KR100541734B1

KR100541734B1 - 전원공급시스템 및 그 전원공급방법

Info

Publication number: KR100541734B1
Application number: KR1020030056890A
Authority: KR
Inventors: 김상주
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-08-18
Filing date: 2003-08-18
Publication date: 2006-01-10
Also published as: KR20050019241A

Abstract

본 발명은, 외부의 상용 교류전원을 소정의 직류전압으로 변환하는 전원공급장치를 갖는 전원공급시스템 및 그 전원공급방법에 관한 것이다. 본 전원공급시스템은, 소정의 듀티비를 갖는 적어도 하나의 클럭신호를 생성하는 중앙처리장치와; 상기 클럭신호의 듀티비에 따라 상기 전원공급장치로부터 공급된 직류전압을 소정의 코어전압으로 변환하여 상기 중앙처리장치에 제공하는 DC/DC 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 중앙처리장치의 핀을 적게 사용하면서 중앙처리장치의 코어전압을 세밀하게 조정하는 것이 가능하다.

Description

전원공급시스템 및 그 전원공급방법{POWER SUPPLY SYSTEM AND METHOD OF SUPPLYING POWER THEREOF}

도 1은 종래의 전원공급시스템의 블록도,

도 2는 도 1의 VID신호와 CPU 코어전압과의 관계를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 전원공급시스템의 블록도,

도 4는 도 3의 클럭신호(CK_1, CK_2)의 듀티비와 CPU 코어전압과의 관계를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에 따른 전원공급시스템의 전원공급흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : SMPS 12 : CPU

20 : DC/DC 컨버터 22 : PWM 컨트롤러

24 : 코어전압발생부

본 발명은, 전원공급시스템 및 그 전원공급방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 중앙처리장치의 핀을 적게 사용하면서 중앙처리장치의 코어전압을 세밀하 게 조정할 수 있는 전원공급시스템 및 그 전원공급방법에 관한 것이다.

일반적으로 CPU는 코어전압(Vcore)과 입/출력전압(Vio)을 공급받아 동작하는데, 인텔(Intel)사의 펜티엄 프로(Pentium Pro)급 이상의 CPU에서는 CPU의 종류에 따라 코어전압의 레벨이 달라진다. 예컨대, 인텔 펜티엄 Ⅱ CPU의 코어전원은 1.8V이고, 인텔 셀러론(celeron) CPU의 코어전원은 2.0V이다.

이러한 CPU의 전원공급시스템을 도 1에 도시하였다. 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 CPU(112)의 전원공급시스템은, 전원공급장치인 SMPS(110)와, 자신이 요구하는 코어전압(Vcore)에 대한 정보로 복수의 VID 신호(VID₀~VID₅)를 출력하는 복수의 VID 핀을 갖는 CPU(112)와, CPU(112)로부터 VID 신호(VID₀~VID₅)를 입력받아 입력된 VID 신호(VID₀~VID₅)에 대응하는 레벨의 코어전압(도 2 참조)을 CPU(112)에 공급하도록 PWM(Pulse Width Modulation) 컨트롤러(122) 및 코어전압발생부(124)를 갖는 DC/DC 컨버터(120)를 포함한다.

이에, CPU(112)는 DC/DC 컨버터(120)로부터 출력되는 코어전압(Vcore)과, SMPS(110)로부터 공급되는 입/출력 전원(Vio)을 공급받아 동작하게 된다.

그런데, 종래의 CPU(112)의 전원공급시스템은 코어전압(Vcore)을 세밀하게 조정하려면 보다 많은 비트의 VID신호가 출력되어야 하므로 CPU(112)의 핀 수를 증가시켜야 하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 중앙처리장치의 핀을 적게 사용하면서 중앙처리 장치의 코어전압을 세밀하게 조정할 수 있는 전원공급시스템 및 그 전원공급방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 외부의 상용 교류전원을 소정의 직류전압으로 변환하는 전원공급장치를 갖는 전원공급시스템에 있어서, 소정의 듀티비를 갖는 적어도 하나의 클럭신호를 생성하는 CPU와; 상기 클럭신호의 듀티비에 따라 상기 전원공급장치로부터 공급된 직류전압을 소정의 코어전압으로 변환하여 상기 CPU에 제공하는 DC/DC 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급시스템에 의해 달성된다.

여기서, 상기 DC/DC 컨버터는, 상기 전원공급장치로부터의 직류전압을 소정의 코어전압으로 변환하여 상기 CPU에 제공하는 코어전압발생부와; 상기 CPU로부터 입력된 상기 클럭신호의 듀티비를 인식하고, 상기 인식된 듀티비에 따라 소정의 코어전압을 상기 CPU에 제공하도록 상기 코어전압발생부를 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation)제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 분야에 따르면, 외부의 상용 교류전원을 소정의 직류전압으로 변환하는 전원공급장치를 갖는 전원공급시스템의 전원공급방법에 있어서, CPU에서 소정의 듀티비를 갖는 적어도 하나의 클럭신호를 생성하는 단계와; 상기 클럭신호의 듀티비에 따라 상기 전원공급장치로부터 공급된 직류전압을 소정의 코어전압으로 변환하여 상기 CPU에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급시스템의 전원공급방법에 의해서도 달성된다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 전원공급시스템의 블록도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 전원공급시스템은, 전원공급장치인 SMPS(Switching Mode Power Supply, 10)와, 클럭신호(CK_1, CK_2)가 출력되는 클럭신호 출력핀을 갖는 CPU(12)와, SMPS(10)로부터 공급된 직류전원을 CPU(12)가 요구하는 코어전압(Vcore) 레벨로 변환하는 DC/DC 컨버터(20)를 포함한다.

일반적으로 전기, 전자기기에는 기기가 동작할 수 있도록 상용 교류전원을 직류전압으로 변환해주는 직류전원 공급장치가 필요하며, 이러한 직류전원 공급장치로 효율이 높으면서 소형경량인 스위칭모드 전원공급장치(SMPS : Switching Mode Power Supply)가 주로 사용되고 있다.

SMPS(10)는 외부에서 입력되는 상용교류전원을 정류하고, 정류된 직류전원을 소정 레벨의 전압으로 변압하여 출력한다.

CPU(12)는 주연산 처리를 위한 코어전압(Vcore)과 입출력 처리를 위한 입/출력전압(Vio)을 공급받아 동작하며, 코어전압(Vcore)의 레벨을 결정하는 클럭신호(CK_1, CK_2)를 DC/DC 컨버터(20)에 인가한다. 여기서, CPU(12)의 코어전압(Vcore)은 CPU(12)로부터 출력되는 클럭신호(CK_1, CK_2)의 듀티비(duty ratio)에 따라 달라지게 된다.

DC/DC 컨버터(20)는 전압 레귤레이터 모듈(Voltage Regulator Module)로서, CPU(12)로부터 클럭신호(CK_1, CK_2)를 입력받아 SMPS(10)로부터 출력되는 직류전압을 입력된 클럭신호(CK_1, CK_2)의 듀티비에 대응하는 레벨의 코어전압(Vcore)으로 감압하여 CPU(12)에 공급한다. 이러한 DC/DC 컨버터(20)는 CPU(12)로부터 클럭신호(CK_1, CK_2)를 인가받아 소정의 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 출력하는 PWM 컨트롤러(22)와, PWM 컨트롤러(22)로부터 출력되는 PWM 신호에 따라 해당 코어전압(Vcore)을 생성하는 코어전압발생부(24)를 포함한다.

PWM 컨트롤러(22)는 CPU(12)로부터 입력된 클럭신호(CK_1, CK_2)의 듀티비를 인식하고, 클럭신호(CK_1, CK_2)의 듀티비에 해당하는 소정의 PWM신호를 코어전압발생부(24)로 출력한다.

코어전압발생부(24)는 종래와 동일하게 PWM 컨트롤러(22)로부터의 PWM 신호에 따라 SMPS(10)로부터 공급되는 전원을 온/오프하는 전계효과트랜지스터와, 전계효과트랜지스터에 접속되는 인덕터 및 인덕터에 접속되는 커패시터를 포함한다.

PWM 컨트롤러(22)로부터의 PWM 신호에 따라 전계효과트랜지스터의 온/오프되는 시간이 각기 상이하게 되며, 이에 따라 인덕터 및 커패시터를 통해 출력되는 코어전압(Vcore) 레벨이 달라진다. 예컨대, 전계효과트랜지스터의 온 되는 시간이 길어질수록 출력 코어전압(Vcore) 레벨은 높아지게 된다.

본 발명에 따른 CPU(12)의 클럭신호(CK_1, CK_2)의 듀티비와 코어전압(Vcore)과의 관계를 도 4에 일예로 도시하였다. 도면에 도시된 바에 의하면, 클럭신호(CK_1, CK_2)의 듀티비가 0~100%까지 10%씩 변화함에 따라 코어전압(Vcore)이 달라진다. 이러한 경우, 100단계의 코어전압(Vcore)이 발생할 수 있다.

종래의 VID 신호의 경우 하이(high) 또는 로우(low) 신호로 출력되므로 6비트 VID 신호의 경우 구현할 수 있는 코어전압(Vcore) 레벨은 64단계까지이다. 그러나, 본 발명에 따른 전원공급시스템은 CPU(12)로부터 출력되는 클럭신호(CK_1, CK_2)의 듀티비에 따라 코어전압(Vcore) 레벨이 달라지므로, 종래에 비해 CPU의 핀을 적게 사용하면서 보다 많은 코어전압(Vcore)을 발생시킬 수 있어 세밀한 코어전압(Vcore) 조정이 가능해진다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 전원공급시스템의 전원공급방법을 도 5의 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, CPU(12)에서 소정의 듀티비를 갖는 적어도 하나의 클럭신호(CK_1, CK_2)를 생성한다(S10). 생성된 클럭신호(CK_1, CK_2)를 입력받은 PWM 컨트롤러(22)는 클럭신호(CK_1, CK_2)의 듀티비를 인식하고, 인식된 듀티비에 따라 코어전압발생부(24)를 제어하여 해당하는 코어전압(Vcore)을 발생하도록 한다(S12). PWM 컨트롤러(22)의 제어를 받은 코어전압발생부(24)는 해당 듀티비에 대응하는 코어전압(Vcore)을 발생하여 CPU(12)에 공급한다(S14).

한편, 전술한 실시예에서는 코어전압(Vcore)을 결정하는 신호가 두 개의 클럭신호(CK_1, CK_2)인 것으로 상술하였으나, 이에 한정되지 않는다.

이와 같이, 본 발명은 CPU(12)에서 VID 신호 대신 소정의 듀티비를 갖는 적어도 하나의 클럭신호를 PWM 컨트롤러(22)에 출력하여 입력된 클럭신호의 듀티비에 해당하는 코어전압(Vcore)을 발생하도록 함으로써, CPU(12)의 핀을 적게 사용하면 서 CPU(12)의 코어전압(Vcore)을 세밀하게 조정하는 것이 가능해진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, CPU의 핀을 적게 사용하면서 CPU의 코어전압을 세밀하게 조정할 수 있는 전원공급시스템 및 그 전원공급방법이 제공된다.

Claims

외부의 상용 교류전원을 소정의 직류전압으로 변환하는 전원공급장치를 갖는 전원공급시스템에 있어서,

소정의 듀티비를 갖는 적어도 하나의 클럭신호를 생성하는 CPU와;

상기 클럭신호의 듀티비에 따라 상기 전원공급장치로부터 공급된 직류전압을 소정의 코어전압으로 변환하여 상기 CPU에 제공하는 DC/DC 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급시스템.
제1항에 있어서,

상기 DC/DC 컨버터는,

상기 전원공급장치로부터의 직류전압을 소정의 코어전압으로 변환하여 상기 CPU에 제공하는 코어전압발생부와;

상기 CPU로부터 입력된 상기 클럭신호의 듀티비를 인식하고, 상기 인식된 듀티비에 따라 소정의 코어전압을 상기 CPU에 제공하도록 상기 코어전압발생부를 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation)제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급시스템.
외부의 상용 교류전원을 소정의 직류전압으로 변환하는 전원공급장치를 갖는 전원공급시스템의 전원공급방법에 있어서,

CPU에서 소정의 듀티비를 갖는 적어도 하나의 클럭신호를 생성하는 단계와;

상기 클럭신호의 듀티비에 따라 상기 전원공급장치로부터 공급된 직류전압을 소정의 코어전압으로 변환하여 상기 CPU에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급시스템의 전원공급방법.