TWI588648B - 具備用電池的主機板 - Google Patents

Description

具備用電池的主機板

本發明係關於一種主機板，特別是一種具有多個電池的主機板。

在一般電腦使用上，使用者會經由基本輸入輸出系統（basic input output system, BIOS）設定一些預設選項或密碼等設定組態。在經由基本輸入輸出系統設定或是輸入這些設定組態之後，這些設定組態會儲存於主機板上的儲存模組。

一般來說，主機板上會設置有電池以在系統關機後繼續提供電能給主機板的部分元件（例如RTC）。但是，就目前的設定而言，當主機板上的電池沒電，在開機執行基本輸入輸出系統而檢查RTC（real time clock）資訊時，主機板設定組態會被重置。此時，所有設定組態會被回復成預設值或者是密碼被清空。甚至，在設置成安全啟動（Secure boot）的情形下，在未重新輸入對應金鑰之前，會無法進入作業系統（operation system, OS）。雖然，這些機制是為了讓使用者能夠在主機板異常時方便地還原主機板預設組態，而且只要更換電池並重新調整設定組態就能克服這些情況，但是當因為主機板的電池沒電而無預警地發生這些情形時，使用者當下勢必會受到影響，且必須額外花費計劃以外的時間成本來處理這個問題。

本發明在於提供一種主機板，以克服主機板的電池沒電造成設定組態被重置的問題。

本發明揭露了一種具備用電池的主機板，所述的具備用電池的主機板具有第一電池、第二電池、切換電路與偵測模組。第一電池用以提供第一電壓。第二電池用以提供第二電壓。切換電路具有第一端、第二端、第三端與第四端。第一端電性連接第一電池。第二端電性連接第二電池。切換電路具有開關單元。開關單元的控制端電性連接第一端。開關單元的一端電性連接第二端。開關單元的另一端電性連接第三端與第四端。偵測模組電性連接切換電路的第三端。偵測模組用以依據第一電池提供的電能或第二電池提供的電能選擇性地重置主機板的設定組態。其中，當第一電壓大於門檻值時，開關單元不導通，第一電池經由第一端與第三端之間的第一電流路徑供電給偵測模組。當第一電壓小於門檻值時，開關單元導通，第二電池經由開關單元供電給偵測模組，切換電路更依據第二電壓而經由第四端輸出提示訊號。

綜合以上所述，本發明提供了一種主機板，所述的主機板具有多個電池與切換電路。切換電路係依據其中一個電池的輸出電壓而選擇性地切換供電路徑。藉此，主機板得以在其中一個電池沒電或者是輸出電壓不足的時候，切換成以另外一顆電池供電，以避免電池沒電造成設定組態被重置，而影響使用者的使用體驗。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1，圖1係為根據本發明一實施例所繪示之主機板的功能方塊圖。如圖1所示，主機板1具有第一電池12、第二電池14與切換電路16。切換電路16具有第一端N1、第二端N2、第三端N3與第四端N4。第一端N1電性連接第一電池12。第二端N2電性連接第二電池14。第三端N3電性連接偵測模組18。

第一電池12用以提供第一電壓。第二電池14用提供第二電壓。在一實施例中，第一電壓係實質上相等於第二電壓，或者說第一電池12的額定電壓相同於第二電池14的額定電壓。第一電池12與第二電池14例如為鋰電池，第一電壓與第二電壓例如為3伏特，但不以此為限。

偵測模組18用以依據第一電池12提供的電能或第二電池14提供的電能選擇性地重置主機板1的設定組態。在一實施例中，當第一電池12提供的電壓準位低於預設門檻值且第二電池14提供的電壓準位低於預設門檻值時，偵測模組18提供相關資訊以重置主機板1的設定組態。偵測模組18例如為主機板1上的平台路徑控制器（Platform Controller Hub, PCH）中的RTC（real time clock）模組，但不以此為限。

切換電路16具有開關單元162。開關單元162的控制端電性連接第一端N1。開關單元162的一端電性連接第二端N2。開關單元162的另一端電性連接第三端N3與第四端N4。換句話說，開關單元162係受控於第一電池12所提供的第一電壓而選擇性地導通第一端N1與第三端N3。當第一電壓大於門檻值時，開關單元162不導通。第一電池12經由第一端N1與第三端N3之間的第一電流路徑供電給偵測模組18。當第一電壓小於門檻值時，開關單元162導通，第二電池14經由開關單元162供電給偵測模組18。切換電路16更依據第二電壓而經由第四端N4輸出提示訊號。在一實施例中，當主機板1以第一電池12供電給偵測模組18時，第四端N4的電壓準位為相對的低電壓準位，而當主機板1以第二電池14供電給偵測模組18時，第四端N4的電壓準位為相對的高電壓準位。

開關單元162例如為繼電器或者是P型的金屬氧化物半導體場效電晶體（metal oxide semi-conductor field effect transistor, MOSFET）。在一實施例中，開關單元162例如為Digi-Key公司的繼電器，型號例如為V23026C1056B201-ND或374-1322-ND。上述僅為舉例示範，但實際上並不以此為限。

請接著參照圖2以進行更具體的說明，圖2係為根據本發明另一實施例所繪示之主機板的電路示意圖。在圖2的實施例中，開關單元162為P型的金屬氧化物半導體場效電晶體。開關單元162的閘極端G間接地電性連接第一端N1，源極S間接地電性連接第二端N2，汲極端D間接地電性連接第四端N4。

在圖2所示的實施例中，切換電路16更具有第一單向元件D1、第二單向元件D2、第一電阻R1與第二電阻R2。第一單向元件D1串聯第一電阻R1。第二單向元件D2串聯第二電阻R2。串聯的第一單向元件D1與第一電阻R1電性連接於第一端N1與第三端N3之間。串聯的第二單向元件D2與第二電阻R2電性連接於第三端N3與第四端N4之間。其中，第一單向元件D1的輸出端與第二單向元件D2的輸出端直接地或間接地電性連接第三端N3。其中，在此實施例中，切換電路16更具有限流電阻R3、R4。限流電阻R3的一端電性連接開關單元162的閘極端G，限流電阻R3的另一端接地。限流電阻R4的一端電性連接第四端N4，限流電阻R4的另一端接地。

在一實施例中，電阻R1與電阻R2用以控制開關單元162的閘極端G的電壓，而電阻R3用以控制進入PCH GPI pin的電壓，電阻R4是用以確保當以第一電池12供電給偵測模組18時，第四端N4一定是保持在低電壓準位的輸入訊號。

在此實施例中，第一單向元件D1與第二單向元件D2為二極體（diode）或者是連接為二極體形式的金屬氧化物半導體電晶體。藉由第一單向元件D1與第二單向元件D2，得以限制電流的流向，避免當電池的電壓不足時或者是當切換電流路徑時，由於錯誤的電流流向造成元件誤動作甚或是元件被燒毀。在另一實施例中，第一單向元件D1與第二單向元件D2為連接成二極體形式的金屬氧化物半導體場效電晶體，相關元件連接細節當為所屬技術領域具有通常知識者能從圖2的相關敘述推得，在此不多加贅述。

另一方面，在圖2的實施例中，切換電路16更電性連接發光二極體DL。更具體地來說，發光二極體DL的陽極端係連接於開關元件162的汲極端D，發光二極體DL的陰極端係經由限流電阻R5接地。因此，當第一電池12的輸出電壓小於門檻值而導通開關元件162時，第二電池14經由開關元件162供電，同時發光二極體DL被導通而發光。藉此，得以提醒使用者，主機板1目前改由第二電池14供電給偵測模組18，第一電池已不敷使用而該汰換。在另一實施例中，發光二極體DL的陽極端係電性連接切換電路16的第四端N4，發光二極體DL的陰極端則經由限流電阻R5接地。於實務上，發光二極體DL的陽極端可以電性連接第二電池14供電給偵測模組18的電流路徑上的任一電性節點，在此並不加以限制。

請接著參照圖3，圖3係為根據本發明更一實施例所繪示之主機板的功能方塊圖。主機板1’更具有儲存模組19、平台路徑控制器11（Platform Controller Hub, PCH）與處理器15。切換電路16的第四端N4電性連接平台路徑控制器11的通用型輸入輸出腳位（general purpose input output, GPIO）。儲存模組19用以儲存主機板1的設定組態。儲存模組19例如為非揮發性隨機存取記憶體（non-volatile random access memory, NVRAM）。

處理器15用以運行基本輸入輸出系統。基本輸入輸出系統用以判斷平台路徑控制器11的通用型輸入輸出腳位的電壓準位是否大於一門檻值。當基本輸入輸出系統判斷平台路徑控制器11的通用型輸入輸出腳位的電壓準位大於另一門檻值時，基本輸入輸出系統經由主機板1電性連接的螢幕（未繪示）顯示警告訊息。

所述的另一門檻值的設定例如關聯於平台路徑控制器11的電源的電壓準位大小。在一實施例中，當平台路徑控制器11的電源的電壓準位為3.3伏特時，所述的另一門檻值不小於2.145伏特且門檻值不大於3.7伏特。在另一實施例中，當平台路徑控制器11的電源的電壓準位為1.8伏特時，所述的另一門檻值不小於1.17伏特且門檻值不大於2.2伏特。

此外，如前述地，偵測模組18例如為平台路徑控制器10中的RTC模組。請再參照圖4以進行說明，圖4係為根據本發明再一實施例所繪示之主機板的功能方塊圖。當偵測模組為平台路徑控制器10中的RTC模組18’時，於一實施例中，RTC模組18’用以依據第一電池12供應的電能或第二電池14供應的電能產生供電資訊。供電資訊用以指示第一電池12是否供電給RTC模組18’或第二電池14是否供電給RTC模組18’。當供電資訊指示第一電池提供給RTC模組18’的電壓準位小於第一門檻值且第二電池14提供給RTC模組18’的電壓準位小於第二門檻值時，基本輸入輸出系統依據供電資訊於系統開機時重置儲存模組19所儲存的設定組態。所述的第一門檻值與第二門檻值可以是相同或是不同，在一實施例中，第一門檻值與第二門檻值相同，且第一門檻值與第二門檻值例如為3伏特。

綜合以上所述，所述的主機板具有多個電池與切換電路。切換電路係依據其中一個電池的輸出電壓而選擇性地切換供電路徑。藉此，主機板得以在其中一個電池沒電或者是輸出電壓不足的時候，切換成以另外一顆電池供電，以避免電池沒電造成設定組態被重置，而影響使用者的使用體驗。此外，切換電路更可依據電池的輸出電壓而提供一個提示訊號，以通知使用者是時候更換電池。換句話說，即使當其中一個電池沒電時，主機板仍然可以暫時藉由另一個電池供電給偵測模組，以持續地維持提供給偵測模組的電壓。使用者可以在此時更換掉沒電的電池，且過程中並不會導致偵測模組產生異常資訊，也不用再次重覆設定各種選項或者是密碼，相當具有實用性。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1、1’‧‧‧主機板
11‧‧‧平台路徑控制器
12‧‧‧第一電池
14‧‧‧第二電池
15‧‧‧處理器
16‧‧‧切換電路
162‧‧‧開關單元
18‧‧‧偵測模組
18’‧‧‧RTC模組
19‧‧‧儲存模組
N1~N4‧‧‧端
D1~D2‧‧‧單向元件
DL‧‧‧發光二極體
R1~R5‧‧‧電阻
D、G、S‧‧‧端

圖1係為根據本發明一實施例所繪示之主機板的功能方塊圖。 圖2係為根據本發明另一實施例所繪示之主機板的電路示意圖。 圖3係為根據本發明更一實施例所繪示之主機板的功能方塊圖。 圖4係為根據本發明再一實施例所繪示之主機板的功能方塊圖。

1‧‧‧主機板

12‧‧‧第一電池

14‧‧‧第二電池

16‧‧‧切換電路

162‧‧‧開關單元

18‧‧‧偵測模組

N1~N4‧‧‧端

Claims (10)

1. 一種具備用電池的主機板，包括：一第一電池，用以提供一第一電壓；一第二電池，用以提供一第二電壓； 一切換電路，該切換電路具有一第一端、一第二端、一第三端與一第四端，該第一端電性連接該第一電池，該第二端電性連接該第二電池，該切換電路包括一開關單元，該開關單元的控制端電性連接該第一端，該開關單元的一端電性連接該第二端，該開關單元的另一端電性連接該第三端與該第四端；以及一偵測模組，電性連接該切換電路的該第三端，該偵測模組用以依據該第一電池提供的電能或該第二電池提供的電能選擇性地重置該主機板的一設定組態；其中，當該第一電壓大於一門檻值時，該開關單元不導通，該第一電池經由該第一端與該第三端之間的一第一電流路徑供電給該偵測模組，當該第一電壓不大於一門檻值時，該開關單元導通，該第二電池經由該開關單元供電給該偵測模組，該切換電路更依據該第二電壓而經由該第四端輸出一提示訊號。
2. 如請求項1所述之主機板，其中該開關單元為一繼電器或一P型金屬氧化物半導體場效電晶體（metal oxide semi-conductor field effect transistor, MOSFET）。
3. 如請求項1所述之主機板，其中該切換電路更包括一第一單向元件、一第二單向元件、一第一電阻與一第二電阻，該第一單向元件串聯該第一電阻，該第二單向元件串聯該第二電阻，串聯的該第一單向元件與該第一電阻電性連接於該第一端與該第三端之間，串聯的該第二單向元件與該第二電阻電性連接於該第三端與該第四端之間；其中，該第一單向元件的輸出端與該第二單向元件的輸出端直接地或間接地電性連接該第三端。
4. 如請求項3所述之主機板，其中該第一單向元件與該第二單向元件為二極體（diode）或者是連接為二極體形式的金屬氧化物半導體電晶體。
5. 如請求項1所述之主機板，其中該第四端電性連接一發光二極體。
6. 如請求項1所述之主機板，其中該偵測模組為平台路徑控制器（Platform Controller Hub, PCH）中的一RTC模組，其中該第四端電性連接該平台路徑控制器的一通用型輸入輸出腳位。
7. 如請求項6所述之主機板，其中該主機板具有一處理器，該處理器用以運行一基本輸入輸出系統，該基本輸入輸出系統用以判斷該通用型輸入輸出腳位的電壓準位是否大於另一門檻值，當該基本輸入輸出系統判斷該通用型輸入輸出腳位的電壓準位大於該另一門檻值時，該基本輸入輸出系統經由該主機板電性連接的一螢幕顯示一警告訊息。
8. 如請求項7所述之主機板，更包括一儲存模組，該儲存模組用以儲存該主機板的該設定組態，該RTC模組用以依據該第一電池供應的電能或該第二電池供應的電能產生一供電資訊，該供電資訊用以指示該第一電池是否供電給該RTC模組或該第二電池是否供電給該RTC模組，當該供電資訊指示該第一電池提供給該RTC模組的電壓準位小於一第一門檻值且該第二電池提供給該RTC模組的電壓準位小於一第二門檻值時，該基本輸入輸出系統依據該供電資訊於系統開機時重置該儲存模組所儲存的該設定組態。
9. 如請求項7所述之主機板，其中該另一門檻值不小於2.145伏特，且該另一門檻值不大於3.7伏特。
10. 如請求項7所述之主機板，其中該另一門檻值不小於1.17伏特，且該另一門檻值不大於2.2伏特。