专利名称：计算机及其供电方法
技术领域：
本发明一般概念涉及一种计算机及其供电方法，更具体地说，涉及一种 可以减小提供给其系统单元的输入电力电平的范围的计算机及其供电方法。
背景技术：
诸如笔记本计算机和个人数字助理(PDA)的其上附有电池的便携式计 算机因为其可以被携带并被作为移动设备使用而正得到广泛应用。通常，计
算机通过AC/DC适配器或传统的电力设备来使用外部电源，并且使用可以被 适暨己器重新充电的电;也作为备用电源(secondary power source)。
图1A是示出传统计算机的框图。如图1A中所示，从适配器1向该传统 计算机提供19V的电力，从电池2向其提供6至8.4V的电力。因此，该传统 计算机的系统单元3从适配器1和电池2接收范围为6至19V的输入电力。 因为这样的配置具有较大范围的输入电力，所以当将诸如金属氧化物半导体 场效应晶体管(MOSFET)和电感器的组件被设计为输出相同的电压时，需 要它们具有较大容量，这就降低了整体效率和电池寿命。
为了解决这样的问题，已引入了窄直流电压(narrow voltage direct current, NVDC)。根据NVDC，将来自适配器1或电池2的电力转换成驱动系统单元 3中所包括的电子组件所需的电平，从而减小输入到DC/DC转换器4的输入 电力(VDC)的电压电平的范围。
然而，如图1B所示，因为从适配器1接收的电力并不直接施加到系统单 元3而是经由电池充电单元5来施加，所以传统的NVDC使效率降〗氐。而且， 传统的NVDC需要升压转换器来将从适配器1接收的电力逐步提升到充电电 池2所需的电压电平。
发明内容
本发明一般概念提供了一种计算机及其供电方法，其可以对交流电力 整流，以向系统单元提供比电池的最小电力电平高并且比电池的充电电力电平低的直流电力；以及放大所整流的直流电力，以将其提供给电池充电单元， 从而可以减少来自适配器的电^兹波发射，并可实现更有效率的NVDC。
本发明一般概念还提供了 一种计算机及其供电方法，其可以降低在系统 单元中包括的DC/DC转换器所生成的热，并且增长电池使用时间(battery use period )。
本发明一般概念的其他方面和用途将在下面的描述中被部分地阐述，并 且其部分地将从下面的描述中变得明显，或可以通过对本发明的实践而了解到。
可以通过提供一种计算机来获得本发明 一般概念的上述和/或其它方面， 该计算机包括系统单元，其具有多个电子组件；电池单元，其向所述系统 单元提供辅助电力；适配器，其接收第一交流(AC)电力并输出第二 AC电 力；整流单元，其对所述第二AC电力整流并向所述系统单元提供直流(DC) 电力，该直流电力的电平比操作所述系统单元所需的最小电力电平高并且比 对所述电池单元进行充电所需的充电电力电平低；电池充电单元，其对所述 电池单元进行充电；以及电力放大单元，其将从所述整流单元和所述系统单 元之间的电力提供路径上的点处分流的DC电力放大，并向所述电池充电单 元提供充电电力。
所述计算机还可以包括电源选择单元，其选择性地向所述系统单元提供 辅助电力和DC电力。
所述适配器可以包括整流电路，其将所述第一 AC电力整流成临时DC 电力；以及逆变器电路，其将所述临时DC电力转换成高频的第二 AC电力。
所述系统单元可以包括DC/DC转换器，其将DC电力和辅助电力中的至 少一个的电平降低预定值。
也可以通过提供一种计算机的供电方法来获得本发明的上述和/或其它 方面，该计算机包括具有多个电子组件的系统单元和向所述系统单元提供辅 助电力的电池单元，该供电方法包括接收第一 AC电力，以输出第二 AC 电力；对所述第二AC电力整流，以向所述系统单元提供DC电力，该DC电 力的电平比操作所述系统单元所需的最小电力电平高并且比对所述电池单元 进行充电所需的充电电力电平低；放大从向所述系统单元提供电力的电力提 供路径上的点处分流的DC电力；以及向所述电池单元提供所放大的DC电力作为充电电力。向所述系统单元提供所述DC电力的步骤还可以包括选择性地向所述系 统单元提供DC电力和辅助电力。接收所述第一 AC电力以输出第二 AC电力的步骤可以包括将所述第 一 AC电力整流成临时DC电力；以及将所述临时DC电力变换成高频的AC 电力。提供所述DC电力和辅助电力的步骤还可以包括将所述DC电力和辅助 电力中的至少 一 个的电平降低预定值。也可以通过提供一种计算机来获得本发明一般概念的上述和/或其它方 面，该计算机包括系统单元，其具有多个电子组件；第一电源，向所述系 统单元提供DC电力；第二电源，向所述系统单元提供辅助DC电力；以及 电力放大单元，其连接在所述第一电源和所述第二电源之间，用于对所述第 二DC电力进行放大以向所述第二电源输出充电电力。所述第一电源可以包括生成AC电力的适配器和将所述AC电力整流成 DC电力的整流器。所述电力放大单元可以连接在所述整流器和所述第二电源之间，以将所 述DC电力放大成充电电力。所述电力放大单元可以连接在所述整流器和所述第二电源之间，以将所 述第二DC电力的电平加倍来输出充电电力。所述充电电力可以包括第一电压和第二电压，并且所述第二电源可以包 括电池单元和电池充电单元，以接收所述第一电压并生成到所述电池单元的 所述第二电压来对所述电池单元进行充电，以使得所述电池单元向所述系统 单元输出充电的电压作为辅助DC电力。所述电力放大单元可以将所述第二 DC电力放大以输出第一电压，并且 所述第一电压可以具有比所述DC电力的电平高的电平。所述DC电力和所述第二DC电力可以是同一个。所述第一电源可以生成AC电力，并对所述AC电力整流以输出所述DC 电力，所述电力放大单元可以对所述AC电力整流以输出所述第二DC电力， 并放大所述第二 DC电力，以根据所述第二电源的特征来调整所述第二 DC 电力的电平。所述第二电源可以包括具有一个或多个电池组电池(battery cell)的电池单 元；并且所述第二电源的特征可以包括所述一个或多个电池组电池的数目。所述第二电源可以包括具有一个或多个电池组电池的电池单元，所述电 力放大单元可以根据该一个或多个电池组电池的特征来放大所述第二 DC电 力，以向所述第二电源的电池单元输出充电电力。所述第二电源的特征可以包括所述一个或多个电池组电池的数目。
通过下面结合附图对示范性实施例进行的描述，本发明一般概念的上述 和/或其它方面和用途将变得明显，并且更容易理解，其中 图1A和图1B是示出传统计算机的框图；图2A至图2D是示出根据本发明一般概念的示范性实施例的计算机的框 图；以及图3是描述根据本发明一般概念的示范性实施例的计算机的供电方法的 流程图。
具体实施方式
现在将对本发明一^L概念的实施例进行详细参考，在附图中示出了其示 例，其中通篇中相似的参考数字指代相似的元素。下面参考附图来描述示范 性实施例，以便解释本发明一般概念。图2A至图2D是示出根据本发明一般概念的示范性实施例的计算机100 的框图。如图2A中所示，根据本发明一般概念的示范性实施例的计算机100 包括系统单元10、电池单元20、作为电源的适配器30、整流单元40、电池 充电单元50、电力放大单元60以及电源选择单元70。可以用便携式计算机 或传统的计算机来具体化计算机100。系统单元10具有多个电子组件，用来在提供电力时执行计算机100的主 要功能。如果根据本发明一般概念的示范性实施例的计算机IOO是用便携式 计算机具体化的，则系统单元10的电子组件可以包括中央处理单元(CPU)、 随机存取存储器(RAM)、芯片组、主板、图形卡和本领域内已知的其它电 子组件。在这种情况下，系统单元10可以包括DC/DC转换器12,其将所提供的电力转换并输出具有驱动每个电子组件所需的电压电平的电力。DC/DC转换 器12可以包括一个或多个切换电压调节器，用来生成一个或多个具有各自的 电压电平的电力。DC/DC转换器12的每个切换电压调节器输出驱动每个电 子组件所需的各种电压电平的电力，例如士5V、 士3.3V、 士2.5V或其它电压电 平。将由切换电压调节器输出的各种电压电平的电力提供为每个电子组件所 需的电力，以在必要时操作和发送信号。电池单元20向系统单元10提供辅助电力。根据本发明 一般概念的示范 性实施例的电池单元20是作为可以由电池充电单元50充电的备用电源的电 池，并且其包括具有分别用于充电和输出电压的规范的至少一个电池组电池。串联(2S)电池。此外，如电池单元20的示范性实施例，包括在电池单元 20中的每个电池组电池的截止电力电平可以是3.0V,从电池组电池输出的最 大电力电平可以是3.7V,对每个电池组电池充电所需的充电电力可以是4.2V。 因此，为作为2S电池的电池单元20充电所需的充电电力电平是8.4V,并且 从电池单元20输出的电力电平的范围是6.0至7.4V。适配器30接收第一交流(AC)电力，并且输出第二AC电力。如图2B 中所示，根据本发明一般概念的示范性实施例的适配器30包括整流电路 32，其将第一AC电力整流成临时直流(DC)电力；以及逆变器电路34，其 通过高频切换电路将所述临时DC电力转换成高频的第二 AC电力。可以以 预定比例来降低逆变器电路34所输出的第二 AC电力的电平，并且还可以包 括能够被绝缘并且具有可调节的绕组比的变压器，以降低第二 AC电力的电 平。在这种情况下，第一 AC电力是商用AC电力，并且如果计算机100使 用2S电池，则输入到系统单元10的电力电平的范围是6.0至8.4V。而且， 如果第二 AC电力的电平是5V,则从第二 AC电力整流的DC电力的电平是 7.07V，从而满足输入到系统单元10的电力电平的范围。因为根据本发明一 ^:概念的示范性实施例的适配器30输出第二AC电力，所以与输出DC电力 的适配器相比，可以最小化电石兹干扰(EMI)。整流单元40对从适配器30接收的第二 AC电力整流，并且向系统单元 IO提供DC电力，该DC电力的电平比操作系统单元IO所需的最小电力电平 高并且比对电池单元20进行充电所需的充电电力电平低。如图2C中所示，根据本发明一般概念的示范性实施例的整流单元40包括多个二极管和一个电容器，以将第二AC电力整流成DC电力。如上所述，在2S电池的情况下，操作系统单元IO所需的最小电力的电 平是6.0V,并且对电池单元20进行充电所需的充电电力的电平是8.4V。因 此，整流单元40接收5V的第二 AC电力，而输出7.07V的DC电力。电池充电单元50对电池单元20进行充电。根据本发明一般概念的示范 性实施例的电池充电单元50可以包括变压单元，其将具有从适配器30输出 的电压电平的电力变换成具有对电池单元20充电所需的电压电平的电力。电力放大单元60连接到适配器30,以从适配器30接收5V的第二 AC 电力，如图2A中所示。在这种情况下，电力放大单元60可以包括额外的或 内部的整流器，以对所接收的第二 AC电力整流来生成DC电力，并放大该 DC电力以向电池充电单元50提供所放大的DC电力。然而，如在图2A中 的整流单元40和电力放大单元60之间的虚线所示，可以将电力放大单元60 连接到整流单元40的输出端，以从整流单元40接收DC电力并放大所接收 的DC电力来向电池充电单元50输出所放大的DC电力。电力放大单元60放大从整流单元40和系统单元10之间的电力提供路径 的点处分流的DC电力，并向电池充电单元5(H是供该充电电力。如图2D中 所示，可以用电压加倍器(voltage doubler)来具体化根据本发明一般概念的 示范性实施例的电力放大单元60,其将从整流单元40输出的DC电力的电平 加倍。如果适配器30输出的第二 AC电力的电压电平是5V，则根据本发明一 般概念的示范性实施例的电力放大单元60接收由整流单元40整流的7.07V 电压电平的DC电力，并且将所接收的DC电力放大成14.14V的第二 DC电力。此外，如果根据本发明一般概念的示范性实施例的计算机100使用3S电 池，则电池单元20的截止电力电平是9.0V,电池单元20输出的最大电力电 平是11.1V,且对电池单元20充电所需的充电电力电平是12.6V。因而，例 如，如果将适配器30输出的AC电力的电压电平调节为7V,则整流单元40 整流的DC电力的电压电平变为9.898V，从而可以向系统单元IO提供比电池 单元20的截止电力电平高且比对电池单元20充电所需的充电电力电平低的 DC电力。此外，电力放大单元60放大的DC电力的电压电平变为19.796V。因而， 可以提供从电池充电单元50输出的其电平高于12.6V的DC电力来对电池单 元20充电。在本发明一般概念的示范性实施例中，当计算机100使用3S电 池时，将适配器30的输出电力电平示出为7V。然而，当使得能够向系统单 元IO提供具有比截止电力电平高且比电池单元20的充电电力电平低的电平 的电力时，可以使用任何其它的配置。在2S电池或3S电池任何一种情况下，适配器可以输出与要被整流并提 供给系统单元10、以及要被放大和提供给电池充电单元50的电压电平相应 的第二 AC电力。电源选择单元70选择地向系统单元10提供从电池单元20输出的辅助电 力和从整流单元40输出的DC电力。根据本发明一般概念的示范性实施例的 电源选择单元70可以包括第一开关单元70a，其对整流单元40输出的DC 电力的流入进行开关；以及第二开关单元70b,其对电池单元20输出的辅助 电力的流入进行开关。在这种情况下，当接通第一开关单元70a而关断第二 开关单元70b时，从整流单元40输出DC电力；当关断第一开关单元70a而 才妻通第二开关单元70b时，从电池单元20输出辅助电力，从而防止了从整流 单元40和电池单元20向系统单元10提供的电力的冲突。下面，参考图2A至图3描述根据本发明一般概念的示范性实施例的计 算机100的供电方法。在操作SIO，适配器30接收第一 AC电力，而输出第二AC电力。在这 种情况下，当计算机IOO使用2S电池时，第一 AC电力是商用AC电力，而 输入到系统单元10的电力电平的范围是6.0至8.4V。因而，第二AC电力可 以具有5V的电平。此外，操作S10可以包括.'使用整流电路32将第一 AC 电力整流成临时DC电力的操作；以及使用逆变器电路34将整流的临时DC 电力变换成高频的第二AC电力的操作。在操作S20，整流单元40对在操作S10输出的第二 AC电力整流，并且 将比操作系统单元10所需的最小电力电平高且比对电池单元20进行充电所 需的充电电力电平低的DC电力提供给系统单元10。在这种情况下，操作S20 还可以包括选择性地向系统单元IO提供整流单元40所整流的DC电力和电 池单元20输出的辅助电力的操作。而且，电源选择单元70可以包括第一开 关单元70a和第二开关单元70b。在这种情况下，操作S20还可以包括当接通第一开关单元70a而关断第二开关单元70b时从整流单元40输出DC电 力的操作；以及当关断第一开关单元70a而接通第二开关单元70b时，从电 池单元20输出辅助电力的操作。在操作S30,电力放大单元60对在从适配器30向系统单元IO提供电力 的电力提供路径的点处分流的DC电力进行放大。可以由将DC电力电平加 倍的电压加倍器来执行步骤S30的放大。另一方面，操作S20和S40是分別向系统IO提供电力的操作。因而，可 以在已执行操作S30和S40之后执行操作S20,或可以同时执行操作S20和 S40。在操作S40,将在操作S30放大的DC电力提供给电池单元20作为充电 电力。在这种情况下，操作S40还可以包括使用系统单元10中包括的DC/DC 转换器12将整流单元40所整流的DC电力和电池单元20输出的辅助电力中 的至少 一 个降低预定值的操作。如上所述，根据本发明 一般概念的示范性实施例的计算机和计算机的供 电方法，对AC电力整流，向系统单元提供比电池单元的最小电力电平高并 且比电池单元的充电电力电平低的DC电力，将所整流的DC电力放大并将 其提供给电池充电单元，从而可以减少来自适配器的电磁波发射，并且可以 实现更有效率的NVDC。此外，根据本发明 一般概念的示范性实施例的计算机和计算机的供电方 法，可以减少由包括在系统单元中的DC/DC转换器所产生的热，并可以增长 电池使用时间。尽管已示出和描述了根据本发明 一般概念的几个示范性实施例，但是本 领域技术人员应当明白，在不背离本一般概念的原理和精神的情况下，可以 对这些示范性实施例做出改变，在所附的权利要求书及其等价内容中限定本 发明一般概念的范围。
权利要求
1.一种计算机，包括系统单元，其具有多个电子组件；电池单元，其向所述系统单元提供辅助电力；适配器，其接收第一交流(AC)电力并输出第二AC电力；整流单元，其对所述第二AC电力整流并向所述系统单元提供直流(DC)电力，该直流电力的电平比操作所述系统单元所需的最小电力电平高并且比对所述电池单元进行充电所需的充电电力电平低；电池充电单元，其对所述电池单元进行充电；以及电力放大单元，其将从所述整流单元和所述系统单元之间的电力提供路径上的点处分流的DC电力放大，并向所述电池充电单元提供充电电力。
2. 根据权利要求1所述的计算机，其中，所述充电电力的电平是所述 DC电力的电平的两倍。
3. 根据权利要求2所述的计算机，还包括电源选择单元，其选"^性地向所述系统单元提供辅助电力和DC电力。
4. 根据权利要求3所述的计算机，其中，所述系统单元包括DC/DC转 换器，其将所述DC电力和辅助电力中的至少一个的电平降低预定值。
5. 根据权利要求1所述的计算机，其中，所述适配器包括整流电路， 其将所述第一 AC电力整流成临时DC电力；以及逆变器电路，其将所述临 时DC电力转换成高频的第二 AC电力。
6. —种计算机的供电方法，该计算机包括具有多个电子组件的系统单元 和向所述系统单元提供辅助电力的电池单元，该供电方法包括接收第一AC电力，以输出第二AC电力；对所述第二AC电力整流，以向所述系统单元提供DC电力，该DC电力 的电平比操作所述系统单元所需的最小电力电平高并且比对所述电池单元进 行充电所需的充电电力电平低；放大从向所述系统单元提供电力的电力提供路径上的点处分流的DC电 力；以及向所述电池单元提供所放大的DC电力作为充电电力。
7. 根据权利要求6所述的供电方法，其中，所述充电电力的电平是所述DC电力的电平的两倍。
8. 根据权利要求7所述的供电方法，其中，向所述系统单元提供所述 DC电力的步骤还包括选择性地向所述系统单元提供DC电力和辅助电力。
9. 根据权利要求8所述的供电方法，其中，提供所述DC电力和辅助电 力的步骤还包括将所述DC电力和辅助电力中的至少 一个的电平降低预定值。
10. 根据权利要求8所述的供电方法，其中，接收所述第一AC电力以 输出第二 AC电力的步骤包括将所述第一AC电力整流成临时DC电力；以 及将所述临时DC电力变换成高频的第二 AC电力。
11. 一种计算机，包括 系统单元，其具有多个电子组件； 第一电源，向所述系统单元提供DC电力； 第二电源，向所述系统单元提供辅助DC电力；以及 电力放大单元，其连接在所述第一电源和所述第二电源之间，用于对第二DC电力进行放大以向所述第二电源输出充电电力。
12. 根据权利要求11所述的计算机，其中，所述第一电源包括生成AC 电力的适配器和将所述AC电力整流成DC电力的整流器。
13. 根据权利要求12所述的计算机，其中，所述电力放大单元连接在所 述整流器和所述第二电源之间，以将所述DC电力放大成充电电力。
14. 根据权利要求12所述的计算机，其中，所述电力放大单元连接在所 述整流器和所述第二电源之间，以将所述第二DC电力的电平加倍来输出充 电电力。
15. 根据权利要求11所述的计算机，其中 所述充电电力包括第一电压和第二电压；并且所述第二电源包括电池单元和电池充电单元，以接收所述第一电压并生 成到所述电池单元的所述第二电压来对所述电池单元进行充电，以使得所述 电池单元向所述系统单元输出充电的电压作为辅助DC电力。
16. 根据权利要求15所述的计算机，其中，所述电力放大单元将所述第 二 DC电力放大以输出第一电压，并且所述第一电压具有比所述DC电力的 电平高的电平。
17. 根据权利要求11所述的计算机，其中，所述DC电力和所述第二 DC电力是同一个。
18. 根据权利要求11所述的计算机，其中所述第 一电源生成AC电力，并对所述AC电力整流以输出所述DC电力；并且所述电力放大单元对所述AC电力整流以输出所述第二 DC电力，并放 大所述第二 DC电力，以根据所述第二电源的特征来调整所述第二 DC电力 的电平。
19. 根据权利要求18所述的计算机，其中所述第二电源包括具有一个或多个电池组电池的电池单元；并且 所述第二电源的特征包括所述一个或多个电池组电池的数目。
20. 根据权利要求11所述的计算机，其中所述第二电源包括具有一个或多个电池组电池的电池单元；并且 所述电力放大单元根据该一个或多个电池组电池的特征来放大所述第二 DC电力，以向所述第二电源的电池单元输出该充电电力。
全文摘要
一种计算机包括系统单元，其具有多个电子组件；电池单元，其向所述系统单元提供辅助电力；适配器，其接收第一交流(AC)电力并输出第二AC电力；整流单元，其对所述第二AC电力整流并向所述系统单元提供直流(DC)电力，该直流电力的电平比操作所述系统单元所需的最小电力电平高并且比对所述电池单元进行充电所需的充电电力电平低；电池充电单元，其对所述电池单元进行充电；以及电力放大单元，其将从所述整流单元和所述系统单元之间的电力提供路径上的点处分流的DC电力放大，并向所述电池充电单元提供充电电力。
文档编号G06F1/26GK101241389SQ20081000079
公开日2008年8月13日 申请日期2008年1月17日 优先权日2007年2月9日
发明者车载德 申请人:三星电子株式会社