TW200928710A - Methods and apparatus for managing power on a computer in the event of a power interruption - Google Patents

Description

200928710 六、發明說明： t發明所屬之技術領城2 發明的技術領城 本發明係有關用以於電力中斷時管理電腦上電源的方 ' 5 法及裝置。 t先前技術1 發明之技術昔景 許多個人電腦直接地從本地的電力公司取得電力，因此 容易遭受到瞬間的電壓下降問題，或可能會在一段不確定 10時間中完全失去電壓。儘管目前有硬體與軟體可檢測瞬間 的電力喪失問題並且優雅地關閉電腦，因為電力波動/中斷 而造成的資料遺失問題往往造成金錢以及時間的損失。在 許多狀況中，當喪失電力時’電腦部件（例如，硬碟驅動機） 的響應時間阻擋了儲存尚未儲存資料的能力。在其他情景 15中，資料可能會受損毀，或者硬體可能會實體上受損。 在喪失對一電腦輸入之電力時，用以避免資料遺失的方 法包括電源管理系統，該等電源管理系統包括當正常電源 故障時，能對一或多個電腦及/或電腦部件提供電力的外部 電池備份系統。在今日的工業中，有包括電池充電器以及 20反用換流器的電池備份系統，其可將一輸入交流(AC)線電 壓轉換為一直流（DC)電壓以便對一電池進行充電。該電池 的DC電壓係用以產生一穩定ac電壓，其對一連接電腦或其 他的AC驅動裝置供應電力。 再者，某些可攜式電腦，例如膝上型以及筆記型電腦， 3 200928710 係經由來自一電源整流器的DC電壓而啟動，其中該可攜式 電腦内部的電路系統對一内部電池進行充電，並且透過一 或多個DC對DC電壓調節器對該電腦的多個部件供應電 力，該等部件包括一處理器板、一顯示器裝置、記憶體以 5及儲存裝置。當供應該電腦電力的DC電壓故障時，例如因 為喪失本地AC電源的緣故，該電腦將檢測到此狀況並且把 該等電壓調節器的輸入切換為内部電池，進而對所有的電 腦部件供應電力以允許使用者能繼續進行操作，直到恢復 電力為止或者直到耗盡該電池為止。 1〇 +全球桌上型電腦所使用的環境往往較不理想化 ’因此冒 著遺失重要資料的風險。依據特定桌上型電腦以及所連接 之顯不器裝置的電力需求，對電腦以及顯示器裝置提供一 種不斷電系統（UPS)對-單1腦使用者來說可能是昂貴 且難以達成的。即使對小型企業來說，增加一分別、外部 15 upS亦是一筆額外的開銷。

【明内J 發明的概要說明 本發明揭露一種用以於φ„ 力電力中斷時管理電腦上電源的 方法，其包含下列步驟：監套红 &有針對一電腦的主要輸入電力； 2〇 把從位於該電腦内部之一雷、、A n 电/也取得的電池電力遞送到該電 腦的一部件子組；使谢至少—& ^ 使用者輸入及/或輸出裝置提

供的電力失能；把零或更吝也B X史多甸開啟的檔案儲存到一儲存裝 置；以及關閉該電腦。 圖戎簡蕈說明 200928710 將以舉例而不具限制性的方式展示出一或多個實施 例；在圖式中，相同/相似的元件編號代表相同/相似的元 件，在圖式中： 第1圖以方塊圖展示出根據本發明一實施例之一種實行 5 一電源管理系統的桌上型電腦； 第2圖以流程圖展示出根據本發明一實施例的—種方 法； 第3圖以流程圖展示出根據本發明一實施例之—種由電 腦執行的方法； 1〇 第4圖以方塊圖展示出根據本發明一實施例之—種包含 一内部顯示器裝置的替代電腦；以及 第5圖以另一個流程圖展示出根據本發明一實施例之一 種由電腦執行的方法。 【實旅方式3 15 較佳實施例的說明 本發明所揭露的系統與方法係有關一種電腦電源管理 系統’該電腦電源管理系統包含具有一内部不斷電系統 (UPS)的一電腦’該不斷電系統允許一預定電腦部件子組能 運作達一段足以在主要輸入電源發生中斷時能儲存資料的 20 期間。 第1圖展示出包含殼體102的個人電腦系統100，該個人 電腦系統另包含AC對DC電源供應器104、UPS模組106'主 機板116 ;以及至少一個磁碟驅動機120。主機板116包含 多個部件，其在至少某些實施例包括中央處理單元 5 200928710 (CPU)156、DC對DC轉換器模組118、以及一或多個記憶體 模組158，該等記憶體模組可另包含隨機存取記憶體（RAM) 記憶體、快閃記憶體、唯讀記憶體（R〇M)記憶體、可編程 ROM (PROM)、電性可編程R〇M (EpR〇M)、電性可抹除 5 PR〇M (EEPROM)、暫存器、或另一種形式的儲存媒體。 在至少某些實施例中’電源關閉邏輯組件162可直接地 體現在硬體中、體現在儲存於一或多個記憶體模組158的一 組可執行指令中、或該等的一組合中。再者，在至少某些 實施例中，電源關閉邏輯組件162以及CPU 156係成一體。 ίο在其他實施例中，CPU 156以及電源關閉邏輯組件162可常 駐在一應用特定積體電路(ASIC)中。 DC對DC轉換器模組118遞送符合一電腦系統之DC輸入 需求的一 DC輸出電壓陣列。在至少一種組態中，使用者輸 入裝置’例如鍵盤122與滑鼠124，分別透過資料信號144 15與資料信號146界接於主機板116。至少一磁碟驅動機120 透過信號線148與主機板116進行通訊，其透過電線150從 主機板116取得電力。一輸出裝置，例如顯示器126，則透 過電線152接收來自一AC電源的AC輸入電力，並且透過電 線152接收來自主機板116的顯示資料。 20 係利用電性地把本地AC電源傳導至AC對DC電源供應器 104的AC輸入電線130對殼體102提供AC電源。在至少一實 施例中，電源供應器104把一個120VAC輸入信號轉換為一 個低電壓DC信號132，例如12至18伏特（volts)DC信號。根 據某些替代實施例，A C對D C電源供應器1 〇 4為位於殼體10 2 6 200928710 外部的一個獨立模組，並且透過一條電線對殼體1〇2供應電 力。在其他實施例中，電源供應器1(34係設置在殼體1〇2的 内部。 5 ❹ 10 15 ❹ 20 低DC電壓信號132係電性地連接至UPS模組1〇6，其包 含電力感測單元108、電池充電器112、電池與電力調節器 模組114、切換單元no、以及控制邏輯組件16〇。控制邏 輯組件160監看UPS模組106的狀態，包括但不限於感測單 元108、電池與調節器模組114、以及切換單元11〇。控制 邏輯組件160透過一雙向控制介面142界接於主機板116， 例如一串列通用匯流排（USB^RS232連接，並且對主機板 U6提供UPS模組1〇6的狀態。在某些實施例中，ups模組 106可依照要求提供狀態資訊。在其他實施例中，ups模組 106響應於UPS模組1〇6的狀態改變而產生一中斷信號，例 如DC輸入電壓132的電力中斷或者一邏輯模組發生故障。 電力感測單元1〇8監看DC輸入電壓132，並且根據DC輸 入電壓132的特性，例如電壓位準以及波紋，對控制邏輯組 件160輸出資料信號134。根據來自電力感測單元1〇8以及 來自電池與電力調節器模組i i 4的狀態資訊，控制邏輯組件 160判定是否要透過電線14〇從AC對DC電源供應器i 〇4或 從電池與電力調節器模組114對主機板116供應電力。 電池與電力調節器模組114包含一可再充電電池（例 如，鋰電池）’以及在某些實施例中控制模組114之充電動 作以及輸出電力特性的一電力調節器。再者，在某些實施 例中，電池與電力調節器模組114包含通往控制邏輯組件 7 200928710 160的介面166，其除了提供可傳遞到主機板116的狀態資 訊以外，亦允許控制邏輯組件160能在主要輸入電力132經 歷到一電力中段狀況時，在切換為該電池與電力調節器之 前，判定電池與電力調節器模組114的操作狀態。在本發明 5 揭露的至少一個實施例中，切換器110包括用以減少移動部 件並且增加響應時間與可靠性的一固態切換器。 除了對切換器110以及電力感測單元108提供低電壓DC 之外’低DC電壓信號132亦對電池充電器112提供電力。係 把充電器112組配成可提供一預定電壓與電流給電池與電 10力調節器模組114，以避免對該電池過度充電。 不像其他允許使用者繼續操作電腦100並且對一輸出裝 置（例如，顯示器裝置126)進行輸出的UPS系統，在盡可能 不需要AC輸入電源的狀況下，ups 1〇6可受到縮放以對電 腦系統100的一預定元件子組提供電力達一段可把開啟檔 15案儲存到磁碟驅動機丨2〇並且隨後啟始電腦106之一項受控 關機動作所需的預定期間。纟至少某些實施例中此元件 子組僅包含主機板116以及磁碟驅動機120中的一個。再 者，在某些實施例中，係透過主機板116來控制對磁碟驅動 機120以及其他部件(例如，如鍵盤122以及滑鼠124的使用 者輸入裝置）提供的電力，藉此可把電源關閉邏輯組件162 -己成可致能對該等連接裝置的提供電力或者使該電力失 在其他實_中’可在電腦1GG處於電池模式中時接收 電力的-部件子組可包括從主機板取得電力 而位於殼 體102内部或外部的任何連接裝置。 8 200928710 纟某些實施例巾並且依據料料部件子組的特性電 減電力調節ϋ模組114可受到縮放以提供高達大㈣分 , #的電力。在當中把電池大小與成本視為最重要的其他實 , 施例中電池與電力調節器模組1Η可受到縮放以提供少於 5 5刀鐘的電力。因此，可根據可得的實際空間、電池成本、 以及使用者備份需求來設計UPS模組1G6的實際大小與成 本。 田主機板116透過介面142接收來自UPS 106而表示DC 電㈣2已經故障或者已經掉落到某個預定臨界值之下的 1〇項&示時’可把實行於硬體或軟體之至少—個中的電源 闕辑轉162受組配成可在磁碟驅誠12()上儲存零個 或更多個槽案，例如開啟的檔案，並且啟始電腦100的-項 依序=機動作。替代地，可把電源關閉邏輯組件162組配成 使電腦1〇〇處於一休眠狀態，而僅需要最少的電力。可在作 15業系統(〇S)、該電腦的BIOS、-分別硬體裝置、或其一軟 φ 體程式α卩分的控制下，或獨立於電源關閉邏輯組件162的狀 況完成該標案儲存操作。於此，在一實施例中當電力恢 復時，電腦100可自己再啟動。 再者，在至少某些實施例中，將阻止使用者繼續在檔案 20儲存過程以及電源關閉邏輯組件162的其他順序中使用該 電腦。因此，在某些實施例中，使用者輸入介面裝置，例 如鍵盤122以及滑鼠124，將受到關閉及/或使電力從其移 除，以阻止使用者使用它們並且使電力耗用最小化。 弟2圖以流程圖展示出一種例示方法，其中一電腦在一 9 200928710 電力中斷事件中執行一電力關閉順序。首先，由UPS 106 執行的判定功能202，即電力感測邏輯組件1〇8，判定出DC 電壓132是否不存在或者不足以對電腦殼體1〇2的部件供 電。如果DC電壓132存在且足以對電腦殼體1〇2供電，主要 5輸入電源功能212便把UPS 106組配成可利用從線路輸入 130取得的DC電源對主機板116供電。功能212令電池與電 力調卽器模組114能接收輸入電力以使該電池維持為完全 充電狀態。 請參照判定功能202，根據一項判定出DC輸入電壓132 ίο低於一或多個預定臨界值的結果，將把切換器no組配成可 透過電線14 0把電池與調節器模組i ι_ 4的輸出13 8切換到主 機板116。在某些實施例中，切換器no受控制邏輯組件16〇 的控制。在其他實施例中，電力感測單元1〇8直接地控制切 換器110。再者，在某些實施例中，組配成可接收電池電力 15的電腦部件子組包括：主機板116以及磁碟驅動機12〇。 失能功能206可運作以使至少一個使用者輸入裝置（例 如，鍵盤122與滑鼠124)及/或輸出裝置（例如，顯示器126) 無效，以阻止使用者干預電源關閉邏輯組件162進行的樓案 儲存功能208。 20 在一實施例中，電源關閉功能210可運作以把電腦10Q 置於一關機狀態，藉此一旦主要電源已經恢復，使用者便 可啟動電腦100。在其他實施例中，電源關閉功能210可運 作以把電腦1〇〇置於一休眠狀態，其在主要電源恢復時，可 自動地再啟動，或者需要使用者的啟動動作以開啟該電腦 10 200928710 的電源。 在某些電力環境中，電力中斷達—或二秒是正常的且 在該種航中，啟始—儲料程輕會引岐作用。因 此’第5H4程圖展示出另—個實施例，其t權案儲存功 能208根據用以維持電腦操作的電池容量而僅在檢測到的 電力中斷狀況長於—段狀期間（例如，15秒、30秒、-分 鐘等）時才執行。功能5G2包括主機板116接收來自ups 1〇6 ❹ 10 的狀纽變訊息。在某些實施例中，狀態監看功能5 〇 4根據 DC電源132的-預定臨界值，判定出來自ups 1〇6的該訊息 ♦曰出項主要電源中斷狀況’並^將控制動作轉移到延遲 功能506,該延遲功能啟動以硬體或軟體實行的一計時器， 其使失功旎512、槽案儲存功能514、以及關閉功能516 延遲。 如果在功能506中啟始該計時器於之後但在允許逾時之 15前接收到表示已經恢復電力的一後續UPS狀態訊息，功能 508便重置該計時器，以便不實行功能512與功能514。 在電源關閉邏輯組件162已經儲存了所有開啟的檔案之 後，或根據電'池與電力調節器模組114所檢測到的一預先設 定電壓臨界位準’電源關閉功能210可運作以使電源關閉邏 2〇輯組件162關閉電腦殼體102的電源者或把主機板116置於 一休眠狀態。 第3圖以例示流程圖展示出電源關閉邏輯組件162執行 的多種功能。訊息接收功能302接收來自UPS 106的一或多 個電力狀態信號，包括但不限於任何電壓（例如，來自電池 11 200928710 與電力調節器112的輸出電壓132以及輸出138)以及在電 線110上接收到的電源是否低於一預定臨界值。在接收到表 示主要輸入電力故障的一狀態信號時，失能功能3〇4令使用 者輸入/輸出裝置中的至少一個失能以阻止使用者干預檔 5案儲存操作並且最小化可能會另外耗用該電池的電力開 支。在某些實施例中，失能功能3〇4可令使用者輸入無效而 同時允許至少一部件子組（即，顯示器裝置126)能運作，以 便對使用者提供狀態/回饋。 檔案儲存功能306運作以判定要儲存零個或更多個檔 10案。在某些實施例中，判定動作係根據在該電腦上活躍地 執行的多個應用程式，如該電腦的作業系統所判定地。在 至少某些實施例中，電源關閉邏輯組件162可結合該電腦的 作業系統運作，及/或BIOS可判定開啟的檔案並把它們儲存 到磁碟驅動機120中。在其他實施例中，與一儲存媒體不相 15關的開啟檔案以及僅常駐在隨機存取記憶體中的新進資料 係根據一預定命名方案而儲存在磁碟驅動機12〇中。 在某些實施例中，在檔案儲存功能3〇6之後，電源關閉 功能308可根據電源關閉邏輯組件162而運作，以把cpu 156置於休眠模式。在其他實施例中，電源關閉邏輯組件162 20可運作以關閉主機板152、UPS 106、以及AC對DC電源供應 器104中之一或多個的電源。 第4圖以方塊圖展示出根據本發明的另一個實施例，其 中顯示器裝置406位於電腦殼體402内部且其電力係由主機 板116供應的DC電壓404來供應。在此實施例中，當以電池 200928710 電力操作時’電源關閉邏輯組件162可運作以使斜顯示器 406提供的DC輸入電壓404失能。在至少一個其他實施例 中，顯示器404直接地從AC對DC電源供應器104取得電力， 進而阻止電源關閉邏輯組件162必須使對該顯示器提供的 5 電力輸入失能。在其他實施例中，除了主機板116之外，至 少一個其他電腦部件子組（例如，顯示器406)亦透過另一個 切換器110直接地由UPS 106供電。 t圖式簡單說明3 第1圖以方塊圖展示出根據本發明一實施例之一種實行 1〇 —電源管理系統的桌上型電腦； 苐2圖以流程圖展示出根據本發明一實施例的一種方 法； 第3圖以流程圖展示出根據本發明一實施例之一種由電 腦執行的方法； 15 第4圖以方塊圖展示出根據本發明一實施例之一種包含 一内部顯示器裝置的替代電腦；以及 第5圖以另一個流程圖展示出根據本發明一實施例之一 種由電腦執行的方法。 【主要元件符號說明】 100 個人電腦系統 110 切換單元、切換器 102 殼體 112 電池充電器 104 AC對DC電源供應器 114 電池與電力調節器模 106 不斷電系統(UPS) 組 108 電力感測單元 116 主機板 13 200928710 118 DC對DC轉換器模組 152 電線 120 磁碟驅動機 154 電線 122 鍵盤 156 中央處理單元(CPU) 124 滑鼠 158 記憶體模組 126 顯示器裝置 160 控制邏輯組件 130 AC輸入電線 162 電源關閉邏輯組件 132 低電壓DC信號、DC輸 164 電線 入電壓 166 介面 134 資料信號 202〜212 步驟 136 資料信號 302〜308 步驟 138 資料信號 402 電腦殼體 140 電線 404 DC電壓 142 雙向控制介面 406 顯示器裝置 144 資料信號 408 鍵盤 146 資料信號 410 滑鼠 148 信號線 502〜516 步驟(功能） 150 電線

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Claims (1)

1. 200928710 七、申請專利範圍： 1. 一種用以於電力中斷時管理電腦上電源的方法，其包含 下列步驟： 監看針對一電腦的主要輸入電力； 把從位於該電腦内部之一電池取得的電池電力遞送到 該電腦的一部件子組； 使對至少一使用者輸入及/或輸出裝置提供的電力失 能； 把零或更多個開啟的檔案儲存到一儲存裝置；以及 關閉該電腦。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中把電池取得電力遞 f 送到該電腦之一部件子組的步驟不包含把電力遞送到 * 一顯示器裝置。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中使至少一使用者輸 入裝置失能的步驟包含使來自一附接指標裝置及/或鍵 φ 盤的輸入失能。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中關閉該電腦的步驟 包含把該電腦置於休眠模式。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其另包含根據一預定命 名方案把零個或更多個開啟檔案儲存到一儲存裝置。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其另包含在一主要輸入 電力中斷之後的一段預定期間後，儲存零個或更多個開 啟的檔案。 7. —種包含一組指令的電腦可讀媒體，該等指令受一處理 15 200928710 器執行時會使該處理器進行下列動作： 接收表不針對·電腦的主要輸入電力喪失的一項指不， 使至少一使用者輸出裝置失能；以及 把零個或更多個檔案儲存到一儲存裝置。 8. —種包含殼體的電腦，其中該殼體另包含： 一主要輸入電源； 包含至少一電池以及一控制邏輯組件的一不斷電系統 (UPS)，該UPS受組配成可接收從該主要輸入電源取得 的一低DC電壓，並且產生從該主要輸入電源以及該至 少一電池與電力調節器中之一個選出的一 DC輸出電 壓，該UPS另受組配成可傳達一狀態信號； 受組配成可接收該DC輸出電壓以及該狀態信號的一電 腦主機板，該主機板另受組配成可使至少一裝置子組失 能並且把開啟的檔案儲存到一儲存媒體。 9. 如申請專利範圍第8項之電腦，其中該電腦包含一内部 顯示器裝置，該内部顯示器裝置僅在該主機板由該主要 輸入電源供電時才從該主機板取得電力。 10. 如申請專利範圍第8項之電腦，其中該電池與電力調節 器係受到縮放以僅供應足以儲存開啟檔案的電力。