TWI447568B - 供電控制電路 - Google Patents

Description

供電控制電路

本發明係關於一種供電控制電路，尤指一種對電腦部件進行供電之控制電路。

電源是電腦之功率部件，電腦中每個部件之電能來源都是依靠電源，電源是保證電腦硬體正常運作最基本之前提，因此供電電源之穩定性與可靠性對電腦各部件之正常工作將有著直接之關鍵性之影響。

電腦部件如滑鼠、鍵盤等USB設備之傳統供電電路中，當電腦從一狀態轉換到另一狀態如從軟體關機狀態轉換到電腦正常工作狀態後，由於與電腦之ATX電源相連接之電源狀態訊號需經過100-400毫秒之延時才能從低電平變為高電平，而電源狀態訊號為高電平後給USB設備供電之電壓才會達到穩定，故在電源狀態訊號從低電平轉換為高電平時，給USB設備供電之電壓會出現從一電壓跳變為另一電壓之不穩定現象，由此可引起USB設備無法被識別等狀況發生。

鑒於上述內容，有必要提供一種供電控制電路，可使得電腦從一狀態轉換到另一狀態後，電腦部件之供電電壓均保持穩定，而不會發生跳變。

一種供電控制電路，包括第一至第六開關元件、第一至第四電阻，第一至第六開關元件均包括第一至第三端，該第一開關元件之第一端透過該第一電阻連接一輔助電源，該第一開關元件之第二端與一電腦主機板之南橋晶片連接以接收一主機板狀態訊號，該第一開關元件之第三端透過該第二電阻連接該輔助電源，還連接該第三開關元件之第一端，該第二開關元件之第一端接收一電源狀態訊號，該第二開關元件之第二端接地，該第二開關元件之第三端連接該第一開關元件之第一端，該第四開關元件之第一端連接一第一系統電源，該第四開關元件之第二端接地，該第四開關元件之第三端透過該第三電阻連接該輔助電源，還連接該第五開關元件之第一端，該第五開關元件之第二端接地，該第五開關元件之第三端透過該第四電阻連接一第二系統電源，還連接該第六開關元件之第一端，該第三開關元件之第二端及該第六開關元件之第二端分別連接該輔助電源及該第一系統電源，該第三開關元件之第三端及該第六開關元件之第三端連接一電腦部件之供電端，該第一系統電源小於第二系統電源之電壓，當電腦從軟體關機狀態切換為電腦正常工作狀態後及當電腦從待機狀態被喚醒而進入電腦正常工作狀態後，該主機板狀態訊號為高電平，該電源狀態訊號經一段時間延遲後由低電平變為高電平，該第四開關元件導通、第五開關元件截止及第六開關元件導通，該電腦部件之供電端均由第一系統電源穩定供電；當電腦從正常工作狀態切換為電腦待機狀態後，該主機板狀態訊號及電源狀態訊號為低電平，該第二開關元件截止，第一開關元件及第三開關元件導通，該電腦部件之供電端由該輔助電源穩定供電。

該供電控制電路透過控制該第四、第五及第六開關元件是否導通 ，當該第六開關元件導通時，該電腦部件之供電端由第一系統電源穩定供電，還透過控制該第一、第二及第三開關元件是否導通，當該第三開關元件導通時，該電腦部件之供電端由輔助電源穩定供電，從而保證電腦從一狀態轉換到另一狀態後，電腦部件之供電電壓均保持穩定，而不會發生跳變。

Q1-Q6‧‧‧場效應電晶體

C1、C2‧‧‧電容

R1-R6‧‧‧電阻

圖1係本發明供電控制電路之較佳實施方式之電路圖。

請參閱圖1，本發明供電控制電路之較佳實施方式包括場效應電晶體Q1-Q6、電阻R1-R6、電容C1及C2。該供電控制電路連接在一ATX電源(未示出)與一電腦部件(未示出)之間，該ATX電源包括一輔助電源5V_SB、兩系統電源5V_SYS及12V_SYS、一電源狀態訊號引腳。

該場效應電晶體Q1之源極透過該電阻R5連接該輔助電源5V_SB，還與一電腦主機板上之南橋晶片(未示出)連接以接收一主機板狀態訊號GPIO_S3_EN，該場效應電晶體Q1之閘極連接該場效應電晶體Q2之汲極，還透過該電阻R1連接該輔助電源5V_SB，該場效應電晶體Q1之汲極透過該電阻R2連接該輔助電源5V_SB，還連接該場效應電晶體Q3之閘極。該場效應電晶體Q2之閘極連接該電源狀態訊號引腳以接收一電源狀態訊號PWROK_ATX，源極接地。該場效應電晶體Q4之閘極透過該電阻R6連接該系統電源5V_SYS，還透過該電容C1接地，該場效應電晶體Q4之源極接地，汲極透過該電阻R3連接該輔助電源5V_SB，還連接該場效應電晶體Q5之閘極。該場效應電晶體Q5之源極接地，該場效應電晶體Q5之汲極透過 該電阻R4連接該系統電源12V_SYS，還連接該場效應電晶體Q6之閘極。該場效應電晶體Q6及Q3之源極分別連接該系統電源5V_SYS及該輔助電源5V_SB。該兩場效應電晶體Q6及Q3之汲極連接電腦部件之供電端Us，還透過該電容C2接地。

在本實施方式中，該等場效應電晶體Q1-Q6作為開關元件，其中該等場效應電晶體Q1、Q2、Q4、Q5及Q6均為NMOS場效應電晶體，該場效應電晶體Q3為PMOS場效應電晶體，在其他實施方式中，也可採用其他類型之開關元件，例如NPN型電晶體等，該電容C2為一電解電容，在其他實施方式中，也可為其他類型之電容，如固態電容等。該輔助電源5V_SB及系統電源5V_SYS之電壓均為5伏特，該系統電源12V_SYS之電壓為12伏特。

電腦之不同狀態可分為電腦軟體關機狀態、電腦正常工作狀態及電腦待機狀態，因此電腦之不同狀態之切換可分為：從電腦軟體關機狀態切換為電腦正常工作狀態、從電腦正常工作狀態切換為電腦待機狀態及從電腦待機狀態被喚醒而切換為電腦正常工作狀態。

主機板狀態訊號GPIO_S3_EN可在基本輸入輸出系統中設定電腦在不同狀態時之高低電平，在本實施方式中，主機板狀態訊號GPIO_S3_EN在電腦正常工作狀態及電腦軟體關機狀態為高電平，在電腦待機狀態為低電平。

電源狀態訊號PWROK_ATX在電腦軟體關機狀態時為低電平，在電腦剛進入正常工作狀態之一段時間如100-400ms內為低電平，在此段時間後為高電平，在電腦待機狀態時為低電平。

當電腦在軟體關機狀態時，該電源狀態訊號PWROK_ATX為低電平，該主機板狀態訊號GPIO_S3_EN為高電平，該系統電源5V_SYS及12V_SYS均不供電，該輔助電源5V_SB供電，該場效應電晶體Q2之閘極為低電平而使場效應電晶體Q2截止，該場效應電晶體Q1之閘極與源極之間之電壓差小於該場效應電晶體Q1之導通電壓而使場效應電晶體Q1截止，使得場效應電晶體Q3之源極與閘極之間之電壓差小於該場效應電晶體Q3之導通電壓而使場效應電晶體Q3截止，該場效應電晶體Q4之閘極無電壓而使場效應電晶體Q4截止，使得該場效應電晶體Q5之閘極為高電平而使場效應電晶體Q5導通，場效應電晶體Q6之閘極為低電平而使場效應電晶體Q6截止，則電腦部件之供電端Us無電壓輸出。

當電腦從電腦軟體關機狀態切換為電腦正常工作狀態後，該電源狀態訊號PWROK_ATX經一段時間如100-400毫秒延時後由低電平變為高電平，該主機板狀態訊號GPIO_S3_EN為高電平，系統電源5V_SYS及12V_SYS也供電，當電源狀態訊號PWROK_ATX為低電平時，該場效應電晶體Q2之閘極為低電平而使場效應電晶體Q2截止，該場效應電晶體Q1之閘極與源極之間之電壓差小於該場效應電晶體Q1之導通電壓而使場效應電晶體Q1截止，場效應電晶體Q3之源極與閘極之間之電壓差小於該場效應電晶體Q3之導通電壓而使場效應電晶體Q3截止，經該電容C1延遲大約10毫秒以使系統電源5V_SYS穩定供電後，該場效應電晶體Q4之閘極為高電平而使場效應電晶體Q4導通，使場效應電晶體Q5之閘極為低電平而使場效應電晶體Q5截止，該場效應電晶體Q6之閘極與源極之間之電壓差大於該場效應電晶體Q6之導通電壓而使場效應電晶體Q6導通，從而該系統電源5V_SYS給該電腦部件之供電端Us穩定供電。當電源狀 態訊號PWROK_ATX轉換為高電平時，該場效應電晶體Q2之閘極為高電平而使場效應電晶體Q2導通，該場效應電晶體Q1之閘極與源極之間之電壓差小於該場效應電晶體Q1之導通電壓而使場效應電晶體Q1截止，使得場效應電晶體Q3之源極與閘極之間之電壓差小於該場效應電晶體Q3之導通電壓而使場效應電晶體Q3截止，該場效應電晶體Q4仍導通，使場效應電晶體Q5之閘極為低電平而使場效應電晶體Q5截止，該場效應電晶體Q6仍導通，從而該系統電源5V_SYS仍給該電腦部件之供電端Us穩定供電。因此當電腦從電腦待機狀態切換為電腦正常工作狀態後，該電源狀態訊號PWROK_ATX由低電平變為高電平時，該電腦部件之供電端Us均由系統電源5V_SYS穩定供電。

當電腦從電腦正常工作狀態切換為電腦待機狀態後，該電源狀態訊號PWROK_ATX及該主機板狀態訊號GPIO_S3_EN均為低電平，系統電源5V_SYS及12V_SYS不供電，該輔助電源5V_SB供電，該場效應電晶體Q2之閘極為低電平而使場效應電晶體Q2截止，場效應電晶體Q1之閘極為高電平而使場效應電晶體Q1導通，該場效應電晶體Q3之源極與閘極之間之電壓差大於該場效應電晶體Q3之導通電壓而使場效應電晶體Q3導通，該場效應電晶體Q4之閘極為低電平而使場效應電晶體Q4截止，使場效應電晶體Q5之閘極為高電平而使場效應電晶體Q5導通，該場效應電晶體Q6之閘極為低電平而使場效應電晶體Q6截止，從而該輔助電源5V_SB給該供電端Us穩定供電。因此電腦從電腦正常工作狀態切換為電腦待機狀態後，該電腦部件之供電端Us由輔助電源5V_SB穩定供電。

當電腦從電腦待機狀態被喚醒而進入電腦正常工作狀態後，其工 作過程與當電腦從電腦軟體關機狀態切換為電腦正常工作狀態後之工作過程相同，即當該電源狀態訊號PWROK_ATX由低電平變為高電平時，該電腦部件之供電端Us均由系統電源5V_SYS穩定供電。

在其他實施方式中可以刪除產生分壓作用之電阻R5，即該場效應電晶體Q1只接收該主機板狀態訊號GPIO_S3_EN，也可以刪除產生濾波作用之電容C2，即該兩場效應電晶體Q6及Q3之汲極僅與該供電端Us相連，產生分壓作用之電阻R6及產生延遲作用之電容C1也可同時刪除，即將該場效應電晶體Q4之閘極與該系統電源5V_SYS直接相連。

該供電控制電路透過系統電源5V_SYS控制該等場效應電晶體Q3、Q5及Q6是否導通，當該場效應電晶體Q6導通時，該電腦部件之供電端Us由系統電源5V_SYS穩定供電，還透過該電源狀態訊號PWROK_ATX及主機板狀態訊號GPIO_S3_EN控制該場效應電晶體Q1、Q2及Q3是否導通，當該場效應電晶體Q3導通時，該電腦部件之供電端Us由輔助電源5V_SB穩定供電，從而保證電腦從一狀態轉換到另一狀態後，電腦部件之供電電壓均保持穩定，而不會發生跳變。

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。

Q1-Q6‧‧‧場效應電晶體

C1、C2‧‧‧電容

R1-R6‧‧‧電阻

Claims (7)

1. 一種供電控制電路，包括第一至第六開關元件、第一至第四電阻，第一至第六開關元件均包括第一至第三端，該第一開關元件之第一端透過該第一電阻連接一輔助電源，該第一開關元件之第二端與一電腦主機板之南橋晶片連接以接收一主機板狀態訊號，該第一開關元件之第三端透過該第二電阻連接該輔助電源，還連接該第三開關元件之第一端，該第二開關元件之第一端接收一電源狀態訊號，該第二開關元件之第二端接地，該第二開關元件之第三端連接該第一開關元件之第一端，該第四開關元件之第一端連接一第一系統電源，該第四開關元件之第二端接地，該第四開關元件之第三端透過該第三電阻連接該輔助電源，還連接該第五開關元件之第一端，該第五開關元件之第二端接地，該第五開關元件之第三端透過該第四電阻連接一第二系統電源，還連接該第六開關元件之第一端，該第三開關元件之第二端及該第六開關元件之第二端分別連接該輔助電源及該第一系統電源，該第三開關元件之第三端及該第六開關元件之第三端連接一電腦部件之供電端，該第一系統電源小於第二系統電源之電壓，當電腦從軟體關機狀態切換為電腦正常工作狀態後及當電腦從待機狀態被喚醒而進入電腦正常工作狀態後，該主機板狀態訊號為高電平，該電源狀態訊號經一段時間延遲後由低電平變為高電平，該第四開關元件導通、第五開關元件截止及第六開關元件導通，該電腦部件之供電端均由第一系統電源穩定供電；當電腦從正常工作狀態切換為電腦待機狀態後，該主機板狀態訊號及電源狀態訊號為低電平，該第二開關元件截止，第一開關元件及第三開關元件導通，該電腦部件之供電端由該輔助電源穩定供電。
2. 如申請專利範圍第1項所述之供電控制電路，其還包括一第五電阻，該第五電阻連接於該輔助電源和該第一開關元件之第二端之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之供電控制電路，其還包括一第六電阻及一第一電容，該第六電阻連接在該第一系統電源和該第四開關元件之第一端之間，該第一電容連接在該第四開關元件之第一端及地之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之供電控制電路，其還包括一第二電容，該第二電容連接在該電腦部件之供電端及地之間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之供電控制電路，其中該第二電容為一電解電容。
6. 如申請專利範圍第1項所述之供電控制電路，其中該第一系統電源為一5伏特之系統電源，該第二系統電源為一12伏特之系統電源，該輔助電源為一5伏特之輔助電源。
7. 如申請專利範圍第1項所述之供電控制電路，其中該第一、第二、第四、第五及第六開關元件均為NMOS場效應電晶體，該第三開關元件為一PMOS場效應電晶體，該第一至第六開關元件之第一、第二及第三端分別對應該場效應電晶體之閘極、源極和汲極。