JP6155318B2 - 電力消費を減少するための方法及びシステム - Google Patents

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Description

本発明は、一般に、電力消費を管理するためのシステムに係り、より詳細には、一実施形態において、種々のシステム状態で電力消費を管理するためのシステムに係る。
世界中の国々では、消費者向け製品の効率的なエネルギー使用を証明する標準を設定するために種々のプログラムが採用されている。エネルギースター及びＴＣＯのようなプログラムは、エネルギー効率の良い消費者向け製品にラベル付けをする。これらのプログラムは、異なるカテゴリーの製品を証明するために必要な効率のレベルを特定する。これらのプログラムは、特定された効率レベルより効率の高い製品を証明する。データ処理システムの照明に関しては、これらプログラムは、エネルギー消費の効率を、アクティブ、低電力及びスタンバイの３つの動作状態に基づいて評価する。
アクティブ状態で動作するデータ処理システムは、システムのフル回転である。低電力及びスタンバイ状態で動作するデータ処理システムは、ユーザコントロール又はコントローラからのコマンドに反応するようにアクティブ状態を保つが、全体的な電力消費を減少するために幾つかの又はほとんどのコンポーネントはターンオフされる。ユーザコントロール又はコマンドを監視するため、データ処理システムの幾つかの回路は、これらの状態で動作する間もアクティブに保たれねばならない。システム電力コンバータは、ＡＣ電源からの出力電圧及び電力レベルを調整する。現在、データ処理システムが低電力又はスタンバイモードで動作する間に、システム電力コンバータ及びＡＣ電源は、両方とも、動作効率レベルが５０％以下である。それ故、ＡＣ電源及びシステム電力コンバータの正味電力効率レベルは、２５％以下である。
本発明は、アクティブ、低エネルギー又はスタンバイ状態で動作するデータ処理システムに対して使用されるＤＣ／ＤＣコンバータのエネルギー消費レベルを減少し及び／又は効率レベルを改善することに係る。これらの状態で動作する間に、コントローラは、データ処理システムがどの状態で動作しているかを決定するためにアクティブに保たれる。
１つの態様において、１つ以上のＤＣ／ＤＣコンバータへ供給される入力電圧を、その出力を維持しながら減少することにより、システム効率が達成される。少なくとも１つの電力コンバータの効率は、電力コンバータの入力／出力電圧比に逆に関係している。それ故、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧を、その出力電圧を実質的な固定値又は小さな範囲内に維持しながら減少することにより、効率が改善される。
別の態様において、ＤＣ／ＤＣコンバータ（１つ又は複数）の入力電圧と出力電圧との間の比を制御することにより、システム効率が達成される。コントローラは、ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電圧を、その出力電圧を固定化しながら調整することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧と出力電圧との間の比を制御する。調整される入力電圧は、ＡＣ／ＤＣコンバータからのＤＣ出力電圧であり、これは、ＤＣ／ＤＣコンバータから電力を受け取るコントローラにより制御される。
本発明は、システム及び方法に関連して説明する。この概要に述べる本発明の態様に加えて、添付図面を参照して、以下の詳細な説明を読むことにより、本発明の更に別の態様が明らかとなろう。
本発明は、同様の要素が同じ参照番号で示された添付図面に一例として示すが、これに限定されない。
コンピュータシステムのようなデータ処理システムと、ここに説明する方法及びシステムの少なくとも幾つかの実施形態を具現化できる環境とを示す。 ここに述べる少なくとも幾つかの実施形態により電力管理システムから電力を受け取る装置の電力消費を管理するのに使用できる電力管理システムの一実施形態を示す。 本発明の幾つかの態様によるディスプレイ装置の実施形態を示す。 データ処理システムの電力効率を改善するための方法の一実施形態により行われるアクションのフローを示す。 図２に示す方法の実施形態によるアクションのフローチャートである。 データ処理システムがアクティブな電力状態の検証モードに入るときの方法の一実施形態のフローチャーである。 データ処理システムが低電力状態の検証モードに入るときの方法の一実施形態のフローチャーである。 データ処理システムがスタンバイ電力状態の検証モードに入るときの方法の一実施形態のフローチャーである。 コンピュータシステムがアクティブな電力状態の修正モードに入るときの方法の一実施形態により行われるアクションのフローを示す。 コンピュータシステムが低電力状態の修正モードに入るときの方法の一実施形態により行われるアクションのフローを示す。 コンピュータシステムがスタンバイ電力状態の修正モードに入るときの方法の一実施形態により行われるアクションのフローを示す。 本発明の一実施形態によるＡＣ入力電源ユニットを示す。 本発明の別の実施形態によるＡＣ入力電源ユニットを示す。 時間に伴う２つの電圧（Ｖout及びＶin）のグラフである。
本発明の種々の実施形態及び態様を以下に詳細に説明し、添付図面は、種々の実施形態を示す。以下の説明及び添付図面は、本発明を例示するもので、本発明を限定するものではない。本発明の種々の実施形態を完全に理解するために、多数の特定の細部について述べる。しかしながら、ある場合には、本発明の実施形態の簡潔な説明を与えるため、良く知られた又は従来の細部は、述べない。
本明細書において１つの実施形態又は一実施形態とは、その実施形態に関連して述べる特定の特徴、構造又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に包含されることを意味する。本明細書の種々の場所に「１つの実施形態において」という句が現れたときは、必ずしも同じ実施形態を指していない。
ここに述べる発明は、エネルギー消費のレベルを減少しそしてデータ処理システムに対する効率のレベルを改善するための方法及びシステムの種々の実施形態を提供する。多くのデータオペレーティングシステムは、装置が低電力状態及びスタンバイ電力状態にあるときに２５％未満の効率レベルで動作するので、ここに述べるシステム及び方法の種々の実施形態は、所定の効率レベルに到達するように消費率を改善するためにデータ処理システムの一部分として具現化される。ここに述べるシステム及び方法の種々の実施形態は、データ処理システムの一部分として合体されてもよい。
図１Ａについての以下の説明は、以下に述べる本発明の少なくとも幾つかの実施形態を具現化するのに適したハードウェア及び他の動作コンポーネントの概略を与えるよう意図されたものであって、適用できる環境又は特定のアーキテクチャー或いはコンポーネントの接続方法を限定するように意図されたものではない。というのは、そのような細部は、本発明に関与していないからである。当業者であれば、本発明は、ハンドヘルド装置、セルラー電話、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースの、又はプログラム可能な消費者向け電子装置／機器、及びネットワークＰＣ、マイクロコンピュータ、メインフレームコンピュータ、等を含む他のデータ処理構成でも実施できることが明らかであろう。又、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、メディアプレーヤ（例えば、ｉＰｏｄ）、これら装置の態様又は機能を結合する装置（例えば、メディアプレーヤを１つの装置においてＰＤＡ及びセルラー電話と結合する）、別の装置内に埋め込まれた処理装置、ネットワークコンピュータ、周辺装置（例えば、ディスプレイ装置、プリンタ、ハードドライブ又は他の記憶装置、ネットワークインターフェイス装置、例えば、ワイヤレスルーター、等）、消費者向け電子装置、並びにより少数のコンポーネント又はおそらくより多くのコンポーネントを有する他のデータ処理システムは、本発明の１つ以上の実施形態に使用されてもよいし、或いはそれらを具現化するように使用されてもよい。図１Ａのデータ処理システムは、例えば、アップル社のマッキントッシュコンピュータである。
図１Ａは、コンピュータシステムのようなデータ処理システムと、ここに説明する方法及びシステムの少なくとも幾つかの実施形態を具現化できる環境とを示す。
図１Ａに示すように、データ処理システムの一形態であるコンピュータシステム１０１は、プロセッサ１０３を備えている。プロセッサ１０３は、コンピュータシステム１０１の動作状態（例えば、アクティブ、低電力又はスタンバイ）を監視するように構成される。１つのプロセッサしか示されていないが、コンピュータシステム１０１には、２つ以上のマイクロプロセッサが含まれてもよい。メモリ１０４は、当業者に知られた任意の形態のメモリでよい。情報は、大量記憶装置から読み取られ及びそこに書き込まれる。大量記憶装置１０５は、例えば、ディスクドライブ及び磁気テープのような磁気媒体；コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）及び読み取り・書き込み可能なコンパクトディスク（ＣＤ−ＲＷ）のような光学的ドライブ；スティック及びカードメモリ装置；ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ装置、等を含む任意の種類のマシン読み取り可能な媒体である。ディスプレイ１０６は、例えば、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイモニタ及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ディスプレイスクリーンを含む当業者に知られたディスプレイモニタである。又、コンピュータシステム１０１は、Ｉ／Ｏコントローラ１０７も備え、キーボード及びマウスのような入力装置、又は出力装置（例えば、プリンタ、ネットワークインターフェイス装置、等）がコンピュータシステム１０１に結合される。入力装置は、当業者に知られた入力装置であり、そして出力装置は、当業者に知られた出力装置である。
コンピュータシステム１０１は、その種々のハードウェアコンポーネント間の接続を容易にするためにバス１０２を備えている。マイクロプロセッサ１０３、メモリ１０４、大量記憶装置１０５、ディスプレイ１０６、及びＩ／Ｏコントローラ１０７は、バス１０２を経て互いに結合され、そして互いに通信する。バス１０２は、当業者に知られたバスである。１つのバスしか示されていないが、コンピュータシステム１０１には、２つ以上のバスが含まれる。
ＡＣ入力電源１１３及び電力制御ロジック１２５を含む電源システムによりコンピュータシステム１０１に電力を供給することができる。ＡＣ入力電源１１３は、ＡＣ主電源１１７（例えば、米国ではＡＣ１２０Ｖ）を受け取るための入力を含み、この入力は、ＡＣ電圧をＡＣ／ＤＣ電力コンバータ１１４へ供給し、該コンバータは、ＡＣ電圧（例えば、従来の壁コンセントからの）をＤＣ電圧へ変換し（例えば、整流し）、これが電源バス１１０に印加される。又、ＡＣ入力電源は、安全分離回路１１５及びフィードバック制御回路１１６も備えている。安全分離回路１１５は、フィードバック制御回路１１６（及びコントローラ１１２）をＡＣ／ＤＣ電力コンバータ１１４から分離し、従って、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ１１４からの高い電圧又は電流がフィードバック制御回路１１６に影響することはなく、フィードバック制御回路１１６は、制御信号を、安全分離回路１１５を経てＡＣ／ＤＣ電力コンバータ１１４へ通過させ、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ１１４のＤＣ電圧出力のＤＣ電圧レベルを調整することができる。ＤＣ電圧出力のＤＣ電圧レベルを制御するこの制御信号は、次いで、コントローラ１１２からフィードバック制御回路１１６により受信される入力信号により制御される。フィードバック制御回路１１６は、図１Ａに示すように、電圧供給バス１１０から電力を引き出す。フィードバック制御回路１１６の２つの実施形態が図６Ａ及び６Ｂに示されており、これらの図を参照して以下に詳細に説明するが、フィードバック制御回路の別の具現化も、本発明の実施形態に使用できることが明らかであろう。
電力制御ロジック１２５は、入力ＤＣ電圧から、調整されたＤＣ電圧である出力ＤＣ電圧への変換（例えば、シフト）を与える１つ以上のＤＣ／ＤＣコンバータ１０９と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１１１と、少なくとも１つのコントローラ１１２とを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９は、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ１１４からのＤＣ電圧出力により駆動される電圧供給バス１１０からその入力ＤＣ電圧を受け取り、この入力ＤＣ電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９により、Ｖｓと示されたＤＣ出力電圧１２１へと変換され、これは、マイクロプロセッサ１０３、メモリ１０４、大量記憶装置１０５及びコントローラ１１２を含むシステム内の種々のコンポーネントへＤＣ電力を与えるのに使用される。ある実施形態では、図１Ａに示された他のコンポーネントへＤＣ電圧のセット（例えば、Ｖｓと同じでも異なってもよいＶｐ）を与えるために付加的なＤＣ／ＤＣコンバータが含まれてもよく、又、ある実施形態では、コントローラ１１２とＤＣ／ＤＣコンバータ１０９（１つ又は複数）との間に両方向接続を使用して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９（１つ又は複数）を制御することができる（例えば、１つ以上のコンバータをターンオフすることができる）。図１Ａに示された例では、コントローラ１１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９から電力（Ｖｓ）を受け取り、従って、コントローラ１１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９、Ａ／Ｄコンバータ１１１及びＡＣ入力電源１１３は、全て、少なくとも幾つかの実施形態では、全ての動作状態（例えば、アクティブな電力状態、低電力状態、及びスタンバイ電力状態）の間に電力を引き出す。これは、システムが、スタンバイ電力状態でも、ユーザがユーザコントロール１２６のようなユーザコントロールを作動したとき、ユーザに応答できるようにする。Ａ／Ｄコンバータ１１１は、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ１１４からＤＣ電圧出力を受け取るため電圧供給バス１１０に結合された入力を有し、そしてＡ／Ｄコンバータ１１１は、コントローラ１１２に結合された出力を有し、これは、電圧供給バス１１０のアナログＤＣ電圧のデジタル表現をコントローラ１１２へ与える。別の実施形態では、コントローラ１１２は、Ａ／Ｄコンバータを含み、従って、それ自身のＡ／Ｄ変換を行うことができる。コントローラ１１２は、電圧供給バス１１０上のアナログＤＣ電圧のデジタル表現を使用して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９へ入力されるＤＣ電圧を監視すると共に、本開示で更に述べる動作状態に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１０９へ入力されるＤＣ電圧を調整する。コントローラ１１２は、フィードバックコントロール１１６へ制御信号を与える出力を含み、この制御信号は、フィードバックコントロール１１６を調整し、これは、次いで、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータからのＤＣ電圧出力を変更する。このＤＣ電圧出力を調整することにより、コントローラ１１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９の入力／出力電圧比を変更して効率を改善することができ（この入力／出力電圧比をこのように制御するよう試みないシステムに対して）、換言すれば、コントローラ１１２は、ＤＣ電圧出力の監視に応答して且つ動作状態（例えば、アクティブな電力状態、低電力状態、又はスタンバイ状態）に応答して、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力／出力電圧比（ＤＣ／ＤＣコンバータへのＤＣ電圧入力をＤＣ／ＤＣコンバータからのＤＣ電圧出力で除算したもの）を下げることができる。スタンバイ状態では、コントローラ１１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９からのＤＣ電圧Ｖｓが実質的に不変（典型的に±３％）に保たれる間に、ＡＣ／ＤＣコンバータのＤＣ電圧出力（ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９へのＤＣ電圧入力）を減少することができる。ＤＣ電圧出力の減少が、ＤＣ／ＤＣコンバータへのＤＣ電圧入力を、ＤＣ／ＤＣコンバータの許容動作範囲内に保持する限り、コントローラ１１２は、全システムの電力効率を改善することができる（ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９の入力／出力電圧比をこのように制御するよう試みないシステムに対して）。コントローラ１１２は、これらの動作を行うために書かれたソフトウェア（例えば、ファームウェア）によりこれらの動作を遂行するように構成されたデジタルマイクロコントローラであり、他の実施形態では、コントローラ１１２は、ハードウェアロジック、又はハードウェアロジック及びソフトウェアの組み合わせを使用することによりこれらの動作を具現化することができる。
ユーザコントロール１２６は、コントローラ１１２に対する１つ以上のボタン、スイッチ、又は他のユーザインターフェイス入力である。システムは、たとえシステムが低電力状態又はスタンバイ状態で動作していても、これらの状態（及びアクティブな電力状態）においてコントローラ１１２へ電力が供給されるので、ユーザコントロール１２６へ付与されるユーザ入力に依然として応答することができる。
図１Ｂは、データ処理システムのような装置へ電力を供給できる電源システムの具現化のシステム図である。電力管理システム１４０は、電力制御ロジック１４３を備え、これは、システム電力コンバータ１４１及び周辺ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２のような複数のＤＣ／ＤＣコンバータを含む。ＤＣ／ＤＣコンバータは、あるＤＣ電圧レベルを、第２のＤＣ電圧レベルへ変換する。第２のＤＣ電圧レベルは、調整されたＤＣ電圧である。システム電力コンバータ１４１は、装置の１つ以上のコンポーネントへ電力を与える出力ＤＣ電圧Ｖｓを供給する。周辺ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２は、ＵＳＢハブ又はポートのような１つ以上の周辺ポート又は装置（ここには図示せず）へ電力を供給するものであって、１つ以上の周辺電圧出力１５７（例えば、Ｖｐ）が結合される。アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１４５は、連続的なアナログ信号を個別のデジタル信号へと変換する当業者に知られたＡ／Ｄコンバータである。システム電力コンバータ１４１、周辺ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２及びＡ／Ｄコンバータ１４５は、電圧供給バス１４４へ結合される。コントローラ１４７は、データ処理システムが動作状態にある間にアクティブに保たれ、そしてシステムを監視して、装置がどの状態（例えば、アクティブ、低電力又はスタンバイ）で動作しているか決定する。コントローラ１４７は、コントローラ１１２と同様であり、ＡＣ入力電源１４９に結合されて、電圧供給バス１４４上のＤＣ電圧レベルを制御する。ＡＣ入力電源１４９は、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ１５０、フィードバックコントロール１５１、及び安全分離部１５２を備え、ＡＣ入力電源１４９は、ＡＣ入力電源１１３と同様である。ＡＣ／ＤＣ電力コンバータは、ＡＣ主電源１５３から受け取ったＡＣ電力をＤＣ電力に変換する。フィードバックコントロール１５１及び安全分離部１５２は、各々、図１Ａにおけるフィードバックコントロール１１６及び安全分離部１１５と機能及び動作が同様である。又、電力制御ロジック１４３は、ユーザコントロール１５４及びホストコントローラ１５５に結合される。又、ホストコントローラ１５５は、ホストコントローラへ電力を供給するための１つ以上の電圧入力１６０も含む（ホストコントローラが、電力管理部１４０から電力を受け取る装置の一部分である実施形態において）。ある実施形態では、ホストコントローラは、別の装置にあってもよく、例えば、電力管理システム１４０から電力を受け取る装置がディスプレイ装置（図１Ｃに示すディスプレイ装置のような）である場合には、ホストコントローラは、コンピュータ（又はディスプレイ装置を駆動するディスプレイ出力を伴う他の装置）の一部分であり、そしてこのホストコントローラは、ディスプレイ装置へのディスプレイ出力信号を駆動し、及び／又はその駆動を制御する。
一実施形態では、コントローラ１４７は、システムが動作しているときはアクティブに保たれる。コントローラ１４７は、ユーザコントロール１５４及びホスト状態検出部１４８を監視して、動作状態（例えば、アクティブ、低電力又はスタンバイ）、又はシステムの動作状態の変化を決定するように構成される。コントローラ１４７は、更に、電圧供給バス１４４上の電圧レベルを決定するように構成される。システムの動作状態及び電圧供給バス１４４の電圧レベルに基づいて、コントローラ１４７は、電圧供給バスの電圧レベルが、システムの動作状態で決定される有効電圧レベルのプリセット範囲内に入るかどうか決定するように構成される。典型的に、有効電圧レベルは、システムの設計及び動作状態に基づいて、例えば、６ないし２４Ｖの範囲である。有効電圧レベルは、装置がアクティブな電力状態で動作するときには、ほぼ２４であり、そして装置がスタンバイ状態で動作するときには、ほぼ６Ｖである。電圧供給バス１４４の電圧レベルがプリセット範囲内であることをコントローラ１４７が決定した場合に、システムは、検証モードに入る（図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃ）。検証モードでは、コントローラ１４７は、システムがアクティブな電力状態で動作するときには周辺ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２及び電源スイッチ１４６をターンオンするように構成される。（図４Ａを参照されたい。）又、コントローラ１４７は、システムが低電力状態で動作するときには、周辺ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２をターンオンし、電源スイッチ１４６をターンオフするように構成される。（図４Ｂを参照されたい。）又、コントローラ１４７は、システムがスタンバイ状態で動作するときには、周辺ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２及び電源スイッチ１４６をターンオフするように構成される。（図４Ｃを参照。）
他方、電圧供給バス１４４の電圧レベルがプリセット範囲内にないことをコントローラ１４７が決定した場合には、システムは、修正モードに入る（図５Ａ、５Ｂ及び５Ｃ）。システムが修正モードのあるとき、コントローラ１４７は、電源スイッチ１４６及び周辺ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２をターンオフし、そしてそれに応じてＡＣ入力電源１４９のＤＣ出力電圧を変化させる。
コンピュータシステムが動作状態にあるときに、電圧供給バス１４４に結合された電力コンバータ（例えば、システム電力コンバータ１４１及び周辺ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２）は、電圧供給バス１４４から一定電力を引き出す。それ故、コントローラ１４７が、フィードバックコントロール１５１の出力電圧を減少し、その結果、システム電圧バス１４４に結合されたＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧が減少すると、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電流が、一定電力を維持するように増加する。ＤＣ／ＤＣコンバータにより過剰な電流が引き出されるのを回避するために、コントローラ１４７は、スタンバイ電力状態へ移行するためにＡＣ入力電源１４９のＤＣ出力電圧を調整する前に電源スイッチ１４６及び周辺ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２をシャットダウンする。過剰な電流が引き出されるのを防止するために、コントローラ１４７は、低電力状態へ移行するためにＡＣ入力電源１４９のＤＣ出力電圧を調整する前に電源スイッチ１４６をシャットダウンする。
一実施形態では、フィードバックコントロール１５１からの出力信号は、コントローラ１４７からのフィードバック減衰信号により調整される。図６Ａは、ＡＣ主電源６０２に結合されたＡＣ入力電源６０１（図１Ｂのブロック１４９）の具現化を示す。ＡＣ入力電源６０１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０と同様のＡＣ／ＤＣ電力コンバータ６０３と、保護回路（例えば、短絡、過電圧）６０４と、安全分離６０５及び６０６とを含む。保護回路６０４は、電力制御ロジック（ここには図示せず、図１Ｂのブロック１４３）に結合されると共に、電圧供給バス６１７を経てフィードバックコントロール６０７に結合される。フィードバックコントロール６０７は、複数のインピーダンス装置６０８、６０９、６１１及び６１２と、複数のスイッチ６１３及び６１４とを含む。フィードバックコントロール６０７は、更に、増幅器６１０も含む。
一実施形態では、電圧出力６１８は、コントローラ（図示せず、図１Ｂのブロック１４７）により制御される。一実施形態では、出力電圧６１８は、ＡＣ入力電源６０１のフィードバック減衰に直接関係している。出力電圧６１８を下げるために、コントローラは、出力電圧６１８を個々のレベルにセットする。これは、コントローラ１４７の汎用Ｉ／Ｏラインを使用して、減衰コントロール６１５及び６１６を駆動することにより達成される。スイッチ１ ６１３及びスイッチＮ ６１４は、電圧出力６１８を増加又は減少するためにターンオン又はターンオフすることができる。
別の実施形態では、図１ＢのＡＣ入力電源システム１４９のＤＣ出力電圧は、直線的に調整される。図６Ｂは、ＡＣ入力電源６５１（図１Ｂのブロック１４９）の具現化を示す。この具現化では、ＡＣ入力電源６５１は、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ６５３と、保護回路（例えば、短絡、過電圧）６５４と、安全分離６５５及び６５６とを含む。保護回路６５４は、電力制御ロジック（ここには図示せず、図１Ｂのブロック１４３）に結合されると共に、電圧供給バス６６７を経てフィードバックコントロール６５７に結合される。フィードバックコントロール６５７は、インピーダンス装置６５８及び６５９と、増幅器６６０と、電圧／電流源６６１とを含む。
一実施形態では、コントローラ（図示せず、図１Ｂのブロック１４７）がＡＣ入力電源６５１に接続されて、減衰コントロール６６５をＡＣ入力電源６５１への入力として与える。このコントローラは、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）（図示せず）を含み、このＤＡＣを使用して減衰コントロール６６５をセットし、これは、次いで、ＡＣ入力電源６５１のＤＣ出力電圧を直線的にセットする。１つの具現化において、コントローラは、フィードバックコントロール６５７へ供給されるＤＡＣの出力電圧を下げるよう構成される。ＤＡＣの出力電圧が下がると、電圧／電流源６６１がフィードバックコントロール６５７で引き出される電流を減少させ、これは、電圧供給バス６１７の電圧を減衰コントロール６６５により減少させる。
図１Ｃは、本発明の別の実施形態を示す。この具現化において、電力制御ロジックは、ディスプレイパネル１９０及び１つ以上の周辺ポート１８７に更に接続される。ディスプレイパネル１９０は、ディスプレイライト１９３、ディスプレイＬＣＤ１９２、及びホスト状態検出器１７８を含む。ディスプレイライト１９３は、電源スイッチ１７６に接続され、この電源スイッチは、ディスプレイライト１９３（及びこのライトを駆動するドライバ）をターンオン又はターンオフする。この実施形態では、ディスプレイライト１９３が電源スイッチ１７６から供給電圧を受け取るので、ディスプレイライト１９３は、システムが修正又は検証モードに入ったとき電源スイッチ１７６がターンオン又はオフされたときにターンオン及びオフする（図４Ａ−Ｃ及び図５Ａ−Ｃを参照されたい）。図１Ｃは、本発明の電力管理システムの実施形態により電力を受け取る装置がディスプレイ装置である実施例を示す。
図２は、本発明の一実施形態の一般化された例を示す。図２の方法は、コンピュータシステムの動作状態を決定するステップ２０５において動作を開始する。電圧供給バス（例えば、電圧供給バス１１０、１４４、１７４、６１８又は６６８の電圧レベルが２１０において決定される。電圧供給バスの電圧レベルは、Ａ／Ｄコンバータ（例えば、図１Ｂのブロック１４５）によって遂行されるサンプリングにより数回測定され、そしてそれらの値を平均化して、バス２１０上のノイズによるエラー応答を排除する。電圧供給バス上の電圧レベルは、コントローラ（例えば、コントローラ１１２、１４７又は１７７）において現在電力状態に対するプリセット有効電圧範囲と比較される。システムの現在電力状態（例えば、アクティブな電力状態、低電力状態又はスタンバイ状態）は、コントローラにより知られている。電圧供給バス上で決定された電圧レベルが有効電圧範囲内にある場合には、２２０において、コントローラがシステムを対応電力状態の検証モードに入れる。電圧供給バス上で決定された電圧レベルが有効電圧範囲内にない場合には、コントローラが、システムを対応電力状態の修正モード２１５に入れる。
図３は、図２に示す方法の実施形態に基づき（図１Ｂに示す電力管理システムで）行われるアクションの詳細なフローを示す。図３の方法は、システムの動作状態を決定するステップ３０５において動作を開始する。３１０、３３０及び３５０において、電圧供給バス（例えば、電圧供給バス１１０、１４４、１７４、６１８又は６６８）の電圧が決定される。３１５、３３５及び３５５において、電圧供給バスの電圧レベルが、現在電力状態に対するプリセット有効電圧範囲と比較される。システムの動作状態がアクティブな電力状態であり、そして電圧供給バス上で決定された電圧レベルがアクティブな電力状態に対するプリセット有効電圧範囲内である場合には、コントローラは、３２０において、システムがアクティブな電力状態に対する検証モードに入るようにさせる。システムの動作状態がアクティブな電力状態であり、そして電圧供給バス上で決定された電圧レベルがアクティブな電力状態に対するプリセット有効電圧範囲内にない場合には、コントローラは、３２５において、システムがアクティブな電力状態に対する修正モードに入るようにさせる。同様に、システムの動作状態が低電力状態である場合には、コントローラは、電圧バス上で測定された電圧レベルが低電力状態に対するプリセット有効電圧範囲内である場合は、システムが低電力状態に対する検証モードに入るようにさせ（３４０）、そして電圧バス上で測定された電圧レベルが低電力状態に対するプリセット有効電圧範囲内にない場合は、システムが低電力状態に対する修正モードに入るようにさせる（３４５）。最後に、コントローラは、電圧バス上で測定された電圧レベルがスタンバイ電力状態に対するプリセット有効電圧範囲内である場合は、システムがスタンバイ電力モードに対する検証モードに入るようにさせ（３６０）、そして電圧レベルがスタンバイ電力状態に対するプリセット有効電圧範囲内にない場合は、システムがスタンバイ電力モードに対する修正モードに入るようにさせる（３６５）。コンピュータが、コンピュータシステムの動作状態に対する各検証又は修正モードを受けた後、方法３０１は、ブロック３０５へループバックし、方法の新たな反復が繰り返される。
図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃは、システムが検証モードに入るときの本発明の規範的実施形態を示す。アクティブな電力状態に対する検証モード４０５において、図４Ａに示すように、周辺電力コンバータは、４１０においてターンオンされ、電源スイッチは、４１５においてターンオンされる。低電力状態に対する検証モード４３５において、図４Ｂに示すように、周辺電力コンバータは、４４０においてターンオンされ、電源スイッチは、４４５においてターンオフされる。最後に、スタンバイ電力状態に対する検証モード４６５において、図４Ｃに示すように、周辺電力コンバータは、４７０においてターンオフされ、電源スイッチは、４７５においてターンオフされる。
図５Ａ、５Ｂ及び５Ｃは、システムが修正モードに入るときの本発明の規範的実施形態を示す。システムがアクティブな動作状態にあるときに、電圧供給バス（図１Ｂの電圧供給バス１４４）に結合された電力コンバータ（例えば、図１Ｂのシステム電力コンバータ１４１及び周辺ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２）は、一定電力を引き出す。これらのコンバータへ供給される入力電圧が下がるときには、アクティブな電力状態に対する電力供給フィードバックが５１５において調整されるために、電力コンバータへ供給される入力電流が、一定電力を維持するように増加される。過剰な電流引き出しを回避するため、コントローラは、電源スイッチ及び周辺電力コンバータがターンオフされたかどうか判断する。アクティブな電力状態に対する修正モードにおいて、図５Ａに示すように、コントローラは、５０６において、電圧供給バスが中間電圧範囲内にあるかどうかチェックする。中間電圧範囲は、アクティブな電力状態の範囲より低く且つ低電力状態の範囲より高い。電圧供給バスが有効範囲内である場合には、５０８において、周辺電力コンバータがターンオンされ、電源スイッチがターンオフされる。さもなければ、５１０において、電力コンバータ及び電源スイッチがターンオフされる。低電力状態に対する修正モード５３０において、図５Ｂに示すように、電源スイッチ及び周辺電力コンバータは、５４０において、上述した過剰電流引き出しの理由でターンオフされ、そして低電力状態に対するＡＣ入力電源フィードバックが５４５において調整される。スタンバイ電力状態に対する修正モード５６０では、図５Ｃに示すように、電源スイッチ及び周辺電力コンバータは、５７０において、上述した過剰電流引き出しの理由でターンオフされ、そしてアクティブな電力状態に対するＡＣ入力電源フィードバックが５７５において調整される。
図７は、図１Ａ又は１Ｃに示すシステムのようなシステムが異なる電力状態を通して進むときに時間に対する２つの電圧Ｖout及びＶinを示すグラフである。電圧Ｖoutは、図１ＡのＤＣ／ＤＣコンバータ１０９又は図１ＣのＤＣ／ＤＣコンバータ１７１のようなＤＣ／ＤＣコンバータからのＤＣ電圧出力を表し、そして電圧Ｖinは、そのＤＣ／ＤＣコンバータへ入力されるＤＣ入力電圧を表す。電圧Ｖinは、電圧供給バス（例えば、図１Ａのバス１１０又は図１Ｃのバス１７４）上の電圧であり、これは、図１Ａのコントローラ１１２又は図１Ｃのコントローラ１７７のようなコントローラにより制御される。電圧Ｖoutは、異なる電力状態において時間と共に実質的に同じままである。実際には、非常に僅かに（例えば、±３％）変化し得るが、その変化が許容範囲（例えば、±３％）内であるから実質的に同一とみなされる。他方、電圧Ｖinは、システムの動作状態に基づいて変化する。図７のグラフは、各状態／モードにおける比Ｖin／Ｖoutを示し、又、コントローラ（例えば、コントローラ１１２）が異なる状態においてその比をどのように変化させるかを示す。特に、アクティブな電力状態（周期ｔ0からｔ1の間）から低電力状態（周期ｔ1からｔ2の間）への変化において、コントローラは、Ｖoutが実質的に固定されたままである間にＶinを（一実施形態では、例えば、６０％程度）減少させ、この変化は、上述したようにシステムの電力効率を（Ｖin／Ｖout比を変化させないシステムに比して）改善する。低電力状態（ｔ1からｔ2に存在する）からスタンバイ状態（周期ｔ2からｔ3に存在する）への変化において、コントローラは、システムの電力効率を更に改善するためにＶinを更に減少させる（一実施形態では、アクティブな電力状態中のＶinに対して７５％程度）。Ｖinの減少は、保護回路（図６Ａ又は６Ｂの６０４又は６５４）のようなＡＣ／ＤＣコンバータ調整回路の電力消費も減少させる。時間ｔ2からｔ3まで存在するスタンバイ電力状態からアクティブな電力状態への変化において、コントローラは、Ｖinを、アクティブな電力状態中の通常の動作電圧へ増加して戻し、この変化は、ユーザがユーザコントロールを作動するか、ＵＳＢフラッシュドライブをシステムへプラグインするか、或いは（図１Ｃのシステムの場合には）システムへ入力されるビデオ信号が（スリープ又はシャットダウン周期の後に）再び現れる、等の結果として生じる。システムの典型的な使用中に他の変化も生じる。例えば、システムは、アクティブな電力モードにあるときに、通常、ユーザにより使用される（例えば、ユーザは、データを入力するか、ビデオを見るか、又はシステムにより表示されたドキュメントを再検討する）。インアクティビティ周期（Ｘ分にわたってユーザ入力がないか、入力表示がＸ分間変化しない、等）の後に、システムは、自動的に、（時間ｔ1に）アクティブな電力モードから低電力モードへ進み、システムが表示装置である（例えば、図１Ｃに示すシステム）１つの実施形態では、時間ｔ1における変化は、ＬＣＤディスプレイのバックライトをターンオフし（及びバックライトに電力を供給する電源スイッチをターンオフし）、一方、システムの他部分（例えば、ＵＳＢハブ及びポート）が電力を受け取り続けることを含む。コントローラは、一実施形態では、システムのインアクティビティを決定することにより電力を管理することができる。更なるインアクティビティの周期（ユーザ入力が受け取られず、ディスプレイの入力が付加的な時間周期中にオフにされ、等の連続的時間周期）の後に、システムは、時間ｔ2に、コントローラの制御のもとで、低電力モードから、ある回路のみが電力を受け取るスタンバイ電力モード（例えば、図１Ｃの場合には、ＡＣ入力電源、コントローラ１７７、Ａ／Ｄコンバータ１７５、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７１、ユーザコントロール１８４及びホスト状態検出回路１７８のみが電力を受け取るが、システムの他部分は、電力を受け取らない）へと進む。システムは、スタンバイ電力モードにある間に、例えば、ユーザコントロールの作動、又は生きた表示入力データの受信（例えば、ユーザがコンピュータ又は他の装置におけるディスプレイドライバをターンオンする）により目覚めさせることができ、この目覚めさせることは、時間ｔ3に、スタンバイ電力モードからアクティブな電力モード（システムの全ての回路が電力を受け取る）への変化を生じさせるコントローラによって確認される。
以上、特定の実施形態を参照して本発明を詳細に説明した。特許請求の範囲に規定された本発明の精神及び範囲から逸脱せずに種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。従って、明細書及び添付図面は、これに限定されるものではなく、例示に過ぎない。特許請求の範囲に使用される用語は、明細書及び特許請求の範囲に開示された特定の実施形態に本発明を限定するものではない。むしろ、本発明の範囲は、特許請求の範囲により完全に限定されるものとする。
上記開示事項に加えて、原出願の出願時の特許請求の範囲の各請求項の記載を、以下に各項目として開示する。
〔項目１〕
ＡＣ電源からＡＣ電圧を受け取るための入力を有し、ＤＣ電圧出力を有し且つ制御入力を有し、この制御入力は、ＤＣ電圧出力の電圧を制御するように構成されたＡＣ（交流）／ＤＣ（直流）コンバータと、
前記ＤＣ電圧出力に結合された入力を有し、且つ装置の第１コンポーネントにＤＣ供給電圧を与えるように構成された出力を有する第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ電圧出力に結合された第１入力を有し、且つ前記ＡＣ／ＤＣコンバータの制御入力に結合された第１出力を有するコントローラであって、前記ＤＣ電圧出力の電圧を監視し、そのＤＣ電圧出力の電圧の監視に応答して、該コントローラの第１出力の信号のパラメータを調整し、前記ＤＣ電圧出力の電圧を調整するコントローラと、
を備えた装置用の電源システム。
〔項目２〕
前記装置は、データ処理システムである、項目１に記載の電源システム。
〔項目３〕
前記装置は、データ処理システムに結合されるように構成されたディスプレイ装置である、項目１に記載の電源システム。
〔項目４〕
前記ＤＣ供給電圧は、前記コントローラへ電力を与える、項目１に記載の電源システム。
〔項目５〕
スタンバイ電力モードにおいて、前記コントローラは、前記ＡＣ／ＤＣコンバータからのＤＣ電圧出力の電圧を減少するように構成される、項目１に記載の電源システム。
〔項目６〕
前記コントローラは、前記ＤＣ電圧出力の電圧を、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータの入力における入力ＤＣ電圧の動作範囲内の最小許容レベルへ減少する、項目５に記載の電源システム。
〔項目７〕
前記ＤＣ電圧出力の電圧を減少することで、前記電源システムの電力効率を高める、項目６に記載の電源システム。
〔項目８〕
前記ＤＣ電圧出力の電圧を減少することで、スタンバイモード中に前記装置により消費される電力を下げる、項目７に記載の電源システム。
〔項目９〕
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記コントローラへ電力を与え、そして前記電源システムは、更に、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータのＤＣ電圧出力に結合された入力を有し、且つ前記コントローラの第１入力に結合された出力を有するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ、
を備え、前記Ａ／Ｄコンバータは、アナログ電圧値をデジタル電圧値へ変換して前記コントローラが前記ＤＣ電圧出力の電圧を監視できるように構成され、更に、前記コントローラは、前記Ａ／Ｄコンバータを通して前記ＤＣ電圧出力に結合される、項目６に記載の電源システム。
〔項目１０〕
前記コントローラの第２入力に結合された出力を有するユーザ制御入力装置、
を更に備え、前記コントローラは、スタンバイモード中に、ユーザが前記ユーザ制御入力装置への入力を生じさせたかどうか決定するように構成される、項目６に記載の電源システム。
〔項目１１〕
前記コントローラに結合された入力コントローラ、
を更に備え、前記入力コントローラは、有効な入力の存在を決定し、そして有効な入力が存在するという信号を前記コントローラに与えて、前記コントローラが前記装置をスタンバイ電力モードから退出させるようにする、項目１０に記載の電源システム。
〔項目１２〕
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記コントローラへ電力を与え、更に、前記コントローラは、アナログ／デジタルコンバータを通して前記ＤＣ電圧出力に結合される、項目１１に記載の電源システム。
〔項目１３〕
前記装置は、ディスプレイ装置である、項目１２に記載の電源システム。
〔項目１４〕
前記ＤＣ電圧出力に結合された電源スイッチを更に備え、その入力が前記コントローラに結合され、前記コントローラが、前記電源スイッチの出力に結合された装置への電力の配送を停止するために前記電源スイッチをターンオフできるようにした、項目１３に記載の電源システム。
〔項目１５〕
前記ＤＣ電圧出力に結合された入力を有し、且つ前記装置の第２コンポーネントに更に別のＤＣ供給電圧を与えるように構成された出力を有する更に別のＤＣ／ＤＣコンバータを更に備えた、項目１４に記載の電源システム。
〔項目１６〕
前記第２コンポーネントは、入力／出力データポートを含む、項目１５に記載の電源システム。
〔項目１７〕
電源を動作する方法において、
ＤＣ／ＤＣコンバータへ入力として印加される入力ＤＣ電圧を制御するためにシステム状態を監視するステップと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力ＤＣ電圧を許容範囲内に維持しながら、前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力ＤＣ電圧を調整するステップであって、その調整は、スタンバイモード又は低電力モードの少なくとも１つにおいて遂行されるステップと、
を備えた方法。
〔項目１８〕
前記調整は、少なくとも一部分は前記ＤＣ／ＤＣコンバータから電力を受け取るシステムの電力動作状態の変化に応答して行われる、項目１７に記載の方法。
〔項目１９〕
前記変化は、（ａ）全電力モードから低電力モードへの変化、（ｂ）低電力モードからスタンバイ電力モードへの変化、（ｃ）全電力モードからスタンバイ電力モードへの変化、（ｄ）スタンバイ電力モードから全電力モードへの変化、（ｅ）スタンバイ電力モードから低電力モードへの変化、及び（ｆ）低電力モードから全電力モードへの変化、のうちの１つである、項目１８に記載の方法。
〔項目２０〕
前記調整は、低電力消費状態に入るのに応答して前記入力ＤＣ電圧を下げ、更に、前記監視及び前記調整は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより付勢されるコントローラによって遂行される、項目１８に記載の方法。
〔項目２１〕
前記コントローラは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力ＤＣ電圧を与えるＡＣ／ＤＣコンバータに制御信号を与え、その制御信号が前記調整を生じさせる、項目２０に記載の方法。
〔項目２２〕
前記調整は、前記ＡＣ／ＤＣコンバータにおける電力消費を低下させる、項目２１に記載の方法。
〔項目２３〕
前記制御信号は、前記入力ＤＣ電圧を複数の個々のレベルの１つにセットする、項目２２に記載の方法。
〔項目２４〕
前記制御信号は、前記入力ＤＣ電圧を直線的にセットする、項目２２に記載の方法。
〔項目２５〕
実行時に電源を動作する方法をシステムが遂行するようにさせる実行可能なインストラクションを記憶するマシン読み取り可能な記憶媒体において、前記方法は、
ＤＣ／ＤＣコンバータへ入力として印加される入力ＤＣ電圧を制御するためにシステム状態を監視し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力ＤＣ電圧を実質的に一定に維持しながら前記入力ＤＣ電圧を調整し、その調整は、スタンバイ電力モード又は低電力モードの少なくとも１つにおいて遂行される、
ことを含むものである、マシン読み取り可能な記憶媒体。
〔項目２６〕
前記調整は、少なくとも一部分は前記ＤＣ／ＤＣコンバータから電力を受け取るシステムの電力動作状態の変化に応答して行われる、項目２５に記載の媒体。
〔項目２７〕
前記変化は、（ａ）全電力モードから低電力モードへの変化、（ｂ）低電力モードからスタンバイ電力モードへの変化、（ｃ）全電力モードからスタンバイ電力モードへの変化、（ｄ）スタンバイ電力モードから全電力モードへの変化、（ｅ）スタンバイ電力モードから低電力モードへの変化、及び（ｆ）低電力モードから全電力モードへの変化、のうちの１つである、項目２６に記載の媒体。
〔項目２８〕
前記調整は、低電力消費状態に入るのに応答して前記入力ＤＣ電圧を下げ、更に、前記監視及び前記調整は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにより付勢されるコントローラによって遂行される、項目２６に記載の媒体。
〔項目２９〕
前記コントローラは、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力ＤＣ電圧を与えるＡＣ／ＤＣコンバータに制御信号を与え、その制御信号が前記調整を生じさせる、項目２８に記載の媒体。
〔項目３０〕
ＡＣ電源からＡＣ電圧を受け取るための入力を有し、ＤＣ電圧出力を有し且つ制御入力を有し、この制御入力は、ＤＣ電圧出力の電圧を制御するように構成されたＡＣ（交流）／ＤＣ（直流）コンバータと、
前記ＤＣ電圧出力に結合された入力を有し、且つ装置の第１コンポーネントにＤＣ供給電圧を与えるように構成された出力を有する第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ電圧出力に結合された第１入力を有し、且つ前記ＡＣ／ＤＣコンバータの制御入力に結合された第１出力を有するコントローラであって、装置の動作状態を監視し、その動作状態の監視に応答して、該コントローラの第１出力の信号のパラメータを調整し、前記ＤＣ電圧出力の電圧を調整するコントローラと、
を備えた装置用の電源システム。
〔項目３１〕
前記装置は、データ処理システム又はディスプレイ装置の１つである、項目１に記載の電源システム。
〔項目３２〕
前記ＤＣ供給電圧は、前記コントローラへ電力を与える、項目３１に記載の電源システム。
〔項目３３〕
スタンバイ電力モードにおいて、前記コントローラは、前記ＡＣ／ＤＣコンバータからのＤＣ電圧出力の電圧を減少するように構成される、項目３２に記載の電源システム。
〔項目３４〕
前記コントローラの第２入力に結合された出力を有するユーザ制御入力装置、
を更に備え、前記コントローラは、スタンバイモード中に、ユーザが前記ユーザ制御入力装置への入力を生じさせたかどうか決定するように構成される、項目３３に記載の電源システム。
１０２：バス
１０３：マイクロプロセッサ
１０４：メモリ
１０５：大量記憶装置
１０６：ディスプレイ
１０７：Ｉ／Ｏコントローラ
１０９：ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１０：電圧供給バス
１１１：Ａ／Ｄコンバータ
１１２：コントローラ
１１３：ＡＣ入力電源
１１４：ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ
１１５：安全分離
１１６：フィードバックコントロール
１１７：ＡＣ主電源
１２５：電力制御ロジック
１２６：ユーザコントロール
１４１：システム電力コンバータ
１４２：周辺ＤＣ／ＤＣコンバータ
１４３：電力制御ロジック
１４４：電圧供給バス
１４５：Ａ／Ｄコンバータ
１４６：電源スイッチ
１４７：コントローラ
１４８：ホスト状態検出
１４９：ＡＣ入力電源
１５０：ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ
１５１：フィードバックコントロール
１５２：安全分離
１５３：ＡＣ主電源
１５４：ユーザコントロール
１５５：ホストコントロール
１７１：システム電力コンバータ
１７２：周辺ＤＣ／ＤＣコンバータ
１７３：電力制御ロジック
１７４：電圧供給バス
１７５：Ａ／Ｄコンバータ
１７６：電源スイッチ
１７７：コントローラ
１７８：ホスト状態検出
１７９：ＡＣ入力電源
１８０：ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ
１８１：フィードバックコントロール
１８２：安全分離
１８３：ＡＣ主電源
１８４：ユーザコントロール
１８５：ホストコントローラ
１８７：周辺ポート
１９０：ディスプレイパネル
１９１：ディスプレイユニット
１９２：ディスプレイＬＣＤ
１９３：ディスプレイライト

Claims (20)

  1. データ処理システムに接続されるように構成されたディスプレイ装置用の電源システムであって、前記電源システムが、
    ＡＣ(交流)電源〔１５３、１８３〕からＡＣ電圧を受け取るための入力部を有し、ＤＣ（直流）電圧出力部〔１４４、１７４〕、及び制御入力部〔１５１、１７１〕を有し、この制御入力部は、前記ＤＣ電圧出力部〔１４４、１７４〕の電圧を制御するように構成されているＡＣ／ＤＣコンバータ〔図１Ｂの１５０、図１Ｃの１７１〕と、
    前記ＤＣ電圧出力部〔１４４、１７４〕に結合されていて、前記ＤＣ電圧出力部の電圧値〔図７のＶin〕入力する入力部と、前記ディスプレイ装置の第１コンポーネントにＤＣ供給電圧〔Ｖs１５６、１８６;Ｖout〕を与えるように構成された出力部とを有する第１のＤＣ／ＤＣコンバータ〔１４１、１７１〕と、
    前記ＤＣ電圧出力部〔１４４、１７４〕の電圧に結合された第１入力部と、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの前記制御入力部に結合された出力部とを有するコントローラ〔１４７、１７７〕とを備え、
    前記コントローラは、前記ディスプレイ装置用の電源システムによって検出されたデータ処理システムの動作状態に従って、前記ＤＣ電圧出力部〔１４４、１７４〕の前記電圧値を調節するように、構成されており、前記動作状態が異なる電力モードの間で変化する時に、前記コントローラは、前記コントローラの前記出力部を調整して、前記ＡＣ／ＤＣコンバータが、前記ＤＣ電圧出力部の電圧を、前記電力モードの有効範囲内で変化するようにし、前記ＤＣ電圧出力部の電圧は、前記異なる電力モード間での動作状態の変化が発生するまで、変化しなく、
    前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ〔１４１、１７１〕は、前記ＤＣ電圧出力部の電圧が変化する時に、前記ＤＣ供給電圧の実質的に固定された電圧を維持し、より少ない電力を必要とする電力モードに対応して前記ＤＣ電圧出力部の電圧がより低い値にある時に、電源システムの効率を改善する、前記電源システム。
  2. 前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ〔１４１、１７１〕のＤＣ供給電圧〔Ｖs〕が、前記コントローラ〔１４７、１７４〕に電力を与えることを特徴とする、請求項１記載の電源システム。
  3. アナログ電圧を、該アナログ電圧を表すデジタル電圧に変換するように構成されていて、前記コントローラ〔１４７、１７７〕が前記ＤＣ電圧出力部の電圧を監視することを可能にするアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ〔１４５、１７５〕を更に含み、前記コントローラが前記Ａ／Ｄコンバータを介して、前記ＤＣ電圧出力部〔１４４、１７５〕に結合されている、請求項１記載の電源システム。
  4. 前記Ａ／Ｄコンバータ〔１４５、１７５〕が、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの前記ＤＣ電圧出力部に結合されている入力部、及び前記コントローラの前記第１入力部に結合されている出力部を有することを特徴とする、請求項３記載の電源システム。
  5. 前記コントローラが、前記ＤＣ電圧出力部の電圧を、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータの入力部の入力ＤＣ電圧の動作範囲に維持することを特徴とする、請求項１記載の電源システム。
  6. 前記電力モードが、アクティブ電力モードと、低電力モード及びスタンバイ電力モードの内の少なくとも一方と、からなることを特徴とする、請求項１記載の電源システム。
  7. 前記ＤＣ電圧出力部の前記電圧を減少することで、スタンバイ電力モード中に前記ディスプレイ装置によって消費される電力を下げることを特徴とする、請求項６記載の電源システム。
  8. 前記ディスプレイ装置へのディスプレイ出力信号を駆動し、及び／又はその駆動を制御するためのホストコントローラを更に含み、前記コントローラが前記ホストコントローラに接続されていて、前記スタンバイ電力モードのもとで、前記コントローラが、生きたディスプレイ入力データが前記ホストコントローラから受信されたことを検出する時に、動作モードを、スタンバイ電力モードから、アクティブ電力モードに変更することを特徴とする、請求項６記載の電源システム。
  9. 前記動作状態が、前記低電力モードから前記スタンバイ電力モードに変化する時に、前記コントローラが、周辺ポートまたは装置に電力を供給する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ〔１４２、１７２〕をターンオフし、前記動作状態が、前記スタンバイ電力モードから前記アクティブ電力モードに変化する時に、前記コントローラが、周辺ポートまたは装置に電力を供給する第２のＤＣ／ＤＣコンバータをターンオンすることを特徴とする、請求項６記載の電源システム。
  10. 前記動作状態が、前記アクティブ電力モードから前記低電力モードに変化する時に、前記コントローラは、前記コントローラの出力を調整して、前記ＤＣ電圧出力部の電圧を前記アクティブ電力モードに対する第１の値よりも低い第２の値に減少し、前記動作状態が、前記低電力モードからスタンバイ電力モードに変化する時に、前記コントローラは、前記コントローラの出力を調整して、前記ＤＣ電圧出力部の電圧を前記第２の値よりも低い第３の値に減少し、前記動作状態が、前記スタンバイ電力モードから前記アクティブ電力モードに変化する時に、前記コントローラは、前記コントローラの出力を調整して、前記ＤＣ電圧出力部の電圧を前記第３の値から前記第１の値に増加することを特徴とする、請求項６記載の電源システム。
  11. データ処理システムに結合されるように構成されたディスプレイ用電源を動作するための方法であって、
    前記電源が、ＡＣ電源〔１５３、１８３〕からＡＣ電圧を受けるための入力部と、ＤＣ電圧出力部〔１４４、１７４〕と、前記ＤＣ電圧出力部〔１４４、１７４〕の電圧を制御するように構成されている制御入力部〔１５１、１７１〕とを有するＡＣ（交流）／ＤＣ(直流)コンバータ〔図１Ｂの１５０、図１Ｃの１７０〕、前記ＤＣ電圧出力部の電圧値〔図７のＶｉｎ〕を入力するために前記ＤＣ電圧出力部に接続された入力部と、ＤＣ供給電圧〔Ｖs１５６、１８６;Ｖout〕を前記ディスプレイ装置の第１コンポーネントに与えるように構成された出力部とを有する昇圧型の第１のＤＣ／ＤＣコンバータ〔１４１、１７１〕、及び前記ＡＣ／ＤＣコンバータの前記ＤＣ電圧出力部〔１４４、１７４〕の電圧に結合された第１入力部と、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの前記制御入力に結合された出力部と、を有するコントローラ〔１４７、１７７〕を有し、前記方法が、
    前記コントローラによって、前記ディスプレイ装置用の電源システムによって検出されたデータ処理システムの動作状態を監視し、
    電力モード間での動作状態における変化を検出するのに応答して、前記コントローラによって、前記ＤＣ電圧出力部〔１４４、１７４〕の電圧が前記電力モードの有効範囲内の値に変化するように、前記ＤＣ電圧出力部の電圧を調整し、
    前記ＤＣ電圧出力部の電圧は、異なる電力モード間での動作状態の変化が発生するまで、変化しなく、
    前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ〔１４１、１７１〕は、前記ＤＣ電圧出力部の電圧が変化する時に、前記ＤＣ供給電圧の実質的に固定された電圧を維持し、より少ない電力を必要とする電力モードに対応して前記前記ＤＣ電圧出力部の電圧がより低い値にある時に前記電源システムの効率を改善する、ことを特徴とする方法。
  12. 前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ〔１４１、１７１〕のＤＣ供給電圧〔Ｖｓ〕が、電力を前記コントローラ〔１４７、１７７〕に供給することを特徴とする、請求項１１に記載される方法。
  13. アナログ電圧を、該アナログ電圧を表すデジタル電圧に変換するように構成されていて、前記コントローラ〔１４７、１７７〕が前記ＤＣ電圧出力部の電圧を監視することを可能にするアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ〔１４５、１７５〕を更に含み、前記コントローラが前記Ａ／Ｄコンバータを介して、前記ＤＣ電圧出力部〔１４４、１７５〕に結合されている、請求項１１記載の方法。
  14. 前記Ａ／Ｄコンバータ〔１４５、１７５〕が、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの前記ＤＣ電圧出力部に結合されている入力部、及び前記コントローラの前記第１入力部に結合されている出力部を有することを特徴とする、請求項１３記載の方法。
  15. 前記コントローラが、前記ＤＣ電圧出力部の電圧を、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータの前記入力部の入力ＤＣ電圧の動作範囲に維持することを特徴とする、請求項１１記載の方法。
  16. 前記電力モードが、アクティブ電力モードと、低電力モード及びスタンバイ電力モードの内の少なくとも一方と、からなることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
  17. 前記ＤＣ電圧出力部の前記電圧を減少することで、スタンバイ電力モード中に前記ディスプレイ装置によって消費される電力を下げることを特徴とする、請求項１６記載の方法。
  18. 前記電源が、前記ディスプレイ装置へのディスプレイ出力信号を駆動し、及び／又はその駆動を制御するためのホストコントローラを更に含み、前記コントローラが前記ホストコントローラに接続されていて、前記スタンバイ電力モードのもとで、前記コントローラが、生きたディスプレイ入力データが前記ホストコントローラから受信されたことを検出する時に、前記電力モードを、前記スタンバイ電力モードから、前記アクティブ電力モードに変化することを特徴とする、請求項１６記載の方法。
  19. 前記動作状態が、前記低電力モードから前記スタンバイ電力モードに変化する時に、前記コントローラが、周辺ポートまたは装置に電力を供給する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ〔１４２、１７２〕をターンオフし、前記動作状態が、前記スタンバイ電力モードから前記アクティブ電力モードに変化する時に、前記コントローラが、周辺ポートまたは装置に電力を供給する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ〔１４２、１７２〕をターンオンすることを特徴とする、請求項１６記載の方法。
  20. 前記動作状態が、前記アクティブ電力モードから前記低電力モードに変化する時に、前記コントローラは、前記コントローラの出力を調整して、前記ＤＣ電圧出力部の電圧を前記アクティブ電力モードに対する第１の値よりも低い第２の値に減少し、前記動作状態が、前記低電力モードからスタンバイ電力モードに変化する時に、前記コントローラは、前記コントローラの出力を調整して、前記ＤＣ電圧出力部の電圧を前記第２の値よりも低い第３の値に減少し、前記動作状態が、前記スタンバイ電力モードから前記アクティブ電力モードに変化する時に、前記コントローラは、前記コントローラの出力を調整して、前記ＤＣ電圧出力部の電圧を前記第３の値から前記第１の値に増加することを特徴とする、請求項１６記載の方法。
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