CN109521864A - 便携式运算装置及其工作频率提升方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种便携式运算装置及其工作频率提升方法，在移动供电模式下使便携式运算装置维持以一标准工作频率运作。便携式运算装置包含一电能汇集模块、一储存有一内建电能的内建电池模块、一嵌入式控制器与一切换模块。嵌入式控制器在电能汇集模块接收到一移动式电能，并判断出内建电能的一剩余电量高于一同步供电基准值后，产生一控制信号，借以使内建电池模块同步地传送出内建电能。电能汇集模块将接收到的电能汇集为一汇集电能，使便携式运算装置在移动供电模式下维持为以标准工作频率运作，而不会因为在移动供电模式下而降频为以移动工作频率运作。以解决在内建电池供电模式与移动供电模式下，无法以高运转效能的标准工作频率运作的问题。

Description

便携式运算装置及其工作频率提升方法

技术领域

本发明有关于一种便携式运算装置，尤其是指一种在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置及其工作频率提升方法。

背景技术

随着笔记本电脑越来越普及，因为便于携带且不像台式电脑受空间以及需要接收一市电(即为大众供电***，俗称市电)供电才能使用的限制，笔记本电脑已经成为越来越多上班族以及大学生的生活必需品。

然而，电子产品都会有电量耗尽的问题，笔记本电脑也不例外，正因为笔记本电脑便于携带也不受需要接收一市电供电才能使用的限制，所以当笔记本电脑内建电池电量即将耗尽时，使用者在所处环境可能无法马上找到一市电供应电能给笔记本电脑，因此，可以供应电能给笔记本电脑的移动电源应运而生。

一般来说，笔记本电脑在一市电供电模式(也被称为变压器模式、AC mode等)下，会以一标准工作频率运作，使得笔记本电脑的中央处理器(Central Processing Unit；CPU)与图形处理器(Graphics Processing Unit；GPU)的运作效能达到最高；而笔记本电脑在一内建电池(即笔记本电脑的内建电池)供电模式(也被称为电池模式、DC mode等)下，笔记本电脑会以一低于该标准工作频率的节电工作频率运作，也就是俗称的「降频」或「掉频」，目的是为了延长内建电池的供电及使用时间，相对的，笔记本电脑的中央处理器(Central Processing Unit；CPU)与图形处理器(Graphics Processing Unit；GPU)的运作效能就会降低，然而，运作效能降低是许多使用者不愿看到的现象，也可能对使用者造成不便，尤其是需要高频率高运作效能的电竞型笔记本电脑的使用者。

随着可对笔记本电脑供电的移动电源的上市，笔记本电脑会在一移动供电模式(即以移动电源对笔记本电脑供电)下，以一移动工作频率运作，其中，移动工作频率介在标准工作频率与节电工作频率之间。因此，笔记本电脑在移动供电模式下的运作效能会介在市电供电模式下的高效能与在内建电池供电模式下的低效能之间。

然而，移动电源的出现虽可延长笔记本电脑的使用时间，但是仍无法解决笔记本电脑在内建电池供电模式与移动供电模式的情况下，无法以标准工作频率运作(即高运作效能)的问题，也就是说，在无市电供电的情况下，笔记本电脑就无法以标准工作频率运作，使笔记本电脑的中央处理器(Central Processing Unit；CPU)与图形处理器(GraphicsProcessing Unit；GPU)的运作效能达到最高。

发明内容

有鉴于在现有技术中，普遍存在着在非市电供电的情况下(包含内建电池供电模式与移动供电模式)，无法有效提升CPU与GPU的运作效能等问题。为解决上述问题，本发明所采用的必要技术手段为提供一种在一移动供电模式下高频运作的便携式运算装置，用以在该移动供电模式下，接收到一设有一供电装置识别码的移动电源装置所供应的一移动式电能，而以一移动工作频率运作。并进一步汇集移动式电能与一内建电能而提升便携式运算装置的工作频率。上述便携式运算装置在一市电供电模式下接收一市电电能而以一高于移动工作频率的标准工作频率运作，并包含一电能汇集模块、一储存有内建电能的内建电池模块、一嵌入式控制器与一切换模块。

电能汇集模块接收该移动式电能后，使便携式运算装置在移动供电模式下以移动工作频率运作。嵌入式控制器用以在电能汇集模块接收到移动式电能时，判读出供电装置识别码，并进一步判断出该内建电能的一剩余电量高于一同步供电基准值后，产生一控制信号。切换模块电性连接内建电池模块与嵌入式控制器。切换模块在接收到控制信号时，切换性地导通内建电池模块与电能汇集模块，借以将内建电能传送至电能汇集模块。

当电能汇集模块接收到内建电能时，会将移动式电能与内建电能汇集为一汇集电能，借以使便携式运算装置在移动供电模式下提升为以标准工作频率运作。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使便携式运算装置中的电能汇集模块还包含一电能汇集单元与一电能分配单元。电能汇集单元用以接收移动式电能与内建电能，并将移动式电能与内建电能汇集为一汇集电能后传送至电能分配单元。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使便携式运算装置中的切换模块还包含一切换单元与一供电量调降单元。切换单元电性连接嵌入式控制器与内建电池模块，并在接收到控制信号时，切换性地导通内建电池模块，借以将内建电能传送至供电量调降单元。供电量调降单元用以在接收并调降内建电能后，将内建电能传送至电能汇集模块。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使便携式运算装置中的电能分配单元为一电源供应器。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使便携式运算装置中的电能汇集单元为一总线。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使便携式运算装置中的供电量调降单元为一可变电阻器。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使便携式运算装置中的切换单元为一切换开关。

本发明为解决现有技术的问题，所采用的必要技术手段为另外提供一种用以在移动供电模式下使便携式运算装置高频运作的方法，包含以下步骤：首先，便携式运算装置在接收到移动电源装置所供应的移动式电能时，利用嵌入式控制器判读供电装置识别码，并在判读出供电装置识别码后，使便携式运算装置以移动工作频率运作。接着，利用嵌入式控制器进一步地判断出内建电能的剩余电量高于同步供电基准值后，产生控制信号。

然后，当切换模块接收到上述控制信号时，切换性地导通内建电池模块与电能汇集模块，借以将内建电能传送至电能汇集模块。最后，在电能汇集模块接收到内建电能后，将移动式电能与内建电能汇集为汇集电能，借以使该便携式运算装置在移动供电模式下提升为以标准工作频率运作。

在上述必要技术手段的基础下，上述用以在移动供电模式下使便携式运算装置高频运作的方法所衍生的一附属技术手段为，便携式运算装置通过一电源线与一传输线电性连接移动电源装置。

在上述必要技术手段的基础下，上述用以在移动供电模式下使便携式运算装置高频运作的方法所衍生的一附属技术手段为，便携式运算装置通过电源线接收移动式电能，且嵌入式控制器通过传输线判读供电装置识别码。

承上所述，本发明所提供的在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置及其工作频率提升方法中，在便携式运算装置接收设有一供电装置识别码的移动电源装置所供应的移动式电能，嵌入式控制器判读出供电装置识别码后，便携式运算装置切换为以移动工作频率运作。嵌入式控制器并进一步判断出内建电能的一剩余电量高于一同步供电基准值后，产生一控制信号。当切换模块接收到控制信号时，切换性地导通内建电池模块与电能汇集模块，借以将内建电能传送至电能汇集模块。并通过电能汇集模块将移动式电能与内建电能汇集为一汇集电能，借以使便携式运算装置在移动供电模式下提升为以标准工作频率运作。

相较于现有技术，由于本发明所提供的在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置及其工作频率提升方法中，嵌入式控制器会进一步判断出内建电能的一剩余电量高于一同步供电基准值后，产生一控制信号。并通过切换模块导通内建电池模块与电能汇集模块，使移动式电能与内建电能汇集为一汇集电能，借以使便携式运算装置在移动供电模式下提升为以标准工作频率运作。因此，解决了现有技术中，笔记本电脑在无市电供电的情况下，也就是在内建电池供电模式与移动供电模式下，便无法以高运转效能的标准工作频率运作的问题。

附图说明

图1为显示本发明较佳实施例所提供的在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置的方块图；

图2为显示本发明较佳实施例所提供的便携式运算装置的立体示意图；以及

图3为显示本发明较佳实施例所提供的用以在移动供电模式下使便携式运算装置高频运作的方法的流程图。

附图标记说明：

1 便携式运算装置

11 电能汇集模块

111 电能汇集单元

112 电能分配单元

12 内建电池模块

13 嵌入式控制器

14、23 切换模块

141 切换单元

142 供电量调降单元

15 中央处理器

16 图形处理器

2 移动电源装置

21 电池模块

22 控制模块

24 升压电路

3 电源线

4 传输线

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参阅图1与图2，其中，图1为显示本发明较佳实施例所提供的在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置(以下简称「便携式运算装置」)1的方块图；图2为显示本发明较佳实施例所提供的便携式运算装置1的立体示意图。一便携式运算装置1包含一电能汇集模块11、一储存有一内建电能的内建电池模块12、一嵌入式控制器13、一切换模块14、一中央处理器(Central Processing Unit，以下简称「CPU」)15与一图形处理器(GraphicsProcessing Unit，以下简称「GPU」)16。其中，电能汇集模块11还包含一电能汇集单元111与一电能分配单元112，且切换模块14还包含一切换单元141与供电量调降单元142。

在本实施例中，便携式运算装置1为一设有一运算装置识别码的笔记本电脑，但不以此为限。便携式运算装置1在一市电供电模式下接收一市电电能而以一标准工作频率运作，并在一内建电池供电模式下接收一内建电能而以一低于该标准工作频率的节电工作频率运作。其中，标准工作频率与节电工作频率为CPU15的工作频率与GPU16的工作频率的平均值。在标准工作频率中，CPU15的工作频率为第一CPU工作频率，且GPU16的工作频率为第一GPU工作频率；在节电工作频率中，CPU15的工作频率为一低于第一CPU工作频率的第二CPU工作频率，且GPU16的工作频率为一低于第一GPU工作频率的第二GPU工作频率。

当便携式运算装置1电性连接至一设有供电装置识别码的移动电源装置2，移动电源装置2的控制模块22判读出上述运算装置识别码为一升压供电码时，产生一移动控制信号。切换模块23接收移动控制信号，切换性地导通电池模块21，而将电池模块21储存的移动式电能传送至便携式运算装置1。在本实施例中，切换模块23会先将移动式电能传送至升压电路24，并通过升压电路24将移动式电能升压成一升压电能，再将升压电能传送至便携式运算装置1，但不以此为限。

便携式运算装置1的电能汇集单元111接收到上述升压电能，而且嵌入式控制器13判读出上述供电装置识别码时，便携式运算装置1会在一移动供电模式下，切换为以一移动工作频率运作。在移动工作频率下，CPU15的工作频率为第一CPU工作频率，且GPU16的工作频率为一第三GPU工作频率。其中，第三GPU工作频率介在第一GPU工作频率与第二GPU工作频率之间，使得移动工作频率介在标准工作频率与节电工作频率之间。

在本实施例中，便携式运算装置1通过一电源线3以及一传输线4电性连接移动电源装置2，但不以此为限。便携式运算装置1通过电源线3接收移动式电能，但不以此为限，也可通过无线供电接收方式，接收移动式电能。另外，嵌入式控制器13通过传输线4读取供电装置识别码，但不以此为限，也可采用无线传输、蓝牙(Bluetooth)、近场通信(Near-fieldcommunication，简称：NFC)、无线射频辨识***(Radio Frequency Identification，简称：RFID)等读取方式。

在便携式运算装置1切换为以一移动工作频率运作后，嵌入式控制器13会进一步地判断内建电能的剩余电量，判断内建电能的剩余电量为现有技术，故不在此赘述。当剩余电量高于一同步供电基准值时，便会产生一控制信号，并将控制信号传送至切换模块14中的切换单元141。切换单元141接收到上述控制信号时，便切换性地导通内建电池模块12，将内建电能传送至同样在切换模块14中的供电量调降单元142。切换单元141可为一切换开关，但不以此为限。

供电量调降单元142在接收并调降内建电能后，将内建电能传送至电能汇集单元111，通过电能汇集单元111将上述移动式电能与内建电能汇集成一汇集电能，并将汇集电能传送至电能分配单元112，借以使便携式运算装置1在移动供电模式下，提升为以标准工作频率运作。解决了现有技术中，便携式运算装置1无法在非市电供电模式下以标准工作运作的问题。其中，供电量调降单元142可为一可变电阻，但不以此为限，也可为一金属氧化物半导体场效晶体管晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor；MOSFET)。另外，供电量调降单元142可为固定式调降或是可变动式调降。固定式调降为将内建电能调降到某一固定值，且上述固定值为固定不变；可变动式调降则是将内建电能调降到某一基准值，但是上述基准值可随使用者的设定需求或是依照便携式运算装置1的不同而受操作性地改变。

上述电能汇集单元111可为一总线，电能分配单元112可为一电源供应器(Powersupply)，但不以此为限。

当剩余电量不高于同步供电基准值时，切换单元141将不导通内建电池模块12，使便携式运算装置1在一移动供电模式下，以一移动工作频率运作，借以使便携式运算装置1能同时兼顾运作效率以及便携式运算装置1的使用时间(即所谓的延长移动式电能与内建电能的供电时间)。

另外，当便携式运算装置1在非外部供电模式(市电供电模式与移动供电模式)下，嵌入式控制器13产生一第二控制信号，切换单元141接收到第二控制信号切换性地导通内建电池模块12与电能汇集单元111，将上述内建电池模块12的内建电能直接传送至电能汇集单元111，而不经过供电量调降单元142。因此，电能分配单元112接收到上述内建电能后，便携式运算装置1将在内建电池供电模式下，切换为以节电工作频率运作。

以下将针对本发明所提供的便携式运算装置1的实施例做实际使用时的举例说明，以使本发明更容易被理解。

一般来说，市面上中低阶的笔记本电脑在市电供电模式下以标准工作频率运作所需要的总瓦数约为130至150瓦(以140瓦为例)。移动电源装置普遍提供的瓦数最高能到100瓦(以100瓦为例)。笔记本电脑在内建电池供电模式下以节电工作频率运作时，内建电池所提供的总瓦数约为60至80瓦(以70瓦为例)。

当笔记本电脑电性连接移动电源装置后，会接收到移动电源装置所提供100瓦的移动式电能，并在移动供电模式下以移动工作频率运作。笔记本电脑会进一步判断内建电池的剩余电量是否高于同步供电基准值(30％或40％不等，可依使用者的需求做设定)，倘若判断结果为是，则会导通内建电池，使内建电池传送出70瓦的内建电能。而笔记本电脑要以标准工作频率运作所需的总瓦数为140瓦，因此70瓦的内建电能会被传送至供电量调降单元142，通过供电量调降单元142将70瓦的内建电能调降至40瓦，并传送至电能汇集单元111。

当电能汇集单元111接收到上述40瓦的内建电能后，将40瓦的内建电能与100瓦的移动式电能汇集成一140瓦的汇集电能，并将140瓦的汇集电能传送至电能分配单元112。因此笔记本电脑将接收到140瓦的汇集电能，借以使笔记本电脑能在移动供电模式下以标准工作频率运作。

另外，以电量30％作为同步供电基准值以及高电量与低电量的分界，倘若笔记本电脑的电量高于30％且移动电源装置的电量低于30％，以本发明来说，笔记本电脑判断内建电池的剩余电量高于同步供电基准值，因此，笔记本电脑将在移动供电模式下以标准工作频率运作。上述情形为笔记本电脑自行判断，并未牵涉到使用者的人为判断，但是，在实际使用时会牵涉到使用者的人为判断。因为笔记本电脑与移动电源装置若有一者电量耗尽，对使用者皆会造成不便，所以，上述情况在实际使用时，使用者可能会先将移动电源装置充电，并且使笔记本电脑在内建电池供电模式下，切换为以节电工作频率运作。但是若使用者发现移动电源的电量低于30％并未采取任何动作，则笔记本电脑仍然会在移动供电模式下以标准工作频率运作。

接着，请一并参阅图1与图3，图3为显示本发明较佳实施例所提供的用以在移动供电模式下使便携式运算装置高频运作的方法的流程图。如图所示，本发明较佳实施例提供了一种用以在移动供电模式下使便携式运算装置高频运作的方法。

首先，便携式运算装置1在移动供电模式下，接收到设有供电装置识别码的移动电源装置2所供应的移动式电能，并通过嵌入式控制器13判读出该供电装置识别码后，切换为以移动工作频率运作(即步骤S101)。

在本实施例中，便携式运算装置1通过一电源线3以及一传输线4电性连接移动电源装置2，但不以此为限。

接着，嵌入式控制器13进一步判断出内建电能的剩余电量高于同步供电基准值后，产生控制信号(即步骤S102)。当切换模块14接收到上述控制信号时，切换性地导通内建电池模块12与电能汇集模块11，借以将内建电能传送至电能汇集模块11(即步骤S103)。

最后，电能汇集模块11接收到内建电能后，将移动式电能与内建电能汇集为汇集电能，借以使便携式运算装置1在移动供电模式下提升为以标准工作频率运作(即步骤S104)。

综上所述，在本发明所提供的在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置及其工作频率提升方法中，嵌入式控制器用以在电能汇集模块接收到移动式电能时，判读出该供电装置识别码。并进一步判断出该内建电能的一剩余电量高于一同步供电基准值后，产生一控制信号，借以使切换模块切换性地导通内建电池模块与电能汇集模块，并将内建电能传送至电能汇集模块。

电能汇集模块将内建电能与移动式电能汇集成一汇集电能，使便携式运算装置在移动供电模式下，能切换为以标准工作频率运作，解决了现有技术中，在非市电供电的情况下(包含内建电池供电模式与移动供电模式)，无法有效提升CPU与GPU的运作效能等问题。

通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (10)

1.一种在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置，用以在一移动供电模式下，接收到一设有一供电装置识别码的移动电源装置所供应的一移动式电能，而以一移动工作频率运作，并进一步汇集该移动式电能与一内建电能而提升该便携式运算装置的工作频率，该便携式运算装置在一市电供电模式下接收一市电电能而以一高于该移动工作频率的标准工作频率运作，并包含：

一电能汇集模块，接收该移动式电能；

一内建电池模块，储存有该内建电能；

一嵌入式控制器，用以在该电能汇集模块接收到该移动式电能时，判读出该供电装置识别码，并进一步判断出该内建电能的一剩余电量高于一同步供电基准值后，产生一控制信号；以及

一切换模块，电性连接该内建电池模块与该嵌入式控制器，当接收到该控制信号时，切换性地导通该内建电池模块与该电能汇集模块，借以将该内建电能传送至该电能汇集模块；

其中，该电能汇集模块将该移动式电能与该内建电能汇集为一汇集电能，借以使该便携式运算装置在该移动供电模式下提升为以该标准工作频率运作。

2.如权利要求1所述的在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置，其中，该切换模块包含：

一切换单元，电性连接该嵌入式控制器与该内建电池模块，并在接收到该控制信号时，切换性地导通该内建电池模块，并将该内建电能传送出；以及

一供电量调降单元，电性连接该切换单元与该电能汇集模块，用以在接收并调降该内建电能后，将该内建电能传送至该电能汇集模块。

3.如权利要求1所述的在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置，其中，该电能汇集模块包含：

一电能汇集单元，接收该移动式电能与该内建电能，并将该移动式电能与该内建电能汇集为一汇集电能；以及

一电能分配单元，电性连接该电能汇集单元，并接收该汇集电能。

4.如权利要求2所述的在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置，其中，该电能分配单元为一电源供应器。

5.如权利要求2所述的在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置，其中，该电能汇集单元为一总线。

6.如权利要求3所述的在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置，其中，该供电量调降单元为一可变电阻。

7.如权利要求3所述的在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置，其中，该切换单元为一切换开关。

8.一种用以在移动供电模式下使便携式运算装置高频运作的方法，利用如权利要求1-7任一项所述的在移动供电模式下高频运作的便携式运算装置加以实施，并且包含以下步骤：

(a)在该移动供电模式下，使该便携式运算装置在接收到该设有该供电装置识别码的该移动电源装置所供应的该移动式电能时，利用该嵌入式控制器判读该供电装置识别码，并在判读出该供电装置识别码后，使该便携式运算装置以该移动工作频率运作；

(b)利用该嵌入式控制器进一步判断出该内建电能的该剩余电量高于该同步供电基准值后，产生该控制信号；

(c)当该切换模块接收到该控制信号时，切换性地导通该内建电池模块与该电能汇集模块，借以将该内建电能传送至该电能汇集模块；以及

(d)在该电能汇集模块接收到该内建电能后，将该移动式电能与该内建电能汇集为该汇集电能，借以使该便携式运算装置在该移动供电模式下提升为以该标准工作频率运作。

9.如权利要求8所述的用以在移动供电模式下使便携式运算装置高频运作的方法，其中，在步骤(a)中，该便携式运算装置通过一电源线与一传输线电性连接该移动电源装置。

10.如权利要求9所述的用以在移动供电模式下使便携式运算装置高频运作的方法，其中，在步骤(a)中，该便携式运算装置通过该电源线接收该移动式电能，且该嵌入式控制器通过该传输线判读该供电装置识别码。