CN103064488A - 电源控制电路 - Google Patents

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邹华
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Abstract

本发明提供一种电源控制电路，其用于电脑电源的控制，其包括基本输入输出系统、超级输入输出芯片、逻辑选择模块及电压转换模块。该基本输入输出系统经该超级输入输出芯片的通用输入输出接口与该逻辑选择模块相连，该逻辑选择模块与该电压转换模块相连，该电压转换模块为该超级输入输出芯片供电。该基本输入输出系统设定电脑关机时该超级输入输出芯片的通用输入输出接口输出一高电平信号至该逻辑选择模块，且电脑关机一预定时段后该逻辑选择模块侦测其输入信号变化，当该逻辑选择模块的输入信号为低电平信号时，该逻辑选择模块发出一控制信号使该电压转换模块停止工作。

Description

电源控制电路
技术领域
本发明涉及一种电源控制电路，尤其是一种应用于个人电脑的电源控制电路。
背景技术
随着科学技术的发展，个人电脑已经应用于人们工作、学习、生活的方方面面。而人们对于个人电脑的整机待机功耗的要求也越来越高。ACPI（Advanced Configuration and Power Interface，高级配置与电源接口）规范定义了S0~S5六种不同的工作状态，其中S5即表示关机模式。然而，在该关机模式（S5）下电脑仍会提供5V及3V的辅助电压，如此使得电脑在关机模式下仍有一部分能耗的损失。因此，如何提供一种更节能的电源控制电路已成为业界急需解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中个人电脑关机模式下能耗高的问题，有必要提供提供一种待机功耗更小的电源控制电路。
本发明提供一种电源控制电路，其用于电脑电源的控制，其包括基本输入输出系统、超级输入输出芯片、逻辑选择模块及电压转换模块。该基本输入输出系统经该超级输入输出芯片的通用输入输出接口与该逻辑选择模块相连，该逻辑选择模块与该电压转换模块相连，该电压转换模块为该超级输入输出芯片供电。该基本输入输出系统设定电脑关机时该超级输入输出芯片的通用输入输出接口输出一高电平信号至该逻辑选择模块，且电脑关机一预定时段后该逻辑选择模块侦测其输入信号变化，当该逻辑选择模块的输入信号为低电平信号时，该逻辑选择模块发出一控制信号使该电压转换模块停止工作。
相较于现有技术，使用本发明的电源控制电路可侦测电脑进入关机模式时进一步关闭该电压转换模块的辅助电源输出，从而可达到降低功耗的目的。
附图说明
图1是本发明电源控制电路第一实施方式的结构示意图。
图2是本发明电源控制电路第二实施方式的电路示意图。
主要元件符号说明
电源控制电路 1、2
时序信号输入端 10
延时模块 20
超级输入输出芯片 30
双稳态多谐振荡模块 40
逻辑选择模块 50
第一输入端 52
第二输入端 54
电压转换模块 60
复位模块 70
或门模块 501
侦测芯片 503
输出端 505
电阻 R1~R7
电容 C1~C4
施密特触发器 U1~U2
电压转换芯片 U3
二极管 D1~D4
开关晶体管 Q1~Q3
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
下面将结合附图对本发明作具体介绍。
请参阅图1，其为本发明电源控制电路一实施方式的结构示意图。该电源控制电路1包括一时序信号输入端10、一延时模块20、一超级输入输出芯片30（Super Input Output，SIO）、一双稳态多谐振荡模块40、一逻辑选择模块50、一电压转换模块60、一复位模块70及一基本输入输出系统80（Basic Input Output System，BIOS）。该超级输入输出芯片30包括一时序脉冲信号输入引脚PWTN#及一通用输入输出接口（General Purpose Input Output，GPIO）；该逻辑选择模块50包括第一输入端52及第二输入端54。
该时序信号输入端10用于输入时序脉冲信号，该时序脉冲信号为电脑内部各元件的上电时序脉冲信号且该时序脉冲信号在按下电脑开机键时由外部电路自动产生。该超级输入输出芯片30在时序脉冲信号的控制下分时提供电源给其他不同驱动IC。该时序信号输入端10与该延时模块20及该双稳态多谐振荡模块40电连接，该延时模块20将该时序信号输入端10输入的时序脉冲信号延时后输出至该超级输入输出芯片30的时序脉冲信号输入引脚PWTN#。该双稳态多谐振荡模块40将该时序信号输入端10输入的时序脉冲信号转换为恒定信号并输出至该逻辑选择模块50的第一输入端52。
具体地，首先要通过基本输入输出系统80预先设定电脑在进入关机模式时由该超级输入输出芯片30的通用输入输出接口GPIO输出一高电平信号。本实施方式中，该电源控制电路1设置于一电脑机箱中。当按下电脑机箱关机键或者由电脑操作系统进入关机模式时，该超级输入输出芯片30的通用输入输出接口GPIO输出至该逻辑选择模块50的第二输入端54，该高电平信号即为第二选择信号。该逻辑选择模块50输出一第一控制信号至该电压转换模块60，该电压转换模块60将一第一辅助电压转换为第二辅助电压并输出该第二辅助电压。本实施方式中，该第一辅助电压为5V，该第二辅助电压为3V。
电脑关机后，电脑内部仍提供第一辅助电压与第二辅助电压，此时该超级输入输出芯片30的通用输入输出接口GPIO无高电平信号输出，该逻辑选择模块50由电脑内第一辅助电压供电，经过一预定时段后该逻辑选择模块50开始侦测其第一输入端52及第二输入端54的信号变化。此时由于电脑已经关机，该时序信号输入端10无时序脉冲信号输入，该逻辑选择模块50的第一输入端52为一低电平信号，该逻辑选择模块50的输出一控制信号至该电压转换模块60，该电压转换模块60停止将该第一辅助电压转换为第二辅助电压，此时电脑进入深度关机模式，从而达到降低待机功耗的目的。在本实施方式中该预定时段可优选地设置为30毫秒。
由电脑开机时序设置，当开机时需要保证在该超级输入输出芯片30接收到时序信号输入端10输入的时序脉冲信号之前，接收到该电压转换模块60输出的该第二辅助电压，以使该超级输入输出芯片30执行其功能。
当由关机模式开机时，该电压转换模块60仍然提供该第二辅助电压给该超级输入输出芯片30，因此超级输入输出芯片30可在时序脉冲信号触发下直接开机。
当由深度关机模式开机时，在按下机箱开机键时该时序信号输入端10有时序脉冲信号输入，该双稳态多谐振荡模块40将该时序脉冲信号转换为恒定信号，并将该恒定信号输出至该逻辑选择模块50，相应地该逻辑选择模块50输出第一控制信号至该电压转换模块60，该电压转换模块60输出该第二辅助电压并提供给该超级输入输出芯片30。同时该延时模块20将该时序脉冲信号延时一段时间后输出至该超级输入输出芯片30，以使该超级输入输出芯片30先接收到该电压转换模块60输出的该第二辅助电压后接收该时序脉冲信号并执行其功能。
该复位模块70与该逻辑选择模块50的第一输入端52相连。开机后该超级输入输出芯片30的通用输入输出接口GPIO停止输出高电平信号，同时该复位模块70将该双稳态多谐振荡模块40输出的该恒定信号复位为低电平信号，以使该逻辑选择模块50停止侦测进入开机状态。进入开机状态后该逻辑选择模块50停止侦测其两端的电平信号并持续输出第一控制信号，以使该电压转换模块60持续输出第二辅助电压。
请参阅图2，其为本发明电源控制电路第二实施方式的电路示意图。该电源控制电路2与该电源控制电路1的不同之处在于进一步包括两个二极管D1、D2分别串联在该时序信号输入端10与该延时模块20之间，及该时序信号输入端10与该双稳态多谐振荡模块40之间。
该逻辑选择模块50包括一或门模块501与一侦测芯片503。该或门模块501包括二输入端及一输出端505，该二输入端分别定义为该第一输入端52、第二输入端54。该侦测芯片503包括一侦测引脚AC_PRES及一状态使能引脚S5_CORE。当系统处于关机模式时，若该侦测引脚AC_PRES为高电平，该侦测芯片503控制其状态使能引脚S5_CORE输出第一控制信号，反之，该侦测芯片503的状态使能引脚S5_CORE输出第二控制信号。
该延时模块20包括一电阻R1、一电容C1及两施密特触发器U1、U2。该电阻R1与该电容C1组成一RC延时电路，由该时序信号输入端10输入的时序脉冲信号经依次经二极管D1与该RC延时电路与该二施密特触发器U1、U2后与输出至该超级输入输出芯片30的时序脉冲信号输入引脚PWTN#。
该双稳态多谐振荡模块40包括两个二极管D3~D4、三个电容C2~C4、两个开关晶体管Q1、Q2及五个电阻R2~R6。该两个二极管D3、D4，该三个电容C2~C4，该二开关晶体管Q1、Q2及该五个电阻R2~R6组成一双稳态多谐振荡电路。该时序信号输入端10经依次经二极管D2、该电容C2及该电阻R6接地。该二极管D3、D4的阴极均连接于该电阻R6与电容C2之间的节点处。该二极管D3的阳极与该开关晶体管Q1的控制端相连，并依次通过电阻R5、R4连接于第一辅助电压5V_AUX，该开关晶体管Q1的第一导通端接地，该二极管D4的阳极连接于该开关晶体管Q2的控制端，并依次通过电阻R3、R2连接于第一辅助电压5V_AUX。该开关晶体管Q1第二导通端连接于该电阻R2、R3之间的节点处。该开关晶体管Q2的第二导通端连接于该电阻R4、R5之间的节点处。该电容C3与电阻R3并联，该电容C4与该电阻R5并联。在本实施方式中，该二开关晶体管Q1、Q2均为一NPN型三极管，且该二开关晶体管Q1、Q2的控制端、第一导通端及第二导通端分别对应供应于NPN型三极管的基极、射极及集极。
该或门模块501的第一输入端52与该双稳态多谐振荡模块40电连接，该或门模块501的第二输入端54与该超级输入输出芯片30的GPIO接口相连。该或门模块501的输出端505与该侦测芯片503的侦测引脚AC_PRES相连。该侦测芯片503的状态使能引脚S5_CORE与该电压转换模块60相连。
该电压转换模块60包括一电压转换芯片U3、一电阻R7及一电阻R8，电压转换芯片U3包括一电压输入引脚Vin、一电压输出引脚Vout、一使能信号引脚EN、一接地引脚GND及一设置引脚SET。该电压输入引脚Vin输入第一辅助电压5V_AUX相连，该接地引脚GND接地，该设置引脚SET通过电阻R7接地，并通过电阻R8连接于该电压输出引脚Vout，该电压输出引脚Vout输出该第二辅助电压3V_AUX。
工作时，首先要通过基本输入输出系统80预先设定电脑在进入关机模式时由该超级输入输出芯片30的通用输入输出接口GPIO输出一高电平信号。当使用者按下电脑机箱关机键或由电脑操作系统进入关机模式时，该超级输入输出芯片30的通用输入输出接口输出一高电平信号至该或门模块501。该或门模块501将该高电平信号经该输出端505输出至该侦测芯片503的侦测引脚AC_PRES，该状态使能引脚S5_CORE输出第一控制信号至该电压转换芯片U3的使能信号引脚EN，此时该电压转换芯片U3将第一辅助电压5V_AUX转换后输出第二辅助电压3V_AUX。
电脑进入关机模式时，电脑仍提供第一辅助电压5V_AUX及第二辅助电压3V_AUX，且该侦测芯片503由该每辅助电压5V_AUX供电。该超级输入输出芯片30的通用输入输出接口GPIO无高电平信号输出。经过一预定时段后，该侦测芯片503开始侦测侦测引脚AC_PRES的信号变化。此时由于电脑已经关机，该时序信号输入端10无时序脉冲信号输入，该或门模块501的第一输入端52亦为一低电平信号，该或门模块501将该低电平信号输出至该侦测芯片503的侦测引脚AC_PRES，该状态使能引脚S5_CORE对应的输出一第二控制信号至该电压转换芯片U3的使能信号引脚EN，此时该电压转换芯片U3停止将第一辅助电压5V_AUX转换为第二辅助电压3V_AUX使电脑进入深度关机模式，从而达到降低待机功耗的目的。在本实施方式中该预定时间可优选地设置为30毫秒。
当电脑开机时需要保证在该超级输入输出芯片30接收到时序信号输入端10输入的时序脉冲信号之前接收到该电压转换芯片U3输出的该第二辅助电压3V_AUX，以驱动该超级输入输出芯片30执行其正常功能。
当电脑由关机模式开机时，该电压转换芯片U3仍然提供该第二辅助电压3V_AUX给该超级输入输出芯片30，因此超级输入输出芯片30可在时序脉冲信号触发下直接开机。
当电脑由深度关机模式开机时，在按下电脑机箱开机键该时序脉冲信号由该时序信号输入端10输入，该双稳态多谐振荡模块40利用该时序信号输入端10输入的该时序脉冲信号的下降沿触发将该时序脉冲信号转换为恒定信号，并将该第一选择信号输出至该或门模块501的第一输入端52，该或门模块501将该第一选择信号输出至该侦测芯片503的侦测引脚AC_PRES，相应地该状态使能引脚S5_CORE输出一第一控制信号至该电压转换芯片U3的使能信号引脚EN，该电压转换芯片U3将该第一辅助电压5V_AUX转换为第二辅助电压3V_AUX并输出至该超级输入输出芯片30。同时该RC延时电路将该时序脉冲信号延时一段时间后输出至该超级输入输出芯片30的时序脉冲信号输入引脚PWTN#，以使该超级输入输出芯片30在接收到该电压转换模块60输出的第二辅助电压3V_AUX后接收该时序脉冲信号并执行其功能。该施密特触发器U1、U2对该延时的时序脉冲信号滤波后输出至该超级输入输出芯片的时序脉冲信号输入引脚PWTN#。其中，通过调整该电阻R1的阻值与该电容C1的容抗可调整该RC延时电路的延迟时间以使第二辅助电压3V_AUX输出至该超级输入输出芯片30后接收到该时序脉冲信号。
该复位模块70包括一开关晶体管Q3及一电阻R9，该开关晶体管Q3的第一导通端接地，该开关晶体管Q3的控制端经该电阻R9与一电源供应器（图未示）的电源引脚PWOK相连。其中该开关晶体管Q3为一NPN型三极管，该开关晶体管Q3的控制端、第一导通端及第二导通端分别对应于该NPN型三极管的基极、射极及集极。
在电脑进入开机状态后，该超级输入输出芯片30的通用输入输出接口GPIO停止输出高电平信号至该或门模块501的第二输入端54。此时该电源引脚PWOK输入一高电平信号使该开关晶体管Q3导通，进而使该或门模块501的第一输入端52输入一低电平信号，此时该侦测芯片503的侦测引脚AC_PRES接收到一低电平信号使该侦测芯片503停止侦测，并通过该状态使能引脚S5_CORE持续输出该第一控制信号至该电压转换芯片U3的使能信号引脚EN，使该电压转换芯片U3将第一辅助电压5V_AUX转换为第二辅助电压3V_AUX，并将该第二辅助电压3V_AUX提供给该超级输入输出芯片30。同时该延时模块20将该时序脉冲信号延时一段时间后输出至该超级输入输出芯片30，以使该超级输入输出芯片30先接收到该电压转换模块60输出的该第二辅助电压后接收该时序脉冲信号并执行其功能，并分时输出电源至电脑的其他驱动IC。
在本实施方式中，该侦测芯片503为一FCH（Fusion Controller Hub，融合控制中心）。
相较于现有技术，使用前述的电源控制电路可在电脑进入关机模式时进一步减少其辅助电压的输出，从而达到降低功耗的目的，同时由于设置延时模块与双稳态振荡模块从而使电脑在开机时符合正常开机时序要求。
虽然本发明以优选实施方式揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做各种的变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电源控制电路，其用于电脑电源的控制，其包括基本输入输出系统、超级输入输出芯片、逻辑选择模块及电压转换模块；其特征在于：该基本输入输出系统经该超级输入输出芯片的通用输入输出接口与该逻辑选择模块相连，该逻辑选择模块与该电压转换模块相连，该电压转换模块为该超级输入输出芯片供电；该基本输入输出系统设定电脑关机时该超级输入输出芯片的通用输入输出接口输出一高电平信号至该逻辑选择模块，且电脑关机一预定时段后该逻辑选择模块侦测其输入信号变化，当该逻辑选择模块的输入信号为低电平信号时，该逻辑选择模块发出一控制信号使该电压转换模块停止工作。
2.如权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于：该电源控制电路进一步包括时序信号输入端、延时模块及双稳态多谐振荡模块，该时序信号输入端经该延时模块与该超级输入输出芯片连接，该时序信号输入端亦经该双稳态多谐振荡模块与该逻辑选择模块连接。
3.如权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于：该预定时段设置为30毫秒。
4.如权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于：该延时模块包括一RC延时电路及二施密特触发器。
5.如权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于：该逻辑选择模块包括一或门模块与一侦测芯片；该侦测芯片包括一侦测引脚及一状态使能引脚，当电脑进入关机模式时，若该侦测引脚为高电平，该侦测芯片控制该电压转换模块保持工作；反之，该侦测芯片控制该电压转换模块停止工作。
6.如权利要求5所述的电源控制电路，其特征在于：该或门模块的二输入端分别与该双稳态多谐振荡模块及该超级输入输出芯片的通用输入输出接口电连接；该或门模块的输出端与该侦测芯片的侦测引脚相连；该侦测芯片的状态使能引脚与该电压转换模块相连；该电压转换模块包括一电压转换芯片及二电阻，该电压转换芯片包括一使能信号引脚。
7.如权利要求6所述的电源控制电路，其特征在于：当电脑进入关机模式时，该超级输入输出芯片的通用输入输出接口输出一高电平信号至该或门模块；该或门模块将该高电平信号输出至该侦测芯片的侦测引脚，该状态使能引脚输出第一控制信号至该电压转换芯片的使能信号引脚，此时该电压转换芯片输出辅助电压；经过一预定时段后该或门模块无高电平信号输入，该或门模块将一低电平信号输出至该侦测芯片的侦测引脚，该侦测芯片控制该电压转换芯片停止工作，使电脑进入深度关机模式。
8.如权利要求7所述的电源控制电路，其特征在于：当由深度关机模式开机时，在按下机箱开机键时该时序信号输入端有时序脉冲信号输入，该双稳态多谐振荡模块将该时序脉冲信号转换为恒信号，并将该恒定信号输出至该逻辑选择模块，相应地该逻辑选择模块控制该电压转换模块开始工作，该电压转换模块输出辅助电压；当该时序信号输入端有时序脉冲信号输入时该延时模块将该时序脉冲信号延时一段时间后输出至该超级输入输出芯片，以使该超级输入输出芯片在接收到该电压转换模块输出的电压后接收该时序脉冲信号并执行其功能。
9.如权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于：该电源控制电路进一步包括一复位模块，该复位模块与该逻辑选择模块相连。
10.如权利要求9所述的电源控制电路，其特征在于：该复位模块包括一开关晶体管及一电阻，该开关晶体管的第一导通端接地，该开关晶体管的控制端经该电阻与一电源供应器的电源引脚相连。
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