CN103324545A - 电源开关模块、电压产生电路与电源控制方法 - Google Patents

电源开关模块、电压产生电路与电源控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电源开关模块、电压产生电路与电源控制方法，该电源开关模块包括：触发器电路；第一电流路径，将一电源导至该触发器电路；以及第二电流路径，将该电源导至该触发器电路。回应于一使用者开机事件，该触发器电路的一输出为一第一逻辑状态，使得该电子装置为正常开机。回应于一使用者关机事件，该触发器电路的该输出为一第二逻辑状态，使得该电子装置为正常关机。当该电源突然断电时，该触发器电路的该输出保持于该第一逻辑状态但该电子装置为不正常关机。于该电源回复供电后，保持于该第一逻辑状态的该触发器电路的该输出使得该电子装置被重新开机。

Description

电源开关模块、电压产生电路与电源控制方法
技术领域
在使用电脑时，偶尔会碰到电源供应不足/中断情况，导致电脑被强迫关机。在目前，BIOS可以自动将被强迫关机的电脑回复至最后状态。也即，比如，在断电前，电脑处于正常开机状态。于断电时，电脑会被强迫关机。于断电解除后(也即供电回复正常后)，在BIOS的控制下，电脑可自动回复成正常开机状态，而不需要使用者再自行用手动来开机。
但于，对于没有具备BIOS的电子装置，比如SOC(系统单晶片，System OnChip)电子装置，要如何使其低成本的实现“最后状态回复”是当前业者的努力方向之一。
发明内容
本发明实施例有关于一种应用于无BIOS电子装置的电源开关模块、电压产生电路与电源控制方法，其利用IC逻辑电路来实施“最后状态(last state)回复”。
根据本发明的一示范性实施例，提出一种电源开关模块，应用于一电子装置。该电源开关模块包括：一触发器电路；一第一电流路径，将一电源导至该触发器电路；以及一第二电流路径，将该电源导至该触发器电路。回应于一使用者开机事件，该触发器电路的一输出为一第一逻辑状态，使得该电子装置为正常开机。回应于一使用者关机事件，该触发器电路的该输出为一第二逻辑状态，使得该电子装置为正常关机。当该电源突然断电时，该触发器电路的该输出保持于该第一逻辑状态但该电子装置为不正常关机。于该电源回复供电后，保持于该第一逻辑状态的该触发器电路的该输出使得该电子装置被重新开机。
根据本发明的另一示范性实施例，提出一种电压产生电路，应用于一电子装置，包括：一电源供应器，将一交流电源转成一直流电流；一电压调变模块，耦接至该电源供应器；以及一电源开关模块，耦接至该电压调变模块，以控制该电压调变模块的操作。回应于一使用者开机事件，该电源开关模块的一输出信号为一第一逻辑状态，使得该电子装置为正常开机。回应于一使用者关机事件，该电源开关模块的该输出为一第二逻辑状态，使得该电子装置为正常关机。当该电源突然断电时，该电源开关模块的该输出保持于该第一逻辑状态但该电子装置为不正常关机。于该电源回复供电后，保持于该第一逻辑状态的该电源开关模块的该输出使得该电子装置被重新开机。
根据本发明的又一示范性实施例，提出一种电子装置的电源控制方法，包括：回应于一使用者开机事件，控制一电源开关模块的一输出信号为一第一逻辑状态，使得一操作电源供电至该电子装置的至少一内部元件。回应于一使用者关机事件，控制该电源开关模块的该输出为一第二逻辑状态，以停止该操作电源供电至该电子装置的该至少一内部元件。当该电源突然断电时，控制该电源开关模块的该输出保持于该第一逻辑状态但该操作电源并不供电至该电子装置的该至少一内部元件。于该电源回复供电后，由保持于该第一逻辑状态的该电源开关模块的该输出控制该操作电源供电至该电子装置的该至少一内部元件，以使得该电子装置被重新开机。
为了对本案的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1显示根据本案实施例的电源开关模块的电路架构图。
图2A与图2B显示根据本案实施例的图1的信号时序图。
图3与图4分别显示根据本案实施例的另外两种电源开关模块的架构图。
图5显示根据本案另一实施例的电压产生电路的示意图。
其中，附图标记说明如下：
100、300、400：电源开关模块
110、310、410：触发器电路
R1～R5：电阻
C1～C3：电容
Q1：开关
P1～P2：电流路径
500：电压产生电路
510：电源供应器
520：电压调变模块
530：电源开关模块
具体实施方式
于本案数个实施例当中，通过电源开关模块来实现「最后状态回复」功能。
现请参考图1，其显示根据本案实施例的电源开关模块100的电路架构图。如图1所示，电源开关模块100包括：触发器电路110、电阻R1～R4、电容C1～C3与开关Q1。在图1中，触发器电路110比如为D型触发器。
操作电压源VDD透过电阻R1而施加至触发器电路110的接脚PRE#。也即，电阻R1形成第一电流路径P1，以将操作电压源VDD导至触发器电路110。
操作电压源VDD又透过电阻R2与电容C2而施加至触发器电路110的接脚CLR#。也即，电阻R2与电容C2形成第二电流路径P2，以将操作电压源VDD导至触发器电路110。比较这两个电流路径P1与P2可知，由于电容C2的关系，第一电流路径P1的RC延迟小于第二电流路径P2的RC延迟。
此外，操作电压源VDD更施加至触发器电路110的接脚VCC与接脚D。也就是说，在操作电压源VDD为正常供电下，触发器电路110的接脚VCC与接脚D一直保持在高电位。电容C1则用于对输入至接脚VCC与接脚D的电压进行稳压。
信号PUSH_SW输入至触发器电路110的接脚CLK。信号PUSH_SW有关于使用者的开机操作，比如，回应于使用者压电子装置100的电源开启开关(未显示于图中)，信号PUSH_SW会出现一个脉冲。
电晶体Q1受控于信号OFF_INFO。比如，当信号OFF_INFO为逻辑高时，电晶体Q1为导通，以将清除信号CLR#拉低。反之，当信号OFF_INFO为逻辑低时，电晶体Q1为不通。
电阻R3与电容C3形成一个缓启动路径，电阻R3做为限流电阻，可用于限流，以避免大电流流经电晶体Q1。电阻R4可以确保信号OFF_INFO于平常状态下为逻辑低准位，信号OFF_INFO将于下述详细说明。电阻R3、电容C3、电阻R4形成一个放电路径。
触发器电路110的真值表如下表1：
表1
Figure BDA0000148331500000041
在上述真值表1中，H*代表不稳定状态。
于电子装置刚开机(也可称为刚通电状态)时，操作电压源VDD刚施加至第一电流路径P1与第二电流路径P2。如上述，由于第一电流路径P1的RC延迟较小而第二电流路径P2的RC延迟较大，所以，在刚通电状态下，预设信号PRE#已被拉至逻辑高(H)时，清除信号CLR#则尚在逻辑低(L)。所以，由上述真值表1可知，在刚通电状态，触发器电路110的输出信号Q为逻辑低，也即，信号PWR_ON也是逻辑低。
于电子装置开机至少达一既定时间后，预设信号PRE#与清除信号CLR#都为逻辑高。由上述真值表1可知，触发器电路110的输出信号Q为逻辑高，也即，信号PWR_ON也是逻辑高，这代表电子装置处于正常开机。
回应于使用者关机事件，比如，使用者操作电子装置上的作业系统来进行关机，信号OFF_INFO为逻辑高，开关Q1被导通而将清除信号CLR#拉低，但此时的预设信号PRE#仍为逻辑高。由上述真值表1可知，触发器电路110的输出信号Q为逻辑低，也即，信号PWR_ON也是逻辑低，这将使得电子装置被正常关机。
但如果操作电压源VDD突然断电的话，由于不是使用者下达正常关机的指令，所以作业系统不会将信号OFF_INFO控制为逻辑高(也就是信号OFF_INFO仍为逻辑低)。故而，电晶体Q1仍为关闭，使得清除信号CLR#不会被拉低而仍维持于逻辑高。所以，触发器电路110的输出信号Q会维持在逻辑高，也即，信号PWR_ON也是逻辑高。
于供电回复正常时，触发器电路110的输出信号Q与信号PWR_ON会为逻辑高，使得电子装置被重新开机(其细节将于下述说明)。也就是说，在供电回复正常时，不需要使用者手动按下电源开启开关，电子装置就会自动开机，来回复成断电前的状态(正常操作)。
图2A与图2B显示根据本案实施例的图1的信号时序图。图2A显示电子装置被正常关机的信号时序图。假设在时序T1时，使用者下达“正常关机指令”，由于电子装置被正常关机，如上述般，信号PWR_ON被拉至逻辑低。
于图2B中，假设于时序T2处，突然断电，如上述般，信号PWR_ON保持于逻辑高。假设于时序T3，供电回复正常，则由于信号PWR_ON为逻辑高，会使得电子装置被自动重新开机，而不需要使用者再度按下电源开启开关。
图3与图4分别显示根据本案实施例的另外两种电源开关模块300与400的架构图。
原则上，图3与图4的电路架构与操作原则相似于图1。于图3中，触发器电路310为SR触发器，触发器电路310的接脚R透过电阻R5而接地。于图4中，触发器电路410为JK触发器，触发器电路410的接脚K透过电阻R5而接地。
触发器电路310的真值表如下表2：
表2
Figure BDA0000148331500000051
在上述真值表2中，符号“？”代表未定义，要依据电路逻辑设计才能定义。
相似地，在刚通电状态下，预设信号PRE#为逻辑高(H)而清除信号CLR#则逻辑低(L)。所以，由上述真值表2的第2种情况可知，在刚通电状态，触发器电路310的输出信号Q为逻辑低，也即，信号PWR_ON也是逻辑低。
于电子装置开机至少达一既定时间后，预设信号PRE#与清除信号CLR#都为逻辑高，由上述真值表2的第6种情况可知，触发器电路310的输出信号Q为逻辑高，也即，信号PWR_ON也是逻辑高，这代表电子装置处于正常开机。
回应于使用者关机事件，比如，使用者操作电子装置上的作业系统来进行关机，回应于此，信号OFF_INFO为逻辑高，使得开关Q1被导通而将清除信号CLR#拉低，但此时的预设信号PRE仍为逻辑高，由上述真值表2的第2种情况可知，触发器电路310的输出信号Q为逻辑低，也即，信号PWR_ON也是逻辑低，这将使得电子装置被正常关机。
在正常操作下，如果操作电压源VDD突然断电的话，由于不是正常关机，所以作业系统不会将信号OFF_INFO控制为逻辑高(也就是信号OFF_INFO仍为逻辑低)，故而，清除信号CLR#不会被低而仍维持于逻辑高，所以，触发器电路310的输出信号Q会维持在逻辑高，也即，信号PWR_ON也是逻辑高。
于供电回复正常后，触发器电路310的输出信号Q与信号PWR_ON会为逻辑高，使得电子装置被重新开机。也就是说，供电回复正常后，不需要使用者手动按下电源开启开关，电子装置就会自动开机，来回复成断电前的状态(正常操作)。
触发器电路410的真值表如下表3：
表3
Figure BDA0000148331500000062
Figure BDA0000148331500000071
相似地，在刚通电状态，预设信号PRE#为逻辑高(H)而清除信号CLR#则逻辑低(L)。所以，由上述真值表3的第2种情况可知，在刚通电状态，触发器电路410的输出信号Q为逻辑低，也即，信号PWR_ON也是逻辑低。
于电子装置开机至少达一既定时间后，预设信号PRE#与清除信号CLR#都为逻辑高，由上述真值表3的第6种情况可知，触发器电路410的输出信号Q为逻辑高，也即，信号PWR_ON也是逻辑高，这代表电子装置处于正常开机。
回应于使用者关机事件，比如，使用者操作电子装置上的作业系统来进行关机，回应于此，信号OFF_INFO为逻辑高，使得开关Q1被导通而将清除信号CLR#拉低，但此时的预设信号PRE仍为逻辑高，由上述真值表3的第2种情况可知，触发器电路410的输出信号Q为逻辑低，也即，信号PWR_ON也是逻辑低，这将使得电子装置被正常关机。
在正常操作下，如果操作电压源VDD突然断电的话，由于不是正常关机，所以作业系统不会将信号OFF_INFO控制为逻辑高(也就是信号OFF_INFO仍为逻辑低)，故而，清除信号CLR#不会被低而仍维持于逻辑高，所以，触发器电路410的输出信号Q会维持在逻辑高，也即，信号PWR_ON也是逻辑高。
于供电回复正常后，触发器电路410的输出信号Q与信号PWR_ON会为逻辑高，使得电子装置被重新开机。也就是说，供电回复正常后，不需要使用者手动按下电源开启开关，电子装置就会自动开机，来回复成断电前的状态(正常操作)。
请参考图5，其显示根据本案另一实施例的电压产生电路的示意图。电压产生电路500包括：电源供应器510，将交流电源转成直流电流；电压调变模块520，耦接至电源供应器510；以及电源开关模块530，耦接至电压调变模块520，以控制电压调变模块520的操作。其中，电源开关模块530比如可为图1、图3或图4的架构。
电源供应器510比如可将市电转换成19V的直流电，而电压调变模块520则可将19V直流电调变成适合电子装置内部的电子元件(比如CPU等)所用的直流电(如，5V、3.3V等)。
电源开关模块530的输出信号PWR_ON控制电压调变模块520的操作。比如，当信号PWR_ON为逻辑高时，电压调变模块520为正常操作；反之，当信号PWR_ON为逻辑低时，电压调变模块520为关闭。
如上述般，在本案实施例中，即便是突然断电且之后，供电回复正常，由于信号PWR_ON为逻辑高，故能自动开启电压调变模块520，使其正常供电给电子装置的内部电子元件，以使得电子装置自动被重开机，而不需要使用者用人工手机开机。
由上述说明可知，在本案实施例中，利用简单的电源开关模块即可实现“最后状态回复”。没有BIOS的电子装置也可由此来实现“最后状态回复”，而不需要用到额外且昂贵的复杂可编程逻辑装置(Complex ProgrammableLogic Device，CPLD)。故而可以节省成本，并增加产品竞争力。
综上所述，虽然本案已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本案。本案所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本案的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本案的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (19)

1.一种电源开关模块，应用于一电子装置，该电源开关模块包括：
一触发器电路；
一第一电流路径，将一电源导至该触发器电路；以及
一第二电流路径，将该电源导至该触发器电路；
其中，
回应于一使用者开机事件，该触发器电路的一输出为一第一逻辑状态，使得该电子装置为正常开机；
回应于一使用者关机事件，该触发器电路的该输出为一第二逻辑状态，使得该电子装置为正常关机；
当该电源突然断电时，该触发器电路的该输出保持于该第一逻辑状态但该电子装置为不正常关机；以及
于该电源回复供电后，保持于该第一逻辑状态的该触发器电路的该输出使得该电子装置被重新开机。
2.如权利要求1所述的电源开关模块，其中，该触发器电路包括：一D触发器、一SR触发器与一JK触发器的至少一者。
3.如权利要求1所述的电源开关模块，其中，该第一电流路径的一延迟参数小于该第二电流路径的一延迟参数。
4.如权利要求3所述的电源开关模块，其中，
该第一电流路径包括一第一电阻性元件；以及
该第二电流路径包括一第二电阻性元件与一第一电容性元件。
5.如权利要求3所述的电源开关模块，其中，于该电源刚导入至该电子装置，耦接至该第一电流路径的该触发器电路的一预设信号为该第一逻辑状态；以及
耦接至该第二电流路径的该触发器电路的一清除信号为该第二逻辑状态；
使得该触发器电路的该输出为该第二逻辑状态。
6.如权利要求5所述的电源开关模块，其中，于该电源导入至该电子装置至少达一既定时间后，回应于该使用者开机事件，
该预设信号与该清除信号皆为该第一逻辑状态，使得该触发器电路的该输出转态至该第一逻辑状态，以使得该电子装置为正常开机。
7.如权利要求5所述的电源开关模块，其中，回应于该使用者关机事件，为该第一逻辑状态的一关机信号将该清除信号转态为该第二逻辑状态但该预设信号仍为该第一逻辑状态，使得该触发器电路的该输出为该第二逻辑状态且使得该电子装置为正常关机。
8.如权利要求5所述的电源开关模块，其中，当该电源突然断电时，为该第二逻辑状态的该关机信号保持该清除信号为该第一逻辑状态但该预设信号由该第一逻辑状态转态为该第二逻辑状，使得该触发器电路的该输出为该第一逻辑状态且使得该电子装置为不正常关机。
9.一种电压产生电路，应用于一电子装置，包括：
一电源供应器，将一交流电源转成一直流电流；
一电压调变模块，耦接至该电源供应器；以及
一电源开关模块，耦接至该电压调变模块，以控制该电压调变模块的操作；
其中，
回应于一使用者开机事件，该电源开关模块的一输出信号为一第一逻辑状态，使得该电子装置为正常开机；
回应于一使用者关机事件，该电源开关模块的该输出为一第二逻辑状态，使得该电子装置为正常关机；
当该电源突然断电时，该电源开关模块的该输出保持于该第一逻辑状态但该电子装置为不正常关机；以及
于该电源回复供电后，保持于该第一逻辑状态的该电源开关模块的该输出使得该电子装置被重新开机。
10.如权利要求9所述的电压产生电路，其中，该电源开关模块包括：
一触发器电路；
一第一电流路径，将一电源导至该触发器电路；以及
一第二电流路径，将该电源导至该触发器电路。
11.如权利要求10所述的电压产生电路，其中，该触发器电路包括：一D触发器、一SR触发器与一JK触发器的至少一者。
12.如权利要求10所述的电压产生电路，其中，该第一电流路径的一延迟参数小于该第二电流路径的一延迟参数。
13.如权利要求12所述的电压产生电路，其中，
该第一电流路径包括一第一电阻性元件；以及
该第二电流路径包括一第二电阻性元件与一第一电容性元件。
14.如权利要求12所述的电压产生电路，其中，于该电源刚导入至该电子装置，耦接至该第一电流路径的该触发器电路的一预设信号为该第一逻辑状态；以及
耦接至该第二电流路径的该触发器电路的一清除信号为该第二逻辑状态；
使得该触发器电路的该输出为该第二逻辑状态。
15.如权利要求14所述的电压产生电路，其中，于该电源导入至该电子装置至少达一既定时间后，回应于该使用者开机事件，
该预设信号与该清除信号皆为该第一逻辑状态，使得该触发器电路的该输出转态至该第一逻辑状态，以使得该电子装置为正常开机。
16.如权利要求14所述的电压产生电路，其中，回应于该使用者关机事件，为该第一逻辑状态的一关机信号将该清除信号转态为该第二逻辑状态但该预设信号仍为该第一逻辑状态，使得该触发器电路的该输出为该第二逻辑状态且使得该电子装置为正常关机。
17.如权利要求14所述的电压产生电路，其中，当该电源突然断电时，为该第二逻辑状态的该关机信号保持该清除信号为该第一逻辑状态但该预设信号由该第一逻辑状态转态为该第二逻辑状，使得该触发器电路的该输出为该第一逻辑状态且使得该电子装置为不正常关机。
18.一种电子装置的电源控制方法，包括：
回应于一使用者开机事件，控制一电源开关模块的一输出信号为一第一逻辑状态，使得一操作电源供电至该电子装置的至少一内部元件；
回应于一使用者关机事件，控制该电源开关模块的该输出为一第二逻辑状态，以停止该操作电源供电至该电子装置的该至少一内部元件；
当该电源突然断电时，控制该电源开关模块的该输出保持于该第一逻辑状态但该操作电源并不供电至该电子装置的该至少一内部元件；以及
于该电源回复供电后，由保持于该第一逻辑状态的该电源开关模块的该输出控制该操作电源供电至该电子装置的该至少一内部元件，以使得该电子装置被重新开机。
19.如权利要求18所述的电源控制方法，其中，于该电源突然断电后至该电源回复供电之前，该电源开关模块的该输出保持于该第一逻辑状态。
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