CN109960394A - 基本输入输出系统的外部供电装置及其主机板 - Google Patents

Abstract

一种基本输入输出系统的外部供电装置及其主机板，基本输入输出系统的外部供电装置，应用于一主机板。所述外部供电装置包括一供电板、一电缆及一外部电力输入单元。供电板通过电缆电性连接于外部电力输入单元，并且供电板与主机板的一电池座的电池容置空间的形态匹配，而可设置于电池容置空间。外部电力输入单元供应之电力，通过电缆传输至供电板，而进一步通过供电板与电池座的结合，而供应电力至主机板的基本输入输出系统模块，以维持基本输入输出系统模块的参数记忆单元运作所需的电力。

Description

基本输入输出系统的外部供电装置及其主机板

技术领域

本发明涉及基本输入输出系统的电力供应，特别涉及一种基本输入输出系统的外部供电装置及其主机板。

背景技术

基本输入输出系统(Basic Input and Output System，BIOS)电脑开机时，用以执行系统检测以及进行各项硬件初始化设定，并可对系统进行检测，提供必要信息(电压、温度等)给作业系统。

各项设定参数，例如各项硬件初始化时的设定，或是主机板运行的警示值设定，是以一参数记忆单元进行记录。参数记忆单元通常为SRAM等挥发性记忆体，因此参数记忆单元需由一电力源供应电力，以维持其所记录的系统参数。若电力中断，则参数记忆单元的记录将会消失，而使得BIOS仅能恢复原厂设定操作。然而，在某些情况下，BIOS的原厂设定并不符合使用者的需求，且可能因为电脑所运行的服务及所连接的周边与BIOS的原厂设定有所冲突，而造成电脑系统无法正常运作。

现有的参数记忆单元主要是以钮扣型电池提供电力。此种钮扣型电池的电容量有限，且多为一次电池。在电脑系统长期处于关机状态，钮扣型电池的电力消耗更为快速，将会导致参数记忆单元的记录消失，而在开机后发生电脑系统无法正常运作的问题。而电脑关机状态下，更换电池也会造成参数记忆单元的电力供应中断，同时，电池的残余电量也不易进行检测。此外，因此，需有新的供电方案，以解决现有BIOS电池的缺点。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提出一种基本输入输出系统的外部供电装置，应用于一主机板。主机板具有一电池座、一电子电路系统以及一基本输入输出系统模块，电池座具有一电池容置空间、一正极接触片以及一负极接触片，正极接触片及负极接触片电性连接至基本输入输出系统模块的一参数记忆单元。

基本输入输出系统的外部供电装置包括一供电板、一电缆及一外部电力输入单元。供电板具有一印刷电路板、一第一电极片以及一第二电极片；其中，印刷电路板的型态匹配电池容置空间，且第一电极片及第二电极片金属薄膜蚀刻工艺形成于印刷电路板的表面，分别用以接触正极接触片以及负极接触片。电缆由一正极导线及一负极导线结合而成，且电缆具有一第一端及一第二端，正极导线及负极导线于第一端分别电性连接于第一电极片及第二电极片。外部电力输入单元具有一高压端子及一低压端子，高压端子用以提供一直流电位，低压端子用以提供一接地电位，且正极导线及负极导线于第二端分别电性连接于高压端子及低压端子。

藉由供电板以及外部电力输入单元的电性连接，外部电力输入单元可以通过供电板供应电力至基本输入输出系统模块。

于本发明一或多个实施例中，基本输入输出系统的外部供电装置更包含一变压元件，设置于外部电力输入单元与供电板之间，用以转换由外部电力输入单元传输至供电板的电压。

于本发明一或多个实施例中，外部电力输入单元为至少一个二次电池。

于本发明一或多个实施例中，外部电力输入单元为一电力接头，用以接收一外部电力。

于本发明一或多个实施例中，外部电力输入单元为并联的至少一个二次电池及至少一个电力接头。

于本发明一或多个实施例中，电缆的第一端为一第一连接器，电性连接于正极导线及负极导线；且供电板还包含一第二连接器，电性连接于第一电极片及第二电极片；第一连接器可拆卸地连接于第二连接器。

于本发明一或多个实施例中，基本输入输出系统的外部供电装置，更包含一控制电路及一显示单元，控制电路电性连接于供电板，用以取得供电板的一输出电压、一输出电流及一工作温度，并驱动显示单元显示输出电压、输出电流及工作温度。

于本发明一或多个实施例中，基本输入输出系统的外部供电装置，更包含一控制电路及一显示单元，控制电路连接于基本输入输出系统模块以取得主机板的一系统状态，并驱动显示单元显示系统状态。

于本发明一或多个实施例中，基本输入输出系统的外部供电装置，更包含一第二电池，连接于基本输入输出系统模块，并与外部电力输入单元互为备援。

如于本发明一或多个实施例中，基本输入输出系统的外部供电装置，更包含一切换开关，设置于电缆并且连接于第二电池的一输出端以被触发，其中，切换开关于第二电池供电时切换为断路，且于第二电池停止供电时切换为通路。

本发明的目的在于还提出一种主机板，包含一电子电路系统、一基本输入输出系统模块、一电池座、本发明任一实施例提出的基本输入输出系统的外部供电装置以及一备份电路。备份电路电性连接于外部电力输入单元，并于主机板电力中断时将主机板的一暂存数据写入一非挥发性储存媒体。藉由供电板以及外部电力输入单元的电性连接，外部电力输入单元可以通过供电板供应电力至基本输入输出系统模块。且外部电力输入单元可与备份电路结合，作为备份电池模块(Backup Battery Unit，BBU)，降低主机板断电对系统稳定性的负面影响。

本发明通过供电板以及外部电力输入单元的电性连接，使得外部电力输入单元不会受到电池座的限制，仍可通过供电板供应电力至基本输入输出系统模块。所以，外部电力输入单元所提供的电源型态将更有多样性，以确保对基本输入输出系统模块的电力供应，且不需要对现有主机板的基本输入输出系统模块电力供应架构进行变更。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明第一实施例的主机板的电路方框图；

图2及图3为本发明第一实施例的基本输入输出系统的外部供电装置的电路方框图；

图4为本发明第二实施例的基本输入输出系统的外部供电装置的电路方框图；

图5为本发明第三实施例的基本输入输出系统的外部供电装置的电路方框图；

图6为本发明第四实施例的基本输入输出系统的外部供电装置的电路方框图；

图7为本发明第五实施例的基本输入输出系统的外部供电装置的电路方框图；

图8为本发明第六实施例的基本输入输出系统的外部供电装置的电路方框图；

图9为本发明第六实施例的主机板的电路方框图。

其中，附图标记

100 主机板

110 电子电路系统 112 中央处理器

114 系统芯片组 116 系统记忆体

120 BIOS模块 122 参数记忆单元

130 电池座 132 电池容置空间

134 正极接触片 136 负极接触片

210 供电板 212 印刷电路板

214 第一电极片 216 第二电极片

218 第二连接器 220 电缆

220a 第一端 220b 第二端

221 第一连接器 222 正极导线

224 负极导线 230 外部电力输入单元

230a 高压端子 230b 低压端子

240 变压元件 250 控制电路

260 显示单元 270 第二电池

280 切换开关 290 备份电路

292 非挥发性储存媒体

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图1所示，为本发明第一实施例的主机板100的电路方框图。所述主机板100具有一电子电路系统110及一基本输入输出系统模块120(BIOS模块120)以及一电池座130。

如图1所示，电子电路系统110用于提供主机板100的基本功能，所述电子电路系统110通常包含中央处理器112、系统芯片组114、系统记忆体116以及必要的总线。前述的总线包含但不限定于SMBus(System Management Bus，系统管理总线)、PMBus(PowerManagement Bus，电源管理总线)以及PECI(Platform Environmental ControlInterface，平台环境控制介面)。系统芯片组114为用于处理中央处理器112与其他元件之间I/O作业的电路芯片，包含但不限定于路径控制器(Control Hub)、主机板控制器(BoardManagement Control，BMC)以及逻辑芯片(logic IC)南桥芯片与北桥芯片的组合、平台路径控制器(Platform Control Hub，PCH)、I/O路径控制器(I/O Control Hub，ICH)、AMDFusion Controller Hub等。系统芯片组114及其组成非为本案技术特征所在，其细节以下不再赘述。

如图1所示，BIOS模块120具有一参数记忆单元122。所述参数记忆单元122通常为SRAM等挥发性记忆体，因此参数记忆单元122需由一电力源供应电力，以维持其所记录的系统参数。

如图2及图3所示，为本发明第一实施例所揭露的基本输入输出系统(BIOS)的外部供电装置的电路方框图，应用于前述的主机板100，以通过电池座130供应电力至BIOS模块120，维持参数记忆单元122所记录的系统参数。BIOS的外部供电装置包含一供电板210、一电缆220以及一外部电力输入单元230。

如图2所示，电池座130具有一电池容置空间132、一正极接触片134以及一负极接触片136。正极接触片134及负极接触片136电性连接至BIOS模块120。

如图2及图3所示，供电板210具有一印刷电路板212、一第一电极片214以及第二电极片216。

如图3所示，印刷电路板212的型态匹配电池容置空间132，使得印刷电路板212可以容置于电池容置空间132中，且不会与电池容置空间132的内壁之间留下太大的间隔距离。

如图2及图3所示，第一电极片214及第二电极片216以金属薄膜蚀刻工艺形成于印刷电路板212的表面，分别用以接触正极接触片134以及负极接触片136。亦即，第一电极片214及第二电极片216在印刷电路板212上的位置，是匹配正极接触片134以及负极接触片136在电池容置空间132中的位置。因此，如图3所示，当印刷电路板212被置入电池容置空间132，第一电极片214恰好可接触正极接触片134，且第二电极片216恰好可接触负极接触片136，而达成电气导通。

如图3所示，电缆220由一正极导线222及一负极导线224结合而成，且电缆220具有一第一端220a及一第二端220b。正极导线222于第一端220a电性连接于第一电极片214，且负极导线224于第一端220a电性连接于第二电极片216。

如图3所示，电缆220的第一端220a可为一第一连接器221，具有端子电性连接于正极导线222及负极导线224。而供电板210进一步包含一第二连接器218，具有端子电性连接于第一电极片214及第二电极片216。第一连接器221可拆卸地连接于第二连接器218，而通过端子之间的接触，使正极导线222及负极导线224于第一端220a分别连接于第一电极片214及第二电极片216。

如图2及图3所示，外部电力输入单元230具有一高压端子230a及一低压端子230b。高压端子230a用以提供一直流电位，低压端子230b用以提供一接地电位。正极导线222于第二端220b电性连接于高压端子230a，且负极导线224于第二端220b电性连接于低压端子230b。亦即，外部电力输入单元230可以通过正极导线222及负极导线224的连接，由第一电极片214及第二电极片216供应电力，使得供电板210可以作为供应电力的连接端口，通过电池座130供应电力至BIOS模块120。于第一实施例中，外部电力输入单元230为一个二次电池或是多个二次电池形成的电池阵列，而可于主机板100运作时，由主机板100取得电力进行充电，从而维持外部电力输入单元230的电容量。外部电力输入单元230的组成不受到电池座130的规格限制，可采用电容量大且可充电的二次电池组成，使得对BIOS模块120的电力供应更为可靠。

另，由于电缆220与供电板210之间通过第一连接器221以及第二连接器218连接，因此当外部电力输入单元230的蓄电装置(如电池)劣化而影响供电或蓄电能力时，可以在主机板100运作时(此时由主机板100提供电力给参数记忆单元122维持参各项参数的记忆)，直接置换外部电力输入单元230的蓄电装置，以在主机板100停止运作后可以由更新的外部电力输入单元230继续供应电力给参数记忆单元122。

如图4所示，为本发明第二实施例所揭露的一种BIOS的外部供电装置的电路方框图。BIOS模块120的参数记忆单元122通常具有一额定工作电压，而此一额定工作电压不必然与外部电力输入单元230所能输出的电压相同。于第二实施例中，BIOS的外部供电装置更包含一变压元件240，设置于外部电力输入单元230与供电板210之间。通常是设置在电缆220的中段或是与正极导线222串联。变压元件240用于转换由正极导线222传输至第一电极片214的电位，而转换由外部电力输入单元230传输至供电板210的电压，以符合参数记忆单元122的工作电压。

基于变压元件240的设置，外部电力输入单元230可以有更多样化的配置型态。如第二实施例中，外部电力输入单元230可为二次电池，可被拆换更新，或是于主机板100通电运作时被充电。通常二次电池与一次电池的电压会不相同，而BIOS模块120或是参数记忆单元122又是针对一次电池设计，使得二次电池的输出电压往往会不符合参数记忆单元122的需求。通过变压元件240的设置，就可以确保外部电力输入单元230输出的电压符合需求，而增加外部电力输入单元230可以实施的方式。

如图5所示，为本发明第三实施例所揭露的一种BIOS的外部供电装置的电路方框图。于第三实施例中，外部电力输入单元230为一电力接头，用以接收一外部电力(例如通过一变压器接收市电)。所述电力接头可为直流接头(DC connector)或是如图所示的USB接头。设置于外部电力输入单元230与供电板210之间亦设置变压元件240，以将外部电力输入单元230所接收的外部电力转换为符合参数记忆单元122的需求的直流电压。

如图6所示，为本发明第四实施例所揭露的一种BIOS的外部供电装置的电路方框图。于第四实施例中，外部电力输入单元230为并联的至少一个二次电池232及至少一个电力接头234，藉以增加电力来源的多样性。电力来源的多样性来确保对参数记忆单元122的电力供应，电力接头234除了接收外部电力供应给参数记忆单元122，还可对二次电池232进行充电。

如图7所示，为本发明第五实施例所揭露的一种BIOS的外部供电装置的电路方框图。于第五实施例中，BIOS的外部供电装置更包含一控制电路250及一显示单元260，控制电路250电性连接于供电板210，用以取得供电板210的一输出电压、一输出电流及一工作温度，并驱动显示单元260显示输出电压、输出电流及工作温度。通过显示单元260，使用者可以得知外部电力输入单元230的电力供应状态，以对外部电力输入单元230进行必要的调整。

此外，控制电路250可以进一步连接于BIOS模块120，通过BIOS模块120取得主机板100的系统状态，包括但不限定于中央处理器112的温度、电压、频率，系统记忆体116温度、电压、频率，或参数记忆单元122所记录的设定参数，并驱动显示单元260显示系统状态。

如图8所示，为本发明第六实施例所揭露的一种BIOS的外部供电装置的电路方框图。于第六实施例中，所述外部供电装置一第二电池270及一切换开关280。第二电池270可为主机板100原有的BIOS电池，且其通常为不可充电的一次电池。第二电池270连接于BIOS模块120，而切换开关280设置于电缆220，并连接于第二电池270的一输出端272以被触发。切换开关280于第二电池270的输出端272供电时切换为断路，使第二电池270供应电力至参数记忆单元122。当第二电池270的输出端272停止供电时，则切换开关280切换为通路，使得外部电力输入单元230供应电力至参数记忆单元122。因此，于第六实施例中，第二电池270与外部电力输入单元230互为备援。

如图9所示，为本发明第七实施例所揭露的一种主机板100的电路方框图，该主机板100具有如前述任一实施例所揭露的BIOS的外部供电装置。第七实施例的主机板100更包含一备份电路290，电性连接于外部电力输入单元230。备份电路290可以是直接电性连接于外部电力输入单元230，也可以通过电池座130间接地连接于外部电力输入单元230。此外，备份电路290还内建或外接于一非挥发性储存媒体292，例如一快闪记忆体模块。

备份电路290由外部电力输入单元230取得电力，并且监控主机板100的电力状态，而与外部电力输入单元230结合成为一备份电池模块(Backup Battery Unit，BBU)。备份电路290于主机板100电力中断时启用一备份作业，将主机板100运作的暂存数据写入非挥发性储存媒体292。所述暂存数据可为系统记忆体116中的暂存数据，或是硬碟机(连接于主机板100)的硬碟读写日志档(Journal)包含的剩余读写作业。于主机板100电力恢复后，备份电路290可执行将暂存数据回存的作业。

本发明通过供电板210以及外部电力输入单元230的电性连接，使得外部电力输入单元230不会受到电池座130的限制，仍可通过供电板210供应电力至BIOS模块120。所以，外部电力输入单元230的具体实施方式将更有多样性，以确保对外部电力输入单元230的电力供应，且不需要对现有主机板100的外部电力输入单元230电力供应架构进行变更。此外，外部电力输入单元230更可提供额外的电力，以驱动其他系统，例如驱动本发明一实施例所揭露的备份电池模块。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种基本输入输出系统的外部供电装置，应用于一主机板，该主机板具有一电池座、一电子电路系统以及一基本输入输出系统模块，该电池座具有一电池容置空间、一正极接触片以及一负极接触片，该正极接触片及该负极接触片电性连接至该基本输入输出系统模块的一参数记忆单元；其特征在于，该基本输入输出系统的外部供电装置包括：

一供电板，具有一印刷电路板、一第一电极片以及一第二电极片；其中，该印刷电路板的型态匹配该电池容置空间，且该第一电极片及该第二电极片以金属薄膜蚀刻工艺形成于该印刷电路板的表面，分别用以接触该正极接触片以及该负极接触片；

一电缆，由一正极导线及一负极导线结合而成，且该电缆具有一第一端及一第二端，该正极导线及该负极导线于该第一端分别电性连接于该第一电极片及该第二电极片；以及

一外部电力输入单元，具有一高压端子及一低压端子，该高压端子用以提供一直流电位，该低压端子用以提供一接地电位，且该正极导线及该负极导线于该第二端分别电性连接于该高压端子及该低压端子。

2.根据权利要求1所述的基本输入输出系统的外部供电装置，其特征在于，更包含一变压元件，设置于该外部电力输入单元与该供电板之间，用以转换由该外部电力输入单元传输至该供电板的电压。

3.根据权利要求1或2所述的基本输入输出系统的外部供电装置，其特征在于，该外部电力输入单元为至少一个二次电池。

4.根据权利要求1或2所述的基本输入输出系统的外部供电装置，其特征在于，该外部电力输入单元为一电力接头，用以接收一外部电力。

5.根据权利要求1或2所述的基本输入输出系统的外部供电装置，其特征在于，该外部电力输入单元为并联的至少一个二次电池及至少一个电力接头。

6.根据权利要求1或2所述的基本输入输出系统的外部供电装置，其特征在于：

该电缆的该第一端为一第一连接器，电性连接于该正极导线及该负极导线；且该供电板还包含一第二连接器，电性连接于该第一电极片及该第二电极片；该第一连接器可拆卸地连接于该第二连接器。

7.根据权利要求1或2所述的基本输入输出系统的外部供电装置，其特征在于，更包含一控制电路及一显示单元，该控制电路电性连接于该供电板，用以取得该供电板的一输出电压、一输出电流及一工作温度，并驱动该显示单元显示该输出电压、该输出电流及该工作温度。

8.根据权利要求1或2所述的基本输入输出系统的外部供电装置，其特征在于，更包含一控制电路及一显示单元，该控制电路连接于该基本输入输出系统模块以取得该主机板的一系统状态，并驱动该显示单元显示该系统状态。

9.根据权利要求1或2所述的基本输入输出系统的外部供电装置，其特征在于，更包含一第二电池，连接于该基本输入输出系统模块，并与该外部电力输入单元互为备援。

10.根据权利要求8所述的基本输入输出系统的外部供电装置，其特征在于，更包含一切换开关，设置于该电缆并且连接于该第二电池的一输出端以被触发，其中，该切换开关于该第二电池供电时切换为断路，且于该第二电池停止供电时切换为通路。

11.一种主机板，其特征在于，包含：

一电子电路系统，提供该主机板的基本功能；

一基本输入输出系统模块，连接于该电子电路系统，用以控制该主机板的基本输入输出，且该基本输入输出系统具有一参数记忆单元，以储存设定参数；

一电池座，具有一电池容置空间、一正极接触片以及一负极接触片，该正极接触片及该负极接触片电性连接至该基本输入输出系统的一参数记忆单元；

如权利要求1至10任一项所述的基本输入输出系统的外部供电装置；以及

一备份电路，电性连接于该外部电力输入单元，并于该主机板电力中断时将该主机板的一暂存数据写入一非挥发性储存媒体。