一种计算机系统及其电源管理方法。计算机系统包括智能型充电器及嵌入式控制器。智能型充电器具有电压提升功能。嵌入式控制器根据电池的目前剩余容量及电池衰老比率启动或取消电压提升功能，以防止电池受损。
撷取一电池的一目前剩余容量，并自一暂存器读取该电池的一前次剩余容量；
当该目前剩余容量不等于该前次剩余容量，判断一智能型充电器的一电压提升功能是否被启动，该电压提升功能用以控制该电池供电；
当该电压提升功能被启动，判断该目前剩余容量是否小于一取消门坎值；以及当该目前剩余容量小于该取消门坎值，取消该电压提升功能并启动一系统额定功率保护功能，该系统额定功率保护功能启动后，设定一系统额定功率保护点小于一电源供应器的一额定功率，当该计算机系统的一总消耗功率小于该系统额定功率保护点，该电池进行充电。
当取消该电压提升功能并启动该系统额定功率保护功能后，将该目前剩余容量作为该前次剩余容量，并记录至该暂存器。
当该目前剩余容量小于该取消门坎值，设定一等待稳定定时器的一计时值等于一预设等待时间。
当该目前剩余容量不小于该取消门坎值，计算一电池衰老比率，该电池衰老比率等于该前次剩余容量减去该目前剩余容量；以及判断该电池衰老比率是否大于一衰老门坎值；
其中，当该电池衰老比率大于该衰老门坎值，设定该等待稳定定时器的该计时值等于该预设等待时间。
5.根据权利要求4所述的电源管理方法，其中，当该电池衰老比率不大于该衰老门坎值，将该目前剩余容量作为该前次剩余容量，并记录至该暂存器。
该降频选择程序启动后，判断该目前剩余容量是否大于一启动门坎值，该启动门坎值小于该取消门坎值；
当该目前剩余容量大于该启动门坎值，判断该等待稳定定时器的该计时值是否等于0；
当该计时值等于0，启动该电压提升功能并取消该系统额定功率保护功能，该系统额定功率保护功能取消后，将设定该系统额定功率保护点等于该电源供应器的该额定功率。
当启动该电压提升功能并取消该系统额定功率保护功能后，将该目前剩余容量作为该前次剩余容量，并记录至该暂存器。
当该目前剩余容量不大于该启动门坎值，将该目前剩余容量作为该前次剩余容量，并记录至该暂存器。
一智能型充电器，具有一电压提升功能，该电压提升功能用以控制一电池供电；
一嵌入式控制器，用以撷取该电池的一目前剩余容量，并自该暂存器读取该电池的一前次剩余容量，该嵌入式控制器判断该目前剩余容量是否等于该前次剩余容量，当该目前剩余容量不等于该前次剩余容量，该嵌入式控制器判断该电压提升功能是否被启动，当该电压提升功能被启动，该嵌入式控制器判断该目前剩余容量是否小于一取消门坎值，当该目前剩余容量小于该取消门坎值，该嵌入式控制器取消该电压提升功能并启动一系统额定功率保护功能，该系统额定功率保护功能启动后，设定一系统额定功率保护点小于一电源供应器的一额定功率，当该计算机系统的一总消耗功率小于该系统额定功率保护点，该电池进行充电。
11.根据权利要求10所述的计算机系统，其中当取消该电压提升功能并启动该系统额定功率保护功能后，该嵌入式控制器将该目前剩余容量作为该前次剩余容量，并记录至该暂存器。
12.根据权利要求11所述的计算机系统，其中当该目前剩余容量小于该取消门坎值，该嵌入式控制器设定一等待稳定定时器的一计时值等于一预设等待时间。
13.根据权利要求12所述的计算机系统，其中当该目前剩余容量不小于该取消门坎值，该嵌入式控制器计算一电池衰老比率，该电池衰老比率等于该前次剩余容量减去该目前剩余容量，该嵌入式控制器判断该电池衰老比率是否大于一衰老门坎值，当该电池衰老比率大于该衰老门坎值，设定该等待稳定定时器的该计时值等于该预设等待时间。
14.根据权利要求13所述的计算机系统，其中，当该电池衰老比率不大于该衰老门坎值，该嵌入式控制器将该目前剩余容量作为该前次剩余容量，并记录至该暂存器。
15.根据权利要求13所述的计算机系统，还包括一中央处理器及一图形处理器，当该电压提升功能被取消，控制该中央处理器及该图形处理器启动一降频选择程序，该降频选择程序启动后，该嵌入式控制器判断该目前剩余容量是否大于一启动门坎值，该启动门坎值小于该取消门坎值，当该目前剩余容量大于该启动门坎值，该嵌入式控制器判断该等待稳定定时器的该计时值是否等于0，当该计时值等于0，该嵌入式控制器启动该电压提升功能并取消该系统额定功率保护功能，该系统额定功率保护功能取消后，该嵌入式控制器将设定该系统额定功率保护点等于该电源供应器的该额定功率。
16.根据权利要求15所述的计算机系统，其中当启动该电压提升功能并取消该系统额定功率保护功能后，该嵌入式控制器将该目前剩余容量作为该前次剩余容量，并记录至该暂存器。
17.根据权利要求15所述的计算机系统，其中当该计时值不等于0，该嵌入式控制器递减该计时值。
18.根据权利要求15所述的计算机系统，其中当该目前剩余容量不大于该启动门坎值，该嵌入式控制器将该目前剩余容量作为该前次剩余容量，并记录至该暂存器。
计算机系统及其电源管理方法
技术领域
[0001] 本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种计算机系统及其电源管理方法。
背景技术
[0002] 高阶笔记本型计算机可利用智能型充电器(Smart Charger)所提供的电压提升功能(Voltage Turbo Boost,VTB)能控制电池供电。电压提升功能被启动后，当系统总消耗功率大于系统额定功率点(Constant Power)时，笔记本型计算机除了由电源供应器(AC Adapter)提供电力外，其余不足的电力需求部分可由电池提供。
[0003] 随着成本考虑及电压提升功能的应用愈来愈广泛，电源供应器的设计及选用可以愈来愈轻巧。电源供应器的额定容量太小容易导致智能型充电器的无法被启动。这是因为电压提升功能的启动需符合它的启动输入电流值(Input Current)。举例来说，电源供应器的额定功率为40W且输出电压为19V时，功率保护点为电源供应器的额定功率的90％(即36W)。电压提升功能的启动电流最小为2安培。如果要让电压提升功能得以启动的话，则功率保护点必须从原本的36W往上增加到38W(19V×2A＝38W)。然而，当电池的剩余容量过低或是电池因长期使用而老化，将无法满足原先的电力需求。此时，若系统总消耗功率大于电源供应器的额定功率，将容易导致计算机系统不正常关机。
发明内容
[0004] 本发明是有关于一种计算机系统及其电源管理方法。
[0005] 根据本发明，提出一种计算机系统的电源管理方法。计算机系统的电源管理方法，包括：撷取电池的目前剩余容量，并自暂存器读取该电池的前次剩余容量；判断目前剩余容量是否等于前次剩余容量；当目前剩余容量不等于前次剩余容量，判断智能型充电器的电压提升功能(Voltage Turbo Boost,VTB)是否被启动(Enable)，电压提升功能用以控制电池供电；当电压提升功能被启动，判断目前剩余容量是否小于取消门坎值；以及当目前剩余容量小于取消门坎值，取消电压提升功能并启动系统额定功率保护功能，系统额定功率保护功能启动后，设定系统额定功率保护点小于电源供应器的额定功率，当计算机系统的总消耗功率小于系统额定功率保护点，电池进行充电。
[0006] 根据本发明，提出一种计算机系统。计算机系统包括智能型充电器及系统负载。系统负载包括暂存器及嵌入式控制器。智能型充电器具有电压提升功能(Voltage Turbo Boost,VTB)，电压提升功能用以控制电池供电。嵌入式控制器撷取电池的目前剩余容量，并自暂存器读取电池的前次剩余容量。嵌入式控制器判断目前剩余容量是否等于前次剩余容量。当目前剩余容量不等于前次剩余容量，嵌入式控制器判断电压提升功能是否被启动(Enable)。当电压提升功能被启动，嵌入式控制器判断目前剩余容量是否小于取消门坎值。当目前剩余容量小于该取消门坎值，嵌入式控制器取消(Disable)电压提升功能并启动系统额定功率保护功能。系统额定功率保护功能启动后，设定系统额定功率保护点小于电源供应器的额定功率。当计算机系统的总消耗功率小于系统额定功率保护点，电池进行充电。
[0007] 为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
[0008] 图1绘示为依照实施例的一种计算机系统的方块图。
[0009] 图2及图3绘示为依照实施例的一种计算机系统的电源管理方法。
[0010] 图4绘示为步骤210的细部流程图。
[0011] [标号说明]
[0012] 1：计算机系统 2：电源供应器
[0013] 12：智能型充电器 13：电池
[0014] 14：系统负载 141：嵌入式控制器
[0015] 142：暂存器 143：中央处理器
[0016] 144：图形处理器 201～216、2101～2105：步骤
具体实施方式
[0017] 第一实施例
[0018] 请同时参照表1及图1，表1为电压提升功能、系统额定功率保护点及系统总消耗功率的关系表，图1绘示为依照实施例的一种计算机系统的方块图。电源供应器2将交流电源转换为直流电源，并将直流电源供应至计算机系统1。计算机系统1例如为笔记本型计算机或平板计算机。计算机系统1包括智能型充电器12、电池13及系统负载14，且系统负载14包括嵌入式控制器141、暂存器142、中央处理器143及图形处理器144。电源供应器11用以将交流电源转换为直流电源，并经智能型充电器12供应至电池13及系统负载14。智能型充电器12具有电压提升功能(Voltage Turbo Boost,VTB)，且电压提升功能用以控制电池13供电至系统负载14。暂存器142储存电池13的前次剩余电量(Remaining Capacity,RSOC)。
[0019]
[0020] 表1
[0021] 若嵌入式控制器141启动电压提升功能，则取消系统额定功率保护功能(即未启动系统额定功率保护功能)。取消系统额定功率保护功能后，嵌入式控制器141设定系统额定功率保护点等于电源供应器2的额定功率。嵌入式控制器141启动电压提升功能后，若系统总消耗功率大于或等于系统额定功率保护点，则由电源供应器2及电池13一起供电至系统负载14。相反地，嵌入式控制器141启动电压提升功能后，若系统总消耗功率小于系统额定功率保护点，则仅由电源供应器2供电至系统负载14，电池13进行充电。举例来说，电源供应器2的额定功率为40W。若嵌入式控制器141启动电压提升功能，则嵌入式控制器141设定系统额定功率保护点等于40W。嵌入式控制器141启动电压提升功能后，若系统总消耗功率大于或等于40W，则由电源供应器2及电池13一起供电至系统负载14。相反地，嵌入式控制器141启动电压提升功能后，若系统总消耗功率小于40W，则仅由电源供应器2供电至系统负载
14，电池13进行充电。
[0022] 若嵌入式控制器141取消电压提升功能，则启动系统额定功率保护功能。启动系统额定功率保护功能后，嵌入式控制器141设定系统额定功率保护点等于电源供应器2的额定功率的90％。嵌入式控制器141取消电压提升功能后，系统额定功率保护点小于电源供应器2的额定功率。嵌入式控制器141取消电压提升功能后，若系统总消耗功率大于或等于系统额定功率保护点，则由电源供应器2及电池13一起供电至系统负载14。相反地，嵌入式控制器141取消电压提升功能后，若系统总消耗功率小于系统额定功率保护点，则仅由电源供应器2供电至系统负载14，电池13进行充电。举例来说，电源供应器2的额定功率为40W。若嵌入式控制器141取消电压提升功能，则嵌入式控制器141设定系统额定功率保护点等于36W。嵌入式控制器141取消电压提升功能后，若系统总消耗功率大于或等于36W，则由电源供应器2及电池13一起供电至系统负载14。相反地，嵌入式控制器141启动电压提升功能后，若系统总消耗功率小于36W，则仅由电源供应器2供电至系统负载14，电池13进行充电。
[0023] 请同时参照表1、图1、图2及图3，图2及图3绘示为依照实施例的一种计算机系统的电源管理方法。计算机系统1的电源管理方法包括如下步骤：首先如步骤201所示，嵌入式控制器141撷取电池13的目前剩余容量，并自暂存器142读取电池13的前次剩余容量。接着如步骤202所示，嵌入式控制器141判断目前剩余容量是否等于前次剩余容量。电池13的目前剩余容量及前次剩余容量业界多以百分比表示。当目前剩余容量等于前次剩余容量，则重复执行步骤201。相反地，当目前剩余容量不等于前次剩余容量，则执行步骤203。如步骤203所示，嵌入式控制器141判断智能型充电器12的电压提升功能是否被启动。
[0024] 当电压提升功能被启动，则执行步骤204。如步骤204所示，嵌入式控制器141判断目前剩余容量是否小于取消门坎值。取消门坎值例如为30％。当目前剩余容量小于取消门坎值，则执行步骤205。如步骤205所示，嵌入式控制器141设定等待稳定定时器(Wait Stable Timer)的计时值等于预设等待时间。等待稳定定时器可通过程序来实现，且预设等待时间介于1～30，其中，预设等待时间的单位为秒。于本实施例中，嵌入式控制器141可设定等待稳定定时器的计时值等于10，且计时值的单位为秒。接着如步骤206所示，嵌入式控制器141取消电压提升功能并启动系统额定功率保护功能。跟着如步骤207所示，嵌入式控制器141将目前剩余容量作为前次剩余容量，并记录至暂存器142。
[0025] 需说明的是，电池13无法无止尽地进行放电。电池13的输出功率等于电池13输出的电压与电池13的放电电流的乘积。当电池13的剩余容量下降时，电池13输出的电压亦随之下降。而为了维持电池13的输出功率不变，电池13的放电电流需对应地上升。当电池13的放电电流过大时，则电池13容易受损。本实施例所载的嵌入式控制器141能根据目前剩余容量适时地取消电压提升功能，以避免电池13发生过度放电现象。
[0026] 当目前剩余容量不小于取消门坎值，则执行步骤208。如步骤208所示，嵌入式控制器141计算电池13的电池衰老比率(Battery Decline Ratio)。电池衰老比率等于前次剩余容量减去目前剩余容量。跟着如步骤209所示，嵌入式控制器141判断电池衰老比率是否大于衰老门坎值。衰老门坎值例如为3％。当电池衰老比率不大于衰老门坎值，则执行步骤207。相反地，当电池衰老比率大于衰老门坎值，则执行步骤205。接着执行步骤206。如步骤
206所示，嵌入式控制器141取消电压提升功能并启动系统额定功率保护功能。
[0027] 需说明的是，电池13经过长时间使用会发生老化现象。当电池13的老化现象越来越明显时，虽然电池13的输出功率维持不变，但电池13的剩余容量却会随老化现象而明显下降。本实施例所载的嵌入式控制器141能根据电池衰老比率适时地取消电压提升功能，以避免电池13发生过度放电现象。
[0028] 当电压提升功能被取消(即电压提升功能未启动)，则执行步骤210。如步骤210所示，嵌入式控制器141控制中央处理器143及图形处理器144启动降频选择程序。接着如步骤211所示，嵌入式控制器141判断目前剩余容量是否大于启动门坎值。启动门坎值小于取消门坎值，且启动门坎值例如为35％。当目前剩余容量不大于启动门坎值，则执行步骤212。如步骤212所示，嵌入式控制器141将目前剩余容量作为前次剩余容量，并记录至暂存器142。
相反地，当目前剩余容量大于启动门坎值，则执行步骤213。如步骤213所示，嵌入式控制器
141判断等待稳定定时器的计时值是否等于0。当等待稳定定时器的计时值不等于0，则执行步骤214。如步骤214所示，嵌入式控制器141递减计时值。接着重新执行步骤201。相反地，当等待稳定定时器的计时值等于0，则执行步骤215。如步骤215所示，嵌入式控制器141启动电压提升功能并取消系统额定功率保护功能。接着如步骤216所示，嵌入式控制器141嵌入式控制器141将目前剩余容量作为前次剩余容量，并记录至暂存器142。
[0029] 前述部分流程会反复地被执行直到计时值被递减至0后，嵌入式控制器141才启动电压提升功能并取消系统额定功率保护功能。举例来说，在执行步骤214之前，等待稳定定时器的计时值等于10。于步骤214中，嵌入式控制器141将原先计时值减1后，计时值由10改变为9。接着重复上述部分流程，将计时值逐次减1，直到计时值被递减至0后，嵌入式控制器141才启动电压提升功能并取消系统额定功率保护功能。嵌入式控制器141需经过预设等待时间过后，才能启动电压提升功能。如此一来，将可避免启动及取消电压提升功能所发生的弹跳现象(Bounce)。
[0030] 请同时参照表2、表3、图1及图4，表2为电源供应器的额定功率、第一安全工作点及第二安全工作点的关系表，表3为降频选择模式、中央处理器的降频功能及图形处理器的降频功能的关系表，图4绘示为步骤210的细部流程图。
[0031]
[0032] 表2
[0033]降频选择模式 中央处理器的降频功能 图形处理器的降频功能
第一降频模式 取消(Disable) 取消(Disable)
第二降频模式 取消(Disable) 启动(Enable)
第三降频模式 启动(Enable) 启动(Enable)
[0034] 表3
[0035] 前述步骤210进一步包括步骤2101～2105。首先如步骤2101所示，嵌入式控制器141撷取系统负载11的系统总消耗功率。接着如步骤2102所示，嵌入式控制器141判断系统总消耗功率是否大于第一安全工作点。第一安全工作点例如为电源供应器2的额定功率的
95％，而前述第一安全工作点一般会规定在电源供应器2的规格书中。举例来说，电源供应器2的额定功率为40W时，第一安全工作点为38W。
[0036] 当系统总消耗功率大于第一安全工作点，则执行步骤2103。如步骤2103所示，嵌入式控制器141根据第一调整顺序控制中央处理器143及图形处理器144启动降频功能。第一调整顺序依序为表3所载的第一降频模式、第二降频模式及第三降频模式。于第一降频模式中，嵌入式控制器141取消中央处理器143及图形处理器144的降频功能。于第二降频模式中，嵌入式控制器141取消中央处理器143的降频功能且启动图形处理器144的降频功能。于第三降频模式中，嵌入式控制器141启动中央处理器143及图形处理器144的降频功能。所以第二降频模式比第一降频模式省电，而第三降频模式比第二降频模式省电。
[0037] 举例来说，若中央处理器143及图形处理器144原先处于第一降频模式，则当系统总消耗功率大于第一安全工作点时，嵌入式控制器141根据第一调整顺序控制中央处理器143及图形处理器144由第一降频模式改变为第二降频模式。于第二降频模式中，嵌入式控制器141启动图形处理器144的降频功能，以降低系统总消耗功率。相似地，若中央处理器
143及图形处理器144原先处于第二降频模式，则当系统总消耗功率大于第一安全工作点时，嵌入式控制器141根据第一调整顺序控制中央处理器143及图形处理器144由第二降频模式改变为第三降频模式。于第三降频模式中，嵌入式控制器141启动中央处理器143及图形处理器144的降频功能，以进一步地降低系统总消耗功率。
[0038] 当系统总消耗功率不大于第一安全工作点，则执行步骤2104。如步骤2104所示，嵌入式控制器141判断系统总消耗功率是否小于第二安全工作点。第二安全工作点例如为电源供应器2的额定功率的90％，且第二安全工作点与前述启动系统额定功率保护功能后所设定的系统额定功率保护点相同。举例来说，电源供应器2的额定功率为40W时，第二安全工作点为36W。当系统总消耗功率不小于第二安全工作点，则重复执行步骤2101。当系统总消耗功率介于第一安全工作点与第二安全工作点之间，中央处理器143及图形处理器144维持原先的降频模式而不做改变。
[0039] 当系统总消耗功率小于第二安全工作点，则执行步骤2105。如步骤2105所示，嵌入式控制器141根据第二调整顺序控制中央处理器143及图形处理器144解除降频机制。第二调整顺序与前述第一调整顺序相反。亦即，第二调整顺序依序为第三降频模式、第二降频模式及第三降频模式。
[0040] 举例来说，若中央处理器143及图形处理器144原先处于第三降频模式，则当系统总消耗功率小于第二安全工作点时，嵌入式控制器141根据第二调整顺序控制中央处理器143及图形处理器144由第三降频模式改变为第二降频模式。于第二降频模式中，嵌入式控制器141取消中央处理器143的降频功能。相似地，若中央处理器143及图形处理器144原先处于第二降频模式，则当系统总消耗功率小于第二安全工作点时，嵌入式控制器141根据第二调整顺序控制中央处理器143及图形处理器144由第二降频模式改变为第一降频模式。于第一降频模式中，嵌入式控制器141取消中央处理器143及图形处理器144的降频功能。
[0041] 此外，前述嵌入式控制器141在判断系统总消耗功率是否大于第一安全工作点或第二安全工作点之前，除了直接撷取系统总消耗功率外，还可进一步地根据滤波器算法滤除所撷取的系统总消耗功率的噪声。滤波器算法例如为移动平均值滤波器(Moving Average Filter,MAF)算法或指数平滑滤波器(Exponential Smoothing Filter,ESF)算法。
[0042] 前述计算机系统1动态地启动或取消中央处理器143及图形处理器144的降频功能。当系统总消耗功率大于第一安全工作点时，即启动降频机制来降低系统总消耗功率。当系统总消耗功率小于第二安全工作点时，即逐渐取消降频功能来提升计算机系统1的效能。如此一来，不仅能快速地有效降低系统总消耗功率，且可以避免电源供应器的过度设计，进而达到节省成本的目标。此外，还能防止电源供应器供电不足造成计算机系统1当机。
[0043] 综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
