CN103294159B - 一种实现电子设备关机零功耗的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现电子设备关机零功耗的方法和装置，应用于电子技术领域。所述电子设备的电源装置通过可控开关与电源连接，该方法包括：检测到电子设备进入关机状态或休眠状态的控制信号后，超级输入输出芯片检测基本输入输出***中是否包括有需要在软关机状态下实现的至少一个第一功能，如果没有，则发送第一开关指令到可控开关，通过可控开关的开启或关闭切断电源与电源装置的连接电路。控制可控开关的开闭实现AC电源与电源装置彻底断开连接的效果，实现了在用户关机时彻底切断电源的效果，减少了能耗。

Description

一种实现电子设备关机零功耗的方法和装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种实现电子设备关机零功耗的方法和装置。

背景技术

现在电子设备在关机下只要电源插头连接到100V/110V/230V的电源插座上，那么由于电源和主板的设计及工作状态原因必定会有部分电能损耗。现有技术中实现电子设备开关机操作的各元器件的连接结构如图1所示，现有技术中实现普通主板开机过程为：

首先，当电源装置(power supply unit,PSU)的电源输入端(AC input)接上交流电时，电源装置输出5Vsb，电子设备由G3状态(G3状态是电子设备完全关机的状态，也就是电子设备交流输入端被切断时计算机的状态)变为S5状态。其中，S5状态是电子设备一种软关机状态，在该状态下，电子设备中除了SIO(超级输入输出芯片)和PCH(Platform Controller Hub)处于待机状态外其他的部件都处于关闭状态。在该状态下，电子设备的5Vsb还存在。电子设备的5Vsb是给***待机使用的5V电源。

然后，用户按下电源开关(Power button)，SIO侦测开机信号的引脚FP会得到一个低电平，计算机开机(由S5状态变为了S0，其中，S0是电子设备处于开机的状态。对于用户来讲，开机后电脑出现主板信息和Logo时的状态。)；当用户停止按压所述电源开关，如果所述电源开关为常开可控开关，则所述电源开关自动弹开，FP又变为了高电平，如果FP超过5秒为高电平，计算机自动关机进入S5状态。

通过上述方式实现电子设备的开关机，电子设备在关机状态下的电能损耗主要是由于以下几点产生：

1.电源自身损耗。

2.由于主板要实现唤醒、远程控制等关机状态下需要电源辅助才能实现的功能，所以在关机状态下也会产生一定的功耗。

3.主板关机下特殊功能的实现也会导致关机状态下形成电能损耗，例如关机下USB port带电实现PC关机下可以进行手机充电等。

从主板端来看，第2，3个两种关机状态下实现的功能是可以通过基本输入输出***(Basic Input Output System，BIOS)和主板***电路控制上述两种功能关闭，使主板的功耗接近为零电能损耗。但对于台式计算机电源端而言，由于电源在接入交流电压(alternating current，AC)后，是需要输出5Vsb的，那么AC-DC的部分电路处在工作状态。这部分的能耗现在业界最低能做到0.1-0.2W之间。

目前对于供电损耗的要求越来越高，如何做到关机下更低的功耗一直是一个研究的话题。另外，对于大量使用电脑的用户来说，成千台机器在关机时的功耗总量会造成非常大的浪费。例如：一台机器关机功耗为0.15W，那么1000台机器就是150W；如果按10000台机器来看的话，就是1500W。如果每天每台机器在关机的时间为12小时，那么1000台机器每年就会消耗150W*12h*365天/1000＝657kWh，10000台机器就会是6570kWh。

现有技术中解决上述技术问题的方案为：在电源中集成蓄电池，以保证在一段时间内***处于零功耗。

上述解决方案存在的缺点是：当蓄电池的电量低于一定的值时，充电电路会处于工作状态来对蓄电池充电，这时电子设备关机下的功耗将会大于5W。而且从省电的角度，这个方案并没有起到节省电能的效果，相反还增加了能耗损失。

发明内容

本发明提供一种实现电子设备关机零功耗的方法和装置，本发明所提供的方法解决现有技术中电子设备在关机状态下存在高能耗的问题。

一种实现电子设备关机零功耗的方法，所述电子设备的电源装置PSU通过可控开关与交流电源连接，该方法包括：

检测到电子设备进入关机状态或休眠状态的控制信号后，超级输入输出芯片检测基本输入输出***中是否包括有需要在软关机状态下实现的至少一个第一功能，如果没有，则发送第一开关指令到可控开关，通过可控开关的开启或关闭切断电源与电源装置的连接电路。

执行开机操作时，该方法进一步包括：

若检测到用户通过电源开关输入的开机指令，则向所述可控开关发送第二开关指令，控制所述可控开关开启或关闭，通过可控开关的开启或关闭连接电源与电源装置的连接通路，使电子设备从关机状态切换到开机状态。

本发明还提供一种实现电子设备关机零功耗的装置，包括：

该电子设备包括电源装置通过第二可控开关与电源连接，该第二可控开关的控制端与超级输入输出芯片连接；

所述超级输入输出芯片的两个输入端分别连接第一可控开关和基本输入输出***，检测到电子设备进入关机状态或休眠状态的控制信号后，检测基本输入输出***中是否包括有需要在软关机状态下实现的至少一个第一功能，如果没有，则发送第一开关指令到第二可控开关，通过第二可控开关的开启或关闭切断电源与电源装置的连接电路。

该装置还包括第三可控开关：

该第三可控开关的一端连接于电源装置的输入端，另一端连接交直流转换模块的输入端，该交直流转换模块的输出端连接第二可控开关的控制端；

该第三可控开关的控制端连接超级输入输出芯片的输出端。

该装置还包括第三电容，该第三电容与所述第二可控开关并联。

进一步该装置，还包括：

第一可控开关发送开机电信号到超级输入输出芯片；

则超级输入输出芯片向所述第二可控开关发送第二开关指令，控制所述第二可控开关开启或关闭，通过第二可控开关的开启或关闭连接电源与电源装置的连接通路，使电子设备从关机状态切换到开机状态。

第二可控开关为常开可控制开关；

当电子设备在开机状态，第一可控开关发送开机电信号到超级输入输出芯片，第二可控开关闭合；第二可控开关闭合后，使第三可控开关、交直流转换模块和第二可控开关的控制端形成电流通路，使得第二可控开关的控制端为高电平，将第二可控开关保持在闭合状态；电子设备由关机状态切换到软关机状态。

所述第三可控开关为常闭可控制开关，该可控开关的控制端通过第二电压控制源与超级输入输出芯片的输出端连接；

当电子设备在开机状态，超级输入输出芯片控制所述第二电压控制源持续发送低电平到第三可控开关的控制端，使得第三可控开关处于关闭状态。

所述第一可控开关为常闭开关；

当电子设备由关机状态切换到软关机状态后，超级输入输出芯片控制第一电压控制源发送高电平到第一可控开关的控制端使得第一可控开关断开。

上述技术方案中的一个或两个，至少具有如下技术效果：

本发明实施例所提供的方法和装置在电子设备的电源装置PSU通过可控开关与AC电源连接，在用户关机时，检测完用户是否需要在关机状态下运行某些功能，并根据检测的结果判断是否断开连接在AC电源与电源装置之间的可控开关，从而达到AC电源与电源装置彻底断开连接的效果，等同于拔掉电源开关。实现了在用户关机时彻底切断电源的效果，减少了能耗。

附图说明

图1为现有技术中电子设备主板实现开机的结构示意图；

图2为本发明实施例一种实现电子设备关机零功耗的方法的流程图；

图3为本发明实施例一种实现电子设备关机零功耗的装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中实现电子设备关机零功耗的装置的一种具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种实现电子设备关机零功耗的方法，其中，所述电子设备的电源装置通过可控开关与交流电源连接，该方法包括：检测到电子设备进入关机状态或休眠状态的控制信号后，超级输入输出芯片检测基本输入输出***中是否包括有需要在软关机状态下实现的至少一个第一功能，如果没有，则发送第一开关指令到可控开关，通过可控开关的开启或关闭切断电源与电源装置的连接电路。

如图2所示，本发明实施例提供一种实现电子设备关机零功耗的方法，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式进行详细说明：

在实际生活中，因为用户为了拔电源插头麻烦或者很多时候需要在关机条件下实现一些功能，则不能做到彻底的断开电子设备(具体实例可以选择个人电脑PC)与电源的连接。所以很多时候电子设备在关机的情况下也会有功能损耗存在。基于上述原因本申请提供以下方案：在检测完用户是否需要在关机状态下运行某些功能后，根据检测的结果判断是否断开连接在交流电源AC与电源装置之间的可控开关，从而达到AC电源与电源装置彻底断开连接的效果，即在没有软关机要求的情况下等同于拔掉电源插头。

为了方便描述，以下电子设备选择个人电脑PC为例进行详细的说明，其中，本发明实施例所提供的电子设备关机零功耗的方法适用的装置结构是：所述电子设备的电源装置PSU通过可控开关与交流电源AC连接，具体实现方法包括：

步骤201，检测到PC进入关机状态G3或休眠状态S4的控制信号后，超级输入输出芯片SIO检测基本输入输出***BIOS中是否包括有需要在软关机状态S5下实现的至少一个第一功能，如果没有，则转入步骤202；否则转入步骤203；

软关机状态S5是指：在用户发送关机指令之后，***中还保存一部分操作功能的工作运行状态。因为在BIOS中存储有需要在关机状态下实现的一些功能的列表，所以在检测BIOS之后，则可以获取到关机状态下PC还需要运行的一些功能项目。

其中，需要在关机状态下完成的功能可以包括以下一些：

(1)关机状态下主板实现唤醒功能，远程控制功能。

(2)主板关机下特殊功能的实现，例如关机下USB port带电实现PC关机下可以进行手机充电等。

步骤202，发送第一开关指令到可控开关，通过可控开关的开启或关闭切断AC电源与电源装置PSU的连接电路，并转入步骤204。

在发明实施例中，可控开关可以是常闭或者是常开开关，所以在具体的应用中需要根据开关的具体条件确定发送开启或关闭的指令，使得可控开关能够控制AC电源与电源装置PSU的连接电路。

步骤203，如果用户有开启关机状态需要实现的功能设置，则当PC进入S5后，SIO一直保持可控开关保持AC电源与电源装置PSU的连接通路，使计算机一直处于S5状态。

上述步骤实现了PC机的可控关机过程，根据上述方法还提供对应的可控开机过程，具体包括：

步骤204，检测用户是否通过电源开关输入开机指令，如果检测到，则向所述可控开关发送第二开关指令，控制所述可控开关开启或关闭，通过可控开关的开启或关闭连接AC电源与电源装置PSU的连接通路，使PC从关机状态切换到开机状态。

如图3所述，根据上述方法，本发明还提供一种实现电子设备关机零功耗的装置，包括：

该电子设备包括电源装置PSU通过第二可控开关K2与AC电源连接，该第二可控开关K2的控制端(即K2control point、图3中的a点)与超级输入输出芯片SIO连接；

所述超级输入输出芯片SIO的两个输入端分别连接第一可控开关K1(power button，也称为电源开关)和基本输入输出***BIOS，检测到PC进入关机状态G3或休眠状态S4的控制信号后，超级输入输出芯片SIO检测基本输入输出***BIOS中是否包括有需要在软关机状态S5下实现的至少一个第一功能，如果没有，则发送第一开关指令到第二可控开关，通过第二可控开关的开启或关闭切断AC电源与电源装置PSU的连接电路。

该装置还包括第三电容C3，该第三电容C3与所述第二可控开关K2并联。

其中，所述第一功能为需要在关机状态下完成的功能主要包括：

(1)关机状态下主板实现唤醒功能，远程控制功能。

(2)主板关机下特殊功能的实现，例如关机下USB port带电实现PC关机下可以进行手机充电等。

另外，为了控制第二可控开关K2的关闭，该装置中还包括第三可控开关K3；

该第三可控开关K3的一端连接于电源装置PSU的输入端，另一端连接交直流转换模块(AC-to-DC-module)的输入端，该交直流转换模块的输出端连接第二控制开关K2的控制端(K2control point,图3中b点)；

图3中，L代表电源的火线(Live Wire)，N代表电源的零线(Neutral Wire)。火线对地电压220v，零线对地电压0v。因为控制可控开关需要直流电源，所以K3直接连接电源火线的情况下，需要将交流电进行转化，所以K3需要通过交直流转换模块(AC-to-DC-module)连接到K2的控制端。

另外，为了实现对K3的控制，本发明实施例中该第三可控开关的控制端连接SIO的输出端。SIO根据实际的开关需要，向K3的控制端(图4中的c点)发送高或低电平信息，实现K3的开关控制。

另外，利用上述装置的结构实现关机后，利用上述装置结构实现开机的实施方式包括：

第一可控开关K1发送开机电信号到超级输入输出芯片SIO；

则超级输入输出芯片SIO向所述第二可控开关K2发送第二开关指令，控制所述第二可控开关K2开启或关闭，通过第二可控开关K2的开启或关闭连接交流电源AC与电源装置PSU的连接通路，使PC从关机状态切换到开机状态。

在具体的应用场景中，K1、K2和K3可以根据实施控制的需要选择常闭或者常开的开关，最优的实施方式为：

第二可控开关K2为常开可控制开关；

当PC在开机状态，第一可控开关K1发送开机电信号到超级输入输出芯片SIO，K2闭合；K2闭合后，使K3、交直流转换模块和第二可控开关K2的控制端形成电流通路，使得第二可控开关K2的控制端为高电平，将K2保持在闭合状态；PC由关机状态切换到软关机状态S5。

其中，所述第三可控开关K3为常闭可控制开关，该可控开关的控制端通过第二电压控制源与SIO的输出端连接；

当PC在开机状态，SIO控制所述第二电压控制源持续发送低电平到第三可控开关K3的控制端，使得K3处于关闭状态。

所述第一可控开关K1为常闭开关；

当PC由关机状态切换到软关机状态S5后，SIO控制第一电压控制源发送高电平到第一可控开关K1的控制端使得K1断开。

在本发明实施中的交直流转换模块(AC-to-DC-module)和电压控制源可以选用如图4所示的结构，实现PC的开关机时，具体实施步骤为：

首先，K1和K3开关是常闭可控制开关，K1(K3)是当K1(K3)control point电压为高(低)时断开，否则K1(K3)闭合；K2是常开可控制开关,K2在K2control point为高电平闭合，否则断开。

当PC开机时，具体的实施流程为：

当用户插上交流电源时，由于K2是常开开关，PC电源这时并没有带电工作，计算机处于G3状态。当用户按下第一可控开关K1时，K2闭合，交流电通过第三电阻R3和K3，再经过AC to DC module中的二极管D1和电容C2后成为直流电压，使得K2控制端(K3control point，图4中b点)为高电平，从而将K2锁定在闭合状态(即一直保持电源火线与电源装置连接)。

另外，SIO控制第二三极管Q2给K3控制端(K3control point图4中的c点)一个持续低电平，使得K3一直处于关闭状态(使K2control point与电源保持接通状态)，这时，计算机从G3进入S5状态。

另外，因为K1是常闭开关，所以当计算机进入S5后，SIO会得到一个第一可控开关K1的低电平开机信号，当计算机从S5进入S0时，SIO控制第一三极管的Q1使得K1控制端(K1control point,图4中a点)为高电平，K1断开，避免因为K1长时间闭合使得计算机进入关机过程。这样，计算机就完成了从G3到S0的开机过程。

当PC进入关机或者进入休眠S4时，具体的实施流程为：

当用户在OS下关机或者按下电源开关K1(power button)时，***得到关机信号后SIO需要侦测BIOS中对网络唤醒和关机下远程控制等需要在S5下实现的功能设置，如果用户有开启这些设置的话，当计算机进入S5后，SIO会一直保持K3控制端(K3control point)为高电平，使计算机一直处于S5状态。如果用户已经在BIOS下关闭了网络唤醒和关机下远程控制等需要在S5下实现的功能设置，那么SIO会使K3控制端(K3control point)为高电平，让K3断开，从而使得K2控制端(K2control point)变为低电平，K2断开。这样就是实现了计算机关机后切断交流电，使得整机功耗处于零功耗。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下的技术效果：

本发明实施例所提供的方法和装置在电子设备的电源装置PSU通过可控开关与AC电源连接，在用户关机时，检测完用户是否需要在关机状态下运行某些功能，并根据检测的结果判断是否断开连接在AC电源与电源装置之间的可控开关，从而达到AC电源与电源装置彻底断开连接的效果，等同于拔掉电源插头。实现了在用户关机时彻底切断电源的效果，减少了能耗。

本发明所述的方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其它的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种实现电子设备关机零功耗的方法，其特征在于，所述电子设备的电源装置通过可控开关与交流电源连接，该方法包括：

检测到电子设备进入关机状态或休眠状态的控制信号后，超级输入输出芯片检测基本输入输出***中是否包括有需要在软关机状态下实现的至少一个第一功能，如果没有，则发送第一开关指令到可控开关，通过可控开关的开启或关闭切断电源与电源装置的连接电路。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，执行开机操作时，该方法进一步包括：

若检测到用户通过电源开关输入的开机指令，则向所述可控开关发送第二开关指令，控制所述可控开关开启或关闭，通过可控开关的开启或关闭连接电源与电源装置的连接通路，使电子设备从关机状态切换到开机状态。

3.一种实现电子设备关机零功耗的装置，其特征在于，包括：

该电子设备包括电源装置通过第二可控开关与电源连接，该第二可控开关的控制端与超级输入输出芯片连接；

所述超级输入输出芯片的两个输入端分别连接第一可控开关和基本输入输出***，检测到电子设备进入关机状态或休眠状态的控制信号后，检测基本输入输出***中是否包括有需要在软关机状态下实现的至少一个第一功能，如果没有，则发送第一开关指令到第二可控开关，通过第二可控开关的开启或关闭切断电源与电源装置的连接电路。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该装置还包括第三可控开关，

该第三可控开关的一端连接于电源装置的输入端，另一端连接交直流转换模块的输入端，该交直流转换模块的输出端连接第二可控开关的控制端；

该第三可控开关的控制端连接超级输入输出芯片的输出端。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该装置还包括第三电容，该第三电容与所述第二可控开关并联。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，包括：

第一可控开关发送开机电信号到超级输入输出芯片；

则超级输入输出芯片向所述第二可控开关发送第二开关指令，控制所述第二可控开关开启或关闭，通过第二可控开关的开启或关闭连接电源与电源装置的连接通路，使电子设备从关机状态切换到开机状态。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，包括：

第二可控开关为常开可控制开关；

当电子设备在开机状态，第一可控开关发送开机电信号到超级输入输出芯片，第二可控开关闭合；第二可控开关闭合后，使第三可控开关、交直流转换模块和第二可控开关的控制端形成电流通路，使得第二可控开关的控制端为高电平，将第二可控开关保持在闭合状态；电子设备由关机状态切换到软关机状态。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，包括：

所述第三可控开关为常闭可控制开关，该可控开关的控制端通过第二电压控制源与超级输入输出芯片的输出端连接；

当电子设备在开机状态，超级输入输出芯片控制所述第二电压控制源持续发送低电平到第三可控开关的控制端，使得第三可控开关处于关闭状态。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一可控开关为常闭开关；

当电子设备由关机状态切换到软关机状态后，超级输入输出芯片控制第一电压控制源发送高电平到第一可控开关的控制端使得第一可控开关断开。