专利名称：电源管理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源管理装置，特别于电源供应时，通过功率比较器比较系统的电源能量供应与消耗，将系统除电量消耗外所剩余的电量充分地供应给电池进行充电，以达到提高用电效率的目的。
背景技术：
一般来说，一个系统的用电为固定的功率消耗，故电源供电依照此功率消耗而决定分配的电源电力，至少需提供比此基本功率消耗更高的电力，如系统基本用电为100瓦特，则至少提供大于100瓦特的电力。如果此系统为功能强大的复杂系统，则其中供电系统用电的状态，可包括正常开机状态(onstate)、待命状态(stand-by state)、闲置状态(suspend state)、关机状态(offstate)等，如美国专利US5,586,333号所公开的用于计算机系统外围装置的电源管理方法，即可针对以上各种模式产生不同的电源管理信号控制电源输出，其中如计算机系统中包括的电源模式，包括运行状态、待命状态与休眠状态(sleep mode)等，电源供电需根据不同的电源模式，提供不同的供电量。
至于可携式计算机的系统，如笔记本/膝上型计算机，美国专利第6,763,478号公开了一种计算机中央处理器(CPU)与总线(BUS)频率(Clock)会随着电源不同而调整的技术，当以AC电源供电时，CPU与总线即以最高性能运行，如果检测到以电池供电时，即自动降低运行频率，达到省电的目的。
以上公知的省电模式都是针对系统端的用电产生省电的效果，而在现有技术中，美国专利第6,741,066号，如图1，其充电控制器12产生的反馈信号(feedback signal)101包括电池15的充电电流/电压和系统16的用电量的信息，外接电源10利用此反馈信号101来调整对系统16与电池15充电的输出电量，以此提升便携型装置电池与AC电源的使用效率。
图1中，电源10电连接系统16内的电源调整器(power conditioning)14，并供应系统16电量，电源调整器14又耦接多个外围18a，18b，18c；至于充电控制器12则监测电池15的用电量，并以反馈信号101反馈至电源10，故电源10可由此信号得知电池15所需电量，以平衡电池15与系统16的用电。
现有技术所公开的技术，虽然能使系统提升用电效率，但所能达到的效果却有限；本发明的电源管理装置则提出更为有效的使用较低功率电源的技术，除了针对系统用电外，还能对电池有效地充电，并且可配合中央处理器降电压、降频工作来提升用电效率。
发明内容
本实用新型涉及一种电源管理装置，利用对系统的电源控制运用的管理，当使用AC电源时，通过AC电源提供系统运行所需的电量，同时以其中控制器与电源比较单元对电池做更有效率的充电，达到(1)、确保系统的总消耗功率不会超过电源供应器所提供的规格；(2)、以同样规格的电源供应器，可以支持消耗功率更多及运算速度更高的系统。
电源管理装置至少包括提供系统用电的电源；耦接于电源与系统间，以随时或周期性检测该系统用电与该电源的供电情形的供电检测单元；控制单元，耦接该供电检测单元、该系统与切换开关的控制芯片；切换单元，耦接该控制单元，为控制该电源对该电能存储装置充电的电路开关；以及电能存储装置，经由该切换开关耦接该供电检测单元，并提供该系统的直流电源。其中供电检测单元通过控制单元与系统连接，并且通过切换开关控制电能存储装置的充电与否。
根据所述的电源管理装置，其中该系统的该供电检测单元至少包括限流电阻、比较单元与电源转换单元。
根据所述的电源管理装置，其中该比较单元跨接于该限流电阻的输出/入端。
根据所述的电源管理装置，其中该电源转换单元为电压转换电路。
根据所述的电源管理装置，其中该比较单元为运算放大器。
根据所述的电源管理装置，其中该限流电阻为多个电阻组成的电路。
根据所述的电源管理装置，其中该控制单元为耦接于该系统内南桥芯片的键盘控制芯片。
根据所述的电源管理装置，其中该控制单元耦接该系统的处理器，以控制该处理器降频运行。
根据所述的电源管理装置，其中该控制单元耦接该系统的处理器，以控制该处理器降电压运行。
本实用新型的管理方法流程包括启动电源，检测电源的总供电量，检测系统的消耗电量，接着，检测电能存储装置的电量，再比较电源的总供电量与系统的消耗电量，以判断是否有足够的剩余电量对电能存储装置充电，与是否对系统的处理器进行降电压或降频措施。
图1为公知技术电源管理的方块示意图；图2为本实用新型电源管理装置的示意图；图3为本实用新型电源管理装置实施例的示意图；其中，附图标记说明如下12充电控制器101 反馈信号15电池14电源调整器16系统10电源18a， 18b，18c外围20电源22供电检测单元24切换单元26电能存储装置28系统29控制单元31第一限流电阻
32第二限流电阻33第一比较单元34第二比较单元35电源转换单元281 处理器具体实施方式
一种电源管理装置，通过比较系统的电量提供与消耗而运用控制器来达到系统内的电源管理，可有效地使用较低功率电源的技术，此外，除供应系统用电外，还能有效地对电池充电，并配合中央处理器降电压、降频工作来提升用电效率。以下详述本实用新型的优选实施例，其实际应用可以此实施例等效运用，但并不限于在此的叙述。
本实用新型所述的电源管理装置在系统供电时，可动态调整对其中电能存储装置(如电池)进行充电，当系统总消耗功率超过电源所提供的特定瓦特(Watt)数时，电源管理装置即刻自动停止对电池充电，甚至对系统处理器作降频、降电压运行，并在系统用电正常后，能检测剩余电量是否足够对该电能存储装置充电，给予适当电压充电。
举例来说，如系统使用130瓦特供电能力的电源，而耦接系统本身的电能存储装置(如电池)充电最大功率为40瓦特，但如果系统不含电池充电所需功率外，需要最大消耗功率为130瓦特，若同时供系统用电与对电池充电，电源供应的功率将不敷使用，在此情况下，本发明的实施例可中断对电池的充电，而随时检测系统用电有否改变，若系统用电降低，且剩余电量可达电池充电功率，则可自动对电池以所需的功率充电。
若系统总消耗功率已超过电源所供的电能，此时，己不考虑电池充电的用电，此时系统内产生的检测信号传给系统，可驱使系统对其处理器作降频动作，或对其中处理器的电源转换器作降电压的动作，以保护电源与系统的供电平衡，不致损毁或死机，并在降频或降电压期间，检测供电情形，以随时恢复系统的正常运行。
请参阅图2所示电源管理装置的示意图，外部电源20耦接供电检测单元22，供电检测单元22还耦接系统28，并通过切换单元24与电能存储装置26耦接，其中，电能存储装置26提供系统28所需的直流电源，而由供电检测单元22随时或周期性检测与比较系统28用电与电源20的供电情形；当电源20对系统28供电且运行时，供电检测单元22由比较结果得知电源20供电是否有足够的剩余电量，通过控制单元29控制切换单元24开启，使电源20对电能存储装置26充电，而当电源20供电情况不足对电能存储装置26充电，则控制单元29关闭切换单元24的线路，中止充电；此外，若电源20供电不足对系统28供电，除中止对电能存储装置26充电外，还可通过控制单元29对系统28内处理器等耗电元件做降电压或降频措施。
上述控制单元29可为耦接供电检测单元22、系统28与电能存储装置26的控制芯片，也可为设置于系统28中的集成电路(IC)，此集成电路的使用可沿用系统28中芯片，如耦接于系统28内南桥芯片(South Bridge)的键盘控制芯片(keyboard controller)，还可为本实用新型特别设计的控制芯片。
而图3所示的装置示意图为本实用新型的最优选实施例之一，其中在图2中所示的供电检测单元22可包括限流电阻31，32、比较单元33，34与电源转换单元35，其中电源20耦接第一限流电阻31，而由第一比较单元33跨接第一限流电阻31的输出/入端，并耦接电源转换单元35，此电源转换单元35是电源20为提供连接系统28工作所需电能的电压转换电路，其将电源20所输入的电压转换为各种系统28内部元件所需各种不同的电压，如输入20V，转换系统28所需的5V等，系统28内部还设置有多个元件，如图中所示的处理器281，系统28也可由电能存储装置26供电，并接受控制单元29的控制信号，如对处理器281做降频或降电压的要求。
第一比较单元33耦接控制单元29，将电源20的供电与系统28的用电的比较结果传送给控制单元29，控制单元29可以此比较结果决定是否开启或关闭切换单元24，使开始或中止电源20对电能存储装置26充电，或对系统28内处理器281做降电压或降频运行。
若切换单元24开启电源20对电能存储装置26充电，充电电流经过第二限流电阻32对电能存储装置26充电，且第二比较单元34跨接第二限流电阻32的输出/输入端，以检测电能存储装置26的充电状态。
上述第一限流电阻31与第二限流电阻32为多个电阻并联组成的电路结构，用于产生压降，当电流经过时，电流越大则压降越大，再分别通过第一比较单元33与第二比较单元34放大此信号，故比较单元33，34可为运算放大器(OP Amp)的配置，以取得输出/入端之间的电位差，当得知电源20供电、系统28与电能存储装置26的用电情形后，将结果传至控制单元29，经比较一电压默认值，决定是否有足够电能对电能存储装置26充电，或是迫使系统28内处理器281降电压或降频。通过上述装置保护电源20，使其不致于功率消耗过大而烧毁，亦能提供系统28稳定电量，达到提升用电与系统工作的效率。
系统用电的状态，包括正常开机状态、待命状态、闲置状态、关机状态等，而在配合操作系统下，则有正常运行状态、待命状态与休眠状态等。本实用新型所述的电源管理装置也可对系统28中各用电状态做检测，以动态调整对电能存储装置26的充电供电，如待命与休眠状态，由于此时对系统供电较小，可以剩余足够的电量对电能存储装置26充电。
综上所述，本实用新型为电源管理装置，通过其装置可达到以较小功率的电源，来有效率地进行系统供电与电池充电，并在供电不足时，能使系统内处理器予以降频与降电压的措施，实为不可多得的创新物品，及具产业上的利用价值。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非用以限制本实用新型，故举凡运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构变化，均包含于本实用新型的专利保护范围内，合予陈明。
权利要求1.一种电源管理装置，其特征在于，至少包括电源，提供系统用电；供电检测单元，耦接于该电源与该系统，以随时或周期性检测该系统用电与该电源的供电情形；控制单元，耦接该供电检测单元、该系统与切换开关的控制芯片；切换单元，耦接该控制单元，为控制该电源对该电能存储装置充电的电路开关；以及电能存储装置，经由该切换开关耦接该供电检测单元，并提供该系统的直流电源。
2.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，该系统的该供电检测单元至少包括限流电阻、比较单元与电源转换单元。
3.如权利要求2所述的电源管理装置，其特征在于，该比较单元跨接于该限流电阻的输出端和输入端之间。
4.如权利要求2所述的电源管理装置，其特征在于，该电源转换单元为电压转换电路。
5.如权利要求2所述的电源管理装置，其特征在于，该比较单元为运算放大器。
6.如权利要求2所述的电源管理装置，其特征在于，该限流电阻为多个电阻组成的电路。
7.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，该控制单元为耦接于该系统内南桥芯片的键盘控制芯片。
8.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，该控制单元耦接该系统的处理器，以控制该处理器降频运行。
9.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，该控制单元耦接该系统的处理器，以控制该处理器降电压运行。
专利摘要本实用新型公开了一种电源管理装置，至少包括电源；供电检测单元；控制单元；切换单元；以及电能存储装置。该电源管理装置用于一般系统用电与其电池充电间的电源管理，如在可携式计算机中的系统与电池用电策略中，当启动电源后，通过比较电路与限流电阻等元件组成的供电检测电路检测电源的总供电量、系统消耗功率与电能存储装置的电量，在比较电源的总供电量与系统的消耗电量后，以足够的剩余电量供应电能存储装置充电，或在电量不足时，使系统的处理器降频或降电压，以有效利用较小功率的电源，实现省电、高用电效率与降低成本等效果。
文档编号G06F1/26GK2901666SQ20062000666
公开日2007年5月16日 申请日期2006年3月28日 优先权日2006年3月28日
发明者王明璋, 张文雄, 廖世伟, 吴廷宏, 李永勋 申请人:蓝天电脑股份有限公司