TW201333830A

TW201333830A - 電池放電方法

Info

Publication number: TW201333830A
Application number: TW101103345A
Authority: TW
Inventors: Yu-Wei Tsao
Original assignee: Wistron Corp
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-16
Also published as: CN103247831B; TWI610240B; US20130205147A1; CN103247831A; US9003213B2

Abstract

本發明揭露一種電池放電方法，用於一電腦系統中。該電池放電方法先偵測出關於該電腦系統之一電池之一第一狀態之一第一偵測值及關於該電池之一第二狀態之一第二偵測值，再根據該第一偵測值及該第二偵測值，決定出一時脈調整參數，最後根據該時脈調整參數，調整該電腦系統之一處理器之一工作時脈。其中該電池的狀態可為放電溫度、放電電流、剩餘容量或其他電池狀態。因此，本發明能同時考慮該電池多種狀態而調整該處理器之工作時脈，以達到延長該電池放電時間，有效率的使用該電池的儲能。

Description

電池放電方法

本發明關於一種電池放電方法，尤指一種用於電腦系統中電池之電池放電方法。

可攜式電子裝置例如智慧型手機、平板電腦或筆記型電腦等均配置有內部電源以適應隨身操作的要求，目前內部電源多以電池實作。因電池儲能有限，故如何有效率的使用電池內的儲能即是重要課題。最簡單的方法就是減少不必要的耗能，例如於系統待機一段時間後，關閉無需立即使用之裝置(例如螢幕)或暫時停止部分應用程式運作以減少耗能。但此方法著重系統狀態，而未考慮電池本身狀態，致使於電池儲能已嚴重不足時，若系統仍以高速運行極可能造成儲能在很短的時間內耗盡，甚至使系統不當中斷，導致資料流失，對軟、硬體亦是傷害。此外，由於電池有其充放電特性，通常於使用一段時間後，電池最大儲能容量縮減，造成系統上的電池儲能容量標示常常與實際容量顯不相當，若於實際的儲能已近不足時，仍容許系統高速運作，將因使用者無法被正確警示正確的容量，而使得前述問題更形嚴重。目前已有監控電池儲能容量以調整系統時脈的節流率(throttle rate)，雖可降低電池儲能消耗，但系統仍是以高時脈進行運作，高時脈系統本身即會有一定的耗能，於儲能不足或實際的容量與偵測容量顯不相當時，對系統的安全性仍有風險。

鑑於先前技術中的問題，本發明的目的之一在於提供一種電池放電方法，其基於多個電池狀態進行工作時脈的調整，以降低耗能，延長放電時間。

本發明之電池放電方法用於一電腦系統中，該電腦系統包含一處理器及供應該處理器電力之一電池。該電池放電方法先偵測出關於該電池之一第一狀態之一第一偵測值及關於該電池之一第二狀態之一第二偵測值，再根據該第一偵測值及該第二偵測值，決定出一時脈調整參數，最後根據該時脈調整參數，調整該處理器之一工作時脈。於實作上，該第一狀態及該第二狀態係選自下列群組其中之二：放電溫度、放電電流、放電電壓及剩餘容量。因此，本發明監控該電池之多個狀態，故能較習知技術更能反映該電池實際狀況，使電池能於較適當的放電條件下放電，進而延長該電池放電時間，有效率的使用該電池的儲能。此外，於一般使用情境中，電池儲能容量逐漸降低，該電池放電方法對該處理器實施降頻操作，時脈降低除可減緩儲能的消耗速度外，系統以較低的時脈運作亦可提昇電能的使用效率。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第1圖及第2圖，第1圖為根據本發明一較佳具體實施例之電腦系統1之方塊圖，第2圖為根據該較佳具體實施例之電池放電方法之主要流程圖。於本實施例中，電腦系統1包含一電池12、一嵌入式控制器(embedded controller)14、一平台控制集線器(platform controller hub)16、一中央處理器18及一基本輸出入系統(Basic Input/Output System，BIOS)晶片20，電池12經由系統管理匯流排(system management bus)與嵌入式控制器14電連接，嵌入式控制器14、平台控制集線器16及BIOS晶片20經由低針腳數匯流排(low pin count bus)電連接，平台控制集線器16與中央處理器18經由彈性顯示介面(Flexible Display Interface，FDI)及直接媒體介面(Direct Media Interface，DMI)連結。於本實施例中，該電池放電方法將主要於嵌入式控制器14內運行，藉由控制中央處理器18之工作時脈，以減緩電池12儲能的消耗，延長電池12放電時間，進而能有效率的使用電池12儲能。

大體而言，請參閱第2圖，該電池放電方法先偵測出關於電池12之一第一狀態之一第一偵測值及關於電池12之一第二狀態之一第二偵測值，如步驟S100所示；該第一狀態與該第二狀態相異且分別可為放電溫度、放電電流、放電電壓、剩餘容量或其他與電池12放電相關之狀態。該電池放電方法接著根據該第一偵測值及該第二偵測值，決定出一時脈調整參數，如步驟S120所示；再根據該時脈調整參數，調整中央處理器18之工作時脈，如步驟S140所示。因此，相較於先前技術，該電池放電方法採用同時監控電池12多個電氣特性狀態，能更精確地反映電池12放電狀態，更有效率的使用電池12儲能。

請參閱第3圖，其為根據該較佳具體實施例之電池放電方法之詳細流程圖。該電池放電方法之啟動可為系統啟始即常駐或由使用者觸發，本發明均不以此為限。該電池放電方法啟動後即先偵測電池12之剩餘容量及外部電源，並判斷是否電池12之剩餘容量小於一預定值且無外部電源輸入電腦系統1，如步驟S200所示。於一般情況下，該預定值可設定為50%，且可由使用者事後設定或變更。

若於步驟S200中，判斷結果為否，該電池放電方法則延遲一段時間，如步驟S210所示。之後，流程再回到步驟S200。於一般情況下，此延遲時間可設定為200 ms，但本發明不以此為限。此時間之設定原則上以不過度妨礙嵌入式控制器14其他工作即可。若於步驟S200中，判斷結果為是，該電池放電方法則偵測出關於電池12之第一狀態之第一偵測值，如步驟S220a，並且該電池放電方法偵測出關於電池12之第二狀態之第二偵測值，如步驟S220b。於本實施例中，該第一狀態為剩餘容量，該第一偵測值以百分比表示，但本發明不以此為限；該第二狀態為放電電流，該第二測值以容量電流(C)表示，但本發明亦不以此為限。其中，該第一偵測值實已於步驟S200中偵測得知，故實作上步驟S220a得省略。

於本實施例中，該電池放電方法採多階調整，故將前述第一偵測值及第二偵測值再予以分組(grouping)。於步驟S220a實施完畢後，該電池放電方法根據該第一偵測值，決定出一第一調整值，如步驟S230a所示。邏輯上，該電池放電方法根據關於該第一狀態之複數個偵測值範圍及複數個對應的參考調整值，決定出包含該第一偵測值之該偵測值範圍；此可藉由對照表的概念設計。接著，該電池放電方法以該決定的偵測值範圍對應之該參考調整值作為該第一調整值。於實作上，步驟S230a可藉由一連串的判斷流程實現，如第4圖所示；但本發明不以此為限。如第4圖所示，剩餘容量分為六級，亦即六個偵測值範圍，分別為剩餘容量大於50%、剩餘容量介於40%至50%之間、剩餘容量介於30%至40%之間、剩餘容量介於20%至30%之間、剩餘容量介於10%至20%之間及剩餘容量小於10%，分別對應值為0至5的參考調整值。

因此，當該第一偵測值小於10%時，該第一調整值設定為5；當該第一偵測值大於10%且小於20%時，該第一調整值設定為4；當該第一偵測值大於20%且小於30%時，該第一調整值設定為3；當該第一偵測值大於30%且小於40%時，該第一調整值設定為2；當該第一偵測值大於40%且小於50%時，該第一調整值設定為1；當該第一偵測值大於50%時，該第一調整值設定為0。補充說明的是，原則上當該第一偵測值大於50%時，該電池放電方法已於步驟S200判斷該次迴圈結束，實作上設定該第一調整值為0將不會被執行，故實際可視為剩餘容量分為五級。另外，剩餘容量分組級數的多寡視設計規格而定，本發明不以此為限。

同理，於步驟S220b實施完畢後，該電池放電方法根據該第二偵測值，決定出一第二調整值，如步驟S230b所示。邏輯上，該電池放電方法亦是根據關於該第二狀態之複數個偵測值範圍及複數個對應的參考調整值，決定出包含該第二偵測值之該偵測值範圍；接著，該電池放電方法以該決定的偵測值範圍對應之該參考調整值作為該第二調整值。同樣地，於實作上，步驟S230b亦可藉由一連串的判斷流程實現，如第5圖所示；但本發明不以此為限。如第5圖所示，放電電流分為五級，亦即五個偵測值範圍，分別為放電電流大於0.5C、放電電流介於0.4C至0.5C之間、放電電流介於0.3C至0.4C之間、放電電流介於0.2C至0.3C之間及放電電流小於0.2C，分別對應值為1至5的參考調整值。

因此，當該第二偵測值大於0.5C時，該第二調整值設定為5；當該第二偵測值大於0.4C且小於0.5C時，該第二調整值設定為4；當該第二偵測值大於0.3C且小於0.4C時，該第二調整值設定為3；當該第二偵測值大於0.2C且小於0.3C時，該第二調整值設定為2；當該第二偵測值小於0.2C時，該第二調整值設定為1。大體而言，於本實施例中，放電電流分為五級，其分組級數的多寡視設計規格而定，本發明不以此為限。

請回到第3圖。該電池放電方法接著相加該第一調整值及該第二調整值以得到一第三調整值，如步驟S240所示。接著，該電池放電方法根據該第三調整值，決定出該時脈調整參數，如步驟S250所示。邏輯上，於步驟S250中，該電池放電方法根據複數個對照調整值及複數個對應的參考調整參數，決定出匹配該第三調整值之該對照調整值；此可藉由對照表的概念設計。接著，該電池放電方法以該決定的對照調整值對應之該參考調整參數作為該時脈調整參數。於對照表設計上，可將該複數個對照調整值涵蓋所有可能的第三調整值，或可於步驟S240中先針對該第三調整值設一最大限值，以限制該第三調整值之可能的數值範圍，例如當該第三調整值大於一預定值時，將該第三調整值變更為該預定值。一般而言，電池放電以有足夠的儲能為前題，故於本實施例中，當電池12的剩餘容量少於一定容量時，宜將該第一調整值直接設定於最大值(即前述預定值)，例如當該第一偵測值小於10%時，將該第一調整值設定為最大值，以確保該第三調整值為最大值，進而使對中央處理器18之工作時脈之調整程度最大，以有效控制電池12放電。

於實作上，該時脈調整參數可為目前時脈調降之百分比或對應複數個降頻階數其中之一，此降頻階數可設定為全速時脈之百分比，但本發明不以此為限，例如直接設定為目標時脈值。此時，該電池放電方法即根據該時脈調整參數調整中央處理器18之工作時脈至該對應的降頻階數，如步驟S260所示。原則上，該第三調整值越大，該時脈調整參數對應的降頻階數引致工作時脈調降程度越大。補充說明的是，前述雖以調降時脈來說明本發明，但於某些情形下，亦有調升時脈的效果。例如於電腦系統1運作過程中對電池12充電一段時間後，又拔除外部電源，則此時電池12之放電條件已改善，該電池放電方法再次執行時將可獲得值較小的第三調整值，若電腦系統1於前述充電期間未恢復全速運行，則該電池放電方法將使該工作時脈被相對調升。於步驟S260完成後，該電池放電方法回到步驟S210，延遲一段時間，之後再回到步驟S200，以執行下一個迴圈。

再補充說明的是，於實際應用上，該電池放電方法縱使以常駐方式啟動，亦可容許使用者以設定變數的方式來控制該電池放電方法之偵測程序及其後續時脈調整程序是否執行。此外，若目前中央處理器18之工作時脈已符合該時脈調整參數時，中央處理器18之工作時脈實作上可無需進行調整。前述效果可藉由變數設定的方式實現。請參閱第6A及6B圖，其為根據一實施例之電池放電方法之詳細流程圖。第6A及6B圖所示之電池放電方法與第3圖所示之電池放電方法架構大致相同，以下主要僅就不同之處說明，其他說明請參閱前述關於第3圖所示之電池放電方法之說明。

如第6A及6B圖所示，該電池放電方法於步驟S200之後、步驟S220a及步驟S220b之前，包含讀取並判斷一啟動變數之程序，如步驟S205所示。使用者可於其他程序中設定該啟動變數。於步驟S205中，若判斷結果為真(即使用者允許執行該電池放電方法)，則該電池放電方法繼續後續步驟S220a及步驟S220b；若判斷結果為偽(即使用者拒絕執行該電池放電方法)，則該電池放電方法則延遲一段時間，如步驟S210所示。之後，流程再回到步驟S200。補充說明的是，於實作上，前述步驟S205可於步驟S200之前執行，亦有控制步驟S220a及步驟S220b是否執行的效果；甚至可將步驟S200與步驟S205整合，亦即該電池放電方法當電池之剩餘容量小於一預定值、無外部電源輸入電腦系統1且該啟動變數為真時，執行步驟S220a及步驟S220b。

該電池放電方法於步驟S250之後，將該時脈調整參數以降頻階數的型態儲存於嵌入式控制器14，如步驟S252所示；於實作上，該時脈調整參數亦可儲存於他處記憶體。接著，該電池放電方法使嵌入式控制器14發出一降頻事件訊號至基本輸出入系統(於本實施例中以BIOS晶片20實作)，如步驟S254所示。該電池放電方法於執行步驟S260之前，使BIOS晶片20讀取該時脈調整參數，如步驟S256所示。該電池放電方法接著判斷目前中央處理器18之工作時脈是否與該時脈調整參數(即儲存的降頻階數)相同，如步驟S258所示。若步驟S258判斷結果為是，則該電池放電方法無需調整中央處理器18之工作時脈，即維持中央處理器18此時的工作時脈，故該電池放電方法回到步驟S210。若步驟S258判斷結果為否，則該電池放電方法執行步驟S260，使BIOS晶片20根據該時脈調整參數調整中央處理器18之工作時脈至該儲存的降頻階數。

補充說明的是，於實作上，當該電池放電方法持續執行，中央處理器18目前的工作時脈多處於前次的降頻階數，故可另設一變數，用於儲存前次的降頻階數，此時，前述步驟S258可直接進行兩個變數的比對，而無需偵測實際中央處理器18之工作時脈。此外，前次降頻階數的儲存可於前次步驟S260中一併執行，亦即一旦有實際上對中央處理器18之工作時脈之調整操作時，即儲存當時的降頻階數，以作為之後的前次的降頻階數。再補充說明的是，於前文中，中央處理器18之工作時脈之調整雖基於有限的階數來實施，但本發明不以此為限。於實作上，中央處理器18之工作時脈之調整亦可採無段調整(continuous adjustment)，例如以一轉換函數，轉換前述第一偵測值及第二偵測值以直接獲得該時脈調整參數；此時，前述第3圖及第6A及6B圖所示之流程圖可再簡化表示。

如前述說明，該電池放電方法同時監控兩個關於電池12的電氣特性狀態，故能較習知技術更能反映該電池實際狀況，使電池能於較適當的放電條件下放電，進而延長該電池放電時間，有效率的使用該電池的儲能。此外，前述實施例中，該電池放電方法雖僅監控兩個電池常用的狀態，即剩餘容量及放電電流；但本發明不以此為限，其他例如放電溫度、放電電壓等，亦可使用。並且，於實際應用上，本發明亦可監控更多關於電池12的狀態，以更能反映該電池實際狀況。例如，電池儲能的釋放於適當溫度下始有較佳的釋放效率，而電池放電溫度往往與放電電流相關性高，習知技術之控制電池放電方法僅考慮電池儲能而未考慮電池放電溫度，實難有效釋放電池儲能，於某些情形下，可能計算出尚有儲電卻無法釋放，造成系統中斷，對系統軟、硬體均是傷害。因此，本發明能能較習知技術更能反映該電池實際狀況，使電池能於較適當的放電條件下放電，進而延長該電池放電時間，有效率的使用該電池的儲能。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1．．．電腦系統

12．．．電池

14．．．嵌入式控制器

16．．．平台控制集線器

18．．．中央處理器

20．．．BIOS晶片

S100~S140、S200~S260．．．實施步驟

第1圖為根據本發明一較佳具體實施例之電腦系統之方塊圖。

第2圖為根據該較佳具體實施例之電池放電方法之主要流程圖。

第3圖為根據該較佳具體實施例之電池放電方法之詳細流程圖。

第4圖為第3圖中第一調整值根據一實施例之設定流程圖。

第5圖為第3圖中第二調整值根據一實施例之設定流程圖。

第6A及6B圖為根據一實施例之電池放電方法之詳細流程圖。

S200~S260．．．實施步驟

Claims

一種電池放電方法，用於一電腦系統中，該電腦系統包含一處理器及供應該處理器電力之一電池，該包含下列步驟：(a)　偵測出關於該電池之一第一狀態之一第一偵測值及關於該電池之一第二狀態之一第二偵測值；(b)　根據該第一偵測值及該第二偵測值，決定出一時脈調整參數；以及(c)　根據該時脈調整參數，調整該處理器之一工作時脈。
如請求項1所述之電池放電方法，其中於步驟(a)中，該第一狀態及該第二狀態係選自下列群組其中之二：放電溫度、放電電流、放電電壓及剩餘容量。
如請求項1所述之電池放電方法，其中步驟(b)由下列步驟實施：(b-1)　根據該第一偵測值，決定出一第一調整值；(b-2)　根據該第二偵測值，決定出一第二調整值；(b-3)　相加該第一調整值及該第二調整值以得到一第三調整值；以及(b-4)　根據該第三調整值，決定出該時脈調整參數。
如請求項3所述之電池放電方法，其中步驟(b-1)由下列步驟實施施：根據關於該第一狀態之複數個偵測值範圍及複數個對應的參考調整值，決定出包含該第一偵測值之該偵測值範圍；以及以該決定的偵測值範圍對應之該參考調整值作為該第一調整值。
如請求項3所述之電池放電方法，其中步驟(b-3)更包含下列步驟實施：當該第三調整值大於一預定值時，將該第三調整值變更為該預定值。
如請求項3所述之電池放電方法，其中步驟(b-4)由下列步驟實施施：根據複數個對照調整值及複數個對應的參考調整參數，決定出匹配該第三調整值之該對照調整值；以及以該決定的對照調整值對應之該參考調整參數作為該時脈調整參數。
如請求項1所述之電池放電方法，其中該時脈調整參數對應複數個降頻階數其中之一，步驟(c)由下列步驟實施：調整該處理器之該工作時脈至該對應的降頻階數。
如請求項1所述之電池放電方法，其中該電腦系統包含一嵌入式控制器及一基本輸出入系統，該時脈調整參數係一降頻階數，步驟(c)由下列步驟實施：(c-1)　使該嵌入式控制器儲存該時脈調整參數；(c-2)　使該嵌入式控制器發出一降頻事件訊號至該基本輸出入系統；(c-3)　使該基本輸出入系統讀取該時脈調整參數；以及(c-4)　使該基本輸出入系統根據該時脈調整參數，調整該處理器之該工作時脈至該降頻階數。
如請求項8所述之電池放電方法，其中步驟(c-4)由下列步驟實施：使該基本輸出入系統判斷該處理器之該工作時脈是否與時脈調整參數相同；以及若判斷結果為否，使該基本輸出入系統根據該時脈調整參數，調整該處理器之該工作時脈至該降頻階數。
如請求項9所述之電池放電方法，其中步驟(c-4)更包含下列步驟：若判斷結果為是，使該基本輸出入系統維持該處理器之該工作時脈。
如請求項1所述之電池放電方法，其中步驟(a)由下列步驟實施：當電池之剩餘容量小於一預定值且無外部電源輸入該電腦系統時，偵測出關於該電池之該第一狀態之該第一偵測值及關於該電池之該第二狀態之該第二偵測值。
如請求項11所述之電池放電方法，其中該預定值為50%。
如請求項1所述之電池放電方法，於步驟(a)之前，更包含設定一啟動變數，其中步驟(a)由下列步驟實施：當電池之剩餘容量小於一預定值、無外部電源輸入該電腦系統且該啟動變數為真時，偵測出關於該電池之該第一狀態之該第一偵測值及關於該電池之該第二狀態之該第二偵測值。