电源系统的制作方法

专利名称：电源系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源的控制技术，涉及用于个人计算机那样的电子设 备中、特别是应用于在处理器用电源的控制方法中具有特征的电源系 统而有效的技术。
背景技术：
近年来的个人计算机等电子设备中使用的处理器越来越高性能 化，与其相伴处理器的处理速度、功耗也增大，处理器的发热量、驱 动电池的功耗也增大。
考虑这些情况，在以往的电子设备中，采用通过改变处理器的时
钟频率、内核电压来控制处理器功耗这样的方法。图14是示出相对 本发明者研究的本发明的比较技术的处理器用电源系统的框图。对于 处理器1，仅记述了与动作电压和时钟频率相关的部分，具体而言具 备处理器内核12、运算量检测器13、计算处理器内核12的时钟频 率而输出指令值以使倍增器15生成期望的时钟频率的时钟指令发生 器16。处理器1与总线控制器2同步地动作，由倍增器15对系统时 钟22的频率进行倍增而生成处理器1的时钟频率。上述的处理器内 核12是在处理器1中组合了命令发生器、运算器等的电路模块，承 担数据处理的作用。
通常，个人计算机的系统时钟22的频率使用600MHz到lGHz 左右的频带，倍增器15的输出、即处理器内核12的时钟频率成为 200MHz到3GHz左右。总线控制器2在处理器1与外部存储器23、 HDD 24等外部存储设备、图像处理器(Graphic) 25等输出设备、 BIOS 26等输入输出设备之间对数据进行中继。数据传送路径27是处 理器1与总线控制器 的数据的路径，数据传送路径28是与外部设对于向处理器内核12供给电力的电源，根据处理器内核12的运 算量，从电压指令发生器11向电源控制控制器31发送电压指令值， 经由VR (Voltage Regulator,电压调节器)35向处理器1供给期望 的电压。电源控制控制器31监视VR35的输出电压，进行控制以使 来自电压指令发生器11的目标值与电压反馈38的值一致。
作为决定处理器内核12的动作电压的要因有电源3，电源管理 部32根据电源3是AC适配器33还是电池34而使处理器内核12的 动作电压可变。例如，在电源3是电池34的情况下，与AC适配器 33相比，降低处理器内核12的动作电压。其原因为，为了延长电池 的寿命，而通过牺牲处理器1的处理速度来降低功耗。另一方面，在 作为电源3连接了 AC适配器33的情况下，使处理器1的处理速度 优先，将动作电压设定为比电池34高。电力传送路径36表示从电源 3向VR35的电力的传送，电力传送路径37表示从VR35向处理器内 核12的电力的传送。
接下来，使用图15说明VR35的结构。在图15中，虚线的内部 相当于VR35，作为结构要素，有输入电容Cin、电源控制控制器31、 驱动器43、高压侧(high side) MOSFET ( QHl)、低压侧(low side) MOSFET (QL1)、输出电感L、输出电容Cout。 MOSFET输入的 直流电源源Vin成为图14的AC适配器33或电池34的输出。与输 出电容Cout并联连接了处理器1。对于VR35的电路动作，与从电源 控制控制器31输出的PWM信号同步地，高压侧MOSFET (QHl) 的栅极GH被驱动，在与其相逆的相位下低压侧MOSFET ( QL1)的 栅极GL被驱动。PWM信号的频率被称为开关频率，其原因在于， 以与PWM信号相同的周期，作为开关元件的高压侧MOSFET(QHl) 与低压侧MOSFET (QL1)进行导通和截止的开关动作。PWM是 Pulse Width Modulation (脉宽调制)的简写，在开关频率为恒定的 情况下使PWM信号的脉冲宽度可变，从而控制输出电压。PWM控 制的缺点在于，在成为负载的处理器的消耗电流小时，与开关相伴而发生的损失大，电源效率降低。作为解决该缺点的方法，公知在处理
器的消耗电流小时，从PWM切换为PFM ( Pulse Frequency Modulation,脉冲频率调制)的方法。PFM是在功耗小的区域中降低 开关频率的控制法，能够减小与开关相伴而发生的损失。
接下来，使用图16，说明处理器的运算量与(a)内核的动作电 压、(b)内核的时钟频率的关系。在此，将横轴设为运算量，但由 于在内核的运算量大时内核的功耗也大，所以还可以将横轴设为处理 器内核的功耗。如从(a)以及(b)的曲线可知，在处理器内核的运 算量变大时，内核的动作电压和时钟频率变高。其是被称为FV控制 (Frequency-Voltage (频率-电压)控制)的方法，在处理器内核的 运算量增加时，时钟频率和动作电压增加，损失和发热量增加。在将 损失设为P、将时钟频率设为f、将晶体管的所有输出电容设为C、 将动作电压设为V时，能够将损失P表现为P = fxCV2/2，可知在时 钟频率f和动作电压V增加时损失P也增加。相反，在运算量少的情 况下，能够积极地降低处理器内核的动作电压和时钟频率来削减功
耗o
作为如上所述在处理器的运算量小时，提高电子设备的电力效率 的技术，有如下的两个技术。
(1) 为了降低VR的开关损失，在处理器的消耗电流、即VR 的输出电流小时，降低开关频率。
(2) 为了降低处理器的损失，在处理器的运算量小时，降低处 理器内核的动作电压和时钟频率。
作为处理器的运算量小时的电力效率重要的理由，有移动计算机 等电池驱动的电子设备的寿命。例如，在个人用户的移动计算机中， 由于使用时间的卯％以上是处理器的运算量小的状态，所以降低运算 量小的区域的损失的作法在电池的长寿命化中是有效的。
如上所述，在处理器的运算量小的区域中，处理器和VR的损失 变小的结果，电源控制控制器的损失相对变大，而成为决定电池的寿 命的主要要因之一。近年来，作为电源控制控制器的损失变大的其他理由，有电源控制的数字化。以往，电源控制的主流为模拟，但由于
要求高性能的数字控制、并且能够廉价地得到数字IC，所以正式地研
究着具有许多优点的数字控制。虽然在数字控制的高性能化中时钟的 高频化是有效的，但存在数字控制控制器的损失变大这样的问题。
如上所述，相对本发明的比较技术的课题在于，由于在处理器的 运算量小的条件下，电源控制控制器的损失大，所以电子设备的电池 的寿命短。

发明内容
本发明的目的在于解决该课题，并提供一种电源系统，通过在处 理器的运算量小时降低电源控制控制器的时钟频率，能够降低电源控 制控制器的损失，延长电子设备的电池的寿命。
及所附的附图将更加明确。
在简单地说明本申请公开的发明中的代表性的发明的概要时，如 下所述。
本发明为了达成上述目的，适用于一种电源系统，其特征在于，
具有处理器；向处理器供给电力的开关调节器；使处理器的处理器 内核的动作电压和时钟频率可变的单元；以及作为开关调节器的输入 直流电压源的电池，在开关调节器中，包括电源控制控制器，根据 包括处理器内核的动作电压的指令值和检测值的至少两个以上的输 入值，生成开关的接通、断开的信号；以及电压调节器，接收上述电 源控制控制器的输出信号，将输入直流电压源变换为恒压，向处理器 供给电力，其中，在处理器的运算量的降低时，降低电源控制控制器 的时钟频率。由此，能够降低电源控制控制器的损失，延长电子设备 的电池的寿命。
效果时，如下所述。
根据本发明，具有通过在处理器的运算量小时降低电源控制控制器的时钟频率，能够提高电源系统的电力效率这样的效果。其结果， 电力效率提高，从而能够延长将电池作为电力源的电子设备的寿命。


图l是示出本发明的第一实施方式中的电源系统的框图。
图2是在本发明的第一实施方式中示出处理器内核的运算量与
电源控制控制器的时钟频率的关系的图。
图3是在本发明的第一实施方式中示出与电力效率相关的本发
明与比较技术的比较的图。
图4是在本发明的第一实施方式中示出与损失成分相关的本发
明(b)与比较技术(a)的比较的图。
图5是示出本发明的第二实施方式中的电源系统的框图。
图6是示出本发明的第三实施方式中的电源系统的框图。
图7是示出本发明的第四实施方式中的电源系统的框图。
图8是示出本发明的第五实施方式中的电源系统的框图。
图9是示出本发明的第六实施方式中的电源系统的框图。
图IO是示出本发明的第七实施方式中的电源系统的框图。
图ll是示出本发明的第八实施方式中的电源系统的框图。
图12是示出本发明的第九实施方式中的电源系统的框图。
图13是在本发明的第九实施方式中示出处理器内核的运算量与
VR的开关频率的关系的图。
图14是示出相对本发明的比较技术中的电源系统的框图。
图15是在相对本发明的比较技术中示出VR的电路图。
图16是在相对本发明的比较技术中示出处理器内核的运算量与
动作电压(a)以及时钟频率(b)的关系的图。
具体实施例方式
以下，根据

本发明的实施方式。另外，在用于说明实施 方式的所有图中，对同一部件原则上附加同一符号，省略其重复的说
ii明。
(第一实施方式) 图l是说明本发明的第一实施方式中的电源系统的框图，对于处 理器l,仅记述与动作电压和时钟频率相关的时钟。
本实施方式中的电源系统由处理器1、总线控制器2和电源3等构成。
在处理器1中，包括处理器内核12、处理器内核12的运算量检 测器13、处理器内核12的电压指令发生器11、处理器内核12的时 钟指令发生器16、倍增器15和控制IC的时钟指令发生器14等，根 据运算量来决定处理器内核12的动作电压和时钟频率。在运算量小 时，降低动作电压和时钟频率，节约功耗，在运算量大时，提高动作 电压和时钟频率，提高处理速度。
总线控制器2在处理器1与外部存储器23、 HDD 24等外部存储 设备、图像处理器25等输出设备、BIOS26等输入输出设备之间，进 行数据的中继。对于向处理器1供给电力的单元，根据来自处理器l 的电压指令，电源控制控制器31根据VR ( Voltage Regulator) 35， 向处理器l输出期望的电压。
作为电源3，有AC适配器33、作为输入直流电压源的电池34， 电源管理部32检测连接了 AC适配器33、或电池34、或其双方的情 况，通知给电源控制控制器31。
在该电源系统中，作为向处理器l供给电力的开关调节器，包括 电源控制控制器31以及VR35等。电源控制控制器31具有根据包括 处理器内核12的动作电压的指令值和检测值的至少两个以上的输入 值，生成开关的接通、断开的信号的功能。VR35具有接收电源控制 控制器31的输出信号而将输入直流电压源变换为恒压后，向处理器1 供给电力的功能。电压指令发生器11以及时钟指令发生器16等作为 使处理器内核12的动作电压和时钟频率可变的单元发挥功能。
特别地，本实施方式的电源系统与图14中示出的相对本发明的 比较技术的区别点在于，具有检测处理器内核12的运算量的运算量检测器13;根据运算量的检测值，输出电源控制控制器31的时钟 频率的指令值的时钟指令发生器14;以及接收指令值而生成电源控制
控制器31的时钟频率的分频器21,由运算量检测器13检测处理器内 核12的运算量，控制分频器21，而使电源控制控制器31的时钟频率 可变。
具体而言，在处理器内核12的运算量小时，降低电源控制控制 器31的时钟频率，削减低功耗时的损失。在图2中，在本实施方式 中的处理器内核的运算量与电源控制控制器的时钟频率的关系中，在 处理器内核的运算量小时，电源控制控制器的时钟频率低。由于处理 器内核的运算量与处理器内核的功耗存在相关，所以还可以将横轴设 为处理器内核的功耗。即，存在如果处理器内核的运算量变小，则功 耗也降低这样的关系。
在图3中，在本实施方式(本发明)与比较技术的特性比较中， 将处理器的运算量设为横轴，将电子设备的电力效率设为纵轴。在电 子设备的电力中，包括处理器、VR、电源控制控制器。通常情况下， 在电子设备的电力中，还包括图像处理器等显示装置、鼠标等输入装 置、HDD等存储装置，但由于在本发明中将处理器和对其供给电力 的电源系统作为对象，所以如上所述定义。
在图3中，相对于在比较技术中在运算量变小时电力效率降低， 在本发明中电力效率的降低较小。使用图4，说明其理由。图4示出 (a)比较技术与(b)本发明的图3中的A点(运算量小)、B点(运 算量大)的损失成分，可知在(a )比较技术中，在运算量变小时(B—A )、 处理器的损失大幅降低。其原因在于，如上所述，处理器检测运算量， 来控制动作电压和时钟频率。对于VR，在处理器内核的运算量变小 时(B—A),损失也降低。其原因为，伴随处理器的运算量降低， VR的输出电流降低，所以所发生的损失变小。另外，如上所述，对 于电源控制控制器来说，具备在VR的输出电流小时降低频率的、所 谓PWM/PFM控制的功能的情况也成为降低损失的理由。
另一方面，对于电源控制控制器，即使处理器内核的运算量降低(B—A)，损失也不降低。在比较技术中，由于不论处理器的运算量， 电源控制控制器的时钟频率始终恒定，所以电源控制控制器的损失不 会减少。
U)相对比较技术，(b)在本发明中处理器的运算量小时，不 仅是处理器和VR,而且电源控制控制器的损失也降低。其原因在于， 在处理器的运算量小时，降低电源控制控制器的时钟频率，从而削减 电源控制控制器的损失。
如上所述，根据本实施方式的电源系统，通过具有运算量检测器 13、时钟指令发生器14、分频器21等，在处理器内核12、即处理器 l的运算量小时，降低电源控制控制器31的时钟频率，从而能够降低 电源控制控制器31的损失，而提高电源系统的电力效率。其结果， 电力效率提高，从而电池34的寿命延长，能够延长将电池34作为电 力源的电子设备的寿命。 (第二实施方式)
接下来，使用图5，说明本发明的第二实施方式中的电源系统。 本实施方式与第一实施方式的区别点在于，在电源控制控制器31的 内部包括时钟发生器39。在第一实施方式中根据系统时钟经由分频器 生成了电源控制控制器31的时钟，但在本实施方式中接收从处理器1 发送的电源控制控制器的时钟指令，由电源控制控制器31内部的时 钟发生器39生成时钟。
因此，在本实施方式的电源系统中，也通过具有运算量检测器 13、时钟指令发生器14、时钟发生器39等，与第一实施方式同样地， 在处理器1的运算量小时，降低电源控制控制器31的时钟频率，从 而能够提高电源系统的电力效率，其结果，能够延长将电池34作为 电力源的电子设备的寿命。
(第三实施方式)
接下来，使用图6，说明本发明的第三实施方式中的电源系统。 本实施方式与第一实施方式的区别点在于，从处理器内核12的电压 指令发生器11计算出电源控制控制器31的时钟频率，并由电源控制
14控制器31内部的时钟发生器39生成时钟。使用如上所述在处理器1 的运算量小时，降低处理器1的动作电压这样的方法，能够根据处理 器1的动作电压来推测运算量。
因此，在本实施方式的电源系统中，也通过具有运算量检测器 13、电压指令发生器ll、时钟发生器39等，并在处理器l的动作电 压低时，降低电源控制控制器31的时钟频率，从而能够与第一实施 方式同样地，提高电源系统的电力效率，其结果，能够延长将电池34 作为电力源的电子设备的寿命。本实施方式比第一实施方式优良的点 在于，根据处理器1的内核电压来推测运算量，所以在处理器l和总 线控制器2中无需与电源控制控制器31的时钟相关的电路。
(第四实施方式)
接下来，使用图7，说明本发明的第四实施方式中的电源系统。 本实施方式与第一实施方式的区别点在于，不检测处理器1的运算量， 而由功耗检测器17检测处理器内核12的功耗。由于在处理器1的运 算量增大时功耗也增大，所以能够代替运算量而将功耗用作检测值。
因此，在本实施方式的电源系统中，通过具有功耗检测器17、 时钟指令发生器14、分频器21等，在处理器1的功耗低时，降低电 源控制控制器31的时钟频率，从而能够与第一实施方式同样地，提 高电源系统的电力效率，其结果，能够延长将电池34作为电力源的 电子设备的寿命。
(第五实施方式)
接下来，使用图8，说明本发明的第五实施方式中的电源系统。 本实施方式与第一实施方式的区别点在于，不检测处理器l的运算量， 而由温度检测器18检测处理器内核12的温度。由于在处理器1的运 算量增加时处理器内核12的温度变高，所以能够代替运算量而将温 度用作检测值。作为具体的温度检测方法，能够使用内置于处理器l 中的pn结二极管的正向电压降低。在pn结二极管的正向电压降低与 温度存在负相关，温度越高，正向电压降低越小。
因此，在本实施方式的电源系统中，通过具有温度检测器18、时钟指令发生器14、分频器21等，在处理器l的温度低时，降低电源控制控制器31的时钟频率，从而能够与第一实施方式同样地，提高电源系统的电力效率，其结果，能够延长将电池34作为电力源的电子设备的寿命。
(第六实施方式)
接下来，使用图9，说明本发明的第六实施方式中的电源系统。本实施方式与第一实施方式的区别点在于，不检测处理器l的运算量，而由激活率检测器19检测处理器内核12的激活率。由于在处理器1的运算量增加时处理器内核12的激活也增加，所以能够代替运算量而将激活率用作检测值。在此所称的激活率是指，在所有晶体管中所占的动作中的晶体管的比率。如果运算量大，则激活率提高，如果运算量小，则激活率降低。
因此，在本实施方式的电源系统中，通过具有激活率检测器19、时钟指令发生器14、分频器21等，在处理器l的激活率低时，降低电源控制控制器31的时钟频率，从而能够与第一实施方式同样地，提高电源系统的电力效率，其结果，能够延长将电池34作为电力源的电子设备的寿命。
(第七实施方式)
接下来，使用图IO，说明本发明的第七实施方式中的电源系统。本实施方式与第一实施方式的区别点在于，不检测处理器l的运算量，而由运算量检测器13以及时钟指令发生器16检测处理器内核12的时钟频率。由于在处理器1的运算量增加时时钟频率也增加，所以能够代替运算量而将时钟频率用作检测值。
因此，在本实施方式的电源系统中，通过具有运算量检测器13、处理器内核12的时钟指令发生器16、控制IC的时钟指令发生器14、分频器21等，在处理器1的时钟频率低时，降低电源控制控制器31的时钟频率，从而能够与第一实施方式同样地，提高电源系统的电力效率，其结果，能够延长将电池34作为电力源的电子设备的寿命。
(第八实施方式)接下来，使用图ll，说明本发明的第八实施方式中的电源系统。本实施方式与第一实施方式的区别点在于，处理器l的内核数为多个。
在图11中，处理器内核包括12a、 12b、 12c、 12d这四个，与处理器内核相同数量的倍增器(15a、 15b、 15c、 15d) 、 VR(35a、 35b、35c、 35d)、电源控制控制器的VR控制电路模块(41a、 41b、 41c、41d)。
处理器内核的时钟频率和VR的开关频率在各自的相下成为被最优化的频率。运算量大的处理器内核的时钟频率和VR的开关频率高，运算量小的处理器内核的时钟频率和VR的开关频率低。另一方面，电源控制控制器的时钟频率在电源控制控制器内部中相同，时钟频率依赖于开关频率最高的VR。即，由于开关频率越高，需要提高电源控制控制器的时钟频率，所以与开关频率最高的VR对应地决定电源控制控制器的时钟频率。
因此，在本实施方式的电源系统中，通过具有多个处理器内核12a、 12b、 12c、 12d的运算量检测器13、多个处理器内核12a、 12b、12c、 12d的时钟指令发生器16、控制IC的时钟指令发生器14、分频器21等，由运算量检测器13检测多个处理器中的运算量最大的处理器内核的运算量，在处理器内核的运算量低时，降低电源控制控制器31的时钟频率，从而能够与第一实施方式同样地，提高电源系统的电力效率，其结果，能够延长将电池34作为电力源的电子设备的寿命。
另外，在如本实施方式那样具有多个处理器内核的结构中，也可以代替运算量，而与上述各实施方式同样地，将动作电压、功耗、温度、激活率和时钟频率用作检测值。
(第九实施方式)
最后，使用图12，说明本发明的第九实施方式中的电源系统。本实施方式与第一实施方式的区别点在于，不仅使电源控制控制器31的时钟频率可变，而且还通过开关频率指令发生器20使VR35的开关频率也可变。以往以来存在检测VR35的输出电流，而使VR35的开关频率可变的方法，但不存在根据处理器1的运算量使VR35的开关频率和电源控制控制器31的时钟频率可变的方法。
图13是示出本实施方式中的处理器内核12的运算量(功耗)与VR35的开关频率的关系的图，处理器内核12的运算量越大，VR35的开关频率也越大。
因此，在本实施方式的电源系统中，通过具有运算量检测器13、开关频率指令发生器20、时钟指令发生器16、分频器21等，在处理器1的运算量低时，降低电源控制控制器31的时钟频率，并且降低VR35的开关频率，从而能够与第一实施方式同样地，提高电源系统的电力效率，其结果，能够延长将电池34作为电力源的电子设备的寿命。
以上，根据实施方式具体说明了由本发明者完成的发明，但本发明不限于上述实施方式，当然能够在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。
产业上的可利用性
本发明的电源系统用于个人计算机那样的电子设备中，特别能够用于在处理器用电源的控制方法中具有特征的电源系统中。
权利要求
1.一种电源系统，其特征在于，具有处理器；向上述处理器供给电力的开关调节器；使上述处理器的处理器内核的动作电压和时钟频率可变的单元；以及作为上述开关调节器的输入直流电压源的电池，在上述开关调节器中，包括电源控制控制器，根据包括上述处理器内核的动作电压的指令值和检测值的至少两个以上的输入值，生成开关的接通、断开的信号；以及电压调节器，接收上述电源控制控制器的输出信号，将上述输入直流电压源变换为恒压，向上述处理器供给电力，其中，该电源系统包括运算量检测器，检测上述处理器内核的运算量；指令发生器，根据上述运算量的检测值，输出上述电源控制控制器的时钟频率的指令值；以及分频器，接收上述指令值，生成上述电源控制控制器的时钟频率，在由上述运算量检测器检测到运算量的降低时，控制上述分频器，降低上述电源控制控制器的时钟频率。
2. —种电源系统，其特征在于，具有处理器；向上述处理器 供给电力的开关调节器；使上述处理器的处理器内核的动作电压和时 钟频率可变的单元；以及作为上述开关调节器的输入直流电压源的电 池，在上述开关调节器中，包括电源控制控制器，根据包括上述处 理器内核的动作电压的指令值和检测值的至少两个以上的输入值，生 成开关的接通、断开的信号；以及电压调节器，接收上述电源控制控 制器的输出信号，将上述输入直流电压源变换为恒压，向上述处理器 供给电力，其中，该电源系统包括运算量检测器，检测上述处理器内核的运算量； 指令发生器，根据上述运算量的检测值，输出上述电源控制控制器的 时钟频率的指令值；以及时钟发生器，接收上述指令值，生成上述电 源控制控制器的时钟频率，在由上述运算量检测器检测到运算量的降低时，控制上述时钟发生器，降低上述电源控制控制器的时钟频率。
3. —种电源系统，其特征在于，具有处理器；向上述处理器 供给电力的开关调节器；使上迷处理器的处理器内核的动作电压和时 钟频率可变的单元；以及作为上述开关调节器的输入直流电压源的电 池，在上述开关调节器中，包括电源控制控制器，根据包括上述处 理器内核的动作电压的指令值和检测值的至少两个以上的输入值，生 成开关的接通、断开的信号；以及电压调节器，接收上述电源控制控 制器的输出信号，将上述输入直流电压源变换为恒压，向上述处理器 供给电力，其中，该电源系统包括运算量检测器，检测上述处理器内核的运算量； 以及电压指令发生器，根据上迷运算量的检测值，生成上述处理器内 核的电压指令值，在上述电源控制控制器检测到降低上述处理器内核 的电压的电压指令值时，降低上述电源控制控制器的时钟频率。
4. 一种电源系统，其特征在于，具有处理器；向上述处理器 供给电力的开关调节器；使上述处理器的处理器内核的动作电压和时 钟频率可变的单元；以及作为上述开关调节器的输入直流电压源的电池,在上述开关调节器中，包括电源控制控制器，根据包括上述处 理器内核的动作电压的指令值和检测值的至少两个以上的输入值，生 成开关的接通、断开的信号；以及电压调节器，接收上述电源控制控 制器的输出信号，将上述输入直流电压源变换为恒压，向上述处理器 供给电力，其中，该电源系统包括功耗检测器，检测上述处理器内核的功耗；指 令发生器，根据上述功耗的检测值，输出上述电源控制控制器的时钟 频率的指令值；以及分频器，接收上述指令值，生成上述电源控制控 制器的时钟频率，在由上述功耗检测器检测到功耗的降低时，控制上 述分频器，降低上述电源控制控制器的时钟频率。
5. —种电源系统，其特征在于，具有处理器；向上述处理器供给电力的开关调节器；使上述处理器的处理器内核的动作电压和时 钟频率可变的单元；以及作为上述开关调节器的输入直流电压源的电 池，在上述开关调节器中，包括电源控制控制器，根据包括上述处 理器内核的动作电压的指令值和检测值的至少两个以上的输入值，生 成开关的接通、断开的信号；以及电压调节器，接收上述电源控制控 制器的输出信号，将上述输入直流电压源变换为恒压，向上述处理器 供给电力，其中，该电源系统包括温度检测器，检测上述处理器内核的温度；指 令发生器，根据上述温度的检测值，输出上述电源控制控制器的时钟 频率的指令值；以及分频器，接收上述指令值，生成上述电源控制控制器的时钟频率，在由上述温度检测器检测到温度的降低时，控制上 述分频器，降低上述电源控制控制器的时钟频率。
6. —种电源系统，其特征在于，具有处理器；向上述处理器 供给电力的开关调节器；使上述处理器的处理器内核的动作电压和时 钟频率可变的单元；以及作为上述开关调节器的输入直流电压源的电 池，在上述开关调节器中，包括电源控制控制器，根据包括上述处 理器内核的动作电压的指令值和检测值的至少两个以上的输入值，生 成开关的接通、断开的信号；以及电压调节器，接收上述电源控制控 制器的输出信号，将上述输入直流电压源变换为恒压，向上述处理器 供给电力，其中，该电源系统包括激活率检测器，检测上述处理器内核的电路激 活率；指令发生器，根据上述电路激活率的检测值，输出上述电源控 制控制器的时钟频率的指令值；以及分频器，接收上述指令值，生成 上述电源控制控制器的时钟频率，在由上述激活率检测器检测到电路 激活率的降低时，控制上述分频器，降低上述电源控制控制器的时钟 频率。
7. —种电源系统，其特征在于，具有处理器；向上述处理器供给电力的开关调节器；使上述处理器的处理器内核的动作电压和时 钟频率可变的单元；以及作为上述开关调节器的输入直流电压源的电 池，在上述开关调节器中，包括电源控制控制器，根据包括上述处 理器内核的动作电压的指令值和检测值的至少两个以上的输入值，生 成开关的接通、断开的信号；以及电压调节器，接收上述电源控制控 制器的输出信号，将上述输入直流电压源变换为恒压，向上述处理器 供给电力，其中，该电源系统包括时钟检测器，检测上述处理器内核的时钟指令 值；指令发生器，根据上述处理器内核的时钟指令值，输出上述电源 控制控制器的时钟频率的指令值；以及分频器，接收上述电源控制控 制器的时钟的指令值，生成上述电源控制控制器的时钟频率，在由上 述时钟检测器检测到上述处理器内核的时钟的降低时，降低上述电源 控制控制器的时钟频率。
8. —种电源系统，其特征在于，具有处理器；向上述处理器 供给电力的开关调节器；使上述处理器的多个处理器内核各自的动作 电压和时钟频率可变的单元；以及作为上述开关调节器的输入直流电 压源的电池，在上述开关调节器中，包括电源控制控制器，根据包括上述多 个处理器内核各自的动作电压的指令值和检测值的至少两个以上的 输入值，生成开关的接通、断开的信号；以及电压调节器，接收上述 电源控制控制器的输出信号，将上述输入直流电压源变换为恒压，向 上述处理器供给电力，其中，该电源系统包括运算量检测器，检测上述多个处理器内核的运 算量；指令发生器，根据上述运算量的检测值，输出上述电源控制控 制器的时钟频率的指令值；以及分频器，接收上述指令值，生成上述 电源控制控制器的时钟频率，检测上述多个处理器内核中的运算量最 大的处理器的运算量，在由上述运算量检测器检测到运算量的降低 时，控制上述分频器，降低上述电源控制控制器的时钟频率。
9. 一种电源系统，其特征在于，具有处理器；向上述处理器 供给电力的开关调节器；使上述处理器的处理器内核的动作电压和时 钟频率可变的单元；以及作为上述开关调节器的输入直流电压源的电 池，在上述开关调节器中，包括电源控制控制器，根据包括上述处 理器内核的动作电压的指令值和检测值的至少两个以上的输入值，生 成开关的接通、断开的信号；以及电压调节器，接收上述电源控制控 制器的输出信号，将上述输入直流电压源变换为恒压，向上述处理器 供给电力，其中，该电源系统包括运算量检测器，检测上述处理器内核的运算量； 指令发生器，根据上迷运算量的检测值，输出上述电源控制控制器的 时钟频率的指令值；以及分频器，接收上述指令值，生成上述电源控 制控制器的时钟频率，在由上述运算量检测器检测到运算量的降低 时，控制上述分频器，降低上述电源控制控制器的时钟频率，降低上 述开关调节器的开关频率。
全文摘要
本发明提供一种电源系统，通过在处理器的运算量小时，降低电源控制控制器的时钟频率，能够降低电源控制控制器的损失，延长电子设备的电池的寿命。在电源系统中，具有处理器(1)；作为向处理器(1)供给电力的开关调节器的电源控制控制器(31)以及VR(35)；使处理器(1)的处理器内核的动作电压和时钟频率可变的电压指令发生器(11)以及时钟指令发生器(16)；以及作为开关调节器的输入直流电压源的电池(34)，其中，在处理器(1)的运算量小时，降低电源控制控制器(31)的时钟频率。由此，能够降低电源控制控制器(31)的损失，延长电子设备的电池(34)的寿命。
文档编号H02M3/155GK101606115SQ20078004459
公开日2009年12月16日 申请日期2007年11月21日 优先权日2006年12月7日
发明者桥本贵之, 白石正树, 秋山登 申请人:株式会社瑞萨科技