CN1954284A

CN1954284A - 集成电源系统

Info

Publication number: CN1954284A
Application number: CNA2004800429859A
Authority: CN
Inventors: 詹姆斯·K·雅各布斯; 桑卡尔·达斯古普塔; 戴维·范德梅尔
Original assignee: Electrovaya Inc
Current assignee: Electrovaya Inc
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2007-04-25
Also published as: CA2562704A1; US7405497B2; US20050225177A1; EP1738244A1; WO2005101168A1

Abstract

本发明揭示一种超高效率切换式电源系统，其将多个电源的电力转换开关、一输入电力切换块、一输出电力切换块、用于控制所述电力转换开关的控制逻辑及控制输入/输出端口集成入单个封装内。此种集成多电源封装称作电桥并较佳将各集成组件构建成一个或多个容纳于封装外壳中的集成电路芯片。所述电桥是一位于一便携式计算机的微处理器与其内部及外部电力源之间的桥。所述电源系统有利于进行板设计，这是因为所述超高效率电力模块通常所需要的空间及所产生的热量少于传统的电源电路。由于所述电源模块控制电路与其他组件(例如总线、其他桥模块及嵌入式控制器)之间的通信连接得到改良，因而所述电源模块使电力管理得到改良。

Description

集成电源系统

技术领域

本发明涉及用于提供复数个分别具有单独特性(例如电压、电流)的电力信号的电源系统。本发明更具体而言涉及用于便携式计算机的电源、电源系统、芯片组设计及电力管理方法。

背景技术

首先，将对术语进行某些基本的说明。“电力信号”一般是指通过导电路径传送的任何电力-电力信号一般并不载送任何实质的信息成分且主要是为了使其提供电力及能量来驱动负载所需。本文中所述的“电力源”是指电力来源，其不具有用于直接驱动所涉及负载的恰当的电气特性(例如电压、调压、电流)。电源的实例包括从传统的墙壁插座中得到的交流(“ac”)电及蓄电池电源。

本文中所述的“电源”是指任何能改变电力信号的特性以使改变或变换后的电力信号可用于直接(或至少更直接地)驱动所涉及负载的装置。“电源系统”是任何包括一个或多个电源的系统。在本文中将主要着重于带有多个电源并体现出某种程度的电源硬件集成度的电源系统。

传统的电源系统常常需要输出不止一种经过调节的电压。例如，传统计算机所用的电源系统通常需要为计算机系统中需要用电的各种组件输出数种电压。例如，计算机的电源系统可能需要输出5V、3.3V及1.5V的电压，这是因为各种计算机组件具有不同的用电要求或者是因为同一组件在不同时刻需要使用不同的电压。

尽管使用两种或更多种经过调节的直流电压这一要求并不是计算机所独有的，然而，由于所需要的经调节电力信号的数量相对较大、电压调节需要具有高的精度及精确度且存在空间限制，因而计算机设计在电源方面向人们提出了挑战。就空间布局而言，计算机的传统电源系统的各种封装及其他组件通常分布于主板或母板上方的空间中，这将在下文中进一步进行说明。

在个人计算机(PC)中，电源系统是造成有害的发热及能量浪费的主要原因。在例如平板计算机及其他膝上型系统等紧凑式计算机中，此种发热及能量浪费是一受到高度关注的问题，这是因为：(1)这些紧凑式计算机只具有很小的空间，有害的热量往往会在其中聚集；及(2)可供用于冷却系统(例如冷却风扇)的空间及/或电力往往较少。使能量浪费在紧凑式计算机中如此受关注的另一个原因在于，这些计算机更通常是依靠蓄电池电力来工作，且能量浪费会缩短在需要使用外部电力(例如蓄电池充电)之前计算机可工作的时间量。使能量浪费如此受关注的另一个原因在于，所浪费的能量是以热量形式消散并会加重上面所述的发热问题。

在PC中，电源系统一般是一组大约7个到12个单独的电源。PC中的整个电力流通常穿过电源系统，有时是经过多个级。由于单元效率一般约为80至90％，且由于存在级联(蓄电池充电器/系统5V/核心电力；蓄电池充电器/逆变器)，因而总的电源效率通常为80％甚至更低。因此，在电源系统中，总的系统电力中通常会有20％或以上被浪费掉，而这些电力必定是以有害的热量形式消散。

至少部分地缘于上面所述的效率、能量及发热问题，人们正在努力设计更高效率的电源。例如，颁予Hazucha等人的第6,559,492号美国专利即揭示一种制作于半导体电路小片上的高效率dc-dc转换器。作为另一实例，颁予Wilcox等人的第2002/0017897号公开的美国专利申请案揭示一种高效率开关电压调节器。传统的高效率dc-dc转换器一般具有高于80％的效率且可甚至能够实际上达到高于90％的效率。

存在许多种dc-dc转换器拓扑结构，其中降压及升压这两种最为常用。大多数电源系统仅以降压模式工作，因为与降压系统相比，升压的效率通常甚至更低且其成本更高。遗憾的是，仅进行降压的电源系统需要使用由三个或四个电池(约8至16伏)构成的蓄电池串联串并具有相伴随的平衡及分配限制问题。这些多电池串联串极大地限制了蓄电池设计者将蓄电池容量封装于奇特形状的空间中的能力。

个人计算机所用的传统电源系统一般包括如下组件中的至少某些：电力输入电路，电力转换开关，无源电力转换组件，电力输出电路，及控制电路。现在将对这些组件逐一进行解释。

电力输入电路将电力信号从电力源(例如蓄电池，墙壁插座变压器)传送至电力转换开关及无源电力转换组件。电力输入电路在传统上包括用于对来自电力源的信号进行选择性选路的开关。这些电力输入电路开关在传统上是在空间上相互远离地分布于板上。

在电源电路中，包含电力转换开关及/或无源电力转换组件的电路部分通常称作dc-dc转换器或(更一般地)电力转换器。在电力转换器部分中，通过借助电力转换开关及/或无源电力转换组件的作用以某种方式改变电气特性(例如电压、补偿、电流、调节度)，将从电力源输入的电力信号输入转换成向计算机其余部分输出的输出电力信号。在dc-dc转换器中，dc电压的大小可随时间变化(例如根据正由所述dc-dc转换器的电力输出供电的CPU的电力需求而变化)。

包含电力转换开关的电源-在本文件中首先对其进行着重说明-称作切换式电源。电力转换开关的相对快速的接通/断开操作使切换式电源赋予电源一定的离散或数字性质。不包含电力转换开关的电源-在本文件中其次对其进行着重说明-则称作线性电源。

无源电力转换组件(在本文中有时统称为“无源组件”)一般采取电感器、电容器及/或变压器形式。在切换式电源中，由电力转换开关控制流入及/或流出这些无源电力转换组件的电力流，从而将输入电力信号转换成一输出电力信号。电力输入开关与电力转换开关二者在某种意义上均决定流过电源的电力流。电力输出开关也是如此。然而，相对于无源组件的暂态性能而言，电力输入及输出开关一般是以长的时间间隔进行切换。因此，电力输入及输出开关实际上用作电力信号的接通/断开开关或者选路控制元件。相反，电力转换开关则一般以相对较短的时间间隔进行切换。此即电力转换开关如何帮助转换电力信号，而非用于关断经转换的信号。电力转换开关一般位于板上在空间上相互远离、远离电力输入开关及远离电力输出开关的位置处。

电力输出电路将电力信号从电力转换开关及无源电力转换组件传送至需要用电的计算机组件。这些被供电的计算机组件通常包括核心(或CPU)、存储器、卡总线、时钟、显示器背光灯、磁盘驱动电机、输入装置(例如键盘、鼠标)、冷却风扇等等。电力输出电路将不同电源的不同电力输出信号选择性地选路至不同的目的地。这些电力输入电路开关通常在板上在空间上相互远离地分布，尽管某些CPU具有经过专门设计的集成的电力输出切换块。

所述控制电路控制电力转换开关的工作并可另外在某种程度上控制电力输入及输出开关的工作。在切换式电源中，用于切换电源的控制电路一般包括驱动电路及用于控制电力转换开关的工作的逻辑。用于切换电源的控制电路常常包括电流及/或电压传感电路及逻辑，以使输入电力信号及/或输出电力信号可作为驱动器逻辑的输入来用于正确地确定如何通过驱动电路对电力转换开关进行控制。用于多个电源的控制电路在传统上有时以一集成电路(IC)形式集成入单个外壳内。如下文所将解释，单个电源的开关的控制电路有时与所述单个电源的电力转换开关相集成。

由于低功率处理器及外围设备的电源复杂度已有所增大，因而板空间中专用于电源系统的量及/或比例也有所增大。此种增大的复杂度还导致电源系统的相对成本有所升高。这是因为复杂的电力需求要求专门对电源系统使用更多的硬件组件、作出更大的电子设计能力、实体布局设计努力及/或发热设计努力。

存在某些原因使人们尚未广泛地集成其他电源系统组件。当功率水平很高且效率偏低时，将高功率开关与dc-dc转换器的控制电路相集成通常并不可取。这是因为高功率开关会散发热量。由于切换式电源无法容易地进行集成，因而切换式电源的板布局仍是一项具有挑战性且可能成本较高的设计工作。目前，大多数芯片组供应商均提供功率基准设计(包括组件选择及布局)来为计算机设计者提供支持。即使存在此种支持，电源系统的设计也仍在便携式计算机主板的设计难度中占主要的部分。差的电源系统设计一般会导致计算机的功率消耗过大、发热量过大、性能较差及/或性能不稳定。

尽管存在上面所述的困难，人们仍在电源系统集成方面作出了某些有限的能力。现在将对这些能力中的某些能力进行说明。

颁予Hwang等人的第2002/0188875号美国专利公开案揭示一种包括一集成电路的电压控制。在所述集成电路中设置有用于三个电压转换器的电压转换器控制器。然而，其并未揭示这三个电压转换器本身位于所述集成电路中。

颁予Shi等人的第6,583,520号美国专利揭示一种包括一混合4合1电力控制器芯片的电源系统，所述混合4合1电力控制器芯片集成有一同步降压开关调节器、一标准的降压开关调节器、一线性控制器及一线性调节器。如在该文件的图1A及1B中的虚线轮廓所示，据揭示，Shi等人的电源系统中的许多电路集成于单个芯片中。

颁予Nam等人的第2003/0102489号美国专利申请公开案揭示一种具有一封装结构的电力装置，其中所述封装包括一开关装置(即一晶体管)及一驱动装置(即一控制集成电路芯片)。然而，Nam等人的封装是单个电源，而不是多个输出电源系统。

不对“背景技术”部分承担责任的声明：就上面在背景技术部分中所述的特定公开案而言，这些说明不应视为承认所述公开案(例如专利)为专利法意义上的现有技术。例如，某些或所有所述公开案可能在时间上不够早，可能不反映在时间上足够早地开发出的标的物及/或可能不足以作为专利法意义上的现有技术。

发明内容

本发明的至少某些实施例涉及电源系统、尤其是切换式电源系统的集成程度及/或类型。此种更高的电源集成度可带来许多优点。本发明的至少某些实施例因至少某些如下原因而较佳：

(1)电源系统所需的衬底空间减小；

(2)为将电源系统置于衬底上所需的机械设计工作减少；

(3)组件个数减少且相应地在制造计算机中所涉及的硬件逻辑问题减少；

(4)由于电源系统发出的热量集中，因而可更有效地进行冷却；

(5)可提供更大数量的电力信号并相应地在选择及/或设计计算机的外围子系统中提供更大的灵活性；

(6)集成的I/O埠及总线连接意味着可需要更少的硬件来将电力信号以电方式传送至不同的位置及/或传送出衬底；

(7)与微处理器或CPU的通信得到改良，此可使得能更好地存取赖以控制所述电源的信息；

(8)使对整个计算机系统的通电及断电控制得到改良；

(9)使电源系统的可编程性更易实现；

(10)需要包含在整套电源系统中的封装及/或组件数量减少；

(11)计算机系统的成本降低。

大体而言，本发明的许多实施例涉及到电力转换开关、某些控制逻辑(例如开关驱动控制器)及用于接收额外控制(例如模式控制)的端口在单个封装外壳(参见“定义”部分)内的集成。较佳地，该外壳包含一个(或多个)构建所述电力转换开关及控制逻辑的集成电路芯片。较佳地，所述封装通过传统的倒装芯片构造方法形成为倒装芯片。本发明的其他实施例涉及到在一包含电力转换开关的封装上安装外部组件(例如无源电力转换组件，例如电容器)。

附图说明

图1为一根据本发明的第一电源系统的示意图；

图2为图1所示电源系统的电桥100部分的示意图；

图3为一包含图1所示电源系统的电路板的透视图；

图4A至4D为可用于本发明电源中的电力转换电路的四个实施例的示意图；

图5为一包含一本发明电源的第二实施例的母板的俯视图；

图6为图5所示母板的仰视图。

具体实施方式

现在，在论述图中所示实施例之前，将论述一种用于便携式计算机的电源系统的一很一般的实例性实施例。在该实施例中，一小的集成模块在一侧上的CPU、存储器及其他耗电负载与另一侧上的电力资源(蓄电池，ac适配器输入)之间形成一电桥。所述高度集成的电力管理模块(电桥)包括多个电源、一有利于实现对各电源及输入/输出(I/O)端口进行协调控制的逻辑控制模块。所述I/O端口有利于实现所述逻辑控制模块与其他计算机组件之间的通信。

所述电源为dc-dc转换器。每一dc-dc转换器均包括一有源控制功能、若干高速开关及若干开关驱动器、电容器及一个或多个磁性组件。所述磁性组件较大且因此位于所述电桥外面。可在所述电桥内集成一定的高频电容以形成一混合模块，但大多数电容器将与磁性组件一起位于所述电桥外面。

为在便携式计算机中实现节电，通常在不需要使用计算机的全部功能时调整微处理器核心的电源的电压并关断某些其他电源。在该实施例中，通过在所述电桥内包含一逻辑控制块来协调并有利于实现这些电力管理功能。所述逻辑控制块还用于管理蓄电池充电功能、屏幕亮度功能、冷却风扇转速及其他功能。

为使便携式计算机中的其他芯片组组件及控制器可使其功率需求与所述电桥的作业及设定值协调，所述电桥配备有适当的通信端口，例如通用串行总线(USB)、集成电路间(I2C)线路及专用(固定)I/O线路。

作为高度集成的一通常的结果，预计该电桥实施例将是针对具体芯片组的。所述逻辑控制块较佳可编程，从而允许随时对许多dc-dc转换器及其所用演算法进行重新配置。然而，在某些应用中，出于功能方面的原因、经济方面的原因或其他原因，电桥制造商可能会限制逻辑控制块的可编程性。

图1至3显示电桥100。在本发明的该较佳实施例中，电桥100满足便携式计算机(位单独显示)的所有电源需求。首先将标识图1至3中的各个组件，然后将论述所述组件的硬件、作业及功能性。

如在图3中所示，所述电桥与计算机系统170、180、190中的其他组件一起安装于板90上。由封装外壳101对所述电桥进行包封及保护。图1显示电桥100及与其交互作用的某些组件的示意图。更具体而言，电桥100从蓄电池150a及ac适配器160接收其输入电力信号。所述电桥借助外部组件170及逻辑I/O 180将输入电力信号转换成输出电力信号。所述电桥的输出电力信号为负载190供电。

如在图2中电桥100的示意图中所示，电桥100包括：电力输入块110，控制逻辑块120，接通/断开控制块130，支持电源块132，内部通信总线134，A/D总线136及电力输出块138和电力转换开关模块102、104、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149。

如在图1及2中所进一步显示，电力输入块110包括蓄电池A连接线112、蓄电池B连接线114及ac适配器连接线116。如在图2中所示，控制逻辑块120包括USB端口122、I2C端口124及固定端口126。如在图2中所示，电桥100的电力转换模块包括反相器背光灯模块102、线性参考模块104、转换器A(核心)140、转换器B(+5V)141、转换器C(+3.3V)142、转换器D(+2.5V)143、转换器E(+1.8V)144、转换器F(+1.5V)145、转换器G(+1.25V)146、转换器H(+1.20V)147、转换器I(+1.05V)148及转换器J(主蓄电池充电)149。各电力转换模块的圆括号中的部分是指其各自的输出电压及/或功能性。

输出电力开关模块138包括输出连接线138a至138u。将这些输出连接线命名如下：

138a 核心

138b 5V_S3

138c 5V_S1

138d 5V_S0

138e 5V_卡总线

138f 5V_USB

138g 3.3_S3

138h 3.3_S1

138i 3.3_EC

138j 2.5_S3

138k 2.5_S1

138l 1.8_S3

138m 1.8_S1

138n 1.5_S3

138o 1.5_S1

138p 1.25S1

138q 1.2_S1

138r 1.05_S1

138s 2.5V_ref

138t 冷却风扇；及

138u 背光灯AC LV。

在开始论述电桥的作业之前，首先应指出，所述电桥需要使用一个或多个电力源来提供电力。在大多数或所有情形中，所述电力源均将位于所述电桥外部。所述电桥将所提供的电力进行转换以针对计算机的各种电力需求来形成数个经调节的dc电力输出。如在图1中所示，电桥100的电力源为蓄电池150及ac适配器160。蓄电池150较佳为设计用于便携式计算机的传统锂离子蓄电池。ac适配器较佳为一用于从墙壁插座接收ac电力并将该电力转换成dc电力信号的传统ac适配器。

更具体而言，蓄电池150较佳是最低电压为3V、最高电压为4.2V的锂离子电池的并联组合。该电压通常并不经过严格调节，但电压调节是电源系统的其中一种功能。每一蓄电池较佳包括监控及安装切换电路。该接口中的通信为正常的通信。蓄电池可请求充电电压及电流。AC适配器160较佳以5V或6V至24V的标称值来供电。应注意，在本发明的其他实施例中也可使用其他及/或替代电力源。这些电力源包括现在已知的或将来即将开发出的其他类型的蓄电池、燃料电池及太阳能电力源。

如在图1中所示，所述电桥通过电力信号路径192向各种负载190输出多个电力信号。对于该实例性便携式计算机系统而言，由所述电桥供电的负载包括：核心(CPU)，存储器，卡总线，电脑坞，显示器背光灯，磁盘驱动，输入装置(例如鼠标、键盘)及冷却风扇。

逻辑I/O块180表示与计算机、尤其是与芯片组及/或嵌入式控制器进行的数字通信。此即所述电桥随着时间来确定电力输出需求及其应执行的其他任务的方式。较佳地，逻辑I/O块180是所述电桥中一接收、解码及分配这些数字命令信号的嵌入式微控制器。

现在将论述所述电桥的内部部分。所述电桥较佳形成为一包封于封装外壳101内的半导体电路小片集成电路芯片。封装外壳101是一传统的封装，其用于保护半导体电路小片集成电路芯片(未单独显示)并包括用于使电力信号及其他信号在集成电路芯片与板90之间进行选路的信号路径。如下文参照图2所论述，图1至3中的电源系统将封装外壳101内的电源系统的许多部分集成于所述集成电路芯片上。另一选择为，所述封装外壳可包含多个芯片或者可在将来开发出的其他类型的极小规模电路。

图2中所示的电力输入块110是一实例性的输入切换块。所述电力输入块是一组开关，其选择性地从连接线112、114、116向电桥的电力转换电路(例如电力转换模块102、104、140-149)投送电力输入信号。电力输入信号的选择性投送通常将按照现在已知的或将来将开发出的算法而依赖于蓄电池及ac电源的状态。所述电力输入块与电源系统中的许多其余组件一起集成于集成电路芯片中，而非在板90上在空间上分布。

电力输入块110较佳使用标准的系统管理总线端口及通信协议(这是现行的行业标准)与蓄电池150进行接口。当存在ac适配器电源时，电力输入块110的切换块较佳检测到其存在并将来自ac适配器的电力输入连接至其他电桥功能。如果需要对两个蓄电池之一进行充电，则所述电力输入块较佳将蓄电池充电电源连接至要充电的蓄电池。当不存在或已移除AC适配器电源时，使用蓄电池作为电力源。在此种情形中，所述电力输入块以一种能维持电力连续性的方式连接一蓄电池作为电桥的电力源。

图2中所示的电力输出块138为一实例性输出切换块。所述电力输入块是一组开关，其选择性地从电桥的电力转换电路(例如电力转换模块102、104、140-149)投送输出电力信号。电力输出信号的选择性投送通常将按现在已知的或将来将开发出的算法所确定而依赖于负载190的电力需求。所述电力输出块与电源系统中的许多其余组件一起集成于集成电路芯片中，而非在板90上在空间上分布。

电力输出块138较佳提供电力管理、电力分配及保护性限流(以现在已知的或将来将开发出的方式)。较佳地，对各个输出138a至138u进行的电流传感(未单独显示电流传感构件)使所述电桥能够防止其自身过载并同时防止出现负载故障、连接迹线故障及其他短路。在许多情形中，此种电流传感及保护特征可使得无需使用热熔丝。

许多电力输出块算法牵涉到关断不需要的或不希望使用的输出。在某些情形中，两个不同的dc-dc转换器可设定为用于驱动同一输出(例如5V)的替代源，但处于不同的电流电平。此可有助于提高效率，这是因为当为低电流负载供电时，针对大电流性能来优化的dc-dc转换器通常将效率偏低。

现在将论述所述电桥所执行的电力转换。电力转换是由包含于所述电桥及外部组件170中的电力转换开关及无源电力转换组件来执行。如在图2中所示，一组与无源组件、无源外部组件相结合地工作的电力转换模块102、104、140-149对输入电力信号进行转换，以获得具有为各种负载190所需的经调节电压、受控电流或其他特性的电力输出信号。

各电力转换模块与图2中所示的其他块一起集成入集成电路芯片内。每一电力转换模块均包括电力转换开关(在图2中未单独显示)及为操作这些电力转换开关所需的任何驱动硬件(在图2中未单独显示)。这些电力转换开关控制电力穿过无源组件(在图1中大体显示为外部组件170)的流动。所述外部组件将较佳包括电容器及/或电感器，并还可包括变压器、电阻器及/或在将来可能开发出的其他类型的无源组件。尽管图1至3所示实施例中的无源组件均为外部组件，然而某些或所有这些组件也可包含于封装外壳101内-或者集成入集成电路芯片内，或者作为单独的件与所述芯片一起驻存于封装内。事实上，如果在将来进一步进行磁路元件的小型化，则可更易于进一步集成甚至磁路元件。出于在本文件中参照电桥的集成所述的许多原因，较佳对这些组件进行集成。

将无源组件布置于封装外壳外部的主要原因是其具有相对大的尺寸、热量及三维轮廓。大体而言，任何电容器均应尽可能靠近包含电力转换开关的封装外壳布置。这是因为电容器与其他电力转换电路之间的电流路径变长会使有害的电感增大。除将外部电容布置于封装外壳的外表面上以外，还可将电容器布置于板的与封装外壳相对的底侧上。电感器可通常远离封装外壳布置，这是因为在目的为增大电感的电路部分中，电感的增大通常无关紧要。

节点及旁路电容器较佳为两种类型：(1)甚高频电容器；及(2)较低频率电容器。甚高频电容器尺寸较小且较佳布置于电桥顶部并直接布置于电路板90下方。较低频率电容器则与高频电容器进行电气并联并在空间上紧密靠近电桥布置于电路板上。

四个实例性替代电力转换示意图(包括电力转换开关及外部组件)分别显示于图4A至4D中。这些电力转换方案为可在本发明中使用的电力转换电路类型的实例。

图4A中所示的电力转换电路300包括电力源302、电容器304、308、电感器306及电力转换开关320、322。图4B中所示的电力转换电路400包括电力源402、电容器404、408、电感器406及电力转换开关420、422。图4C中所示的电力转换电路500包括电力源502、电容器504、506、电感器508及电力转换开关520、522。图4D中所示的电力转换电路600包括电力源602、电容器604、608、电感器606及电力转换开关620、622、624、628。在所有这些电力转换方案300、400、500、600中：(1)较佳将所有电力转换开关集成入位于单个封装外壳内的集成电路上；(2)较佳将电力源、电容器及电感器布置于该单个封装外壳外部。

现在将论述各个电力转换模块102、104、140-149的用途。尽管通常非常希望使用且甚至在某些应用中必需使用高效率(参见“定义”部分)的切换用dc-dc转换器模块，然而本发明也可适用于其他效率并不高的电力转换器及电力转换器模块。本发明现在适用于及/或在将来可适用于高功率(参见“定义”部分)及低功率(参见“定义”部分)两种电源。低功率电源的特征是所产生的有害热量较少并可因此更易于设计及构建。然而，由于本发明可实现的热性能优点(在下文中予以详细说明)，本发明的集成对于较高功率电源而言也较佳。

模块A(核心)140响应于来自其他计算机组件的命令而为微处理器核心提供一可精确调整的电压。模块A(核心)较佳具有一带同步整流的降压拓扑结构，以在其电压及电流范围内保持高的效率。此处，具有超高的效率通常非常重要，因为否则模块A(核心)可能成为电桥中一令人无法接受的大的发热源。

模块B(+5V)141提供5.0伏的固定电压并较佳为降压/升压/直通型。类似地，模块C(+3.3V)142提供3.3伏的固定电压并较佳为降压/升压/直通型。数个其他降压型dc-dc转换器143、144、145、146、147、148提供较低的固定电压或可调电压。

电力转换模块(反相器背光灯)102不同于其他模块104、140-149之处在于其电力转换开关是用于反相型电力转换而非用于dc-dc电力转换。更具体而言，便携式计算机的屏幕是由荧光型背光灯来照明，这些荧光型背光灯需要使用约1500伏ac的启动电压及约500伏ac的工作电压。这较佳由一磁性或压电型变压器(未显示)提供。该变压器不包含于电桥内，而是紧密靠近荧光灯布置。所述电桥向该高压变压器提供一约12伏的ac信号。具体而言，电力转换模块(反相器背光灯)102包括电力转换开关以用于将dc输入电力信号转换成一适于用作变压器的输入电力信号的电力输出信号。模块102与其他dc-dc转换器模块104、140-149的集成证明，本发明的集成可扩展至dc-dc转换器电路的集成以外。

所提供的电流或负载循环可根据所需的屏幕亮度加以调整。这些灯占便携式计算机的功率消耗的一相当大的部分，且对这些灯的电流进行有效控制对于进行有效的电力管理而言非常重要。该负载循环及电力管理内置及/或编程于逻辑块120内。

现在将论述电力输出块138的某些输出连接138a-u。提供低功率输出来为计算机设计者提供方便并降低计算机主板的成本及组件数目。这是一种可通过本发明的电源集成水平来节约板空间及/或板布局设计工作的方式。这些低功率输出较佳包括一2.5伏的参考电压输出连接138s及一低功率3.3伏的输出连接138i。这些低功率输出138i、138s由线性参考模块(+3.3vEC，2.5vref等等)104提供其电力输出信号。

由模块104经由连接线138i提供的低功率3.3伏输出信号用于在待机或断电模式期间在其他模块102、140-149关断时为嵌入式控制器(“EC”)供电。

如在图2中所示，控制逻辑块120为如下组件提供协调的控制：(1)电力输入块110的切换块；(2)电力输出块138的切换块；及(3)电桥的所有电源102、104、140-149。在图2所示的实例性实施例中，控制逻辑块120的工作速度未快到足以控制dc-dc转换器102、104、140-149中的开关行为。因此，由与每一转换器相配套的专用电路来执行此种开关行为。然而，所述控制逻辑块却控制每一转换器的工作模式并调整其输出电压或电流。其还控制电力输入块110及电力输出块138的运行。过流保护及AC适配器-蓄电池切换功能通过与这些功能中每一种功能相配套的专用电路得到扩充。这使所述控制逻辑块能够相对慢地运行，并因而以相对低的功率消耗及提高的效率来运行。

控制逻辑块120配备有三个I/O端口：USB端口122，I2C端口124及固定端口126。USB端口主要用于与芯片组进行通信。I2C端口主要用于与EC进行低开销的通信。固定端口则为一组固定用途的线路，其主要用于在中断、断电及高速通信。内部通信总线134传输来往于控制逻辑块的内部信号。A/D总线136使所述控制逻辑块能够监控输入及输出电压以及温度。所述控制逻辑块与A/D总线一起工作来提供精确的电压输出及更安全地控制蓄电池充电。更具体而言，对充电电压进行限制以冗余地防止过度充电。

较佳通过所述控制逻辑块的运行以可编程方式控制每一电源的功能(包括输出电压)。类似地，固定用途端口的应用及功能较佳可编程及可重新编程。然而，出于经济方面及其他方面的原因，在某些应用中可能希望禁止或限制利用此种可编程性并使电桥用于具体芯片组。也可构建用于支持存储器或其他外围设备的某些特定特征的配置。可在电桥中并入其他硬件及/或软件来支持替代的蓄电池、替代的AC适配器电压、额外的蓄电池或其他将来的电力源(例如燃料电池及太阳能板)。

如果需要，所述电桥可监控其串行及固定用途端口122、124、126上的行为，以判定芯片组组件及EC是正在运行还是已“死机”。此种监视功能能够在可靠自动的基础上实施选择性或通用的冷启动复位。这特别适用于预计在无操作员干预的情况下长期运行的计算机。

接通/断开控制块130启动加电过程。其较佳为一连接至计算机的接通/断开开关的超低功率功能。在传统上，由计算机的EC启动加电过程。通过改为使用本发明的该专门功能块，可使计算机的所有其他部件(包括EC在内)在计算机断电时均处于完全断电状态。此可在长的空闲时期内节约蓄电池电力。

为进一步解释接通/控制块130，应指出，经常会发现微控制器发生故障-其不再正确地响应于输入或控制输出。便携式计算机的EC在这一方面尤其讨厌，尤其是当其负责接通/断开开关接口时。在此种情形中，用户唯一的依靠是移除计算机的所有电源，包括蓄电池电源，以便进行冷启动复位。如果一个或多个电力源位于计算机内部且不易移除，则可能需要在有资质的维修技术人员帮助下进行冷启动复位。而将所述接通/断开开关接口移至电桥内一非常可靠的专用控制块内便能够使用户可靠地实施冷启动复位。例如，可将所述接通/断开控制块构造及编程为通过将计算机的接通/断开开关按下一规定的持续时间来实施冷启动复位。

所述电桥自身的运行需要使用受控的电源。每一dc-dc转换器均需要使用一电源功能来为其自身的运行供电。其逻辑流通常为低电压(例如3V、5V)、高速门电路。此外，开关也需要专门的电源来使其运行(接通及断开)。这些电源需求较佳设置成“自举”电源(来自dc-dc转换器输出)与较小的专用电源(未单独显示)的混合。所述“自举”电源与专用电源使用AC适配器及/或蓄电池作为其电力源。

在各种电源中，较佳使用一个或多个约+12伏的经升压的电源及一个或多个约-5伏的负电源来为dc-dc转换器102、104、140-149中的高速开关供电。为获得最高的效率，可使用复数个电源，其中每一电源均提供一对于特定的一个或一组开关而言最佳的电压。然而，也可作为折衷方案来选择使用较少数量的电源，其效率会略微较低，但复杂度也会得到降低。

图3显示所述电桥的一实施例的实体外观。中央半导体区域包含许多有源组件功能，其他有源功能则根据需要分布于板90(该板充当衬底)的整个内侧中。在图1至3所示的实施例中，外部连接线是使用导电凸块(此为本行业中的常用作法)引自板90的底侧。在其他实施例中，所述外部连接线包括主要位于衬底周边处的分支。还有其他实施例可使用现在已知的或将来将开发出的其他类型的衬底。还有其他实施例可甚至根本不使用衬底-应注意，本发明的某些实施例可用于除计算机以外的应用中。

现在参见图3所示的实施例，板90的顶面可用于安装复数个高频电容器，及视需要安装其他小的无源组件。在其他实施例中，衬底的底面可用于安装其他小的电容器及其他小的无源组件。在又一些实施例中，所述衬底的两个表面均可用于安装这些组件。在再一些实施例中，可甚至不将相关联的组件安装至与所述电桥相同的衬底上。然而，将所有电容器、尤其是高频电容器布置于其所伺服的切换节点附近非常可取。安装于衬底上便有利于实现此种效果。

往往占据最大空间及/或板区域的外部组件170是较低频率电容器及电感器。较佳地，这些外部组件应规定为并随电桥作为完整的成套件提供。电桥的正确及有效运行依赖于对这些无源组件的选择，且实际使用所述电桥电路原本设计用于的电容器与电感器组合通常非常重要。这些无源组件的优化布置通常也非常重要。较佳应提供多层式电路技术规范来为主板设计者提供指导。较佳使用非常高的组件布置密度来实现最高的运行效率。这也有利于电屏蔽及磁屏蔽的部署。

当然，通常便以成套件形式将电源作为单独的零件与说明书一起提供。然而，本发明的集成可显著减少零件数量、说明书的复杂度及在电源组装过程中所需的步骤数量。这意味着本发明的某些实施例为成套件形式的电源提供了改良。

无论是靠蓄电池、靠交流电还是靠其他电力源工作，微处理器、视频处理器及其他处理器、芯片组组件等等均会产生大量的热量，这些热量必须从便携式计算机中排出并传递至周围空气中。为实现最有效、方便、安全及舒适的操作，限制无用的热量的产生非常重要。所述电桥可潜在地提供热性能方面的优点，现在将对这些优点加以解释。

由于热量积聚是集中于电桥处的空间中，因而任何较佳的冷却构件(例如风扇)均可使其冷却作用比在传统的空间分布式电源中更有效、更密切地集中于有害热量源上。此外，本发明可实现的CPU与电源之间的增强的通信可有助于改良对冷却构件运行的控制。这是因为关于随着时间改变CPU电力需求的更佳的诊断及/或预测性信息可有助于冷却构件控制器得知何时接通或断开冷却构件及/或冷却构件在任一既定时刻应以何种强度运行来最佳地实现有效的冷却作用。

例如，在便携式计算机的该实施例中，一小的风扇(未显示)对一连接至微处理器及其他主要发热源的散热器(未显示)进行冷却。该风扇的转速受到控制以使该风扇更安静、更高效地运行。提供输出连接至冷却风扇138t以实现对具有DC电机或无刷DC电机的风扇的转速控制。

通过有利于在不需要全功率时降低功率水平、及通过将外围设备以及芯片组的功率降低协议标准化，与作为现有技术的分布式供电方法相比，可使无谓用电量得以降低。

通过采用超高效率的电源(参见“定义”部分)，电力转换及控制功能中的能量损耗可自行得到降低。应注意，在传统的空间分布式电源系统中也可使用高效率或超高效率电源。然而，本发明的电源系统集成所能实现的布局效率及组件数量的减少使这些高效率或超高效率电源更易于构建。

因所述电桥运行所产生的热量集中于中央的有源区、靠近所述电桥的衬底、及(在一较低的程度上)附近的电感器及电容器中。这对热性能设计者而言表现为一更为集中的发热源，从而有利于传导至散热器并通过自然对流或强制对流而消散至周围空气中。由于所述电桥为计算机提供所有或几乎所有所需的电力，因而其在理想情况下配置成计算所需的冷却量并操作风扇或其他冷却构件，甚至预想到所形成的热脉冲的到达。

在本发明的某些实施例中，集成电源可能并不囊括计算机所需的所有电源，而是可包括为对主要的电力需求进行供电所需的由dc-dc转换器所构建的电源。在图1至3所示的便携式计算机实施例中，可使许多较小的、专门的电力需求仍分布于主板周围。这意味着降低电力输出块的复杂度来包含更少的单独的共用电压输出。通过此种方式，可降低所述电桥的成本、大小、引脚数量及复杂度。为支持更多种外围设备(例如双灯显示器、LED后照显示器及专门的冷却装置)所需的灵活性也得到提高。但作为芯片组中的一集成部件，该第二较佳实施例继续履行整套的特定芯片组供电职责。

现在将参照图5及6来论述本发明电源的一第二实施例。图5显示一带有电桥770、电桥表面安装组件772、CPU 792及其他杂项安装组件750(为清楚地进行例示起见，未显示出所有杂项安装组件750)的板690的俯视图。图6则显示一带有(在底部)外部组件770及更多个杂项安装组件750的板690的仰视图。

CPU较佳是标识为编号830、FW82830MG、F2071B04、SL5P9的Intel单元。(应注意，Intel公司可拥有对名称“Intel”的商标权。)电桥700在CPU与外部电力源(未显示)之间形成一个桥。所述外部电力源将输入电力信号提供至所述电桥并由所述电桥(借助外部组件770及电桥表面安装组件772)将这些输入电力信号转换成输出电力信号。所述输出电力信号为CPU、其他需要用电的杂项安装组件及需要用电的板外组件(未显示)供电。所述电桥位于并以桥形式电连接于CPU与外部电源之间。

电桥封装701包含集成电路芯片700a及一带有用于将信号投送入及投送出IC700a的引线的印刷电路板衬底700b。外部组件770、772是类似于上文所述外部组件170的执行电力转换功能的电容器及电感器。应注意，与电桥700相反，外部组件770位于板的底侧上。这意味着外部组件770与电力转换电路的其余部分具有相对紧密的空间接近性。

电桥表面安装组件772为安装于封装外壳701的外表面上的高频电容器。由于这些组件为电容器，因而使其尽可能靠近集成入IC 700a内的电力转换开关安装非常可取。由于这些电容器为高频电容器，因而其尺寸较小且可装于封装外壳701的外表面上。

本发明的上述实施例可存在许多种变化形式。产品或方法表现出与一个或多个上述实例性实施例存在差异的事实未必意味着所述产品或方法不属于上文权利要求书的范畴(字面范畴及/或其他由法律认可的范畴)。

定义

提供以下定义来利于解释及编写权利要求书：

将电力输入信号转换成电力输出信号：囊括任何或所有对电力信号的电特性的转换，包括但不限于：电压转换，电压调节，电流转换，ac-dc转换，dc-ac转换，降压模式转换、升压模式转换、及上述电力转换类型的任意组合。

封装外壳：现在已知或将来将开发出的任何与传统的可安装于板上的计算机组件封装具有大体相同尺寸或更小尺寸的外壳。尽管封装外壳较佳可安装于板(例如母板、主板)上，然而并不绝对要求可安装于板上。然而，当在上文权利要求书中使用此一术语时，传统的台式或膝上型计算机的外壳体因太大而不能视为“封装外壳”。封装外壳包括但不限于：传统的单电路小片半导体封装，传统的多电路小片半导体封装及倒装芯片式封装。

超高效率电力转换：效率高于92％的电力转换。

高效率电力转换：效率高于86％的电力转换。

低效率电力转换：任何不为高效率的电力转换。

高功率电源系统：设计成输出5瓦或更高功率的电源系统。

低功率电源系统：任何不为高功率的电源系统。

Claims

1、一种电源系统，其包括：

一封装外壳；

一位于所述封装外壳内的第一模块，所述第一模块包括至少一个第一电力转换开关，所述第一电力转换开关经结构化以执行电力转换切换来利于将一第一电力输入信号转换成一第一电力输出信号；及

一位于所述封装外壳内的第二模块，所述第二模块包括至少一个第二电力转换开关，所述第二电力转换开关经结构化以执行电力转换切换来利于将一第二电力输入信号转换成一第二电力输出信号。

2、如权利要求1所述的系统，其进一步包括一位于所述封装外壳内的第三模块，所述第三模块包括至少一个第三电力转换开关，所述第三电力转换开关经结构化以执行电力转换切换来利于将一第三电力输入信号转换成一第三电力输出信号。

3、如权利要求2所述的系统，其进一步包括一位于所述封装外壳内的第四模块，所述第四模块包括至少一个第四电力转换开关，所述第四电力转换开关经结构化以执行电力转换切换来利于将一第四电力输入信号转换成一第四电力输出信号。

4、如权利要求3所述的系统，其进一步包括一位于所述封装外壳内的第五模块，所述第五模块包括至少一个第五电力转换开关，所述第五电力转换开关经结构化以执行电力转换切换来利于将一第五电力输入信号转换成一第五电力输出信号。

5、如权利要求4所述的系统，其中为分别将所述第一至第五电力输入信号转换成所述第一至第五电力输出信号所需的所有电力转换开关均位于所述封装外壳内。

6、如权利要求1所述的系统，其中为分别将所述第一及第二电力输入信号转换成所述第一及第二电力输出信号所需的所有电力转换开关均位于所述封装外壳内。

7、如权利要求1所述的系统，其中：

所述第一电力输入信号为一dc信号；

所述第一电力输出信号为一dc信号；

所述第二电力输入信号为一dc信号；及

所述第二电力输出信号为一dc信号。

8、如权利要求1所述的系统，其中：

所述第一电力输入信号为一dc信号；

所述第一电力输出信号为一ac信号；

所述第二电力输入信号为一dc信号；及

所述第二电力输出信号为一dc信号。

9、如权利要求1所述的系统，其中：

所述至少一个第一电力转换开关经结构化以执行超高效率电力转换；及

所述至少一个第二电力转换开关经结构化以执行超高效率电力转换。

10、如权利要求1所述的系统，其中：

所述至少一个第一电力转换开关经结构化以执行高效率电力转换；及

所述至少一个第二电力转换开关经结构化以执行高效率电力转换。

11、如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个第一电力转换开关经结构化以执行低效率电力转换。

12、如权利要求1所述的系统，其中：

所述第一模块包括至少两个第一电力转换开关，所述至少两个第一电力转换开关经结构化以执行电力转换切换来利于将所述第一电力输入信号转换成所述第一电力输出信号；及

所述第二模块包括至少两个第二电力转换开关，所述至少两个第二电力转换开关经结构化以执行电力转换切换来利于将所述第二电力输入信号转换成所述第二电力输出信号。

13、如权利要求1所述的系统，其中所述系统为高功率的。

14、如权利要求1所述的系统，其中所述系统为低功率的。

15、如权利要求1所述的系统，其进一步包括一中央处理单元的核心，其中所述至少一个第一电力转换开关可运行以使所述第一电力输出信号具有一处于约+0.5伏至+2.0伏范围内的可调电压输出并适于支持所述核心。

16、如权利要求15所述的系统，其中所述至少一个第二电力转换开关可运行以使所述第二电力输出信号具有一处于约+0.5伏至+2.0伏范围内的可调电压输出并适于支持所述核心。

17、如权利要求1所述的系统，其中所述第一电力输出信号具有一约+5伏的电压。

18、如权利要求1所述的系统，其中所述第一电力输出信号具有一约+3.3伏的电压。

19、如权利要求1所述的系统，其中所述第一电力输出信号具有一约+1.8伏的电压。

20、如权利要求1所述的系统，其中所述第一电力输出信号具有一约+2.5伏的电压。

21、如权利要求1所述的系统，其中所述第一电力输出信号具有一约+12伏的电压。

22、如权利要求1所述的系统，其中所述系统包括一位于至少一个电源与一中央处理单元之间的桥。

23、如权利要求1所述的系统，其进一步包括一包含所述第一模块及所述第二模块的倒装芯片式电路小片，其中所述封装外壳为一倒装芯片式外壳。

24、如权利要求1所述的系统，其进一步包括至少一个半导体电路小片，所述至少一个半导体电路小片包含所述第一模块及所述第二模块。

25、如权利要求1所述的系统，其进一步包括一位于所述封装外壳内的控制逻辑块，所述控制逻辑块经结构化及定位以至少部分地控制所述至少一个第一电力转换开关及所述至少一个第二电力转换开关的运行。

26、如权利要求25所述的系统，其进一步包括：

一第一开关驱动器，其用于控制所述至少一个第一电力转换开关的位置；

一第二开关驱动器，其用于控制所述至少一个第二电力转换开关的位置；

一位于所述封装外壳内的控制输入/输出端口，所述控制输入/输出端口经结构化及定位以从所述封装外壳外部接收至少一个通信信号，其中：

由所述通信信号决定所述第一及第二电力转换开关的一模式；及

由所述控制逻辑块至少部分地根据所述模式来控制所述第一及第二开关驱动器的运行。

27、如权利要求1所述的系统，其进一步包括一位于所述封装外壳内的控制输入/输出端口，所述控制输入/输出端口经结构化及定位以从所述封装外壳外部接收至少一个通信信号。

28、如权利要求27所述的系统，其中所述控制输入/输出端口是一串行端口。

29、如权利要求27所述的系统，其中所述控制输入/输出端口包括一USB端口。

30、如权利要求27所述的系统，其中所述控制输入/输出端口包括一I2C端口。

31、如权利要求27所述的系统，其中所述控制输入/输出端口包括一固定端口。

32、如权利要求27所述的系统，其中所述控制输入/输出端口包括一SMbus端口。

33、如权利要求27所述的系统，其进一步包括：

一计算机；及

一位于所述外壳内的接通/断开控制块，所述接通/断开控制块经结构化及定位以为所述计算机启动一加电过程。

34、如权利要求33所述的系统，其中：

所述计算机包括一接通/断开开关；及

所述接通/断开控制块包括一用于与所述接通/断开开关进行接口的接通/断开端口。

35、如权利要求33所述的系统，其中所述接通/断开端口设计成在所述计算机处于一断电状态时具有超低的功率消耗。

36、如权利要求33所述的系统，其进一步包括一包含一嵌入式控制器的计算机，其中所述接通/断开控制块包括一经结构化及定位以为所述嵌入式控制器加电的嵌入式控制器加电模块。

37、如权利要求1所述的系统，其进一步包括：

一第一蓄电池；

一位于所述封装外壳内的第一蓄电池充电输出端，所述第一蓄电池充电输出端具有一适合对所述第一蓄电池充电的可调电压及电流；

一第一蓄电池电流路径，其经结构化及定位以电连接所述第一蓄电池与所述第一蓄电池充电输出端，以便可由来自所述第一蓄电池充电输出端的电力为所述第一蓄电池充电。

38、如权利要求37所述的系统，其进一步包括一位于所述封装外壳内的串行蓄电池通信接口，用于与所述蓄电池进行通信。

39、如权利要求37所述的系统，其进一步包括：

一第二蓄电池；

一位于所述封装外壳内的第二蓄电池充电输出端，所述第二蓄电池充电输出端具有一适合对所述第二蓄电池充电的可调电压及电流；

一第二蓄电池电流路径，其经结构化及定位以电连接所述第二蓄电池与所述第二蓄电池充电输出端，以便可由来自所述第二蓄电池充电输出端的电力为所述第二蓄电池充电。

40、如权利要求1所述的系统，其进一步包括：

一适于为一显示器背光灯供电的变压器；

一位于所述封装外壳内的ac输出端，所述ac输出端具有可调的电压及/或电流以使其适于为所述变压器供电；及

一变压器电流路径，其经结构化及定位以电连接所述变压器与所述ac输出端以便可由来自所述ac输出端的电力来为所述变压器供电。

41、一种计算机系统，其包括：

一电力源，其用于提供至少一个电力输入信号；

一切换式电源，其用于从所述电力源接收所述至少一个电力输入信号；

一中央处理单元，其运行需要至少一第一CPU电力信号及一第二CPU电力信号；

复数个CPU电流路径，其用于将所述切换式电源电连接至所述中央处理单元；

一存储器，其运行需要至少一个存储器电力信号；及

一存储器电流路径，其用于将所述切换式电源电连接至所述存储器；

其中所述切换式电源包括：

一封装外壳；及

复数个电力转换开关，其中所述电力转换开关全部位于所述封装外壳内，其中所述电力转换开关经结构化、控制及定位以提供为将所述至少一个电力输入信号转换成复数个电力输出信号所需的电力转换切换，所述复数个电力输出信号包括：

所述第一CPU电力信号，其经由所述复数个CPU电流路径中的一个提供至所述中央处理单元；

所述第二CPU电力信号，其经由所述复数个CPU电流路径中的一个提供至所述中央处理单元；及

所述存储器电力信号，其经由所述存储器电流路径提供至所述存储器。

42、如权利要求41所述的计算机，其进一步包括：

一磁盘驱动，其运行需要至少一个磁盘驱动电力信号；及

一磁盘驱动电流路径，其用于将所述切换式电源电连接至所述磁盘驱动；

其中所述电力转换开关经结构化、控制及定位以提供为将所述至少一个电力输入信号转换成所述磁盘驱动电力信号所需的电力转换切换，所述磁盘驱动器电力信号经由所述磁盘驱动电流路径提供至所述磁盘驱动。

43、如权利要求41所述的计算机，其进一步包括：

一卡总线，其运行需要至少一个卡总线电力信号；及

一卡总线电流路径，其用于将所述切换式电源电连接至所述卡总线；

其中所述电力转换开关经结构化、控制及定位以提供为将所述至少一个电力输入信号转换成所述卡总线电力信号所需的电力转换切换，所述卡总线电力信号经由所述卡总线电流路径提供至所述卡总线。

44、如权利要求41所述的计算机，其进一步包括：

一风扇，其运行需要至少一个风扇电力信号；及

一风扇电流路径，其用于将所述切换式电源电连接至所述风扇；

其中所述电力转换开关经结构化、控制及定位以提供为将所述至少一个电力输入信号转换成所述风扇电力信号所需的电力转换切换，所述风扇电力信号经由所述风扇电流路径提供至所述风扇。

45、如权利要求41所述的计算机，其进一步包括：

一串行总线，其运行需要至少一个串行总线电力信号；及

一串行总线电流路径，其用于将所述切换式电源电连接至所述串行总线；

其中所述电力转换开关经结构化、控制及定位以提供为将所述至少一个电力输入信号转换成所述串行总线电力信号所需的电力转换切换，所述串行总线电力信号经由所述串行总线电流路径提供至所述串行总线。

46、如权利要求45所述的计算机，其中所述串行总线根据通用串行总线标准来结构化。

47、一种在一计算机中供电的方法，所述方法包括如下步骤：

提供一用于输出复数个电力输出信号的切换式电源系统，所述系统包括：

一封装外壳；及

复数个位于所述封装外壳内的电力转换开关，所述电力转换开关用于执行为将至少一个电力输入信号转换成所述复数个电力输出信号所需的电力转换切换；及

通过电力管理命令来控制所述电力转换开关的运行，以便有选择地及分别地控制所述复数个电力输出信号。

48、如权利要求47所述的方法，其中所述控制步骤包括如下子步骤：

在所述计算机的一南桥组件上从一输入/输出端口经由一通用串行总线发送电力管理命令；

在一位于所述封装外壳内的控制逻辑模块处经由一位于所述封装外壳内的控制输入/输出端口从所述通用串行总线接收所述电力管理命令；及

由所述控制逻辑模块根据所述所接收的电力管理命令来驱动所述电力转换开关。

49、如权利要求47所述的方法，其中所述控制步骤包括如下子步骤：

在所述计算机的一嵌入式控制器组件上从一输入/输出端口发送电力管理命令；

在一位于所述封装外壳内的控制逻辑模块处经由一位于所述封装外壳内的控制输入/输出端口接收所述电力管理命令；及

50、如权利要求49所述的方法，其中经由一I2C总线从所述嵌入式控制器向所述控制输入/输出端口发送所述电力管理命令。

51、如权利要求49所述的方法，其中经由一SMbus从所述嵌入式控制器向所述控制输入/输出端口发送所述电力管理命令。

52、一种切换式电源，其包括：

一封装外壳，其具有一内部及一外表面；

一封装于所述封装外壳内的集成电路芯片，所述集成芯片包括至少一个用于将一第一电力输入信号转换成一第一电力输出信号的电力转换开关；及

一安装至所述封装外壳的所述外表面上的外部电力转换组件，所述外部电力转换组件用于与所述至少一个电力转换开关中的至少一个相结合地将所述第一电力输入信号转换成所述第一电力输出信号。

53、如权利要求52所述的电源，其中所述外部电力转换组件为一电容器。

54、如权利要求53所述的电源，其中所述外部电力转换组件为一高频电容器。