1379190 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係涉及一種反應電源遮斷之電路裝置，特別 係指一種用以防止電腦電源突然中斷而產生重置或誤動 作現象的電路裝置及其方法。 【先前技術】 由於資訊科技的快速成長，電腦已成為人們經常使 用的工具之一。而在探討電腦電源時，我們可以了解目前 電腦中的電源管理電路大部分都已經是採用進階組態電 源管理介面（Advanced Configuration and Power Interface，ACPI)來為電源管理標準，其主要是能將電 腦電源有效地分配傳送至系統元件，搭配硬體偵測主機板 溫度、風扇轉速和電源供應器的電壓等資訊，進而提供適 當的電源與主機工作頻率’來達到省電與效率並存的目 標。 而ACPI的特色在於’其是用瞬間軟體電源開關來控 制電源。電源供應器的開關按鈕並不連接到電源供應器本 身，而是日連接到主機板上。電源供應器無法啟動電腦的電 源而疋直接由主機板控制，而大部分是配合ATX (Advanced Technology Extended)電源系統一起使用。這可 使電腦供應低電壓，而讓電腦處於非完全關掉電源的睡眠 狀_le) ’以便讓電腦能夠快速開機，並且支援軟體開 關機、鍵盤開機、網路喚醒等功能。而能達成此—作用的 設計即在於，電源供應器增加提供—待命電壓(5伏特） ίΐ疋的Λ助電㈣娜卩使在倾或關機狀 癌下’電源供應态也會持續供庙 玲付、，貝1、應5伙特的待命電壓給主機 4 1379190 板。 承上所述，在ACPI控制器的設計上，也就相 〇又&十為雙電源控制（Dual Power Control)的原理，以十“ 處於正常運作狀態時，能將電源供應器所提供的電鵰 D.3伏特)控制供電給主機板上的相關晶片及周Ϊ: 備控制器使用；而當電腦處於休眠或關機狀態時，則是控 制將待命電壓(5伏特)轉換成為系統電壓，以提供給主機 板上的相關晶片及周邊設備控制器使用。 ^而，在此一架構下，若是電腦系統的缚中 斷，例如電源供應器的電源線被拔掉時，由於運作電壓會 ΓίΓ降’而若ACPI控制器此時才再控制將待命電壓轉 *、二系、.先電壓，將會因為將待命電壓轉換為系統電磨也 : 敔時間’因而使得系統電壓會有瞬間落下再恢復的 ^ ’以形成陷落(Di_縣，進而可能會產生#必要 咖作現象，例如：基本輸入輸出系統 (BIOS)中的設定可能會產生重置。因此，針對此—問題，- 便是目前值得加以探討及改善的地方。 '【發明内容】
At 於此’本發明所要解決的技術問題在於，利用 2:i源源供應器之狀態的-電源確認信號來做為 絲、庙之電路裝置進行切換及控制的判斷依據，以 !„的運作電壓停止供應而電壓準位開始下降 日:控制轉換待命電壓來接替成為系統電壓’藉 才再隨待命電2間會先產生電愿陷落(d iP)的情形，然後 €*、/§由敝1 起下降。進而避免電腦系統在突然發生 產生不必要的重置或誤動作之現象。 '”、’、、上述問題，根據本發明所提出之一方案， 5 提供一種反應電源遮斷之電 9 统，並且連接電腦系統的 ' 成：應用於-電腦系 括：-閉關單元、-·轉換及。、厂器，該電路裝置包 ^單元是接收電源供應器元。其中， 電腦系蛛處於1機狀態時，進運作電壓，並且在 之輪出，而電壓轉換器是接收，通以形成一系統電壓 電塵，並且在_===所提供的一待命 =換待命電壓來接替成為 轉^^應器所產生的-電源確認信號來：i 上述問題，根據本發明所提出之另一方 累棱仏-種反應電源遮斷之方法 統具有一電源供應器，並且;源供應= 先m 待命電壓’而該方法之步驟包括··首 ^依0據«、供應ϋ所產生的—電源確驗齡確認電腦 ^ 一開機狀態’進而利用運作電壓來做為電腦系 、、先的一糸統電壓。而在判斷電源確認信號產生變化時，藉 由-控制電料元來控制轉換職命電壓來接替成為系 統電壓。進而才讓系統電壓及待命電壓得以同時關閉。藉 此，讓系統電壓在待命電壓尚未下降前，不會產生電壓落 下再恢復的陷落現象。 以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了 能進一步說明本發明為達成預定目的所採取之方式、手段 及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說 明及圖式中加以闡述。 【實施方式】 1379190 ㈣ΐ利用能即時反應電源供應器之狀態的一電 控制的判，為反應電源遮斷之電路裝置進行切換及 準位卩二康，以在電源供應器的運作電壓停止供應而 成：系统降之前’能絲控制轉換待命電壓來接替 合4以防止祕電壓於待命電壓尚未下降前 曰產=間電壓落下再恢復的陷落(dip)情形。 請參考第1，為本發明反 :::=置二rr-= :是 ί二主機板f2，並且輸出一系統電壓Vduai(3.3伏 特L主機板1上的一主機板晶片 少-周邊設備㈣器12(如：網路m)及至 應抑2 T例如是為Ατχ規格（Advan
Extended)之電源供岸器2，用丨、；处* ec no ogy 」供應$ 2’心能提供數種運作電壓 Vcc、一 4命電壓Vsb(5伏特）及一丄” PWR OK。 電/原確5忍信號 而熟悉該項技術者應可了解，電源 的運作W Vee是包含有3.3伏特、5伏特及122伏戶 但是由於電路裝置10是設計給使用低内部核心電壓 機板晶片11及相關的周邊設備控制器12， 、 10在本實補巾妓計為減3.3伏糾’ ζ電路裝置 而電源供應器2所提供的待命電壓Vsb是下冤& Vcec。 並且在電源供應器2接電之後即會運作產^ ▲伏特^壓 即使在休喊關機狀態下，主機板丨也纟t :41腦系統 應器2所供應的5伏特之待命電壓ν / ^錢得電源供
Sb。此外，電源確認 7 1379190 信號PWR_〇K是在主機板 後，經過约u)〜500ms的^機而電源供應器2被啟動 的指示信號。 運作雜Vee之輸出為正常 1〇2、!：二^二:-開關單元101、-電塵轉換器 單元1〇4。並中:=!理介面(ACP卿及-控娜 來接收運作電是連接_^
,θ ( .3伏特）’並且開關單元101可例 厂、-金屬氧化半導體場效電晶體(m〇sfet)(圖未 =為電屋輸出的開關。而電壓轉換器1〇 ，源供應II 2 ’但时接收待命電M Vsb(5 =^作時將一5伏特的待命電壓轉換為3 3伏特的待命電 。並且在本實施例的設計上，電壓轉換器ι〇2除〆 般接受進階組態電源管理介面1〇3的控制來進行啟動之 外’更會進一步依據控制電路單元104所輸出的低電壓準 位之控制信號來進行啟動運作。 進階組態電源管理介面103是連接開關單元1〇1及 電壓轉換器102’用以在電源供應器2是正常接電下，依 據電腦系統的狀態來控制開關單元1〇1之導通或者控制 電壓轉換器102進行運作。具體來說，進階組態電源管理 介面103是依據主機板1上之南橋晶片所提供的—休眠控 制信號(如：SLP—S3)來判斷電腦系統的狀態，其中，當電 腦系統是處於一開機狀態時，SLP—S3信號是指示為高電 壓準位’進階組態電源管理介面1〇3是控制關閉電壓轉換 為102，而僅控制開關早元1〇1導通，以產生系統電壓 Vdual(3.3伏特)之輸出；而當電腦系統是處於休眠或關機 8 1379190 狀態時，SLP_S3信號是指示為低電壓準位 介面HB會關閉開關單f並且控制^ = 成為糸統電壓Vdual(3.3伏特）。而此―料
Vdual即是所謂的雙重電壓之設計。 ’、、’先電反 控制電路單元UM是連接電壓轉換器收，並 電^應器2所產生的電源確認信號pWR 〇κ來康 制信號給電壓轉換器⑽，用以做為㈣㈣Ϊ 轉t命電壓Vsb(3.3伏特)的進一步控制。當;源; 1 2產生一電源遮斷現象時，表示電源供 、: ^^:此時控制電路單元⑽會判“源確 (〇伏特間心電壓準位(5伏特）下降至低電壓準位 =能在運作電壓㈣3·3伏特)開始下二 ;;使發生電行運作。藉以讓電源供應器2 來接替成為系統電屢Vdua】(3.3 (3.3伏特)隨著待寻;讓系統· 承上，由於一般電源1^^寺）關閉而關閉。 的供應線路方面是設計且有在電塵鄉伏特） 愿純(5伏特）會比運大緩衝電路’因此待命電 間。於是，太= (3.3伏特)維持較長的時 信㈣R=:=-原理’再依據電源確認 LiL 、〜k，、有即時反應電源供應器2 電壓轉1在器電器2發生㈣^ 換運作時轉T請進行轉 斧双糸.，光電壓Vdua〗(3·3伏特）瞬間 9 1379190 產生落下再恢復的陷落現象。 接下來，請在上述實施例所說明的架構之下，繼續 參考第二圖及第三圖，為本發明控制電路單元的一實施例 電路示意圖及運作時序圖。如第二圖所示，本實施例所提 供的控制電路單元104是採用電路元件佈線的態樣來設 • 。十控制電路單元104包括：一第一分壓電路、一 • 第二分壓電路丨〇42、一第三分壓電路1043、一第一比較 器1044及一第二比較器1045。此外，為了能方便第三圖 • 的運作時序之說明，第二圖中的運作電壓Vcc是採用接 收電源供應器2的5伏特電壓之設計。 第一分壓電路1041是透過一電阻ri(ik〇)及一電阻 Κ·2(1ΚΩ)來形成分壓設計。其中，電阻R1的一端是連接 待命電壓Vsb(5伏特），而電阻R1的另一端是連接電阻 R2的一端，並且電阻R2的另一端是接地。 第二分壓電路1042是透過一電阻ιο(ΙΚΩ)、一電阻 R4(1KD)及一二極體D1來形成分壓設計。其中，電阻 _ R3的一端是連接待命電壓vsb(5伏特），而電阻R3的另 一端是連接電阻R4的一端’並且電阻r4的另一端是接 地。二極體D1的正端是連接於電阻及電阻R4的連接 點’也就疋第二分壓電路1042的分壓點，而二極體D1 的負端是連接電源確認信號PWR_〇K。 第三分壓電路1043是透過一電阻R5(2KQ)及一電阻 R6(1KQ)來形成分壓設計。其中電阻R5的一端是連接待 命電壓Vsb(5伏特），而電阻R5的另一端是連接電阻R6 的一端’並且電阻R6的另一端是接地。 第一比較器1044的一正相輸入端(+)是連接運作電 10 壓Vcc(5伏特）’並且再並聯連接一穩壓電容1〇46。而第 一比較器1044的一反相輸入端(·)是連接第一分壓電路 1041的分壓點。 第一比較器1045的正相輸入端(+)是連接第二分壓 電路1042的分壓點。而弟一比較器的反相輸入端(一) 疋連接第一比較器1044的一輸出端及第三分壓電路1043 的分壓點。並且第二比較器1045的輸出端即是連接電壓 轉換益102，用以輸出一控制信號cs來控制電壓轉換器 102之運作。 ° 而基於比較器的原理，當正相輸入端(+)的電壓高於 反相輸入端㈠的電壓時，比較器的輸出端會截止，相當 於輸出端開路(Open Drain)。而當反相輸入端㈠的電壓高 於正相輸入端㈩的電壓時，輸出端會形成二 輸出端會形成接地而連接低電壓準位。因此，請對照第二 圖之電路圖來繼續參考第三圖之運作時序說明，並且其大 致規劃成A〜E五個時間點來進行說明。 首先，當電腦系統是處於接電但尚未啟動的階段 時，也，是在時間點A之前·· SLP-S3信號是處於低電壓 準位，第一比較器1044的反相輪入端㈠之電壓即是透過 第-分壓電路1〇41而為2.5伏特，而第一比較器腿的 正相輸入端⑴之電制仍為Q伏特，因此第—比較器 1044之輸出端即是形成接地’進而讓第二比較器獅的 反相輸入端(·)之電壓即為〇伏特。而因為電科認信镜 PWR_0K此時㈣〇伏特之低電壓準位，因此第二分壓 電3 10:2中的二極體D1形成導通，而經由分壓原理之 。十算第一比較益1〇45的正相輸入端(+)之電壓約為〇7 伏特。於是，第二比較器1045之 伏特），使得控制= 的n而不去影響原本的控制機制。 ，著’當電腦系統啟動之後，位 位’第—比較器丨二^ 10^的正;^電[仍然維持為2.5伏特，而第—比較哭 因為上，人端⑴則會接收運作電壓Vee(5伏特)，二 2，電容1046的設計，而會緩緩地充電至5伏特 J的疋使延料間大於電源供應器2的電源確認信 延遲時間規格的最大值，藉以避開電源心 L X —在職L供絲2尚未到達高電>1 ，位之時間’於是第—比較器難的正相輸人端⑴ 壓在穩壓電容1046尚未充電超過2.5伏特之前，第一比 較器=44之輸出端狀態會維持為接地。並且此時的電源 確認信號PWR—〇Κ由於電源供應器2的延遲設計的關 因而尚未轉為5伏特之高電壓準位。於是，第二比較 态1045的正相輸入端(+)仍大於反相輸入端㈠之電壓，第 二比較H 1G45之輸出端仍形成開路而使得控制信號cs 維持為一般開機時序的狀態，而不去影響原本的控制機 制。 杳經過時間點A後約1〇〜5〇〇ms的時間延遲後，即位 於時間點B上：電源確認信號pwR_〇K會從〇伏特轉為 5伏特之高電壓準位，以代表電源供應器2的電源供應正 常。此時，在第一比較器1044的部分，由於穩壓電容1046 尚未充電超過2.5伏特，因此第一比較器1〇44的反相輸 入端(-)之電壓仍大第一比較器1〇44的正相輸入端(+)。而 12 1379190 在第二分壓電路1042中，由於電源確認信號j>wr 〇κ 已為5伏特之南電壓準位，二極體D1會形成不導通，於 是第二比較器1045的正相輸入端(+)之電壓即是透過電阻 R3及電阻R4之分壓而上升至2.5伏特。但是，在第二比 較器1045的部分’由於第二比較器1〇45的正相輪入端(+) 之電壓仍大於第二比較器1045的反相輸入端(_)之電壓， 因而弟一比較器1045之輪出端仍形成開路而使得控制信 號CS仍維持為不去影響原本控制機制的狀態。 當穩壓電容1046充電超過2.5伏特時，也就是在時 間點C上：此時由於第一比較器1044的正相輸入端 之電壓超過2.5伏特，而會大於第一比較器1〇44的反相 輸入端(-)之電壓，於是第一比較器1〇44之輪出端即轉變 為開路。於是，第二比較器1045的反相輸入端(_)隨即因 為第二分壓電路1043而具有約ι·7伏特之電壓。但由於 第二比較器1045的正相輸入端(+)之電壓此時仍是大於第 二比較器1045的反相輸入端（_)之電壓，因此第二比較器 1045之輸出端仍形成開路，使得控制信號cs仍 影響原本控制機制的狀態。 而接下來，穩壓電容KM6會充電至5伏特電壓並加 =維持，皿在此狀態下，控制電路裝置1()的第一比較 器1044及第二比較器1()45之狀態也就維持不變。 當電源供應器2發生電源遮斷現象時，如電源線突 =被拔掉，也就是在時間點D上：電源確認信號pwR—〇κ 會立刻反應而由高電鮮位(5伏特)轉為低地壓準位&伏 =此時€料壓1(5則_錢輕會㈣下降。 在第一比較β 1044方面’由於有穩壓電容祕的關係， 13 1379190 因此第一比較器1044的正相輸入端(+)之電壓會緩緩地下 降’而第一比較器1044的反相輸入端㈠則仍會維持2 5 伏特，並且在穩壓電容1046的電壓下降超過2 5伏特之 如，第一比較1044之輸出端的狀態不會改變，這使得 第二比較器1045的反相輸入端㈠之電壓維持在17伏 ' 特。而另一方面，由於電源確認信號PWR—OK已轉變為 〇伏特之低電壓準位，因此第二分壓電路1042中的二極 體D1又得以形成導通，於是第二比較器1〇45的正相輸 • 入端(+)之電壓會瞬間下降至0.7伏特。如此一來，第二 比較器1045的反相輸入端㈠之電壓會大於第二比較器 1045的正相輸入端⑴，於是第二比較器1〇45之輸出端形 成接地，而輸出低電壓準位的控制信號cs給電壓轉換器 102，以達到在此時間點d即控制電壓轉換器1〇2運作之 目的。 在經過時間點D之後，由於電腦系統已形成關機狀 態，因此SLP_S3信號會轉而形成低電壓準位。而先前提 • 過在電源供應器2的設計上，其所提供的待命電壓Vsb(5 伏特）會比運作電壓Vcc維持較長的時間，因此如第三圖 =示，運作電壓Vcc(5伏特）會比較先降至〇伏特。此外， 备進入時間點E時：即表示第一比較器1〇44所連接的穩 壓電容1046之電壓已先下降低於2 5伏特，於是第一比 車父器1044的反相輸入端㈠之電壓會大於第一比較器1044 的正相輸入端(+)之電壓，使得第一比較器1〇44之輸出端 再次轉換為接地。如此一來，讓第二比較器1〇45的反相 ，入端(-)再次轉變為〇伏特，以讓控制電路單元1〇4中 第—比較器1044及第二比較器1〇45恢復為原本的狀態。 14 1379190 ^由本實施之電路及運料序的制，得以 出本毛明是可以明確在運作電壓Vee開始下㈣，;看 過控制信號CS來啟動電壓轉換器102之運作。：1 =等到SLP—S3信號轉為低電壓準位時才來控制^壓ς 态102運作來得能及時啟動電壓轉換器1〇2，而' 早的時間即可如第三圖中所示的時間差τ嘯以達到= 控制轉換待命電壓Vsb(33伏特）來接替成為系 Vdual(3.3伏特)之作用’防止因較晚起動電壓轉換器 且進行轉換㈣時所需要的時間差而導致系統電壓 Vdual(3.3伏特）瞬間產生落下再恢復的陷落現象。 =然，第二圖及第三圖之實施例僅為本發明之控制 電路單元104的其中之一電路實施態樣而已^ 電路單，HM的設収可例如找料—具有财= 控制的早晶片。其中循序邏輯控制的目的是在於能夠發揮 類似上述實施例中第一比較器麗的功能，用以避開電 源啟動後，運作電壓Vcc開始上升到電源確認信號 PWR—OK為高電壓準位的時間（時間點B之前），讓這段 時間不會影響控制信號CS的輪出。 為了進一步說明本發明的詳細運作過程，請同樣在 第一，之實施例的架構下’參考第四圖，為本發明反應電 源遮斷之方法的實施例流程圖。如圖所示，本實施例提供 一反應電源遮斷之方法，其步驟包括：首先，將電腦系統 的電源供應器接電並開啟電源(S401)，接著便可進行接收 運作電壓、待命電壓及電源確認信號，而當判斷電源確認 k號疋從低電壓準位上升到高電壓準位時，得以綠認電腦 系統是處於一開機狀態(S403)。 15 1379190 元之ί、Γ進階組態，源管理介面是持續地控制開關單 π之導通，用以讓運作電壓成為系早 階組態電源管理介面會隨時進行判斷電i腦牟統s否=進 機狀態_。其 疋例如接收到主機板上的南橋晶片 ^ 入休眠或關機狀態。若 果為疋’則表示SLP S3信號狁古带阿油 此時進階組態電源管理二二= 運作’以轉換待命電壓來接替成為系統電壓(剛）/ 之’若步驟(S4°7)的判斷結果為否，則表示目前電 =統=能是處於開機運作的狀態，於是提供一控制電 早几來朴判斷電源確認信號是否產生變化(則）。若 則则斷縣為是，職祐㈣ 二原確認信號是錢從高電壓準位下降到低祕準位 信生一電源遮斷現象’而導致電源確認 降二/交在時’控制電路單元會在運作電壓開始下 步控制電壓轉換11之運作，以及時轉換待 =堡來接替成為系統電壓(S413)。進而才讓系統 待命電壓同時關閉(S41y。 /' 而若步驟(S411)的判斷結果為否，則表示目 統仍處於開機運作狀態，並且電源供應器的接電也正常: 於是^錢執行步驟(_5)及其驗之動作。 ▲综上所述，本發明是利用能即時反應電源供應器之 ，態的電源確認信號來做為反應電源遮斷之電路裝置進 仃切換及控制的判斷依據，以在電源供應器的運作電壓停 止供應而電鮮位開始下降之前，能及時控制轉換待命電 16 壓來接替成為系統電壓，藉以防止系統電壓瞬間產生電壓 落下再恢復的陷落情形。進而避免電腦系統在突然發生電 源中斷時，產生不必要的重置或誤動作之現象。 惟，以上所述，僅為本發明的具體實施例之詳細說 明及圖式而已，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍 應以下述之申請專利範圍為準，任何熟悉該項技藝者在本 發明之領域内，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下 本案所界定之專利範圍。 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明反應電源遮斷之電路裝置的實施例方塊 圖； 第二圖係本發明控制電路單元的一實施例電路示意圖； 第三圖係本發明控制電路單元的一實施例運作時序圖；及 第四圖係本發明反應電源遮斷之方法的實施例流程圖。 【主要元件符號說明】 1主機板 10電路裝置 101開關單元 102電壓轉換器 103進階組態電源管理介面 104控制電路單元 1041第一分壓電路 1042第二分壓電路 1043第三分壓電路 1044第一比較器 1045第二比較器 1046穩壓電容 17 1379190 11主機板晶片 12周邊設備控制器 2電源供應器 CS控制信號 D1二極體 PWR_OK電源確認信號
Rl，R2，R3，R4，R5，R6 電阻
Vcc運作電壓
Vdual系統電壓
Vsb待命電壓 T時間差 S401〜S415流程圖步驟說明 18