本實(shí)用新型涉及在電子設(shè)備中節(jié)能的系統(tǒng)和相應(yīng)的電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

消費(fèi)電子產(chǎn)品如智能電話、筆記本電腦、平板電腦、攝像機(jī)和掌上游戲機(jī)通常由電池供電。雖然此類電池一般可充電，但追求更低的電池消耗一直是這些產(chǎn)品的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)。延長(zhǎng)的電池壽命意味著延長(zhǎng)兩次充電操作之間的間隔時(shí)間，從而帶來明顯改善的用戶體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文所公開的實(shí)施例中的至少一些涉及用于在電子設(shè)備中節(jié)能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：電池，該電池為電子設(shè)備供電；以及電量計(jì)(fuel gauge)，該電量計(jì)耦連到該電池并且能夠以多種功率模式中的任一種工作，其中該電量計(jì)根據(jù)對(duì)所述電池提供的電壓的重復(fù)變頻采樣來選擇自己的功率模式?？墒褂靡韵赂拍钪械囊粋€(gè)或多個(gè)，以任何次序或組合來補(bǔ)充這些實(shí)施例中的至少一些：其中電量計(jì)以對(duì)應(yīng)于電量計(jì)當(dāng)前啟用的功率模式的采樣頻率對(duì)所述電壓進(jìn)行重復(fù)采樣；其中功率模式選自至少兩種不同的功率模式，其中所述至少兩種不同的功率模式中的較高者與電量計(jì)對(duì)所述電壓進(jìn)行較高頻次采樣有關(guān)，其中所述至少兩種不同的功率模式中的較低者與電量計(jì)對(duì)所述電壓進(jìn)行較低頻次采樣有關(guān)；其中所述功率模式選自：待機(jī)模式、松弛模式、工作模式以及活動(dòng)模式；其中如果所述重復(fù)采樣表明所述電壓的變化達(dá)到或超過電壓變化閾值，則電量計(jì)切換至比其當(dāng)前啟用的功率模式更高的功率模式；其中如果所述重復(fù)采樣表明所述電壓的變化沒有達(dá)到或超過電壓變化閾值，則電量計(jì)保持其當(dāng)前啟用的功率模式；其中如果所述重復(fù)采樣表明所述電壓沒有變化，則電量計(jì)切換至比其當(dāng)前啟用的功率模式更低的功率模式；其中電子設(shè)備選自：智能電話、平板電腦、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)和掌上游戲機(jī)；其中電量計(jì)根據(jù)所述電壓的四個(gè)連續(xù)采樣來選擇其功率模式。

至少一些實(shí)施例涉及一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括：電池，該電池為該電子設(shè)備的至少一部分供電；和耦連到該電池的電量計(jì)，該電量計(jì)根據(jù)對(duì)所述電池提供的電壓的采樣自主選擇工作的功率模式，其中該電量計(jì)根據(jù)所述電壓在采樣之間擺動(dòng)的程度和根據(jù)所述電壓改變的頻次(how often)選擇所述功率模式。可使用以下概念中的一個(gè)或多個(gè)，以任何次序或以任何組合來補(bǔ)充這些實(shí)施例中的至少一些：其中當(dāng)在單一電量計(jì)功率模式下工作時(shí)，電量計(jì)改變電量計(jì)對(duì)所述電壓進(jìn)行采樣的采樣頻率；還包括可編程寄存器，該寄存器存儲(chǔ)電壓變化閾值，電量計(jì)對(duì)照該變化閾值來比較電壓在采樣之間擺動(dòng)的所述程度，該寄存器還存儲(chǔ)變化率閾值，電量計(jì)對(duì)照該變化率閾值來比較所述電壓變化的頻次，并且其中電量計(jì)使用所述比較來選擇所述功率模式；其中電量計(jì)對(duì)所述電壓進(jìn)行采樣的采樣頻率是基于電量計(jì)當(dāng)前啟用的功率模式；其中如果電量計(jì)確定所述電壓在預(yù)定數(shù)量的連續(xù)采樣上沒有改變，則該電量計(jì)切換至比其當(dāng)前啟用的功率模式更低的功率模式；其中如果電池電壓在預(yù)定數(shù)量的連續(xù)電壓采樣上的最大擺幅小于電壓變化閾值，或如果電池電壓在所述預(yù)定數(shù)量的連續(xù)電壓采樣上的改變次數(shù)小于變化率閾值，則電量計(jì)保持其當(dāng)前啟用的功率模式；其中如果電池電壓在預(yù)定數(shù)量的連續(xù)電壓采樣上的最大擺幅等于或大于電壓變化閾值，以及如果電池電壓在所述預(yù)定數(shù)量的連續(xù)電壓采樣上的改變次數(shù)等于或大于變化率閾值，則電量計(jì)切換至比其當(dāng)前啟用的功率模式更高的功率模式。

附圖說明

在附圖和以下說明中公開了用于對(duì)電子設(shè)備電池電壓進(jìn)行變頻采樣以確定電量計(jì)功率模式的系統(tǒng)和方法。在附圖中：

圖1是示例性電子設(shè)備的前視圖。

圖2是電子設(shè)備內(nèi)的至少一些部件的框圖。

圖3是電子設(shè)備電量計(jì)內(nèi)的至少一些部件的框圖。

圖4是示出了變頻電壓采樣方案的示意圖。

圖5是可用于實(shí)現(xiàn)本文所公開的技術(shù)的示例性方法的流程圖。

然而，應(yīng)當(dāng)理解，附圖和詳細(xì)描述中給出的具體實(shí)施例并未限制本公開。與此相反，它們?yōu)槠胀夹g(shù)人員識(shí)別與給出的實(shí)施例一起被涵蓋在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的替代形式、等同形式和修改形式提供了基礎(chǔ)。

具體實(shí)施方式

本文公開了用于對(duì)電子設(shè)備電池電壓進(jìn)行變頻采樣以確定電量計(jì)功率模式的方法和系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)本文所公開的技術(shù)的一種示例性電子設(shè)備包括向該電子設(shè)備的部件供電的電池，以及監(jiān)測(cè)該電池的電量計(jì)。電量計(jì)能夠以許多種功率模式工作(例如待機(jī)模式、松弛模式、工作模式、活動(dòng)模式)，每一種功率模式使電量計(jì)消耗不同的電力。電量計(jì)根據(jù)對(duì)電池提供的電壓的采樣選擇功率模式。電量計(jì)以可變頻率對(duì)該電壓進(jìn)行采樣，精確頻率取決于電量計(jì)當(dāng)前工作的功率模式并隨著電量計(jì)功率模式的變化而變化。根據(jù)電壓在采樣之間的擺幅以及電壓變化的頻次，電量計(jì)或者切換至更低的功率模式、或者保持其當(dāng)前啟用的功率模式、或者切換至更高的功率模式。

例如，當(dāng)電量計(jì)處于待機(jī)模式時(shí)，它可以每分鐘對(duì)電池電壓進(jìn)行一次采樣；當(dāng)電量計(jì)處于松弛模式時(shí)，它可以每20秒對(duì)電池電壓進(jìn)行一次采樣；當(dāng)電量計(jì)處于工作模式時(shí)，它可以每10秒對(duì)電池電壓進(jìn)行一次采樣；當(dāng)電量計(jì)處于活動(dòng)模式時(shí)，它可以每秒對(duì)電池電壓進(jìn)行四次采樣。當(dāng)處于這些功率模式中的任一種時(shí)，如果電量計(jì)以預(yù)定數(shù)量的次數(shù)對(duì)電池電壓進(jìn)行連續(xù)采樣，并且確定電壓沒變化，則電量計(jì)自主切換至更低的功率模式(除非電量計(jì)已經(jīng)處于可用的最低功率模式，諸如待機(jī)模式)。如果電量計(jì)以預(yù)定數(shù)量的次數(shù)對(duì)電池電壓進(jìn)行連續(xù)采樣，并且確定發(fā)生了至少一次電壓變化，但最大電壓變化(在任何方向)沒有達(dá)到或超過電壓變化閾值，則電量計(jì)保持其當(dāng)前啟用的功率模式。相似地，如果電量計(jì)以預(yù)定數(shù)量的次數(shù)對(duì)電池電壓進(jìn)行連續(xù)采樣，并且確定發(fā)生了超過閾值的電壓變化，但電池電壓變化的頻次不足以達(dá)到或超過變化率閾值，則電量計(jì)保持其當(dāng)前啟用的功率模式。最后，如果電量計(jì)確定發(fā)生了至少一次電壓變化，并且這些電壓變化中的最大者達(dá)到或超過電壓變化閾值，而且進(jìn)一步地，如果電量計(jì)確定電池電壓變化的頻次足以達(dá)到或超過變化率閾值，則電量計(jì)切換至更高的功率模式(除非電量計(jì)已經(jīng)處于可用的最高功率模式，諸如活動(dòng)模式)。設(shè)想了該技術(shù)的許多變型形式和排列，并且這些變型形式和排列被包括在本公開的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，采樣頻率可在同一電量計(jì)功率模式下均勻變化。例如，再次參考前述例子，如果電量計(jì)確定電壓變動(dòng)增加(即采樣之間的電壓擺幅增大和/或更高百分比的采樣指示電壓變化)，電壓變動(dòng)并未足夠大到保證切換模式，則電量計(jì)可保持其當(dāng)前啟用的功率模式，但它可以增大或減小其采樣頻率來反映電池電壓變動(dòng)的增加。

圖1是示例性消費(fèi)電子設(shè)備100的前視圖，該電子設(shè)備實(shí)施了本文所述的系統(tǒng)和方法。電子設(shè)備100可為使用電池(例如鋰離子電池)的任何合適的設(shè)備。此類電子設(shè)備的非限制性例子包括智能電話(例如APPLE三星GALAXY)、平板電腦(例如APPLEAMAZON)、筆記本電腦、攝像機(jī)(包括便攜式攝像機(jī))、以及掌上游戲機(jī)(例如索尼PLAYSTATION)。設(shè)想了其他的此類設(shè)備，并且這些設(shè)備被包括在本公開的范圍內(nèi)。示例性消費(fèi)電子設(shè)備100包括顯示屏102，該顯示屏優(yōu)選為觸摸屏。電子設(shè)備100還包括各種觸覺輸入設(shè)備104，諸如布置在電子設(shè)備100外部各種位置的按鈕。該設(shè)備內(nèi)還可以包括其他輸入和輸出設(shè)備，諸如麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器。

圖2是示例性消費(fèi)電子設(shè)備100內(nèi)的部件的框圖。電子設(shè)備100包括專用集成電路(ASIC)200，該專用集成電路包括處理邏輯202(例如微處理器)、耦連到處理邏輯202而且包括軟件代碼204(例如操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序)的存儲(chǔ)設(shè)備、輸入部件208(例如按鈕、觸摸屏、麥克風(fēng))206、輸出部件210(例如可與觸摸屏相同的顯示屏、揚(yáng)聲器、觸覺反饋電機(jī))以及用于與其他設(shè)備(例如通過互聯(lián)網(wǎng))通信的網(wǎng)絡(luò)接口212。ASIC 200上可以包括其他部件。ASIC 200由電池組(“電池”)214供電。電量計(jì)216耦連到電池214。在至少一些實(shí)施例中，ASIC 200、電量計(jì)216和電池214以并行構(gòu)造彼此耦連，使得ASIC 200可從電池214接收功率，同時(shí)電量計(jì)216監(jiān)視電池214的輸出。此外，在一些實(shí)施例中，ASIC 200可由多個(gè)ASIC或其他電路替代。本文所公開的技術(shù)可在其中任何合適類型的負(fù)載(這里是ASIC 200)由電池214供電的任何電子設(shè)備中實(shí)施。在工作中，以及如關(guān)于圖3更詳細(xì)地描述，電量計(jì)216監(jiān)測(cè)電池214的電壓輸出。如上所述，電量計(jì)216根據(jù)電池電壓波動(dòng)自主選擇其自身的功率模式，也就是說，根據(jù)電池電壓在采樣之間的擺幅以及電池電壓變化的頻率。

圖3是消費(fèi)電子設(shè)備100內(nèi)，更具體地講，電量計(jì)216內(nèi)的部件的框圖。圖3的框圖在本質(zhì)上是概念性的，意思是方框中的至少一些代表了由電子設(shè)備100的各個(gè)部件所執(zhí)行的功能。用于實(shí)現(xiàn)這些方框代表的功能的實(shí)際電路邏輯可根據(jù)設(shè)計(jì)考慮和偏好而改變，并且是本領(lǐng)域普通技術(shù)員容易知道或確定的。

參見圖3，電池214包括電壓源300，該電壓源在端子302、304之間形成電勢(shì)。端子302向節(jié)點(diǎn)318提供電壓，該端子耦連到電量計(jì)216和ASIC 200。端子304耦連到地并且耦連到節(jié)點(diǎn)320，節(jié)點(diǎn)320耦連到電量計(jì)216和ASIC 200。電量計(jì)216包括電壓檢測(cè)邏輯306、可編程電壓波動(dòng)水平寄存器308、模式控制邏輯310、時(shí)鐘312和端口314以及采樣定時(shí)器316?？删幊碳拇嫫?08包含如上所述的電壓變化閾值和變化率閾值。在工作中，電壓檢測(cè)邏輯306以根據(jù)電量計(jì)216當(dāng)前啟用的模式變化的采樣頻率對(duì)節(jié)點(diǎn)318上存在的電壓(即電池電壓)進(jìn)行采樣。在至少一些實(shí)施例中，當(dāng)電量計(jì)216處于待機(jī)模式時(shí)，電壓檢測(cè)邏輯306可以每分鐘對(duì)電池電壓進(jìn)行一次采樣；當(dāng)電量計(jì)216處于松弛模式時(shí)，電壓檢測(cè)邏輯306可以每20秒對(duì)電池電壓進(jìn)行一次采樣；當(dāng)電量計(jì)216處于工作模式時(shí)，電壓檢測(cè)邏輯306可以每10秒對(duì)電池電壓進(jìn)行一次采樣；當(dāng)電量計(jì)216處于活動(dòng)模式時(shí)，電壓檢測(cè)邏輯306可以每秒對(duì)電池電壓進(jìn)行四次采樣，不過本公開的范圍并不限于適用于各功率模式的這些采樣頻率，而且本公開的范圍也不限于在各個(gè)功率模式下使用單一采樣頻率。

在對(duì)電壓進(jìn)行預(yù)定次數(shù)的連續(xù)采樣后，如果邏輯306確定電壓完全沒有改變，則電量計(jì)216切換至更低的功率模式。如果邏輯306確定電壓已經(jīng)改變，但變化量并非寄存器308中存儲(chǔ)的電壓變化閾值，或者如果邏輯306確定電壓變化量已經(jīng)達(dá)到電壓變化閾值但電壓變化頻次未達(dá)到變化率閾值，則邏輯306推斷電池電壓變動(dòng)不足以保證向上切換功率模式，所以它保持其當(dāng)前啟用的功率模式。然而，如果邏輯306確定電池電壓變化量已達(dá)到電壓變化閾值，并且如果邏輯306還確定電壓變化頻次足以(頻次為任何合適的數(shù)量，或?yàn)榫幊痰郊拇嫫?08中的一些額外最小閾值)達(dá)到或超過變化率閾值，則邏輯306向模式控制邏輯310發(fā)送信號(hào)，使其提高電量計(jì)216的功率模式。

圖4是示出了變頻電壓采樣方案的示意圖400。圖400在x軸402上繪出不同的功率模式，在y軸404上繪出功率水平。具體地講，圖400示出了待機(jī)模式406、松弛模式408、工作模式410以及活動(dòng)模式412。在待機(jī)模式406下，功率水平414相對(duì)較低；在松弛模式408下，功率水平416增大；在工作模式410下，功率水平418進(jìn)一步增大；在活動(dòng)模式412下，功率水平420最高。電量計(jì)對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣的采樣頻率在這些功率模式之間變化。在待機(jī)模式406下，數(shù)字422指示相對(duì)較低的采樣頻率；在松弛模式408下，數(shù)字424指示增大的采樣頻率；在工作模式410下，采樣頻率426進(jìn)一步增大；在活動(dòng)模式412下，采樣頻率428相對(duì)較高。具體地講，示例性采樣頻率已在上文提供，因而此處不再重復(fù)。

圖5是可用于實(shí)現(xiàn)本文所公開的技術(shù)的示例性方法500的流程圖。方法500首先確定當(dāng)前電量計(jì)功率模式(步驟502)。方法500包括在當(dāng)前功率模式下執(zhí)行采樣操作(步驟504)。采樣操作是以預(yù)定采樣頻率對(duì)電池電壓進(jìn)行預(yù)定次數(shù)的采樣，其中該采樣頻率是至少根據(jù)電量計(jì)的當(dāng)前功率模式確定的。方法500隨后包括確定采樣操作的結(jié)果是否滿足提高電量計(jì)功率模式的條件(步驟506)。如果滿足，則電量計(jì)自主提高其功率模式(步驟508)。否則，方法500包括確定采樣操作的結(jié)果是否滿足降低電量計(jì)功率模式的條件(步驟510)。如果滿足，則電量計(jì)自主降低其功率模式(步驟512)。否則保持當(dāng)前啟用的功率模式。方法500的控制隨后返回步驟504，完成步驟508和512之后也同樣如此。可根據(jù)需要對(duì)方法500進(jìn)行修改，例如，使其包括額外的步驟、刪除步驟或重新安排步驟。

至少一些實(shí)施例涉及一種節(jié)能方法，該方法包括：對(duì)電子設(shè)備內(nèi)容納的電池提供的電壓進(jìn)行重復(fù)采樣；以及根據(jù)所述重復(fù)采樣選擇電量計(jì)功率模式，其中以可變采樣頻率執(zhí)行所述重復(fù)采樣，該可變采樣頻率取決于電量計(jì)當(dāng)前啟用的功率模式，其中所述選擇由電量計(jì)執(zhí)行。可使用以下概念中的一個(gè)或多個(gè)，以任何次序或以任何組合來補(bǔ)充這些實(shí)施例中的至少一些：其中所述電量計(jì)功率模式選自：待機(jī)模式、松弛模式、工作模式以及活動(dòng)模式；其中電量計(jì)在松弛模式期間以第一采樣頻率、在工作模式期間以第二采樣頻率、在活動(dòng)模式期間以第三采樣頻率對(duì)所述電壓進(jìn)行采樣，并且其中第二采樣頻率大于第一采樣頻率但小于第三采樣頻率；還包括當(dāng)在單一電量計(jì)功率模式下工作時(shí)改變采樣頻率。

一旦充分理解了以上公開內(nèi)容，很多其他變型形式和修改形式對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將變得顯而易見。以下權(quán)利要求書旨在解釋為涵蓋所有此類變型形式、修改形式和等同形式。此外，術(shù)語“或”應(yīng)解釋為包含性意義。