電源管理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源管理裝置及方法，特別是一種應(yīng)用在電子設(shè)備上的電源管理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的電源應(yīng)用只能完成基本的供電功能，無法實現(xiàn)對各個用電單元功耗和電源狀態(tài)的智能監(jiān)控與回報。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的解決方案有如下兩種:
[0004]I)在每組電池的后端使用電流偵測電阻，以偵測每個電源的電流。該方案的缺點是，只能通過純硬件的方式量測各個用電單元的電壓以及量測流過偵測電阻的電流，從而計算該用電單元的功耗；
[0005]2)使用數(shù)字電源代替?zhèn)鹘y(tǒng)電源，數(shù)字電源可以通過自己的驅(qū)動工具來偵測電源的電壓、電流、效率、以及電源是否處于保護(hù)狀態(tài)等。但該方案的缺點是，需要外置硬件工具連接到電源，并通過硬件配套的驅(qū)動工具進(jìn)行狀態(tài)讀取。
[0006]需要提出一種能夠?qū)崟r偵測各個用電單元的功耗狀況，提高用戶對機器的信息的掌控度和操作度的電源管理裝置及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為此，本發(fā)明提供了一種電源管理裝置，用于電子設(shè)備的電源管理，其包括:多個數(shù)字電源，分別對所述電子設(shè)備的多個用電單元供電；以及嵌入式控制器，其通過系統(tǒng)管理總線與所述多個數(shù)字電源均通信連接，能夠獲取各所述數(shù)字電源的電源狀態(tài)信息，所述嵌入式控制器還連接于所述電子設(shè)備的基本輸入輸出系統(tǒng)，以使得所述電子設(shè)備的操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序能夠通過所述基本輸入輸出系統(tǒng)訪問所述嵌入式控制器。
[0008]進(jìn)一步地，所述電子設(shè)備的用電單元包括:中央處理器、圖形處理器、內(nèi)部存儲器、外部存儲器、顯卡、和攝像頭。
[0009]進(jìn)一步地，所述電源狀態(tài)信息包括:該電源的輸出電壓、輸出電流、效率、和異常狀
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[0010]進(jìn)一步地，所述嵌入式控制器還根據(jù)各所述數(shù)字電源的所述電源狀態(tài)信息，計算所述各用電單元的功耗、以及所述電子設(shè)備的總功耗。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述電子設(shè)備包括電池和電源線接口，所述嵌入式控制器還:通過系統(tǒng)管理總線與所述電子設(shè)備的電池通信連接，以獲取所述電池的使用狀態(tài)和功耗；以及與串聯(lián)連接在所述電子設(shè)備的電源線接口處的電流偵測電阻電連接，以獲取所述電源線接口的使用狀態(tài)和輸入電流，從而計算所述電源線接口的輸入功耗。
[0012]本發(fā)明還提供了一種電源管理方法，用于電子設(shè)備的電源管理，其包括:使用多個數(shù)字電源分別對所述電子設(shè)備的多個用電單元供電；使用嵌入式控制器獲取各所述數(shù)字電源的電源狀態(tài)信息，所述電源狀態(tài)信息包括該電源的輸出電壓、輸出電流、效率、和異常狀態(tài)，以及根據(jù)所述電源狀態(tài)信息來計算所述各用電單元的功耗以及所述電子設(shè)備的總功耗；使用所述電子設(shè)備的操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序通過基本輸入輸出系統(tǒng)從所述嵌入式控制器獲取所述電源狀態(tài)信息、所述各用電單元的功耗、以及所述電子設(shè)備的總功耗。
[0013]進(jìn)一步地，所述電子設(shè)備包括電池和電源線接口，所述電源管理方法還包括:使用所述嵌入式控制器獲取所述電子設(shè)備的電池的使用狀態(tài)和功耗、獲取所述電子設(shè)備的電源線接口的使用狀態(tài)和輸入電流、以及計算所述電源線接口的輸入功耗，使用所述驅(qū)動程序通過所述基本輸入輸出系統(tǒng)從所述嵌入式控制器獲取所述電池的使用狀態(tài)和功耗、以及所述電源線接口的使用狀態(tài)和輸入功耗。
[0014]進(jìn)一步地，所述電源管理方法還包括:所述操作系統(tǒng)將所述驅(qū)動程序獲取的所述電源狀態(tài)信息、所述各用電單元的功耗、所述電子設(shè)備的總功耗、所述電池的使用狀態(tài)和功耗、以及所述電源線接口的使用狀態(tài)和輸入功耗中的一項或多項以人機交互的方式進(jìn)行顯不O
[0015]進(jìn)一步地，所述電源管理方法還包括:判斷所述電池的使用狀態(tài)，當(dāng)所述電池的使用狀態(tài)為在使用時，計算所述電池的功耗與所述電池的額定功耗之比以得到所述電池的使用率，當(dāng)判斷為所述電池的使用率小于第一閾值時，向用戶提供使能和關(guān)閉部分用電單元的高性能模式的操作界面，當(dāng)判斷為所述電池的使用率大于第二閾值時，向用戶提供關(guān)閉部分用電單元的高性能模式的操作界面；判斷所述電源線接口的使用狀態(tài)，當(dāng)所述電源線接口的使用狀態(tài)為在使用時，計算所述電源線接口的輸入功耗與所述電源線接口的額定功耗之比以得到所述電源線接口的使用率，當(dāng)判斷為所述電源線接口的使用率小于第三閾值時，向用戶提供使能和關(guān)閉部分用電單元的高性能模式的操作界面，當(dāng)判斷為所述電源線接口的使用率大于第四閾值時，向用戶提供關(guān)閉部分用電單元的高性能模式的操作界面，所述第二閾值不小于所述第一閾值，所述第四閾值不小于所述第三閾值。
[0016]進(jìn)一步地，所述部分用電單元包括中央處理器和圖形處理器。
[0017]本發(fā)明的電源管理裝置及方法，用于電子設(shè)備的電源管理，其充分利用數(shù)字電源的優(yōu)勢，以及利用嵌入式控制器與各數(shù)字電源與驅(qū)動程序之間的通信功能，使得用戶能夠?qū)崟r偵測各個用電單元、各個電源的功耗狀況，并適當(dāng)控制系統(tǒng)的性能。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的電源管理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的電源管理裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的電源管理方法的顯示界面的第一實施例的示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明的電源管理方法的顯示界面的第二實施例的示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明的電源管理方法的顯示界面的第三實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的電源管理裝置及方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0024]參照圖1-2，本發(fā)明的電源管理裝置，包括多個數(shù)字電源2以及嵌入式控制器(EC) 3ο其中，各個數(shù)字電源2分別對電子設(shè)備中的各個用電單元I供電，并可以通過例如監(jiān)控自己的運行狀態(tài)、實時記錄電氣參數(shù)等方式來記載自身的電源狀態(tài)信息。用電單元I為電子設(shè)備的各種用電單元，可以包括內(nèi)置用電單元和外設(shè)用電單元，例如包括:中央處理器(CPU) 11、圖形處理器(GPU) 12、內(nèi)部存儲器(圖中未示出)、外部存儲器(圖中未示出)、顯卡IN、和攝像頭(圖中未示出)等。EC 3通過系統(tǒng)管理總線(SMBUS)與各個數(shù)字電源2均通信連接，能夠獲取各數(shù)字電源2的電源狀態(tài)信息。電源狀態(tài)信息包括:該數(shù)字電源2的輸出電壓、輸出電流、效率、和異常狀態(tài)等。
[0025]進(jìn)一步地，EC還通過SMBUS與電子設(shè)備的電池5通信連接，以獲取電池5的使用狀態(tài)(即是否在使用電池5為該電子設(shè)備供電)和功耗；以及與電流偵測電阻7電連接，該電流偵測電阻7串聯(lián)連接在電子設(shè)備的電源線接口(圖中未示出，例如筆記本電腦的電源線接口、平板電腦或手機的數(shù)據(jù)/電源集成接口等)處，例如當(dāng)電子設(shè)備為筆記本電腦時，電流偵測電阻7串聯(lián)連接在電源適配器6和電源線接口之間，因此，EC 3能夠通過其ADC模塊獲取其電源線接口的使用狀態(tài)(即是否在使用電源線接口為該電子設(shè)備供電)和輸入電流，根據(jù)該輸入電流和額定的輸入電壓從而計算出電源線接口的輸入功耗。
[0026]在本發(fā)明的電源管理裝置中，EC 3能夠?qū)崟r地獲取各個數(shù)字電源2的電源狀態(tài)信息(該信息實際反映該數(shù)字電源2所對應(yīng)的用電單元I的用電信息)、以及電池5和電源線接口的使用狀態(tài)和功耗的信息，從而根據(jù)這些信息來計算各用電單元I的功耗、以及電子設(shè)備的總功耗(可以根據(jù)所有用電單元的功耗總和來計算，也可以根據(jù)電池5或電源線接口的功耗來計算)。
[0027]EC 3可以將其獲取的各項信息以及其計算出來的各項信息，存儲在其內(nèi)部的存儲空間中，該內(nèi)部存儲空間為可以被操作系統(tǒng)訪問的存儲空間。如圖所示，EC 3還連接于電子設(shè)備的基本輸入輸出系統(tǒng)(B1S)，以使得電子設(shè)備的操作系統(tǒng)4的驅(qū)動程序能夠通過B1S訪問EC 3的存儲空間，從而獲取存儲在EC 3中的各數(shù)字電源2的電源狀態(tài)信息、各用電單元I的功耗、電子設(shè)備的總功耗、電池5的使用狀態(tài)和功耗、以及電源線接口的使用狀態(tài)和輸入功耗等信息。因此，通過本發(fā)明的電源管理裝置，操作系統(tǒng)4可以實時監(jiān)測各個用電單元I的功耗狀況以及各個電源的運行情況。
[0028]優(yōu)選地，存儲這些信息的存儲空間為非易失性的，即在系統(tǒng)或電子設(shè)備異常掉電時，存儲在該存儲空間上的信息不丟失。如此，如果電子設(shè)備出現(xiàn)異常關(guān)機或者藍(lán)屏等狀況，操作系統(tǒng)4在恢復(fù)之后，可以讀取該存儲空間上存儲的各個電源狀態(tài)信息，并根據(jù)其中的異常狀態(tài)信息來判斷上次出現(xiàn)的異常狀況是否由電源的問題所引起。
[0029]優(yōu)選地，為了讓電子設(shè)備的使用者可以實時地掌握該電子設(shè)備的功耗情況，操作系統(tǒng)4或者其中安裝的應(yīng)用程序(例如，電源管理軟件)，可以將通過驅(qū)動程序和B1S獲取的電源狀態(tài)信息、各用電單元I的功耗、電子設(shè)備的總功耗、電池5的使用狀態(tài)和功耗、以及電源線接口的使用狀態(tài)和輸入功耗中的一項或多項，通過電子設(shè)備的顯示屏幕以人機交互的方式顯示給用戶。當(dāng)然，也可以將根據(jù)這些信息計算出來的結(jié)果顯示給用戶。用戶可以通過顯示界面實時地監(jiān)控各個用電單元的供電情況以及是否有異常發(fā)生。
[0030]圖3示出了一種可能的顯示界面。其中，用電單元實時功耗為該用電單元I的瞬時功耗，計算方法為該用電單元I對應(yīng)的數(shù)字電源2的輸出電壓與輸出電流的乘積。用電單元平均功耗指一段時間內(nèi)的用電單元實時功耗的平均值，用電單元總功耗指一段時間內(nèi)的用電單元實時功耗的累計值。其中“系統(tǒng)功耗”項指電子設(shè)備的總功耗，其根據(jù)所有用電單元I的功耗的和來確定。當(dāng)然，同樣適合于前文以及后文中涉及到的數(shù)值