TWI386783B - 供電控制電路 - Google Patents

Description

供電控制電路

本發明涉及一種供電控制電路，特別涉及一種電腦主機板上CPU供電控制電路。

隨著科技之進步，CPU之主頻越來越高，另外，還有用戶為獲取更高之CPU處理速度，採用超頻技術，這樣CPU經常工作於高溫環境下，此溫度超過了CPU安全工作溫度範圍，長時間之高溫工作會使CPU出現老化加快、穩定性差等問題，更嚴重還會造成CPU被燒毀。對此問題之解決措施，比較常見係買一個散熱性能好之風扇，但這也不能完全保證CPU之安全，同時用戶於安裝使用過程中之一些不規範操作，比如風扇沒有放好、沒放，或者風扇老化、滑絲等，會致使CPU散熱效果不理想，進而可能導致CPU被燒毀。

鑒於以上內容，有必要提供一種於CPU之工作溫度超過安全溫度範圍時，立即停止為CPU供電之供電控制電路。

一種供電控制電路，用於控制是否為一電腦之CPU供電，其包括一第一開關、一溫度偵測電路、一供電電路及一放電電路，該第一開關連接一第一電源並連接於該溫度偵測電路與電腦之基本輸入輸出系統之間，該供電電路分別與該溫度偵測電路、該CPU及該放電電路相連，該放電電路與該溫度偵測電路及該CPU相連，該溫度偵測電路與該CPU相連，用於偵測CPU工作溫度，並於CPU之工作 溫度超過安全範圍時，發出溫度過高訊號，該供電電路接收到該溫度過高訊號後停止工作，該放電電路接收到此溫度過高訊號後，為該供電電路放電，從而停止向該CPU供電，當開機後，若不需要對CPU進行保護，電腦之基本輸入輸出系統輸出一控制訊號控制該第一開關截止，該第一電源不供電給該溫度偵測電路，該溫度偵測電路停止工作；若需要對CPU進行保護，電腦之基本輸入輸出系統輸出一控制訊號控制該第一開關導通，該第一電源供電給該溫度偵測電路，該溫度偵測電路工作。

此供電控制電路，可藉由溫度偵測電路偵測CPU之溫度，當偵測到之溫度超過某一設定溫度時，使供電電路停止工作並藉由放電電路放電，從而給CPU斷電，確保CPU工作於安全溫度範圍內，防止其燒毀。

請參閱圖1，本發明供電控制電路之較佳實施方式包括一開關10、一溫度偵測電路20、一供電電路30及一放電電路40，用於控制是否為一中央處理器(CPU)50供電。開關10與溫度偵測電路20相連。供電電路30與溫度偵測電路20、CPU 50及放電電路40相連。放電電路40與溫度偵測電路20及CPU 50相連。溫度偵測電路20與CPU 50相連。

再參閱圖2，開關10包括一NMOS場效電晶體Q1。溫度偵測電路20包括一溫度偵測晶片U1、一電容C1、一電容C2、複數電阻R1、R2及R3。其中，溫度偵測晶片U1為WINBOND公司之型號為W83L785TS-S之晶片。NMOS場效 電晶體Q1之閘極與基本輸入輸出系統(BIOS)之輸入輸出端GPIO相連，汲極與電源VCC相連，源極與溫度偵測晶片U1之電壓控制端VDD相連。電容C1、電容C2與電阻R1並聯接于NMOS場效電晶體Q1之源極及地之間。溫度偵測晶片U1之溫度偵測端CPUT與CPU之溫度輸出端Temp相連。溫度偵測晶片U1之參考端Vref藉由電阻R2及電阻R3後接地，比較端Offset/Fault_limit連接於電阻R2及電阻R3之間，接地端GND接地。

再參閱圖3，供電電路30包括一電壓調節模組(Voltage Regulator Module，VRM)晶片、NMOS場效電晶體Q2及Q3、一電感L1及一電容C3。其中，VRM晶片為INTERSIL公司之型號為ISL6312CRZ之晶片。VRM晶片之輸入引腳EN連接到溫度偵測晶片U1之溫度判定輸出端Temp_fault。VRM晶片之第一輸出引腳UGATE1連接到NMOS場效電晶體Q2之閘極，NMOS場效電晶體Q2之汲極連接到電源Vin，NMOS場效電晶體Q2之源極及NMOS場效電晶體Q3之汲極及VRM晶片之第一相引腳PHASE1相連，NMOS場效電晶體Q3之閘極連接到VRM晶片之第二輸出引腳LGATE1，NMOS場效電晶體Q3之源極接地。電感L1之一端與VRM晶片之第一相引腳PHASE1相連，另一端藉由電容C3後接地，還連接CPU之供電端VCCP。此VRM晶片中，第一相引腳PHASE1、第一輸出引腳UGATE1及第二輸出引腳LGATE1為一第一組引腳，該VRM晶片可包括多組此引腳，每組引腳與CPU之供電端VCCP之間連接之電子元件及與電子元件之連接方式同第一組引腳，每組引腳與CPU之 供電端VCCP之間連接之電子元件之作用均是保證供電電路30給CPU供電之電壓保持穩定，引腳組越多CPU供電之電壓越穩定。

再參閱圖4，放電電路40包括一電容C4、電阻R4及R5、一三極體Q4及一NMOS場效電晶體Q5。其中，三極體Q4為NPN三極體。放電電路40中之電阻R4一端與溫度偵測晶片U1之溫度判定輸出端Temp_fault相連，電阻R4之另一端藉由電容C4後接地，三極體Q4之基極連接於電阻R4及電容C4之間，集極藉由電阻R5與電源VCC相連，射極接地。NMOS場效電晶體Q5之源極接地，閘極連接到三極體Q4之集極，汲極連接到CPU之供電端VCCP。

當用戶開機後，若用戶不想對CPU進行保護，即CPU溫度過高後不會斷電，用戶得進入BIOS將此功能失效掉，BIOS將會使輸入輸出端GPIO為低電平，從而使NMOS場效電晶體Q1截止，電源VCC不給溫度偵測晶片U1供電，從而使溫度偵測晶片U1停止工作，供電電路30及放電電路40均失效，這樣於BIOS中可實現對CPU是否進行保護之有效控制。

反之，默認BIOS中設置之此功能有效，此時BIOS之輸入輸出端GPIO為高電平，NMOS場效電晶體Q1導通，電源VCC供電給溫度偵測晶片U1使溫度偵測晶片U1開始工作。CPU傳輸溫度值到溫度偵測端CPUT，溫度偵測晶片U1接收到此溫度訊號後，將此溫度與其內部設定之CPU溫度安全值做一個比較，判斷當前溫度是否於安全範圍內，若於安全範圍內則繼續進行偵測比較，若超出CPU溫度安全 值則溫度判定輸出端Temp_fault發出溫度過高訊號，此溫度過高訊號為低電平訊號。

VRM晶片之輸入引腳EN接收到溫度判定輸出端Temp_fault發出之低電平訊號使VRM晶片停止工作。當VRM晶片停止工作之瞬間，電感L1及電容C3有儲存電量，此時，放電電路40會立即使CPU之供電端VCCP之電壓歸零，停止向CPU供電。放電電路40接收到溫度偵測晶片U1之溫度判定輸出端Temp_fault發出之低電平訊號後，三極體Q4截止，電源VCC將NMOS場效電晶體Q5之閘極拉至高電平，NMOS場效電晶體Q5導通，使CPU之供電端VCCP電壓拉至低電平，使電感L1及電容C3之電量放掉，停止向CPU供電端VCCP供電，CPU停止工作。

如是藉由溫度偵測晶片U1、VRM晶片及放電電路40，若CPU溫度超過安全範圍，CPU會立即斷電，用戶就不必擔心CPU被燒毀，即使用戶開機後忘記放CPU風扇也沒有關係，對CPU進行了充分之保護。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

10‧‧‧開關

20‧‧‧溫度偵測電路

30‧‧‧供電電路

40‧‧‧放電電路

50‧‧‧CPU

R1~R5‧‧‧電阻

C1~C4‧‧‧電容

VCC、Vin‧‧‧電源

Q4‧‧‧三極體

Q1、Q2、Q3、Q5‧‧‧NMOS場效電晶體

L1‧‧‧電感

U1‧‧‧溫度偵測晶片

圖1係本發明供電控制電路之較佳實施方式之模組圖。

圖2係圖1中開關、溫度偵測電路及CPU連接之電路圖。

圖3係圖1中供電電路之電路圖。

圖4係圖1中放電電路之電路圖。

10‧‧‧開關

20‧‧‧溫度偵測電路

30‧‧‧供電電路

40‧‧‧放電電路

50‧‧‧CPU

Claims (8)

1. 一種供電控制電路，用於控制是否為一電腦之CPU供電，其包括一第一開關、一溫度偵測電路、一供電電路及一放電電路，該第一開關連接一第一電源並連接於該溫度偵測電路與電腦之基本輸入輸出系統之間，該供電電路分別與該溫度偵測電路、該CPU及該放電電路相連，該放電電路與該溫度偵測電路及該CPU相連，該溫度偵測電路與該CPU相連，用於偵測CPU工作溫度，並於CPU之工作溫度超過安全範圍時，發出溫度過高訊號，該供電電路接收到該溫度過高訊號後停止工作，該放電電路接收到此溫度過高訊號後，為該供電電路放電，從而停止向該CPU供電，當開機後，若不需要對CPU進行保護，電腦之基本輸入輸出系統輸出一控制訊號控制該第一開關截止，該第一電源不供電給該溫度偵測電路，該溫度偵測電路停止工作；若需要對CPU進行保護，電腦之基本輸入輸出系統輸出一控制訊號控制該第一開關導通，該第一電源供電給該溫度偵測電路，該溫度偵測電路工作。
2. 如專利申請範圍第1項所述之供電控制電路，其中該第一開關為一NMOS場效電晶體，該第一開關之閘極連接到基本輸入輸出系統之輸入輸出端，源極連接到該溫度偵測電路之電壓控制端，汲極與該第一電源相連，溫度偵測電路之溫度偵測端連接於該CPU之溫度輸出端，該溫度偵測電路具有溫度判定輸出端，該溫度判定輸出端與該供電電路及該放電電路相連。
3. 如專利申請範圍第2項所述之供電控制電路，其中該供電 電路包括一VRM晶片，一電感，一第一電容，一第二及一第三NMOS場效電晶體，該VRM晶片之輸入引腳連接到該溫度偵測電路之溫度判定輸出端，該VRM晶片之第一輸出引腳連接到該第二NMOS場效電晶體之閘極，該第二NMOS場效電晶體之汲極與一第二電源相連，該第二NMOS場效電晶體之源極及第三NMOS場效電晶體之汲極與該VRM晶片之第一相引腳相連，該第三NMOS場效電晶體之閘極連接到該VRM晶片之第二輸出引腳，該第三NMOS場效電晶體之源極接地，該電感之一端與該VRM晶片之第一相引腳相連，另一端藉由該第一電容後接地，並連接於該CPU之供電端。
4. 如專利申請範圍第2項所述之供電控制電路，其中該放電電路包括一第二開關及一第三開關，該第二開關分別與該第三開關及溫度偵測電路之溫度判定輸出端相連，該第三開關還與CPU之供電端及地相連，該放電電路接收到溫度過高訊號後，該第二開關控制該第三開關導通，使該供電電路放電。
5. 如專利申請範圍第4項所述之供電控制電路，其中該第二開關為一三極體，該三極體之基極連接於溫度偵測電路之溫度判定輸出端，集極與一第一電源相連，射極接地。
6. 如專利申請範圍第5項該之供電控制電路，其中該放電電路還包括一第一電阻、一第二電阻及一第二電容，該第一電阻兩端分別與該溫度偵測電路之溫度判定輸出端及該三極體之基極相連，該第二電阻兩端分別與該三極體之集極及該第一電源相連，該第二電容之兩端分別與該三極體之基極及接地端相連。
7. 如專利申請範圍第5項所述之供電控制電路，其中該第三開關為一NMOS場效電晶體，該第三開關之源極接地，閘極連接到該第二開關之集極，汲極連接到CPU之供電端。
8. 如專利申請範圍第6項所述之供電控制電路，其中該溫度偵測電路包括一溫度偵測晶片，一第三電阻，一第四電阻，一第五電阻及一第三電容，該第三電容與該第三電阻並聯接於溫度偵測晶片之電壓控制端及地之間，該溫度偵測晶片之溫度偵測端與CPU之溫度輸出端相連，參考端藉由該第四電阻及該第五電阻後接地，比較端連接於該第四電阻及該第五電阻之間，溫度判定輸出端與該供電電路及放電電路相連，用於傳送該溫度過高訊號給該供電電路及放電電路。