CN101840252A

CN101840252A - 可侦测耗电功率的主板与其耗电功率侦测方法

Info

Publication number: CN101840252A
Application number: CN200910128980A
Authority: CN
Inventors: 孙培华
Original assignee: Asustek Computer Inc
Current assignee: Asustek Computer Inc
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2010-09-22

Abstract

一种可侦测耗电功率的主板与其耗电功率的侦测方法，其中主板包含：电源层、阻抗元件及侦测模块。电源层布设多条电源走线，且每一条电源走线分别传导工作电压。阻抗元件分别布设于每一条电源走线的源头。侦测模块分别耦接于每一个阻抗元件，取得流经每一个阻抗元件的电流值，依据电流值与对应的工作电压，产生每一个工作电压所对应的耗电功率。

Description

可侦测耗电功率的主板与其耗电功率侦测方法

技术领域

本发明有关一种主板，特别是一种可侦测耗电功率的主板与其耗电功率的侦测方法。

背景技术

环保意识高涨，使得节能减碳成为趋势，就连科技产品也不断朝向省电节能的趋势发展。以电脑系统来说，主板同样须符合环保热潮，而不断的将电源效率提升，让整体主板能越来越省电。然而，即便主板厂商不断的节省主板的耗电量，但使用者却无法轻易得知目前所使用的主板的耗电功率。

传统作法上，若要得知主板的耗电功率，使用者需通过钳形电流表，将电源供应器的某一个工作电压(假设为12伏特)的电线全部集中，再将钳形电流表夹住这一把相同工作电压的电线，经由钳形电流表读取电流值(假设为10安培)。之后再利用公式：P＝V×I，而计算出12伏特的工作电压所对应的耗电功率为120瓦特(12(V)×10(A)＝120(W))。同理，电脑系统中电源供应器其它的工作电压，例如：5伏特，3.3伏特，5伏特standby等电源，同样利用上述方法分别量出电流，再乘以各自的工作电压而得到个别的耗电功率，最后加总个别的耗电功率，而得知主板的总耗电功率。

上述的传统作法，使用者不仅需具有钳形电流表，还需自行分辨相同工作电压包含哪些电线，这对使用者而言具有相当难度。再者，当电脑系统安装好机壳之后，也无法顺利进行上述的量测动作，因而让使用者无法轻易得知主板的耗电功率。

发明内容

本发明提出一种可侦测耗电功率的主板，包含：电源层、阻抗元件及侦测模块。电源层布设多条电源走线，且每一条电源走线分别传导工作电压。阻抗元件分别布设于每一条电源走线的源头。侦测模块分别耦接于每一个阻抗元件，取得流经每一个阻抗元件的电流值，依据电流值与对应的工作电压，产生每一个工作电压所对应的耗电功率。

本发明亦提出一种主板耗电功率的侦测方法，应用于具有电源层的主板，电源层布设多条电源走线，每一条电源走线分别传导工作电压，该侦测方法包含下列步骤：分别布设阻抗元件于每一条电源走线的源头；分别取得流经每一个阻抗元件的电流值；依据电流值与对应的工作电压，产生每一个工作电压所对应的耗电功率。

通过本发明所提出的可侦测耗电功率的主板与其耗电功率侦测方法，使用者可轻易得知电脑系统中每一个工作电压个别的耗电功率，或整体主板的总耗电功率。因此，通过本发明可让众多使用者都期待可随时监看的信息，亦即主板耗电功率，能轻易呈现于使用者面前，例如：使用者可直接由操作系统(operation system，0S)下的应用程序，即可得知主板目前的耗电功率。

有关本发明的较佳实施例及其功效，兹配合图式说明如后。

附图说明

图1是可侦测耗电功率的主板一实施例的示意图。

图2是侦测模块一实施例的示意图。

图3是主板耗电功率的侦测方法的流程图。

具体实施方式

请参照图1，该图所示为可侦测耗电功率的主板一实施例的示意图。可侦测耗电功率的主板1包含：电源层10、阻抗元件20、侦测模块30。

电脑装置用的主板1一般为四层板，分别为顶层(topside)、电源层(VCC1ayer)、接地层(GND 1ayer)及底层(bottom side)。其中，电源层10布设多条电源走线12，且每一条电源走线12用以导通不同电压值的工作电压，而分别提供予电脑装置使用。于图1中仅绘制主板1中的电源层10，以及多条电源走线的其中一条作为说明。

主板1具有电源接头2(设置于顶层)，用以与电源供应器互相连接(在本实施例中，所使用的接头为ATX连接器)。且电源接头2具有多支接脚，每一个工作电压便由其中某些接脚作为源头，而布设电源走线，分别将工作电压(5V，12V)传送至电脑装置中的各个元件以供运转所需。图1以5伏特的工作电压作说明，一般电源接头2中对应于5伏特的工作电压为四根接脚，因此，图中用以传导5伏特工作电压的电源走线12，以电源接头2中的该四根接脚作为源头而布设。其中，电源走线12(在本实施例中，电源走线设置于电源层(VCC layer))与电源接头2(顶层)可分别设置于不同层，但彼此间互相导通，因此图中的电源接头2以虚线绘制。

阻抗元件20布设于电源走线12的源头。其中，阻抗元件可为铜箔、锰铜线、镍锰线或电阻器等。侦测模块30耦接于阻抗元件20，取得流经阻抗元件20的电流值。之后，依据电流值与对应的工作电压(于此为5伏特)，而产生5伏特工作电压所对应的耗电功率。

举例说明，首先于电源走线12的源头布设一段固定宽度的铜箔作为阻抗元件20。由物理定义可知阻抗(R)的公式为R＝ρ(L/A)，其中：ρ为介电常数；L为长度；A为截面积。于此，截面积(A)可由厚度乘上铜箔宽度而得知，长度(L)可在布局(Layout)软件上直接量测，因此阻抗元件20的阻抗值即可由上述的公式计算而得。

侦测模块30在取得阻抗元件20的阻抗值后，只需再取得跨越阻抗元件20两端A、B的电压降，即可依据欧姆定律(I＝V/R)，而由阻抗值(R)与电压降(V)而得知阻抗元件20的电流值(I)。

然而，阻抗元件20的两端A、B的电压降通常很小，因此为了让电压降便于侦测，以提供后续计算测耗电功率所需，因此侦测模块30包含：放大电路32及模拟数字转换电路(ADC)34，如图2所示。

将阻抗元件20的两端A与B在经过分压电路后分别连接到放大电路32中运算放大器(OP)的正端(-)与负端(+)，利用放大电路32把阻抗元件20两端A与B之间的电压差放大为后端的模拟数字转换电路34可接受的模拟电压电平。如图2所示，经由放大电路32所放大的电压(Vout)以数学式表示为

其中，VB为阻抗元件20的B端的电压，VA为阻抗元件

20的A端的电压。假设，R1为1KΩ，R2为70KΩ，如此经由放大电路32即可将阻抗元件20的电压降放大70倍，如此即可方便侦测，其中放大倍率可依需求而设定，不以此为限。此外，可先建立好一个对应表，此对应表可方便将放大后的电压值反推回阻抗元件20原本实际的电压值。

侦测模块30中的模拟数字转换电路34，可为输入/输出芯片(I/O chip)或嵌入式控制器(embedded controller)，皆为一般电脑装置中本身即内建而用以侦测电压的元件，因此可与放大电路32耦接，而侦测出放大后的模拟电压降，并将模拟电压值转换为数字电压值，以便后续计算之用。

举例说明，假设于5伏特电源走线12的源头布设一条长5公分、宽2公分、厚度为1.2密耳(mil)约为0.003048公分的铜箔，以作为阻抗元件20。其中，铜的介电常数(ρ)为1.67μΩ-cm，此时铜箔的直流阻抗(R)约为1.37mΩ(R＝ρ×L/A＝1.67×10-6×5/(2×0.003048)＝0.00137)。若阻抗元件20的两端A与B的电位差为0.01V，由于此电压差很小，因此需利用放大电路32加以放大，以顺利侦测。此时，即可依据上述求得的阻抗值与电压降，而取得流经阻抗元件20的电流值(I)，I＝V/R＝0.01V/1.37mΩ＝7.3A。最后，再依据电流值(I)与对应的工作电压(5V)，而得知5伏特工作电压的耗电功率(P)为36.5瓦特(P＝V×I＝5V×7.3A＝36.5W)。

同理，可依照上述的方式由侦测模块30得知每一个工作电压所对应的耗电功率。此外，通过软件程序的计算也可加总每一个工作电压所对应的的耗电功率，而产生主板总耗电功率。请续参照图1，图中包含输出电路40用以将通过侦测模块30所得知的耗电功率及/或主板总耗电功率输出予使用者。如此，使用者即可轻易的通过电脑屏幕，而清楚得知目前主板1相关的耗电功率。

请参照图3，该图所示为主板耗电功率的侦测方法的流程图，应用于具有电源层的主板，电源层布设多条电源走线，每一条电源走线分别传导工作电压，该侦测方法包含下列步骤。

步骤S10：分别布设阻抗元件于每一条电源走线的源头。

步骤S20：分别取得流经每一个阻抗元件的电流值。于此步骤中，可包含下列步骤：取得每一个阻抗元件的阻抗值与跨越阻抗元件两端的电压降；依据阻抗值与电压降，产生每一个阻抗元件的电流值。

此外，为了避免阻抗元件两端的电压降太小而不容易量测，因此可放大电压降，并转换放大后的电压降为数字信号。

步骤S30：依据电流值与对应的工作电压，产生每一个工作电压所对应的耗电功率。

当取得每一个工作电压所对应的耗电功率后，可加总每一个工作电压所对应的耗电功率，如此可产生主板总耗电功率。接着可输出每一个工作电压所对应的耗电功率及/或主板总耗电功率。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种可侦测耗电功率的主板，其特征是，包含：

电源层，布设多条电源走线，且每一上述电源走线分别传导工作电压；

多个阻抗元件，分别布设于每一上述电源走线的源头；及

侦测模块，分别耦接于每一上述阻抗元件，取得流经每一上述阻抗元件的电流值，依据上述电流值与对应的上述工作电压，产生每一上述工作电压所对应的耗电功率。

2.根据权利要求1所述的可侦测耗电功率的主板，其特征是，其中上述阻抗元件为铜箔、锰铜线、镍锰线、电阻器及其组合所构成的群组。

3.根据权利要求1所述的可侦测耗电功率的主板，其特征是，其中上述侦测模块加总每一上述工作电压所对应的上述耗电功率，而产生主板总耗电功率。

4.根据权利要求3所述的可侦测耗电功率的主板，其特征是，还包含：

输出电路，输出上述这些耗电功率与上述主板总耗电功率至少其中之

5.根据权利要求1所述的可侦测耗电功率的主板，其特征是，其中上述侦测模块取得每一上述阻抗元件的阻抗值与跨越上述阻抗元件两端的电压降，依据上述阻抗值与上述电压降产生每一上述阻抗元件的上述电流值。

6.根据权利要求5所述的可侦测耗电功率的主板，其特征是，其中上述侦测模块包含：

放大电路，接收上述电压降，并放大上述电压降；及

模拟数字转换电路，转换放大后的上述电压降为数字信号。

7.根据权利要求6所述的可侦测耗电功率的主板，其特征是，其中上述模拟数字转换电路为输入/输出芯片。

8.根据权利要求6所述的可侦测耗电功率的主板，其特征是，其中上述模拟数字转换电路为嵌入式控制器。

9.一种主板耗电功率的侦测方法，应用于具有电源层的主板，上述电源层布设多条电源走线及多个阻抗元件，每一上述电源走线分别传导工作电压，其特征是，上述侦测方法包含下列步骤：

分别取得流经每一上述阻抗元件的电流值；及

依据上述电流值与对应的上述工作电压，产生每一上述工作电压所对应的耗电功率。

10.根据权利要求9所述的主板耗电功率的侦测方法，其特征是，还包含下列步骤：

加总每一上述工作电压所对应的上述耗电功率，产生主板总耗电功率；及

输出上述这些耗电功率与上述主板总耗电功率至少其中之一。

11.根据权利要求9所述的主板耗电功率的侦测方法，其特征是，其中取得上述电流值的步骤，包含：

取得每一上述阻抗元件的阻抗值与跨越上述阻抗元件两端的电压降；及

依据上述阻抗值与上述电压降，产生每一上述阻抗元件的上述电流值。

12.根据权利要求11所述的主板耗电功率的侦测方法，其特征是，还包含下列步骤：

放大上述电压降；及

转换放大后的上述电压降为数字信号。