TWI353512B - Device for measuring a computer power - Google Patents

Description

1353512 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係、有關-種功相1：裝置’制是—種電腦功率測量裝置。 【先前技術】 電腦之運算速度與日俱增，相對的其所雜之功率便隨之增加。也因 為電腦元件的運轉速度絲越快所需的雜裤也絲越多。電源 供應器為電腦的神來源，树會因為電源供應麟輸出的功率無法負荷 電腦中耗能元件的總需求，而造衫統不敎，甚至電職顧損壞的情 形產生。因此’目前許多資訊侧麵，對於電源供應㈣能源利用效率 也日益重視。所以，市面上出現許多可測量電腦效能的裝置與方法。 傳統的電腦效能之測量裝置，其測量方法為在電源供應器輸入至電腦 的-端串聯-個外部的電阻，再經由測量該電阻的電流、電壓換算為電源 供應器的輸入功率。相對的’在主機板或其他電腦元件(例如，中央處理器、 ，體等)的-端也多串聯-個外部電阻，同樣測量該電阻的電流、電壓再 換算為輸出神。然而論是電源供應器或是電腦元件_聯外部電阻， 皆已改變了原本電腦裝置的電路結構，且多增加的外部電阻會造成電阻兩 端形成壓降’而產生多餘的能量絲α此，所測量到的電腦效能其精確 度ϋ不高，參考價值自然有限。 又有另-種傳統的電腦效能之測量裝置，強調可關時啦到電源供 應器的總體輸出功率。且強調所測量的電阻之電阻值遠小於電腦主機_ 阻抗值。無，其作法需要錢源供絲與域板之間，多増加1電源 5 1353512 卡先將電源供應盗接到電源轉接卡上，再由電源轉接 以供應電源予電腦谨你“曰 機板 運作’而測s功率的電阻即位在電源轉接卡上。 的缺點在於需多增電源轉接卡’而造成成本花費的增加。 / 【發明内容】 有鏗於此本發明提I種電腦功率·裝置，不需額料聯外部電 ，因此不會改變原本電腦裝置的電路結構，且不會產生多餘的能量消耗，

而造成功率測量上的誤差。也不需於電腦裝置中多增加電源轉接卡，因此 不會增加額外的成本花費。 本發明提卜種電腦功率測雜置包含：第—贼連接電源供應器， 且-電感具有第一直流等效電阻值。第二電感連接耗能元件，且第二電 感具有第二直流等效_。輸人測量模組_—電感，依據第-直流 等政電阻值測量出輪人功率。輸出測量模組連接第二電感，依據第二直流 等效電阻值測量出輸出功率。 …本發明亦提出-種電腦功率測量裝置包含：主機板包含至少一個輸入 早續輸出單元，輸人單元祕連接輸出單元，且每-錄人單元分別連 接電源_，而_元連接複數_元件。至少__個阻抗，一端連 接輪入單π 端連接輸出單元。複數個電感分別連接耗能元件，且每 電感刀概有纽等效電阻值。輸人測量齡連接阻抗，依據阻抗之 電阻值測量出輸八辨。輸㈣4池連接賊，猶每—魏感之直流 等效電阻值測量ώ料每—個耗能元叙輸出功率。 有關本發明的較佳實施例及其功效，賊合圖式說明如后。 6 1353512 【實施方式】 請參照「第1圖該圖所示為本發明電腦功率測量裝置之第一實施例。 ·· 本發明所提出之電腦功率測量裝置包含：第一電感10、第二電感20、輸入 ' 測量模組30及輸出測量模組40。 首先，先說明「第1圖」之左方設置有PWM (Pulse別她M〇dulati〇n， 脈衝寬度調變）控制器，且有兩個M〇s開關與pwM控制器互相連接。而 PWM控制器的主要作用在於，控制高閘控制訊號(Ugate)與低閘控制訊號 • (Lgate)。如此，可分別控制兩個MOS開關的開啟或閉合狀態，使電源供應 器12可提供電力給耗能元件22。此種電力的供應狀態屬於切換式電源 (switchP〇wer)，於此種狀態下，電源供應器12與卩胃控制器間之線路具 有電感。同樣的，耗能元件22與PWM控制器間之線路也具有電感。其中， 線路中的電感之功用可用於線路的隔離。 由上述之說明了知’第一電感10與傳統技術所_聯的夕卜部電阻不同， 本發明所提出的第-電感H)為電腦裝置線路中本身即具有的電感。其中， 且第一電感10具有第一直流等效電阻值

’測量輸入功率，並不會 • 第一電感10連接電源供應器12 應器12所提供的輸人功率。由於第—電感1()為線路中本身具有的電感， 因此藉由第-電感H)本身的第—直流等效電阻值 7 像傳統技術-般，需㈣外部細純變切财的線路轉，且產生多 餘的能量雜。所以，糊本發_電腦功率難裝置，所測量到的輸I 功率較傳統技術的測量方法來的準確，且線路簡單、成本低。 同樣的’第二電感2〇也是電腦裝置線財本身具有的電感，位於耗能 元件22之-端。其中，苐二電感Μ連接耗能元件22，且第二電感如具有 第二直鱗效修值。其巾，減耕22騎麟射㈣會雜功率的 元件，例如：嫩理器(CPU)、記憶體、南橋晶片或北橋晶片等。輸出測 量模組40連接第二概2G，依據第二直鱗效電_㈣輸出功率。測 量輸出功率的方法，囉利服姆定律V=IR，第二域W之第二直流等 效電阻值(R)為已知，經由測量㈣二電感1()兩端的跨_，即可得知輸 出給耗能元件22的電流①為多少。再藉由功率p=yi的公式，可計算出輸 出給耗能元件22的輪出功率。因此，藉由線路中本身即具有的第二電感2〇 之第二直流等效電阻值，測量出輸出功率，所測量到的輸出功率較傳統串 聯外部電阻的方式來的精準。 清參照「第2圖」為本發明電腦功率測量裝置之第二實施例。於該實 夕增加個監控模組5〇。而監控模組5〇連接輸入測量模組扣與 1 4里模”且4〇 ’用以顯示輸入功率與輸出功率。如此，經由輸入測量模 3〇所測#與#算而得的輸人功率，以及經由輸出測量模組⑽所測量與 ""a得的輸出功率’皆可經由監控模組5〇來顯示。舉例說明，監控模組 σ為.4不ϋ ’而電腦制者即可輕易的由顯示器中得知目前電源供應器 子某個耗月b元件啤如，中央處理器)輸入功率為多少，而相對的該耗 1353512 能元件22消耗了多少功率也可一目瞭然。因而可得知電源供應器η與耗 能讀22的即時效能，也方便使用者了解電源供應器η提供給耗能元件 22的電力之效率高低。 請參照「第3圖」，該圖所示為本發明電腦功率測量裝置之第三實施例。 於此實施例中1腦功率測量裝置多增加主機板60、阻抗70。 第一實域巾，域板6G包含輸人單元⑵與輸出單元Μ。其中，輸 入早心2與輸出單元64彼此互相電性連接，且輸入單元連接電源供應器

12，而輸出單元料接複數個耗崎22。在此耗能元件22同樣為電腦 設備中多蝴蝴⑽.：t央處频咖)、刪、南橋晶 月或雜晶片等。於該實施例中，先將電源供應器12連接到主機板6〇的 輸入早70 62後，再藉由輸出單元64將電源供細2的電力提供給電腦中 所有的耗能元件22。 阻抗70 -端連接輸入單元⑴，另一端連接輸出單元μ。輸入測量模 組30連接阻抗7〇兩端，依據阻抗％的電阻值測量出輸入功率。輸入測量 核組3〇測讀計算輸人神的方法與上助同，在此料再贅述。由於阻 連接在輪人單元62與輸出單元64之間等於必須承受電源供應器所 輸入的王和力率’因此阻抗7G必需為高功率的阻抗(耐電流能力必須較 強）’所以可採用水泥電阻。然而水泥電阻雖可承受較高之功率，但其阻抗 值的精確度較為不足。因此，除了水泥電阻外，阻抗川也可採臟銅線。 因為Μ銅線具有固定阻抗值的特性，所以輸入測量模组％經由猛銅線的 電阻值而測量计算所得之輸人功#也會較採用水泥電阻為準確。 9

每個耗月b兀件22與輸出單元64之間，分別連接一個電感，而每 —個電感分別具有直流等效電阻值。其中，電感80如前所述，同樣為電腦 义置線路巾本身具有的電^輸出測量模組⑽連接紐⑽兩端，依據每 -個電感之直流等效電阻值，測量出供予每—個耗能元件22的輸出功率。 二實施例中’同樣可包含監控模組5G連雜人測量模組Μ與輪出測量 〇用以顯福人辨與輸出辨。伽者可輕纽監控模組5〇中得 知整個電源供廳12所提供的輸人辨，衫足夠所有耗能元件U的使 用，可避朗賴供絲12的功率不足，影___定性。且由於 輸出測量模組4〇已測量崎有耗能元件的輸出功率所以者也可藉由 監控模組5〇來選擇查看不同耗能元件Μ的輪出功率，例如：選擇咖模 式，即可看到即時提供、給CPU的輸出功率；選擇記憶體模式，_可看到即 時提供給記憶體的輸出功率等。

第三實施例與前述之第—實施例差異處在於，第_實施例所測量到的 輸入功率為電源供應n 12單獨料-錄能元件22的輸人鱗，例如： 電源供應ϋ 12單騎巾央纽^的輸人功率。而在第三實施财，所測量 到的輸入功率為電源供應器12輸人至電腦裝置中之全部的輸入功率。 請參照「第4圖」為本發明電腦功率測量裝置之第四實施例。該實施 例中，主機板60包含複數個輸入單元62，且每—個輪人單元^分別連接 -個電源供應器12。具有複數個電源供n的目的在於，多出來的電源供應 器12可以作為備援之用。因此’於該實施例中多增加切換模組，與監控 模組50以及複數個輸入單元62電性連接。當輸入功率小於輸出功率時， 10 1353512 代表原本所連接的電源供應器i2，已經無法負荷電腦情有耗能元件a的 功率需求。此時，必财_電力來源㈣再供應給電腦裝置，否則電腦 '裝置會當機㈣刪。因此，在此種情況下，切換模組會發出致能訊號， .肋啟動另一個輸人料62與另-個電源供應器仏如此，可避免因耗能 元件22雜神太大L腦錢或電馳魅12損_情形發生， 而維持電腦裝置運作時的穩定性。 雖然本發_技_容已經以概實關揭露如上，料並非用以限 • $本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與 潤飾，皆應涵蓋於本發明的範轉内，因此本發明之保護範圍當視後附之申 請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖：本發明電腦功率測量裴置之第一實施例。 第2圖：本發明電腦功率測量裝置之第二實施例。 第3圖：本發明電腦功率測量裝置之第三實施例。 第4圖：本發明電腦功率測量裝置之第四實施例。 【主要元件符號說明】 10:第一電感 12 :電源供應器 20 :第二電感 22 :耗能元件 3〇 :輸入測量模組 1353512 40 :輸出測量模組 50 :監控模組 ·· 60 :主機板 ' 62 :輸入單元 64 :輸出單元 70 :阻抗 80 :電感 90 :切換模組

Claims (1)

1353512 . [年月日修正本I 十、申請專利範圍： 1-- 1. 一種電腦功率測量裝置，包含： 一第一電感，連接一電源供應器，且該第一電感具有一第一直流等 效電阻值； . 一第二電感，連接一耗能元件，且該第二電感具有一第二直流等效 電阻值； 一輸入測量模組，並聯連接該第一電感，量測出該第一電感兩端的 • 跨壓並依據該第一直流等效電阻值與該第一電感兩端的跨壓而測量出一 輸入功率；及 -輸出測量模組’並聯連接該第二電感’量測出該第二電感兩端的 跨壓並依據該第二直流等效電阻值與該第二電細端的跨壓而測量出一 輸出功率。 2. 如請求項1之電腦功率測量裝置，其中該耗能元件係為中央處理器 (CPU)。 鲁3·如請求項1之電腦功率測量裝置，其中該耗能元件係為記憶體。 4. 如請求項1之電腦功率測量裝置’其中該耗能元件係為南橋晶片。. 5. 如請求項1之電腦神測量裝置，其巾該耗能元件係為北橋晶片。 ' 6.如請求項1之電腦功率測量裝置，更包含-監控模組，連接該輸入測量 模組與該輸出測量模組，用以顯示該輸入功率與該輸出功率。 7. —種電腦功率測量裝置，包含： -主機板’包含至少-輸人單元與―輸出單元，該輸人單元電性連 13 1353512 接該輪出單元，且每一該輪入單元分別連接一電源供應器，而該輪出單 元連接複數個耗能元件； 至少一阻抗，一端連接該輸入單元，另一端連接該輸出單元； 複數個電感，分別連接該些耗能元件，且每一該電感分別具有一直 流等效電阻值； 一輸入測量模組，並聯連接該阻抗，量測出該阻抗兩端的跨壓並依 據該阻抗之一電阻值與該阻抗兩端的跨壓而測量出一輸入功率；及 一輪出測量模組，並聯連接該些電感，量測出每一該電感兩端的跨 虔並依據每一該電感之該直流等效電阻值與每一該電感兩端的跨麼而測 量出供予每一該耗能元件之一輸出功率。 8. 如請求項7之電腦功率測量裝置，其中該耗能元件係為中央處理器 (CPU)。 9. 如請求項7之電腦功率測量裝置，其中該耗能元件係為記憶趙。 10·如請求項7之電腦功率測量裝置，其巾該耗航件係為南橋晶片。 11. 如請求項7之電腦功率測量裝置’其中該耗能树係為北橋晶片。 12. 如請求項7之1：腦功率測量裝置，其中該阻抗係為水泥電阻。 13. 如請求項7之細功率測量裝置，其巾娜抗係為猛銅線。 14. 如請求項7之電腦功率測量裝置，更包含一監控模組，連接該輸入測量 模組與該輸出騎模組，輪人辨與贿出功率。 15·如請求項7之電腦功率測量裝置，更包含__切換模組當該輸入功率小 於該輸出功率’發出—致能訊號，用以啟動另—該輸人單元與另一該電 1353512 源供應器。 1353512 式 圖.-«-· β修正本

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SCS1铖 第17頁 1353512 ♦ 圖 09

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