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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-16
(45)【発行日】2023-10-24
(54)【発明の名称】情報処理装置、および、制御方法
(51)【国際特許分類】
G06F 1/26 20060101AFI20231017BHJP
【ＦＩ】
G06F1/26 303
G06F1/26 306
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2022118434
(22)【出願日】2022-07-26
【審査請求日】2022-07-26
(73)【特許権者】
【識別番号】505205731
【氏名又は名称】レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100169764
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100206081
【弁理士】
【氏名又は名称】片岡 央
(72)【発明者】
【氏名】錢 立展
(72)【発明者】
【氏名】小川 満
【審査官】征矢 崇
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２１－０７６９７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１９４７６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０３４１６３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ１／２６－１／３２９６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムデバイスと、コントローラと、
バッテリと、
電源アダプタからの入力電力の電圧である入力電圧を所定の電圧比で中間電圧に変換する変換器と、
前記変換器から供給される電力である中間電力の一部または全部をシステム供給電力として前記システムデバイスに供給し、
前記中間電力のうち前記システムデバイスに供給されずに残された電力を充電電力として前記バッテリに充電する給電器と、を備え、
前記給電器は、
前記中間電力が前記システム供給電力よりも少ないとき、前記バッテリから放電される電力を前記システムデバイスに供給し、
前記コントローラは、
前記充電電力の電圧である充電電圧と前記システム供給電力を監視し、
前記システム供給電力と前記充電電力との差が所定の第１限界値以上になるとき、前記入力電圧を前記システム供給電力から推定されたシステム供給電圧に変更し、
前記充電電力と前記システム供給電力との差が所定の第２限界値以上になるとき、前記入力電圧を前記充電電圧と定める、
情報処理装置。
【請求項2】
前記コントローラは、前記充電電圧と、前記電圧比の逆数と、前記電源アダプタの定格電流とを用いて充電電力を推定する
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項3】
前記電源アダプタまたは前記変換器は、前記電源アダプタからの入力電流を計測する計測器を備える請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項4】
システムデバイスと、バッテリと、
電源アダプタからの入力電力の電圧である入力電圧を所定の電圧比で中間電圧に変換する変換器と、
前記変換器から供給される電力である中間電力の一部または全部をシステム供給電力として前記システムデバイスに供給し、
前記中間電力のうち前記システムデバイスに供給されずに残された電力を充電電力として前記バッテリに充電する給電器と、を備え、
前記給電器が、
前記中間電力が前記システム供給電力よりも少ないとき、前記バッテリから放電される電力を前記システムデバイスに供給する情報処理装置の方法であって、
前記情報処理装置が、
前記充電電力の電圧である充電電圧と前記システムデバイスの消費電力を監視する第１ステップと、
前記システム供給電力と前記充電電力との差が所定の第１限界値以上になるとき、前記入力電圧を前記システム供給電力から推定されたシステム供給電圧に変更し、
前記充電電力と前記システム供給電力との差が所定の第２限界値以上になるとき、前記入力電圧を前記充電電圧と定める第２ステップと、
を実行する制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、情報処理装置、および、制御方法、例えば、情報処理装置への電力供給を制御する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
パーソナルコンピュータ（ＰＣ：Personal Computer）などの情報処理装置は、コンピュータシステムをなすシステムデバイスとして演算処理装置（プロセッサ）を備える。演算処理装置は、プログラムに従って各種の演算処理を実行するデバイスである。システムデバイスとして、通例、中央演算装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）が採用されている。システムデバイスでは、高速な処理ほど消費電力が大きくなる。要求される機能により消費電力は大きく異なる。そのため、情報処理装置への電力供給における機能拡張が図られてきた。
【0003】
例えば、特許文献１に記載の電子機器は、二次電池のシステム負荷電力を計測し、計測された電力を第１の閾値と、より小さい第２の閾値と比較し、二次電池での駆動中に比較結果に応じて第１の電力範囲、第２の電力範囲、第３の電力範囲のいずれかで動作させる。第１の電力範囲の電力は、第２の電力範囲の電力より大きく、第２の電力範囲の電力は、第３の電力範囲の電力よりも大きい。
【0004】
また、受給電規格ＵＳＢ ＰＤ（Power Delivery）では、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃケーブルを用いて最大２４０Ｗまでの電力を供給できるように供給可能な電力の範囲が拡張されている。従来、供給可能としていた標準電力範囲（ＳＰＲ：Standard Power Range）よりも拡張された部分である１００Ｗから２４０Ｗまでの範囲は、拡張電力範囲（ＥＰＲ：Extended Power Range）と呼ばれる。ＵＳＢ ＰＤを用いることで、ゲーム用のＰＣのように大容量のシステムの動作に十分な電力供給を可能とするばかりではなく、他の周辺機器への電力供給も可能としている。そのため、商用電源からの電力供給に専用の電源アダプタのみならず、より軽量かつ小型化された電源アダプタの利用も可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１５－６４８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
拡張電力範囲を実現する電源回路では、システムデバイスに供給する電力の電圧を可変とする（可変電圧供給（ＡＶＳ：Adjustable Voltage Supply））。ＡＶＳでは、外部電源から供給される電力の入力電圧は、予め設定された固定値である複数の電圧の候補から選択可能としていた。入力電圧をシステムデバイスへの供給電圧に降下させる際に、選択された電圧が高いほど、電力損失が著しくなることがあった。また、発熱による温度上昇が顕著になりがちであった。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様に係る情報処理装置は、システムデバイスと、コントローラと、バッテリと、電源アダプタからの入力電力の電圧である入力電圧を所定の電圧比で中間電圧に変換する変換器と、前記変換器から供給される電力である中間電力の一部または全部をシステム供給電力として前記システムデバイスに供給し、前記中間電力のうち前記システムデバイスに供給されずに残された電力を充電電力として前記バッテリに充電する給電器と、を備え、前記コントローラは、前記充電電力の電圧である充電電圧と前記システム供給電力を監視し、前記充電電圧と前記システム供給電力に基づいて前記入力電圧を定める。
【0008】
上記の情報処理装置において、前記中間電力が前記システム供給電力よりも少ないとき、前記バッテリから放電される電力を前記システムデバイスに供給してもよい。
【0009】
上記の情報処理装置において、前記コントローラは、前記充電電力と前記システム供給電力のうち多い方の電力に基づいて前記入力電圧を定めてもよい。
【0010】
上記の情報処理装置において、前記コントローラは、前記システム供給電力と前記充電電力との差が所定の第１限界値以上になるとき、前記入力電圧を前記システム供給電力から推定されたシステム供給電圧に変更し、前記充電電力と前記システム供給電力との差が所定の第２限界値以上になるとき、前記入力電圧を前記充電電圧と定めてもよい。
【0011】
上記の情報処理装置において、前記コントローラは、前記充電電圧と、前記電圧比の逆数と、前記電源アダプタの定格電流とを用いて充電電力を推定してもよい。
【0012】
上記の情報処理装置において、前記電源アダプタまたは前記変換器は、前記電源アダプタからの入力電流を計測する計測器を備えてもよい。
【0013】
本発明の第２態様に係る制御方法は、システムデバイスと、バッテリと、電源アダプタからの入力電力の電圧である入力電圧を一定の電圧比で中間電圧に変換する変換器と、前記変換器から供給される電力である中間電力の一部または全部をシステム供給電力として前記システムデバイスに供給し、前記中間電力のうち前記システムデバイスに供給されずに残された電力を充電電力として前記バッテリに充電する給電器と、を備える情報処理装置の方法であって、前記情報処理装置が、前記充電電力の電圧である充電電圧と前記システムデバイスの消費電力を監視する第１ステップと、前記充電電圧と前記消費電力に基づいて前記入力電圧を定める第２ステップと、を実行する。
【発明の効果】
【0014】
本発明の実施形態によれば、供給可能な電力の拡張電力範囲を実現しながら電力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成例を示す概略ブロック図である。
【図2】本実施形態に係る電力供給系の構成例を示す概略ブロック図である。
【図3】本実施形態に係る入力電圧制御方法を例示するフローチャートである。
【図4】本実施形態に係る入力電圧の推定方法の第１例を示すフローチャートである。
【図5】本実施形態に係る入力電圧の推定方法の第２例を示す状態遷移図である。
【図6】入力電圧と中間電圧の範囲の例を示す図である。
【図7】本実施形態に係る入力電圧の第１制御例を示す図である。
【図8】本実施形態に係る入力電圧の第２制御例を示す図である。
【図9】比較例におけるシステム供給電力の例を示す図である。
【図10】本実施形態に係る中間電圧とシステム供給電力の関係を例示する図である。
【図11】本実施形態に係る電圧差とシステム供給電圧との関係を例示する図である。
【図12】本実施形態に係る電力損失とシステム供給電力との関係を例示する図である。
【図13】比較例に係る電力損失とシステム供給電力との関係を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の実施形態に係る情報処理装置１の概要について説明する。図１は、本実施形態に係る情報処理装置１のハードウェア構成例を示す概略ブロック図である。図１の例では、情報処理装置１はＰＣとして構成される。情報処理装置１は、ＣＰＵ１１、メインメモリ１２、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit；グラフィック処理装置）１３、ディスプレイ１４、チップセット２１、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System；基本入出力システム）メモリ２２、補助記憶装置２３、オーディオシステム２４、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network；無線構内ネットワーク）カード２５、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ２６、ＥＣ（Embedded Controller、エンベデッドコントローラ）３１、入力部３２、電源回路３３、バッテリ３４、放熱ファン３５１、温度センサ３５５、電源ボタン３６、および、ＡＣ（Alternating Current）アダプタ３７を備える。
【0017】
ＣＰＵ１１は、情報処理装置１に備わるシステムデバイスの中核をなすプロセッサである。ＣＰＵ１１は、ソフトウェア（プログラム）に記述された命令で指示される種々の演算処理を実行するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、例えば、ＯＳ（Operating System）、ＢＩＯＳ、アプリケーションプログラム（本願では、「アプリ」と呼ぶ）など、各種のソフトウェアで指示される処理を実行する。なお、ソフトウェアに記述された指令（コマンド）で指示される処理を実行することを、「ソフトウェアを実行する」と呼ぶことがある。
【0018】
メインメモリ１２は、プロセッサの実行プログラムの読み込み領域として、または、実行プログラムの処理データを書き込むための作業領域として利用される書き込み可能メモリである。メインメモリ１２は、例えば、複数個のＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）チップで構成される。実行プログラムには、ＯＳ、周辺機器などのハードウェアを操作するための各種ドライバ、各種サービス／ユーティリティ、アプリ等が含まれる。
【0019】
ＧＰＵ１３は、主に実時間画像処理を実行するプロセッサである。ＧＰＵ１３は、ＣＰＵ１１からの描画命令を処理し、処理した描画情報をビデオメモリ（図示せず）に書き込む。ＧＰＵ１３は、ビデオメモリから描画情報を読み出して、ＣＰＵ１１を経由し、ディスプレイ１４に描画情報（表示情報）を示す表示データとして出力する（画像処理）。
ＣＰＵ１１は、ＯＳ上でグラフィックドライバを実行して、ＧＰＵ１３の動作を制御し、ＯＳ、アプリ、その他のプログラムで指示される画像処理を実現する。ＧＰＵ１３の個数は、１個に限られず、複数個でもよい。ＧＰＵ１３は、ＣＰＵ１１と一部の処理を分担し、画像処理以外の並列演算処理を実行してもよい。ＧＰＵ１３の動作は、ＣＰＵ１１とは異なり、間欠的となり、動作開始、終了を不定期に繰り返す傾向がある。
ＣＰＵ１１、メインメモリ１２、および、ＧＰＵ１３は、情報処理装置１の中核となるコンピュータシステム、つまり、ホストシステムをなすシステムデバイスとして機能する。言い換えれば、情報処理装置１のコンピュータシステムは、ハードウェアとしてシステムデバイスと、ＯＳ、スケジュール・タスクなどのソフトウェアと、を含んで構成される。
ＣＰＵ１１は、ＯＳ上でグラフィックドライバを実行して、ＧＰＵ１３の動作を制御し、ＯＳ、アプリ、その他のプログラムで指示される画像処理を実現する。ＧＰＵ１３の個数は、１個に限られず、複数個でもよい。ＧＰＵ１３は、ＣＰＵ１１と一部の処理を分担し、画像処理以外の並列演算処理を実行してもよい。ＧＰＵ１３の動作は、ＣＰＵ１１とは異なり、間欠的となり、動作開始、終了を不定期に繰り返す傾向がある。
ＣＰＵ１１、メインメモリ１２、および、ＧＰＵ１３は、情報処理装置１の中核となるコンピュータシステム、つまり、ホストシステムをなすシステムデバイスとして機能する。言い換えれば、情報処理装置１のコンピュータシステムは、ハードウェアとしてシステムデバイスと、ＯＳ、スケジュール・タスクなどのソフトウェアと、を含んで構成される。
【0020】
ディスプレイ１４は、ＣＰＵ１１から出力された表示データに基づく表示画面を表示する。ディスプレイ１４は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode、有機発光ダイオード）ディスプレイなどのいずれであってもよい。
【0021】
チップセット２１は、１個または複数のコントローラを備え、複数のデバイスと各種のデータを入出力できるように接続可能とする。コントローラは、例えば、ＵＳＢ、シリアルＡＴＡ（Advanced Technology Attachment）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）バス、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス、ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓｓバス、および、ＬＰＣ（Low Pin Count）などのバスコントローラのいずれか１個または組み合わせである。接続先となる複数のデバイスは、例えば、後述するＢＩＯＳメモリ２２、補助記憶装置２３、オーディオシステム２４、ＷＬＡＮカード２５、ＵＳＢコネクタ２６、および、ＥＣ３１が該当する。
【0022】
ＢＩＯＳメモリ２２は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成される。かかる不揮発メモリとして、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、および、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などが該当する。ＢＩＯＳメモリ２２は、ＢＩＯＳ、ＥＣ３１その他のデバイスの動作を制御するためのファームウェアなどを記憶する。ＢＩＯＳは、システムデバイスの基本的な入出力を行うためのファームウェアである。本願では、ＢＩＯＳとは、ＵＥＦＩ（Unified Extensible Firmware Interface）に規定された仕様に従って定義されたファームウェアも含まれうる。
【0023】
補助記憶装置２３は、各種のデータを永続的に記憶する。記憶されるデータは、ＣＰＵ１１およびＧＰＵ１３により実行されうる各種のプログラム、パラメータ、各種処理に用いられるデータ、各種処理により取得されるデータが含まれる。補助記憶装置２３は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、および、ＳＳＤ（Solid State Drive）などのいずれであってもよい。補助記憶装置２３は、各種の不揮発性メモリを含んで構成される。不揮発性メモリとして、例えば、フラッシュメモリが用いられる。各種のプログラムには、例えば、ＯＳ、ドライバ、ファームウェア、アプリ、などの何れか１個または組み合わせが含まれうる。
【0024】
オーディオシステム２４は、マイクロホンとスピーカ（図示せず）が接続され、音声データの記録、再生および出力を実行可能とする。なお、マイクロホンとスピーカは、例えば、情報処理装置１に内蔵されてもよいし、情報処理装置１とは別体であってもよい。
ＷＬＡＮカード２５は、ワイヤレス（無線）ＬＡＮ、または、ワイヤレスＬＡＮを経由して他のネットワークに接続して、接続先との機器との間で、各種のデータを送受信可能とする。
ＵＳＢコネクタ２６は、ＵＳＢを利用して各種の周辺機器類を接続するためのコネクタである。
ＷＬＡＮカード２５は、ワイヤレス（無線）ＬＡＮ、または、ワイヤレスＬＡＮを経由して他のネットワークに接続して、接続先との機器との間で、各種のデータを送受信可能とする。
ＵＳＢコネクタ２６は、ＵＳＢを利用して各種の周辺機器類を接続するためのコネクタである。
【0025】
ＥＣ３１は、情報処理装置１の中核をなすホストシステムの動作状態に関わらず、各種デバイス（周辺装置やセンサ等）の状況を監視して制御するワンチップマイコン（One-Chip Microcomputer）である。ＥＣ３１は、ＣＰＵ１１とは別個のＣＰＵ、メインメモリ１２とは別個のＲＡＭの他、ＲＯＭ、複数チャネルのＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）入力端子、Ｄ／Ａ（Digital-to-Analog）出力端子、タイマおよびデジタル入出力端子（図示せず）を備える。ＥＣ３１のデジタル入出力端子には、入力部３２、電源回路３３、および、放熱ファン３５１などが接続されており、ＥＣ３１は、これらの動作を制御可能とされている。
また、ＥＣ３１は、チップセット２１を経由してプロセッサ、即ち、ＣＰＵ１１とＧＰＵ１３の一方または両方のクロック周波数の変更、および、平均処理速度、等の制御を行って消費電力を制御してもよい。
また、ＥＣ３１は、チップセット２１を経由してプロセッサ、即ち、ＣＰＵ１１とＧＰＵ１３の一方または両方のクロック周波数の変更、および、平均処理速度、等の制御を行って消費電力を制御してもよい。
【0026】
入力部３２は、ユーザの操作を検出し、検出した操作に応じた操作信号をＥＣ３１に出力する入力デバイスを備える。入力部３２には、例えば、キーボード、および、タッチパッドなどが該当する。入力部３２をなすタッチセンサは、表示部をなるディスプレイ１４と重なり合い、タッチパネルとして構成されてもよい。
【0027】
電源回路３３は、ＡＣアダプタ３７、または、バッテリ３４から供給される直流電力の電圧を、情報処理装置１を構成する各デバイスの動作に要する電圧に変換し、変換した電圧を有する電力を供給先のデバイスに供給する。電源回路３３は、ＥＣ３１の制御に従って、電力供給を実行する。電源回路３３は、自器に供給される電力の電圧を変換する変換器と、電圧が変換された電力をバッテリ３４に供給する給電器を備える。給電器は、ＡＣアダプタ３７から電力が供給されている場合、各デバイスにおいて供給されずに残された電力をバッテリ３４に供給する。ＡＣアダプタ３７から電力が供給されない場合、または、ＡＣアダプタ３７から供給される電力が不足する場合には、バッテリ３４から放電される電力を、動作電力として各デバイスに供給する。
【0028】
バッテリ３４として、二次電池が用いられる。二次電池は、充電および放電とも可能な蓄電池である。二次電池として、例えば、リチウムイオン電池が該当する。
放熱ファン３５１は、フィン（羽）とモータを備える。モータは、ＥＣ３１の制御に従いフィンを回転させる。フィンの回転により、情報処理装置１の筐体内に空気が流入し、流入した空気を各部と熱交換し、排出させる。
温度センサ３５５は、ＣＰＵ１１の温度を検出し、検出した温度を示す温度信号をＥＣ３１に出力する。ＥＣ３１は、温度センサ３５５から通知された温度に基づいて放熱ファンの動作を制御する。
放熱ファン３５１は、フィン（羽）とモータを備える。モータは、ＥＣ３１の制御に従いフィンを回転させる。フィンの回転により、情報処理装置１の筐体内に空気が流入し、流入した空気を各部と熱交換し、排出させる。
温度センサ３５５は、ＣＰＵ１１の温度を検出し、検出した温度を示す温度信号をＥＣ３１に出力する。ＥＣ３１は、温度センサ３５５から通知された温度に基づいて放熱ファンの動作を制御する。
【0029】
電源ボタン３６は、押下操作が受け付けられる都度、情報処理装置１の全体への電源投入（Power ON）および電源断（Power OFF）を制御する。電源ボタン３６は、押下を示す押下信号をＥＣ３１に出力する。ＥＣ３１は、情報処理装置１が電源断であるときに電源ボタン３６から押下信号が入力されるとき、電源回路３３に対し、情報処理装置１の各デバイスへの電力供給を開始させる（電源投入）。
【0030】
ＡＣアダプタ３７は、外部電源から供給される交流電力を電圧が一定となる直流電力に変換し、変換された電力を電源回路３３に供給する。ＡＣアダプタ３７は、電源回路３３およびＥＣ３１と各種のデータ信号を入出力可能に接続される。ＡＣアダプタ３７は、電源回路３３を含む情報処理装置１の筐体と着脱可能とする装着具を備える。装着具は、電力とデータの両方を所定の規格に従って伝送することができるインタフェースを備える。所定の規格として、例えば、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃを用いることができる。
【0031】
一般に、情報処理装置１を構成するデバイス、ならびに、これらに有線で接続されるデバイスのうち、システムデバイスの消費電力が主であり、かつ、時間変動が著しくなりがちである。電源回路３３からの電力供給は、主にシステムデバイスにおける電力消費状態に基づいて制御される。電源回路３３は、バッテリ３４の起電力を検出する。バッテリ３４の起電力は、正極と負極との電位差に相当する。電源回路３３は、例えば、バッテリ３４への充電を行うとき、バッテリ３４の起電力よりも高く、かつ、システムデバイスへの供給電圧以下となるようにバッテリ３４への充電電圧を定める。電源回路３３は、バッテリ３４から放電するとき、バッテリ３４の起電力よりも低くなるように、かつ、システムデバイスへの供給電圧を定める。
【0032】
システムデバイスをなすプロセッサの消費電力は、実行中のプログラムで指示される処理の処理量が多いほど多くなる。プロセッサは、所定のプログラムの実行により、自部の消費電力を監視し、消費電力に応じて動作電圧と動作周波数の一方または両方を可変とする。例えば、ＣＰＵ１１は、ホストシステムの動作状態に応じた定格電力を、ＣＰＵ１１に備わるレジスタに設定する。ＣＰＵ１１は、その時点までの消費電力の移動平均値が定格電力を超えないように動作電圧または動作周波数を制御する。ＣＰＵ１１は、ＧＰＵ１３に対しても、同様な手法と用いて消費電力を制御することができる。ＣＰＵ１１は、公知の手法を用いて、予め定めた複数の動作モードから１段階の動作モードを選択する。ＣＰＵ１１は、例えば、標準モードと、低電力モードのいずれかの動作モードを選択する。低電力モードは、標準モードよりも消費電力（定格電力）が少ない動作モードである。
【0033】
動作モードは、例えば、フォアグランドで実行中のアプリケーションに対しては、ユーザ操作の有無、画面表示の有無、これらの継続時間などに基づいて選択される。例えば、ユーザ操作が所定時間以上検出されず、かつ、新たな画面表示が所定時間以上なされないとき、ＣＰＵ１１は、動作モードを標準モードから低電力モードに変更する。いずれかのユーザ操作を検出するとき、ＣＰＵ１１は、動作モードを低電力モードから標準モードに変更する。標準モードは、さらに定格電力が異なる複数段階の動作モードに区別されてもよい。ＣＰＵ１１は、プロセッサの消費電力の移動平均値が高いほど、より定格電力が多い動作モードを選択する。かかる処理は、ドライバ、ユーティリティ、ファームウェア、などのいずれの形態のプログラムを実行して実現されてもよい。ＣＰＵ１１は、定めた動作モードを示すモード情報をＥＣ３１に出力する。
【0034】
ＥＣ３１にはＣＰＵ１１から入力されるモード情報に基づいて、電源回路３３の動作を制御してもよい。ＥＣ３１には、予め動作モードごとに電圧制御情報を示すデータが設定されてもよい。電圧制御情報は、供給先となるデバイスとデバイスごとの電圧を示す。ＥＣ３１は、モード情報で通知された動作モードに対応する電圧制御情報を電源回路３３に出力する。電源回路３３は、ＥＣ３１から入力される電圧制御情報で指示されるデバイスごとに指示される電圧を有する電力を供給する。
【0035】
次に、本実施形態に係る電力供給系の構成例について説明する。図２は、本実施形態に係る電力供給系の構成例を示す概略ブロック図である。図２に例示される電力供給系は、電源回路３３と、ＡＣアダプタ３７と、を備える。システムデバイスＳＤ以外の電力の供給先となるデバイスの図示が省略されている。電源回路３３は、ＡＣアダプタ３７とＥＣ３１のそれぞれと各種のデータを送受信可能に接続される。この接続は、例えば、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃの規定に従う。電源回路３３とＡＣアダプタ３７とは、基線３８を用いて接続される。基線３８は、電力線と信号線を有し、それらが並列に統合されている。基線３８は、例えば、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃケーブルである。電力線は、ＡＣアダプタ３７から電源回路３３に電力を伝送する。信号線は、ＡＣアダプタ３７と電源回路３３との間で、各種のデータ信号を伝送する。
【0036】
電源回路３３は、ＰＤ（Power Delivery）コントローラ３３２と、電圧レギュレータ回路３３４と、ＮＶＤＣ（Narrow Voltage Direct Charging；狭電圧直流）給電器３３６と、スイッチ３３８と、を備える。
ＡＣアダプタ３７は、ＰＤコントローラ３７２と、整流器３７４と、を備える。
ＡＣアダプタ３７は、ＰＤコントローラ３７２と、整流器３７４と、を備える。
【0037】
ＰＤコントローラ３７２は、電源回路３３から信号線を経由して入力される入力電圧制御信号で指示される入力電圧ＶＢＵＳを整流器３７４に設定する。
整流器３７４は、外部の商用電源から自器に供給される交流電力を整流し、直流電力に変換する。直流電力の電圧は、設定された入力電圧ＶＢＵＳとなる。整流器３７４は、変換した直流電力を電源回路３３に電力線を経由して供給する。図２において、ＩＶＢＵＳは、整流器３７４から電源回路３３に供給される電流（本願では、「入力電流」と呼ぶことがある）を示す。
整流器３７４は、外部の商用電源から自器に供給される交流電力を整流し、直流電力に変換する。直流電力の電圧は、設定された入力電圧ＶＢＵＳとなる。整流器３７４は、変換した直流電力を電源回路３３に電力線を経由して供給する。図２において、ＩＶＢＵＳは、整流器３７４から電源回路３３に供給される電流（本願では、「入力電流」と呼ぶことがある）を示す。
【0038】
なお、整流器３７４は、入力電流ＩＶＢＵＳを予め定めた最大値（例えば、１～５Ａ）以下となるように制限してもよい。
ＡＣアダプタ３７は、入力電流ＩＶＢＵＳを測定する測定器を備えてもよい。ＰＤコントローラ３７２は、測定された入力電流ＩＶＢＵＳを示す入力電流情報をＥＣ３１に電源回路３３を経由して出力してもよい。
ＰＤコントローラ３７２は、基線３８に送出するＡＣアダプタ３７の定格電流を示す電流情報を、ＥＣ３１に電源回路３３を経由して出力してもよい。この電流情報は、後述するように、ＥＣ３１において充電電力の推定に用いられる。
ＡＣアダプタ３７は、入力電流ＩＶＢＵＳを測定する測定器を備えてもよい。ＰＤコントローラ３７２は、測定された入力電流ＩＶＢＵＳを示す入力電流情報をＥＣ３１に電源回路３３を経由して出力してもよい。
ＰＤコントローラ３７２は、基線３８に送出するＡＣアダプタ３７の定格電流を示す電流情報を、ＥＣ３１に電源回路３３を経由して出力してもよい。この電流情報は、後述するように、ＥＣ３１において充電電力の推定に用いられる。
【0039】
ＰＤコントローラ３３２は、ＥＣ３１およびＡＣアダプタ３７とデータ信号を入出力可能に接続される。ＰＤコントローラ３３２は、例えば、ＥＣ３１から入力される入力電圧制御信号をＡＣアダプタ３７に出力する。
ＰＤコントローラ３３２は、自器に接続されるＡＣアダプタ３７の機種を検出し、検出した機種に応じた電圧比を定めてもよい。ＰＤコントローラ３３２は、例えば、ＡＣアダプタ３７のＰＤコントローラ３７２への接続要求信号に対する応答信号を受信し、受信した応答信号で通知される機種を特定する。ＰＤコントローラ３３２には、予め機種ごとの電圧比を示すテーブルが設定され、設定されたテーブルを参照して、検出した機器に対応する電圧比を特定することができる。電圧比は、電圧レギュレータ回路３３４へＡＣアダプタ３７から供給される入力電圧ＶＢＵＳに対する中間電圧ＶＩＮＴの比に相当する。中間電圧ＶＩＮＴは、電圧レギュレータ回路３３４からＮＶＤＣ給電器３３６へ供給される電力の電圧を指す。
ＰＤコントローラ３３２は、自器に接続されるＡＣアダプタ３７の機種を検出し、検出した機種に応じた電圧比を定めてもよい。ＰＤコントローラ３３２は、例えば、ＡＣアダプタ３７のＰＤコントローラ３７２への接続要求信号に対する応答信号を受信し、受信した応答信号で通知される機種を特定する。ＰＤコントローラ３３２には、予め機種ごとの電圧比を示すテーブルが設定され、設定されたテーブルを参照して、検出した機器に対応する電圧比を特定することができる。電圧比は、電圧レギュレータ回路３３４へＡＣアダプタ３７から供給される入力電圧ＶＢＵＳに対する中間電圧ＶＩＮＴの比に相当する。中間電圧ＶＩＮＴは、電圧レギュレータ回路３３４からＮＶＤＣ給電器３３６へ供給される電力の電圧を指す。
【0040】
ＰＤコントローラ３３２は、予め定めた複数の電圧比から、システム供給電圧に対する入力電圧ＶＢＵＳの比以上であって、その比に最も近似する電圧比を定めてもよい。これにより、ＮＶＤＣ給電器３３６における電力損失を抑制することができる。
ＰＤコントローラ３３２は、定めた電圧比を与える電圧比制御信号を電圧レギュレータ回路３３４とＥＣ３１に出力する。
なお、電圧レギュレータ回路３３４が入力電圧ＶＢＵＳを所定の電圧比で中間電圧ＶＩＮＴに降圧する場合には、ＰＤコントローラ３３２が電圧比を定め、電圧比制御信号を電圧レギュレータ回路３３４に出力する処理は省略されてもよい。
ＰＤコントローラ３３２は、定めた電圧比を与える電圧比制御信号を電圧レギュレータ回路３３４とＥＣ３１に出力する。
なお、電圧レギュレータ回路３３４が入力電圧ＶＢＵＳを所定の電圧比で中間電圧ＶＩＮＴに降圧する場合には、ＰＤコントローラ３３２が電圧比を定め、電圧比制御信号を電圧レギュレータ回路３３４に出力する処理は省略されてもよい。
【0041】
電圧レギュレータ回路３３４は、ＡＣアダプタ３７から供給される電力の入力電圧ＶＢＵＳを所定の電圧比（例えば、２：１）で降圧し、降圧後の電圧を中間電圧ＶＩＮＴとして有する電力を中間電力としてＮＶＤＣ給電器３３６に供給する。
電圧レギュレータ回路３３４は、ＳＣＶＲ（Switched Capacitor Voltage Regulator）３３４ａと、スイッチ３３４ｂと、を備える。ＳＣＶＲ３３４ａとスイッチ３３４ｂは、並列に接続されている。
電圧レギュレータ回路３３４は、ＳＣＶＲ（Switched Capacitor Voltage Regulator）３３４ａと、スイッチ３３４ｂと、を備える。ＳＣＶＲ３３４ａとスイッチ３３４ｂは、並列に接続されている。
【0042】
ＳＣＶＲ３３４ａは、ＡＣアダプタ３７から供給される電力の入力電圧ＶＢＵＳをＰＤコントローラ３３２から入力される電圧制御信号で指示される電圧比で降圧する。ＳＣＶＲ３３４ａは、降圧後の中間電圧ＶＩＮＴを有する中間電力をＮＶＤＣ給電器３３６に送出する。
スイッチ３３４ｂは、ＰＤコントローラ３３２から入力される電圧制御信号に従って、ＡＣアダプタ３７から供給される電力をＮＶＤＣ給電器３３６に導通させるか否かを制御可能とする。ＳＣＶＲ３３４ａの内部抵抗は、スイッチ３３４ｂの導通時における内部抵抗より十分に大きくなるように設定される。そのため、スイッチ３３４ｂの遮断時において、ＡＣアダプタ３７から供給される電力は、主にＳＤＶＲ３３４ａを通過する。よって、中間電圧ＶＩＮＴは、スイッチ３３４ｂの開閉により、入力電圧ＶＢＵＳと電圧制御信号で指示される電圧比で降圧した電圧のいずれかに制御される。ＳＣＶＲ３３４ａにおいて入力電圧ＶＢＵＳを所定の電圧比で中間電圧ＶＩＮＴに降圧する場合には、スイッチ３３４ｂは、電力を遮断したままにしてもよい。
スイッチ３３４ｂは、ＰＤコントローラ３３２から入力される電圧制御信号に従って、ＡＣアダプタ３７から供給される電力をＮＶＤＣ給電器３３６に導通させるか否かを制御可能とする。ＳＣＶＲ３３４ａの内部抵抗は、スイッチ３３４ｂの導通時における内部抵抗より十分に大きくなるように設定される。そのため、スイッチ３３４ｂの遮断時において、ＡＣアダプタ３７から供給される電力は、主にＳＤＶＲ３３４ａを通過する。よって、中間電圧ＶＩＮＴは、スイッチ３３４ｂの開閉により、入力電圧ＶＢＵＳと電圧制御信号で指示される電圧比で降圧した電圧のいずれかに制御される。ＳＣＶＲ３３４ａにおいて入力電圧ＶＢＵＳを所定の電圧比で中間電圧ＶＩＮＴに降圧する場合には、スイッチ３３４ｂは、電力を遮断したままにしてもよい。
【0043】
ＮＶＤＣ給電器３３６は、電圧レギュレータ回路３３４から供給される中間電力の一部または全部をシステムデバイスＳＤに供給する。ＮＶＤＣ給電器３３６は、システムデバイスＳＤに供給されず、残された電力をバッテリ３４にスイッチ３３８を経由して充電する。
ＮＶＤＣ給電器３３６は、ＥＣ３１からバッテリ３４に充電する電力の電圧（本願では、「充電電圧」と呼ぶことがある）に関する目標充電情報を取得する。取得される目標充電情報により、ＥＣ３１から充電電圧ＶＣＨＧと充電電流ＩＣＨＧそれぞれの目標値が通知される。ＮＶＤＣ給電器３３６は、バッテリ３４への充電電流ＩＣＨＧが、その目標値を超えないようにシステムデバイスＳＤに供給するシステム供給電流ＩＳＹＳと充電電流ＩＣＨＧとの合計出力電流（ＩＳＹＳ＋ＩＣＨＧ）を制限する。ＮＶＤＣ給電器３３６は、充電電圧ＶＣＨＧの目標値に基づいてシステム供給電圧ＶＳＹＳを定め、定めたシステム供給電圧ＶＳＹＳとシステム供給電流ＩＳＹＳの目標値に従って、システムデバイスＳＤに電力を供給する。ここで、システム供給電圧ＶＳＹＳは、充電電圧ＶＣＨＧの目標値に対し、スイッチ３３８および配線抵抗による電圧降下を補償して得られる値となる。電圧降下の補償に要するスイッチ３３８、配線抵抗それぞれの抵抗値は、予めＮＶＤＣ給電器３３６に設定しておけばよい。
ＮＶＤＣ給電器３３６は、ＥＣ３１からバッテリ３４に充電する電力の電圧（本願では、「充電電圧」と呼ぶことがある）に関する目標充電情報を取得する。取得される目標充電情報により、ＥＣ３１から充電電圧ＶＣＨＧと充電電流ＩＣＨＧそれぞれの目標値が通知される。ＮＶＤＣ給電器３３６は、バッテリ３４への充電電流ＩＣＨＧが、その目標値を超えないようにシステムデバイスＳＤに供給するシステム供給電流ＩＳＹＳと充電電流ＩＣＨＧとの合計出力電流（ＩＳＹＳ＋ＩＣＨＧ）を制限する。ＮＶＤＣ給電器３３６は、充電電圧ＶＣＨＧの目標値に基づいてシステム供給電圧ＶＳＹＳを定め、定めたシステム供給電圧ＶＳＹＳとシステム供給電流ＩＳＹＳの目標値に従って、システムデバイスＳＤに電力を供給する。ここで、システム供給電圧ＶＳＹＳは、充電電圧ＶＣＨＧの目標値に対し、スイッチ３３８および配線抵抗による電圧降下を補償して得られる値となる。電圧降下の補償に要するスイッチ３３８、配線抵抗それぞれの抵抗値は、予めＮＶＤＣ給電器３３６に設定しておけばよい。
【0044】
なお、ＮＶＤＣ給電器３３６は、ＳＣＶＲ３３４ａから供給される電力の中間電圧ＶＩＮＴ、中間電力ＩＶＩＮＴと、バッテリ３４に現実に充電される電力の充電電圧ＶＣＨＧ、充電電流ＩＣＨＧとを測定する測定器を備える。そして、ＮＶＤＣ給電器３３６は、中間電圧ＶＩＮＴの測定値と中間電力ＩＶＩＮＴの測定値との積を入力電力ＰＩＮとして算出する。ＮＶＤＣ給電器３３６は、充電電圧ＶＣＨＧの測定値と充電電流ＩＣＨＧの測定値との積を充電電力ＰＣＨＧとして算出する。ＮＶＤＣ給電器３３６は、入力電力ＰＩＮから充電電力ＰＣＨＧの差をシステム供給電力ＰＳＹＳとして算出する。ＮＶＤＣ給電器３３６は、定めたシステム供給電圧ＶＳＹＳを示す電力供給情報をＥＣ３１に出力する。
【0045】
スイッチ３３８は、ＮＶＤＣ給電器３３６から電力が供給されない場合、または、ＮＶＤＣ給電器３３６から供給される電力がシステムデバイスＳＤにおける消費電力に不足する場合には、バッテリ３４から放電される電力をシステムデバイスＳＤに供給する。
スイッチ３３８の一端は、ＮＶＤＣ給電器３３６とシステムデバイスＳＤに電気的に接続されている。スイッチ３３８の他端は、バッテリ３４に電気的に接続されている。スイッチ３３８は、例えば、第１の整流器、第２の整流器、測定器、および、切替器を備える。第１の整流器は、一端から他端への電流を導通させ、他端から一端への電流を遮断する。第２の整流器は、他端から一端への電流を導通させ、一端から他端への電流を遮断する。測定器は、一端と他端との電位差を検出する。切替器は、検出された電位差が一端における電位の方が他端における電位よりも高いか否かにより、第１の整流器と第２の整流器のいずれに通電するかを切り替える。
スイッチ３３８の一端は、ＮＶＤＣ給電器３３６とシステムデバイスＳＤに電気的に接続されている。スイッチ３３８の他端は、バッテリ３４に電気的に接続されている。スイッチ３３８は、例えば、第１の整流器、第２の整流器、測定器、および、切替器を備える。第１の整流器は、一端から他端への電流を導通させ、他端から一端への電流を遮断する。第２の整流器は、他端から一端への電流を導通させ、一端から他端への電流を遮断する。測定器は、一端と他端との電位差を検出する。切替器は、検出された電位差が一端における電位の方が他端における電位よりも高いか否かにより、第１の整流器と第２の整流器のいずれに通電するかを切り替える。
【0046】
なお、ＰＤコントローラ３３２は、ＡＣアダプタ３７から入力電流情報が入力される場合、その入力電流情報をＥＣ３１に出力してもよい。電源回路３３は、ＡＣアダプタ３７から供給される電力の電流値を測定する測定器を備えてもよい。ＰＤコントローラ３３２は、ＡＣアダプタ３７から入力される入力電流情報に代えて、または、その入力電流情報とともに、電源回路３３の測定器が測定した電流値を入力電流として示す入力電流情報をＥＣ３１に出力してもよい。
【0047】
バッテリ３４は、ＮＶＤＣ給電器３３６からスイッチ３３８を経由して供給される電力を充電する。バッテリ３４は、充電電圧ＶＣＨＧの目標値と充電電流ＩＣＨＧの目標値を定めるコントローラを備える。コントローラは、例えば、自器における蓄電状態を示す電圧と電流を検出する検出器を備え、電気的特性を示す内部抵抗、静電容量、非常停止電圧、放電停止電圧などのパラメータを用いて、公知の蓄電制御方法を用いて充電電圧ＶＣＨＧの目標値と充電電流ＩＣＨＧの目標値を定める。コントローラは、定めた充電電圧ＶＣＨＧの目標値と充電電流ＩＣＨＧの目標値を示す目標充電情報をＥＣ３１に出力する。
【0048】
ＥＣ３１は、ＮＶＤＣ給電器３３６から入力される電力供給情報と、ＥＣ３１から入力される目標充電情報を監視する。ＥＣ３１は、目標充電情報に示される充電電圧ＶＣＨＧの目標値と電力供給情報に示されるシステム供給電力ＰＳＹＳに基づいて入力電圧ＶＢＵＳを定める。ＥＣ３１は、定めた入力電圧ＶＢＵＳを示す入力電圧制御信号をＡＣアダプタ３７に電源回路３３を経由して出力する。なお、ＥＣ３１は、バッテリから入力される目標充電情報をＮＶＤＣ給電器３３６に出力する。
【0049】
ＥＣ３１は、充電電圧ＶＣＨＧに基づいて充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧを推定する。本願では、推定された充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧを、「推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧ」、または、単に「推定充電電力」と呼ぶことがある。ＥＣ３１は、例えば、充電電圧ＶＣＨＧと、電圧レギュレータ回路３３４における電圧比の逆数と、入力電流ＩＶＢＵＳとの積を充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとして算出することができる。具体的には、充電電圧ＶＣＨＧが１２Ｖ、入力電圧ＶＢＵＳに対する中間電圧ＶＩＮＴの電圧比が２：１、入力電流ＩＶＢＵＳが５Ａであるとき、推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧは、１２Ｖ×２×５Ａ＝６０Ｗとなる。ここで、入力電流ＩＶＢＵＳが一定値に固定されている場合、または、最大値以下に制限されている場合には、予め定めた入力電流ＩＶＢＵＳとして定格電力Ｉｒａｔｅｄが利用できる。
【0050】
入力電流ＩＶＢＵＳが可変である場合には、ＥＣ３１は、ＡＣアダプタ３７から入力される入力電流情報で通知される入力電流ＩＶＢＵＳを利用してもよい。推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧは、充電電圧ＶＣＨＧをＡＣアダプタ３７から供給される入力電力と同じ次元に換算した電力とみなすことができる。各デバイスのうち、システムデバイスに供給される電力が主となる。
【0051】
ＥＣ３１は、推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとシステム供給電力ＰＳＹＳとを比較し、推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとシステム供給電力ＰＳＹＳのいずれがより大きいかを判定する。ＥＣ３１は、推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとシステム供給電力ＰＳＹＳのうち大きい方の電力に基づいて、入力電圧ＶＢＵＳを定める。ＥＣ３１は、大きい方の電力を入力電圧と同じ次元に換算した電圧を、入力電圧ＶＢＵＳとして定める。即ち、ＥＣ３１は、大きい方の電力を入力電流ＩＶＢＵＳで除算し、電圧比の逆数を乗じて得られる電圧を入力電圧ＶＢＵＳとして定めることができる。
【0052】
次に、本実施形態に係る入力電圧制御方法の例について説明する。図３は、本実施形態に係る入力電圧制御方法の例を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０２）ＥＣ３１は、バッテリ３４から通知される充電電圧ＶＣＨＧとＮＶＤＣ給電器３３６から通知されるシステム供給電力ＰＳＹＳを監視する。
（ステップＳ１０４）ＥＣ３１は、充電電圧ＶＣＨＧをシステム供給電力と同じ次元の電力量を推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとして変換する。
（ステップＳ１０６）ＥＣ３１は、推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとシステム供給電力ＰＳＹＳとを比較し、どちらが大きいかを判定する。
（ステップＳ１０２）ＥＣ３１は、バッテリ３４から通知される充電電圧ＶＣＨＧとＮＶＤＣ給電器３３６から通知されるシステム供給電力ＰＳＹＳを監視する。
（ステップＳ１０４）ＥＣ３１は、充電電圧ＶＣＨＧをシステム供給電力と同じ次元の電力量を推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとして変換する。
（ステップＳ１０６）ＥＣ３１は、推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとシステム供給電力ＰＳＹＳとを比較し、どちらが大きいかを判定する。
【0053】
（ステップＳ１０８）ＥＣ３１は、推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとシステム供給電力ＰＳＹＳの大きい方の電力を換算して得られる電圧を入力電圧ＶＢＵＳとして定める。
（ステップＳ１１０）ＥＣ３１は、定めた入力電圧ＶＢＵＳを示す入力電圧制御信号をＡＣアダプタ３７に出力する。ＡＣアダプタ３７のＰＤコントローラ３７２は、ＥＣ３１から入力されるから供給される入力電圧制御信号で指示される入力電圧ＶＢＵＳを整流器３７４に設定する。その後、図３の処理を終了する。
（ステップＳ１１０）ＥＣ３１は、定めた入力電圧ＶＢＵＳを示す入力電圧制御信号をＡＣアダプタ３７に出力する。ＡＣアダプタ３７のＰＤコントローラ３７２は、ＥＣ３１から入力されるから供給される入力電圧制御信号で指示される入力電圧ＶＢＵＳを整流器３７４に設定する。その後、図３の処理を終了する。
【0054】
次に、本実施形態に係る入力電圧決定方法の例について説明する。図４は、ステップＳ１０８における入力電圧ＶＢＵＳの推定方法を例示するフローチャートである。
（ステップＳ１０８ａ）システム供給電力ＰＳＹＳが推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧよりも小さい場合（ステップＳ１０８ａ ＹＥＳ）、ステップＳ１０８ｂの処理に進む。システム供給電力ＰＳＹＳが推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧ以上となる場合（ステップＳ１０８ａ ＮＯ）、ステップＳ１０８ｃの処理に進む。
（ステップＳ１０８ａ）システム供給電力ＰＳＹＳが推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧよりも小さい場合（ステップＳ１０８ａ ＹＥＳ）、ステップＳ１０８ｂの処理に進む。システム供給電力ＰＳＹＳが推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧ以上となる場合（ステップＳ１０８ａ ＮＯ）、ステップＳ１０８ｃの処理に進む。
【0055】
（ステップＳ１０８ｂ）ＥＣ３１は、推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧを入力電流ＩＶＢＵＳで除算し、電圧比の逆数を乗じて得られる電圧ＶＢＵＳ＿ＣＨＧを入力電圧ＶＢＵＳとして定める。その後、ステップＳ１１０の処理に進む。
（ステップＳ１０８ｃ）ＥＣ３１は、システム供給電力ＰＳＹＳを入力電流ＩＶＢＵＳで除算し、電圧比の逆数を乗じて得られる電圧ＶＢＵＳ＿ＰＳＹＳを入力電圧ＶＢＵＳとして定める。その後、ステップＳ１１０の処理に進む。
（ステップＳ１０８ｃ）ＥＣ３１は、システム供給電力ＰＳＹＳを入力電流ＩＶＢＵＳで除算し、電圧比の逆数を乗じて得られる電圧ＶＢＵＳ＿ＰＳＹＳを入力電圧ＶＢＵＳとして定める。その後、ステップＳ１１０の処理に進む。
【0056】
ＥＣ３１が推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとシステム供給電力ＰＳＹＳのそれぞれの瞬時値を単純に比較すると、両者の大小関係、ひいては、入力電圧ＶＢＵＳが逐次に変動することがある。そこで、ＥＣ３１は、推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとシステム供給電力ＰＳＹＳのそれぞれの瞬時値に代えて、移動平均値を比較ならびに入力電圧ＶＢＵＳの算出に用いてもよい。システム供給電力ＰＳＹＳと推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとの大小関係の変動が緩和するため、安定した入力電圧ＶＢＵＳが算出される。そのため、情報処理装置１への電力供給の安定化が図られる。
【0057】
ＥＣ３１は、移動平均値として現時点までの一定の期間内の瞬時値の単純平均値または加重平均値を算出してもよいし、指数移動平均値を算出してもよい。指数移動平均値は、現時点の瞬時値と前時点の瞬時値との差分と所定の平滑化係数との積に前時点の瞬時値との和に相当する。平滑化係数は、０よりも大きく１よりも小さい予め定めた正の実数値である。
【0058】
図３、図４は、ＥＣ３１が単純にシステム供給電力ＰＳＹＳと推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとの大小関係に基づいて入力電圧ＶＢＵＳを定める場合を例にしたが、これには限られない。
図５に例示されるように、ＥＣ３１は、システム供給電力ＰＳＹＳが推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧと第１限界値αとの和以上となる場合、つまり、システム供給電力ＰＳＹＳから推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧの差が第１限界値α以上となる場合、ＥＣ３１は、電圧ＶＢＵＳ＿ＰＳＹＳを入力電圧ＶＢＵＳとして定めてもよい。
ＥＣ３１は、システム供給電力ＰＳＹＳが推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧから第２限界値βの差以上となる場合、つまり、推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧからシステム供給電力ＰＳＹＳの差が第２限界値β以上となる場合、ＥＣ３１は、電圧ＶＢＵＳ＿ＣＨＧを入力電圧ＶＢＵＳとして定める。
図５に例示されるように、ＥＣ３１は、システム供給電力ＰＳＹＳが推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧと第１限界値αとの和以上となる場合、つまり、システム供給電力ＰＳＹＳから推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧの差が第１限界値α以上となる場合、ＥＣ３１は、電圧ＶＢＵＳ＿ＰＳＹＳを入力電圧ＶＢＵＳとして定めてもよい。
ＥＣ３１は、システム供給電力ＰＳＹＳが推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧから第２限界値βの差以上となる場合、つまり、推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧからシステム供給電力ＰＳＹＳの差が第２限界値β以上となる場合、ＥＣ３１は、電圧ＶＢＵＳ＿ＣＨＧを入力電圧ＶＢＵＳとして定める。
【0059】
第１限界値αとして０よりも大きい正の実数を予め設定しておく。システム供給電力ＰＳＹＳが充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧよりも有意に大きいとき、電圧ＶＢＵＳ＿ＰＳＹＳが入力電圧ＶＢＵＳとして定まる。
第２限界値βとして０よりも大きい正の実数を予め設定しておく。推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧがシステム供給電力ＰＳＹＳよりも有意に大きいとき、電圧ＶＢＵＳ＿ＣＨＧが入力電圧ＶＢＵＳとして定まる。
システム供給電力ＰＳＹＳと推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧにノイズの影響が生じても、システム供給電力ＰＳＹＳと推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとの大小関係が有意に変化しなければ、入力電圧が変化しない。そのため、情報処理装置１への電力供給の安定化が図られる。
第２限界値βとして０よりも大きい正の実数を予め設定しておく。推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧがシステム供給電力ＰＳＹＳよりも有意に大きいとき、電圧ＶＢＵＳ＿ＣＨＧが入力電圧ＶＢＵＳとして定まる。
システム供給電力ＰＳＹＳと推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧにノイズの影響が生じても、システム供給電力ＰＳＹＳと推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧとの大小関係が有意に変化しなければ、入力電圧が変化しない。そのため、情報処理装置１への電力供給の安定化が図られる。
【0060】
本実施形態では、電圧レギュレータ回路３３４から供給される中間電力の中間電圧ＶＩＮＴの範囲（ＶＩＮＴ＿ＭＩＮ～ＶＩＮＴ＿ＭＡＸ）がバッテリ３４への充電電圧の範囲およびシステム供給電圧ＶＳＹＳの範囲に含むように、入力電圧ＶＢＵＳの範囲（ＶＢＵＳ＿ＭＩＮ～ＶＢＵＳ＿ＭＡＸ）が設定されればよい（図６参照）。バッテリ３４の充電電圧の範囲、システム供給電圧の範囲は、典型的には６～２０Ｖとなる。入力電圧ＶＢＵＳと中間電圧ＶＩＮＴとの電圧比が２：１である場合、入力電圧ＶＢＵＳの範囲を、１５～４０Ｖとすればよい。
【0061】
次に、入力電圧ＶＢＵＳの制御例について説明する。図７は、本実施形態に係る入力電圧ＶＢＵＳの第１制御例を示す図である。図７は、システム供給電力ＰＳＹＳ、充電電圧ＶＣＨＧ、および、中間電圧ＶＩＮＴにより定まる入力電圧ＶＢＵＳ、入力電力ＰＡＤＰ、および、消費効率ηの推移を示す。入力電力ＰＡＤＰは、入力電圧ＶＢＵＳと入力電流ＩＶＢＵＳの積に相当する。消費効率η１～η５は、概ね９６～９８％と高い変換効率が得られた。
【0062】
第１段の例では、システム供給電力ＰＳＹＳ１が推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧ１よりも小さいため、入力電圧ＶＢＵＳ１は、電圧ＶＢＵＳ＿ＣＨＧ１となる。
第２段の例では、システム供給電力ＰＳＹＳ２が推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧ２よりも大きくなるため、入力電圧ＶＢＵＳ２は、電圧ＶＢＵＳ＿ＳＹＳ２となる。
第３段の例では、入力電圧ＶＢＵＳ３が最大値ＶＢＵＳ＿ＭＡＸに達する。システム供給電力ＰＳＹＳも最大値に達し、さらにシステム供給電力ＰＳＹＳが増加するとＡＣアダプタ３７から供給される電力だけでは不足する。不足分の電力は、バッテリ３４から放電される放電電力を用いて補われる。
第４段の例では、システム供給電力ＰＳＹＳ４が推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧ４よりも小さくなるため、入力電圧ＶＢＵＳ４は、電圧ＶＢＵＳ＿ＣＨＧ４となる。
第５段の例では、システム供給電力ＰＳＹＳ５が推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧ５よりもさらに小さくなるため、入力電圧ＶＢＵＳ４は、電圧ＶＢＵＳ＿ＣＨＧ５となる。
第２段の例では、システム供給電力ＰＳＹＳ２が推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧ２よりも大きくなるため、入力電圧ＶＢＵＳ２は、電圧ＶＢＵＳ＿ＳＹＳ２となる。
第３段の例では、入力電圧ＶＢＵＳ３が最大値ＶＢＵＳ＿ＭＡＸに達する。システム供給電力ＰＳＹＳも最大値に達し、さらにシステム供給電力ＰＳＹＳが増加するとＡＣアダプタ３７から供給される電力だけでは不足する。不足分の電力は、バッテリ３４から放電される放電電力を用いて補われる。
第４段の例では、システム供給電力ＰＳＹＳ４が推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧ４よりも小さくなるため、入力電圧ＶＢＵＳ４は、電圧ＶＢＵＳ＿ＣＨＧ４となる。
第５段の例では、システム供給電力ＰＳＹＳ５が推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧ５よりもさらに小さくなるため、入力電圧ＶＢＵＳ４は、電圧ＶＢＵＳ＿ＣＨＧ５となる。
【0063】
図８は、本実施形態に係る入力電圧ＶＢＵＳの第２制御例を示す図である。図８は、システム供給電力ＰＳＹＳ、入力電力ＰＡＤＰ、充電電力ＰＣＨＧ、および、入力電圧ＶＢＵＳならびに中間電圧ＶＩＮＴを示す。充電電力ＰＣＨＧは、バッテリ３４に現実に充電される電力である。図８において上方ほど充電電力ＰＣＨＧが減少し、破線で示されるよりも上方は、充電電力ＰＣＨＧが負値、つまり、バッテリ３４からの放電電力を示す。システム供給電力ＰＳＹＳは、時刻ｔ１までの間、低い状態が継続し、時刻ｔ１からｔ２にかけて増加し、時刻ｔ２からｔ３までの間、高い状態が継続する。その後、システム供給電力は、時刻ｔ３からｔ４にかけて減少し、時刻ｔ４からｔ５までの間、低い状態が継続し、時刻ｔ５からｔ６にかけて急激に増加する。そして、システム供給電力ＰＳＹＳは、時刻ｔ６からｔ７までの間、高い状態が継続し、時刻ｔ７からｔ８にかけて急激に減少し、時刻ｔ８以降、低い状態が継続する。
【0064】
これに対し、システム供給電力ＰＳＹＳの増加に伴い、当初は充電電力ＰＣＨＧが減少し、システム供給電力ＰＳＹＳが推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧよりも大きくなることで、放電に転ずる（時刻ｔ１１、ｔ１２参照）。これ以降、入力電圧ＶＢＵＳを電圧ＶＢＵＳ＿ＳＹＳと定めることで、推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧが増加する。そのため、放電が抑制される。再度、システム供給電力ＰＳＹＳが減少しても、しばらくの間、入力電圧ＶＢＵＳを電圧ＶＢＵＳ＿ＳＹＳと定まる。そのため、充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧが変動しても、放電ならびに充電ともに抑制される。システム供給電力ＰＳＹＳが推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧ以下となることで、入力電圧ＶＢＵＳを電圧ＶＢＵＳ＿ＣＨＧと定まることで、顕著な充電が開始され（時刻ｔ２１参照）、システム供給電力ＰＳＹＳの安定化に伴い充電電力が安定化する（時刻ｔ２２参照）。
【0065】
よって、本実施形態によれば、システム供給電力ＰＳＹＳと推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧの大小関係に応じて入力電圧の推定方法を切り替えることで、中間電圧ＶＩＮＴをシステム供給電圧ＶＳＹＳに近似させることができる。また、システム供給電力ＰＳＹＳが推定充電電力ＰＡＤＰ＿ＣＨＧよりも大きくなるときに、入力電圧ＶＢＵＳを電圧ＶＢＵＳ＿ＳＹＳと定めることで、システムデバイスＳＤの充放電を抑制することができる。
【0066】
比較例として、図９において、システム供給電力ＰＳＹＳが図８の例と同様であって、入力電圧ＶＢＵＳならびに中間電圧ＶＩＮＴを一定とする場合を掲げる。この場合には、充電電力ＰＣＨＧの時間変化がシステム供給電力ＰＳＹＳの時間変化に相応する。中間電圧ＶＩＮＴは、システム供給電圧ＶＳＹＳとの差分が顕著となり、システムデバイスＳＤの充放電が抑制されない。このことは、電力の消費効率が低下する原因となっていた。
これに対し、本実施形態では、中間電圧ＶＩＮＴの時間変化は、システム供給電圧ＶＳＹＳの時間変化と相関し、中間電圧ＶＩＮＴとシステム供給電圧ＶＳＹＳの差分の時間変化が抑えられる。そのため、本実施形態によれば、電力の消費効率を向上させることができる。
これに対し、本実施形態では、中間電圧ＶＩＮＴの時間変化は、システム供給電圧ＶＳＹＳの時間変化と相関し、中間電圧ＶＩＮＴとシステム供給電圧ＶＳＹＳの差分の時間変化が抑えられる。そのため、本実施形態によれば、電力の消費効率を向上させることができる。
【0067】
図１０は、本実施形態に係る入力電圧ＶＢＵＳならびに中間電圧ＶＩＮＴとシステム供給電力ＰＳＹＳの関係を例示する図である。入力電圧ＶＢＵＳまたは中間電圧ＶＩＮＴは、当初、システム供給電力ＰＳＹＳに関わらず充電電圧ＶＣＨＧに対応する一定値となるが、システム供給電力ＰＳＹＳがある値を超えると、上限に達するまでシステム供給電力ＰＳＹＳに比例して増加する。図１０において、線のパターンは充電電圧ＶＣＨＧの違いを示す。入力電圧ＶＢＵＳまたは中間電圧ＶＩＮＴが一定となるシステム供給電力ＰＳＹＳの範囲は、充電電圧が低いほど狭くなる。
【0068】
図１１は、本実施形態に係る電圧差ＶＤＩＦＦとシステム供給電圧ＶＳＹＳとの関係を例示する図である。電圧差ＶＤＩＦＦは、中間電圧ＶＩＮＴとシステム供給電圧ＶＳＹＳとの差分に相当する。電圧差ＶＤＩＦＦは、当初、システム供給電力ＰＳＹＳに関わらずゼロであるが、システム供給電力がある値を超えると、上限に達するまでシステム供給電力ＰＳＹＳに比例して増加する。電圧差ＶＤＩＦＦがゼロとなる領域は、充電電圧ＶＣＨＧが高いほど広くなる。電圧差ＶＤＩＦＦは、電力の消費効率を低下させる原因となるところ、要求されるシステム供給電力ＰＳＹＳが高いほど充電電圧ＶＣＨＧが高い方が好ましい。
【0069】
図１２、図１３は、本実施形態、比較例のそれぞれに係る電力損失ＰＬＯＳＳとシステム供給電力ＰＳＹＳとの関係を例示する図である。電力損失ＰＬＯＳＳは、システム供給電力ＰＳＹＳの増加に伴い増加する傾向がある。また、充電電圧ＶＣＨＧが低いほど電力損失ＰＬＯＳＳが増加する傾向がある。本実施形態では、システム供給電力ＰＳＹＳが小さい領域における充電電圧ＶＣＨＧの低下による電力損失ＰＬＯＳＳの増加が比較例よりも顕著に抑制される（図１２、破線部分参照）。このことは、特にシステムデバイスＳＤの消費電力が小さい場合、変換効率の改善が著しいことを示す。
【0070】
以上に説明したように、本実施形態に係る情報処理装置１は、システムデバイスＳＤと、コントローラ（例えば、ＥＣ３１）と、バッテリ３４と、電源アダプタ（例えば、ＡＣアダプタ３７）からの入力電力の電圧である入力電圧を所定の電圧比で中間電圧に変換する変換器（例えば、電圧レギュレータ回路３３４）と、変換器から供給される電力である中間電力の一部または全部をシステム供給電力としてシステムデバイスＳＤに供給し、中間電力のうちシステムデバイスＳＤに供給されずに残された電力を充電電力としてバッテリ３４に充電する給電器（例えば、ＮＶＤＣ給電器３３６）と、を備える。コントローラは、充電電力の電圧である充電電圧とシステム供給電力を監視し、充電電圧とシステム供給電力に基づいて入力電圧を定める。
この構成によれば、充電電圧とシステム供給電力に基づいて定めた入力電圧から変換された中間電圧を、充電電圧に近似させることができる。そのため、給電器における電力損失を抑制して電力の変換効率を向上することができる。
この構成によれば、充電電圧とシステム供給電力に基づいて定めた入力電圧から変換された中間電圧を、充電電圧に近似させることができる。そのため、給電器における電力損失を抑制して電力の変換効率を向上することができる。
【0071】
また、情報処理装置１は、中間電力がシステム供給電力よりも少ないとき、バッテリ３４から放電される電力をシステムデバイスに供給してもよい。
この構成によれば、中間電力がシステム供給電力よりも不足するとき、不足する電力がバッテリ３４から放電される電力により補われる。一時的な中間電力の過不足をバッテリ３４への充放電により補うことで、電源アダプタからの電力供給を過大にせずに済む。
この構成によれば、中間電力がシステム供給電力よりも不足するとき、不足する電力がバッテリ３４から放電される電力により補われる。一時的な中間電力の過不足をバッテリ３４への充放電により補うことで、電源アダプタからの電力供給を過大にせずに済む。
【0072】
コントローラは、充電電力とシステム供給電力のうち多い方の電力に基づいて入力電圧を定めてもよい。
この構成によれば、バッテリ３４への充電がなされるとき充電電圧に基づいて入力電圧が定まり、バッテリ３４への充電がなされないときシステム供給電力に基づいて入力電圧が定まる。そのため、中間電圧を充電電圧に近似させるとともに、過度な充放電を回避することで変換効率の低下を抑制することができる。
この構成によれば、バッテリ３４への充電がなされるとき充電電圧に基づいて入力電圧が定まり、バッテリ３４への充電がなされないときシステム供給電力に基づいて入力電圧が定まる。そのため、中間電圧を充電電圧に近似させるとともに、過度な充放電を回避することで変換効率の低下を抑制することができる。
【0073】
コントローラは、システム供給電力と充電電力との差が所定の第１限界値以上になるとき、入力電圧を前記システム供給電力から推定されたシステム供給電圧に変更し、充電電力と前記システム供給電力との差が所定の第２限界値以上になるとき、入力電圧を充電電圧と定めてもよい。
この構成によれば、システム電力が充電電力よりも有意に大きいとき、システム供給電圧が入力電圧として定まり、充電電力がシステム供給電力よりも有意に大きいとき、充電電圧が入力電圧として定まる。システム供給電力と充電電力との大小関係の一時的に変化しても、入力電圧を定める方法が変化しない。そのため、入力電圧を安定的に定めることができる。
この構成によれば、システム電力が充電電力よりも有意に大きいとき、システム供給電圧が入力電圧として定まり、充電電力がシステム供給電力よりも有意に大きいとき、充電電圧が入力電圧として定まる。システム供給電力と充電電力との大小関係の一時的に変化しても、入力電圧を定める方法が変化しない。そのため、入力電圧を安定的に定めることができる。
【0074】
コントローラは、充電電圧と、入力電圧と中間電圧との電圧比の逆数と、電源アダプタの定格電流とを用いて充電電力を推定してもよい。
この構成により、バッテリ３４に供給される充電電流を直接測定しなくても、入力電圧の決定に要する充電電力を推定することができる。
この構成により、バッテリ３４に供給される充電電流を直接測定しなくても、入力電圧の決定に要する充電電力を推定することができる。
【0075】
電源アダプタ、または、変換器は、入力電流を計測する計測器を備えてもよい。
この構成により、入力電流の変動に関わらず充電電力、ひいては、入力電圧を定めることができる。
この構成により、入力電流の変動に関わらず充電電力、ひいては、入力電圧を定めることができる。
【0076】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。上述の実施形態において説明した各構成は、任意に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【0077】
１…情報処理装置、１１…ＣＰＵ、１２…メインメモリ、１３…ＧＰＵ、１４…ディスプレイ、２１…チップセット、２２…ＢＩＯＳメモリ、２３…補助記憶装置、２４…オーディオシステム、２５…ＷＬＡＮカード、２６…ＵＳＢコネクタ、３１…ＥＣ、３２…入力部、３３…電源回路、３４…バッテリ、３６…電源ボタン、３７…ＡＣアダプタ、３３２…ＰＤコントローラ、３３４…電圧レギュレータ回路、３３４ａ…ＳＣＶＲ、３３４ｂ、３３８…スイッチ、３３６…ＮＶＤＣ給電器、３５５…温度センサ、３７２…ＰＤコントローラ、３７４…整流器、ＳＤ…システムデバイス
【要約】
【課題】拡張電力範囲の実現に際し、電力損失を低減する。
【解決手段】システムデバイスと、コントローラと、バッテリと、電源アダプタからの入力電力の電圧である入力電圧を所定の電圧比で中間電圧に変換する変換器と、前記変換器から供給される電力である中間電力の一部または全部をシステム供給電力として前記システムデバイスに供給し、前記中間電力のうち前記システムデバイスに供給されずに残された電力を充電電力として前記バッテリに充電する給電器と、を備え、前記コントローラは、前記充電電力の電圧である充電電圧と前記システム供給電力を監視し、前記充電電圧と前記システム供給電力に基づいて前記入力電圧を定める。
【選択図】図２
【解決手段】システムデバイスと、コントローラと、バッテリと、電源アダプタからの入力電力の電圧である入力電圧を所定の電圧比で中間電圧に変換する変換器と、前記変換器から供給される電力である中間電力の一部または全部をシステム供給電力として前記システムデバイスに供給し、前記中間電力のうち前記システムデバイスに供給されずに残された電力を充電電力として前記バッテリに充電する給電器と、を備え、前記コントローラは、前記充電電力の電圧である充電電圧と前記システム供給電力を監視し、前記充電電圧と前記システム供給電力に基づいて前記入力電圧を定める。
【選択図】図２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】