CN114337269A - 一种动态可调的电源电压输出电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动态可调的电源电压输出电路及电子设备，包括：降压电路、第一调压电路、第二调压电路、控制器、第一电阻网络、以及第二电阻网络；其中，所述降压电路的输入端用于连接电源，所述降压电路的输出端与第一电阻网络的输入端电气连接，所述第一电阻网络的输出端与所述控制器的采样端电气连接，所述第一调压电路的控制端和所述第二调压电路的控制端与所述控制器的输出端电气连接，所述第一调压电路的输出端和所述第二调压电路的输出端与所述第一电阻网络的输出端电气连接，第二电阻网络与所述控制器的输入端电气连接；解决了现有的电子设备的电源输出无法适配不同型号的内存供电的问题。

Description

一种动态可调的电源电压输出电路及电子设备

技术领域

本发明涉及电子电路领域，特别涉及一种动态可调的电源电压输出电路及电子设备。

背景技术

针对多路以及多数值电压规格输入需求的电子设备(例如笔记本主板或台式机主板)，其需要5V,3.3V,1.8V,1.2V,1.1V,1.05V,0.6V等多种电压输出规格，不同电源的输出方案选型导致物料差异，导致物料种类多，设计存在差异，无法做成熟方案的标准化快速移植和量产推广。具体地，例如：内存颗粒设计中的两种不同类型的LPDDR4、LPDDR4X,其中只有一个VDDQ电压值差异(LPDDR4,VDDQ＝1.1V,LPDDR4X,VDDQ＝0.6V)，目前通用设计都是不同的电压设计输出值的PCB来支持这2种内存颗粒的设计需求，其设计开发周期长且开发难度高。

有鉴于此，提出本申请。

发明内容

本发明公开了一种动态可调的电源电压输出电路及电子设备，旨在解决现有的电子设备的电源输出无法适配不同型号的内存供电的问题。

本发明第一实施例提供了一种动态可调的电源电压输出电路，包括：降压电路、第一调压电路、第二调压电路、控制器、第一电阻网络、以及第二电阻网络；

其中，所述降压电路的输入端用于连接电源，所述降压电路的输出端与第一电阻网络的输入端电气连接，所述第一电阻网络的输出端与所述控制器的采样端电气连接，所述第一调压电路的控制端和所述第二调压电路的控制端与所述控制器的输出端电气连接，所述第一调压电路的输出端和所述第二调压电路的输出端与所述第一电阻网络的输出端电气连接，第二电阻网络与所述控制器的输入端电气连接；

其中，所述控制器被配置为通过执行其内部存储的计算机程序以实现如下步骤：

获取所述第二电阻网络的接入信号，并根据所述接入信号生成使能信号至所述降压电路；

采集所述第一电阻网络输出端的电压值，并根据所述接入信号判断所述电压值是否满足预设输出；

在判断到所述电压值不满足预设输出时，输出第一控制信号至所述第一调压电路或输出第二控制信号至所述第二调压电路，以调整所述第一电阻网络的输出电压。

优选地，所述在判断到所述电压值不满足预设输出时，输出第一控制信号至所述第一调压电路或输出第二控制信号至所述第二调压电路，以调整所述第一电阻网络的输出电压，具体为：

在判断所述电压值低于预设值时，输出第一控制信号至所述第一调压电路，以调高所述第一电阻网络的输出电压；

在判断所述电压值高于预设值时，输出第二控制信号至所述第二调压电路，以调低所述第一电阻网络的输出电压。

优选地，所述降压电路包括：降压芯片、第一电容、第二电容、以及电感；

其中，所述降压芯片的输入端通过所述第一电容连接至所述电源，所述降压芯片的BST引脚通过所述第二电容与所述降压芯片的SW引脚电气连接，所述电感的第一端与所述降压芯片的SW引脚电气连接，所述电感的第二端与所述第一电阻网络的输入端电气连接。

优选地，所述第一电阻网络包括：第一电阻、第二电阻；

其中，所述降压芯片的FB端与所述第一电阻的第一端电气连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端电气连接，所述第二电阻的第二端与所述电感的第二端电气连接。

优选地，所述第一调压电路包括：第一MOS管以及第三电阻；

其中，所述第一MOS管的G极与所述控制器的输出端电气连接，所述第一MOS管的S极接地，所述第一MOS管的D极与所述第三电阻的第一端电气连接，所述第三电阻的第二端与所述第一电阻的第二端电气连接。

优选地，所述第二调压电路包括：第二MOS管以及第四电阻；

其中，所述第二MOS管的G极与所述控制器的输出端电气连接，所述第二MOS管的S极与所述第二电阻的第一端电气连接，所述第二MOS管的D极通过所述第四电阻与所述第二电阻的第二端电气连接。

优选地，所述第二电阻网络包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻；

其中，所述第五电阻的第一端与所述第六电阻的第一端电气连接，所述第五电阻的第二端通过所述第七电阻接地，所述第六电阻的第二端通过所述第八电阻接地，所述第五电阻的第二端和所述所述第六电阻的第二端与所述控制器的输入端电气连接，所述第五电阻的第一端与所述第六电阻的第一端与电源电气连接。

本发明第二实施例提供了一种电子设备，包括电源、及如上任意一项所述的一种动态可调的电源电压输出电路，其中，所述电源与所述降压电路的输入端电气连接。

基于本发明提供的一种动态可调的电源电压输出电路及电子设备，所述控制器通过所述第二电阻网络采集内存的接入情况，生成使能信号至所述降压电路并根据所述接入情况判断接入的内存所需的电压大小，通过采集所述第一电阻网络的输出电压，并判断输出电压是否满足接入的内存所需的电压，在判断到所述输出电压低于预设值时，输出第一控制信号至所述第一调压电路，以调高第一电阻网络的输出，在判断到所述输出电压高于预设值时，输出第二控制信号至所述第二调压电路，以调低第一电阻网络的输出，解决了现有的电子设备的电源输出无法适配不同型号的内存供电的问题。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的一种动态可调的电源电压输出电路示意图；

图2是本发明提供的控制器的步骤流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

本发明公开了一种动态可调的电源电压输出电路及电子设备，旨在解决现有的电子设备的电源输出无法适配不同型号的内存供电的问题。

请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种动态可调的电源电压输出电路，包括：降压电路、第一调压电路、第二调压电路、控制器、第一电阻网络、以及第二电阻网络；

其中，所述降压电路的输入端用于连接电源，所述降压电路的输出端与第一电阻网络的输入端电气连接，所述第一电阻网络的输出端与所述控制器的采样端电气连接，所述第一调压电路的控制端和所述第二调压电路的控制端与所述控制器的输出端电气连接，所述第一调压电路的输出端和所述第二调压电路的输出端与所述第一电阻网络的输出端电气连接，第二电阻网络与所述控制器的输入端电气连接；

需要说明的是，在现有的电子设备(例如笔记本主板或台式机主板)，其需要5V,3.3V,1.8V,1.2V,1.1V,1.05V,0.6V等多种电压输出规格，不同电源的输出方案选型导致物料差异，导致物料种类多，设计存在差异，无法做成熟方案的标准化快速移植和量产推广。例如：内存颗粒设计中的两种不同类型的LPDDR4、LPDDR4X，其中只有一个VDDQ电压值差异(LPDDR4,VDDQ＝1.1V,LPDDR4X,VDDQ＝0.6V)，在现有技术中，通过设计不同输出电压的PCB来支持这2种内存颗粒，其设计开发周期长且开发难度高。

在本发明一个可能的实施例中，所述第二电阻网络包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻；

其中，所述第五电阻的第一端与所述第六电阻的第一端电气连接，所述第五电阻的第二端通过所述第七电阻接地，所述第六电阻的第二端通过所述第八电阻接地，所述第五电阻的第二端和所述所述第六电阻的第二端与所述控制器的输入端电气连接，所述第五电阻的第一端与所述第六电阻的第一端与电源电气连接。

在本实施例中，所述控制器通过所述第二电阻网络采集内存的接入情况，例如判断内存的型号是LPDDR4还是LPDDR4X，具体地，在本实施例中，通过判断所述第二电阻网络接入的引脚的高低组合(00、01、10、11)，在判断到接入的是MEM_ID0/MEM_ID1＝00时，判断接入的内存LPDDR4，其所需的电压值为1.1V，在判断到接入的是MEM_ID0/MEM_ID1＝01时，判断接入的内存LPDDR4X，其所需的电压值为0.6V，通过输出使能信号至所述降压电路开始工作，并实时采集第一电阻网络的输出电压，判断所述输出电压是否满足接入的内存所需的电压，若否，通过所述第一调压电路、第二调压电路进行调整，让采样电压值无限逼近要求的设定输出电压值。

在本实施例中，所述控制器的型号可以是STM32F103，当然，在其他实施例中，还可以采用其他类型的芯片，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

请参阅图2，所述控制器被配置为通过执行其内部存储的计算机程序以实现如下步骤：

S101,获取所述第二电阻网络的接入信号，并根据所述接入信号生成使能信号至所述降压电路；

S102,采集所述第一电阻网络输出端的电压值，并根据所述接入信号判断所述电压值是否满足预设输出；

S103,在判断到所述电压值不满足预设输出时，输出第一控制信号至所述第一调压电路或输出第二控制信号至所述第二调压电路，以调整所述第一电阻网络的输出电压。

具体地，在本实施例中，在判断所述电压值低于预设值时，输出第一控制信号至所述第一调压电路，以调高所述第一电阻网络的输出电压；

在判断所述电压值高于预设值时，输出第二控制信号至所述第二调压电路，以调低所述第一电阻网络的输出电压。

在本发明一个可能的实施例中，所述降压电路包括：降压芯片、第一电容、第二电容、以及电感；

其中，所述降压芯片的输入端通过所述第一电容连接至所述电源，所述降压芯片的BST引脚通过所述第二电容与所述降压芯片的SW引脚电气连接，所述电感的第一端与所述降压芯片的SW引脚电气连接，所述电感的第二端与所述第一电阻网络的输入端电气连接。

需要说明的是，所述第一电容、所述第二电容、以及所述电感形成滤波电路，用于滤除在电源输入至所述降压电路之前的噪声，以及在降压之后输出给后续回路的噪声，在其他实施例中，滤波电路的组成还可以由其他的电子元件连接组成，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

在本发明一个可能的实施例中，所述第一电阻网络包括：第一电阻、第二电阻；

其中，所述降压芯片的FB端与所述第一电阻的第一端电气连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端电气连接，所述第二电阻的第二端与所述电感的第二端电气连接。

需要说明的是，所述第一电阻、所述第二电阻构成外部输出设计电压值的设定电阻网络，+V_OUT＝Vfb*(1+R1/R2)，其中，Vfb为降压芯片FB引脚采集到的输出采样值。

在本发明一个可能的实施例中，所述第一调压电路包括：第一MOS管以及第三电阻；

其中，所述第一MOS管的G极与所述控制器的输出端电气连接，所述第一MOS管的S极接地，所述第一MOS管的D极与所述第三电阻的第一端电气连接，所述第三电阻的第二端与所述第一电阻的第二端电气连接。

在本发明一个可能的实施例中，所述第二调压电路包括：第二MOS管以及第四电阻；

其中，所述第二MOS管的G极与所述控制器的输出端电气连接，所述第二MOS管的S极与所述第二电阻的第一端电气连接，所述第二MOS管的D极通过所述第四电阻与所述第二电阻的第二端电气连接。

需要说明的是，所述控制器的采样端实时采集+V_OUT的电平电压值，和上述的设计需求设置值(1.1和0.6)做对比，同时，所述控制器运行既定的PWM宽度调整程序(若采样的电压输出值小于设计需求设定值，可以加大PWM_OUT的PWM占空比宽度、若采样的电压输出值大于设计需求设定值，可以减小PWM_OUT的PWM占空比宽度)，动态调整PWM_OUT占空比宽度来精确匹配到设计需求的设定输出电压值。具体地，在本实施例中：

a)+V_OUT＝Vfb*(1+R2/Rb),其中Q1动态导通和截止，引入可变的R3动态变量电阻值和原有线路设计的R1电阻并联后产生新的计算当量值Rb，可以实现基准设计参考电压值的+V_OUT＝Vfb*(1+R2/Rb)的往大方向的增量电压值调整(电压值增高)。

b)+V_OUT＝Vfb*(1+Ra/R1),其中Q2动态导通和截止，引入可变的R4动态变量电阻值和原有线路设计的R2电阻并联后产生新的计算当量值Ra，可以实现基准设计参考电压值的+V_OUT＝Vfb*(1+Ra/R1)的往小方向的减量电压值调整(电压值减小)。

本发明第二实施例提供了一种电子设备，包括电源、及如上任意一项所述的一种动态可调的电源电压输出电路，其中，所述电源与所述降压电路的输入端电气连接。

基于本发明提供的一种动态可调的电源电压输出电路及电子设备，所述控制器通过所述第二电阻网络采集内存的接入情况，生成使能信号至所述降压电路并根据所述接入情况判断接入的内存所需的电压大小，通过采集所述第一电阻网络的输出电压，并判断输出电压是否满足接入的内存所需的电压，在判断到所述输出电压低于预设值时，输出第一控制信号至所述第一调压电路，以调高第一电阻网络的输出，在判断到所述输出电压高于预设值时，输出第二控制信号至所述第二调压电路，以调低第一电阻网络的输出，解决了现有的电子设备的电源输出无法适配不同型号的内存供电的问题。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种动态可调的电源电压输出电路,其特征在于，包括：降压电路、第一调压电路、第二调压电路、控制器、第一电阻网络、以及第二电阻网络；

其中，所述降压电路的输入端用于连接电源，所述降压电路的输出端与第一电阻网络的输入端电气连接，所述第一电阻网络的输出端与所述控制器的采样端电气连接，所述第一调压电路的控制端和所述第二调压电路的控制端与所述控制器的输出端电气连接，所述第一调压电路的输出端和所述第二调压电路的输出端与所述第一电阻网络的输出端电气连接，第二电阻网络与所述控制器的输入端电气连接；

其中，所述控制器被配置为通过执行其内部存储的计算机程序以实现如下步骤：

获取所述第二电阻网络的接入信号，并根据所述接入信号生成使能信号至所述降压电路；

采集所述第一电阻网络输出端的电压值，并根据所述接入信号判断所述电压值是否满足预设输出；

在判断到所述电压值不满足预设输出时，输出第一控制信号至所述第一调压电路或输出第二控制信号至所述第二调压电路，以调整所述第一电阻网络的输出电压。

2.根据权利要求1所述的一种动态可调的电源电压输出电路，其特征在于，所述在判断到所述电压值不满足预设输出时，输出第一控制信号至所述第一调压电路或输出第二控制信号至所述第二调压电路，以调整所述第一电阻网络的输出电压，具体为：

在判断所述电压值低于预设值时，输出第一控制信号至所述第一调压电路，以调高所述第一电阻网络的输出电压；

在判断所述电压值高于预设值时，输出第二控制信号至所述第二调压电路，以调低所述第一电阻网络的输出电压。

3.根据权利要求1所述的一种动态可调的电源电压输出电路，其特征在于，所述降压电路包括：降压芯片、第一电容、第二电容、以及电感；

其中，所述降压芯片的输入端通过所述第一电容连接至所述电源，所述降压芯片的BST引脚通过所述第二电容与所述降压芯片的SW引脚电气连接，所述电感的第一端与所述降压芯片的SW引脚电气连接，所述电感的第二端与所述第一电阻网络的输入端电气连接。

4.根据权利要求3所述的一种动态可调的电源电压输出电路，其特征在于，所述第一电阻网络包括：第一电阻、第二电阻；

其中，所述降压芯片的FB端与所述第一电阻的第一端电气连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端电气连接，所述第二电阻的第二端与所述电感的第二端电气连接。

5.根据权利要求4所述的一种动态可调的电源电压输出电路，其特征在于，所述第一调压电路包括：第一MOS管以及第三电阻；

其中，所述第一MOS管的G极与所述控制器的输出端电气连接，所述第一MOS管的S极接地，所述第一MOS管的D极与所述第三电阻的第一端电气连接，所述第三电阻的第二端与所述第一电阻的第二端电气连接。

6.根据权利要求4所述的一种动态可调的电源电压输出电路，其特征在于，所述第二调压电路包括：第二MOS管以及第四电阻；

其中，所述第二MOS管的G极与所述控制器的输出端电气连接，所述第二MOS管的S极与所述第二电阻的第一端电气连接，所述第二MOS管的D极通过所述第四电阻与所述第二电阻的第二端电气连接。

7.根据权利要求4所述的一种动态可调的电源电压输出电路，其特征在于，所述第二电阻网络包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻；

其中，所述第五电阻的第一端与所述第六电阻的第一端电气连接，所述第五电阻的第二端通过所述第七电阻接地，所述第六电阻的第二端通过所述第八电阻接地，所述第五电阻的第二端和所述所述第六电阻的第二端与所述控制器的输入端电气连接，所述第五电阻的第一端与所述第六电阻的第一端与电源电气连接。

8.一种电子设备，其特征在于，包括电源、及如权利要求1至7任意一项所述的一种动态可调的电源电压输出电路，其中，所述电源与所述降压电路的输入端电气连接。

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