CN102929378B - 过电流保护系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种过电流保护系统及其方法。该过电流保护系统，是使用于一计算机系统中，其中计算机系统包括电流供应模块、处理器及电池，该过电流保护系统用以当处理器开启加速状态所产生的第一电流量增加至大于电流供应模块所能承载的第二电流量时，通知处理器关闭加速状态。

Description

过电流保护系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种具有过电流保护机制的过电流保护系统，特别是涉及利用硬件电路以完成过电流保护机制的过电流保护系统。

背景技术

现有技术已揭示中央处理器(CPU)可开启加速状态以加强运算效能。举例而言，英特尔(Intel)公司已研发出一种利用致能加速(TurboBoost)以加强运算效能的中央处理器，其虽可有效提高处理器的效能，但相对地也会使耗能增加。以65瓦特(Walt)的电流转换器搭配35瓦特的处理器与30瓦特的系统为例，当未开启TurboBoost时，处理器与系统的总耗能为65瓦特，但当开启TurboBoost时，处理器与系统的总耗能便会超越65瓦特，超过电流转换器的负荷，因此，将会导致系统及电流转换器受损。因此，为保护系统与电流转换器，此时系统将停止对电池充电，并且利用充电系统发出一停止讯号，经由系统的微控制器，再由该微控制器发出一讯号通知处理器，以使处理器关闭TurboBoost完成过电流保护。

利用上述机制，由于微控制器发出讯号至处理器的过程是经由微控制器内的软件来控制，因此，当系统当机或该软件无法动作时，将导致系统无法完成上述的过电流保护而使电流转换器或系统因而过热毁损。

因此，有必要提供一种利用硬件电路以完成过电流保护机制的过电流保护系统及方法，以改善现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种利用硬件电路以完成过电流保护机制的过电流保护系统。

本发明的另一目的是提供一种利用上述的过电流保护系统的计算机系统。

本发明的再一目的是提供一种利用硬件电路以完成过电流保护机制过电流保护方法。

为达成上述的目的，本发明的电流保护系统用于一计算机系统中，其中计算机系统包括有电流供应模块、处理器及电池，过电流保护系统用以当处理器开启加速状态所产生的第一电流量增加至大于电流供应模块所能承载的第二电流量时，通知处理器关闭加速状态，过电流保护系统包括有充电模块与保护电路。充电模块与电流供应模块电性连接，用以对电池进行充电，充电模块包括有检测单元，用以检测处理器开启加速状态所产生的第一电流量，并且当第一电流量大于电流供应模块所能承载的第二电流量时，停止对电池充电并产生一讯号；保护电路与充电模块电性连接，用以当处理器开启加速状态以致第一电流量增加至大于电流供应模块所能承载的第二电流量时，藉由保护电路以传递充电模块所产生的讯号至处理器，以通知处理器使其关闭加速状态。

依据本发明的实施例，本发明的过电流保护系统还包括有控制模块，电性连接于充电模块与处理器，亦用以使充电模块所产生的讯号可藉由控制模块传递至处理器，以通知处理器使其关闭加速状态。

依据本发明的一实施例，本发明的保护电路包括电阻、第一晶体管及第二晶体管。电阻与电流供应模块电性连接；第一晶体管包括有第一栅极、第一源极及第一漏极，其中第一栅极与充电模块电性连接、第一源极接地，并且第一漏极与电阻电性连接；第二晶体管包括第二栅极、第二源极及第二漏极，其中第二栅极与电阻电性连接、第二源极接地且第二漏极与处理器电性连接。

依据本发明的另一实施例，本发明的保护电路包括一与门(ANDgate)，该与门包括第一连接端、第二连接端及第三连接端。第一连接端与充电模块电性连接；第二连接端与电流供应模块电性连接；第三连接端与处理器电性连接。

本发明的过电流保护方法使用于一计算机系统中，其中计算机系统包括电流供应模块、处理器及电池，过电流保护方法用以当处理器开启加速状态所产生的第一电流量增加至大于电流供应模块所能承载的第二电流量时，通知处理器关闭加速状态，过电流保护方法包括下列步骤：提供一充电模块使其对一电池进行充电，并且使其电性连接于电流供应模块；藉由充电模块检测处理器开启加速状态所产生的第一电流量，并且当第一电流量大于电流供应模块所能承载的第二电流量时，停止对电池充电并产生一讯号；提供保护电路，使其电性连接于充电模块与处理器，以及当处理器开启加速状态以致第一电流量增加至大于电流供应模块所能承载的第二电流量时，藉由保护电路传递充电模块所产生的讯号至处理器，以通知处理器使其关闭加速状态。

依据本发明的实施例，本发明的过电流保护方法于充电模块停止对电池充电并产生一讯号的步骤后，还可同时执行包括下列步骤：提供控制模块，使其电性连接于充电模块与处理器，用以使讯号可藉由控制模块传递至处理器，以通知处理器使其关闭加速状态。

依据本发明的一实施例，本发明的提供保护电路的步骤包括以下步骤：提供电阻，使其电性连接于电流供应模块；提供第一晶体管，其中包括提供第一栅极并使电性连接于充电模块、提供第一源极并使其接地及提供第一漏极并使其电性连接于电阻；提供第二晶体管，其中包括提供第二栅极并使其电性连接于该电阻、提供一第二源极并使其接地及提供第二漏极并使其电性连接于处理器。

依据本发明的另一实施例，本发明的提供保护电路的步骤包括以下步骤：提供与门，其中包括提供第一连接端并使其电性连接于充电模块、提供第二连接端并使其电性连接于电流供应模块及提供第三连接端并使其电性连接于处理器。

附图说明

图1是本发明的计算机系统及其过电流保护系统的系统架构图。

图2是本发明第一实施例的保护电路的电路示意图。

图3是本发明第二实施例的保护电路的电路示意图。

图4是本发明的过电流保护方法的步骤流程图。

图5是本发明第一实施例的提供保护电路的步骤的流程图。

图6是本发明第二实施例的提供保护电路的步骤的流程图。

附图符号说明

计算机系统1

过电流保护系统2

充电模块10

检测单元11

保护电路20

电阻21

第一晶体管23

第一栅极231

第一源极233

第一漏极235

第二晶体管25

第二栅极251

第二源极253

第二漏极255

与门27

第一连接端271

第二连接端273

第三连接端275

控制模块30

电池70

处理器80

电流供应模块90

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并结合附图详细说明如下。

首先请参考图1，图1是关于本发明的计算机系统及其过电流保护系统的系统架构图。如图1所示，本发明的过电流保护系统2使用于计算机系统1中。于本发明的丨实施例中，计算机系统1包括电流供应模块90、处理器80、电池70及过电流保护系统2，该过电流保护系统2用以当处理器80开启一加速状态以致电流供应模块90所产生的第一电流量增加至大于电流供应模块90所能承载的第二电流量时，通知处理器80关闭加速状态。在本发明的一实施例中，计算机系统1为一笔记型计算机系统，但本发明不以此为限。此外，由于上述的处理器80开启加速状态功能为现有技术所载的技术，为本领域的技术人员所周知，故在此不再多做说明。

于本发明的一实施例中，本发明的过电流保护系统2包括充电模块10、保护电路20及控制模块30。

充电模块10与电流供应模块90电性连接，用以对电池70进行充电，充电模块10包括有检测单元11，用以检测处理器80开启加速状态所产生的第一电流量，并且当第一电流量大于电流供应模块90所能承载的第二电流量时，停止对电池70充电并产生一讯号。

保护电路20与充电模块10电性连接，用以当处理器80开启加速状态以致第一电流量增加至大于电流供应模块90所能承载的第二电流量时，传递充电模块10所产生的讯号至处理器80，以通知处理器80使其关闭加速状态。

控制模块30电性连接于充电模块10与处理器80，用以使讯号可藉由控制模块30传递至处理器80，以通知处理器80使其关闭加速状态。

接着请参考图2，图2是关于本发明的第一实施例的保护电路的电路示意图。

如图2所示，于本发明的第一实施例中，保护电路20包括有电阻21、第一晶体管23及第二晶体管25。于本发明的实施例中，第一晶体管23及第二晶体管25分别为金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorFET，MOSFET)，但本发明不以此为限。

电阻21与电流供应模块90电性连接；第一晶体管23包括有第一栅极231、第一源极233及第一漏极235，其中第一栅极231与充电模块10电性连接，第一源极233接地，并且第一漏极235与电阻21电性连接；第二晶体管25包括第二栅极251、第二源极253及第二漏极255，其中第二栅极251与电阻21电性连接，第二源253极接地，并且第二漏极255与处理器80电性连接。

于此需注意的是，本发明的第一晶体管23及第二晶体管25分别为低电位致动，亦即必须第一栅极231及第二栅极251为低电位时，第一晶体管23及第二晶体管25方可导通。据此，于本实施例中，过电流保护系统2于正常情况下，第一栅极231及处理器80均为高电位状态，也由于第一栅极231为高电位，所以第一晶体管23不导通；第二栅极251则因为有电流供应模块90所提供的电流，所以保持高电位。当检测单元11检测到处理器80所开启加速状态已经导致了电流供应模块90所产生的第一电流量大于电流供应模块90所能承载的第二电流量时，充电模块10便会停止对电池70充电，以即时降低系统所需的电流量(亦即降低第一电流量)，接着充电模块10将产生一讯号(低电位讯号)，该讯号便会使第一栅极231降为低电位，以使第一晶体管23导通，接着由于第一晶体管23导通且第一源极233接地，因此使得电流供应模块90所供应的电流导入大地，导致第二栅极251降为低电位，因而使第二晶体管25导通，接着由于第二源极253接地，第二晶体管25导通后，第二漏极255变为低电位，致使处理器80因此降为低电位，藉此，使得低电位讯号可传递至处理器80。而在处理器80降为低电位以后，便会关闭加速状态。

接着参考图3，图3是有关本发明第二实施例的保护电路的电路示意图。

如图3所示，于本发明的第二实施例中，保护电路20包括有一与门(ANDgate)，其包括有第一连接端271、第二连接端273及第三连接端275。

第一连接端271与充电模块10电性连接；第二连接端273与电流供应模块90电性连接；第三连接端275与处理器80电性连接。计算机系统1於正常状况下，由於第一连接端271为高电位，且第二连接端273连接电流供应模块90保持固定高电位，因此使第三连接端275为高电位(1·1输出1)，而使处理器80保持高电位状态。而当充电模块10所产生的讯号(低电位讯号)传递至第一连接端271时，此时第三连接端275便会变为低电位(1·0输出0)，以使低电位讯号可传递至处理器80，以通知其关闭加速状态。

需注意的是，上述实施例仅为例示本发明的保护电路20的实施例，但本发明的保护电路20并不此为限。

最后请一并参考图4及图5关于本发明第一实施例的过电流保护方法的步骤。其中图4是本发明的过电流保护方法的步骤流程图；图5是本发明第一实施例的提供保护电路的步骤的流程图。

在本发明的一实施例中，本发明的过电流保护方法应用于如图1至图3所示的计算机系统1中，其中计算机系统1包括电流供应模块90、处理器80及电池70。本发明的过电流保护方法用以当处理器80开启一加速状态所产生的第一电流量增加至大于电流供应模块90所能承载的一第二电流量时，通知处理器80关闭加速状态。但需注意的是，以下关于本发明的过电流保护方法的说明虽以如图1至图3所示的计算机系统1为例，但本发明的过电流保护方法并不以应用于如图1至图3所示的计算机系统1为限。

如图4所示，于本发明的第一实施例中，本发明的电流保护方法包括下列步骤：

首先进行步骤401：提供充电模块，使其对于电池进行充电，并且使其电性连接于电流供应模块。

首先提供充电模块10，使其电性连接于电流供应模块90，并且使其以该电流供应模块90所供应的电流对电池70进行充电。

接着步骤402：藉由充电模块检测处理器开启加速状态所产生的第一电流量，并且当第一电流量大于电流供应模块所能承载的第二电流量时，停止对电池充电并产生一讯号。

如图1所示，充电模块10包括有检测单元11，可用以检测处理器80开启加速状态所产生的第一电流量，并且当所检测到的第一电流量大于电流供应模块90所能承载的第二电流量时，为保护电流供应模块90，此时充电模块10便会停止对电池70充电，以降低系统耗能，接着充电模块10产生讯号，藉以告知处理器80关闭加速状态。

接着执行步骤403：提供保护电路，使其电性连接于充电模块与处理器。

如图1所示，本发明提供保护电路20，并使其电性连接于充电模块10与处理器80，藉以传递充电模块10所产生的讯号至处理器80。如图5所示，于本发明的第一实施例中，提供保护电路20的步骤包括以下步骤：

首先进行步骤S10：提供电阻，使其电性连接电流供应模块。

如图2所示，首先提供电阻21并使其电性连接电流供应模块90，以使电阻21减少电流供应模块90所产生的电流量，藉以保护保护电路20。

接着进行步骤S20：提供第一晶体管。

如图2所示，接着提供第一晶体管25，其包括以下步骤：提供第一栅极251，使其电性连接于充电模块10；接着提供第一源极253并使其接地；提供第一漏极255，使其电性连接于电阻21。

最后进行步骤S30：提供第二晶体管。

如图2所示，接着提供第二晶体管25，其包括以下步骤：提供第二栅极251，使其电性连接于电阻21；提供第二源极253并使其接地；提供第二漏极255，使其电性连接于处理器80。

藉由以上步骤，当充电模块10所产生的讯号传递至第一栅极231时，第一晶体管23可导通，以使第二晶体管25同时导通，藉以使讯号传递至处理器80以通知处理器80使其关闭加速状态。由于第一晶体管23与第二晶体管25间的导通方式及讯号传递机制均已于前揭有所详细说明，故在此不多作赘述。

请再继续参考图4，本发明接着执行步骤404：提供控制模块，使其电性连接于充电模块与处理器。

在充电模块10停止对电池70充电并产生讯号的步骤后，于执行上述步骤403的同时，本发明执行步骤404提供控制模块30，使其电性连接于充电模块10与处理器80，藉以使该讯号可藉由控制模块30传递至处理器80，以通知处理器80使其关闭加速状态。与保护电路20不同的是，保护电路20是由单纯硬件架构完成，而控制模块30则是藉由软件以控制讯号传递，因此，当计算机系统1发生当机或其他原因而无法致动时，保护电路20依然仍继续传递讯号给处理器80以及时完成过电流保护。

最后进行步骤405：藉由保护电路或控制模块传递充电模块所产生的讯号至处理器，以通知处理器使其关闭加速状态。

当处理器80开启加速状态以致第一电流量增加至大于电流供应模块90所能承载的该第二电流量时(亦即过电流产生)，藉由保护电路20或控制模块30以传递充电模块10所产生的讯号至处理器80，藉以通知处理器80使其关闭加速状态，完成过电流保护。藉由利用保护电路20及控制模块30同时传递讯号，可达到双重保护计算机系统1的效果，藉以更确保计算机系统1的安全。

最后请参考图6，图6是关于本发明第二实施例的提供保护电路的步骤的流程图。

如图6所示，于本发明的第二实施例中，其与上述第一实施例不同的是，本实施例中的提供保护电路步骤(亦即步骤403)与第一实施例不同。如图3所示，于本实施例中，本发明的提供保护电路的步骤包括提供与门27(ANDgate)，并且提供与门27的步骤可包括以下步骤：提供第一连接端，使其电性连接于充电模块；提供第二连接端，使其电性连接于电流供应模块；以及提供第三连接端，使其电性连接于处理器。藉由上述的步骤，当充电模块10所产生的讯号传递至第一连接端271时，与门27可导通，以使讯号通过第三连接端275传递至处理器80，藉以通知处理器80关闭加速状态。由于与门27的动作机制亦已于前揭有所说明，且本实施例的其他步骤均与上述第一实施例无异，故在此即不多作赘述。

综上所述，本发明无论就目的、手段及功效，在在均显示其迥异于现有技术的特征。应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以本发明的权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (8)

1.一种过电流保护系统，使用于一计算机系统中，其中该计算机系统包括一电流供应模块、一处理器及一电池，该过电流保护系统用以当该处理器开启一加速状态所产生的一第一电流量增加至大于该电流供应模块所能承载的一第二电流量时，通知该处理器关闭该加速状态，该过电流保护系统包括：

一充电模块，与该电流供应模块电性连接，用以对该电池进行充电，该充电模块包括一检测单元，用以检测该处理器开启该加速状态所产生的该第一电流量，并且当该第一电流量大于该电流供应模块所能承载的该第二电流量时，停止对该电池充电并产生一讯号；以及

一保护电路，与该充电模块电性连接，用以当该处理器开启该加速状态以致该第一电流量增加至大于该电流供应模块所能承载的该第二电流量时，藉由该保护电路传递该充电模块所产生的该讯号至该处理器，以通知该处理器使其关闭该加速状态。

2.如权利要求1所述的过电流保护系统，其中该过电流保护系统还包括一控制模块，电性连接该充电模块与该处理器，用以使该讯号可藉由该控制模块传递至该处理器，以通知该处理器使其关闭该加速状态。

3.如权利要求2所述的过电流保护系统，其中该保护电路包括：

一电阻，与该电流供应模块电性连接；

一第一晶体管，包括：

一第一栅极，与该充电模块电性连接；

一第一源极，该第一源极接地；以及

一第一漏极，与该电阻电性连接；以及

一第二晶体管，包括：

一第二栅极，与该电阻电性连接；

一第二源极，该第二源极接地；以及

一第二漏极，与该处理器电性连接；

藉由上述的构造，当该讯号传递至该第一栅极时，该第一晶体管可导通，以使该第二晶体管同时导通，藉以使该讯号传递至该处理器以通知该处理器使其关闭该加速状态。

4.如权利要求2所述的过电流保护系统，其中该保护电路包括一与门，该与门包括：

一第一连接端，与该充电模块电性连接；

一第二连接端，与该电流供应模块电性连接；以及

一第三连接端，与该处理器电性连接；

藉由上述的构造，当该讯号传递至该第一连接端时，该第三连接端输出该讯号，以使该讯号传递至该处理器以通知该处理器使其关闭该加速状态。

5.一种过电流保护方法，使用于一计算机系统中，其中该计算机系统包括一电流供应模块、一处理器及一电池，该过电流保护方法用以当该处理器开启一加速状态所产生的第一电流量增加至大于该电流供应模块所能承载的一第二电流量时，通知该处理器关闭该加速状态，该过电流保护方法包括下列步骤：

提供一充电模块，使其对该电池进行充电，并且使其电性连接于该电流供应模块；

藉由该充电模块检测该处理器开启该加速状态所产生的该第一电流量，并且当该第一电流量大于该电流供应模块所能承载的该第二电流量时，停止对该电池充电并产生一讯号；

提供一保护电路，使其电性连接于该充电模块与该处理器；以及

当该处理器开启该加速状态以致该第一电流量增加至大于该电流供应模块所能承载的该第二电流量时，藉由该保护电路传递该充电模块所产生的该讯号至该处理器，以通知该处理器使其关闭该加速状态。

6.如权利要求5所述的过电流保护方法，其中该过电流保护方法于该充电模块停止对该电池充电并产生该讯号的步骤后，还可同时执行包括下列步骤：

提供一控制模块，使其电性连接于该充电模块与该处理器，用以使该讯号可藉由该控制模块传递至该处理器，以通知该处理器使其关闭该加速状态。

7.如权利要求6所述的过电流保护方法，其中提供该保护电路的步骤包括以下步骤：

提供一电阻，使其电性连接于该电流供应模块；

提供一第一晶体管，包括下列步骤：

提供一第一栅极，使其电性连接于该充电模块；

提供一第一源极，使该第一源极接地；以及

提供一第一漏极，使其电性连接于该电阻；以及

提供一第二晶体管，包括下列步骤：

提供一第二栅极，使其电性连接于该电阻；

提供一第二源极，使该第二源极接地；以及

提供一第二漏极，使其电性连接于该处理器；

藉由上述的步骤，当该讯号传递至该第一栅极时，该第一晶体管可导通，以使该第二晶体管同时导通，藉以使该讯号传递至该处理器以通知该处理器使其关闭该加速状态。

8.如权利要求7所述的过电流保护方法，其中提供该保护电路的步骤包括以下步骤：

提供一与门，包括下列步骤：

提供一第一连接端，使其电性连接于该充电模块；

提供一第二连接端，使其电性连接于该电流供应模块；以及

提供一第三连接端，使其电性连接于该处理器；

藉由上述的步骤，当该讯号传递至该第一连接端时，该与门可导通，以使该讯号通过该第三连接端传递至该处理器，藉以通知该处理器使其关闭该加速状态。