专利名称：笔记本电脑的电源控制装置及其方法
技术领域：
本发明有关一种电源控制装置及其方法，特别是一种笔记本电脑的电源控制装置 及方法。
背景技术：
为了配合美国政府所推行的能源之星(Energy Star)计划，信息业界在早期 就已针对计算机(Personal Computer, PC)的省电问题提出了先进电源管理(Advanced PowerManagement ；APM)的规范，由于APM是在BIOS的韧体层次来实现电源管理的功效、机 制，难以提供更良善的电源管理功能，后来信息业界又更进一步的提出了先进组态与电源 接口(AdvancedConf igurationandPower Interface ；ACPI)来取代 APM，而 ACPI 则是在操 作系统层次(OperationSystem Layer)来实现电源管理的政策、机制。ACPI针对计算机的 全区系统状态(Global system states, Gx states)、个别设备的电源状态(device power state)、休眠模式(slewing mode)、处理器的电源状态及设备和处理器的效能状态都做了 多层次的定义，让PC或笔记本电脑(NoteBookComputenNB)能视不同的使用状态选择适当 的电源管理模式。ACPI针对中央处理单元(CPU)、外围装置等进行电能状态的定义，将CPU 的电能状态区分成CO、Cl、C2、C3等4种状态，装置(Device)也分成DO、Dl、D2、D3等4种 状态，其中数字愈小者表示愈耗电，反之则愈省电，其中装置的DO表示全速运作，D3则为完 全停止运作。为了能让笔记本电脑在使用电池的状态下更省电而且运作更长的时间，笔记本 电脑的电源管理一直是一个受到制造商重视的课题，许多应用于笔记本电脑的电源管理 技术已被提出；例如已核准的中国台湾发明专利1225586(申请号091120519)「动态调整 计算机系统功率消耗之装置」，针对使用桌上型中央处理器的笔记本电脑提出了一种省电 的技术，此一技术主要是透过实时监控进入系统之电流的大小来动态改变中央处理器频 率的手段达到省电的目的；另外在已核准的中国台湾新型专利公告第590277号(申请号 092205373)「笔记本电脑之电源控制装置」，提出了一种可以控制笔记本电脑电源的电源控 制装置，其利用一电流传感器侦测交流/直流转换器的输出电流，再将此输出电流与一比 较电流进行比较，当输出电流大于比较电流即产生一警示信号，若是警示信号符合一预设 标准，则以一逻辑电路控制笔记本电脑之操作(例如将笔记本电脑转换为省电模式运作)， 以降低交流/直流转换器提供予笔记本电脑之功率。前述的已知技术是透过监控进入系统之电流的大小来动态改变改变中央处理器 的工作频率，或是切换笔记本电脑的操作模式来达到省电的目的。
发明内容
本发明的主要目的在提供一种笔记本电脑的电源控制装置，可以省电，降低功耗 以及延长笔记本电脑之电池的使用时间。为达上述目的，本发明依据设备的电能状态动态地调整系统电压，让系统的多组电压供应在轻载时能以较低的电压运行，以达到延长笔记本电脑之电池使用时间的目的， 其中，本发明所述笔记本电脑的电源控制装置包括—电源供应器，用以提供笔记本电脑系统多组不同电压的系统电源；一设备状态监听程序，运行于操作系统用以监听设备的电能状态，并在获知设备 进入停止运作状态(D3)时，由于操作系统发出一控制命令，用以改变系统电源的电压；一基本输入/输出系统(BIOS)与操作系统通讯，并依据操作系统发出的控制命令 发出一电压控制信号；一脉冲宽度调变器(PulseWidthModulatiomPWM)与基本输入/输出系统通讯，依 据基本输入/输出系统发出的电压控制信号，控制电源供应器降低电源供应器所提供的系 统电源的电压，借此达到省电，降低功耗以及延长笔记本电脑之电池使用时间的目的。依据本发明的较佳实施例之一，基本输入/输出系统发出的电压控制信号可以是 电压卷标(VID)信号直接控制支持VID的脉冲宽度调变器，进行系统电压的切换。本发明的另一较佳实例，还包括有一参考电压控制单元，基本输入/输出系统发 出的电压控制信号可以透过例如南桥芯片的通用输入/输出(GPIO)传送至参考电压产生 单元，对脉冲宽度调变器之参考电压电平进行改变，进而透过PWM控制器降低电源供应器 所提供的系统电源的电压。因此，透过本发明所提出的技术手段，将使笔记本电脑能够依据设备的电能状态 动态地调整系统电源的电压，让系统的多组电压供应在轻载时能以较低的电压运行，而具 备省电，降低功耗，以及延长笔记本电脑之电池使用时间的功效。有关本发明的技术手段与较佳实施例，兹配合图示作最佳实施例详细说明如下。
图1为本发明之电源控制方法的一种较佳实施例。图2为本发明之电源控制装置的一种较佳实施例。图3为本发明之电源控制装置的另一种较佳实施例。图4为本发明之参考电压控制单元的一种较佳实施例。
具体实施例方式图1揭露了本发明之电源控制方法的一种较佳实施例步骤，包括步骤101.取得设备当前的电能状态，利用在操作系统(OS)运行的一设备状态 监听程序监听设备的电能状态，基本上可以透过ACPI所提供的程序语言ASL (ACPISource Language)来撰写此一设备状态监听程序；步骤102.当设备的电能状态进入停止运作状态(D3)时，由操作系统向基本输入 /输出系统(BIOS)发出一降低系统电压的控制命令，否则保持监听设备的电能状态；步骤103.基本输入/输出系统(BIOS)依据操作系统发出的控制命令向脉冲宽度 调变器(Pulse Width Modulation, PWM)发出一降低电压的电压控制信号；步骤104.脉冲宽度调变器控制电源供应器降低所提供的系统电源的电压；以及步骤105.当设备的电能状态离开停止运作状态(D3)时，由操作系统向基本输入/ 输出系统发出一恢复系统电压的控制命令，再透过基本输入/输出系统向脉冲宽度调变器发出一恢复电压的电压控制信号，进而利用电源供应器恢复所提供的系统电源的电压。依据本发明的较佳实施例，基本输入/输出系统(BI0Q产生的电压控制信号可以 是电压卷标(VID)信号，利用这个电压卷标信号直接控制支持VID的脉冲宽度调变器，进行 系统电压的切换。而另一较佳的实施例，则是透过调整脉冲宽度调变器之参考电压电平的方法，进 而透过PWM控制器降低电源供应器所提供的系统电源的电压。图2揭露了本发明之电源控制装置的一种较佳实施例，这种电源控制装置可以依 据笔记本电脑之设备10 (例如硬盘机，光驱，固态硬盘等储存设备)的电能状态，动态地改 变系统电源的电压，包括一电源供应器20，可以是切换式电源供应器(switchpower supply)，用以提供笔 记本电脑系统多组不同电压的系统电源，例如将电池21的电力转换为多组不同电压的系 统电源；一设备状态监听程序30，运行于操作系统(Operation System) 31用以监听设备 10的电能状态，并在获知设备10进入停止运作状态(D3)时，由操作系统OS发出一控制命 令Sc，用以改变系统电源的电压；一基本输入/输出系统(BIOS) 40与操作系统31通讯，并依据操作系统31发出的 控制命令&发出一电压控制信号Sv ；一脉冲宽度调变器(PulseWidthModulation，PWM)50与基本输入/输出系统40通 讯，依据基本输入/输出系统40发出的电压控制信号Sv，控制电源供应器20降低所提供的 系统电源的电压，以达到省电，降低功耗以及延长笔记本电脑之电池使用时间的目的。本发明的较佳实施例之一，前述由基本输入/输出系统40发出的电压控制信号 Sv，可以利用电压卷标(voltageidentifier，VID)信号直接控制支持VID的脉冲宽度调变 器50，降低电源供应器20所提供的系统电源的电压，而这里所指系统电源的电压可能包含 多组不同电压，如3. 3V，5V，1. 8V，1. 05V, VGA Core等不同的电压。图3是本发明的另一种较佳实施例，其中还包括有一参考电压控制单元60，这个 参考电压控制单元60具有一个参考电压的输出端0UTPUP_CTL连接至脉冲宽度调变器50， 用以提供脉冲宽度调变器50改变系统电源之电压的参考电平，由基本输入/输出系统40 发出的电压控制信号Sv被传送至参考电压产生单元60，对脉冲宽度调变器50之参考电压 电平进行改变，进而透过脉冲宽度调变器50降低电源供应器20所提供的系统电源的电压。图4为前述参考电压控制单元60之具体电路的一较佳实施例，包括有一电压输入端VDD，连接一电阻R3，并提供一输入电压；第一信号输入端61，第二信号输入端62用以接收前述的电压控制信号Sv ；第一分压电路71，具有第一开关组件Ql和第一分压电阻Rl，其中第一开关组件Ql 的栅极Gl连接第一信号输入端61，第一开关组件Ql的漏极Dl连接第一分压电阻R1，第一 分压电阻Rl的另一端与电压输入端VDD的电阻R3连接于参考电压的输出端0UTPUP_CTL ； 以及第二分压电路72，具有第二开关组件Q2和第二分压电阻R2，其中第二开关组件Q2 的栅极G2连接第二信号输入端62，第二开关组件Q2的漏极D2连接第二分压电阻R2，第 二分压电阻R2的另一端与电压输入端的电阻R3连接于参考电压的输出端0UTPUP_CTL ；而基本输入/输出系统40发出的电压控制信号Sv可以透过例如南桥芯片的通用输入/输出 (GPIO)传送至参考电压产生单元60的第一信号输入端61和第二信号输入端62，透过控制 第一开关组件Ql或是第二开关组件Q2的导通状态，可以选择性地导通第一分压电路71或 是第二分压电路72，进而在参考电压的输出端0UTPUP_CTL产生不同电压电平的参考电压 信号，再利用这个参考电压信号作为脉冲宽度调变器50的电压参考电平，进而控制电源供 应器20降低所提供的系统电源的电压。 虽然本发明已透过前述之较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 熟习相像技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明 之专利保护范围须视本说明书所附之申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种笔记本电脑的电源控制方法，依据笔记本电脑之设备的电能状态动态地调整电 源供应器所提供的系统电源的电压，其特征在于，包括取得设备当前的电能状态，利用在操作系统运行的一设备状态监听程序监听设备的电 能状态；当设备的电能状态进入停止运作状态时，由该操作系统向一基本输入/输出系统发出 一降低系统电压控制命令，否则保持监听设备的电能状态；该基本输入/输出系统依据该控制命令向一脉冲宽度调变器发出一降低电压的电压 控制信号；该脉冲宽度调变器控制该电源供应器降低所提供的系统电源的电压；以及当该设备的电能状态离开停止运作状态时，由该操作系统向该基本输入/输出系统发 出一恢复系统电压的控制命令，再透过该基本输入/输出系统向该脉冲宽度调变器发出一 恢复电压的电压控制信号，进而利用该电源供应器恢复所提供的系统电源的电压。
2.根据权利要求1所述之笔记本电脑的电源控制方法，其特征在于，取得设备当前的 电能状态是取得一储存设备的电能状态。
3.根据权利要求1所述之笔记本电脑的电源控制方法，其特征在于，该电压控制信号 为电压卷标信号，该脉冲宽度调变器为支持电压卷标信号的脉冲宽度调变器。
4.根据权利要求1所述之笔记本电脑的电源控制方法，其特征在于，该电压控制信号 用以调整该脉冲宽度调变器之参考电压电平，进而透过一脉冲宽度调变器降低电源供应器 所提供的系统电源的电压。
5.一种笔记本电脑的电源控制装置，可依据笔记本电脑之设备的电能状态动态地调整 电源供应器所提供的系统电源的电压，其特征在于，包括一电源供应器，用以提供笔记本电脑系统多组不同电压的系统电源；一设备状态监听程序，运行于该笔记本电脑的操作系统用以监听该设备的电能状态， 并在获知该设备进入停止运作状态时，由该操作系统发出一控制命令用以改变系统电源的 电压；一基本输入/输出系统与该操作系统通讯，并依据该操作系统发出的该控制命令发出 一电压控制信号；一脉冲宽度调变器与该基本输入/输出系统通讯，依据该基本输入/输出系统发出的 该电压控制信号，控制该电源供应器降低所提供的系统电源的电压。
6.根据权利要求5所述之笔记本电脑的电源控制装置，其特征在于，该电源供应器为 切换式电源供应器。
7.根据权利要求5所述之笔记本电脑的电源控制装置，其特征在于，该设备为硬盘机， 光驱或固态硬盘。
8.根据权利要求5所述之笔记本电脑的电源控制装置，其特征在于，该电压控制信号 为电压卷标信号，该脉冲宽度调变器为支持电压卷标信号的脉冲宽度调变器。
9.根据权利要求5所述之笔记本电脑的电源控制装置，其特征在于，还包括有一参考 电压控制单元，该参考电压控制单元具有一个参考电压的输出端连接至该脉冲宽度调变 器，由该基本输入/输出系统发出的该电压控制信号被传送至该参考电压产生单元产生一 电压参考电平，再依据该电压参考电平透过该脉冲宽度调变器降低该电源供应器所提供的系统电源的电压。
10.根据权利要求9所述之笔记本电脑的电源控制装置，其特征在于，该参考电压控制 单元包括有一电压输入端，连接一电阻，以提供一输入电压； 一第一信号输入端和一第二信号输入端用以接收该电压控制信号； 一第一分压电路，具有一第一开关组件和一第一分压电阻，该第一开关组件的栅极连 接该第一信号输入端，该第一开关组件的漏极连接该第一分压电阻，该第一分压电阻的另 一端与该电压输入端的该电阻连接于该参考电压的输出端；以及一第二分压电路，具有一第二开关组件和一第二分压电阻，该第二开关组件的栅极连 接该第二信号输入端，该第二开关组件的漏极连接该第二分压电阻，该第二分压电阻的另 一端与该电压输入端的电阻连接于该参考电压的输出端；该本输入/输出系统发出的该电 压控制信号透过控制该第一开关组件或是该第二开关组件的导通状态，选择性地导通该第 一分压电路或是该第二分压电路，进而在该参考电压的输出端产生不同电压电平的该参考 电压信号。
全文摘要
本发明提供了一种笔记本电脑的电源控制装置及其方法，包括一设备状态监听程序，运行于操作系统用以监听设备的电能状态，并在获知设备进入停止运作状态(D3)时，由于操作系统发出一控制命令，用以改变系统电源的电压；一基本输入/输出系统(BIOS)与操作系统通讯，并依据操作系统发出的控制命令发出一电压卷标(VID)信号；一脉冲宽度调变器与基本输入/输出系统通讯，依据基本输入/输出系统发出的电压卷标信号，控制电源供应器降低系统电源的电压；反之在获知设备回复至正常运作状态(D0)时，再透过电压卷标信号控制脉冲宽度调变器使系统电源恢复至正常的电压，以达到省电，降低功耗以及延长笔记本电脑之电池使用时间的目的。
文档编号G06F1/32GK102063176SQ20091030974
公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月14日 优先权日2009年11月14日
发明者廖勇智, 萧家典 申请人:佛山市顺德区汉达精密电子科技有限公司