本實用新型涉及在電子設(shè)備中節(jié)能的系統(tǒng)和相應的電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

消費電子產(chǎn)品如智能電話、筆記本電腦、平板電腦、攝像機和掌上游戲機通常由電池供電。雖然此類電池一般可充電，但追求更低的電池消耗一直是這些產(chǎn)品的主要設(shè)計目標。延長的電池壽命意味著延長兩次充電操作之間的間隔時間，從而帶來明顯改善的用戶體驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文所公開的實施例中的至少一些涉及用于在電子設(shè)備中節(jié)能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：電池，該電池為電子設(shè)備供電；以及電量計(fuel gauge)，該電量計耦連到該電池并且能夠以多種功率模式中的任一種工作，其中該電量計根據(jù)對所述電池提供的電壓的重復變頻采樣來選擇自己的功率模式?？墒褂靡韵赂拍钪械囊粋€或多個，以任何次序或組合來補充這些實施例中的至少一些：其中電量計以對應于電量計當前啟用的功率模式的采樣頻率對所述電壓進行重復采樣；其中功率模式選自至少兩種不同的功率模式，其中所述至少兩種不同的功率模式中的較高者與電量計對所述電壓進行較高頻次采樣有關(guān)，其中所述至少兩種不同的功率模式中的較低者與電量計對所述電壓進行較低頻次采樣有關(guān)；其中所述功率模式選自：待機模式、松弛模式、工作模式以及活動模式；其中如果所述重復采樣表明所述電壓的變化達到或超過電壓變化閾值，則電量計切換至比其當前啟用的功率模式更高的功率模式；其中如果所述重復采樣表明所述電壓的變化沒有達到或超過電壓變化閾值，則電量計保持其當前啟用的功率模式；其中如果所述重復采樣表明所述電壓沒有變化，則電量計切換至比其當前啟用的功率模式更低的功率模式；其中電子設(shè)備選自：智能電話、平板電腦、筆記本電腦、數(shù)碼相機和掌上游戲機；其中電量計根據(jù)所述電壓的四個連續(xù)采樣來選擇其功率模式。

至少一些實施例涉及一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括：電池，該電池為該電子設(shè)備的至少一部分供電；和耦連到該電池的電量計，該電量計根據(jù)對所述電池提供的電壓的采樣自主選擇工作的功率模式，其中該電量計根據(jù)所述電壓在采樣之間擺動的程度和根據(jù)所述電壓改變的頻次(how often)選擇所述功率模式。可使用以下概念中的一個或多個，以任何次序或以任何組合來補充這些實施例中的至少一些：其中當在單一電量計功率模式下工作時，電量計改變電量計對所述電壓進行采樣的采樣頻率；還包括可編程寄存器，該寄存器存儲電壓變化閾值，電量計對照該變化閾值來比較電壓在采樣之間擺動的所述程度，該寄存器還存儲變化率閾值，電量計對照該變化率閾值來比較所述電壓變化的頻次，并且其中電量計使用所述比較來選擇所述功率模式；其中電量計對所述電壓進行采樣的采樣頻率是基于電量計當前啟用的功率模式；其中如果電量計確定所述電壓在預定數(shù)量的連續(xù)采樣上沒有改變，則該電量計切換至比其當前啟用的功率模式更低的功率模式；其中如果電池電壓在預定數(shù)量的連續(xù)電壓采樣上的最大擺幅小于電壓變化閾值，或如果電池電壓在所述預定數(shù)量的連續(xù)電壓采樣上的改變次數(shù)小于變化率閾值，則電量計保持其當前啟用的功率模式；其中如果電池電壓在預定數(shù)量的連續(xù)電壓采樣上的最大擺幅等于或大于電壓變化閾值，以及如果電池電壓在所述預定數(shù)量的連續(xù)電壓采樣上的改變次數(shù)等于或大于變化率閾值，則電量計切換至比其當前啟用的功率模式更高的功率模式。

附圖說明

在附圖和以下說明中公開了用于對電子設(shè)備電池電壓進行變頻采樣以確定電量計功率模式的系統(tǒng)和方法。在附圖中：

圖1是示例性電子設(shè)備的前視圖。

圖2是電子設(shè)備內(nèi)的至少一些部件的框圖。

圖3是電子設(shè)備電量計內(nèi)的至少一些部件的框圖。

圖4是示出了變頻電壓采樣方案的示意圖。

圖5是可用于實現(xiàn)本文所公開的技術(shù)的示例性方法的流程圖。

然而，應當理解，附圖和詳細描述中給出的具體實施例并未限制本公開。與此相反，它們?yōu)槠胀夹g(shù)人員識別與給出的實施例一起被涵蓋在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的替代形式、等同形式和修改形式提供了基礎(chǔ)。

具體實施方式

本文公開了用于對電子設(shè)備電池電壓進行變頻采樣以確定電量計功率模式的方法和系統(tǒng)。實現(xiàn)本文所公開的技術(shù)的一種示例性電子設(shè)備包括向該電子設(shè)備的部件供電的電池，以及監(jiān)測該電池的電量計。電量計能夠以許多種功率模式工作(例如待機模式、松弛模式、工作模式、活動模式)，每一種功率模式使電量計消耗不同的電力。電量計根據(jù)對電池提供的電壓的采樣選擇功率模式。電量計以可變頻率對該電壓進行采樣，精確頻率取決于電量計當前工作的功率模式并隨著電量計功率模式的變化而變化。根據(jù)電壓在采樣之間的擺幅以及電壓變化的頻次，電量計或者切換至更低的功率模式、或者保持其當前啟用的功率模式、或者切換至更高的功率模式。

例如，當電量計處于待機模式時，它可以每分鐘對電池電壓進行一次采樣；當電量計處于松弛模式時，它可以每20秒對電池電壓進行一次采樣；當電量計處于工作模式時，它可以每10秒對電池電壓進行一次采樣；當電量計處于活動模式時，它可以每秒對電池電壓進行四次采樣。當處于這些功率模式中的任一種時，如果電量計以預定數(shù)量的次數(shù)對電池電壓進行連續(xù)采樣，并且確定電壓沒變化，則電量計自主切換至更低的功率模式(除非電量計已經(jīng)處于可用的最低功率模式，諸如待機模式)。如果電量計以預定數(shù)量的次數(shù)對電池電壓進行連續(xù)采樣，并且確定發(fā)生了至少一次電壓變化，但最大電壓變化(在任何方向)沒有達到或超過電壓變化閾值，則電量計保持其當前啟用的功率模式。相似地，如果電量計以預定數(shù)量的次數(shù)對電池電壓進行連續(xù)采樣，并且確定發(fā)生了超過閾值的電壓變化，但電池電壓變化的頻次不足以達到或超過變化率閾值，則電量計保持其當前啟用的功率模式。最后，如果電量計確定發(fā)生了至少一次電壓變化，并且這些電壓變化中的最大者達到或超過電壓變化閾值，而且進一步地，如果電量計確定電池電壓變化的頻次足以達到或超過變化率閾值，則電量計切換至更高的功率模式(除非電量計已經(jīng)處于可用的最高功率模式，諸如活動模式)。設(shè)想了該技術(shù)的許多變型形式和排列，并且這些變型形式和排列被包括在本公開的范圍內(nèi)。

在一些實施例中，采樣頻率可在同一電量計功率模式下均勻變化。例如，再次參考前述例子，如果電量計確定電壓變動增加(即采樣之間的電壓擺幅增大和/或更高百分比的采樣指示電壓變化)，電壓變動并未足夠大到保證切換模式，則電量計可保持其當前啟用的功率模式，但它可以增大或減小其采樣頻率來反映電池電壓變動的增加。

圖1是示例性消費電子設(shè)備100的前視圖，該電子設(shè)備實施了本文所述的系統(tǒng)和方法。電子設(shè)備100可為使用電池(例如鋰離子電池)的任何合適的設(shè)備。此類電子設(shè)備的非限制性例子包括智能電話(例如APPLE三星GALAXY)、平板電腦(例如APPLEAMAZON)、筆記本電腦、攝像機(包括便攜式攝像機)、以及掌上游戲機(例如索尼PLAYSTATION)。設(shè)想了其他的此類設(shè)備，并且這些設(shè)備被包括在本公開的范圍內(nèi)。示例性消費電子設(shè)備100包括顯示屏102，該顯示屏優(yōu)選為觸摸屏。電子設(shè)備100還包括各種觸覺輸入設(shè)備104，諸如布置在電子設(shè)備100外部各種位置的按鈕。該設(shè)備內(nèi)還可以包括其他輸入和輸出設(shè)備，諸如麥克風和揚聲器。

圖2是示例性消費電子設(shè)備100內(nèi)的部件的框圖。電子設(shè)備100包括專用集成電路(ASIC)200，該專用集成電路包括處理邏輯202(例如微處理器)、耦連到處理邏輯202而且包括軟件代碼204(例如操作系統(tǒng)或應用程序)的存儲設(shè)備、輸入部件208(例如按鈕、觸摸屏、麥克風)206、輸出部件210(例如可與觸摸屏相同的顯示屏、揚聲器、觸覺反饋電機)以及用于與其他設(shè)備(例如通過互聯(lián)網(wǎng))通信的網(wǎng)絡(luò)接口212。ASIC 200上可以包括其他部件。ASIC 200由電池組(“電池”)214供電。電量計216耦連到電池214。在至少一些實施例中，ASIC 200、電量計216和電池214以并行構(gòu)造彼此耦連，使得ASIC 200可從電池214接收功率，同時電量計216監(jiān)視電池214的輸出。此外，在一些實施例中，ASIC 200可由多個ASIC或其他電路替代。本文所公開的技術(shù)可在其中任何合適類型的負載(這里是ASIC 200)由電池214供電的任何電子設(shè)備中實施。在工作中，以及如關(guān)于圖3更詳細地描述，電量計216監(jiān)測電池214的電壓輸出。如上所述，電量計216根據(jù)電池電壓波動自主選擇其自身的功率模式，也就是說，根據(jù)電池電壓在采樣之間的擺幅以及電池電壓變化的頻率。

圖3是消費電子設(shè)備100內(nèi)，更具體地講，電量計216內(nèi)的部件的框圖。圖3的框圖在本質(zhì)上是概念性的，意思是方框中的至少一些代表了由電子設(shè)備100的各個部件所執(zhí)行的功能。用于實現(xiàn)這些方框代表的功能的實際電路邏輯可根據(jù)設(shè)計考慮和偏好而改變，并且是本領(lǐng)域普通技術(shù)員容易知道或確定的。

參見圖3，電池214包括電壓源300，該電壓源在端子302、304之間形成電勢。端子302向節(jié)點318提供電壓，該端子耦連到電量計216和ASIC 200。端子304耦連到地并且耦連到節(jié)點320，節(jié)點320耦連到電量計216和ASIC 200。電量計216包括電壓檢測邏輯306、可編程電壓波動水平寄存器308、模式控制邏輯310、時鐘312和端口314以及采樣定時器316?？删幊碳拇嫫?08包含如上所述的電壓變化閾值和變化率閾值。在工作中，電壓檢測邏輯306以根據(jù)電量計216當前啟用的模式變化的采樣頻率對節(jié)點318上存在的電壓(即電池電壓)進行采樣。在至少一些實施例中，當電量計216處于待機模式時，電壓檢測邏輯306可以每分鐘對電池電壓進行一次采樣；當電量計216處于松弛模式時，電壓檢測邏輯306可以每20秒對電池電壓進行一次采樣；當電量計216處于工作模式時，電壓檢測邏輯306可以每10秒對電池電壓進行一次采樣；當電量計216處于活動模式時，電壓檢測邏輯306可以每秒對電池電壓進行四次采樣，不過本公開的范圍并不限于適用于各功率模式的這些采樣頻率，而且本公開的范圍也不限于在各個功率模式下使用單一采樣頻率。

在對電壓進行預定次數(shù)的連續(xù)采樣后，如果邏輯306確定電壓完全沒有改變，則電量計216切換至更低的功率模式。如果邏輯306確定電壓已經(jīng)改變，但變化量并非寄存器308中存儲的電壓變化閾值，或者如果邏輯306確定電壓變化量已經(jīng)達到電壓變化閾值但電壓變化頻次未達到變化率閾值，則邏輯306推斷電池電壓變動不足以保證向上切換功率模式，所以它保持其當前啟用的功率模式。然而，如果邏輯306確定電池電壓變化量已達到電壓變化閾值，并且如果邏輯306還確定電壓變化頻次足以(頻次為任何合適的數(shù)量，或為編程到寄存器308中的一些額外最小閾值)達到或超過變化率閾值，則邏輯306向模式控制邏輯310發(fā)送信號，使其提高電量計216的功率模式。

圖4是示出了變頻電壓采樣方案的示意圖400。圖400在x軸402上繪出不同的功率模式，在y軸404上繪出功率水平。具體地講，圖400示出了待機模式406、松弛模式408、工作模式410以及活動模式412。在待機模式406下，功率水平414相對較低；在松弛模式408下，功率水平416增大；在工作模式410下，功率水平418進一步增大；在活動模式412下，功率水平420最高。電量計對電池電壓進行采樣的采樣頻率在這些功率模式之間變化。在待機模式406下，數(shù)字422指示相對較低的采樣頻率；在松弛模式408下，數(shù)字424指示增大的采樣頻率；在工作模式410下，采樣頻率426進一步增大；在活動模式412下，采樣頻率428相對較高。具體地講，示例性采樣頻率已在上文提供，因而此處不再重復。

圖5是可用于實現(xiàn)本文所公開的技術(shù)的示例性方法500的流程圖。方法500首先確定當前電量計功率模式(步驟502)。方法500包括在當前功率模式下執(zhí)行采樣操作(步驟504)。采樣操作是以預定采樣頻率對電池電壓進行預定次數(shù)的采樣，其中該采樣頻率是至少根據(jù)電量計的當前功率模式確定的。方法500隨后包括確定采樣操作的結(jié)果是否滿足提高電量計功率模式的條件(步驟506)。如果滿足，則電量計自主提高其功率模式(步驟508)。否則，方法500包括確定采樣操作的結(jié)果是否滿足降低電量計功率模式的條件(步驟510)。如果滿足，則電量計自主降低其功率模式(步驟512)。否則保持當前啟用的功率模式。方法500的控制隨后返回步驟504，完成步驟508和512之后也同樣如此?？筛鶕?jù)需要對方法500進行修改，例如，使其包括額外的步驟、刪除步驟或重新安排步驟。

至少一些實施例涉及一種節(jié)能方法，該方法包括：對電子設(shè)備內(nèi)容納的電池提供的電壓進行重復采樣；以及根據(jù)所述重復采樣選擇電量計功率模式，其中以可變采樣頻率執(zhí)行所述重復采樣，該可變采樣頻率取決于電量計當前啟用的功率模式，其中所述選擇由電量計執(zhí)行?？墒褂靡韵赂拍钪械囊粋€或多個，以任何次序或以任何組合來補充這些實施例中的至少一些：其中所述電量計功率模式選自：待機模式、松弛模式、工作模式以及活動模式；其中電量計在松弛模式期間以第一采樣頻率、在工作模式期間以第二采樣頻率、在活動模式期間以第三采樣頻率對所述電壓進行采樣，并且其中第二采樣頻率大于第一采樣頻率但小于第三采樣頻率；還包括當在單一電量計功率模式下工作時改變采樣頻率。

一旦充分理解了以上公開內(nèi)容，很多其他變型形式和修改形式對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將變得顯而易見。以下權(quán)利要求書旨在解釋為涵蓋所有此類變型形式、修改形式和等同形式。此外，術(shù)語“或”應解釋為包含性意義。