TWI446158B - 電源控制電路 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種電源控制電路,尤其是一種應用於個人電腦的電源控制電路。
隨著科學技術的發展,個人電腦已經應用於人們工作、學習、生活的方方面面。而人們對於個人電腦的整機待機功耗的要求也越來越高。ACPI(Advanced Configuration and Power Interface,高級配置與電源介面)規範定義了S0~S5六種不同的工作狀態,其中S5即表示關機模式。然而,在該關機模式(S5)下電腦仍會提供5V及3V的輔助電壓,如此使得電腦在關機模式下仍有一部分能耗的損失。因此,如何提供一種更節能的電源控制電路已成為業界急需解決的問題。
有鑒於此,提供一種可降低關機模式功耗的電源控制電路實為必要。
本發明提供一種電源控制電路,其用於電腦電源的控制,其包括基本輸入輸出系統、超級輸入輸出積體電路、邏輯選擇模組及電壓轉換模組。該基本輸入輸出系統經該超級輸入輸出積體電路的通用輸入輸出介面與該邏輯選擇模組相連,該邏輯選擇模組與該電壓轉換模組相連,該電壓轉換模組為該超級輸入輸出積體電路
供電。該基本輸入輸出系統設定電腦關機時該超級輸入輸出積體電路的通用輸入輸出介面輸出一高電平信號至該邏輯選擇模組,且電腦關機一預定時段後該邏輯選擇模組偵測其輸入信號變化,當該邏輯選擇模組的輸入信號為低電平信號時,該邏輯選擇模組發出一控制信號使該電壓轉換模組停止工作。
相較於先前技術,使用本發明的電源控制電路可偵測電腦進入關機模式時進一步關閉該電壓轉換模組的輔助電源輸出,從而可達到降低功耗的目的。
1、2‧‧‧電源控制電路
10‧‧‧時序信號輸入端
20‧‧‧延時模組
30‧‧‧超級輸入輸出積體電路
40‧‧‧雙穩態多諧振盪模組
50‧‧‧邏輯選擇模組
52‧‧‧第一輸入端
54‧‧‧第二輸入端
60‧‧‧電壓轉換模組
70‧‧‧復位模組
501‧‧‧或門模組
503‧‧‧偵測積體電路
505‧‧‧輸出端
R1~R7‧‧‧電阻
C1~C4‧‧‧電容
U1~U2‧‧‧施密特觸發器
U3‧‧‧電壓轉換積體電路
D1~D4‧‧‧二極管
Q1~Q3‧‧‧開關電晶體
圖1是本發明電源控制電路第一實施方式的結構示意圖。
圖2是本發明電源控制電路第二實施方式的電路示意圖。
請參閱圖1,其為本發明電源控制電路一實施方式的結構示意圖。該電源控制電路1包括一時序信號輸入端10、一延時模組20、一超級輸入輸出積體電路30(Super Input Output,SIO)、一雙穩態多諧振盪模組40、一邏輯選擇模組50、一電壓轉換模組60、一復位模組70及一基本輸入輸出系統80(Basic Input Output System,BIOS)。該超級輸入輸出積體電路30包括一時序脉衝信號輸入引脚PWTN#及一通用輸入輸出介面(General Purpose Input Output,GPIO);該邏輯選擇模組50包括第一輸入端52及第二輸入端54。
該時序信號輸入端10用於輸入時序脉衝信號,該時序脉衝信號為電腦內部各元件的上電時序脉衝信號且該時序脉衝信號在按下電腦開機鍵時由外部電路自動產生。該超級輸入輸出積體電路30在
時序脉衝信號的控制下分時提供電源給其他不同驅動IC。該時序信號輸入端10與該延時模組20及該雙穩態多諧振盪模組40電連接,該延時模組20將該時序信號輸入端10輸入的時序脉衝信號延時後輸出至該超級輸入輸出積體電路30的時序脉衝信號輸入引脚PWTN#。該雙穩態多諧振盪模組40將該時序信號輸入端10輸入的時序脉衝信號轉換為恒定信號並輸出至該邏輯選擇模組50的第一輸入端52。
具體地,首先要通過基本輸入輸出系統80預先設定電腦在進入關機模式時由該超級輸入輸出積體電路30的通用輸入輸出介面GPIO輸出一高電平信號。本實施方式中,該電源控制電路1設置於一電腦機箱中。當按下電腦機箱關機鍵或者由電腦操作系統進入關機模式時,該超級輸入輸出積體電路30的通用輸入輸出介面GPIO輸出至該邏輯選擇模組50的第二輸入端54,該高電平信號即為第二選擇信號。該邏輯選擇模組50輸出一第一控制信號至該電壓轉換模組60,該電壓轉換模組60將一第一輔助電壓轉換為第二輔助電壓並輸出該第二輔助電壓。本實施方式中,該第一輔助電壓為5V,該第二輔助電壓為3V。
電腦關機後,電腦內部仍提供第一輔助電壓與第二輔助電壓,此時該超級輸入輸出積體電路30的通用輸入輸出介面GPIO無高電平信號輸出,該邏輯選擇模組50由電腦內第一輔助電壓供電,經過一預定時段後該邏輯選擇模組50開始偵測其第一輸入端52及第二輸入端54的信號變化。此時由於電腦已經關機,該時序信號輸入端10無時序脉衝信號輸入,該邏輯選擇模組50的第一輸入端52為一低電平信號,該邏輯選擇模組50的輸出一控制信號至該電壓轉
換模組60,該電壓轉換模組60停止將該第一輔助電壓轉換為第二輔助電壓,此時電腦進入深度關機模式,從而達到降低待機功耗的目的。在本實施方式中該預定時段可優選地設置為30毫秒。
由電腦開機時序設置,當開機時需要保證在該超級輸入輸出積體電路30接收到時序信號輸入端10輸入的時序脉衝信號之前,接收到該電壓轉換模組60輸出的該第二輔助電壓,以使該超級輸入輸出積體電路30執行其功能。
當由關機模式開機時,該電壓轉換模組60仍然提供該第二輔助電壓給該超級輸入輸出積體電路30,因此超級輸入輸出積體電路30可在時序脉衝信號觸發下直接開機。
當由深度關機模式開機時,在按下機箱開機鍵時該時序信號輸入端10有時序脉衝信號輸入,該雙穩態多諧振盪模組40將該時序脉衝信號轉換為恒定信號,並將該恒定信號輸出至該邏輯選擇模組50,相應地該邏輯選擇模組50輸出第一控制信號至該電壓轉換模組60,該電壓轉換模組60輸出該第二輔助電壓並提供給該超級輸入輸出積體電路30。同時該延時模組20將該時序脉衝信號延時一段時間後輸出至該超級輸入輸出積體電路30,以使該超級輸入輸出積體電路30先接收到該電壓轉換模組60輸出的該第二輔助電壓後接收該時序脉衝信號並執行其功能。
該復位模組70與該邏輯選擇模組50的第一輸入端52相連。開機後該超級輸入輸出積體電路30的通用輸入輸出介面GPIO停止輸出高電平信號,同時該復位模組70將該雙穩態多諧振盪模組40輸出的該恒定信號復位為低電平信號,以使該邏輯選擇模組50停止偵測進入開機狀態。進入開機狀態後該邏輯選擇模組50停止偵測其兩
端的電平信號並持續輸出第一控制信號,以使該電壓轉換模組60持續輸出第二輔助電壓。
請參閱圖2,其為本發明電源控制電路第二實施方式的電路示意圖。該電源控制電路2與該電源控制電路1的不同之處在於進一步包括兩個二極管D1、D2分別串聯在該時序信號輸入端10與該延時模組20之間,及該時序信號輸入端10與該雙穩態多諧振蕩模組40之間。
該邏輯選擇模組50包括一或門模組501與一偵測積體電路503。該或門模組501包括二輸入端及一輸出端505,該二輸入端分別定義為該第一輸入端52、第二輸入端54。該偵測積體電路503包括一偵測引脚AC_PRES及一狀態使能引脚S5_CORE。當系統處於關機模式時,若該偵測引脚AC_PRES為高電平,該偵測積體電路503控制其狀態使能引脚S5_CORE輸出第一控制信號,反之,該偵測積體電路503的狀態使能引脚S5_CORE輸出第二控制信號。
該延時模組20包括一電阻R1、一電容C1及兩施密特觸發器U1、U2。該電阻R1與該電容C1組成一RC延時電路,由該時序信號輸入端10輸入的時序脉衝信號經依次經二極管D1與該RC延時電路與該二施密特觸發器U1、U2後與輸出至該超級輸入輸出積體電路30的時序脉衝信號輸入引脚PWTN#。
該雙穩態多諧振盪模組40包括兩個二極管D3~D4、三個電容C2~C4、兩個開關電晶體Q1、Q2及五個電阻R2~R6。該兩個二極管D3、D4,該三個電容C2~C4,該二開關電晶體Q1、Q2及該五個電阻R2~R6組成一雙穩態多諧振蕩電路。該時序信號輸入端10經依次經二極管D2、該電容C2及該電阻R6接地。該二極管D3、D4的陰極
均連接於該電阻R6與電容C2之間的節點處。該二極管D3的陽極與該開關電晶體Q1的控制端相連,並依次通過電阻R5、R4連接於第一輔助電壓5V_AUX,該開關電晶體Q1的第一導通端接地,該二極管D4的陽極連接於該開關電晶體Q2的控制端,並依次通過電阻R3、R2連接於第一輔助電壓5V_AUX。該開關電晶體Q1第二導通端連接於該電阻R2、R3之間的節點處。該開關電晶體Q2的第二導通端連接於該電阻R4、R5之間的節點處。該電容C3與電阻R3並聯,該電容C4與該電阻R5並聯。在本實施方式中,該二開關電晶體Q1、Q2均為一NPN型三極管,且該二開關電晶體Q1、Q2的控制端、第一導通端及第二導通端分別對應供應於NPN型三極管的基極、射極及集極。
該或門模組501的第一輸入端52與該雙穩態多諧振盪模組40電連接,該或門模組501的第二輸入端54與該超級輸入輸出積體電路30的GPIO介面相連。該或門模組501的輸出端505與該偵測積體電路503的偵測引脚AC_PRES相連。該偵測積體電路503的狀態使能引脚S5_CORE與該電壓轉換模組60相連。
該電壓轉換模組60包括一電壓轉換積體電路U3、一電阻R7及一電阻R8,電壓轉換積體電路U3包括一電壓輸入引脚Vin、一電壓輸出引脚Vout、一使能信號引脚EN、一接地引脚GND及一設置引脚SET。該電壓輸入引脚Vin輸入第一輔助電壓5V_AUX相連,該接地引脚GND接地,該設置引脚SET通過電阻R7接地,並通過電阻R8連接於該電壓輸出引脚Vout,該電壓輸出引脚Vout輸出該第二輔助電壓3V_AUX。
工作時,首先要通過基本輸入輸出系統80預先設定電腦在進入關
機模式時由該超級輸入輸出積體電路30的通用輸入輸出介面GPIO輸出一高電平信號。當使用者按下電腦機箱關機鍵或由電腦操作系統進入關機模式時,該超級輸入輸出積體電路30的通用輸入輸出介面輸出一高電平信號至該或門模組501。該或門模組501將該高電平信號經該輸出端505輸出至該偵測積體電路503的偵測引脚AC_PRES,該狀態使能引脚S5_CORE輸出第一控制信號至該電壓轉換積體電路U3的使能信號引脚EN,此時該電壓轉換積體電路U3將第一輔助電壓5V_AUX轉換後輸出第二輔助電壓3V_AUX。
電腦進入關機模式時,電腦仍提供第一輔助電壓5V_AUX及第二輔助電壓3V_AUX,且該偵測積體電路503由該第一輔助電壓5V_AUX供電。該超級輸入輸出積體電路30的通用輸入輸出介面GPIO無高電平信號輸出。經過一預定時段後,該偵測積體電路503開始偵測偵測引脚AC_PRES的信號變化。此時由於電腦已經關機,該時序信號輸入端10無時序脉衝信號輸入,該或門模組501的第一輸入端52亦為一低電平信號,該或門模組501將該低電平信號輸出至該偵測積體電路503的偵測引脚AC_PRES,該狀態使能引脚S5_CORE對應的輸出一第二控制信號至該電壓轉換積體電路U3的使能信號引脚EN,此時該電壓轉換積體電路U3停止將第一輔助電壓5V_AUX轉換為第二輔助電壓3V_AUX使電腦進入深度關機模式,從而達到降低待機功耗的目的。在本實施方式中該預定時間可優選地設置為30毫秒。
當電腦開機時需要保證在該超級輸入輸出積體電路30接收到時序信號輸入端10輸入的時序脉衝信號之前接收到該電壓轉換積體電路U3輸出的該第二輔助電壓3V_AUX,以驅動該超級輸入輸出積體
電路30執行其正常功能。
當電腦由關機模式開機時,該電壓轉換積體電路U3仍然提供該第二輔助電壓3V_AUX給該超級輸入輸出積體電路30,因此超級輸入輸出積體電路30可在時序脉衝信號觸發下直接開機。
當電腦由深度關機模式開機時,在按下電腦機箱開機鍵該時序脉衝信號由該時序信號輸入端10輸入,該雙穩態多諧振盪模組40利用該時序信號輸入端10輸入的該時序脉衝信號的下降沿觸發將該時序脉衝信號轉換為恒定信號,並將該第一選擇信號輸出至該或門模組501的第一輸入端52,該或門模組501將該第一選擇信號輸出至該偵測積體電路503的偵測引脚AC_PRES,相應地該狀態使能引脚S5_CORE輸出一第一控制信號至該電壓轉換積體電路U3的使能信號引脚EN,該電壓轉換積體電路U3將該第一輔助電壓5V_AUX轉換為第二輔助電壓3V_AUX並輸出至該超級輸入輸出積體電路30。同時該RC延時電路將該時序脉衝信號延時一段時間後輸出至該超級輸入輸出積體電路30的時序脉衝信號輸入引脚PWTN#,以使該超級輸入輸出積體電路30在接收到該電壓轉換模組60輸出的第二輔助電壓3V_AUX後接收該時序脉衝信號並執行其功能。該施密特觸發器U1、U2對該延時的時序脉衝信號濾波後輸出至該超級輸入輸出積體電路的時序脉衝信號輸入引脚PWTN#。其中,通過調整該電阻R1的阻值與該電容C1的容抗可調整該RC延時電路的延遲時間以使第二輔助電壓3V_AUX輸出至該超級輸入輸出積體電路30後接收到該時序脉衝信號。
該復位模組70包括一開關電晶體Q3及一電阻R9,該開關電晶體Q3的第一導通端接地,該開關電晶體Q3的控制端經該電阻R9與一電
源供應器(圖未示)的電源引脚PWOK相連。其中該開關電晶體Q3為一NPN型三極管,該開關電晶體Q3的控制端、第一導通端及第二導通端分別對應於該NPN型三極管的基極、射極及集極。
在電腦進入開機狀態後,該超級輸入輸出積體電路30的通用輸入輸出介面GPIO停止輸出高電平信號至該或門模組501的第二輸入端54。此時該電源引脚PWOK輸入一高電平信號使該開關電晶體Q3導通,進而使該或門模組501的第一輸入端52輸入一低電平信號,此時該偵測積體電路503的偵測引脚AC_PRES接收到一低電平信號使該偵測積體電路503停止偵測,並通過該狀態使能引脚S5_CORE持續輸出該第一控制信號至該電壓轉換積體電路U3的使能信號引脚EN,使該電壓轉換積體電路U3將第一輔助電壓5V_AUX轉換為第二輔助電壓3V_AUX,並將該第二輔助電壓3V_AUX提供給該超級輸入輸出積體電路30。同時該延時模組20將該時序脉衝信號延時一段時間後輸出至該超級輸入輸出積體電路30,以使該超級輸入輸出積體電路30先接收到該電壓轉換模組60輸出的該第二輔助電壓後接收該時序脉衝信號並執行其功能,並分時輸出電源至電腦的其他驅動IC。
在本實施方式中,該偵測積體電路503為一FCH(Fusion Controller Hub,融合控制中心)。
相較於先前技術,使用前述的電源控制電路可在電腦進入關機模式時進一步減少其輔助電壓的輸出,從而達到降低功耗的目的,同時由於設置延時模組與雙穩態振蕩模組從而使電腦在開機時符合正常開機時序要求。
雖然本發明以優選實施例揭示如上,然其並非用以限定本發明,
任何本領域技術人員,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可做各種的變化,這些依據本發明精神所做的變化,都應包含在本發明所要求的保護範圍之內。
1‧‧‧電源控制電路
10‧‧‧時序信號輸入端
20‧‧‧延時模組
30‧‧‧超級輸入輸出積體電路
40‧‧‧雙穩態多諧振盪模組
50‧‧‧邏輯選擇模組
52‧‧‧第一輸入端
54‧‧‧第二輸入端
60‧‧‧電壓轉換模組
70‧‧‧復位模組
Claims (10)
- 一種電源控制電路,其用於電腦電源的控制,其包括基本輸入輸出系統、超級輸入輸出積體電路、邏輯選擇模組及電壓轉換模組;其中,該基本輸入輸出系統經該超級輸入輸出積體電路的通用輸入輸出介面與該邏輯選擇模組相連,該邏輯選擇模組與該電壓轉換模組相連,該電壓轉換模組為該超級輸入輸出積體電路供電;該電源控制電路還包括雙穩態多諧振盪模組;該邏輯選擇模組包括一或門模組與一偵測積體電路;該偵測積體電路包括一偵測引脚及一狀態使能引脚;該或門模組的二輸入端分別與該雙穩態多諧振盪模組及該超級輸入輸出積體電路的通用輸入輸出介面電連接;該或門模組的輸出端與該偵測積體電路的偵測引脚相連;該偵測積體電路的狀態使能引脚與該電壓轉換模組相連;該基本輸入輸出系統設定電腦關機時該超級輸入輸出積體電路的通用輸入輸出介面輸出一高電平信號至該邏輯選擇模組,且電腦關機一預定時段後該邏輯選擇模組偵測其輸入信號變化,當該邏輯選擇模組的輸入信號為低電平信號時,該邏輯選擇模組發出一控制信號使該電壓轉換模組停止工作。
- 如申請專利範圍第1項所述之電源控制電路,其中,該電源控制電路進一步包括時序信號輸入端、延時模組,該時序信號輸入端經該延時模組與該超級輸入輸出積體電路連接,該時序信號輸入端亦經該雙穩態多諧振盪模組與該邏輯選擇模組連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之電源控制電路,其中,該預定時段設置為30毫秒。
- 如申請專利範圍第2項所述之電源控制電路,其中,該延時模組包括一RC延時電路及二施密特觸發器。
- 如申請專利範圍第2項所述之電源控制電路,其中,當電腦進入關機模式時,若該偵測引脚為高電平,該偵測積體電路控制該電壓轉換模組保持工作;反之,該偵測積體電路控制該電壓轉換模組停止工作。
- 如申請專利範圍第5項所述之電源控制電路,其中,該電壓轉換模組包括一電壓轉換積體電路及二電阻,該電壓轉換積體電路包括一使能信號引脚。
- 如申請專利範圍第6項所述之電源控制電路,其中,當電腦進入關機模式時,該超級輸入輸出積體電路的通用輸入輸出介面輸出一高電平信號至該或門模組;該或門模組將該高電平信號輸出至該偵測積體電路的偵測引脚,該狀態使能引脚輸出第一控制信號至該電壓轉換積體電路的使能信號引脚,此時該電壓轉換積體電路輸出輔助電壓;經過一預定時段後該或門模組無高電平信號輸入,該或門模組將一低電平信號輸出至該偵測積體電路的偵測引脚,該偵測積體電路控制該電壓轉換積體電路停止工作,使電腦進入深度關機模式。
- 如申請專利範圍第7項所述之電源控制電路,其中,當由深度關機模式開機時,在按下機箱開機鍵時該時序信號輸入端有時序脉衝信號輸入,該雙穩態多諧振蕩模組將該時序脉衝信號轉換為恒信號,並將該恒定信號輸出至該邏輯選擇模組,相應地該邏輯選擇模組控制該電壓轉換模組開始工作,該電壓轉換模組輸出輔助電壓;當該時序信號輸入端有時序脉衝信號輸入時該延時模組將該時序脉衝信號延時一段時間後輸出至該超級輸入輸出積體電路,以使該超級輸入輸出積體電路在接收到該電壓轉換模組輸出的電壓後接收該時序脉衝信號並執行其功能。
- 如申請專利範圍第2項所述之電源控制電路,其中,該電源控制電路進一步包括一復位模組,該復位模組與該邏輯選擇模組相連。
- 如申請專利範圍第9項所述之電源控制電路,其中,該復位模組包括一開 關電晶體及一電阻,該開關電晶體的第一導通端接地,該開關電晶體的控制端經該電阻與一電源供應器的電源引脚相連。
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