CN106019999B - 一种电源控制芯片及设置有该芯片的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电源控制芯片以及设置有该芯片的电子设备，所述电源控制芯片包括：逻辑控制部和开关切换部；其中，所述逻辑控制部包括的输入侧与至少两个电压源连接并接收一来自外部的选择信号，且所述逻辑控制部基于各所述电压源的电压值以及所述选择信号的值输出电压切换信号；所述切换开关部的输入侧分别与各所述电压源和所述逻辑控制部的输出侧连接，且所述切换开关部根据所述电压切换信号对应的接通或关断各所述电压源的供电。本发明将电源切换电路集成为一电源控制芯片，实现电源电压切换的功能，并且还具有节省元件数量和PCB占用空间的优点。
Description
技术领域
本发明涉及控制芯片领域，特别是一种电源控制芯片及设置有该芯片的电子设备。
背景技术
目前对于电子设备中的各电子芯片的电源(+VDDCR_FCH_S5)供电电压要根据芯片的需要进行电压切换。如对于AMD CPU电源的供电，需要根据CPU的具体需求而提供相应的电压，而现有的AMD CPU电源(+VDDCR_FCH_S5)供电电压是通过外部分离原件设计而成。而该分离原件构建的电源切换设计会增加电路设计的复杂程度。而且大量的分离器件需要更多的PCB面积完成电路板设计，不利于主机板小型化设计。同时，分离元件BOM需要更高的设计成本，不利于产品竞争力。因此，目前急需一种专用集成电路ASIC(Application-specific Integrated Circuit)来实现对电子芯片的供电转换。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种集成于一体的并能够根据负载器件的需求切换供电电压的电源控制芯片以及设置有该芯片的电子设备。
为了解决上述问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种电源控制芯片，包括：逻辑控制部和开关控制部；其中，
所述逻辑控制部的输入侧与至少两个电压源连接并接收一来自外部的选择信号，且所述逻辑控制部基于各所述电压源的电压值以及所述选择信号的值输出电压切换信号；
所述切换开关部的输入侧分别与各所述电压源和所述逻辑控制部的输出侧连接，且所述切换开关部根据所述电压切换信号对应的接通或关断各所述电压源的供电。
其中，所述开关切换部包括分别与各所述电压源对应连接的切换开关，且各所述切换开关分别与所述逻辑控制部的输出侧的多个输出端子一一对应连接，以分别接收用于驱动各所述切换开关接通或关断的驱动信号，各所述驱动信号构成所述电压切换信号。
其中，各所述切换开关为第一晶体管，所述第一晶体管的基极与所述逻辑控制部的输出端子对应连接，所述第一晶体管的集电极与对应的所述电压源连接，所述第一晶体管的发射集与负载连接。
其中，所述逻辑控制部的输入侧包括2个与所述电压源连接的输入端子。
其中，所述逻辑控制部包括：
比较器，其输入端构造为所述输入端子；
或门，其一输入端与所述比较器的输出端连接，另一输入端接收所述选择信号；
第一与门，其一输入端与所述或门的输出端连接，另一输入端接收一使能信号，且其输出端与所述开关切换部连接；
第二与门，其一输入端通过一第一反相器与所述或门的输出端连接，另一输出端接收所述使能信号，且其输出端与所述开关切换部连接。
其中，所述逻辑控制部还包括：
第二反相器，其接收所述使能信号；
第二晶体管，所述第二晶体管的基极与所述第二反相器的输出端连接，所述第二晶体管的集电极与所述开关切换部的输出端连接，且所述第二晶体管的发射集接地。
其中，所述第二晶体管为N型晶体管。
本发明还提供了一种电子设备，其具有上所述的电源控制芯片，以为所述电子设备中的电子器件供电。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
1、本发明实施例构造为单一芯片，其可以适用于AMD平台，具有通用性，简化设计，便于采购进行物件采购；
2、电源供电电压根据真值表设计，自动完成电源电压的切换；
3、可以节省元件数量和PCB占用空间，并可以节约整体成本。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种电源控制芯片的原理结构图；
图2为本发明实施例中的逻辑控制部的电路结构图；
图3为本发明实施例中的逻辑控制部所采用的真值表。
附图标记说明
100-逻辑控制部 200-开关切换部
101-比较器 102-或门
103-第一与门 104-第二与门
105-第一反相器 106-第二反相器
107-第二晶体管 201-第一切换开关
202-第二切换开关
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细的说明，但并不作为本发明的限定。
本发明实施例提供了一种电源控制芯片，其可以应用到如手机、计算机设备等电子设备中，用于为电子设备中的CPU或其他的电子芯片供电或者还可以用于为电子设备供电。
如图1所示，为本发明实施例中的电源控制芯片的原理结构图，其中包括：逻辑控制部100和开关切换部200，其中，逻辑控制部100用于根据多个电压源所输入的电压值以及一选择信号生成对应于各所述电压源的电压切换信号，而开关切换部200配置为根据该电压切换信号以及选择信号接通或关断各电压源对负载的供电，从而切换到所需要的电源电压。
如图1所示，其中，逻辑控制部100的输入侧可以包括至少两个电源输入端子、选择信号输入端子和使能端子，其中，图1中以两个电源输入端子为例，该两个电源输入端子分别与电压源Vin1和Vin2连接，选择信号输入端子用于接收一选择信号，使能端子用于接收一使能信号，该选择信号和使能信号可以是来自于所要供电的电子芯片的控制信号，并且，该选择信号和使能信号的值可以是表示高电平和低电平的1和0。根据选择信号的值与电源输入端子接收到的电压源的电压值获得对应于开关切换部200的电压切换信号，使能信号用于控制逻辑控制部的工作，如当使能信号的值为高电平1时，逻辑控制部100正常工作，当其值为低电平0时，逻辑控制部100输出控制开关切换部200关断对于负载的供电。另外，虽然本实施例中的逻辑控制部100与两个电压源连接，但是在其他的实施例中，可以是其他任意数量的输入信号源。本实施例中的逻辑控制部100可以根据第一电压源Vin1的电压值、第二电压源的Vin2的电压值，以及选择信号的值，向开关切换部200输出对应于各电压源的电压切换信号Vc1和Vc2。本实施例中，第一电压源Vin1的输入电压值的范围可以是0V-1.2V；第二输入信号源Vin2的输入电压值为0V或0.775V。
另外，本实施例中的开关切换部200可以包括第一切换开关201和第二切换开关202，其中，第一切换开关201与第一电压源Vin1连接，第二切换开关202与第二电压源Vin2连接，并且，第一切换开关201和第二切换开关202还分别与逻辑控制部100的输出侧连接，以接收电压切换信号。本实施例中分别向各切换开关发送电压切换信号以单独控制每个切换开关，如向第一切换开关201输出第一电压切换信号Vc1和向第二切换开关202输出第二电压切换信号Vc2，同时第一切换开关201根据该第一电压切换信号Vc1接通或关断第一电压源Vc1对负载的供电，第二切换开关202根据该第二电压切换信号Vc2接通或关断第二电压源Vc2对负载的供电。本实施例中，第一切换开关201和第二切换开关202可以是晶体管(如第一晶体管)，该第一晶体管的基极与逻辑控制部100的输出端子对应连接，第一晶体管的集电极与对应的电压源连接，第一晶体管的发射集与负载连接。另外，电压切换信号也可以是一组能够控制多个切换开关的接通或关断的序列值，其中可以包括分别对应于每个切换开关的驱动信号，该驱动信号的值可以是0或1，而电压切换信号可以包括多个驱动信号，以分别对应控制多个切换开关的接通和关断。即各切换开关分别与逻辑控制部100的输出侧的多个输出端子一一对应连接，以分别接收用于驱动各所述切换开关接通或关断的驱动信号，各所述驱动信号构成所述电压切换信号。
如图2所示，为本发明实施例中的逻辑控制部的电路结构图，图中CMP、OR、AND、INV等该类标识符号均为数字电路技术领域中通用的电气符号，本文不做赘述。其中如图所示，包括比较器101、或门102、第一与门103、第二与门104；其中，比较器101的两个输入端构造为上述电源输入端子，即该两个输入端分别与电压源Vin1和Vin2连接，根据该第一电压源Vin1和第二电压源Vin2的电压值，比较器101输出一比较结果，该比较结果为1或0的第一输出信号。例如，本实施例中，当第一输入信号源Vin1的电压值大于第二输入信号源Vin2的电压值时，比较器输出第一输出信号为高电平1，否则第一输出输出信号为低电平0。
另外，或门102的一个输入端与比较器101的输出端连接，或门102的另一输入端构造为逻辑控制部100的选择信号输入端子，即接收上述选择信号；该或门102则根据该选择信号的值以及比较器101的第一输出信号生成第二输出信号。如当选择信号为高电平或第一输出信号为高电平时，第二输出信号为低电平，而当选择信号为低电平且第二输出信号为低电平时，第二输出信号为高电平。
并且，第一与门103的一输入端与或门102的输出端连接，另一输入端配置为接收一使能信号，且其输出端与开关控制部200连接；该使能信号的值可以是高电平1或低电平0，而且第一与门103可以根据该使能信号以及第二输出信号的值生成第一电压切换信号Vc1，以控制第一切换开关201的接通或关断。
第二与门104的一输入端通过一第一反相器105与或门102的输出端连接，第二与门104的另一输出端配置为接收一使能信号EN，且第二与门104其输出端与开关控制部200连接，并基于或门102输出的第二输出信号以及使能信号EN的值，生成第二电压切换信号Vc2，以控制第二切换开关202的接通或关断。
如图3所示，为本发明实施例的逻辑控制部的真值表。其中，当选择信号SEL为一低电平0时，且第一电压源Vin1及第二电压源Vin2的电压同时为0V时，使得开关控制部输出的电压Vo的电压为0V。当选择信号SEL为低电平0，且第一电压源Vin1的电压小于第二电压源Vin2的电压时，使得开关控制部200输出的电压Vo的电压等于第二电压源Vin2的电压。当选择信号SEL为低电平0，且第一电压源Vin1的电压大于第二电压源VIN2的电压时，使得开关控制部200输出的电压Vo的电压等于第一电压源VIN1的电压。也就是说，当选择信号SEL为低电平时，电源输出信号Vo的电压等于第一电压源VIN1和第二电压源VIN2其中电压较大者，即，电压切换信号用于接通对应于电压源的电压较大的切换开关，从而输出该较大的电压。而且，上述逻辑判断成立的前提应当为使能信号EN为一高电平1时，即使能信号EN为控制上述逻辑控制部100是否进行工作的关键因素。
另外，在一优选实施例中，逻辑控制部还包括一第二反相器106，其输入端接收使能信号EN，并耦接第一与门103和第二与门104，且其输出与一开关器件连接。继续参见图2，本实施例中该开关器件(图中以SW功能性示出)可以采用第二晶体管107，且该第二晶体管107的基极与第二反相器106的输出端连接，第二晶体管的集电极与开关控制部200的输出端连接，且第二晶体管的发射集接地。本实施例中，第二反相器106接收使能信号EN用以控制第二晶体管107的导通和截止。其中第二晶体管107可以是N型晶体管。因此，本实施例中，当使能信号EN为高电平1时，此时本实施例中的电源控制芯片处于正常工作模式。当使能信号EN为低电平0时，使得第一与门103及第二与门104同时输出低电平，以控制第一切换开关201及第二切换开关202同时关断。同时通过第二反相器106，使得第二晶体管107导通，此时电源输出信号V0的电压为0V，电源控制芯片处于关闭模式，即不提供电压电力。另外，本实施例中的第一切换开关201和第二切换开关202均可以是N型晶体管，其一端分别接收电压切换信号Vc1或Vc2，另一端分别与电压源Vin1或第二电压源Vin2连接，并基于该电压切换信号Vc1和Vc2的高低电平，导通或截止，以接通或关断对于第一电压源和第二电压源的输入电压，从而实现对于电源的切换。
通过上述配置，本实施例中的电源控制芯片可以实现对电子芯片或其他电子器件的供电电压的切换，并集成为一个芯片，具有结构简单，减少成本的优点。
另外，本发明中还可以提供一种电子设备，该电子设备内可以设置有上述的电源控制芯片，以用于为其中的CPU等进行供电切换。
另外，对于电源控制芯片的选择信号和使能信号，可以是通过电子设备的需求发送至电源控制芯片的，如由CPU根据其供电需求选择性的向电源控制芯片的逻辑控制部发送选择信号和使能信号，该选择信号和使能信号的值可以是高电平1和低电平0，从而控制电源控制芯片的工作。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种电源控制芯片，其特征在于，所述电源控制芯片用于为电子设备中的CPU供电，所述电源控制芯片包括：逻辑控制部和开关切换部；其中，所述逻辑控制部的输入侧与至少两个电压源连接并接收一来自外部的选择信号，且所述逻辑控制部基于各所述电压源的电压值以及所述选择信号的值输出电压切换信号；
所述开关切换部的输入侧分别与各所述电压源和所述逻辑控制部的输出侧连接，且所述开关切换部根据所述电压切换信号对应的接通或关断各所述电压源的供电；
所述逻辑控制部的输入侧包括2个与所述电压源连接的输入端子；
所述逻辑控制部包括：
比较器，其输入端构造为所述输入端子；
或门，其一输入端与所述比较器的输出端连接，另一输入端接收所述选择信号；
第一与门，其一输入端与所述或门的输出端连接，另一输入端接收一使能信号，且其输出端与所述开关切换部连接；
第二与门，其一输入端通过一第一反相器与所述或门的输出端连接，另一输出端接收所述使能信号，且其输出端与所述开关切换部连接。
2.根据权利要求1所述的电源控制芯片，其特征在于，其中，所述开关切换部包括分别与各所述电压源对应连接的切换开关，且各所述切换开关分别与所述逻辑控制部的输出侧的多个输出端子一一对应连接，以分别接收用于驱动各所述切换开关接通或关断的驱动信号，各所述驱动信号构成所述电压切换信号。
3.根据权利要求2所述的电源控制芯片，其特征在于，其中，各所述切换开关为第一晶体管，所述第一晶体管的基极与所述逻辑控制部的输出端子对应连接，所述第一晶体管的集电极与对应的所述电压源连接，所述第一晶体管的发射集与负载连接。
4.根据权利要求1所述的电源控制芯片，其特征在于，所述逻辑控制部还包括：
第二反相器，其接收所述使能信号；
第二晶体管，所述第二晶体管的基极与所述第二反相器的输出端连接，所述第二晶体管的集电极与所述开关切换部的输出端连接，且所述第二晶体管的发射集接地。
5.根据权利要求4所述的电源控制芯片，其特征在于，所述第二晶体管为N型晶体管。
6.一种电子设备，其特征在于，其具有如权利要求1-5中任意一项所述的电源控制芯片，以为所述电子设备中的电子器件供电。
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