TWI548193B

TWI548193B - 用於電子裝置之省電方法以及相關省電電路

Info

Publication number: TWI548193B
Application number: TW101116843A
Authority: TW
Inventors: 陳建良; 劉金泯
Original assignee: 緯創資通股份有限公司
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2016-09-01
Also published as: US9318288B2; CN103390997A; US20130300216A1; TW201347388A

Description

用於電子裝置之省電方法以及相關省電電路

本發明係指一種省電方法及其相關省電電路，尤指一種可用於一系統處於輕載時之省電方法及其省電電路。

電源供應器將交流電源電壓轉換為直流電壓的技術目前已被廣泛應用於積體電子裝置中。電源供應器可以將輸出電壓、電流或電能維持在穩定的範圍內，以使電子裝置之操作安全及有效率。因此，一交換式電源供應器因具有高效率以及良好的輸出整流而被廣泛用來供應目前許多電子設備之電源。在交換式電源供應器中，能量是透過持續地在高頻下進行切換之開關來達成轉換。相較於線性式電源供應器，交換式電源供應器可提供較佳的效能表現，因為透過開關可減少能量的損失。當開關導通時，產生較低的壓降，使得任何大小的電流流經開關。當開關關閉時，電流則被切斷。如此一來，在兩個狀態下電源消散相對的減小。

電子裝置可能會因為使用者操作情況而處於繁忙或閒置狀態，而造成交換式電源供應器之負載在不同時間會呈現重載或輕載的用電狀態，因此交換式電源供應器必須根據目前的負載狀態，提供不同的工作電壓。

為了在系統在輕載的時候，具有較好效率，交換式電源應器在輕載的時候會進入一無載模式(Skip mode)，以節省電源消耗。然而，目前電子產品對於省電要求越來越重視，即使在輕載狀態進入無載模式仍然無法達到最好的省電效能。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種用於一電子裝置之省電電路，可於該電子系統之一系統電路處於一輕載時減少電源消耗以及增加系統效能。

本發明揭露一種用於一電子裝置之省電電路。該省電電路包含有一直流電源供應器、一感應單元以及一控制單元。該直流電源供應器，用來提供一直流電源。該感應單元，耦接於該直流電源供應器，用來偵測該直流電源，並根據該直流電源運算產生一電壓訊號。該控制單元，耦接於該感應單元，用來根據該電壓訊號判斷該電子裝置之一系統電路之負載為輕載或重載，並產生一致能訊號。

本發明另揭露一種用於一電子裝置之省電方法。該省電方法包含有偵測一直流電源；根據該直流電源，運算產生一電壓訊號；根據該電壓訊號，判斷該電子裝置之一系統電路之負載為輕載或重載，並產生一致能訊號；以及於該系統電路之負載變化時，根據該致能訊號致能不同的直流轉換模組。

請參考第1圖，第1圖為本發明省電電路10之示意圖。省電電路10可用於一電子裝置中，用來改善電子裝置之效能，達到省電之目的。電子裝置可為筆記型電腦、伺服器、桌上型電腦、或其他需要穩定電壓之電子裝置。省電電路10包含有一直流電源供應器100、一感應單元120、一控制單元140、一重載高效率模組160以及一輕載高效率模組180。重載高效率模組160以及輕載高效率模組180同時耦接到一系統電路190。系統電路190可視為一負載，不包含於省電電路10中，但為了方便說明而示於第1圖中。直流電源供應器100，用來提供一直流電源I，可為一變壓器、一電池或任何提供一直流電源之電子元件。感應單元120，耦接於直流電源供應器100，用來根據直流電源I，運算產生一電壓訊號VAD。控制單元140，耦接於感應單元120，用來根據電壓訊號VAD判斷系統電路190之負載為輕載或重載，並產生一致能訊號EN。重載高效率模組160以及輕載高效率模組180，耦接於控制單元140，用來根據致能訊號EN提供系統電路190不同之電壓。

因此，當系統電路190之負載改變時，直流電源供應器100所提供之直流電源I會隨負載不同而變化。感應單元120偵測直流電源I，並根據直流電源I運算產生電壓訊號VAD。控制單元140比較電壓訊號VAD與一預設值A，判斷系統電路190之負載為輕載或重載。當電壓訊號VAD小於預設值A時，控制單元140則判斷系統電路190之負載為輕載。當電壓訊號VAD大於預設值A時，控制單元140則判斷系統電路190之負載為重載。當控制單元140判斷系統電路190之負載為輕載時，控制單元140產生致能訊號EN，以致能輕載高效率模組180。輕載高效率模組180根據致能訊號EN，提供系統電路190一穩定電壓V1。當控制單元140判斷系統電路190之負載為重載，控制單元140產生致能訊號EN，以致能重載高效率模組160。重載高效率模組160根據致能訊號EN，提供系統電路190一穩定電壓V2。較佳地，穩定電壓V1小於穩定電壓V2。因此，透過控制電路140判斷系統電路190處於何種負載狀態，省電電路10可致能重載高效率模組160或輕載高效率模組180，以提供系統電路190不同的電壓。也就是說，當系統電路190處於重載時，控制單元140致能重載高效率模組160，以達到最好的直流轉換效率。當系統電路190處於輕載時，控制單元140致能輕載高效率模組180，以節省電子裝置之電源消耗，同時達到最好的系統效能。

省電電路10之詳細實現方式，請參考第2圖。第2圖為本發明省電電路20之一具體實施例示意圖。省電電路20之基本架構與前述省電電路10類似。省電電路20包含有一直流電源供應器200、一電阻R、一充電晶片模組220、一鍵盤控制器240、一脈衝寬度調變(Pulse Width Module，PWM)直流轉換模組260以及一低壓差線性(Low Drop-Out)直流轉換模組280。另外，一系統電路290不包含於省電電路20中，但為了方便說明而示於第2圖。直流電源供應器200，用來提供一直流電源I2。電阻R耦接於直流電源供應器200，用來於系統電路290之負載變化時，偵測直流電源I2。充電晶片模組220耦接於電阻R，用來根據直流電源I2，運算產生電壓訊號VAD2。其中，電阻R以及充電晶片模組220可用來實現第1圖中之感應單元120。鍵盤控制器240，耦接於充電晶片模組220，用來根據電壓訊號VAD2判斷系統電路290之負載為輕載或重載，並產生一致能訊號EN2。鍵盤控制器240也可為一通用型之輸入輸出(General Purpose I/O，GPIO)或一MICRO-P嵌入式控制器，其用來實現控制單元140。脈衝寬度調變直流轉換模組260在系統電路處於重載時，具有良好的直流轉換效能，因此可用來實現重載高效率模組160。低壓差線性直流轉換模組280由於輸入輸出間的電壓差低，可構成抑制消耗電流的電源電路，因此低壓差線性直流轉換模組280在系統電路處於輕載時，可有效地減少直流轉換損失，因此可用來實現輕載高效率模組180，達到省電之功效。脈衝寬度調變直流轉換模組260耦接於鍵盤控制器240，用來於系統電路290處於重載狀態下，根據致能訊號EN2提供一穩定電壓V3至系統電路290。低壓差線性直流轉換模組280耦接於控制單元240，用來於系統電路290處於輕載狀態下，根據致能訊號EN2提供一穩定電壓V4至系統電路290。較佳地，穩定電壓V3小於穩定電壓V4。

當系統電路290之負載改變時，直流電源I2會隨負載不同而變化。電阻R偵測直流電源I2，充電晶片模組220根據直流電源I2運算產生電壓訊號VAD2。鍵盤控制器240比較電壓訊號VAD2與預設值A，判斷系統電路290之負載為輕載或重載。當電壓訊號VAD2小於預設值A時，鍵盤控制器240則判斷系統電路290之負載為輕載。當電壓訊號VAD2大於預設值A時，鍵盤控制器240則判斷系統電路290之負載為重載。當鍵盤控制器240判斷系統電路290之負載為輕載，鍵盤控制器240產生致能訊號EN2，以致能低壓差線性直流轉換模組280。低壓差線性直流轉換模組280根據致能訊號EN2，提供電壓V3至系統電路290。當鍵盤控制器240判斷系統電路290之負載為重載，鍵盤控制器240產生致能訊號EN2，以致能脈衝寬度調變直流轉換模組260。脈衝寬度調變直流轉換模組260根據致能訊號EN2，提供穩定電壓V4至系統電路290。另一方面，鍵盤控制器240可包含有一開關(未示於第2圖中)，用來切換致能EN2訊號輸出到脈衝寬度調變直流轉換模組260或低壓差線性直流轉換模組280。

因此，鍵盤控制器240判斷系統電路290之負載狀態，適時地致能脈衝寬度調變直流轉換模組260或低壓差線性直流轉換模組280，以達到提高系統效能以及省電之目的。

需注意的是，重載高效率模組160以及輕載高效率模組180的實現方式並不限定於脈衝寬度調變直流轉換模組260以及低壓差線性直流轉換模組280。在系統電路處於重載時具有高效率的任何電路皆可用來實現重載高效率模組160，而在系統電路處於輕載時具有良好省電功效的任何電路皆可用來實現重載高效率模組180。

關於上述省電電路10之操作方式，可歸納成一流程30。流程30，用於一電子裝置中用來提高系統效能以及省電之目的。流程30包含下列步驟：

步驟300：開始。

步驟302：偵測直流電源I。

步驟304：根據直流電源I，運算產生電壓訊號VAD。

步驟306：比較電壓訊號VAD是否大於預設值A；若是，執行步驟308；若否，執行步驟310。

步驟308：致能重載高效率模組。

步驟310：致能輕載高效率模組。

步驟312：結束。

根據流程30，省電電路10可比較電壓訊號VAD與預設值A，判斷系統電路190是否處於輕載或重載，而切換重載高效率模組或輕載高效率模組。詳細之實施方式可參考前述，於此不在贅述。

綜上所述，當系統電路之負載改變時，直流電源供應器所提供之直流電源隨之變化。感應單元偵測直流電源，並產生電壓訊號。控制單元比較電壓訊號與預設值，以判斷系統電路處於輕載或重載之狀態。若系統電路處於輕載，控制單元產生致能訊號，以致能輕載高效率模組。若系統電路處於重載，控制單元產生致能訊號，以致能重載高效率模組。如此一來，當系統電路變化時，控制單元可適時切換不同的直流轉換模組，以提高系統效能以及省電之目的。

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。

10、20‧‧‧省電電路

100、200‧‧‧直流電源供應器

120‧‧‧感應單元

140‧‧‧控制單元

160‧‧‧重載高效率模組

180‧‧‧低載高效率模組

190、290‧‧‧系統電路

220‧‧‧充電晶片模組

240‧‧‧鍵盤控制器

260‧‧‧脈衝寬度調變直流轉換模組

280‧‧‧低壓差線性直流轉換模組

30‧‧‧流程

300、302、304、306、308‧‧‧步驟

I、I2‧‧‧直流電源

VAD、VAD2‧‧‧電壓訊號

EN、EN2‧‧‧致能訊號

R‧‧‧電阻

V1、V2‧‧‧穩定電壓

第1圖為本發明實施例一省電電路之示意圖。

第2圖為本發明實施例另一省電電路之示意圖。

第3圖為本發明實施例一流程之示意圖。

10．．．省電電路

100．．．直流電源供應器

120．．．感應單元

140．．．控制單元

160．．．重載高效率模組

180．．．低載高效率模組

190．．．系統電路

Claims

一種用於一電子裝置之省電電路，包含有：一直流電源供應器，用來提供一直流電源；一感應單元，耦接於該直流電源供應器，用來偵測該直流電源，並根據該直流電源運算產生一電壓訊號；一控制單元，耦接於該感應單元，用來根據該電壓訊號判斷該電子裝置之一系統電路之負載為輕載或重載，並產生一致能訊號；一重載高效率模組，耦接於該控制單元，用來於該電子裝置之該系統電路之負載為重載時根據該致能訊號提供該電子裝置之該系統電路一第一電壓；以及一輕載高效率模組，耦接於該控制單元，用來於該電子裝置之該系統電路之負載為輕載時根據該致能訊號提供該電子裝置之該系統電路一第二電壓；其中，該第一電壓大於該第二電壓。
如請求項1所述之省電電路，其中該控制單元另比較該電壓訊號與一預設值，以判斷該電子裝置之該系統電路之負載為輕載或重載。
如請求項2所述之省電電路，其中於該電壓訊號大於該預設值時，該控制單元判斷該電子裝置之該系統電路之負載為重載以及於該電壓訊號小於該預設值時，該控制單元判斷該電子裝置之該系統電路之負載為輕載。
如請求項1所述之省電電路，其中該感應單元包含有：一電阻，耦接於該直流電源供應器，用來於該電子裝置之該系統電路之負載變化時，偵測該直流電源；以及一晶片模組，耦接於該電阻，用來根據該直流電源，運算產生該電壓訊號。
如請求項1所述之省電電路，其中該控制單元為一通用輸入輸出單元或一嵌入式控制器。
一種用於一電子裝置之省電方法，該省電方法包含有：偵測一直流電源；根據該直流電源，運算產生一電壓訊號；根據該電壓訊號，判斷該電子裝置之一系統電路之負載為輕載或重載，並產生一致能訊號；以及於該系統電路之負載變化時，根據該致能訊號致能不同的直流轉換模組；其中，於該系統電路之負載變化時根據該致能訊號致能不同的直流轉換模組，包含有於該電子裝置之該系統電路之負載為重載時根據該致能訊號致能提供一第一電壓之一重載高效率模組，以及於該電子裝置之該系統電路之負載為輕載時根據該致能訊號致能提供一第二電壓之一輕載高效率模組；其中，該第一電壓大於該第二電壓。
如請求項6所述之省電方法，其中根據該電壓訊號判斷該電子裝置之該系統電路之負載為輕載或重載係比較該電壓訊號與一預設值，以判斷該電子裝置之該系統電路之負載為輕載或重載。
如請求項7所述之省電方法，其中比較該電壓訊號與該預設值以判斷該電子裝置之該系統電路之負載為輕載或重載，包含有於該電壓訊號大於該預設值時，判斷該電子裝置之該系統電路之負載為重載以及於該電壓訊號小於該預設值時，判斷該電子裝置之該系統電路之負載為輕載。