JP5288446B2 - Electronic device system and power control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は電子機器システムおよびその電力制御方法に係わり、特にAC入力をDC出力に変換するACアダプタと、該ACアダプタから出力されるDC出力が供給される電子機器とを有する電子機器システムおよびその電力制御方法に関する。   The present invention relates to an electronic device system and a power control method therefor, and in particular, an electronic device system including an AC adapter that converts an AC input into a DC output, and an electronic device that is supplied with a DC output output from the AC adapter, and the same The present invention relates to a power control method.

ノートPCに使用されるACアダプタにおいて、ACアダプタの定格電力まで使用するとモールドの表面温度が高温になるという問題があった。ACアダプタの表面温度は、各社とも低温火傷等を考慮して、安全規格の温度基準よりも厳しい条件を設けていることが多い。ACアダプタを決定する際には、装置の最大電力と最大使用温度条件を考慮する必要がある為、最大電力と最高温度時にACアダプタの表面温度を低く抑えることは非常に難しくなっている。   In the AC adapter used for the notebook PC, there is a problem that the surface temperature of the mold becomes high when used up to the rated power of the AC adapter. The surface temperature of the AC adapter is often stricter than the temperature standard of the safety standard in consideration of low-temperature burns and the like in each company. When determining the AC adapter, it is necessary to consider the maximum power of the apparatus and the maximum operating temperature condition. Therefore, it is very difficult to keep the surface temperature of the AC adapter low at the maximum power and the maximum temperature.

この問題を回避する為、ACアダプタは表面温度基準を満足できる大きな電力のアダプタを採用することが一般的である。しかし、ユーザが通常ノートPCを使用する条件はメーカが設計する最大電力よりも大幅に低い場合が多く、使用温度も25℃前後の場合が殆どである。アダプタが高温になるケースは少ない為、過剰スペックのアダプタとなっている場合が多い。   In order to avoid this problem, the AC adapter generally employs an adapter with a large power that can satisfy the surface temperature standard. However, the conditions under which a user normally uses a notebook PC are often much lower than the maximum power designed by the manufacturer, and the operating temperature is almost around 25 ° C. Since there are few cases where the adapter becomes hot, it is often an over-spec adapter.

本願に関連する技術としては、以下の特許文献1から4に開示される技術がある。   As technologies related to the present application, there are technologies disclosed in Patent Documents 1 to 4 below.

特許文献1では、電源部の温度検出に関して記載があるが、情報処理機器内部に実装される2次側の電源回路が対象となっており、情報処理機器に外部から電源供給するACアダプタに関しては記載がない。   In Patent Document 1, there is a description regarding temperature detection of a power supply unit. However, a secondary-side power circuit mounted inside an information processing device is a target, and an AC adapter that supplies power to the information processing device from the outside is an object. There is no description.

特許文献2では、パーソナルコンピュータからUSB機器に対して供給される電源電圧の有無を検出して、USB機器の各部に対して供給する電力を制御するUSB機器の記載がある。   Patent Document 2 describes a USB device that detects the presence or absence of a power supply voltage supplied from a personal computer to a USB device and controls the power supplied to each unit of the USB device.

特許文献3では、周辺温度をサーミスタで検出し、温度が上昇したときにDC/DCコンバータの出力電圧を高くし、接続されるPDPの放熱フィンの回転数を上げることの記載がある。   Patent Document 3 describes that a thermistor detects the ambient temperature, and when the temperature rises, increases the output voltage of the DC / DC converter and increases the rotational speed of the radiating fin of the connected PDP.

特許文献4では、AC電源が110VACであるか、220VACであるかを検出し、利用可能な電力量を判断して最高性能レベルで動作させるプリンタの記載がある。
特開平6−161587号公報 特開平11−305880号公報 特開平11−041919号公報 特開2001−088402号公報
Patent Document 4 describes a printer that detects whether the AC power supply is 110 VAC or 220 VAC, determines the amount of available power, and operates at the highest performance level.
Japanese Patent Laid-Open No. 6-161587 Japanese Patent Laid-Open No. 11-305880 Japanese Patent Laid-Open No. 11-041919 JP 2001-088402 A

上記の様に通常はあまり使用しない条件を満たす為、電力が大きく、サイズも大型のACアダプタを採用しなければならない。   As described above, in order to satisfy the conditions that are not normally used, an AC adapter having a large power and a large size must be employed.

本発明の電子機器システムは、AC入力をDC出力に変換するACアダプタと、該ACアダプタから出力されるDC出力が供給される電子機器とを有する電子機器システムにおいて、
前記ACアダプタは、前記ACアダプタの温度を検出する温度検出素子と、該温度検出素子の出力変動に基づいて前記ACアダプタのDC出力を変動させる第1の制御部とを有し、
前記電子機器は、前記ACアダプタのDC出力電圧値の変動を検出する検出部と、検出された出力電圧値の変動に基づいて電力制御を行う第2の制御部とを有する電子機器システムである。
An electronic device system according to the present invention includes an AC adapter that converts an AC input into a DC output, and an electronic device that is supplied with a DC output that is output from the AC adapter.
The AC adapter includes a temperature detection element that detects the temperature of the AC adapter, and a first control unit that varies the DC output of the AC adapter based on output fluctuation of the temperature detection element,
The electronic device is an electronic device system including a detection unit that detects a change in the DC output voltage value of the AC adapter, and a second control unit that performs power control based on the detected change in the output voltage value. .

本発明の電力制御方法は、AC入力をDC出力に変換するACアダプタと、該ACアダプタから出力されるDC出力が供給される電子機器とを有する電子機器システムの電力制御方法において、
前記ACアダプタは、前記ACアダプタの温度を温度検出素子により検出し、該温度検出素子の出力変動に基づいて前記ACアダプタのDC出力を変動させ、
前記電子機器は、前記ACアダプタのDC出力電圧値の変動を検出し、検出された出力電圧値の変動に基づいて電力制御を行う電力制御方法である。
The power control method of the present invention is a power control method for an electronic device system including an AC adapter that converts an AC input into a DC output, and an electronic device that is supplied with the DC output output from the AC adapter.
The AC adapter detects the temperature of the AC adapter with a temperature detection element, and varies the DC output of the AC adapter based on the output fluctuation of the temperature detection element,
The electronic device is a power control method for detecting a change in the DC output voltage value of the AC adapter and performing power control based on the detected change in the output voltage value.

本発明においては、以下に記載するような効果を奏する。
第1の効果は、ACアダプタは電力の小さいものを選定できることである。その理由は、最も厳しい条件で使用した場合においても、装置側で電力を低減する制御を行う為である。
The present invention has the following effects.
The first effect is that an AC adapter having a small power can be selected. The reason for this is to perform control for reducing power on the apparatus side even when used under the strictest conditions.

第2の効果は、ACアダプタが高温になることを回避できることである。その理由は、ACアダプタで温度検出を行い、高温になる前に装置側で電力を低減する為である。   The second effect is that the AC adapter can be prevented from becoming hot. The reason is that the temperature is detected by the AC adapter, and the power is reduced on the device side before the temperature becomes high.

第3の効果は、ACアダプタのケーブルやプラグに汎用品が使用できることである。その理由は、電圧を変更することで装置側に高温を通知する為、特別な検出信号を設けなくてよい為である。   The third effect is that a general-purpose product can be used for the cable and plug of the AC adapter. The reason is that it is not necessary to provide a special detection signal in order to notify the apparatus side of the high temperature by changing the voltage.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1を参照すると、本発明の一実施形態としてのACアダプタの回路図が示されている。図1は、他励方式のフライバックコンバータの一例を示す回路図である。   Referring to FIG. 1, a circuit diagram of an AC adapter according to an embodiment of the present invention is shown. FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a separately excited flyback converter.

ACアダプタ21は交流電源1に接続され、交流電源1は整流部2と平滑コンデンサ3により直流電圧に平滑される。この直流電圧はトランス4により降圧され、整流ダイオード5と平滑コンデンサ6により整流される。また、出力電圧はフォトカプラ11を通して1次側の制御回路10に伝達され、制御回路10はFET7のスイッチングを制御することで安定した直流出力を得ることが可能となる。制御回路10はサーミスタの出力変動に基づいてACアダプタのDC出力を変動させる第1の制御部となる。   The AC adapter 21 is connected to the AC power source 1, and the AC power source 1 is smoothed to a DC voltage by the rectifying unit 2 and the smoothing capacitor 3. This DC voltage is stepped down by the transformer 4 and rectified by the rectifier diode 5 and the smoothing capacitor 6. Further, the output voltage is transmitted to the primary-side control circuit 10 through the photocoupler 11, and the control circuit 10 can obtain a stable DC output by controlling the switching of the FET 7. The control circuit 10 serves as a first control unit that varies the DC output of the AC adapter based on the output variation of the thermistor.

また、アダプタ内部に、温度検出素子となるサーミスタ8、16を2箇所実装している。サーミスタ8は内部部品の高温破壊の保護の為にFET7等の放熱板9に取り付け、FET7が高温になるとACアダプタの出力を遮断する。サーミスタ16はモールド部18にサーミスタ16を取り付けてモールドの温度を検出する。   Further, two thermistors 8 and 16 serving as temperature detecting elements are mounted inside the adapter. The thermistor 8 is attached to a heat sink 9 such as an FET 7 in order to protect the internal components from high temperature destruction, and shuts off the output of the AC adapter when the FET 7 becomes hot. The thermistor 16 attaches the thermistor 16 to the mold part 18 and detects the temperature of the mold.

次に図2を参照すると、ノートPC側のブロック図が示されている。ここで示すノートPCは、充電回路23と電源管理用マイコン26、DC/DCコンバータ25等により電源部が構成されている。   Next, referring to FIG. 2, a block diagram on the notebook PC side is shown. In the notebook PC shown here, a power supply unit is configured by the charging circuit 23, the power management microcomputer 26, the DC / DC converter 25, and the like.

充電回路23はACアダプタ21からの電源入力をバッテリ充電と装置負荷の供給に電力を振り分ける。DC/DCコンバータ25は充電回路23からの電源供給によりCPU27やCPU制御部28、LCDパネル、AMP回路等に必要な電圧に変換して電源を供給する。電源管理用マイコン26は充電回路23やバッテリ22等とSMBusバスにより通信を行い充放電の制御を行う。CPU制御部28はLPCバスやFSBバス等により、CPU27や電源管理用マイコン26と通信を行い、オペレーティングシステムでの電源情報管理や本実施形態の特徴でもある電力制御を行う。また、BIOS用ROM29にはオペレーティングシステムの設定情報等が記憶されている。   The charging circuit 23 distributes the electric power input from the AC adapter 21 to battery charging and supply of device load. The DC / DC converter 25 converts the voltage required for the CPU 27, CPU control unit 28, LCD panel, AMP circuit and the like by the power supply from the charging circuit 23 and supplies the power. The power management microcomputer 26 communicates with the charging circuit 23, the battery 22, and the like via the SMBus bus to control charging / discharging. The CPU control unit 28 communicates with the CPU 27 and the power management microcomputer 26 through an LPC bus, an FSB bus, or the like, and performs power information management in the operating system and power control that is also a feature of this embodiment. The BIOS ROM 29 stores operating system setting information and the like.

次に、上記実施形態のACアダプタの動作について説明をする。   Next, the operation of the AC adapter of the above embodiment will be described.

図1において、ACアダプタのモールド温度を検出するサーミスタ16は、モールド18の温度が上昇するとサーミスタ16の抵抗値が下がり、温度が低い時は抵抗値が高くなる特性がある。サーミスタ16は抵抗17と分圧され、コンパレータ14に入力される。サーミスタ16と抵抗17の分圧された電圧値は、コンパレータ14に入力され、ツェナーダイオード15との比較検出を行う。   In FIG. 1, the thermistor 16 for detecting the mold temperature of the AC adapter has a characteristic that the resistance value of the thermistor 16 decreases when the temperature of the mold 18 increases, and the resistance value increases when the temperature is low. The thermistor 16 is divided by the resistor 17 and input to the comparator 14. The divided voltage value of the thermistor 16 and the resistor 17 is input to the comparator 14 to perform comparison detection with the Zener diode 15.

モールド18が高温になり、サーミスタ16が一定の閾値を超えた時点でコンパレータ14の出力により、トランジスタ13をオンさせる。トランジスタ13のオンにより、シャントレギュレータ12に接続されている抵抗の分圧比が変わる為、シャントレギュレータ12の入力電圧が大きくなり、シャントレギュレータ12の出力も大きくなる。シャントレギュレータ12の出力が大きくなる為、フォトカプラ11の電流が減少し、フォトカプラ11が接続されている制御回路9にフィードバックされる。制御回路9はフォトカプラ11からのフィードバック情報をもとにFET7を制御して電圧値を通常よりも下げる制御を行う。   When the mold 18 becomes high temperature and the thermistor 16 exceeds a certain threshold, the transistor 13 is turned on by the output of the comparator 14. Since the voltage dividing ratio of the resistor connected to the shunt regulator 12 is changed by turning on the transistor 13, the input voltage of the shunt regulator 12 is increased and the output of the shunt regulator 12 is also increased. Since the output of the shunt regulator 12 increases, the current of the photocoupler 11 decreases and is fed back to the control circuit 9 to which the photocoupler 11 is connected. The control circuit 9 controls the FET 7 on the basis of feedback information from the photocoupler 11 and performs control to lower the voltage value than usual.

図2において、ACアダプタ21の入力電圧は、ノートPC側の電圧検出回路24で検出し、電源管理用マイコン26に入力される。電源管理用マイコン26にA/Dポートがある場合は、電源管理用マイコン26で直接温度検出を行うことも可能である。CPU制御部28では電源管理用マイコン26からの出力によりACアダプタ21が高温状態にあることを検出すると、CPU27の動作クロックの低下、充電回路23からバッテリ22への充電電流の低下の電力低下を制御する。なお、検出部は電圧検出回路24(上記のように電源管理用マイコン26が該当する場合もある。)が、第2の制御部はCPU制御部28が対応する。また、BIOS用ROM29には初期設定情報が記憶されているが、BIOSの設定変更により、ユーザはメーカが保障する最大条件で装置を動作させる為、本実施形態による電力制御を無効にすることも可能である。電力制御を無効にする場合はユーザ自身が設定変更を行う為、設定変更時にACアダプタのモールド部の温度上昇に対する警告メッセージ等を発生させることが可能であり、電力制御を行わない場合でもユーザに注意を促すことが可能であることである。   In FIG. 2, the input voltage of the AC adapter 21 is detected by the voltage detection circuit 24 on the notebook PC side and input to the power management microcomputer 26. When the power management microcomputer 26 has an A / D port, the power management microcomputer 26 can directly detect the temperature. When the CPU controller 28 detects that the AC adapter 21 is in a high temperature state based on the output from the power management microcomputer 26, the CPU control unit 28 reduces the operation clock of the CPU 27 and the power reduction of the charging current from the charging circuit 23 to the battery 22. Control. The detection unit corresponds to the voltage detection circuit 24 (the power management microcomputer 26 may correspond as described above), and the second control unit corresponds to the CPU control unit 28. Further, the BIOS ROM 29 stores initial setting information. However, by changing the BIOS setting, the user can disable the power control according to the present embodiment in order to operate the apparatus under the maximum conditions guaranteed by the manufacturer. Is possible. When the power control is disabled, the user changes the setting. Therefore, a warning message for the temperature rise of the mold part of the AC adapter can be generated when the setting is changed, and the user can be notified even when the power control is not performed. It is possible to call attention.

図3はACアダプタの電圧範囲の一例を示す図である。ACアダプタ21は通常温度の場合は定格電圧19Vで変動範囲18〜20Vとして動作する。サーミスタ16が高温を検出するとACアダプタ21は定格電圧17Vとして変動範囲16〜19Vに切り替えて動作する。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a voltage range of the AC adapter. The AC adapter 21 operates at a rated voltage of 19V and a fluctuation range of 18 to 20V at a normal temperature. When the thermistor 16 detects a high temperature, the AC adapter 21 operates with a rated voltage of 17V and a switching range of 16 to 19V.

本実施形態では、温度検出にサーミスタを使用するが、情報処理機器側で直接サーミスタの信号を検出する必要がない為、ACアダプタと情報処理機器の間は、サーミスタの信号を追加することなく従来のケーブルやプラグがそのまま使用可能である。   In this embodiment, a thermistor is used for temperature detection. However, since there is no need to directly detect the thermistor signal on the information processing device side, there is no need to add a thermistor signal between the AC adapter and the information processing device. Cables and plugs can be used as they are.

本発明の他の実施形態として、その基本構成は上記の通りであるが電力低下の制御の応用例に関して説明する。図4を参照すると、本実施形態では、CPU27の動作クロック低下や充電回路23からバッテリ22への充電電流低下の他に、LCDパネル30の輝度低下制御、AMP回路31のボリューム低下制御を行っている。図5はACアダプタの電圧範囲の一例を示す図である。図3と同様に、ACアダプタ21は通常温度の場合は定格電圧19Vで変動範囲18〜20Vとして動作する。サーミスタ16が高温を検出するとACアダプタ21は定格電圧17Vとして変動範囲16〜19Vに切り替えて動作する。   As another embodiment of the present invention, the basic configuration is as described above, but an application example of power reduction control will be described. Referring to FIG. 4, in this embodiment, in addition to lowering the operation clock of the CPU 27 and lowering the charging current from the charging circuit 23 to the battery 22, the luminance reduction control of the LCD panel 30 and the volume reduction control of the AMP circuit 31 are performed. Yes. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a voltage range of the AC adapter. Similar to FIG. 3, the AC adapter 21 operates at a rated voltage of 19 V and a fluctuation range of 18 to 20 V at a normal temperature. When the thermistor 16 detects a high temperature, the AC adapter 21 operates with a rated voltage of 17V and a switching range of 16 to 19V.

以上説明したように、本実施形態では、ACアダプタ側にはモールドの温度計測用にサーミスタが設けられている。温度検出用サーミスタはモールド部が高温になると抵抗値が下がり、フォトカプラ11とシャントレギュレータ12等から構成されるフィードバック回路を通して、出力電圧を可変する。そして、ACアダプタの出力電圧はノートPC側の電圧検出回路4に入力され電圧検出を行い、電源管理用マイコンに入力される。電源管理用マイコンはACアダプタの出力電圧が可変された場合にACアダプタが高温状態であることを認識することが可能となる。ACアダプタが高温状態の場合、電源管理用マイコンはCPU7とLCPバス等により通信を行い、電力を低減する制御を行う。例えば、CPU動作クロックの低下、LCDパネルの輝度低下、AMP回路の音量低下等を制御する。   As described above, in the present embodiment, the thermistor is provided on the AC adapter side for measuring the mold temperature. The temperature detection thermistor decreases in resistance when the mold part becomes high temperature, and the output voltage is varied through a feedback circuit including the photocoupler 11 and the shunt regulator 12. The output voltage of the AC adapter is input to the voltage detection circuit 4 on the notebook PC side to detect the voltage and input to the power management microcomputer. The power management microcomputer can recognize that the AC adapter is in a high temperature state when the output voltage of the AC adapter is varied. When the AC adapter is in a high temperature state, the power management microcomputer communicates with the CPU 7 via an LCP bus or the like to perform control to reduce power. For example, it controls the CPU operation clock drop, LCD panel brightness drop, AMP circuit volume drop, and the like.

以上説明した実施形態では、電子機器としてノートPCを例にとって説明したが、本発明に係わる電子機器は特にノートPCに限定されるものではなく、携帯ゲーム機、携帯音楽プレイヤー、薄型テレビ等であってもよい。   In the embodiment described above, a notebook PC has been described as an example of an electronic device. However, the electronic device according to the present invention is not particularly limited to a notebook PC, and may be a portable game machine, a portable music player, a flat-screen television, or the like. May be.

本発明はACアダプタを用いる電子機器システム、例えば、ノートPC、携帯ゲーム機、携帯音楽プレイヤー、薄型テレビに利用できる。   The present invention can be used for an electronic device system using an AC adapter, for example, a notebook PC, a portable game machine, a portable music player, and a flat-screen television.

本発明の一実施形態の他励方式のフライバックコンバータの一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the fly-back converter of the other excitation system of one Embodiment of this invention. ノートPCの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of notebook PC. ACアダプタの電圧範囲の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the voltage range of an AC adapter. ノートPCの一部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a part of notebook PC. ACアダプタの電圧範囲の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the voltage range of an AC adapter.

符号の説明Explanation of symbols

1 交流電源
2 整流部
3 平滑コンデンサ
4 トランス
5 整流ダイオード
6 平滑コンデンサ
7 FET
8、16 サーミスタ
9 放熱板
10 制御回路
11 フォトカプラ
12 シャントレギュレータ
13 トランジスタ
14 コンパレータ
15 ツェナーダイオード
17 抵抗
18 モールド
21 ACアダプタ
22 バッテリ
23 充電回路
24 電圧検出回路
25 DC/DCコンバータ
26 電源管理用マイコン
27 CPU
28 CPU制御部
29 BIOS用ROM
1 AC Power Supply 2 Rectifier 3 Smoothing Capacitor 4 Transformer 5 Rectifier Diode 6 Smoothing Capacitor 7 FET
8, 16 Thermistor 9 Heat sink 10 Control circuit 11 Photocoupler 12 Shunt regulator 13 Transistor 14 Comparator 15 Zener diode 17 Resistor 18 Mold 21 AC adapter 22 Battery 23 Charging circuit 24 Voltage detection circuit 25 DC / DC converter 26 Power management microcomputer 27 CPU
28 CPU controller 29 BIOS ROM

Claims (4)

AC入力をDC出力に変換するACアダプタと、該ACアダプタから出力されるDC出力が供給される電子機器とを有する電子機器システムにおいて、
前記ACアダプタは、前記ACアダプタの温度を検出する温度検出素子と、該温度検出素子の出力変動に基づいて前記ACアダプタのDC出力を変動させる第1の制御部とを有し、
前記電子機器は、前記ACアダプタのDC出力電圧値の変動を検出する検出部と、検出された出力電圧値の変動に基づいて電力制御を行う第2の制御部とを有する電子機器システム。
In an electronic device system including an AC adapter that converts an AC input into a DC output, and an electronic device that is supplied with the DC output output from the AC adapter.
The AC adapter includes a temperature detection element that detects the temperature of the AC adapter, and a first control unit that varies the DC output of the AC adapter based on output fluctuation of the temperature detection element,
The electronic device system includes a detection unit that detects a change in the DC output voltage value of the AC adapter, and a second control unit that performs power control based on the detected change in the output voltage value.
前記温度検出素子はモールド部の温度を検出することを特徴とする請求項1に記載の電子機器システム。   The electronic device system according to claim 1, wherein the temperature detection element detects a temperature of the mold part. AC入力をDC出力に変換するACアダプタと、該ACアダプタから出力されるDC出力が供給される電子機器とを有する電子機器システムの電力制御方法において、
前記ACアダプタは、前記ACアダプタの温度を温度検出素子により検出し、該温度検出素子の出力変動に基づいて前記ACアダプタのDC出力を変動させ、
前記電子機器は、前記ACアダプタのDC出力電圧値の変動を検出し、検出された出力電圧値の変動に基づいて電力制御を行う電力制御方法。
In a power control method for an electronic device system, comprising: an AC adapter that converts an AC input into a DC output; and an electronic device that is supplied with the DC output output from the AC adapter.
The AC adapter detects the temperature of the AC adapter with a temperature detection element, and varies the DC output of the AC adapter based on the output fluctuation of the temperature detection element,
The power control method, wherein the electronic device detects a change in a DC output voltage value of the AC adapter and performs power control based on the detected change in the output voltage value.
前記温度検出素子はモールド部の温度を検出することを特徴とする請求項3に記載の電力制御方法。
The power control method according to claim 3, wherein the temperature detection element detects a temperature of the mold part.
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