用动态可变能量容量控制到计算装置的电力供应的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开一般涉及电子领域。更具体地说，本发明的实施例涉及用动态可变能量容量控制到计算装置的电力供应。
【背景技术】
[0002]在世界的一些部分(诸如包含非洲、亚洲和南美的大部分的新兴国家)，AC(交流)电力网可能仅对一部分人口可用，并且许多部分(诸如农村)可能缺乏对此类电力网的接入。这些通常还是受教育机会最缺乏并且同学个人计算机(CMPC)需求量最大的地区。虽然此类国家的政府可能愿意提供必要的资金以供应计算机，但在没有接入到运行的电力网的情况下，此类计算资源仍将是无用的。
[0003]—个解决方案是在到电力网的接入是缺乏的或不实际的地方利用太阳能。然而，今天的CMPC装置在不使用复杂套件的情况下不能直接由太阳能源充电，复杂套件可包含太阳能板、电池、电池充电器以及用于调节所供应的电压的其它电子器件。并且，这些解决方案的成本几乎与CMPC本身的成本一样，并且，此外，它们对于由小孩使用是不安全的，因为存在大的电池(例如铅酸)。
【附图说明】
[0004]参考附图提供了详细描述。在附图中，附图标记最左边的数字标识附图标记第一次出现的附图。在不同图中使用相同附图标记指示类似或相同项。
[0005]图1以及图10-12图示了可用于实现本文讨论的各种实施例的计算系统的实施例的框图。
[0006]图2是根据一些实施例的计算系统组件的框图。
[0007]图3以及图5-7图示了根据一些实施例的电路图。
[0008]图4以及图8-9图示了根据一些实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0009]在以下描述中，阐述了大量特定细节，以便提供对各种实施例的透彻理解。然而，本发明的各种实施例可在没有特定细节的情况下实行。在其它实例中，未详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免模糊本发明的具体实施例。另外，可使用各种部件，诸如集成半导体电路(“硬件”)、组织成一个或多个程序的计算机可读指令(“软件”)或硬件和软件的某种组合来执行本发明的实施例的各种方面。为了此公开的目的，对“逻辑”的提及将意味着硬件、软件或它们的某种组合。
[0010]如之前所讨论的，今天的CMPC装置在不使用复杂套件的情况下不能直接由太阳能源充电，复杂套件可包含太阳能板、电池、电池充电器以及用于调节所供应的电压的其它电子器件。并且，这些解决方案的成本几乎与CMPC本身的成本一样，并且，此外，它们对于由小孩使用是不安全的，因为存在大电池(例如铅酸)。
[0011]备选方法是将太阳能板直接连接到CMPC(例如以解决成本和安全问题)，但这在电学上是不实际的，因为CMPC产品当前以它接受电力供应仅作为固定电压(例如19V)并且供电电流必须在某个限制以上(例如大于大约2.0A)这种方式设计。不适合这些功率包络的任何电源将是不可用的。而且，原太阳能板(或光伏(PV)板)输出的特性令人遗憾地不适合此类包络。也就是，PV板的电压不是恒定的，并且由于太阳辐射和方位，通常范围从OV到20+V。并且，来自PV板的可用功率(或电流)取决于环境(诸如太阳辐射和/或温度)以及负载条件。这暗示，PV板的输出电流可低于某个预先设置的阈值(例如在上面示例中是-2.0A)。而且，输入电压(还有电流和/或功率)将不稳定(即浮动)。这由于其到系统的平均低功率输入而当然使性能降级，但更严重的问题是所得到的长期可靠性，或对平台组件(诸如一个或多个电池)的损坏。
[0012]此外，引起不期望的“功率振荡”或“不稳定的供电电压”的问题是从今天的CMPC中系统电力输送的设计继承的。系统首先被设计并构建成满足特定系统要求。确切地说，PC(个人计算机)系统(电池充电器IC(集成电路))用AC/DC(交流/直流)适配器电流限制(I_ADP)、电池充电器电流设置(I_CHG)和电池充电电压(V_CHG)的固定值来预先设置或“编程”。默认地，通过选择恰当的AC/DC适配器和正确的电池组集合，总是满足此类条件。然而，如果电力供应不满足此类预先定义的要求，则PC系统运行到功能故障状态。
[0013]例如，如果最大供电电流小于I_ADP(在CMPC中预先定义的适配器电流的值)，因为负载连接到源，则到负载的供电电压将被下拉，以便将输出功率维持在供电的功率能力内。供电电压一下降到电池充电器IC的“电压不足”的级别，平台上的保护电路将“起作用”，并且然后切断系统。然而，当供电电压由于存在低负载而超出了限制时，系统将自动再次重新启动。这是上面讨论的“功率振荡”的根本原因。此类不期望的过程/情形将在今天的CMPC下无限重复。这与当太阳能板(作为备选电源)直接连接到CMPC作为AC/DC适配器的替代时类似或相同。来自太阳能板的收获的能量根据许多因素(诸如太阳辐射、温度等)不断变化。因此，当来自能源的可用功率在阈值(例如I_ADP)以下时，然后PC系统将运行到不稳定功率状态中。
[0014]为此，如果满足某些要求，则一些实施例以备选电源(诸如PV板、风力发电机、热发电机、水/水力涡轮机等)耦合到系统负载(例如CMPC或另一类型计算装置/PC、移动装置、平板计算机、智能电话、膝上型计算机、超极本、UMPC(超移动PC)、智能手表、一副智能可佩戴眼镜、智能头盔等的一个或多个组件)的这种方式来管理配电路径(从源到负载)。例如，要求可以是，收获的/生成的能量的量/级别是充足的或者足够高的，以供应来自耦合的负载的电力需求。用这种方式，在系统的输入出现的“功率振荡”(在给定时间段诸如在大约10ms (毫秒)与大约IS (秒)之间的生成的电压/电流/功率的变化性，例如取决于装置和/或电源)的不期望的情形可被阻止，或者至少充分减少，以允许正确的功能性。
[0015]还有，虽然可参考太阳能讨论一些实施例，但除了或代替太阳能，也可使用一个或多个其它电源(例如具有或没有功率振荡问题)，诸如本文在各种实施例中讨论的。另外，虽然参考CMPC讨论一些实施例，但本文讨论的技术可容易地应用于任何类型的计算装置/PC/系统/平台，例如包含移动装置、平板计算机、智能电话、超极本、UMPC(超移动PC)、智能手表、智能眼镜、智能头盔等，它们可包含集成触摸屏或多触摸显示器。
[0016]在一个实施例中，功率控制器(PWCT)耦合在备选电源(诸如PV板)与计算系统(诸如CMPC或其它移动装置/PC)之间。PWCT的输入可接收任何类型的备选电源。其输出是具有提供给CMPC的调节电压的供应。仅当在PWCT的输入的可用功率足够大以满足负载需求时，PffCT可向PC输送电力。否则，从源到PC系统的电力路径被“关断”。
[0017]而且，一些实施例可应用在包含一个或多个处理器(例如具有一个或多个处理器核)的计算系统中，诸如参考图1-12讨论的那些。更具体地，图1图示了根据本发明的实施例的计算系统100的框图。系统100可包含一个或多个处理器102-1至102-N(在本文一般称为“处理器102”)。处理器102可经由互连或总线104通信。每个处理器可包含各种组件，为了清楚起见，仅参考处理器102-1讨论了其中一些组件。备选地，剩余的处理器102-2至102-N中的每个可包含参考处理器102-1讨论的相同或类似组件。
[0018]在实施例中，处理器102-1可包含一个或多个处理器核106-1至106-M (在本文称为“核106”)、高速缓存108和/或路由器110。处理器核106可实现在单个集成电路(IC)芯片上。而且，芯片可包含一个或多个共享和/或私用高速缓存(诸如高速缓存108)、总线或互连(诸如总线或互连112)、图形和/或存储器控制器(诸如参考图10-12讨论的那些)或其它组件。
[0019]在一个实施例中，路由器110可用于在处理器102-1和/或系统100的各种组件之间通信。而且，处理器102-1可包含多于一个路由器110。此外，多个路由器110可以通信以启用处理器102-1内部或外部的各种组件之间的数据路由。
[0020]高速缓存108可存储由处理器102-1的一个或多个组件(诸如核106)利用的数据(例如包含指令)。例如，高速缓存108可在本地高速缓存存储在存储器114中的数据，以便由处理器102的组件更快速存取(例如由核106更快速存取)。如图1中所示，存储器114可经由互连104与处理器102通信。在一实施例中，高速缓存108(其可被共享)可以是中间级高速缓存(MLC)、最后级高速缓存(LLC)等。并且，核106中的每个可包含I级