CN102270843B - 电源控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源控制系统，其包括分别产生第一电源及第二电源的第一供电模块及第二供电模块、耦接第一供电模块的第一开关模块、耦接第二供电模块的第二开关模块、耦接第一开关模块的控制模块、以及耦接控制模块与第二开关模块的转换模块，该控制模块用以于该负载器件插接至电子装置时，产生第一控制信号，而依据该第一控制信号令第一开关模块开启第一电源输入路径，以使第一电源传输至负载器件，同时，通过转换模块依据控制模块所产生的第一控制信号进行转换处理，而产生第二控制信号，以令第二开关模块开启第二电源输入路径，进而使第二电源传输至负载器件，从而同时配合该第一电源的供应而令该负载器件正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源控制系统，更详而言之，涉及一种用以同时控制两组电源供电的电源控制系统。
背景技术
目前，电子装置内部有些负载器件需要不同电压位准的电源供电，以满足正常的工作需求，例如图形处理器卡(Graphic Processing Unitcard；GPU卡)因需支持热插拔(hot-plug)的功能，故其则需要用到12伏特(V)及3伏特的两路电源供电。
因此，如何提供一种可同时提供不同规格的电源输出的电源控制系统，以满足上述负载器件的供电需求，乃是目前亟欲解决的技术问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可同时提供两种不同规格电源输出的电源控制系统，以满足电子装置正常运行的供电需求。
为达上述目的及其它目的，本发明提供一种电源控制系统，其用于对插接至电子装置中的负载器件执行供电处理，该电源控制系统包括：第一供电模块，用以提供第一电源；第二供电模块，用以提供第二电源；第一开关模块，与该第一供电模块耦接，用以开启或关闭该第一供电模块所提供的第一电源传输至该负载器件的第一电源输入路径；第二开关模块，与该第二供电模块耦接，用以开启或关闭该第二供电模块所提供的第二电源传输至该负载器件的第二电源输入路径；控制模块，与该第一开关模块耦接，且该控制模块用以于该负载器件插接至该电子装置时，产生第一控制信号，以供该第一开关模块根据该第一控制信号开启该第一电源输入路径，从而使该第一供电模块所提供的第一电源传输至该负载器件；以及转换模块，与该控制模块以及该第二开关模块耦接，用以接收该控制模块所产生的第一控制信号，且据以产生第二控制信号，以供该第二开关模块根据该第二控制信号开启该第二电源输入路径，而使该第二供电模块所提供的第二电源传输至该负载器件，从而令该负载器件同时接收该第一电源与该第二电源而正常工作。
此外，本发明的电源控制系统更包括一耦接该控制模块的检测模块，用以检测该负载器件是否插接至该电子装置中，并当检测到该负载器件插接至该电子装置时发出一连接信号至该控制模块，以供该控制模块据以产生该第一控制信号。
在本发明的电源控制系统的一实施例中，该第一开关模块为第一MOS晶体管，该MOS晶体管的第一极与该负载器件耦接，而该第一MOS晶体管的第二极与该第一供电模块耦接，且该第一MOS晶体管的第三极与该控制模块耦接。优选地，该第一MOS晶体管为NMOS晶体管，该第一极为源极，该第二极为漏极，该第三极为栅极。而该第二开关模块为第二MOS晶体管，该第二MOS晶体管的第一极与该负载器件耦接，且该第二MOS晶体管的第二极与该第二供电模块耦接，而该第二MOS晶体管的第三极则与该转换模块耦接。优选地，该第二MOS晶体管为PMOS晶体管，该第一极为源极，该第二极为漏极，该第三极为栅极。
在本发明的电源控制系统的一实施例中，该转换模块包括：电源端；接地端；电容，其一端耦接该第二供电模块，且该电容与该第二供电模块连接处形成一第一分接点；电阻，其一端耦接该电容的另一端，其另一端耦接该接地端，且该电阻与该电容连接处形成一第二分接点，且该第二分接点耦接该第二开关模块；第一转换单元，分别耦接该控制模块、该电源端以及该接地端，用于接收到该控制模块所产生的第一控制信号时，执行转换处理并产生转换信号；以及第二转换单元，分别耦接该第一转换单元、该第一分接点以及该第二分接点，用于接收到该第一转换单元所产生的转换信号时，产生第二控制信号，以令该第二开关模块开启该第二电源输入路径，以使该第二供电模块所提供的第二电源传输至该负载器件。优选地，该第一转换单元为三极管，该三极管的基极与该控制模块耦接，而该三极管的集电极与该电源端耦接，且该三极管的发射极与该接地端耦接；该第二转换单元为NMOS晶体管，该NMOS晶体管的栅极与该三极管的集电极耦接，而该NMOS晶体管的漏极与该第一分接点耦接，且该NMOS晶体管的源极与该第二分接点耦接。
相比于现有技术，本发明的电源控制系统于检测到该负载器件插接至电子装置时，令控制模块据以产生第一控制信号，而依据该第一控制信号令第一开关模块开启第一电源输入路径，以使第一供电模块所提供的第一电源传输至负载器件，同时，通过转换模块依据该控制模块所产生的第一控制信号进行转换处理，而产生第二控制信号，以令第二开关模块开启第二电源输入路径，而使第二电源所提供的第二电源传输至负载器件，由此以使该第一电源以及该第二电源同时供应予该负载器件，而保证该负载器件正常工作的供电需求。
附图说明
图1A为显示本发明的电源控制系统的第一实施例的基本架构方块图；
图1B为显示本发明的电源控制系统的第二实施例的基本架构方块图；以及
图2为显示本发明的电源控制系统的一具体实施例的电路示意图。
[元件符号简单说明]
1，1’ 电源控制系统
11 第一供电模块
12 第二供电模块
13 第一开关模块
14 第二开关模块
15 检测模块
16 控制模块
17 转换模块
10 电子装置
2 负载器件
11’ 第一供电模块
12’ 第二供电模块
13’ NMOS晶体管
14’ PMOS晶体管
15’ 检测模块
16’ 控制模块
17’ 转换模块
171’ 电源端
172’ 接地端
173’ 电容
174’ 电阻
175’ 第一转换单元(三极管)
176’ 第二转换单元(NMOS晶体管)
10’ 电子装置
2’ 负载器件
具体实施方式
以下系通过特定的具体实例说明本发明的技术内容，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。
请参阅图1A，其为显示本发明的电源控制系统的第一实施例的基本架构方块图，本实施例的电源控制系统1用于对插接至电子装置10中的负载器件2执行供电处理，在本实施例中，该电子装置为服务器、个人计算机、笔记型计算机、或电视机等电子装置。
如图1A所示，本实施例的电源控制系统1包括第一供电模块11、第二供电模块12、第一开关模块13、第二开关模块14、控制模块16以及转换模块17。以下配合图2对本实施例的电源控制系统1的上述各元件进行详细说明。
该第一供电模块11用以提供第一电源。其中，该第一电源可为12伏特(V)、3V、5V、1.5V或其它各种负载器件所需的电源准位。
该第二供电模块12用以提供第二电源。其中，该第二电源所提供的电源准位则与第一电源不同。
该第一开关模块13与该第一供电模块11耦接，用以开启或关闭该第一供电模块11所提供的第一电源传输至该负载器件2的第一电源输入路径。在本实施例中，该第一开关模块13为一NMOS晶体管，该NMOS晶体管的源极(source)与该负载器件2耦接，且其漏极(drain)与该第一供电模块11耦接，栅极(gate)与该控制模块16(容后详述)耦接。此处需特别说明的是，于实际使用上或按设计者的需求，该第一开关模块13所述的开关元件的类型不以上述实施例所述为限，凡是具有开关特性且可由控制模块16控制其开启或关闭的电子元件(例如CMOS晶体管，结型场效应晶体管(Junction Field Effect Transistor；JFET)等)或电子电路，均属于本发明可实施的范围。
该第二开关模块14与该第二供电模块12耦接，用以开启或关闭该第二供电模块12所提供的第二电源传输至该负载器件2的第二电源输入路径。在本实施例中，该第二开关模块14为一PMOS晶体管，该PMOS晶体管的源极与该负载器件2耦接，且其漏极与该第二供电模块12耦接，而栅极则与该转换模块17(容后详述)耦接。此外，于实际使用上或按设计者的需求，该第二开关模块14所述的开关元件的类型不以上述实施例所述为限，凡是具有开关特性且可由转换模块17控制其开启或关闭的电子元件(例如CMOS晶体管，结型场效应晶体管等)或电子电路，均属于本发明可实施的范围。该控制模块16与第一开关模块13耦接，用以于该负载器件2插接至该电子装置10时，产生第一控制信号，以令该第一开关模块13根据该第一控制信号开启该第一电源输入路径，以使该第一供电模块13所提供的第一电源传输至该负载器件2。
该转换模块17与该控制模块16以及该第二开关模块14耦接，用以接收该控制模块16所产生的第一控制信号，且据以进行转换处理，而产生与该第一控制信号的电平相反的第二控制信号并予以输出，以令该第二开关模块14根据该第二控制信号开启该第二电源输入路径，而使该第二供电模块12所提供的第二电源传输至该负载器件2，从而同时配合该第一电源的供应而令该负载器件2正常工作。
接着，请参阅图1B，其为显示本发明的电源控制系统的第二实施例的基本架构方块图，本实施例的电源控制系统1’与前述第一实施例的不同之处在于，本实施例的电源控制系统1’还包括检测模块15，该检测模块15与前述控制模块16耦接，用以检测该负载器件2是否插接至该电子装置10中，并当检测到该负载器件2插接至该电子装置10时发出一连接信号至该控制模块16，以供该控制模块16据以产生前述第一控制信号。
在前述第一及第二实施例中，如图2所示的转换模块17’是由电源端171’、接地端172’、电容173’、电阻174’、第一转换单元175’以及第二转换单元176’构成，其中，该电容173’的一端耦接该第二供电模块12’，且该电容173’与该第二供电模块12’连接处形成一第一分接点a1；该电阻174’的两端分别耦接该电容173’的另一端以及该接地端172’，且该电阻174’与该电容173’连接处形成一第二分接点a2，并该第二分接点a2耦接该第二开关模块14’；该第一转换单元175’分别耦接该控制模块16’、该电源端171’以及该接地端172’，用于接收到该控制模块16’所产生的第一控制信号时，执行转换处理并产生转换信号；第二转换单元176’分别耦接该第一转换单元175’、该第一分接点a1以及该第二分接点a2，用于接收到该第一转换单元175’所产生的转换信号时，产生第二控制信号，以令该第二开关模块14’根据该第二控制信号开启该第二电源输入路径，以使该第二供电模块12’所提供的第二电源传输至该负载器件(例如GPU卡)2’。优选地，该第一转换单元175’为三极管，该三极管的基极(base)与该控制模块16’耦接，而其集电极(collector)与该电源端171’耦接，且其发射极(emitter)与该接地端172’耦接；该第二转换单元176’为NMOS晶体管，该NMOS晶体管的栅极与前述三极管的集电极耦接，而其漏极与该第一分接点a1耦接，且其源极与第二分接点a2耦接。但不以此为限。
为更详尽了解应用前述本发明的电源控制系统的各模块的工作原理，以下即配合图2进行详细说明。当检测模块15’侦测到该负载器件2’插接至该电子装置10’时，发出一连接信号(PWR_EN)，而令控制模块16’据以产生高电位的第一控制信号(P12V_1)，之后，将该第一控制信号分别输出到该NMOS晶体管13’的栅极以及该三极管175’的基极，接着，一方面该高电位的第一控制信号致使该NMOS晶体管13’导通，进而开启该第一供电模块11’所提供的第一电源(P12V)传输至该负载器件2’的第一电源输入路径；另一方面，该高电位的第一控制信号致使该三极管175’导通，此时，该三极管175’的集电极与发射极之间的电位差近乎为零(因该三极管175’的发射极接地，所以集电极端的电位为低电平)，从而令与该三极管175’的集电极耦接的NMOS晶体管176’的栅极的电位为低电平，致使该NMOS晶体管176’截止，从而导致位于该NMOS晶体管176’的源极的第二分接点a2的电位为低电平(因该第二分接点a2通过该电阻174’接地)，如此，则令与该第二分接点a2耦接的PMOS晶体管14’的栅极的电位为低电平，致使该PMOS晶体管14’导通，进而开启该第二供电模块12’与该负载器件2’的第二电源(P3.3V)输入路径，由此即顺利完成该第一电源以及该第二电源同时传输到该负载器件2’的供电作业，从而确保该负载器件2’正常运行所需的用电量。
综上所述，本发明的电源控制系统主要是利用第一供电模块、第二供电模块、第一开关模块、第二开关模块、控制模块以及转换模块的相互作用，而控制两组电源同时输出到具有不同电源供应需求的负载器件，以确保该负载器件正常的运行。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围应如权利要求所列。
Claims (8)
1.一种电源控制系统，用于对插接至电子装置中的负载器件执行供电处理，该负载器件具有第一电源输入路径和第二电源输入路径，其特征在于，该电源控制系统包括：
第一供电模块，用以提供第一电源；
第二供电模块，用以提供第二电源；
第一开关模块，耦接该第一供电模块，用以开启或关闭该第一供电模块所提供的第一电源传输至该负载器件的第一电源输入路径；
第二开关模块，耦接该第二供电模块，用以开启或关闭该第二供电模块所提供的第二电源传输至该负载器件的第二电源输入路径；
控制模块，耦接该第一开关模块，且该控制模块用以于该负载器件插接至该电子装置时，产生一第一控制信号，以供该第一开关模块根据该第一控制信号开启该第一电源输入路径，从而使该第一供电模块所提供的第一电源传输至该负载器件；以及
转换模块，耦接该控制模块以及该第二开关模块，接收该第一控制信号，且据以产生一第二控制信号，以供该第二开关模块根据该第二控制信号开启该第二电源输入路径，而使该第二供电模块所提供的第二电源传输至该负载器件，从而令该负载器件同时接收该第一电源与该第二电源而正常工作，该转换模块包括：
电源端；
接地端；
电容，其一端耦接前述第二供电模块，且该电容与前述第二供电模块连接处形成一第一分接点；
电阻，其一端耦接该电容的另一端，其另一端耦接该接地端，且该电阻与该电容连接处形成一第二分接点，并该第二分接点耦接该第二开关模块；
第一转换单元，分别耦接该控制模块、该电源端以及该接地端，用于接收到该控制模块所产生的第一控制信号时，执行转换处理并产生转换信号；以及
第二转换单元，分别耦接该第一转换单元、该第一分接点以及该第二分接点，用于接收到该第一转换单元所产生的转换信号时，产生第二控制信号，以令该第二开关模块根据该第二控制信号开启该第二电源输入路径，以使该第二供电模块所提供的第二电源传输至该负载器件。
2.根据权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于，还包括：一耦接该控制模块的检测模块，用以检测该负载器件是否插接至该电子装置中，并当检测到该负载器件插接至该电子装置时发出一连接信号至该控制模块，以供该控制模块据以产生该第一控制信号。
3.根据权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于，该第一开关模块为第一MOS晶体管，该MOS晶体管的第一极与该负载器件耦接，而该第一MOS晶体管的第二极与该第一供电模块耦接，且该第一MOS晶体管的第三极与该控制模块耦接。
4.根据权利要求3所述的电源控制系统，其特征在于，该第一MOS晶体管为NMOS晶体管，该第一极为源极，该第二极为漏极，该第三极为栅极。
5.根据权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于，该第二开关模块为第二MOS晶体管，该第二MOS晶体管的第一极与该负载器件耦接，且该第二MOS晶体管的第二极与该第二供电模块耦接，而该第二MOS晶体管的第三极则与该转换模块耦接。
6.根据权利要求5所述的电源控制系统，其特征在于，该第二MOS晶体管为PMOS晶体管，该第一极为源极，该第二极为漏极，该第三极为栅极。
7.根据权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于，该第一转换单元为三极管，该三极管的基极与该控制模块耦接，而该三极管的集电极与该电源端电性连接，且该三极管的发射极与该接地端电性连接。
8.根据权利要求7所述的电源控制系统，其特征在于，该第二转换单元为NMOS晶体管，该NMOS晶体管的栅极与该三极管的集电极耦接，而该NMOS晶体管的漏极与该第一分接点耦接，且该NMOS晶体管的源极与该第二分接点耦接。
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