるように動的に構成される。たとえば、本発明の一部の実施形態では、電源アダプタ１４の電力定格を示す電源アダプタ１４の識別子の信号の値及び／又はレベルは、電源アダプタ１４の変化及び／又は条件（たとえば、オーバヘッド、及び／又は、電源アダプタ１４から利用可能な、且つ／又は、電源アダプタ１４によってその他の方法で提供される電力に影響を与える電源アダプタ１４に一般に関連する他の条件）に基づいて動的である。そのため、動作時、識別子の変化に応答して、コントローラ２６は、識別子の変化を検出し、電源アダプタ１４から利用可能な電力の変化に基づいて電子装置１２の電力消費活動を自動的に調整する。本発明の一部の実施形態では、電源アダプタ１４の電力定格を示す、且つ／又は、電力定格にその他の方法で関連する識別子は、連続的に、又は定期的に提供され、且つ／又は、監視される。しかし、本発明の他の実施形態では、電源アダプタ１４の電力定格を示す、且つ／又は、電力定格にその他の方法で関連する識別子は、１回（たとえば、電源アダプタ１４の電子装置１２との初期係合によって）、提供され、且つ／又は、監視される。

図３は、本発明による電力管理方法１００の実施形態を示すフロー図である。この方法は、ブロック１０２から始まり、コントローラ２６は、電源アダプタ１４の電子装置１２への結合を検出する。電源アダプタ１４の電子装置１２への結合の検出は、ハードウェア、ソフトウェア、及び／又はその他の方法によって実施され、且つ／又は、その他の方法（たとえば、コネクタ要素２０のうちの１つを介する電圧及び／又は電流入力信号レベルの検出）で決定されてもよい。しかし、電源アダプタ１４の電子装置１２への結合の検出は、その他の方法で決定されてもよいことが理解されるべきである。

ブロック１０４において、コントローラ２６は、電源アダプタ１４の電力定格を示す、且つ／又は、電力定格にその他の方法で関連する、電源アダプタ１４からの識別子があるかを自動的にチェックし、且つ／又は、識別子を受け取る。たとえば、上述したように、ツェナーダイオード電圧レベル且つ／又はその一部又はそのスケーリングされた値を、コントローラ２６が使用して、電源アダプタ１４の電力定格を決定し、且つ／又はその他の方法で導出する。ブロック１０６において、コントローラ２６は、受け取った識別子を介して電源アダプタ１４の電力定格を決定する。ブロック１０８において、コントローラ２６は、電子装置１２によって電源アダプタ１４から取り出される電力負荷を決定する。

決定ブロック１１０において、電源アダプタ１４から取り出される電力負荷が、電源アダプタ１４の電力定格に対して所定の範囲内にあるかどうかの判定が行われる。電源アダプタ１４から取り出される電力負荷が、電源アダプタ１４の電力定格に対して所定の範囲内にない場合、方法はブロック１１２に進み、ブロック１１２においてコントローラ２６は、電源アダプタ１４の電力定格に対して負荷を監視し続ける。電源アダプタ１４から取り出される電力負荷が、電源アダプタ１４の電力定格に対して所定の範囲内にある場合、方法はブロック１１４に進み、ブロック１１４において、コントローラ２６、電池充電コントローラ回路２４、及び／又は、電子装置の別の回路又はシステムは、電子装置１２の電力消費活動を調整する、抑制する、且つ／又は、その他の方法で、電子装置１２の電力消費活動が調整されるか、又は、抑制されるようする。たとえば、上述したように、電池充電コントローラ回路２４は、再充電のために電池６０に供給される電流レベルを制限する、且つ／又は、その他の方法で抑制し、且つ／又は、コントローラ２６は、ＣＰＵ６２のクロック周波数を制限し、且つ／又は、その他の方法で抑制する。方法はブロック１１２に続き、コントローラ２６は、電源アダプタ１４の電力定格に対して負荷を監視し続ける。

したがって、本発明の実施形態は、電子装置１２による、電源アダプタ１４の電力定格の自動的な識別及び／又は決定を可能にし、電源アダプタ１４から利用可能な電力定格内での、電子装置１２の種々の動作パラメータの制御を容易にする。そのため、動作時、電子装置１２は、異なるタイプ又はレベルの電源アダプタ１４に自動的に適応するように構成される。図３に述べた本発明の方法の実施形態では、一定の機能は省略され、組み合わされ、又は、図３で示す方法と異なるシーケンスで達成されてもよいことが理解されるべきである。同様に、図３に示す方法は、本明細書の別の箇所で述べる他の特徴又は態様の任意のものを包含するように変更されてもよいことが理解されるべきである。

本発明による電力管理システムの実施形態を組み込むことができるポータブルコンピュータシステムを示す図である。 本発明による電力管理システムの実施形態を示す図である。 本発明による電力管理方法の実施形態を示すフローチャートである。

Claims (10)

1. 電源アダプタに結合可能な電子装置を備え、前記電子装置が前記電源アダプタに関連する識別子を介して前記電源アダプタの電力定格を決定し、該決定された電力定格に基づいて前記電子装置の少なくとも１つの電力消費活動を調整するようになっている電力管理システム。
2. 前記電子装置が、前記決定された電力定格に基づいて前記電子装置のプロセッサのクロック周波数を調整するようになっている請求項１に記載の電力管理システム。
3. 前記電子装置が、前記決定された電力定格に基づいて前記電子装置の電池の充電を調整するようになっている請求項１に記載の電力管理システム。
4. 前記電子装置が、前記電源アダプタからの前記電子装置の電力取り出し量(draw)と、前記電源アダプタの前記電力定格とを比較するようになっている請求項１に記載の電力管理システム。
5. 前記電子装置が、前記電源アダプタからの前記電子装置の電力取り出し量が前記電力定格の所定の範囲内である場合に、前記電子装置の少なくとも１つの電力消費活動を調整するようになっている請求項１に記載の電力管理システム。
6. 前記電子装置が、前記電源アダプタの前記電力定格に対する変化を示す前記識別子の変化を検出するようになっている請求項１に記載の電力管理システム。
7. 前記電源アダプタに関連する識別子を介して電源アダプタの電力定格を決定するステップと、
   前記電力定格に基づいて前記電子装置の少なくとも１つの電力消費活動を調整するステップと
   を含む電力管理方法。
8. 前記電源アダプタの前記電力定格に対する変化を示す前記識別子の変化を検出するステップをさらに含む請求項７に記載の電力管理方法。
9. 前記調整するステップが、前記電源アダプタに関する電力取り出し量が前記電力定格の所定の範囲内にあるときに、前記電子装置の少なくとも１つの電力消費活動を調整するステップを含む請求項７に記載の電力管理方法。
10. 前記調整するステップが、前記電子装置のプロセッサのクロック周波数を抑制する(throttling)ステップを含む請求項７に記載の電力管理方法。
    

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