專(zhuān)利名稱：用于電源故障預(yù)測(cè)的方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及電源和電源裝置領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)， 一方面 涉及預(yù)測(cè)電源何時(shí)會(huì)發(fā)生故障。
背景技術(shù)：
隨著處理能力的增加，移動(dòng)計(jì)算設(shè)備需要更多的性能和附加特 性。反過(guò)來(lái)，這些移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的功率要求也隨之增加。而且，這 些移動(dòng)設(shè)備的使用要求也在增加，這導(dǎo)致對(duì)蓄電池、燃料電池和其它直流(DC)電源的依賴增加。增加的功率和使用要求以及緊湊的 平臺(tái)設(shè)計(jì)使電源的負(fù)擔(dān)不斷增加?？偟膩?lái)說(shuō)，不斷增加的負(fù)4旦已經(jīng)導(dǎo)致電源故障的增加。不幸的 是，電源故障不僅造成了數(shù)據(jù)和生產(chǎn)力的損失，而且偶爾當(dāng)電源爆 炸或起火時(shí)導(dǎo)致電源和包含電源的設(shè)備損壞。常規(guī)的電源管理技術(shù) 不能夠檢測(cè)或者防止對(duì)電源和包舍它們的設(shè)備的損壞。特別是，常 規(guī)電源不能夠給它們的用戶提供警報(bào)以便保護(hù)他們免受經(jīng)濟(jì)損失和 人身傷害。發(fā)明內(nèi)容沖艮據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明涉及一種裝置，包括 兩條或兩條以上電線，位于直流電源的兩側(cè)上以測(cè)定所述直流 電源兩端的電壓；以及電源管理單元，耦合到所述兩條或兩條以上電線以測(cè)量所述電壓。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，包括 顯示設(shè)備，其從直流電源汲取功率； 兩條或兩條以上電線，位于所述直流電源的兩側(cè)上以便確定所述直流電源兩端的電壓；以及電源管理單元，耦合到所迷兩條或兩條以上電線以測(cè)量所述電壓。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明涉及一種方法，包括 監(jiān)測(cè) 一 段時(shí)間內(nèi)在功率負(fù)栽狀態(tài)下直流電源的電壓； 根據(jù)多于一個(gè)測(cè)量電壓確定所述直流電源的等效阻抗的實(shí)際變 化率；將所述實(shí)際變化率與閾值變化率相比較；以及 當(dāng)所述實(shí)際變化率接近所迷閾值變化率時(shí)，發(fā)出報(bào)警。


在附圖的各圖中，舉例而不是限制性地示出本發(fā)明的實(shí)施例。 圖1A和1B示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的直流(DC)電源裝置，其具有用于監(jiān)測(cè)DC電源裝置的操作的各種元件。圖2A示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的DC電源等效^^莫塊。 圖2B示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的電源管理單元(PSMU)。 圖3示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的用于電源故障預(yù)測(cè)的方法。 圖4示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的示例系統(tǒng)，可以在該示例系統(tǒng)中實(shí)施電源故障預(yù)測(cè)的實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
下列描述闡述了眾多具體細(xì)節(jié)，例如系統(tǒng)、元件、方法等的示 例，以便理解本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。然而，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯 而易見(jiàn)的是，在沒(méi)有這些細(xì)節(jié)的情況下，也可以實(shí)施本發(fā)明的至少 某些實(shí)施例。在其它情況中，沒(méi)有詳細(xì)描述或者只是以框圖格式表 示眾所周知的元件或方法，以免不必要地使本發(fā)明晦澀難懂。因此， 所述細(xì)節(jié)僅僅是示例性的。特定的實(shí)施可以不同于這些示例性細(xì)節(jié)，
且預(yù)期仍然包含在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。而且，不應(yīng)將諸如"一個(gè)實(shí)施例"、"某些實(shí)施例"和其它類(lèi) 似短語(yǔ)的示例短語(yǔ)的使用理解為需要相互排他性的實(shí)施例。因此， 應(yīng)將說(shuō)明書(shū)和附圖視為是說(shuō)明性的含義而不是限制性的含義。圖1示出直流(DC)電源裝置100，其具有用于檢測(cè)工作電流 的感測(cè)電阻50和利用兩條或兩條以上電線56來(lái)監(jiān)測(cè)至少整個(gè)電源 105或電源105的子集兩端的電壓的可選電池監(jiān)測(cè)單元(CMU) 55。 電源裝置100可用于為系統(tǒng)供電，該系統(tǒng)為例如但不限于移動(dòng)計(jì) 算平臺(tái)，如筆記本型計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、蜂窩式電話、個(gè)人數(shù) 字助理(PDA)、手持設(shè)備、遠(yuǎn)程終端等；或者服務(wù)器計(jì)算平臺(tái)， 如刀片服務(wù)器、遠(yuǎn)程服務(wù)器、終端服務(wù)器等。電源裝置100可以包 括一個(gè)或多個(gè)電源105，例如^旦不限于一個(gè)或多個(gè)蓄電池組電池、一 個(gè)或多個(gè)燃料電池等，以便通過(guò)電力線110 (DC+)給系統(tǒng)供電。相 關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員至少基于在此提供的教導(dǎo)將意識(shí)到，根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例，可以監(jiān)測(cè)許多類(lèi)型的電源105，包括但不限于鋅碳電池、 -威性電池、鎳鎘電池、鎳金屬氫化物電池、鋰離子電池、鉛酸電池、 金屬空氣電池、氧化銀電池、氧化汞電池、熱電池、各種類(lèi)型的燃 料電池、或任何其它類(lèi)型的直流電源。在某些實(shí)施例中，兩個(gè)晶體管，即充電晶體管115、 Qejj和放電 晶體管120、 QDIS (例如但不限于金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET ))可以耦合到電力線110和電源管理單元(PSMU )130。 電源管理單元130可以控制充電和放電晶體管115和120以便控制 電流流入電源105和從電源105流出。在某些實(shí)施例中，充電晶體 管115可以便于電源105充電，而放電晶體管120可以便于電源105 放電。而且，在某些實(shí)施例中，當(dāng)系統(tǒng)從電源裝置100汲取功率時(shí)， 電源105可以發(fā)生放電。在某些實(shí)施例中，電源管理單元130還可以監(jiān)測(cè)電源裝置100 的工作電流以確保電源裝置100正常工作(例如，以便避免電源裝中，這可以根據(jù)電流變化來(lái)檢測(cè)，而在其它實(shí)施例中，只可以通過(guò)監(jiān)測(cè)電壓來(lái)預(yù)測(cè)故障，如本文關(guān)于圖1A和/ 或圖1B中的CMU 55和/或PSMU 130和電線56的某些實(shí)施例所描 述)。而且，在某些實(shí)施例中，PSMU 130可以測(cè)定在電源裝置100 中剩余多少電荷。剩余電荷關(guān)系到用戶可以繼續(xù)使用系統(tǒng)的剩余操 作時(shí)間。電源管理單元130可以通過(guò)諸如時(shí)鐘信號(hào)(CLK)線135、數(shù)據(jù) 信號(hào)(DATA)線140和熱信號(hào)(THRM)線145的各種信號(hào)線從系 統(tǒng)接收時(shí)鐘信號(hào)，并將蓄電池狀態(tài)信息傳遞給系統(tǒng)。CLK和DATA 線135和140實(shí)現(xiàn)諸如符合智能電池規(guī)范(Smart Battery pecifications ) 的SMBus接口的通信協(xié)議。參見(jiàn)由SMBus規(guī)范工作組(SMBus Specification Working Group)在2000年8月3日發(fā)布的系統(tǒng)管理總 線規(guī)范(System Management Bus Specification ) 2.0版，目前可在網(wǎng) 址http:〃www.smbus.org/得到。還可參見(jiàn)由SBS實(shí)施者論壇(SBS Implementers Forum)于1998年12月15日發(fā)布的智能電池?cái)?shù)據(jù)集規(guī) 范(Smart Battery Data Set Specification) 1.1版，目前可在網(wǎng)址 http:/smartbattery.org/得到。THRM線140用于向系統(tǒng)指示電源裝置 的溫度狀態(tài)，或者指示電源裝置100的現(xiàn)狀。為了監(jiān)測(cè)移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的工作電流，電源裝置100可以將感測(cè) 電阻50 、 R犯NSE與傳輸電力線l55串聯(lián)在電源105和接地基準(zhǔn)之間。 電源管理單元130可以基于感測(cè)電阻50的阻值和感測(cè)電阻50兩端 的電壓差來(lái)確定工作電流。雖然感測(cè)電阻50的阻值可以很小(例如 10毫歐(mn))，但是感測(cè)電阻50的功耗可能至少部分地對(duì)于大 電流需求來(lái)i兌是相當(dāng)大的。例如，使用10 mQ的感測(cè)電阻50和10 安培(A)的需求電流時(shí)，其功井毛大約為1瓦特(W)。該功耗給電 源裝置100的散熱問(wèn)題帶來(lái)負(fù)擔(dān)。此外，該功耗可使電源105發(fā)熱， 由此可導(dǎo)致容量減小、壽命周期縮短和可靠性下降。然而在某些例子中，例如4旦不限于在電源裝置100可能遭受內(nèi)
部短路或其它損壞的情況下，PSMU 130可能不能檢測(cè)和防止對(duì)裝置 100和任何包含它的系統(tǒng)的損壞。在某些'實(shí)施例中，PSMU 130包括 用于監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)異?；虿涣茧娫吹碾妷簻y(cè)量模塊(這將在圖2B中進(jìn) 一步詳細(xì)描述)。為便于測(cè)量電壓，可以將PSMU耦合到至少兩條 或兩條以上電線56，如圖1B所示。在某些實(shí)施例中，這兩條或兩條 以上電線56可以耦合到CMU 55，如圖1A所示，其中CMU 55耦 合到PSMU130。每個(gè)實(shí)施例分別示于圖1B和1A中。根據(jù)某些實(shí)施例，裝置100可以包括兩條或兩條以上電線56， 它們位于DC電源105的兩側(cè)上以便確定電源105兩端的電壓。而且， 裝置100可包括耦合到這兩條或兩條以上電線56以測(cè)量電壓的PSMU 130。 PSMU 130可包括電壓測(cè)量模塊，例如但不限于如圖2B所示的 模塊280，它具有模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，例如但不限于ADC 285, 其中ADC配置為將測(cè)得的模擬電壓轉(zhuǎn)褲為數(shù)字信號(hào)，并且電壓測(cè)量 模塊配置為測(cè)量在一段時(shí)間內(nèi)的電壓變化率。在某些實(shí)施例中，這 段時(shí)間可由PSMU130、系統(tǒng)、電源類(lèi)型或者甚至由系統(tǒng)的用戶確定。 在某些實(shí)施例中，這段時(shí)間對(duì)于每個(gè)監(jiān)測(cè)和/或測(cè)量周期是基本上相 同的持續(xù)時(shí)間。在某些實(shí)施例中，這段時(shí)間是可以改變的，但相關(guān) 領(lǐng)域的技術(shù)人員至少基于在此描述的教導(dǎo)可以理解，為了至少保持 變化率測(cè)定的一致性，這段時(shí)間優(yōu)選可以與其它時(shí)間段基本相同或 者基本上是其它時(shí)間段的某個(gè)倍數(shù)或分?jǐn)?shù)。根據(jù)某些實(shí)施例，電壓測(cè)量模塊還可配置為將電壓變化率與電 壓的閾值變化率相比較，并且當(dāng)電壓變化率接近閾值變化率時(shí)發(fā)送 才艮警信號(hào)。因此，PSMU 130可以配置為測(cè)量直流電源在一個(gè)或多個(gè) 功率負(fù)載狀態(tài)期間的電壓。在某些實(shí)施例中，這一個(gè)或多個(gè)功率負(fù) 載狀態(tài)可包括除了在執(zhí)行軟件代碼期間〗々窗口空閑狀態(tài)之外的大多 數(shù)或所有狀態(tài)。在某些實(shí)施例中，處理器或核的活動(dòng)因子或功率狀 態(tài)可以是對(duì)負(fù)載狀態(tài)的指示。因此，在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以將 負(fù)載狀態(tài)通知PSMU 130，于是這可以用于本發(fā)明的實(shí)施例中。在某 些實(shí)施例中，諸如但不限于保護(hù)模塊275的保護(hù)模塊可以配置為從 電壓測(cè)量模塊接收?qǐng)?bào)警信號(hào)并發(fā)信號(hào)給模擬前端以驅(qū)動(dòng)放電晶體管來(lái)基本隔離電源105。如圖1A所示，在某些實(shí)施例中，CMU 55可以耦合到兩條或兩 條以上電線56以測(cè)量PSMU 130的電壓，其中CMU 55能夠?qū)y(cè)得 的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，測(cè)量在一段時(shí)間內(nèi)的電壓變化率，并給PSMU 130提供信息。本領(lǐng)域的技術(shù)人員至少基于在此提供的教導(dǎo)可以理 解，CMU 55可包括電壓測(cè)量4莫塊和/或ADC的邏輯。實(shí)際上，在本 發(fā)明的某些實(shí)施例中，CMU 55和PSMU 130可包括冗余邏輯。圖2A示出才艮據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的DC電源等效才莫塊200。 對(duì)于具有正極205和負(fù)極210的諸如電源105的很多類(lèi)型的電源來(lái) 說(shuō)，由RSE^_DIS電阻215表示的自放電率是很低的或不可測(cè)定的。在 自》文電率很低的實(shí)施例中，它的影響可以忽略不計(jì)。在自》丈電率可 以測(cè)定的實(shí)施例中，它的影響可以作為 一個(gè)因素計(jì)入變化率測(cè)定中。 根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，在每種情況中，電源的等效阻抗于是可 以由串聯(lián)電阻、R^或RS。URCE220和容抗C^l或CS。URCE 225來(lái)估 算。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到，該串聯(lián)電阻會(huì)在充電和放電的 循環(huán)內(nèi)增大。因此，對(duì)于正常工作的電源來(lái)說(shuō)，大多數(shù)情況下，該 串聯(lián)電阻的增大速率是可以預(yù)測(cè)的。然而，在電源發(fā)生異?；蚬收?的情況下，該串聯(lián)電阻會(huì)急劇增大，尤其是在由于短路或熱失控而 導(dǎo)致故障之前。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可以監(jiān)測(cè)該串聯(lián)電阻， 并將測(cè)得的變化率與期望值相比較，在某些實(shí)施例中，期望值可以 基本上是該電阻的預(yù)期變化率或正常變化率。圖2B示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的PSMU 130。在某些實(shí)施例 中，PSMU 130可包括微控制器(MC) 255和才莫擬前端(AFE) 260。 微控制器255包括接口 265、氣體計(jì)量模塊270、保護(hù)模塊275以及 電流和電壓測(cè)量;^莫塊280。在某些實(shí)施例中，PSMU 130可包括獨(dú)立 的電流模塊和電壓模塊，或者它可包括一個(gè)模塊280,該模塊280具
有用于執(zhí)行電流和電壓測(cè)量的操作的邏輯。模塊280可包括模-數(shù)轉(zhuǎn) 換器(ADC) 285。電源管理單元130、微控制器255和AFE 260的 備選實(shí)施例可包括更少或更多的元件。而且，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員 至少基于在此提供的教導(dǎo)可以理解，可以在單個(gè)芯片或分離的芯片 上制造微控制器255和AFE 260,或者可以在邏輯中完全或部分地啟 用微控制器255和AFE 260。在一個(gè)實(shí)施例中，AFE 260可與微控制器255對(duì)接以控制充電和 放電晶體管電路115和120。微控制器255可以監(jiān)測(cè)電源裝置100的 性能。接口 265可方便與其中安裝有電源裝置100和/或電源裝置100 正在其中工作的系統(tǒng)通信。耦合到接口 265的示例信號(hào)線可包括時(shí) 鐘信號(hào)線、數(shù)據(jù)信號(hào)線、熱信號(hào)線和低功率信號(hào)線，它們?cè)诒疚钠?它地方分別進(jìn)行過(guò)描述。取決于具體實(shí)施，接口 265的一些實(shí)施例 可包括更多或更少的線。例如，某些實(shí)施例可包括其它信號(hào)線以遵 守SMBus規(guī)范的未來(lái)版本、<|~訂或替代，這也在本文其它地方進(jìn)行 過(guò)描述。在某些實(shí)施例中，氣體計(jì)量才莫塊270可以確定在給定時(shí)間電源105 中還剩多少電荷。氣體計(jì)量模塊270可基于電源105的總?cè)萘?、?給定放電時(shí)間內(nèi)消耗了多少電荷以及在給定充電時(shí)間內(nèi)將多少電荷 重新導(dǎo)入電源105中來(lái)做出該測(cè)定。這樣，氣體計(jì)量^^莫塊270可以 類(lèi)似于汽車(chē)的油量表那樣起作用，后者是通過(guò)與燃料箱的總?cè)萘肯?比較顯示已經(jīng)使用了多少燃料而起作用的。在備選實(shí)施例中，可以 實(shí)施其它類(lèi)型的計(jì)量技術(shù)，包括直接測(cè)量電源105中的實(shí)際電荷。根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，保護(hù);漠塊275可以保護(hù)電源裝置100 免受欠壓和過(guò)壓狀態(tài)的潛在危險(xiǎn)。同樣地，保護(hù)模塊275可以保護(hù) 電源裝置100免受危險(xiǎn)的高電流和危險(xiǎn)的低電流。同樣地，保護(hù)模 塊275可以保護(hù)電源裝置100免受潛在危險(xiǎn)的溫度狀態(tài)。在一個(gè)實(shí) 施例中，如果發(fā)生一種或多種潛在危險(xiǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，那么保護(hù)模塊275 可以切斷(即，斷開(kāi))電源裝置100。保護(hù)模塊275可以與模擬前端 260、電流和電壓測(cè)量模塊280或者電源裝置100的其它元件相對(duì)接 以評(píng)估運(yùn)行狀態(tài)。在某些實(shí)施例中，模塊280可以通過(guò)以CELL表示的線耦合到 CMU 55，以接收測(cè)量值和/或信號(hào)，并可選地用才莫-數(shù)轉(zhuǎn)換器285將 它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。在某些實(shí)施例中，模塊280可以通過(guò)以CELL 表示的線耦合到電線56，以接收電壓讀教。在這些實(shí)施例中，模塊 280可以測(cè)定電壓測(cè)量值，并且可以執(zhí)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。在某些實(shí)施例中，ADC 285可以是任何類(lèi)型的合適的ADC,例 如快閃ADC或其它類(lèi)型的ADC。而且，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員至少 基于在此提供的教導(dǎo)可以理解，ADC 285可以有8位分辨率、14位 分辨率或其它分辨率。因此，在某些實(shí)施例中，8位ADC將具有256 個(gè)量化電平，這將導(dǎo)致對(duì)于10.0伏(V)的滿刻度量程來(lái)說(shuō)電壓分 辨率約為156.25毫伏(mV)。類(lèi)似地，14位ADC將具有16384個(gè) 量化電平，這將導(dǎo)致對(duì)于10.0伏(V)的滿刻度量程來(lái)說(shuō)電壓分辨 率約為0.61 mV。在某些實(shí)施例中，才莫塊280和/或CMU 55可以動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)ADC 285或位于CMU 55內(nèi)部的ADC或ADC邏輯的監(jiān)測(cè)范圍。在某些 實(shí)施例中，可以部分地基于系統(tǒng)的電源叔態(tài)作出該調(diào)節(jié)。例如，如 果系統(tǒng)進(jìn)入低功率狀態(tài)，那么模塊280可以將8位模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的滿 刻度量程從10.0 V修改為2.0 V。這樣，在從O.O V到2.0 V的量程 內(nèi)，電壓分辨率將會(huì)約為31.25 mV而不是156.25 mV。換句話說(shuō)， 通過(guò)修改分辨率以符合電源狀態(tài)可以在0-2 V的量程內(nèi)提供256個(gè)量 化電平，以取代滿刻度量程是10.0 V時(shí)在0-2 V的量程內(nèi)的約12-13 個(gè)量化電平。在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)的電源狀態(tài)可以與在高級(jí)配置 和電源接口 ( ACPI)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)中所定義的電源狀態(tài)相一致。參見(jiàn)由 Hewlett-Packard公司、Intel公司、Microsoft公司、Phoenix技術(shù)有限 公司和Toshiba公司于2005年12月30發(fā)布的高級(jí)配置和電源接口 規(guī)范3.0a版，現(xiàn)在可在網(wǎng)址http:〃www.acpi.info中得到。例如，處
理器可以在從CO (滿功率)到C4 (低功率)范圍內(nèi)的各種"C，，電 源狀態(tài)下運(yùn)行，但也可以定義和實(shí)施其它電源狀態(tài)。300。在某些實(shí)施例中，該過(guò)程可以從^喿作310開(kāi)始，其中該過(guò)程可 以監(jiān)測(cè)一段時(shí)間內(nèi)在功率負(fù)載狀態(tài)下DC電源的電壓。在某些實(shí)施例 中，電源可以是電源105。而且，CMU 55和/或電線56可用于執(zhí)行 該監(jiān)測(cè)，這在本文別處關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行過(guò)描述。接著，該 過(guò)程可以進(jìn)行到315,其可以根據(jù)多于一個(gè)測(cè)量電壓來(lái)確定DC電源 的等效阻抗的實(shí)際變化率。在某些實(shí)施例中，PSMU 130或CMU 55 可以執(zhí)行該測(cè)定。接著，該過(guò)程可以進(jìn)行到320，其可以將實(shí)際變化率與閾值變化 率相比較。接著，該過(guò)程可以進(jìn)行到325，其中可以判定實(shí)際變化率 是否接近閾值變化率。在某些實(shí)施例中，PSMU 130或CMU 55可以 進(jìn)行該比較和/或判定。在實(shí)際變化率接近閾值變化率的情況下，該 過(guò)程可以接著進(jìn)行到330,其可以發(fā)出報(bào)警。在某些實(shí)施例中，認(rèn)為 實(shí)際變化率已經(jīng)接近閾值變化率時(shí)的閾值由用戶、電源裝置100的 制造商或系統(tǒng)預(yù)先確定。而且，在某些實(shí)施例中，當(dāng)實(shí)際變化率基 本上等于或大于閾值變化率時(shí)，可以發(fā)出報(bào)警。根據(jù)某些實(shí)施例，閾值變化率可以是指示電源的潛在故障的閾 值變化率。而且，在某些實(shí)施例中，如本文別處所述，可以基于諸 如但不限于以下因素來(lái)確定或更新閾值變化率電源的循環(huán)壽命、 電源的電荷狀態(tài)、已知的電源變化和相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員至少基于 在此提供的教導(dǎo)可以理解的其它因素。接著，該過(guò)程可以可選地進(jìn)行到335,其可繼續(xù)監(jiān)測(cè)電壓。在某 些實(shí)施例中，如果實(shí)際變化率沒(méi)有接近閾值變化率，則該過(guò)程可以 進(jìn)行到335。而且，該過(guò)程可以可選地進(jìn)行到340,其可以存儲(chǔ)^t艮警、 測(cè)得的電壓或?qū)嶋H變化率。在某些實(shí)施例中，這些事件和數(shù)據(jù)對(duì)于 裝置100、系統(tǒng)或用戶是有用的。該過(guò)程可以可選地進(jìn)行到345,其
可以確定更新后的閾值變化率。在某些實(shí)施例中，更新后的閾值變 化率可以完全或部分地根據(jù)之前的報(bào)警、之前測(cè)得的電壓和/或之前 的期望變化率和/或?qū)嶋H變化率來(lái)確定。該過(guò)程可以可選地進(jìn)行到350，其可以停止監(jiān)測(cè)一段時(shí)間。在某些實(shí)施例中，這段時(shí)間可由系 統(tǒng)、裝置100或用戶確定。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員至少基于在此提供 的教導(dǎo)可以理解，該過(guò)程可以在任何一點(diǎn)重新開(kāi)始。在某些實(shí)施例中，該過(guò)程可以可選地執(zhí)行確定功率負(fù)載狀態(tài)或 時(shí)間段的操作。如本文其它地方所述，負(fù)載狀態(tài)可以由各種元件基 于各種因素確定。而且，同樣如本文其電地方所述，該時(shí)間段可以 由各種元件基于各種因素確定。圖4示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的示例系統(tǒng)400,可以在該示例 系統(tǒng)400中實(shí)施電源故障預(yù)測(cè)的實(shí)施例。在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)400 可以是經(jīng)常、可選地、偶爾或頻繁地由用于向系統(tǒng)提供直流(DC) 電壓的諸如燃料電池或蓄電池的DC電源供電的類(lèi)型。因此，DC電 源可以在周期性基礎(chǔ)上再充電。在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)400包括用于傳遞信息的通信機(jī)構(gòu)或總 線411和用于處理信息的集成電路元件、例如與總線411耦合的主 處理單元412。系統(tǒng)400中的一個(gè)或多個(gè)元件或設(shè)備(例如主處理單 元412或芯片組436)可以由DC電源供電。主處理單元412可以包 括作為 一個(gè)單元一起工作的一個(gè)或多個(gè)處理器核。系統(tǒng)400還可以包括耦合到總線411以用于存儲(chǔ)信息和供主處 理單元412執(zhí)行的指令的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或其它動(dòng)態(tài)存儲(chǔ) 設(shè)備404 (稱作主存儲(chǔ)器)。在主處理單元412執(zhí)行指令期間，主存 儲(chǔ)器404還可以用于存儲(chǔ)臨時(shí)變量或其它中間信息。系統(tǒng)400還包 括耦合到總線411以用于存儲(chǔ)靜態(tài)信息和主處理單元412的指令的 只讀存儲(chǔ)器(ROM)和/或其它靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備406。靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備406 可以存儲(chǔ)操作系統(tǒng)(OS)層和應(yīng)用層軟件。固件403可以是軟件和硬件的結(jié)合，例如電可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM),其具有記錄在EPROM上的例行程序的操作。周件403 可包括嵌入式基礎(chǔ)代碼、基本輸入/輸出系統(tǒng)代碼(BIOS)或其它類(lèi) 似代碼。固件403可以使系統(tǒng)400例示化成為可能。此外，系統(tǒng)400可以耦合到整體式顯示設(shè)備421或具有整體式 顯示設(shè)備421，該整體式顯示設(shè)備421 (例如陰極射線管(CRT)或 液晶顯示器(LCD))耦合到總線411以向計(jì)算機(jī)用戶顯示信息。 在一個(gè)實(shí)施例中，芯片組436可以與顯示設(shè)備421對(duì)接。包括字母數(shù)字和其它鍵的字母數(shù)字輸入設(shè)備(鍵盤(pán))422也可以耦合到總線411以用于將信息和命令選擇傳遞給主處理單元412。而 且，諸如鼠標(biāo)、跟蹤球、軌跡*1、光筆或光標(biāo)方向鍵的光標(biāo)控制設(shè) 備423可以耦合到總線411以用于將方向信息和命令選擇傳遞給主 處理單元412，并且用于控制光標(biāo)在顯示設(shè)備421上的運(yùn)動(dòng)。在某些 實(shí)施例中，芯片組436可以與1/0設(shè)備對(duì)接。類(lèi)似地，能夠進(jìn)行文件 硬拷貝的諸如打印機(jī)、掃描儀、拷貝機(jī)等的設(shè)備424也可以與輸入/ 輸出芯片組436和總線411互動(dòng)。諸如DC電源的電源428可以耦合到總線411 。在某些實(shí)施例中， DC電源是蓄電池和交流(AC)適配電路。而且，諸如揚(yáng)聲器和/或 麥克風(fēng)(未示出)的錄音和回》文設(shè)備可以可選地耦合到總線411以 用于與系統(tǒng)400形成音頻接口。無(wú)線通信模塊425也可以耦合到總 線411。無(wú)線通信才莫塊425可以采用無(wú)線應(yīng)用協(xié)議(WAP)來(lái)建立 無(wú)線通信信道。無(wú)線通信模塊425可以實(shí)施無(wú)線聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，例如由 電力和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)在1999年發(fā)布的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn) 正EE std. 802.11-1999。在某些實(shí)施例中，可以在系統(tǒng)400中實(shí)施其 它類(lèi)型的無(wú)線技術(shù)。本發(fā)明的實(shí)施例包括如本文所述的各種操作。這些操作可以由 硬件元件、軟件、固件或其組合來(lái)執(zhí)行。本文所用的術(shù)語(yǔ)"耦合到" 可以表示直接耦合或通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間元件間接耦合。本文所述 的在各種總線上提供的任何信號(hào)可以在時(shí)間上與其它信號(hào)多路復(fù)
用，并通過(guò)一條或多條共同總線提供。此外，在電路元件或方框之 間的互連可以示為總線或單信號(hào)線。或者，每條總線可以是一條或 多條信號(hào)線，并且每條單信號(hào)線也可以是總線。的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。這些指令可以用于編寫(xiě)通用或?qū)Ｓ锰幚砥鞯某?序以執(zhí)行所描述的操作。機(jī)器可讀介質(zhì)包括用于以可由機(jī)器(如計(jì) 算機(jī))讀取的形式(例如軟件、處理應(yīng)用程序)存儲(chǔ)或傳輸信息的任何機(jī)構(gòu)。機(jī)器可讀介質(zhì)可包括但不限于磁性存儲(chǔ)介質(zhì)(例如軟盤(pán))； 光存儲(chǔ)介質(zhì)(例如CD-ROM);石茲-光存儲(chǔ)介質(zhì)；只讀存儲(chǔ)器(ROM); 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM);可擦除可編程存儲(chǔ)器(例如EPROM和 EEPROM);閃存；電、光、聲或其它形式的傳播信號(hào)(例如載波、 紅外信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等)；或其它類(lèi)型的適合存儲(chǔ)電子指令的介質(zhì)。此外，某些實(shí)施例可以在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)施，其中機(jī)器可 讀介質(zhì)存儲(chǔ)在多于 一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上和/或由多于一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí) 行。此外，可以在連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的通信介質(zhì)上拉取或推送在計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)之間傳送的信息。在此所描述的數(shù)字處理設(shè)備可包括一個(gè)或多個(gè)通用處理設(shè)備， 如微處理器或中央處理單元、控制器等等?；蛘撸瑪?shù)字處理設(shè)備可 以包括一個(gè)或多個(gè)專(zhuān)用處理設(shè)備，如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專(zhuān)用 集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)等等。例如，在備 選實(shí)施例中，數(shù)字處理設(shè)備可以是具有包括核心單元和多個(gè)微引擎 的多個(gè)處理器的網(wǎng)絡(luò)處理器。此外，數(shù)字處理設(shè)備可包括通用處理 設(shè)備和專(zhuān)用處理設(shè)備的任意組合。本文所稱的術(shù)語(yǔ)"邏輯指令"涉及可以被一個(gè)或多個(gè)機(jī)器理解 而執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)邏輯操作的表達(dá)式。例如，邏輯指令可以包括可 由處理器編譯器解釋以便用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象執(zhí)行一個(gè)或多 個(gè)操作的指令。然而，這僅僅是機(jī)器可讀指令的示例，且實(shí)施例在 這一方面不受限制。
本文所稱的術(shù)語(yǔ)"計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"涉及能夠保存可由一個(gè)或多個(gè)機(jī)器感知的表達(dá)式的介質(zhì)。例如，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括用于 存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀指令或數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備。這些存儲(chǔ)設(shè)備可包括存儲(chǔ)介質(zhì)，例如光、磁或半導(dǎo)體存儲(chǔ)介質(zhì)。然而，這僅僅是 計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例，且實(shí)施例在這一方面不受限制。本文所稱的術(shù)語(yǔ)"邏輯"涉及用于執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)邏輯操作的 結(jié)構(gòu)。例如，邏輯可包括基于一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)提供一個(gè)或多個(gè) 輸出信號(hào)的電路。該電路可包括用于接收數(shù)字輸入并提供數(shù)字輸出 的有限狀態(tài)機(jī)、或響應(yīng)一個(gè)或多個(gè)模擬輸入信號(hào)而提供一個(gè)或多個(gè)才莫擬輸出信號(hào)的電路。該電路可以設(shè)置在ASIC或FPGA中。邏輯還 可以包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的機(jī)器可讀指令和用于執(zhí)行這些機(jī)器可讀 指令的處理電路的組合。然而，這些僅僅是可提供邏輯的結(jié)構(gòu)的示 例，且實(shí)施例在這一方面不受限制。令。當(dāng)在處理器上執(zhí)行時(shí)，這些邏輯指令使處理器被編程為實(shí)施所 述方法的專(zhuān)用機(jī)器。當(dāng)經(jīng)過(guò)邏輯指令的配置而執(zhí)行本文所描述的方 法時(shí)，處理器組成用于執(zhí)行所述方法的結(jié)構(gòu)?；蛘撸梢詫⒈疚乃?述的方法縮減為在例如FPGA、 ASIC等等上的邏輯。盡管本文以特定的順序示出和描述了方法的操作，但是每個(gè)方 法的操作順序是可以改變的，以使得某些操作可以按相反的順序執(zhí) 行，或使得某些操作可以至少部分地與其它操作同時(shí)執(zhí)行。在另一 實(shí)施例中，個(gè)別操作的指令或子操作可以是斷續(xù)的和/或交替的方式。在前述說(shuō)明書(shū)中，參照本發(fā)明的具體示例性實(shí)施例描述了本發(fā) 明。然而，顯而易見(jiàn)的是，在不脫離如隨附權(quán)利要求所述的本發(fā)明 的更寬的精神和范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明做出各種修改和變化。如果實(shí)際上公開(kāi)了多于一個(gè)實(shí)施例，那么在此可以將本發(fā)明主 題的這些實(shí)施例單獨(dú)地或統(tǒng)稱為術(shù)語(yǔ)"發(fā)明"，這只是為了方便起 見(jiàn)，而不希望將本申請(qǐng)的范圍自動(dòng)地限于任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明概念。
因此，盡管本文示出和描述了具體實(shí)施例，但任何計(jì)劃達(dá)到相同目 的的布置都可以代替所示具體實(shí)施例。本公開(kāi)用于覆蓋各種實(shí)施例 的任何和所有的改進(jìn)或變化。在瀏覽上述描述后，上述實(shí)施例的組 合和在此沒(méi)有具體描述的其它實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是 顯而易見(jiàn)的。提供本公開(kāi)的摘要是為了遵守37 C.F.R. §1.72 (b)，其要求提 供使讀者能快速確定技術(shù)公開(kāi)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的摘要。其提交理解為不 用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或含義。此外，在前述詳細(xì)描述中 可以看出，為了簡(jiǎn)化本公開(kāi)的目的，將各種特征集中在單個(gè)實(shí)施例特征多的特征。而是，可以在比單個(gè)公開(kāi)實(shí)施例的所有特征少的特 征中找到發(fā)明主題。因此，隨附權(quán)利要求由此并入詳細(xì)描述中，其 中每個(gè)權(quán)利要求獨(dú)立代表單獨(dú)的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括兩條或兩條以上電線，位于直流電源的兩側(cè)上以測(cè)定所述直流電源兩端的電壓；以及電源管理單元，耦合到所述兩條或兩條以上電線以測(cè)量所述電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電源管理單元 包括具有模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓測(cè)量模塊，其中所述模-數(shù)轉(zhuǎn)換器配置為 將所測(cè)得的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且所述電壓測(cè)量模塊配置為測(cè) 量一段時(shí)間內(nèi)的電壓變化率。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述電壓測(cè)量模塊 還配置為將所述電壓變化率與電壓的閾值變化率相比較，并且當(dāng)所 述電壓變化率接近所述閾值變化率時(shí)發(fā)送報(bào)警信號(hào)。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電源管理單元 配置為測(cè)量所述直流電源在一個(gè)或多個(gè)功率負(fù)載狀態(tài)期間的電壓。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電源管理單元 還包括耦合到所述電壓測(cè)量模塊的模擬前端，其中所述模擬前端耦合 到充電晶體管以驅(qū)動(dòng)所述充電晶體管給所述直流電源充電，并且所 述模擬前端耦合到放電晶體管以驅(qū)動(dòng)所述放電晶體管而便于計(jì)算平 臺(tái)的操作；功率計(jì)量模塊，耦合到所述模擬前端以測(cè)定有多少電能存儲(chǔ)在 所述直流電源中；保護(hù)模塊，耦合到所述模擬前端以保護(hù)所述直流電源免受潛在 的故障事件；以及接口 ，耦合到所述模擬前端以與所述計(jì)算平臺(tái)的系統(tǒng)處理器對(duì)接。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述保護(hù);f莫塊配置 為從所述電壓測(cè)量模塊接收?qǐng)?bào)警信號(hào)，并且發(fā)信號(hào)給所述模擬前端 以驅(qū)動(dòng)所述;^文電晶體管而基本上隔離所述直流電源。
7. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述直流電源包括 電池或燃料電池或兩者。
8. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述直流電源配置 成一個(gè)或多個(gè)電池。
9. 如權(quán)利要求l所述的裝置，還包括電池監(jiān)測(cè)單元，耦合到所述兩條或兩條以上電線以便為所述電 源管理單元測(cè)量所述電壓，其中所述電池監(jiān)測(cè)單元能夠?qū)⑺鶞y(cè)得的 電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)的電壓變化率，并將信息提 供給所述電源管理單元。
10. —種系統(tǒng)，包括 顯示設(shè)備，其從直流電源汲取功率；兩條或兩條以上電線，位于所述直流電源的兩側(cè)上以便確定所 述直流電源兩端的電壓；以及電源管理單元，耦合到所述兩條或兩條以上電線以測(cè)量所述電壓。
11. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電源管理單 元包括具有才莫-數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓測(cè)量模塊，其中所述沖莫-數(shù)轉(zhuǎn)換器配置 為將所測(cè)得的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且所述電壓測(cè)量模塊配置為 測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)的電壓變化率。
12. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓測(cè)量模 塊還配置為將所述電壓變化率與電壓的閾值變化率相比較，并且當(dāng)所述電壓變化率接近所述閾值變化率時(shí)發(fā)送:R警信號(hào)。
13. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電源管理單 元配置為測(cè)量所述直流電源在一個(gè)或多個(gè)功率負(fù)載狀態(tài)期間的電 壓。
14. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電源管理單 元還包括耦合到所述電壓測(cè)量模塊的模擬前端，其中所述模擬前端耦合 到充電晶體管以驅(qū)動(dòng)所述充電晶體管給所述直流電源充電，并且所 述模擬前端耦合到放電晶體管以驅(qū)動(dòng)所述放電晶體管而便于所述計(jì) 算平臺(tái)的操作；功率計(jì)量模塊，耦合到所述模擬前端以確定有多少電能存儲(chǔ)在所述直流電源中；保護(hù)模塊，耦合到所述模擬前端以保護(hù)所述直流電源免受潛在 的故障事件；以及接口 ，耦合到所述模擬前端以與所述計(jì)算平臺(tái)的系統(tǒng)處理器對(duì)接。
15. 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述保護(hù)模塊配 置為從所述電壓測(cè)量模塊接收?qǐng)?bào)警信號(hào)，并且發(fā)信號(hào)給所述模擬前 端以驅(qū)動(dòng)所述放電晶體管而基本上隔離所述直流電源。
16. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述直流電源包 括蓄電池或燃料電池或兩者。
17. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所迷直流電源配 置成一個(gè)或多個(gè)電池。
18. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，還包括電池監(jiān)測(cè)單元，耦合到所述兩條或兩條以上電線以便為所述電 源管理單元測(cè)量所述電壓，其中所述電池監(jiān)測(cè)單元能夠?qū)⑺鶞y(cè)得的 電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)的電壓變化率，并將信息提 供給所述電源管理單元。
19. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所迷系統(tǒng)包括移 動(dòng)計(jì)算平臺(tái)或服務(wù)器計(jì)算平臺(tái)。
20. —種方法，包括監(jiān)測(cè) 一 段時(shí)間內(nèi)在功率負(fù)載狀態(tài)下直流電源的電壓；根據(jù)多于 一 個(gè)測(cè)量電壓確定所述直流電源的等效阻抗的實(shí)際變化率；將所述實(shí)際變化率與閾值變化率相比較；以及 當(dāng)所述實(shí)際變化率接近所迷閾值變化率時(shí)，發(fā)出報(bào)警。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，還包括 繼續(xù)監(jiān)測(cè)所述電壓。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，還包括 存儲(chǔ)所述才艮警、所測(cè)得的電壓或所述實(shí)際變化率。
23. 如權(quán)利要求20所述的方法，還包括 確定更新后的閾值變化率。
24. 如權(quán)利要求20所述的方法，還包括 停止監(jiān)測(cè)一l爻時(shí)間。
25. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述實(shí)際變化 率基本上等于或大于所述閾值變化率時(shí)，發(fā)出所述報(bào)警。
26. 如權(quán)利要求20所述的方法，還包括 確定所述功率負(fù)載狀態(tài)或時(shí)間段。
全文摘要
描述用于電源故障預(yù)測(cè)的方法、裝置和系統(tǒng)的一些實(shí)施例。根據(jù)某些實(shí)施例，該系統(tǒng)可以包括從直流電源汲取功率的顯示設(shè)備；位于直流電源的兩側(cè)上以便測(cè)定直流電源兩端的電壓的兩條或兩條以上電線；以及耦合到上述兩條或兩條以上電線以測(cè)量電壓的電源管理單元。在某些實(shí)施例中，電池監(jiān)測(cè)單元可以耦合到上述兩條或兩條以上電線以便為電源管理單元測(cè)量電壓，其中電池監(jiān)測(cè)單元能夠?qū)y(cè)得的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)的電壓變化率，并將信息提供給電源管理單元。還描述了其它實(shí)施例。
文檔編號(hào)G06F1/28GK101165633SQ20071019294
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月21日
發(fā)明者D·阮 申請(qǐng)人:英特爾公司