(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理装置であって、
筐体と、
前記筐体に内蔵された、前記情報処理装置に対して駆動電源を供給する内部電源と、
前記内部電源に電力を供給すると共に、前記情報処理装置に対して駆動電源を供給する外部電源と、
前記内部電源および前記外部電源のうちのどちらから前記情報処理装置に対して駆動電源が供給されているかを検出する制御検出部と、
前記制御検出部に接続されると共に、電力を消費する複数の負荷それぞれに対応付けられて接続される複数の電圧変換部と、
前記制御検出部から送信される信号に従って、前記内部電源および前記外部電源のうちの一方から供給される電圧を前記制御検出部への供給電圧に変換する制御検出部用電源部とを具備し、
前記外部電源から前記情報処理装置への電力の供給が停止して、前記情報処理装置の駆動電源が前記外部電源から前記内部電源へ切り替わったことを前記制御検出部が検出すると、前記制御検出部は、該制御検出部から前記複数の電圧変換部に出力される電圧を一定の割合だけ下げると共に、前記制御検出部用電源部から前記制御検出部に供給される電圧を一定の割合だけ下げるよう前記制御検出部用電源部に信号を送信することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報処理装置において、
前記制御検出部は、前記内部電源および前記外部電源のうちの一方から供給される電圧のデジタル制御を行うことを特徴とする情報処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の情報処理装置において、
前記電圧を下げる目標電圧値を予め記憶しておくことを特徴とする情報処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の情報処理装置において、
前記制御検出部は、前記内部電源から供給される電圧値と前記目標電圧値との差分値に従って前記電圧を一定の割合だけ下げることを特徴とする情報処理装置。
【請求項５】
情報処理装置であって、筐体と、前記筐体に内蔵された、前記情報処理装置に対して駆動電源を供給する内部電源と、前記内部電源に電力を供給すると共に、前記情報処理装置に対して駆動電源を供給する外部電源と、前記内部電源および前記外部電源のうちのどちらから前記情報処理装置に対して駆動電源が供給されているかを検出する制御検出部と、前記制御検出部に接続されると共に、電力を消費する複数の負荷それぞれに対応付けられて接続される複数の電圧変換部と、前記制御検出部から送信される信号に従って、前記内部電源および前記外部電源のうちの一方から供給される電圧を前記制御検出部への供給電圧に変換する制御検出部用電源部とを具備する情報処理装置で用いる電源制御方法であって、
前記外部電源から前記情報処理装置への電力の供給が停止して、前記情報処理装置の駆動電源が前記外部電源から前記内部電源へ切り替わったことを前記制御検出部が検出すると、前記制御検出部は、該制御検出部から前記複数の電圧変換部に出力される電圧を一定の割合だけ下げると共に、前記制御検出部用電源部から前記制御検出部に供給される電圧を一定の割合だけ下げるよう前記制御検出部用電源部に信号を送信することを特徴とする電源制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の電源制御方法において、
前記制御検出部は、前記内部電源および前記外部電源のうちの一方から供給される電圧のデジタル制御を行うことを特徴とする電源制御方法。
【請求項７】
請求項５に記載の電源制御方法において、
前記電圧を下げる目標電圧値を予め記憶しておくことを特徴とする電源制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の電源制御方法において、
前記制御検出部は、前記内部電源から供給される電圧値と前記目標電圧値との差分値に従って前記電圧を一定の割合だけ下げることを特徴とする電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、電源制御方法に係り、特に電力消費を低減させることが可能な情報処理装置および電源制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、バッテリと外部からの電力供給（ＡＣ電源等）によって動作するシステムでは、バッテリから電力供給を受ける場合、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を下げて、システムの低消費電力化を行っている。例えば、特許文献１に示すような低消費電力化を図る技術が開示されている。
【特許文献１】特開平３−１２４２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を下げて、システムの低消費電力化を行っているが、ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御部への供給電圧は変わらず、当該制御部の省電力が行われていない。
【０００４】
そこで、本発明は、制御部およびコンバータの両方に対して省電力を図ることができる情報処理装置および電源制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様によれば、情報処理装置であって、筐体と、前記筐体に内蔵された、前記情報処理装置に対して駆動電源を供給する内部電源と、前記内部電源に電力を供給すると共に、前記情報処理装置に対して駆動電源を供給する外部電源と、前記内部電源および前記外部電源のうちのどちらから前記情報処理装置に対して駆動電源が供給されているかを検出する制御検出部と、前記制御検出部に接続されると共に、電力を消費する複数の負荷それぞれに対応付けられて接続される複数の電圧変換部と、前記制御検出部から送信される信号に従って、前記内部電源および前記外部電源のうちの一方から供給される電圧を前記制御検出部への供給電圧に変換する制御検出部用電源部とを具備し、前記外部電源から前記情報処理装置への電力の供給が停止して、前記情報処理装置の駆動電源が前記外部電源から前記内部電源へ切り替わったことを前記制御検出部が検出すると、前記制御検出部は、該制御検出部から前記複数の電圧変換部に出力される電圧を一定の割合だけ下げると共に、前記制御検出部用電源部から前記制御検出部に供給される電圧を一定の割合だけ下げるよう前記制御検出部用電源部に信号を送信することを特徴とする情報処理装置が提供される。
【０００６】
また、情報処理装置であって、筐体と、前記筐体に内蔵された、前記情報処理装置に対して駆動電源を供給する内部電源と、前記内部電源に電力を供給すると共に、前記情報処理装置に対して駆動電源を供給する外部電源と、前記内部電源および前記外部電源のうちのどちらから前記情報処理装置に対して駆動電源が供給されているかを検出する制御検出部と、前記制御検出部に接続されると共に、電力を消費する複数の負荷それぞれに対応付けられて接続される複数の電圧変換部と、前記制御検出部から送信される信号に従って、前記内部電源および前記外部電源のうちの一方から供給される電圧を前記制御検出部への供給電圧に変換する制御検出部用電源部とを具備する情報処理装置で用いる電源制御方法であって、前記外部電源から前記情報処理装置への電力の供給が停止して、前記情報処理装置の駆動電源が前記外部電源から前記内部電源へ切り替わったことを前記制御検出部が検出すると、前記制御検出部は、該制御検出部から前記複数の電圧変換部に出力される電圧を一定の割合だけ下げると共に、前記制御検出部用電源部から前記制御検出部に供給される電圧を一定の割合だけ下げるよう前記制御検出部用電源部に信号を送信することを特徴とする電源制御方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【０００８】
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態に係る情報処理装置の構成について説明する。この情報処理装置は、例えば、ノートブック型パーソナルコンピュータ１０として実現されている。
【０００９】
図１はノートブック型パーソナルコンピュータ１０のディスプレイユニットを開いた状態における斜視図である。本コンピュータ１０は、コンピュータ本体１１と、ディスプレイユニット１２とから構成されている。ディスプレイユニット１２には、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）１７から構成される表示装置が組み込まれており、そのＬＣＤ１７の表示画面はディスプレイユニット１２のほぼ中央に位置されている。
【００１０】
ディスプレイユニット１２は、コンピュータ本体１１に対して開放位置と閉塞位置との間を回動自在に取り付けられている。コンピュータ本体１１は薄い箱形の筐体を有しており、その上面にはキーボード１３、本コンピュータ１０をパワーオン／パワーオフするためのパワーボタン１４、入力操作パネル１５、タッチパッド１６、およびスピーカ１８Ａ、１８Ｂ、ＤＶＤドライブ１１２、赤外線受信部２０などが配置されている。
【００１１】
入力操作パネル１５は、押されたボタンに対応するイベントを入力する入力装置であり、複数の機能をそれぞれ起動するための複数のボタンを備えている。
【００１２】
次に、図２を参照して、本コンピュータ１０のシステム構成について説明する。
【００１３】
本コンピュータ１０は、図２に示されているように、ＣＰＵ１０１、ノースブリッジ１１３、主メモリ１１２、サウスブリッジ１２０、グラフィックスコントローラ１１４、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１１９、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１１７、エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラＩＣ（ＥＣ／ＫＢＣ）１２０、電源ボタン１４、スピーカ１８Ａ、１８Ｂ、電源回路１２１、バッテリ１２２、ＡＣアダプタ１２３等を備えている。
【００１４】
電源回路１２１は、後述するＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を含み、当該コンピュータ１０の電力消費を低減させる電源制御を行う。
【００１５】
ＣＰＵ１０１は本コンピュータ１０の動作を制御するプロセッサであり、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１１７から主メモリ１１２にロードされる、オペレーティングシステム、およびコンピュータ１０からの音の再生を制御する制御アプリケーション３０等を実行する。また、ＣＰＵ１０１は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１１９に格納されたＢＩＯＳ（Basic Input Output System）も実行する。ＢＩＯＳはハードウェア制御のためのプログラムである。
【００１６】
ノースブリッジ１１３はＣＰＵ１０１のローカルバスとサウスブリッジ１２０との間を接続するブリッジデバイスである。ノースブリッジ１１３には、主メモリ１１２をアクセス制御するメモリコントローラも内蔵されている。また、ノースブリッジ１１３は、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ規格のシリアルバスなどを介してＧＰＵ１０５との通信を実行する機能も有している。
【００１７】
ＧＰＵ１０５は本コンピュータ１０のディスプレイモニタとして使用されるＬＣＤ１７を制御する表示コントローラである。このＧＰＵ１０５によって生成される表示信号はＬＣＤ１７に送られる。
【００１８】
サウスブリッジ１２０は、ＬＰＣ（Low Pin Count）バス上の各デバイス、およびＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス上の各デバイスを制御する。また、サウスブリッジ１２０は、ＨＤＤ１１７を制御するためのＩＤＥ（Integrated Drive Electronics）コントローラを内蔵している。
【００１９】
エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラＩＣ（ＥＣ／ＫＢＣ）１２０は、電力管理のためのエンベデッドコントローラと、キーボード（ＫＢ）１３およびタッチパッド１６を制御するためのキーボードコントローラとが集積された１チップマイクロコンピュータである。このエンベデッドコントローラ／キーボードコントローラＩＣ（ＥＣ／ＫＢＣ）１２０は、ユーザによるパワーボタン１４の操作に応じて本コンピュータ１０をパワーオン／パワーオフする機能を有している。
【００２０】
次に、ＤＳＰを含む電源回路の機能構成について図３のブロック図を参照して説明する。
【００２１】
電源回路の構成は、電源部であるＡＣアダプタ１２３およびバッテリ１２２、出力制御用ＤＳＰであるＤＳＰ２００、ＤＳＰ用電源部２０１、各Ｄ／Ｄコンバータ部２０７等から構成されている。なお、各Ｄ／Ｄコンバータ部２０７に接続されている負荷２０８は、ＣＰＵ１０１、ＨＤＤ１１７等の電力を消費するデバイス等である。
【００２２】
ＡＣアダプタ１２３およびバッテリ１２２はコンピュータ（ノート型ＰＣ）１０の駆動電力源であり、ＡＣアダプタ１２３はバッテリ１２２を充電する機能を備える。
【００２３】
バッテリ１２２はコンピュータ１０に内蔵されており、ＡＣアダプタ１２３からの電力供給がない場合でも、バッテリ１２２でコンピュータ１０を駆動することができる。
【００２４】
ＤＳＰ用電源部２０１は、ＡＣアダプタ１２３またはバッテリ１２２からの電圧をＤＳＰ２００の供給電圧へ変換する。また、ＤＳＰ用電源部２０１は、ＤＳＰ２００からの信号により、ＤＳＰ２００への供給電圧を可変する機能を備えている。
【００２５】
ＤＳＰ２００は、ＤＳＰ２００が備える制御部２０２からのデータによりＰＷＭ（Pulse Wide Modulation）信号を出力するＰＷＭ出力部２０５およびＰＷＭ出力部２０６、アナログ信号をデジタル値に変換する入力部２０４、制御部２０２からのデータをアナログ信号に変換し出力する出力部２０３を備えている。
【００２６】
ＰＷＭ出力部２０５のＰＷＭ信号は、Ｄ／Ｄコンバータ部２０７へ入力される。
【００２７】
Ｄ／Ｄコンバータ部２０７は、図４に示すように、スイッチング素子５０１、整流素子５０２、コイル５０３、コンデンサ５０４で構成されている。また、Ｄ／Ｄコンバータ部２０７は、ＡＣアダプタ１２３またはバッテリ１２２から印加される電圧を、負荷２０８（図３参照）が必要とする電圧となるように、スイッチング素子５０１をオンオフする信号(ＰＷＭ信号)がＰＷＭ出力部２０５から入力される。またコイル５０３とコンデンサ５０４は、ＬＣフィルタとし機能し、スイッチング素子５０１でオンオフされた電圧を平滑する。
【００２８】
図３に戻り、Ｄ／Ｄコンバータ部２０７で出力される電圧は、ＤＳＰ２００の入力１２１で、アナログ値からデジタル値へ変換される。変換されたデジタル値は、制御部２０２へ渡される。制御部２０２では、デジタル変換されたＤ／Ｄコンバータ部２０７の出力電圧を基に、出力電圧が目標値(Vref_207)となるよう、ＰＷＭ信号のオンデューティを算出し、結果をＰＷＭ出力部２０５へ与える。
【００２９】
目標値(Vref_207)は、制御部２０２内部に保持されており、Ｄ／Ｄコンバータ部毎に目標値が設定されている。
【００３０】
入力部２０４は、コンピュータ１０の駆動電力源の電圧が入力され、入力部２０４でアナログ値からデジタル値へ変換され、その変換結果を制御部２０２へ渡す。制御部２０２では、渡されたデジタル値を基にコンピュータ１０の駆動電力源の電圧値を知ることができる。
【００３１】
出力部２０３は、制御部２０２からのデジタル値をアナログ値へ変換する機能を持ち、ＤＳＰ用電源部２０１へ出力する。
【００３２】
ＤＳＰ用電源部２０１は、図５に示すように、基準電圧４０６で設定された電圧と出力電圧を抵抗４０４と抵抗４０５で分割した電圧が等しくなるよう、誤差比較器４０３の出力信号によりトランジスタ４０１、トランジスタ４０２が制御される。また、基準電圧４０６は出力部２０３からの信号により、基準電圧値を可変することが可能である。
【００３３】
ＡＣアダプタ１２３は、バッテリ１２２を充電する事を可能とするため、ＡＣアダプタ１２３の出力電圧V_ADPは、バッテリ１２２の電圧V_BATより高く設定されている。このため、コンピュータ１０の駆動電源が、ＡＣアダプタ１２３からバッテリ１２２へ変わったり、バッテリ１２２からＡＣアダプタ１２３へ変わっても、各負荷への出力電圧が一定となるようにＤＳＰ２００は、各Ｄ／Ｄコンバータ部２０７に適切なＰＷＭ信号を入力し、制御している。
【００３４】
また、同時に、負荷２０８への出力電流が変化しても出力電圧が一定となるように、ＤＳＰ２００が各Ｄ／Ｄコンバータ部２０７に適切なＰＷＭ信号を入力し、制御している。
【００３５】
ここで、各Ｄ／Ｄコンバータ部２０７の負荷２０８となるコンピュータ１０内部の回路の多くは、様々なクロック信号に同期し動作しているＣＭＯＳ構造のデバイスである。これらデバイスが動作中の消費電力Ｐは、Ｐ＝ＣＶ2ｆで表すことができる。
【００３６】
Ｃは、各デバイス内部に存在するキャパシタンスである。ｆは、デバイスの動作同期信号の周波数である。Ｖは、デバイスの動作電圧である。負荷２０８である各種デバイスのＣとｆが一定であるとき、デバイスの消費電力Ｐは、動作電圧Ｖの２乗に比例する。
【００３７】
本実施形態では、デジタル制御で各出力を制御している。このデジタル制御の概略ブロック図を図６に示す。
【００３８】
ＤＳＰ２００の制御部２０２（図３参照）は、入力部２０４より得られた出力電圧目標値(Vref)とＰＷＭ入力部２０６から得られた出力電圧のデジタル値(D_Vout)との差分(Ev)を算出部３００で算出する。算出された差分(Ev)に、F(s)およびGpwmを掛ける式（１）の演算を行うことにより、結果(Dpwm)をＰＷＭ出力部２０５に与える制御を行う。
【００３９】
Dpwm ＝ Gpwm × F(s) × Ev・・・式（１）
なお、Ev＝Vref-(Vo*F_fb)：F_fbは出力電圧Voの利得（ゲイン）
【数１】
0004388117.tif 000002
【００４０】
となる。なお、F(s)は一例である。また、数式F(s)は、図９に示すアナログフィルタを数式化したものである。
【００４１】
また、F(s)の機能としては、以下の機能が挙げられる。
【００４２】
１．出力電圧を平均化することで、安定した電圧を得ることができる。
【００４３】
２．ノイズや高周波成分を除去する。
【００４４】
３．コイル５０３とコンデンサ５０４で形成されるＬＣフィルタのよる位相遅れを補正し、電源の安定性を向上させる。
【００４５】
なお、Gpwmは以下のように求められる。ノート型ＰＣ（コンピュータ１０）の様にＡＣアダプタ１２３やバッテリ１２２で駆動するシステムでは、駆動電圧の入力範囲が大きい。例えば、８Ｖ〜１５Ｖの範囲の電圧である。このため、入力電圧が高い場合（例えばＡＣアダプタ１２３での駆動）のゲインを基準値(Gpwm)とし、入力電圧が低下した場合（例えばバッテリ１２２での駆動）は、
Gpwm = Gpwm × n・・・式（２）
（係数nは１以下）
の演算を行う。このｎの値は、例えば図８に示すようにＤＳＰ２００の制御部２０２にテーブルとして記憶しておく。入力電圧が高い場合（例えばＡＣアダプタ１２３での駆動：例えば１３Ｖ以上１５Ｖ以下）は、ｎ＝１とし、入力電圧の低減制御は行わない。一方、入力電圧が低下した場合（例えばバッテリ１２２での駆動：例えば１０Ｖ以上１３Ｖ未満）は、ｎ＝０．８として、２０％の入力電圧の低減制御を行う。
【００４６】
次に、本発明の実施形態に係る情報処理装置を適用した電源制御方法について図７のフローチャートを参照して説明する。
【００４７】
コンピュータ１０に対して電源スイッチ１４等の押下等により、電源の供給が開始される（ステップＳ１０１）。
【００４８】
コンピュータ１０のＤＳＰ２００は、電源から供給される電圧を監視しており、コンピュータ１０の駆動電源がバッテリ１２２に切り替わった等により、予め設定された電圧の所定値（閾値）以下になったことをＤＳＰ２００が検出すると（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、上述した式（１）および式（２）によってＰＷＭ出力へ与える値を算出し、出力電圧を下げる制御を行う。すなわち、ＤＳＰ２００の制御部２０２は、制御部２０２に予め設定されている出力電圧の制御値を読み出し、各Ｄ／Ｄコンバータ部２０７の出力電圧を一定の割合だけ、例えば１０％といった割合で出力電圧を低くする。同時に、出力部２０３からの信号により、ＤＳＰ用電源部２０１からの出力電圧を一定の割合だけ、例えば１０％といった割合で低くする（ステップＳ１０３）。
【００４９】
このように、駆動電源の供給元がＡＣアダプタ１２３からバッテリ１２２に変わった場合等に、各負荷２０８（デバイス）やＤＳＰ２００の動作電圧を１０％下げる事で、コンピュータ１０の消費電力Ｐは、約２０％低減することが可能となる。
【００５０】
消費電力が低減されたことで、コンピュータ１０におけるバッテリで駆動時における駆動時間を延ばし、省電力化を図ることができる。
【００５１】
なお、本発明は、上述した実施形態そのままに限定されるものではない。本発明は、実施段階では、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変更して具現化できる。
【００５２】
また、上述した実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることで、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る情報処理装置の構成例を概略的に示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施形態に係る情報処理装置の電源回路等を示すブロック図。
【図４】本発明の一実施形態に係る情報処理装置のＤ／Ｄコンバータを示す概念図。
【図５】本発明の一実施形態に係る情報処理装置のＤＳＰ用電源部を示す概念図。
【図６】本発明の一実施形態に係るデジタル制御機能の構成を示すブロック図。
【図７】本発明の一実施形態に係る情報処理装置の電源制御方法を説明するためのフローチャート。
【図８】入力電圧値に対応する係数ｎのテーブルを示した概念図。
【図９】数式F(s)に対応するアナログフィルタを示した回路図。
【符号の説明】
【００５４】
１０…コンピュータ、１４…電源ボタン、１８Ａ、１８Ｂ…スピーカ、１０１…ＣＰＵ、１１２…主メモリ、１１７…ＨＤＤ、１１９…ＢＩＯＳ−ＲＯＭ、１２０…ＥＣ／ＫＢＣ、１２１…電源回路、１２２…バッテリ、１２３…ＡＣアダプタ、２００…ＤＳＰ、２０１…ＤＳＰ用電源部、２０２…制御部、２０３…出力部、２０４…入力部、２０５…ＰＷＭ出力部、２０６…ＰＷＭ入力部、２０７…Ｄ／Ｄコンバータ部、２０８…負荷
【図１】
0004388117.tif 000003
【図２】
0004388117.tif 000004
【図３】
0004388117.tif 000005
【図４】
0004388117.tif 000006
【図５】
0004388117.tif 000007
【図６】
0004388117.tif 000008
【図７】
0004388117.tif 000009
【図８】
0004388117.tif 000010
【図９】
0004388117.tif 000011