CN104460930B - Atx标准电源的实现装置 - Google Patents

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Abstract

一种ATX标准电源的实现装置，包括直流电源转换电路和ATX时序控制电路，其中ATX时序控制电路包括电源时序监控芯片；直流电源转换电路根据交流转直流开关电源输出的12伏的直流电压，得到满足ATX时序的各标准直流电压，并将各标准直流电压、PGA信号、PGB信号、PS/ONA信号、PS/ONB信号输入到ATX时序控制电路；ATX时序控制电路根据电源时序监控芯片对各标准直流电压进行过载、过压/欠压保护；根据PGA信号、PGB信号、PS/ONA信号、PS/ONB信号和电源时序监控芯片对各标准直流电压进行时序控制。本发明实现的电源满足ATX电源输出电压组数及电气特性，组合方便灵活，+12V、+5V、+3.3V不需要再共用一个高频变压器，同时降低了采购成本。

Description

ATX标准电源的实现装置
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种ATX标准电源的实现装置。
背景技术
在系统供电中，处理器系统电源需满足ATX(Advanced Technology Extended)时序标准，也即是处理器系统的电源性能既要能够带大功率的处理器系统，还要能够满足ATX时序标准。现有的满足ATX时序的处理器系统电源输出电压均通过高频变压器、输出整理滤波后得到，成本较高。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种成本较低的ATX标准电源的实现装置。
一种ATX标准电源的实现装置，包括直流电源转换电路、ATX时序控制电路以及与直流电源转换电路连接的电源冗余电路，其中ATX时序控制电路包括电源时序监控芯片；
所述电源冗余电路将交流转直流开关电源输出的12伏的直流电压进行冗余；
直流电源转换电路根据交流转直流开关电源输出的12伏的直流电压，得到满足ATX时序的各标准直流电压，并将各标准直流电压、PGA信号、PGB信号、PS/ONA信号、PS/ONB信号输入到ATX时序控制电路；
ATX时序控制电路根据电源时序监控芯片对各标准直流电压进行过载、过压/欠压保护；根据PGA信号、PGB信号、PS/ONA信号、PS/ONB信号和电源时序监控芯片对各标准直流电压进行时序控制。
本发明ATX标准电源的实现装置，通过12V的电压得到各标准直流电压，将各标准直流电压配合电源时序监控芯片，不仅实现了满足ATX时序标准的处理器系统电源，还实现了对各标准直流电源的保护。本发明避免了在选择处理器系统电源时电源规格不能满足实际需求的困扰，并且实现的电源同样满足ATX电源输出电压组数及电气特性，组合方便灵活，各标准直流电压(+12V、+5V、+3.3V)不需要再共用一个高频变压器，同时降低了采购成本。
附图说明
图1为本发明ATX标准电源的实现装置实施例一的结构示意图；
图2为本发明直流电源转换电路由12V电压生成3.3V电压实施例的电路图；
图3为本发明直流电源转换电路由12V电压生成5V电压实施例的电路图；
图4为本发明直流电源转换电路由12V电压生成-12V电压和-5V电压实施例的电路图；
图5为本发明ATX时序控制电路实施例的电路图；
图6为本发明ATX标准电源的实现装置实施例二的结构示意图；
图7为ATX时序标准要求示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明ATX标准电源的实现装置的具体实施方式做详细描述。
如图1所示，一种ATX标准电源的实现装置，包括直流电源转换电路100和ATX时序控制电路200，其中ATX时序控制电路200包括电源时序监控芯片，电源时序监控芯片可以为芯片U84等；
直流电源转换电路100根据交流转直流开关电源输出的12伏的直流电压，得到满足ATX时序的各标准直流电压，并将各标准直流电压、PGA(powergood-A)信号、PGB(powergood-B)信号、PS/ONA(远程控制A)信号、PS/ONB(远程控制B)信号输入到ATX时序控制电路200；
ATX时序控制电路200根据电源时序监控芯片对各标准直流电压进行过载、过压/欠压保护；根据PGA信号、PGB信号、PS/ONA信号、PS/ONB信号和电源时序监控芯片对各标准直流电压进行时序控制。
满足ATX时序的标准电压为+5V、+12V、+3.3V、-12V、-5V、5VSB。可以采用输出电压为+12V、5VSB并自带PS-ON(POWER Supply-ON)信号与PG(POWER GOOD)信号的交流转直流开关电源。直流电源转换电路100将该交流转直流开关电源输出的12V电压生成+5V电压、+3.3V电压、-12V电压、-5V电压的实现方式有很多种。例如，直流电源转换电路100通过BUCK拓扑电路得到满足ATX时序的各标准直流电压，具体如图2至图4所示。
图2为采用BUCK(降压型)拓扑电路生成3.3V标准直流电压的电路，其中输入端VIN输入12V，Q21为降压MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)，Q22为同步续流MOSFET管，L21是储能电感，Co为滤波电容，U21为BUCK电路的控制芯片。根据图2所示的BUCK拓扑电路即可以生成3.3V的标准直流电压。图3为采用BUCK拓扑电路生成5V标准直流电压的电路，输入端VIN输入12V，Q31为降压MOSFET，Q32为同步续流MOSFET管，L31是储能电感，C31、C32为滤波电容，U31为BUCK电路的控制芯片。根据图3所示的BUCK拓扑电路即可以生成5V的标准直流电压。图4为采用BUCK拓扑电路生成-12V、-5V的电路。需要说明的是，图2至图4并不对各标准直流电压得到的方式做以限定，还可以采用现有技术中其它降压方式得到各标准直流电压。
直流电源转换电路100根据12伏的直流电压生成+5V电压、+3.3V电压、-5V电压、-12V电压后，将+12V电压、+5V电压、+3.3V电压，以及PGA信号、PGB信号、PS/ONA信号、PS/ONB信号输入到ATX时序控制电路200，使得这些电压的工作时序按照ATX标准工作，实现处理器系统电源的直流供电电源。
如图5所示，ATX时序控制电路200还可以包括电阻R940、电阻R944、电阻R947、电阻R949、电阻R951、电阻R950，其中电阻R940、R944、R947分别是+12V、+5V、+3.3V负载电流采样电阻，R949、R951、R950分别是+12V、+5V、+3.3V的OCP(over current protection，过电流保护)峰值设置电阻。需要说明的是，电源时序监控芯片并不限制于图5所示的U84芯片。
12伏电压经过电阻R940输入到电源时序监控芯片U84的12伏过压/欠压保护输入端VS12，经过电阻R949输入到电源时序监控芯片U84的12伏过载保护输入端IS12。5伏电压经过电阻R944输入到电源时序监控芯片U84的5伏过压/欠压保护输入端VS5，经过电阻R951输入到电源时序监控芯片U84的5伏过载保护输入端IS5。3.3伏电压经过电阻R947输入到电源时序监控芯片U84的3.3伏过压/欠压保护输入端VS3.3，经过电阻R950输入到电源时序监控芯片U84的3.3伏过载保护输入端IS3.3。
电源时序监控芯片U84的RI是+12V、+5V、+3.3V过载参考源端口，用来设值+12V、+5V、+3.3V过载保护点。通过上述电路，电源时序监控芯片可以实现+12V、+5V、+3.3V的电压信号的过载、过压/欠压监控与保护。
如图5所示，ATX时序控制电路200还可以包括第一或门电路D51、电阻R953、电阻R952、三极管Q23、三极管Q24、三极管Q4、电阻R955、电阻R957、电阻R959、电阻R956、电阻R958、第二或门电路D52、电阻R948；
第一或门电路D51两输入端分别输入PGA信号、PGB信号，输出端通过电阻R953与三极管Q23的基极、电源时序监控芯片U84的PGI接口连接，PGI接口为PG信号OK接收端；电阻R952一端连接在电阻R953与三极管Q23的基极之间，另一端接地；三极管Q23的发射极接地，集电极通过电阻R955与5VSB的电压端连接，5VSB为交流转直流电源输出的电压信号；三极管Q24发射极接地，基极与三极管Q23的集电极连接，集电极通过电阻R959与处理器系统电源的PG信号端连接；电阻R957连接在5VSB的电压端与三极管Q24的集电极之间；三极管Q4发射极接地，基极通过电阻R956与处理器系统电源的PS/ON信号端、电源时序监控芯片U84的PSON端口连接，集电极通过电阻R957与5VSB的电压端连接；电阻R958连接在5VSB的电压端和处理器系统电源的PS/ON(电源启动信号)信号端之间，处理器系统电源由各标准直流电压构成。
第二或门电路D52两输入端分别输入PS/ONA信号、PS/ONB信号，输出端通过电阻R948与电源时序监控芯片U84的FPO(默认保护输出)控制端连接。
PGA信号、PGB信号经或门电路D51后将高电平送到U84的PGI接口，使得U84得知外部控制电路的PG信号正常工作。另外，或门电路D51输出的高电平被电阻R953和电阻R952分压，分压后的电压驱动三极管Q23使其导通，驱动三极管Q24使其截至，那么5VSB电压端信号经过上拉电阻R957、R959得到处理器系统电源的PG信号，即PG信号变为高电平。
远程控制信号PS/ONA、PS/ONB经过或门电路D52送给U84的FPO控制端，在PS/ON信号为低电平时，来控制U84控制时序的正常工作。VD5VSB电压端、三极管Q4、电阻R956、电阻R958构成了处理器系统电源PS/ON信号的控制电路。当PS/ON为高电平时，三极管Q4导通，PG信号被拉低，处理器系统电源关机，不能正常工作；当PS/ON为低电平时，三极管Q4截止，PG信号正常，处理器系统电源正常工作，也即是通过控制PS/ON信号电平的变化控制处理器系统电源的开启和关闭。
如图5所示，ATX时序控制电路200还可以包括二极管D54、电容C871；二极管D54正极与5VSB(即图中所示的5VSBA)电压端连接，负极与电源时序监控芯片U84的电压端VDD连接；电容C871一端与二极管D54负极连接，另一端接地。5VSB电压端经过D54和C871为U84提供工作电压，保证U84的正常工作。
如图6所示，本发明装置还可以包括与直流电源转换电路100连接的电源冗余电路300，所述电源冗余电路300将交流转直流开关电源输出的12伏的直流电压、5VSB的电压、PS/ON信号和PG信号进行冗余等，方便增大输出功率，这样使实际的处理器系统可以扩大其功率值。冗余后的12V电压用来得到各标准直流电压。
本发明将各标准直流电压配合包含电源时序监控芯片的ATX时序控制电路，能使处理器系统电源外部元件最少化，并可以提供各标准直流电源的保护电路，实现的系统电源满足如图7所示的ATX时序要求，即T1<500ms(毫秒)；0.1ms<T2<20ms；100ms<T3<500ms；T4<10ms；T5>16ms；T6>1ms。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种ATX标准电源的实现装置，其特征在于，包括直流电源转换电路、ATX时序控制电路以及与直流电源转换电路连接的电源冗余电路，其中ATX时序控制电路包括电源时序监控芯片；
所述电源冗余电路将交流转直流开关电源输出的12伏的直流电压进行冗余；
直流电源转换电路根据交流转直流开关电源输出的12伏的直流电压，得到满足ATX时序的各标准直流电压，并将各标准直流电压、PGA信号、PGB信号、PS/ONA信号、PS/ONB信号输入到ATX时序控制电路；
ATX时序控制电路根据电源时序监控芯片对各标准直流电压进行过载、过压/欠压保护；根据PGA信号、PGB信号、PS/ONA信号、PS/ONB信号和电源时序监控芯片对各标准直流电压进行时序控制。
2.根据权利要求1所述的ATX标准电源的实现装置，其特征在于，各标准直流电压包括5伏电压、12伏电压、3.3伏电压；ATX时序控制电路还包括电阻R940、电阻R944、电阻R947、电阻R949、电阻R951、电阻R950；
12伏电压经过电阻R940输入到电源时序监控芯片的12伏过压/欠压保护输入端，经过电阻R949输入到电源时序监控芯片的12伏过载保护输入端；
5伏电压经过电阻R944输入到电源时序监控芯片的5伏过压/欠压保护输入端，经过电阻R951输入到电源时序监控芯片的5伏过载保护输入端；
3.3伏电压经过电阻R947输入到电源时序监控芯片的3.3伏过压/欠压保护输入端，经过电阻R950输入到电源时序监控芯片的3.3伏过载保护输入端。
3.根据权利要求2所述的ATX标准电源的实现装置，其特征在于，交流转直流开关电源还输出5VSB的电压；ATX时序控制电路还包括第一或门电路、电阻R953、电阻R952、三极管Q23、三极管Q24、三极管Q4、电阻R955、电阻R957、电阻R959、电阻R956、电阻R958、第二或门电路、电阻R948；
第一或门电路两输入端分别输入PGA信号、PGB信号，输出端通过电阻R953与三极管Q23的基极、电源时序监控芯片的PGI接口连接；电阻R952一端连接在电阻R953与三极管Q23的基极之间，另一端接地；三极管Q23的发射极接地，集电极通过电阻R955与5VSB的电压端连接；三极管Q24发射极接地，基极与三极管Q23的集电极连接，集电极通过电阻R959与处理器系统电源的PG信号端连接；电阻R957连接在5VSB的电压端与三极管Q24的集电极之间；三极管Q4发射极接地，基极通过电阻R956与处理器系统电源的PS/ON信号端、电源时序监控芯片的PSON端口连接，集电极通过电阻R957与5VSB的电压端连接；电阻R958连接在5VSB的电压端和处理器系统电源的PS/ON信号端之间；
第二或门电路两输入端分别输入PS/ONA信号、PS/ONB信号，输出端通过电阻R948与电源时序监控芯片的FPO控制端连接。
4.根据权利要求3所述的ATX标准电源的实现装置，其特征在于，交流转直流开关电源包含PS/ON信号和PG信号；所述电源冗余电路将交流转直流开关电源输出的5VSB的电压、PS/ON信号和PG信号进行冗余。
5.根据权利要求3所述的ATX标准电源的实现装置，其特征在于，ATX时序控制电路还包括二极管、电容；二极管正极与5VSB的电压端连接，负极与电源时序监控芯片的电压端连接；电容一端与二极管负极连接，另一端接地。
6.根据权利要求1所述的ATX标准电源的实现装置，其特征在于，直流电源转换电路通过BUCK拓扑电路生成满足ATX时序的各标准直流电压。
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