电子设备中的功率管理与控制制造技术

为了管理电子设备的燃料电池和电池的功率，可感测由电子设备中操作模块所消耗的功率量。可获得燃料电池的生成电压容量和电池的剩余容量。根据所感测的消耗功率量和燃料电池的生成电压容量对电池进行放电／充电。如果所感测的消耗功率量超过燃料电池的生成电压容量与电池的剩余容量之和，则将性能限制信号提供给操作模块。操作模块可响应于性能限制信号调节内部运行时钟的频率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于便携式电子设备中的功率管理与控制的装置和方法，尤其涉及用于电池组或燃料电池组的功率管理与控制的装置和方法，该电池组或燃料电池组用于在燃料电池组连接于具有由电池组的驱动电压驱动的操作块的便携式电子设备时产生电压。
技术介绍
随着最近电气和电子通信以及电化学相关行业的发展，诸如膝上型计算机和个人数字助理(PDA)的便携式电子设备通常由电池的电压驱动。因此，已经对更长寿命的电池进行了研究。当然，当该设备设置有将商用电源(AC电源)转换成DC电压的AC转换器时，在商用电源可用的地方该设备不需要这种电池。然而，因为便携式电子设备的主要目的是允许用户在运动过程中使用设备，所以需要在商用电源不可用的户外的更长时间内通过电池电压来驱动便携式电子设备的操作块。为此，便携式电子设备包含用于有效管理电池功率的功率管理和控制装置。此外，已经开发了各种电源以延长诸如笔记本计算机的便携式电子设备的使用时间。作为一典型示例，存在通过提供燃料而产生电力并输出电压的燃料电池。如本领域中公知的，通过向电池堆(stack)提供诸如氢或甲醇的燃料以及作为氧化气体的空气可使燃料和空气彼此进行电化学反应，燃料电池在发电体中产生电压。燃料电池组包括用于调节由燃料电池产生的输出功率(电压)的DC-DC变流器，和用于根据外部需要控制DC-DC变流器的输出的燃料电池控制器。其中这种燃料电池和可充电电池集成到混合包装中来用作便携式电子设备的驱动电源的一个示例在索尼公司2004年6月30日提交、2005年1月13日公开的题为“电子设备、电子设备的电源管理控制装置、以及电源装置(ElectronicEquipment，Power Source Management Control Device For Electronic Equipment，AndPower Source Device)”的国际公开No.WO2005/003941(下文中称为“WO2005/003941”系统)中描述。在WO2005/003941系统中，该装置包括作为蓄电池的电池、用于控制该电池的电池保护电路、用于通过使燃料和空气彼此进行电化学反应而在发电体中产生电力的燃料电池、和用于控制该燃料电池的燃料电池控制器。燃料电池控制器和电池保护电路通过系统管理总线发送和接收有关电池的充电剩余容量和燃料电池的输出电压状态的信息。在WO2005/003941系统中，燃料电池控制器和电池保护电路通过系统管理总线共享可由操作系统(OS)识别的中央处理单元(CPU)的系统负载信息，以便于根据该负载信息适当地控制燃料电池和电池的输出。例如，如果仅通过燃料电池的输出就足以驱动便携式电子设备，则使用燃料电池的输出对电池充电。如果仅通过燃料电池的输出并不能驱动便携式电子设备，则电池的电压被进一步放电和提供。如果燃料电池和电池不能提供便携式电子设备所需的功率，则计算机的主体被强制关机。然而，在WO2005/003941系统中，燃料电池控制器通过系统总线获得便携式电子设备所需的功率量，即可由OS识别的中央处理单元(CPU)的负载信息，以识别所需系统功率，然后根据任务安排识别所需功率量，即消耗功率信息。即，不可能根据实际系统负载进行功率管理和控制。此外，在WO2005/003941系统中，如果系统负载所需的消耗功率超过燃料电池的输出功率和电池的充电剩余容量，则关闭计算机主体。因此，不能实现该系统的平稳操作。通常，在诸如便携式计算机的便携式电子设备中，当若干任务由光盘驱动器(ODD)、软盘驱动器(FDD)等同时进行时，大量功率被迅速消耗。即使这种情况并不频繁发生且仅发生较短时间，计算机系统的主体也会被强制关机。因此，这导致用户在使用便携式电子设备时的不便。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供用于便携式电子设备中功率管理和控制的装置和方法，其中有效功率供给可根据系统负载的消耗功率、燃料电池的输出功率和电池的充电剩余容量实现。本专利技术的另一个目的是提供用于便携式电子设备中功率管理和控制的装置和方法，其中如果系统主体的消耗功率超过燃料电池的功率与电池的充电电压量之和，则由燃料电池的功率或电池的充电电压驱动的系统主体的性能受限制。本专利技术的又一个目的是提供用于便携式电子设备中功率管理和控制的装置和方法，其中包括控制燃料电池的输出、对电池充电、和限制系统性能的适当功率管理和控制通过实时监控系统的运行和处理块或操作块的电流消耗根据负载来进行。根据本专利技术的用于实现这些目的的一个方面，提供了用于便携式电子设备中功率管理和控制的装置，包括操作块，位于具有功率输入终端和总线连接的便携式电子设备内，当提供驱动电压时消耗功率的同时进行各种操作，并响应于性能限制信号调节系统时钟频率；燃料电池组，包括用于通过使燃料和空气彼此进行电化学反应而在发电体中产生电压的燃料电池，和用于监控所产生电压的状态的燃料电池控制器；电池组，包括用于监控有关内部蓄电池的剩余容量的信息并输出该信息的蓄电池控制器；消耗功率传感器，感测与由操作块消耗的电流相对应的功率量并从燃料电池组的电压终端和电池组的电压终端连接到操作块的驱动电压输入终端；以及功率管理和控制单元，具有用于通过连接于总线连接的总线获得燃料电池的生成电压容量和有关蓄电池的剩余容量的信息并用于向操作块提供性能限制信号，以便于在如果所感测的消耗功率超过燃料电池的生成电压容量和蓄电池的剩余容量之和时限制系统的性能。该装置还包括设置在电池组的电压终端与功率输入终端之间以响应于从控制单元输出的放电信号建立蓄电池的放电路径的放电开关。控制单元较佳地进行控制，从而仅当所感测的功率消耗大于燃料电池的发电容量时才输出放电信号。控制单元可阻挡放电信号并可控制连接在消耗功率传感器的输出节点与电池组的电压终端之间的充电器，以便于在如果所感测的消耗功率小于燃料电池所产生的电压容量时对电池组的蓄电池进行充电。消耗功率传感器可以是电流感测电阻器。用于降低和稳定输入电压的DC-DC变流器可连接在消耗功率传感器的输出节点与操作块的驱动电压终端之间，以向操作块提供稳定电压。燃料电池组、控制单元和电池组通过总线连接的总线连接，且控制单元通过总线获得有关燃料电池的发电容量和电池的剩余容量的信息。燃料电池组的燃料电池控制器、控制单元、和电池组的蓄电池控制器可通过系统管理(SM)总线彼此发送或接收信息。用于设定和控制系统的基本输入/输出操作的基本输入输出系统(BIOS)可连接于操作块。BIOS可响应于从控制单元输出的性能限制信号(PLS)限制系统的性能。操作块可控制各个马达的转动速度。根据本专利技术的另一方面，提供了用于便携式电子设备中功率管理和控制的方法，该电子设备包括用于在提供驱动电压时消耗功率的同时进行各种操作并用于响应于性能限制信号(PLS)降低系统时钟频率和各个马达的转动速度的操作块，和用于感测操作块消耗功率的消耗功率传感器。该方法包括以下步骤在连接用于通过使燃料和空气彼此进行电化学反应而在发电体中产生电压的燃料电池组时，向操作块提供燃料电池组的电压；以及通过消耗功率传感器感测操作块的消耗功率，以及如果所感测的消耗功率超过燃料电池组所产生的电压容量则对安装在便携式电子设备中的电池组的电压进行放电以向操作块提供放电电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管理电子设备中功率的装置，包括：操作模块，位于所述电子设备中并响应于驱动电压消耗功率，所述操作模块被配置成响应于性能限制信号调节内部运行时钟的频率；燃料电池模块，包括用于产生电压的燃料电池和用于监控所产生电压的燃料电 池控制器；电池模块，包括蓄电池和用于监控所述蓄电池剩余容量的蓄电池控制器；功率传感器模块，被配置成感测由所述操作模块消耗的功率量，所述功率传感器模块耦合到所述燃料电池模块的电压终端、所述电池模块的电压终端、和所述操作模块的驱 动电压输入终端；以及控制模块，被配置成：通过经由数据总线与所述燃料电池模块和所述电池模块交换数据，获得所述燃料电池的生成电压容量和所述蓄电池的剩余容量，以及如果所感测的消耗功率量超过所获得的所述燃料电池生成电压容量与 所获得的所述电池组的剩余容量之和，则向所述操作模块提供所述性能限制信号。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴长根，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]