CN100412753C - 主机板芯片组工作电压产生电路 - Google Patents

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Abstract

一种主机板芯片组工作电压产生电路，包括分压模块、控制模块及输出模块。其中，分压模块主要包括若干串联连接的电阻，控制模块采用电压跟随器接法的运算放大器，输出模块主要包括一MOS管。所述运算放大器的正相输入端连接至所述电阻之间的节点，其输出端连接至MOS管的栅极。所述MOS管的漏极直接连接至一核心电压，其源极连接至电路的输出端。通过运算放大器的控制作用，并直接采用了核心电压作为MOS管的输入信号，可保证输出端的信号满足芯片对工作电压的要求。

Description

主机板芯片组工作电压产生电路
【技术领域】
本发明涉及一种主机板芯片组工作电压产生电路，特别是一种电路可靠度及转换效率较高的主机板芯片组工作电压产生电路。
【背景技术】
电脑主机板上的中央处理器(CPU)及芯片组必须得到一个足够的工作电压才能够正常工作，该工作电压是由电脑的主机板来提供。由于北桥、南桥等芯片均为大规模集成电路芯片，其内部各电路模块的工作电压不尽相同，所以主机板上会针对其内部不同的电路模块设置不同的电源电路，来为芯片组提供合适的工作电压，以维持电脑正常工作。
现在业界常用的英特尔865/915系列主机板芯片组的1.2V电源电路如图1所示，在此电路中，输出端的信号Vout为1.2V，且该信号必须在图1中核心电压Vcore(1D5V_CORE)有高电平输入后出现。其中：该电路包括稳压模块11，锁定模块13，控制模块15以及调整输出模块17。稳压模块11一端接地，另一端通过电阻R1连接至后备电源Vsb(3D3V_SB)，其包括并联连接的电容C1与具有稳压作用的芯片U3，用于稳定节点M的电压。锁定模块13包括晶体管Q1及Q2，，其作用在于使输出端的信号在核心电压Vcore有高电平信号输入后出现。其中晶体管Q1的发射极接地，基极通过电阻R2连接至核心电压Vcore，其集电极通过电阻R3连接至后备电源Vsb；晶体管Q2的基极与晶体管Q1的集电极相连，发射极接地，其集电极经过电阻R4后接地。运算放大器A1和A2组成控制模块15，运算放大器A1和A2为电压跟随器的接法，使其输出端的电压与其输入端进入的电压信号保持一致。调整输出模块17主要包括MOS管(金属-氧化物-半导体场效应管)Q3及Q4，其作用在于使***电源Vsys(3D3V_SYS)的3.3V输入电压经MOS管Q3降压后达到约2.2V的水平，再经MOS管Q4降压后达到约1.2V的水平，以供输出负载使用。
在上述电路中，由于输出信号必须经两级MOS管才能到达输出，则当该电路处于满载或高载情况时，其具有以下缺陷(设满载时输出电流Iout为5A)：
1.电路可靠度低：
电路满载工作时，在MOS管Q3及Q4上产生的功率损耗分别为：
PQ3＝UQ3×Iout＝(3.3-2.2)×5＝5.5W
PQ4＝UQ4×Iout＝(2.2-1.2)×5＝5W
在一般主机板上的贴片元件所允许的散热空间下，上述MOS管Q3及Q4的功耗过大，会使电路主要器件长期工作在高温状态下，易产生故障或降低其使用寿命。
2.转换效率低下：
满载时：
Pin＝Uin×Iin＝Uin×Iout＝3.3×5＝16.5W
Pout＝Uout×Iout＝1.2×5＝6W
则电路的转换效率为：
η＝(Pout/Pin)×100％＝(6/16.5)×100％≈36.4％
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种主机板芯片组工作电压产生电路，特别是一种电路可靠度及转换效率较高的主机板芯片组工作电压产生电路。
一种主机板芯片组工作电压产生电路，包括分压模块、控制模块及输出模块。其中，分压模块主要包括若干串联连接的电阻，控制模块采用电压跟随器接法的运算放大器，输出模块主要包括一MOS管。所述运算放大器的正相输入端连接至所述电阻之间的节点，其输出端连接至MOS管的栅极。所述MOS管的漏极直接连接至一核心电压，其源极连接至电路的输出端。通过运算放大器的控制作用，并直接采用了核心电压作为MOS管的输入信号，可保证输出端的信号满足芯片对工作电压的要求。
本发明与现有技术相比具有以下优点：通过采用较少的电子元件来实现同样的电路功能，
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明现有主机板芯片组工作电压产生电路的电路图。
图2是本发明主机板芯片组工作电压产生电路的电路图。
【具体实施方式】
请参阅图2，本发明的主机板芯片组工作电压产生电路包括分压模块21、控制模块23及输出模块25。其中，分压模块21主要包括串联连接的电阻R5、R6、R7，控制模块23采用电压跟随器接法的运算放大器A3，输出模块25主要包括MOS管Q5。该运算放大器A3的正相输入端连接至电阻R6与R7之间的节点，其输出端连接至MOS管Q5的栅极。该MOS管Q5的漏极直接连接至核心电压Vcore，其源极连接至电路的输出端。
工作时，后备电源Vsb产生的信号经电阻R5、R6、R7分压后，在节点N产生1.2V左右的电压。该电压自运算放大器A3的正相输入端输入，则运算放大器A3输出端的电压也稳定在1.2V左右。此时核心电压Vcore产生高电平信号自MOS管Q5的漏极输入，运算放大器A3输出端的电压会调节MOS管Q5的导电沟道的宽度，使MOS管Q5源极输出的电压也约为1.2V，则该输出信号即可自输出端输出以供负载芯片使用。
在上述电路中，通过适当调节电阻R5、R6、R7的值，使节点N的电压为1.2V左右，即通过运算放大器A3的控制作用使输出电压满足1.2V的要求。而由于直接采用了核心电压Vcore作为MOS管Q5的输入信号，可保证输出端的信号是在核心电压Vcore有高电平信号后出现。如此，即可满足芯片对工作电压的要求。同时，上述电路与现有的主机板芯片组工作电压产生电路相比具有以下优点(设满载时输出电流Iout为5A)：
1.电路可靠度较高：
电路满载工作时，在Q5的功率损耗分别为：
PQ5＝UQ5×Iout＝(1.5-1.2)×5＝1.5W
即MOS管Q5的功耗较现有技术大为减小，使其产生的热量在主机板上的贴片元件所允许的散热范围内，降低了工作温度，减小了元件的损耗并提高了电路的可靠度。
2.转换效率低下：
满载时：
Pin＝Uin×Iin＝Uin×Iout＝1.5×5＝7.5W
Pout＝Uout×Iout＝1.2×5＝6W
则电路的转换效率为：
η＝(Pout/Pin)×100％＝(6/7.5)×100％＝80％
可知，本发明的工作电压产生电路较现有技术有很大提高。
同时，由于本发明的电路组成较现有技术更为简单，故也减少了电路元件的使用，从而降低了电路的制作成本。

Claims (6)

1. 一种主机板芯片组工作电压产生电路，包括：
分压模块，连接于一第一电源，通过分压产生一稳定电压；
控制模块，与所述分压模块连接，通过接受所述稳定电压来控制其输出电压；
输出模块，连接于一第二电源，受所述控制模块的输出电压的控制，将所述第二电源输入的电压信号转化为一输出信号，并将此输出信号反馈至所述控制模块；
其特征在于：
所述输出模块包括一金属-氧化物-半导体场效应管，所述金属-氧化物-半导体场效应管的栅极连接至所述控制模块，漏极连接至所述第二电源，其源极输出所述主机板芯片组的工作电压。
2. 如权利要求1所述的主机板芯片组工作电压产生电路，其特征在于：所述分压模块包括若干电阻，所述稳定电压由所述电阻对所述第一电源进行分压后产生。
3. 如权利要求1所述的主机板芯片组工作电压产生电路，其特征在于：所述控制模块包括一运算放大器，所述运算放大器的正相输入端接收所述分压模块产生的稳定电压，负相输入端接收来自所述输出模块的反馈信号，其输出端输出一电压至所述输出模块。
4. 如权利要求1所述的主机板芯片组工作电压产生电路，其特征在于：所述第一电源为一3.3伏电源。
5. 如权利要求1所述的主机板芯片组工作电压产生电路，其特征在于：所述第二电源为一1.5伏电源。
6. 如权利要求1所述的主机板芯片组工作电压产生电路，其特征在于：所述主机板芯片组的工作电压为1.2伏。
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