一种调整功率的装置、电子设备及方法

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，特别涉及一种调整功率的装置、装置及电子设备。

背景技术

笔记本电脑在DC模式下进行安规测度时，系统处于老化测试且各内外接设备均满载的状态，电池放电功率往往不能满足CPU最大功率时的需求，通常的做法是对CPU功率进行限制以满足安规要求。

因此，笔记本电脑在DC模式下受安规限制。对于统一内存架构(Unified MemoryArchiteture)，除了CPU的功率外，系统对其它设备的功率均不可控，比如SSD/MEM/USB等，现有的解决方案只能对CPU功率设定较低的值来满足安规要求。

但在用户实际使用时，却极少遇到各内外接设备同时满载时的极限场景，这种设定的弊端就是CPU性能受限于安规设定而不能在系统轻载时动态调整，从而造成极大的资源浪费和不好的用户体验。

发明内容

针对上述问题，本申请提出了一种调整功率的装置、电子设备及方法，通过USB的负载来动态调整CPU功率，以便让其在满足安规要求的同时合理提升系统性能。

本申请实施例的目的之一，在于提供了一种调整功率的装置，包括：

采样模块，获取电源端口与USB端口间的电气参数；

第一信号模块，用于根据所述电气参数转换出第一信号；

第二信号模块，用于根据所述第一信号发出对应的第二信号；

第三信号模块，用于根据所述第二信号发出对应的第三信号，所述第三信号用于调整包括散热设计功耗在内的CPU功率。

作为一可选实施例，所述电气参数包括电压值和/或电流值。

作为一可选实施例，所述第一信号能够表征电压特性，所述第二信号模块根据第一信号所表征电压特性所处阈值范围，发出对应的第二信号。

作为一可选实施例，所述采样模块包括精密电阻，所述精密电阻两端分别连接电源端口和USB端口。

作为一可选实施例，所述精密电阻两端待机电压均为+5V。

作为一可选实施例，所述第一信号模块为模拟乘法器，所述模拟乘法器包括放大器、乘法器和运算模组。

作为一可选实施例，所述USB端口包括以下至少一种：

USB2.0型端口、USB3.0型端口、USB Type C型端口。

本申请实施例的目的之一，还在于提供了一种电子设备，包括前述的装置，以及所述电源端口和USB端口。

本申请实施例的目的之一，还在于提供了一种调整功率的方法，应用于前述的电子设备；所述方法包括以下步骤：

获取USB负载的电气参数；

基于电气参数计算USB负载的功率，并按比例转换为第一信号；

控制器识别第一信号后发出对应的第二信号，BIOS识别第二信号后发出对应的第三信号，根据第三信号调整包括散热设计功耗在内的CPU功率。

作为一可选实施例，所述BIOS识别第二信号后发出对应的第三信号，根据第三信号调整功率，包括：

所述控制器先将第二信号发给处理器，所述处理器再将第二信号发给BIOS；

所述BIOS识别第二信号后发出对应的第三信号，以供相应的驱动控制模块调整CPU功率。

本申请实施例的有益效果在于：

本发明利用USB负载占总功率比重较大且具有较大灵活性的特点，通过硬件线路和EC/BIOS间相互配合，利用USB的功率来动态调整CPU功率。通过USB的负载来动态调整CPU功率，以便让其在满足安规要求的同时合理提升系统性能。

附图说明

图1为本申请装置的示意图；

图2为本申请实施例的电路原理图；

图3为采样模块的电路示意图；

图4为第一信号模块的电路示意图；

图5为第二信号模块和第三信号模块的电路示意图；

图6为本申请实施例的电路示意图；

图7为乘法器原理图。

部分附图标记：

精密电阻-PR；第一放大器-A1；第二放大器-A2；乘法器-P；运算模组-M；控制器-EC；处理器-CPU。

具体实施方式

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

通常，笔记本电脑在DC模式下受安规限制，对于统一内存架构(Unified MemoryArchiteture)，除了CPU的功率外，系统对其它设备的功率均不可控，比如SSD/MEM/USB等，现有的解决方案只能对CPU功率设定较低的值来满足安规要求，本文以表格中记载的内容为例：

表格1

如表格1所示，假设电池最大连续放电功率(表格1中“Continue discharge@35°”)：60W；电池最大峰值放电功率(表格1中“CB@35degC”)：75W。

PL的全称是Power Limit，意思是功率极限，后边的数字代表级别。一共是四个级别，分别是PL1、PL2、PL3、PL4，数字越小功率限制级别就越低。其中PL1可以指代TDP功耗。

由以上可知CPU在TDP时系统总功率(表格1中“Total Power”)为79W，CPU在PL2时系统总功率为101W，该状态系统功率已大幅超过了电池CB值(75W)，电池则会产生潜在的风险(老化加速、鼓包、自燃等)，为了避免该问题的发生，通常的做法是限制CPU功率，比如将CPU功率设为12W时，总功率则为59W，从而满足安规要求。

CPU功率从28W限制到了12W，虽然能满足安规要求，但是在实际应用中极少数用户才能达到安规的极限测试场景，再比如用户使用的USB负载为9W，但是CPU功率仍会按12W去设定，很明显这种做法不是最优方案。

其中，电池安规要求是指电池连续最大放电功率和峰值放电功率对应的相关测试。CB是指电池放电最大峰值功率。

因此，本申请实施例的目的之一，如图1-图5所示，在于提供一种调整功率的装置，包括：

采样模块，获取电源端口与USB端口间的电气参数；作为一可选实施例，所述电气参数包括电压值和/或电流值。

作为一可选实施例，所述采样模块包括精密电阻PR，所述精密电阻PR两端分别连接电源端口和USB端口。所述电源端口与所述精密电阻PR的连接点1相连，所述USB端口与所述精密电阻PR的连接点4相连。所述精密电阻PR的阻值可以根据实际使用需求进行选择。

其中，所述电源端口连接5V VR output，5V VR output是指系统其它电源模块的输出，在这里直接作为输入电源来使用。

所述USB端口连接USB负载。作为一可选实施例，所述USB端口包括以下至少一种：USB2.0型端口、USB3.0型端口、USB Type C型端口。所述精密电阻PR两端待机电压均为+5V。

第一信号模块，用于根据所述电气参数转换出第一信号；作为一可选实施例，所述第一信号模块为模拟乘法器，所述模拟乘法器包括放大器、乘法器P和运算模组M。所述模拟乘法器的型号为AD633J，其原理本领域技术人员知悉的内容，因此本申请不再赘述。

其中，放大器设置两个，分别为第一放大器A1和第二放大器A2。第一放大器A1和第二放大器A2均与乘法器P连接，所述乘法器P与运算模组M连接。

其中，所述精密电阻PR的连接点3与第一放大器A1连接，所述精密电阻PR的连接点2分别与第一放大器A1和第二放大器A2连接，所述第二放大器A2一端连接信号地。这样，第一放大器A1通过侦测精密电阻PR两端压差来侦测电流，第二放大器A2通过侦测精密电阻PR一端压差来侦测电压。

第二信号模块，用于根据所述第一信号发出对应的第二信号；作为一可选实施例，所述第一信号能够表征电压特性，所述第二信号模块根据第一信号所表征电压特性所处阈值范围，发出对应的第二信号，所述第二信号可以包括Qevent1，Qevent2，Qevent3，等等。

第三信号模块，用于根据所述第二信号发出对应的第三信号，第三信号可以对应于第二信号包括Variable1，Variable2，Variable3，等等，所述第三信号用于调整包括散热设计功耗在内的CPU功率。

本申请使用时，将精密电阻PR与电源端口和USB端口连接后，再结合第一放大器A1和第二放大器A2，采集USB负载的电源和电压。乘法器P和运算模组M对采集到的电气参数进行运算后输出第一信号。

第一信号为EC能够识别到的电压，因此EC根据接收到的第一信号进行判断并发出第二信号给BIOS。BIOS根据接收到的第二信号触发第三信号，通过第三信号调整CPU功率。

本申请实施例的目的之一，还在于提供了一种电子设备，包括前述的装置，以及所述电源端口和USB端口。所述电子设备构造为笔记本电脑，所述笔记本电脑主要包括存储器、处理器、控制器，处理器为CPU，控制器为EC。

本申请实施例的目的之一，还在于提供了一种调整功率的方法，应用于前述的电子设备；所述方法包括以下步骤：

获取USB负载的电气参数，所述电气参数为USB负载的电流和/或电压；将USB负载与USB端口连接，第一放大器A1通过侦测精密电阻PR两端压差来侦测电流，第二放大器A2通过侦测精密电阻PR一端压差来侦测电压。

基于电气参数计算USB负载的功率，并按比例转换为第一信号。根据第一放大器A1和第二放大器A2侦测到的电流和电压，按照P＝k*A1*A2，M＝m*k*A1*A2进行计算。

其中，k为电流放大系数，m为P和EC间的实际放大倍率，M的输出电压与P成正比，主要目的是把P换算成EC能直接识别的电压，即本实施例中EC可以通过电压直接识别P的实际功率。

运算模组M的作用是将第一放大器A1和第二放大器A2的输出做乘法，此处第一放大器A1侦测的是精密电阻PR的电压，通过运算模组M的设定把它转换为电流值(I＝V/R)，第二放大器A2侦测到的是输出电压，第一放大器A1与第二放大器A2的乘积可为输出功率。即本实施例中，所述第一信号是能够表征电压特性的。

EC识别第一信号后发出对应的第二信号，BIOS识别第二信号后发出对应的第三信号，根据第三信号调整包括散热设计功耗在内的CPU功率。

作为一可选实施例，所述BIOS识别第二信号后发出对应的第三信号，根据第三信号调整功率，包括：

所述控制器先将第二信号发给处理器，所述处理器再将第二信号发给BIOS；

所述BIOS识别第二信号后发出对应的第三信号，以供相应的驱动控制模块调整CPU功率。其中，所述驱动控制模块采用DPTF。

DPTF全称为Dynamic Platform and Thermal Framework，英特尔动态平台和热框架，是用来控制触屏和温控使用的。通俗讲，就是根据温度高低来调整CPU的功耗，控制CPU的TDP功耗使其发热与性能达到平衡。

如图6所示，因为EC与BIOS并没有直接的连接接口，EC是通过ESPI把Qevent发给CPU的，CPU再将Qevent通过SPI发给BIOS，若Qevent满足触发BIOS对应事件的条件后，则BIOS会发相应的Variable来控制DPTF，再由DPTF来控制CPU的功率。EC的GPIO口设为ADC。

本实施例中可以采用如图6所示的电路来对功率进行调整，图中，模拟乘法器的连接点1和连接点2分别与精密电阻PR两端连接，其连接点3与精密电阻PR一端连接，其连接点4连接信号地，通过侦测精密电阻PR两端压差X1-X2来侦测电流，通过侦测精密电阻PR一端压差Y1-Y2来侦测电压。

其中，连接点5通过电容PC连接信号地，连接点6连接于电阻R1和电阻R2之间，电阻R2另一端接信号地，电阻R1另一端与连接点7连接，连接点7用于向EC提供其能识别的电压，连接点8提供电路的供电电压。系统实际功率与Vout电压按照图6和图7中对应的公式计算。

结合图7所示，可知系统实际功率与Vout电压对应关系，该对应关系仅为举例，实际可按情况做对应调整。详见表格2：

P＝5W时，Vout＝0.5V；

P＝10W时，Vout＝1V；

…

P＝30W时，Vout＝3V。

表格2

当USB负载小于10W时，Vout<1V，EC通过判断GPIO(ADC)口的电压准位(第一信号)发出第二信号，BIOS收到Qevent1(第二信号)后发出Variable1(第三信号)给DPTF，DPTF再将CPU TDP设为28W。

当USB负载大于10W小于25W时，1V

当USB负载大于25W时，Vout>2.5V，EC通过判断GPIO(ADC)口的电压准位发出第二信号，BIOS收到Qvent3(第二信号)后发出Variable3(第三信号)给DPTF，DPTF再将CPU TDP设为10W。

由以上步骤可知，该方法可以通过USB负载来自动切换CPU功率，合理有效的提升了系统性能，大幅提升了产品的竞争力。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。