CN101943938B - 电源控制装置及使用电源控制装置的*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源控制装置及使用电源控制装置的***。所述电源控制装置，用以控制一主机自一省电模式安全进入一工作模式，其中所述主机在所述省电模式即将进入所述工作模式之际发出一电源切换信号。所述电源控制装置包括一稳压器及一控制负载。其中所述稳压器用以接收一输入电压，并以一输出端用以提供一输出电压至所述主机；而所述控制负载用以当接收所述电源切换信号时，自所述稳压器的所述输出端汲取一电流，并在一既定时间后送出一启动信号至所述主机以通知所述主机进入所述工作模式。

Description

电源控制装置及使用电源控制装置的***

技术领域

本发明是关于电源控制装置，更是关于操作在多个电压模式下的电源控制装置。

背景技术

随着半导体工艺进入次微米时代，各种电子装置为了达到减低耗电的目的，通常将其工作电压予以降低。如此一来，所述电子装置所接收的电源供应电压往往相异并远高于本身所需的工作电压。此时，一般的作法是在所述电源与所述电子装置之间配置一稳压器(voltage regulator)或一直流对直流转换器(DC-to-DC converter)等装置以协调电源与电子装置间相异的电压。

图1为已知技术的一低压差(Low Dropout)线性稳压器的示意图。低压差线性稳压器(简称LDO)为稳压器的一种，如图1所示，LDO 100用以自电源(图未示)接收一输入电压V_in，并将一输出电压V_out供应至电子装置(图未示)。其中，取样电路110由电阻R₁及R₂所组成，用以自输出电压V_out取得一取样电压V_sp，并将所述取样电压V_sp回馈至比较放大器120与一参考电压V_REF进行比较，两者的差值经比较放大器120放大后，控制功率放大器130的压降，从而稳定输出电压V_out。

值得注意的是，某些电子产品不只以一固定电源操作，而是切换于多种电源模式之间，其间的电力变化可能相当大。以电脑主机为例，其常见的电源模式包括：工作模式与省电模式(甚至更细分为休眠模式及睡眠模式)。图2为电脑主机切换于不同电源模式的示意图。当指令IN₁启动高压电源放大器21时，电脑主机以较高电流(举例而言，100mA)操作于工作模式下；而当指令IN₂启动低压电源放大器22时，电脑主机则改以较低电流(举例而言，0.1μA)操作于省电模式下以节省电能。两模式间常具有不同的工作电流，以上述LDO100而言，当输出负载产生剧烈变化时，由于包括功率放大器130在内的输出控制元件切换速度不及，使得输出电压V_out出现巨大的电压差，此易使LDO100损毁进而导致主机发生异常。解决此问题虽然可采用传统的作法，在LDO100的输出端上配置一大电容来降低此效应，然而，并非所有电子产品皆允许在IC外配置大电容，若将此大电容内建于IC上亦会使制造成本大幅提高。

发明内容

本发明提供一种电源控制装置，用以控制一主机自一省电模式安全进入一工作模式，其中所述主机在所述省电模式即将进入所述工作模式之际发出一电源切换信号。所述电源控制装置包括一稳压器及一控制负载。其中所述稳压器用以接收一输入电压，并以一输出端用以提供一输出电压至所述主机；而所述控制负载用以当接收所述电源切换信号时，自所述稳压器的所述输出端汲取一电流，并在一既定时间后送出一启动信号至所述主机以通知所述主机进入所述工作模式。

本发明另提供一种***，可自一省电模式安全进入一工作模式。所述***包括一主机、一稳压器、一控制电路以及一虚拟负载。其中所述主机在所述省电模式即将进入所述工作模式之际发出一电源切换信号；所述稳压器用以接收一输入电压，并以一输出端提供一输出电压至所述主机；所述控制电路，用以当接收所述电源切换信号时发出一控制信号，并在一既定时间后送出所述启动信号至所述主机以通知所述主机进入所述工作模式；而所述虚拟负载，耦接于所述控制电路与所述稳压器之间，用以接收所述控制信号的控制而在所述既定时间内使所述稳压器输出的所述电流提升至一定值。

本发明提供一种电源控制装置及使用所述电源控制装置的***，当主机320由省电模式返回工作模式而电流剧增时仍能稳定地提供电源至所述主机。

附图说明

图1为已知技术的一低压差线性稳压器的示意图；

图2为电脑主机切换于不同电源模式的示意图；

图3为依据本发明一实施例的电源控制装置示意图；

图4为依照本发明的电源控制装置的时序图。

附图标号

100～LDO                   110～取样电路

120～比较放大器            130～功率放大器

300～***                  310～电源控制装置

320～主机                  340～控制负载

342～控制电路              346～虚拟负载

V_in～输入电压              V_out～输出电压

V_sp～取样电压              V_REF～参考电压

IN₁～指令                  IN₂～指令

Power_up～电源切换信号     I_VO～输出电流

LDO_ready～启动信号        Crl～控制信号

i_b～饱和电值               i_a～省电模式下的电流值

t1，t2，t3～时间           R₁，R₂～电阻

330～LDO

具体实施方式

为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

图3为依据本发明一实施例的电源控制装置示意图。主机320可切换于一省电模式(在此实施例中为低电流模式)与一工作模式(在此实施例中为正常电流模式)之间。熟悉本技术的人员可知，电脑主机在切换电源模式之际会发出信号通知其周边装置。在本实施例中，当所述主机320在所述省电模式即将进入所述工作模式时，会对本发明的电源控制装置发出一电源切换信号Power_up，而本发明的电源控制装置310的目的即在于：当所述主机320由省电模式返回工作模式而电流剧增时仍能稳定地提供电源至所述主机320。

本发明的电源控制装置310至少包括一稳压器330及一控制负载340。举例而言，所述稳压器330在此实施例中为一低压差线性稳压器330(简称LDO330)，然而在其他实施例中可以直流对直流转换器等其他稳压器替代，熟悉本技术的人员不必以此为限。其中，LDO 330用以自一电压源(图未示)接收一输入电压V_in，并以一输出端A将一输出电压V_out提供至主机320。所述控制负载340耦接所述LDO 330的输出端A及所述主机320，其中，当所述控制负载340接收到主机320所发出的电源切换信号Power_up时，会自所述LDO 330的输出端A汲取一电流，而LDO 330的输出电流I_VO会因此逐步提升。此外，控制负载340又会在一既定时间后送出一启动信号LDO_ready至所述主机320以通知所述主机320可以安全地进入所述工作模式。举例而言，若所述主机320为一数位装置，则主机320可通过开启一时脉产生器(Clock Generator)的方式来启动其工作模式。通过本发明所述既定时间的延迟作用，使得主机320不致于猛然自所述省电模式切换至所述工作模式，此将避免使LDO 330遭受瞬时电压差而损毁，进而影响主机320的稳定性。

在一较佳的实施例中，本发明的控制负载340更包括一控制电路342及一虚拟负载(Dummy Load)346。所述控制电路340耦接至主机320，用以在接收自主机320而来的电源切换信号Power_up时，发出一控制信号Crl至所述虚拟负载344，并在上述既定时间后送出所述启动信号LDO_ready至主机320。而所述虚拟负载(Dummy Load)346，耦接于所述控制电路342与所述LDO 330之间，用以接收所述控制信号Crl的控制而在所述既定时间内使所述LDO 330的输出电流I_VO提升至一定值。举例而言，所述虚拟负载346可受所述控制信号Crl的控制而在所述既定时间内使得所述LDO 330的输出电流进入其饱和区，则所述定值即为所述虚拟负载346的饱和电流值。关于虚拟负载346的特性为一已知技术，故在此不再赘述。

图4为依照本发明的电源控制装置的时序图。请一并参照上述实施例。从图中可知，依照本发明，低位准的电源切换信号Power_up即表示所述主机320仍处于所述省电模式。主机320在时间t₁时发出一电源切换信号Power_up(即电源切换信号Power_up由低位准切换至高位准)，此时主机320将不直接进入所述工作模式，取而代之的，受到本发明的控制所述路342的作用，主机320将在间隔一既定时间t_d后始进入所述工作模式。而在此既定时间t_d之内，所述虚拟负载346会自所述LDO 330汲取电流而使所述LDO 330的输出电流I_VO由省电模式下的电流值i_a逐步上升，而后，举例而言，虚拟负载346可在时间t2时依其本身特性，使得输出电流I_VO达到一饱和电流值i_b。在所述既定时间t_d过后，主机320会在时间t₃时完全进入工作模式，此时LDO330在经本发明作用后已达理想状态而将不致遭受工作模式的高电流破坏。最后，在时间t₄时，所述控制所述路342可将所述虚拟负载346汲取电流的功能予以关闭以节省电能，然而本发明不以此为限。此外，熟悉本技术的人员当可依据本发明对既定时间t_d的各时段(包括t₁至t₂，t₂至t₃)作适当的配置。

上述实施例整体而言即为一种可自一省电模式安全进入一工作模式的***300。请参照图3，所述***300包括一主机320、一LDO 330、一控制电路342、及一虚拟负载346。其中所述主机320在所述省电模式即将进入工作模式之际发出一电源切换信号Power_up。而所述LDO 330用以接收一输入电压V_in，并以一输出端A提供一输出电压V_out至所述主机320。所述控制电路342用以当接收所述电源切换信号Power_up时发出一控制信号Crl，并在一既定时间t_d后送出所述启动信号LDO_ready至所述主机320以通知所述主机320进入所述工作模式。而所述虚拟负载346耦接于所述控制电路342与所述LDO330之间，用以接收所述控制信号Crl的控制而在所述既定时间t_d内使所述LDO 330的输出电流I_VO提升至一定值。

在本发明的范围内，将包括所有修饰及改变，将由权利要求范围所保护。

Claims (18)

1.一种电源控制装置，其特征在于，用以控制一主机自一省电模式安全进入一工作模式，其中所述主机在所述省电模式即将进入所述工作模式之际发出一电源切换信号，所述电源控制装置包括：

一稳压器，用以接收一输入电压，并以一输出端用以提供一输出电压至所述主机；以及

一控制负载，用以当接收所述电源切换信号时，自所述稳压器的所述输出端汲取一电流，并在一既定时间后送出一启动信号至所述主机以通知所述主机进入所述工作模式；其中，所述控制负载包括：一控制电路，用以当接收所述电源切换信号时发出一控制信号，并在所述既定时间后送出所述启动信号；以及一虚拟负载，耦接于所述控制电路与所述稳压器之间，用以接收所述控制信号的控制而在所述既定时间内使所述稳压器输出的所述电流提升至一定值。

2.如权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述定值高于所述主机在所述省电模式下运作所需的电流值。

3.如权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述控制电路使所述虚拟负载在所述既定时间内使所述稳压器输出进入一饱和区。

4.如权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述控制电路在所述主机进入所述工作模式后关闭所述虚拟负载。

5.如权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述省电模式为一低电流模式；而所述工作模式为一正常电流模式。

6.如权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述稳压器为一直流对直流转换器。

7.如权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述稳压器为一低压差线性稳压器。

8.如权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述输入电压不同于所述输出电压。

9.如权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，所述主机通过开启一时脉产生器而进入所述工作模式。

10.一种使用电源控制装置的***，其特征在于，可自一省电模式安全进入一工作模式，所述***包括：

一主机，在所述省电模式即将进入所述工作模式之际发出一电源切换信号；

一稳压器，用以接收一输入电压，并以一输出端提供一输出电压至所述主机；

一控制电路，用以当接收所述电源切换信号时发出一控制信号，并在一既定时间后送出启动信号至所述主机以通知所述主机进入所述工作模式；以及

一虚拟负载，耦接于所述控制电路与所述稳压器之间，用以接收所述控制信号的控制而在所述既定时间内使所述稳压器输出的电流提升至一定值。

11.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述定值高于所述主机在所述省电模式下运作所需的电流值。

12.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述控制电路使所述虚拟负载在所述既定时间内使所述稳压器输出进入一饱和区。

13.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述控制电路在所述主机进入所述工作模式后关闭所述虚拟负载。

14.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述省电模式为一低电流模式；而所述工作模式为一正常电流模式。

15.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述稳压器为一直流对直流转换器。

16.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述稳压器为一低压差线性稳压器。

17.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述输入电压不同于所述输出电压。

18.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述主机通过开启一时脉产生器而进入所述工作模式。

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