CN102937829A - 节能管理电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种节能管理电路，应用于一电子设备中，该节能管理电路包括电源管理单元、电源控制电路、输入输出芯片及南桥，该电源管理单元包括电源管理芯片，该电源管理芯片用以在电子设备执行开机操作后向电源控制电路输出低电平的电压控制信号，以控制电源控制电路为输入输出芯片及南桥提供驱动电压；该电源管理芯片还用以在电子设备执行关机操作后向电源控制电路输出高电平的电压控制信号，以控制电源控制电路停止为输入输出芯片及南桥提供驱动电压。该节能管理电路可有效降低电子设备关机后的整机功耗。

Description

节能管理电路
技术领域
本发明涉及一种节能管理电路，尤其涉及一种应用于个人电脑（Personal Computer，PC）等电子设备的节能管理电路。
背景技术
随着各个国家提倡“节能减排”，低碳生活方式已逐渐成为家庭和企业的发展趋势。例如，欧盟在个人电脑节能方面已经提出较为严格的强制性要求，即2010年1月以后销售的个人电脑在关机状态下，整机功耗不能大于1W，从2013年1月以后，关机状态下整机功耗不能大于0.5W。然而，现有的个人电脑在关机状态下的功耗大都约为0.5-0.8W。显然，降低电脑等电子设备关机状态下的整机功耗已迫在眉睫。
发明内容
鉴于以上情况，有必要提供一种可降低电子设备在关机状态下的整机功耗的节能管理电路。
一种节能管理电路，其应用于一电子设备中，该节能管理电路包括电源管理单元、电源控制电路、输入输出芯片及南桥，该电源管理单元包括电源管理芯片，该电源管理芯片用以在电子设备执行开机操作后向电源控制电路输出低电平的电压控制信号，以控制电源控制电路为输入输出芯片及南桥提供驱动电压，同时该电源管理芯片通过输入输出芯片向南桥发送开机控制信号或关机控制信号，南桥接收该开机控制信号或关机控制信号后进一步通过输入输出芯片控制电子设备的系统电源上电或断电；该电源管理芯片还用以在电子设备执行关机操作后向电源控制电路输出高电平的电压控制信号，以控制电源控制电路停止为输入输出芯片及南桥提供驱动电压。
本发明的节能管理电路利用电源管理芯片与输入输出芯片及南桥配合控制电子设备的系统电源，并在电子设备关机后通过电源管理芯片输出高电平的电压控制信号以控制电源控制电路停止对输入输出芯片和南桥供电，以达到降低电子装置在关机状态下的整机功耗的目的。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的节能管理电路的电路图。
主要元件符号说明
节能管理电路 100
电源管理单元 10
电源管理芯片 U1
电源引脚 SB
开关机信号侦测引脚 PWR
省电模式设置引脚 SEL
电压控制信号输出引脚 OFF
开关机控制信号输出引脚 BTN
关机识别引脚 SLPS
电源开关 SW
第一电阻 R1
第二电阻 R2
电容 C1、C2
备用电源 V
电源控制电路 20
场效应管 Q
栅极电阻 Rg
电压调整器 A
第一分压电阻 Rd1
第二分压电阻 Rd2
输入输出芯片 30
供电引脚 IOVSB
开关机信号输入引脚 PWRBTN
开关机信号输出引脚 PWRSB
开关机识别引脚 SLP
系统上电引脚 PSON
南桥 40
供电端子 VSB
开关机信号输入端子 PWRS
开关机使能端子 SLPC
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的较佳实施方式提供一种节能管理电路100，其应用于电脑等电子设备中。该节能管理电路100包括电源管理单元10、电源控制电路20、输入输出（Input/Output）芯片30及南桥40。
该电源管理单元10包括电源管理芯片U1、电源开关SW、第一电阻R1、第二电阻R2及电容C1。在本实施例中，该电源管理芯片U1工作时的功耗为0.03W，其包括电源引脚SB、开关机信号侦测引脚PWR、省电模式设置引脚SEL、电压控制信号输出引脚OFF、开关机控制信号输出引脚BTN及关机识别引脚SLPS。
该电源引脚SB与一电子设备的备用电源V电性连接，以获取工作电源，同时该电源引脚SB通过电容C1接地。在本实施例中，该备用电源V约为5V。该开关机信号侦测引脚PWR通过第一电阻R1与备用电源V电性连接，同时通过电源开关SW接地，当电源开关SW被按下或者电子设备执行关机操作时，该开关机信号侦测引脚PWR的电压被拉低。该省电模式设置引脚SEL通过第二电阻R2与备用电源V电性连接，该省电模式设置引脚SEL通过电子设备的基本输入输出系统（Basic Input Output System，BIOS，图未示）的设定控制电源管理芯片U1处于正常工作模式或省电模式，具体地，当BIOS将省电模式设置引脚SEL设置为高电平有效时，电源管理芯片U1处于省电模式，当BIOS将省电模式设置引脚SEL设置为低电平有效时，电源管理芯片U1处于正常工作模式。该电压控制信号输出引脚OFF用以在电子设备开机时输出低电平的电压控制信号；在电子设备关机后，若电子设备需要处于省电模式时该电压控制信号输出引脚OFF输出高电平的电压控制信号，若电子设备需要处于正常工作模式时输出低电平的电压控制信号。该开关机控制信号输出引脚BTN用以在电源开关SW按下一段时间后（本实施例中约为100ms）向输入输出芯片30发送开机控制信号，进而通过南桥40执行开机命令。同时，该开关机控制信号输出引脚BTN用以在电子设备执行关机操作后向输入输出芯片30发送关机控制信号，进而通过南桥40执行关机命令。该关机识别引脚SLPS与南桥40电性连接，用以接收南桥40触发的电信号，进而判断电子设备是否关机，若南桥40触发的电信号为低电平则判定电子设备已经关机。
该电源控制电路20用以在电源管理芯片U1的控制下输出或不输出驱动电压，该电源控制电路20包括场效应管Q、栅极电阻Rg、电压调整器A、第一分压电阻Rd1、第二分压电阻Rd2及电容C2。该场效应管Q为P沟道的耗尽型金属-氧化物-半导体型（Depletion Metal-Oxide Semiconductor），其包括栅极G、源极S及漏极D，该栅极G通过栅极电阻Rg与电源管理芯片U1的电压控制信号输出引脚OFF电性连接，该源极S与备用电源V电性连接。该电压调整器A包括电压输入引脚VIN、电压调整引脚ADJ及电压输出引脚VOUT。该电压调整引脚ADJ通过第一分压电阻Rd1接地，同时该电压调整引脚ADJ还通过第二分压电阻Rd2及电容C2接地。该电压输出引脚VOUT通过电容C2接地，该电压输出引脚VOUT的输出电压作为驱动电压，在本实施例中，该驱动电压约为3V。
该输入输出芯片30用以控制电子设备上电或断电，其包括供电引脚IOVSB、开关机信号输入引脚PWRBTN、开关机信号输出引脚PWRSB、开关机识别引脚SLP及系统上电引脚PSON。该供电引脚IOVSB电性连接至电压调整器A的电压输出引脚VOUT，以为该输入输出芯片30提供工作电压。该开关机信号输入引脚PWRBTN与电源管理芯片U1的开关机控制信号输出引脚BTN电性连接，用以接收开机控制信号或关机控制信号，该开关机信号输出引脚PWRSB与南桥40电性连接，用以将开关机信号输入引脚PWRBTN接收到的开机控制信号或关机控制信号传送至南桥40。该系统上电引脚PSON与电子设备的系统电源电性连接，用以控制系统电源上电或断电，该开关机识别引脚SLP用以在南桥40的控制下进一步控制系统上电引脚PSON，具体地，当该开关机识别引脚SLP收到南桥40发出的高电平信号后，控制系统上电引脚PSON处于低电平，进而控制电子设备系统电源上电；当该开关机识别引脚SLP收到南桥40发出的低电平信号后，控制系统上电引脚PSON处于高电平，进而控制电子设备系统电源断电。
该南桥40用以依据由输入输出芯片30传送的开机控制信号或关机控制信号控制输入输出芯片30。该南桥40包括供电端子VSB、开关机信号输入端子PWRS及开关机使能端子SLPC。该供电端子VSB电性连接至电压调整器A的电压输出引脚VOUT，以为该南桥40提供工作电压。该开关机信号输入端子PWRS与输入输出芯片30的开关机信号输出引脚PWRSB电性连接，用以接收开机控制信号或关机控制信号。该开关机使能端子SLPC同时与输入输出芯片30的开关机识别引脚SLP及电源管理芯片U1的关机识别引脚SLPS电性连接，当该南桥40接收到开机控制信号后，通过开关机使能端子SLPC向开关机识别引脚SLP触发高电平信号；当该南桥40接收到关机控制信号后，通过开关机使能端子SLPC向开关机识别引脚SLP和关机识别引脚SLPS触发低电平信号。
下面以电子设备开机和电子设备关机两个过程为例来说明该节能管理电路100控制系统电源上电、系统电源断电及在关机状态下省电的工作原理：
首先，用户通过BIOS设置电源管理芯片U1的工作模式，若需要在关机时降低电子设备的功耗，则将省电模式设置引脚SEL设置为高电平有效；若无需在关机时降低电子设备的功耗，则将省电模式设置引脚SEL设置为低电平有效。
电子设备开机上电：使用者按下电源开关SW，开关机信号侦测引脚PWR的电压被拉低，继而使电压控制信号输出引脚OFF输出低电平的电压控制信号。其后，场效应管Q导通，电压调整器A工作并输出驱动电压，如此输入输出芯片30和南桥40均获得驱动电压而工作。经延时一段预定的时间（本实施例中为100ms）后，开关机控制信号输出引脚BTN发送开机控制信号，该开机控制信号通过输入输出芯片30传送至南桥40，南桥40接收到开机控制信号后，通过开关机使能端子SLPC向输入输出芯片30的开关机识别引脚SLP触发高电平信号，进而控制系统上电引脚PSON处于低电平，如此电子设备系统电源上电完成开机。
电子设备关机断电：使用者执行关机操作，开关机控制信号输出引脚BTN发送关机控制信号，该关机控制信号通过输入输出芯片30传送至南桥40，南桥40接收到关机控制信号后，通过开关机使能端子SLPC向输入输出芯片30的开关机识别引脚SLP触发低电平信号，进而控制系统上电引脚PSON处于高电平，如此即控制电子设备系统电源断电完成关机。
另一方面，南桥40通过开关机使能端子SLPC向电源管理芯片U1的关机识别引脚SLPS触发低电平信号，电源管理芯片U1判定该电子设备已关机。此时，若电源管理芯片U1的省电模式设置引脚SEL设置为低电平有效，则电源管理芯片U1处于正常工作模式，此时电压控制信号输出引脚OFF输出低电平的电压控制信号，场效应管Q导通，电压调整器A工作并输出驱动电压以维持对输入输出芯片30和南桥40提供驱动电压。
若电源管理芯片U1的省电模式设置引脚SEL为高电平有效，则电源管理芯片U1处于省电模式，此时电压控制信号输出引脚OFF输出高电平的电压控制信号，场效应管Q截止，电压调整器A不工作以停止对输入输出芯片30和南桥40提供驱动电压。显然，此时输入输出芯片30和南桥40在省电模式下均无功耗，可有效的减小电子装置在关机状态下的整机功耗。
本发明的节能管理电路100电源管理芯片U1设置省电模式，并在省电模式下输出高电平的电压控制信号以控制电源控制电路停止对输入输出芯片30和南桥40供电，以此降低电子装置在关机状态下的整机功耗。同时，该节能管理电路100还可实现正常的开关机时序。

Claims (9)

1.一种节能管理电路，其应用于一电子设备中，其特征在于：该节能管理电路包括电源管理单元、电源控制电路、输入输出芯片及南桥，该电源管理单元包括电源管理芯片，该电源管理芯片用以在电子设备执行开机操作后向电源控制电路输出低电平的电压控制信号，以控制电源控制电路为输入输出芯片及南桥提供驱动电压，同时该电源管理芯片通过输入输出芯片向南桥发送开机控制信号或关机控制信号，南桥接收该开机控制信号或关机控制信号后进一步通过输入输出芯片控制电子设备的系统电源上电或断电；该电源管理芯片还用以在电子设备执行关机操作后向电源控制电路输出高电平的电压控制信号，以控制电源控制电路停止为输入输出芯片及南桥提供驱动电压。
2.如权利要求1所述的节能管理电路，其特征在于：所述电源管理芯片包括省电模式设置引脚及电压控制信号输出引脚，该省电模式设置引脚通过电子设备的基本输入输出系统的设定控制电源管理芯片处于正常工作模式或省电模式，当基本输入输出系统设定省电模式设置引脚为高电平有效时，电源管理芯片处于省电模式，电压控制信号输出引脚向电源控制电路输出所述高电平的电压控制信号；当基本输入输出系统设定省电模式设置引脚为低电平有效时，电源管理芯片处于正常工作模式，电压控制信号输出引脚向电源控制电路输出所述低电平的电压控制信号。
3.如权利要求2所述的节能管理电路，其特征在于：所述电源控制电路包括场效应管、电压调整器、第一分压电阻、第二分压电阻及电容，所述电压调整器包括电压输入引脚、电压调整引脚及电压输出引脚，所述场效应管为P沟道的耗尽型金属-氧化物-半导体型，其栅极与电压控制信号输出引脚电性连接，源极与一备用电源电性连接，漏极与电压调整期的电压输入引脚电性连接，所述电压调整引脚通过第一分压电阻接地，并通过第二分压电阻及电容接地，所述电压输出引脚同时与输入输出芯片及南桥电性连接，以向输入输出芯片及南桥输出驱动电压。
4.如权利要求2所述的节能管理电路，其特征在于：所述电源管理单元包括电源开关，所述电源管理芯片包括开关机信号侦测引脚，该开关机信号侦测引脚通过电源开关接地，当电源开关被按下或者电子设备执行关机操作时，该开关机信号侦测引脚的电压被拉低。
5.如权利要求4所述的节能管理电路，其特征在于：当电源开关被按下时，所述电压控制信号输出引脚向电源控制电路输出低电平的电压控制信号。
6.如权利要求1所述的节能管理电路，其特征在于：所述电源管理芯片包括开关机控制信号输出引脚，所述输入输出芯片包括开关机信号输入引脚及开关机信号输出引脚，所述南桥包括开关机信号输入端子，所述开关机控制信号输出引脚用以向开关机信号输入引脚发送所述开机控制信号或关机控制信号，所述开关机控制信号输出引脚与南桥的开关机信号输入端子电性连接，用以将开关机信号输入引脚接收到的开机控制信号或关机控制信号传送至南桥的开关机信号输入端子。
7.如权利要求1所述的节能管理电路，其特征在于：所述电源管理芯片包括关机识别引脚，所述南桥包括开关机使能端子，所述开关机使能端子与关机识别引脚电性连接，当该南桥收到关机控制信号后，向开关机识别引脚触发低电平信号以便电源管理芯片判定该电子设备处于关机状态。
8.如权利要求7所述的节能管理电路，其特征在于：所述输入输出芯片包括开关机识别引脚，该开关机识别引脚与南桥的开关机使能端子电性连接，当该南桥接收到开机控制信号后，开关机使能端子向开关机识别引脚触发高电平信号。
9.如权利要求8所述的节能管理电路，其特征在于：所述输入输出芯片包括系统上电引脚，该系统上电引脚与电子设备的系统电源电性连接，用以控制系统电源上电或断电，当开关机识别引脚收到南桥发出的高电平信号后，控制系统上电引脚处于低电平，进而控制电子设备系统电源上电；当开关机识别引脚收到南桥发出的低电平信号后，控制系统上电引脚处于高电平，进而控制电子设备系统电源断电。
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