TWI396356B - 電源適配電路 - Google Patents

Description

電源適配電路

本發明係關於一種電源適配電路。

電源係電腦之功率部件，電腦中每個部件之電能均來源於電源，它係保證電腦硬體正常運作最基本之前提，電源之好壞直接影響著電腦能否正常運行。

電腦電源發展到現在主要有ATX電源和BTX電源兩大類型。

ATX電源係目前PC之標準電源。它除了具備必需之±5V、±12V四路電壓輸出，還有+3.3V電壓提供給主機板，以及+5V_SB(Stand By，輔助)電壓用作啟動電壓。此外，還有一個用於接收一電平訊號之PS_ON(Power Supply-ON，電源開機)訊號引腳以及一個PWR_GOOD(Power Good，電源正常)訊號引腳。

從ATX電源規範知，當電源處於正常工作狀態時，主機板提供電平訊號使電源PS_ON訊號引腳為低電平，電源之所有電壓都正常輸出，同時輸出高電平PWR_GOOD訊號給主機板，其中PWR_GOOD訊號5V_SYS，3.3V_SYS，+12V電壓在時序上延時100-500ms。而在待機狀態時，主機板提供電平訊號使電源之PS_ON訊號引腳為高電平，此時電源只提供+5V_SB電壓，其餘5V_SYS、3.3V_SYS、+12V等電壓均停止輸出，同時輸出之PWR_GOOD訊號需要立即轉為低電平。

當主機板研發完成投入市場後，用戶可能會採用各種不廠家之產品離散性差異，可能會導致主機板在搭配某種電源時出現不能工作之情況，亦即主機板與電源不相容。造成這種不相容之原因有二，其一係時序之延時不匹配或電壓不匹配；其二係不同之主機板晶片會有不同之PWR_GOOD電壓，例如從ATX電源發出一個PWR_GOOD訊號為5V TTL(Transistor-Transistor Logic)之電平，在主機板上該電平通常用作主機板晶片之啟動電壓，而有些晶片之啟動電壓為3.3V，因此從電源發出之PWR_GOOD訊號不能啟動主機板上之3.3V晶片，造成主機板不能開機。

鑒於以上內容，有必要提供一種能為主機板提供兩種不同電壓之電源正常訊號之電源適配電路。

一種電源適配電路，包括一電源連接器、一第一開關元件、一第二開關元件、一第一電源端、一第二電源端、一第一傳輸線、一第二傳輸線、一電阻和一輸出端，該電源連接器包括一電源正常訊號引腳和一電壓引腳，該兩開關元件均包括一第一端、一第二端和一第三端；該第二開關元件之第一端與該電源連接器之電源正常訊號引腳相連，該第二開關元件之第二端透過該電阻與該電源連接器之電壓引腳相連；該第一開關元件之第一端與該第二開關元件之第二端相連，該第一開關元件之第二端可選擇性地藉由一連接元件使該第一傳輸線與該第一電源端電性連通，或使該第二傳輸線與該第二電源端電性連通，該第一開關元件之第二端還與該輸出端相連；該兩開關元件之第三端均接地；當該電源連接器之電源正常訊號引腳輸出高電平時，該第二開關元件導通，該第一開關元件截止，使該輸出端輸出該第一電源端或該第二電源端之電壓。

相較習知技術，該電源適配電路，利用該第一開關元件之第二端根據主機 板晶片啟動電壓之需求可選擇性地連接到該第一電源端或該第二電源端之特點，來為該輸出端提供一合適電壓訊號作為主機板晶片之啟動電壓訊號，以此滿足不同類型主機板晶片啟動電壓之要求，從而提高了主機板對電源之相容性。

H‧‧‧電源連接器

Q1‧‧‧第一電晶體

Q2‧‧‧第二電晶體

Q3‧‧‧第三電晶體

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

R3‧‧‧第三電阻

10‧‧‧第一傳輸線

20‧‧‧第二傳輸線

V1‧‧‧第一電源端

V2‧‧‧第二電源端

PG‧‧‧輸出端

C‧‧‧電容

PWR_GOOD‧‧‧電源正常訊號引腳

PS_ON‧‧‧電源開機訊號引腳

圖1係本發明電源適配電路之較佳實施方式之電路圖。

請參考圖1，本發明電源適配電路之較佳實施方式包括一電源連接器H、一第一電晶體Q1、一第二電晶體Q2、一第三電晶體Q3、一第一電阻R1、一第二電阻R2、一第三電阻R3、一第一電源端V1、一第二電源端V2、一第一傳輸線10、一第二傳輸線20、一電容C和一輸出端PG。在本較佳實施方式中電源連接器H為一ATX24PIN連接器，其包括一電源開機訊號引腳PS_ON、一電源正常訊號引腳PWR_GOOD及一5V電壓引腳；該三個電晶體均為NPN型電晶體且均包括一第一端、一第二端及一第三端，該第一、第二及第三端分別為基極、集極及射極。

該第二電晶體Q2之基極透過該第二電阻R2與該電源連接器H之電源正常訊號引腳PWR_GOOD相連；集極透過該第一電阻R1與該電源連接器H之5V電壓引腳相連。該第一電晶體Q1之基極與該第二電晶體Q2之集極相連；集極藉由在該第一傳輸線10之斷開部分上連接一連接元件與該第一電源端V1電性連通，或藉由在該第二傳輸線20之斷開部分上連接一連接元件與該第二電源端V2電性連通，並透過該電容C接地，還與該輸出端PG相連。該第三電晶體Q3之基極透過該第三電阻R3與該電源連接器H之電源開機訊號引腳PS_ON相連；集極與該輸出端PG相連。該三個電晶體之射極均接地。

該電源連接器H用於連接一ATX電源；該第一電晶體Q1、第二電晶體Q2及第 三電晶體Q3起到控制開關之作用；該第一電阻R1為上拉電阻，該第二電阻R2及第三電阻R3均為限流電阻；該電容C為濾波電容；該第一電源端V1為ATX電源之3.3V_SYS端；該第二電源端V2為ATX電源之5V_SYS端；該連接元件為電阻；該輸出端PG用於向主機板輸出一啟動電壓訊號。

本發明電源適配電路之工作原理如下：當主機板晶片之啟動電壓要求為3.3V時，先在該第一傳輸線10之斷開部分上焊接一電阻，使該第一電晶體Q1之集極與該第一電源端V1電性連通，該第二傳輸線20之斷開部分空接。電腦開機後，該電源連接器H之電源開機訊號引腳PS_ON為低電平，透過該第三電阻R3後使得該第三電晶體Q3截止；同時該電源連接器H之電源正常訊號引腳PWR_GOOD之輸出電壓為高電平，透過該第二電阻R2後使得該第二電晶體Q2導通，該第二電晶體Q2之集極變為低電平，故該第一電晶體Q1之基極為低電平，該第一電晶體Q1截止，此時，該輸出端PG直接將該第一電源端V1之3.3V電平輸出給主機板。同理，當主機板晶片之啟動電壓要求為5V時，先在該第二傳輸線20之斷開部分上焊接一電阻，使第一電晶體Q1之集極與該第二電源端V2電性連通，該第一傳輸線10之斷開部分空接。電腦開機後，該輸出端PG直接將該第二電源端V2之5V電平輸出給主機板。

當電腦關機時，該電源連接器H之電源正常訊號引腳PWR_GOOD之輸出電壓迅速由高電平變為低電平，該第二電晶體Q2截止，其集極變為高電平，該第一電晶體Q1導通，該輸出端PG輸出給主機板之電平將為低電平，在相位上與該電源連接器H之電源正常訊號引腳PWR_GOOD之輸出訊號係相同的，能滿足ATX電源規範。然經過使用與測試發現，當有些電源品質較差時，該電源連接器H之電源正常訊號引腳PWR_GOOD之輸出電壓從高電平掉到低電平後經過很小一段時間又立刻反彈為高電平，使得時序上出現 混亂。為了避免在關機時，該電源連接器H之電源正常訊號引腳PWR_GOOD輸出訊號之反彈，在本該較佳實施方式中加入了由該第電晶體Q3與該第三電阻R3組成之加速放電回路。該加速放電回路之工作原理為：當關機時，該電源連接器H之電源開機訊號引腳PS_ON之輸出電壓由低電平變為高電平，該電晶體Q3迅速導通，使該輸出端PG輸出之電壓立即變為低電平，且無論該電源連接器H之電源正常訊號引腳PWR_GOOD之訊號係否發生抖動，該輸出端PG之輸出訊號始終為低電平，從而有效解決了電平抖動現象。

上述電源適配電路，利用該第一電晶體Q1之集極根據主機板晶片啟動電壓之需求可選擇性地連接到該第一電源端V1或該第二電源端V2之特點，來為該輸出端PG提供一合適之電壓訊號作為主機板晶片之啟動電壓訊號，以此滿足不同類型主機板晶片啟動電壓之要求，並藉由該第三電晶體Q3導通時構成之加速放電電路，有效地解決了該輸出端PG輸出電壓波形之抖動，提高了主機板對電源之相容性。

需要說明的是，該電源連接器H不限於ATX 24PIN連接器，其他具有類似功能之電源連接器，例如ATX 20PIN連接器亦可；該三個開關元件不限於該三個NPN型之電晶體，其他類型之電晶體、場效電晶體或電子開關亦可；該連接元件亦不限於電阻；若該第一、第三開關元件為MOSFET，則該第二電阻R2及第三電阻R3可省略。若該電源適配電路的自身性能較好或為了進一步節省成本，則該濾波電容C可省略。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

H‧‧‧電源連接器

Q1‧‧‧第一電晶體

Q2‧‧‧第二電晶體

Q3‧‧‧第三電晶體

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

R3‧‧‧第三電阻

10‧‧‧第一傳輸線

20‧‧‧第二傳輸線

V1‧‧‧第一電源端

V2‧‧‧第二電源端

PG‧‧‧輸出端

C‧‧‧電容

PWR_GOOD‧‧‧電源正常訊號引腳

PS_ON‧‧‧電源開機訊號引腳

Claims (10)

1. 一種電源適配電路，包括一電源連接器、一第一開關元件、一第二開關元件、一第一電源端、一第二電源端、一第一傳輸線、一第二傳輸線、一電阻和一輸出端，該電源連接器包括一電源正常訊號引腳和一電壓引腳，該兩開關元件均包括一第一端、一第二端和一第三端；該第二開關元件之第一端與該電源連接器之電源正常訊號引腳相連，該第二開關元件之第二端透過該電阻與該電源連接器之電壓引腳相連；該第一開關元件之第一端與該第二開關元件之第二端相連，該第一開關元件之第二端可選擇性地藉由一連接元件使該第一傳輸線與該第一電源端電性連通，或使該第二傳輸線與該第二電源端電性連通，該第一開關元件之第二端還與該輸出端相連；該兩開關元件之第三端均接地；當該電源連接器之電源正常訊號引腳輸出高電平時，該第二開關元件導通，該第一開關元件截止，使該輸出端輸出該第一電源端或該第二電源端之電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電源適配電路，其中該連接元件為電阻。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電源適配電路，其中該第一、第二開關元件均為NPN型電晶體，其第一端、第二端及第三端分別對應於該NPN型電晶體之基極、集極及射極。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電源適配電路，其中該電源連接器之電壓引腳為5V電壓引腳。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電源適配電路，其中該第一電源端為ATX電源之3.3V_SYS端，該第二電源端為ATX電源之5V_SYS端。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電源適配電路，其中該第二開關元件之第一端與該電源連接器之電源正常訊號引腳之間還串接一電阻。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電源適配電路，其中該第一開關元件之第二端還透過一電容接地。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電源適配電路，還包括一第三開關元件，其包括一第一端、一第二端及一第三端，該電源連接器還包括一電源開機訊號引腳，該第三開關元件之第一端與該電源連接器之電源開機訊號引腳相連，第二端與該輸出端相連，第三端接地，當關機時，該電源開機訊號引腳之輸出電壓由低電平變為高電平，該第三開關元件迅速導通，使該輸出端輸出之電壓立即變為低電平。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電源適配電路，其中該第三開關元件為NPN型電晶體，其第一端、第二端及第三端分別對應於該NPN型電晶體之基極、集極及射極。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電源適配電路，其中該第三開關元件之第一端與該電源連接器之電源開機訊號引腳之間還串接一電阻。