TWI386788B - 電源切換電路 - Google Patents

Description

電源切換電路

本發明係關於一種切換電路，尤指一種電源切換電路。

主機板設計中，電源電路之設計至關重要，它會直接影響到整個主機板之品質。為了適應成本之需求，必須不斷對習知之主機板電源電路進行優化或者開發出新電源電路以在成本及品質之間找到一個平衡點。一般之電源供應器之輸出方式為多端輸出，其效率不高。單端輸出之電源供應器可以提高效率。惟，目前還沒有主機板可以共用多端輸出及單端輸出之電源供應器。

鑒於以上內容，本發明提供一種電源切換電路，以使主機板可共用單端與多端輸出之電源供應器。

一種電源切換電路，用於將一電源供應器之電壓提供給一主機板，其包括一用於連接該電源供應器之連接器、一偵測電路、一第一開關電路及一第一轉換電路，該連接器包括一偵測引腳、一第一組電源引腳、一第二組電源引腳，該連接器之偵測引腳與該偵測電路相連，該連接器之第一組電源引腳透過該第一開關電路與該主機板上之第二電源端相連，該連接器之第二組電源引腳與該主機板上之第一電源端相連，該偵測電路分別透過該第一轉換電路及第一開關電路與該主機板上之第二電源端相連，該第一轉換電路還連接主機板之第一電源端，該偵測電路透過偵測連接器之偵測引腳 之電壓情況判斷該電源供應器之輸出為單端輸出模式或雙端輸出模式並輸出相應之控制訊號，若該電源供應器為單端輸出模式時，該偵測電路輸出第一控制訊號來控制該第一開關電路關閉並控制該第一轉換電路開啟，該連接器之第二組電源引腳將一第一電壓提供給主機板之第一電源端，該第一轉換電路將來自主機板之第一電源端之第一電壓轉換為一第二電壓提供給主機板之第二電源端；若該電源供應器為多端輸出模式時，該偵測電路輸出第二控制訊號控制第一開關電路開啟並控制該第一轉換電路關閉，該連接器之第二組電源引腳將第一電壓提供給主機板之第一電源端，該連接器之第二組電源引腳透過第一開關電路提供第二電壓給主機板之第二電源端。

本發明之電源切換電路透過該偵測電路來偵測電源供應器之輸出狀況；並根據偵測結果輸出控制訊號來控制該第一、第二開關電路之開關及第一、第二轉換電路之啟動與關閉從而控制該電源供應器之輸出電壓於該主機板上電源端，以使該主機板可以共用單端及雙端輸出之電源供應器。

如圖1所示，本發明電源切換電路之較佳實施方式包括一用於連接一電源供應器70之連接器10、一偵測電路20、一第一開關電路30、一第二開關電路40、一第一轉換電路50及一第二轉換電路60。該連接器10可以接多端輸出之電源供應器亦可接單端輸出之電源供應器。

該連接器10與一主機板80上之第一電源端12V_SYS 相連並透過該第一及第二開關電路30及40分別與該主機板80上之第二及第三電源端3D3V_SYS及5V_SYS相連。該連接器10還依次透過該偵測電路20及第一轉換電路50與該主機板80上之第二電源端3D3V_SYS相連，並依次透過該偵測電路20及第二轉換電路60與該主機板80上之第三電源端5V_SYS相連。該偵測電路20還與該第一及第二開關電路30及40相連。該偵測電路20透過偵測該連接器10上之引腳電壓判定與其連接之電源供應器70之輸出狀況是單端輸出或多端輸出，若判定該電源供應器70為單端輸出時，該偵測電路20輸出第一控制訊號來控制該第一、第二開關電路30、40關閉並控制該第一、第二轉換電路50、60開啟，若判定該電源供應器70為多端輸出時，該偵測電路20輸出第二控制訊號來控制該第一、第二開關電路30、40開啟並控制該第一、第二轉換電路50、60關閉。

如圖2所示，該連接器10包括一偵測引腳13，一第一組電源引腳1、2、12，一第二組電源引腳10、11及一第三組電源引腳。其中透過其偵測引腳13之電壓值可知所接之該電源供應器70為多端輸出之電源供應器還是單端輸出之電源供應器。當該偵測引腳13之電壓為3.3V時，則該連接器10連接為多端輸出之電源供應器，其中第一組電源引腳1、2及12之電壓為3.3V，第二組電源引腳10及11之電壓為12V，第三組電源引腳21、22及23之電壓為5V。即多端輸出之電源供應器輸出12V、5V及3.3V之電壓。當該連接器10之偵測引腳13電壓為5V時，則該電源供應器70 為單端輸出之電源供應器，其中第一、第二及第三組引腳之電壓均為12V，即單端輸出之電源供應器70只輸出12V之電壓。

該偵測電路20包括一比較器U及第一、第二電開關Q1、Q2。該比較器U之同相輸入端連接該連接器10之偵測引腳13以偵測該偵測引腳13之電壓值，該比較器U之反相輸入端設置一參考電壓Vref，該參考電壓Vref之值是電壓值大於3.3V且小於5V中之任意一個值。該第一電開關Q1之第一端連接該比較器U之輸出端，該第一電開關Q1之第二端接地，該第一電開關Q1之第三端透過一電阻R1連接到該主機板80上之第一電源端12V_SYS。該第二電開關Q2之第一端連接該第一電開關Q1之第三端，該第二電開關Q2之第二端接地，該第二電開關Q2之第三端透過一電阻R2接該主機板80上之第一電源端12V_SYS。

該第一開關電路30包括第三、第四電開關Q3、Q4。該第三電開關Q3之第一端連接該第二電開關Q2之第三端，該第三電開關Q3之第二端與該連接器10之第一組電源引腳1、2及12相連，該第三電開關Q3之第三端與該連接器10之第二組電源引腳10及11相連並連接該第一電源端12V_SYS，從而為該第一電源端12V_SYS提供電壓。該第四電開關Q4之第一端與該第二電開關Q2之第一端相連，該第四電開關Q4之第二端與該主機板80上之第二電源端3D3V_SYS相連，該第四電開關Q4之第三端與該第三電開關Q3之第二端相連。

該第二開關電路40包括第五、第六電開關Q5及Q6。該第五電開關Q5之第一端與該第三電開關Q3之第一端相連，該第五電開關Q5之第二端與該連接器10之第三組引腳21、22及23相連，該第五電開關Q5之第三端與該第三電開關Q3之第三端相連。該第六電開關Q6之第一端與該第四電開關Q4之第一端相連，該第六電開關Q6之第二端與該主機板80上之第三電源端5V_SYS相連，該第六電開關Q6之第三端與該第五電開關Q5之第二端相連。

該第一轉換電路50包括第七、第八電開關Q7、Q8及一第一轉換器52。該第七電開關Q7之第一端透過一電阻R3與該第一電開關Q1之第一端相連，該第七電開關Q7之第二端接地，該第七電開關Q7之第三端透過一電阻R4與該第一電源端12V_SYS相連。該第八電開關Q8之第一端與該第七電開關Q7之第三端相連，該第八電開關Q8之第二端接地，該第八電開關Q8之第三端透過一電阻R5與該第一電源端12V_SYS相連，其還與該第一轉換器52之輸入端相連，該第一轉換器52之輸出端與該主機板80上之第二電源端3D3V_SYS相連。

該第二轉換電路60包括第九、第十電開關Q9、Q10及一第二轉換器62。該第九電開關Q9之第一端透過一電阻R6與該第一電開關Q1之第一端相連，該第九電開關Q9之第二端接地，該第九電開關Q9之第三端透過一電阻R7與該第一電源端12V_SYS相連。該第十電開關Q10之第一端與該第九電開關Q9之第三端相連，該第十電開關Q10之第 二端接地，該第十電開關Q10之第三端透過一電阻R8與該第一電源端12V_SYS相連，其還與該第二轉換器62之輸入端相連，該第二轉換器62之輸出端與該主機板80之第三電源端5V_SYS相連。

在本實施方式中，該第一電開關Q1至第六電開關Q6為場效應電晶體，其第一、二及三端分別為閘極、源極及汲極。該第七電開關Q7至第十電開關Q10為NPN型電晶體，其第一、二及三端分別為基極、射極及集極。該第一電開關Q1至第十電開關Q10可根據需要為其他型號之電開關。

當該偵測電路20偵測到該連接器10之偵測引腳13之電壓值為3.3V時，則該電源供應器70為多端輸出之電源供應器，此時，該比較器U之同相輸入端之電壓為3.3V，該比較器U之同相輸入端之電壓值小於該比較器U之反相輸入端之參考電壓Vref，該比較器U之輸出端輸出低電平，該第一轉換電路50中之第七電開關Q7及第二轉換電路60中之第九電開關Q9均截止，則該第一轉換電路50中之第八電開關Q8及第二轉換電路中70之第十電開關Q10均導通，則該第一及第二轉換器50及60之輸入端為低電平，即該第一、第二轉換器52及62關閉。

由於該比較器U之輸出端輸出為低電平，該偵測電路20中之第一電開關Q1截止，則該第二電開關Q2導通，從而該第一及第二開關電路30及40中之第三及第五電開關Q3及Q5之第一端與第二端之間之電壓均為低電平，故該第三及第五電開關Q3及Q5均截止，第四及第六電開關Q4及 Q6之第一端與第二端之間之電壓均為高電平，故該第四及第六電開關Q4及Q6均導通，即該電源供應器70透過該連接器10中之第一組引腳1、2、12及該第四電開關Q4將3.3V電壓提供給該主機板80上之第二電源端3D3V_SYS，透過該連接器10中之第三組引腳21、22、23及第六電開關Q6將5V電壓提供給該主機板80上之第三電源端5V_SYS。該電源供應器70透過該連接器10之第二組引腳10及11直接將12V電壓提供給該主機板80上之第一電源端12V_SYS。

當該偵測電路20偵測到該連接器10之偵測引腳13之電壓值為5V時，則該電源供應器70為單端輸出之電源供應器，此時，該比較器U之同相輸入端之電壓為5V，該比較器U之同相輸入端之電壓大於該比較器U之反相輸入端之參考電壓Vref，該比較器U之輸出端輸出高電平，該第一轉換電路50中之第七電開關Q7及第二轉換電路60中之第九電開關及Q9均導通，則該第一轉換電路50中之第八電開關Q8及第二轉換電路中60之第十電開關Q10均截止，則該第一及第二轉換器52及62之輸入端為高電平，即該第一及第二轉換器52及62啟動，並將其輸入端接收到之12V電壓分別轉換成3.3V及5V之電壓輸出給該主機板80上之第二電源端3D3V_SYS及第三電源端5V_SYS。

由於該比較器U之輸出端輸出為高電平，該偵測電路20中之第一電開關Q1導通，則該第二電開關Q2截止，從而該第一及第二開關電路30及40中之第四及第六電開關Q4及Q6之第一端與第二端電壓均為低電平，故第四及第六 電開關Q4及Q6均截止，且該第一及第二開關電路30及40中之第三及第五電開關Q3及Q5之第一端與第二端之間之電壓為低電平，故該第三及第五電開關Q3及Q5均截止。該電源供應器70只透過該連接器10之第二組引腳10及11將12V電壓提供給該主機板80上之第一電源端12V_SYS。

本發明電源切換電路使該主機板可共用單端與多端輸出之電源供應器。

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。

連接器‧‧‧10

偵測電路‧‧‧20

第一開關電路‧‧‧30

第二開關電路‧‧‧40

第一轉換電路‧‧‧50

第二轉換電路‧‧‧60

電源供應器‧‧‧70

主機板‧‧‧80

第一轉換器‧‧‧52

第二轉換器‧‧‧62

比較器‧‧‧U

第一至第十電開關‧‧‧Q1－Q10

電阻‧‧‧R1－R8

圖1係本發明電源切換電路較佳實施方式連接一電源供應器及一主機板之原理框圖。

圖2係圖1中電源切換電路之電路圖。

連接器‧‧‧10

偵測電路‧‧‧20

第一開關電路‧‧‧30

第二開關電路‧‧‧40

第一轉換電路‧‧‧50

第二轉換電路‧‧‧60

電源供應器‧‧‧70

主機板‧‧‧80

Claims (10)

1. 一種電源切換電路，用於將一電源供應器之電壓提供給一主機板，其包括一用於連接該電源供應器之連接器、一偵測電路、一第一開關電路及一第一轉換電路，該連接器包括一偵測引腳、一第一組電源引腳、一第二組電源引腳，該連接器之偵測引腳與該偵測電路相連，該連接器之第一組電源引腳透過該第一開關電路與該主機板上之第二電源端相連，該連接器之第二組電源引腳與該主機板上之第一電源端相連，該偵測電路分別透過該第一轉換電路及第一開關電路與該主機板上之第二電源端相連，該第一轉換電路還連接主機板之第一電源端，該偵測電路透過偵測連接器之偵測引腳之電壓情況判斷該電源供應器之輸出為單端輸出模式還係雙端輸出模式並輸出相應之控制訊號，若該電源供應器為單端輸出模式時，該偵測電路輸出第一控制訊號來控制該第一開關電路關閉並控制該第一轉換電路開啟，該連接器之第二組電源引腳將一第一電壓提供給主機板之第一電源端，該第一轉換電路將來自主機板之第一電源端之第一電壓轉換為一第二電壓提供給主機板之第二電源端；若該電源供應器為多端輸出模式時，該偵測電路輸出第二控制訊號控制第一開關電路開啟並控制該第一轉換電路關閉，該連接器之第二組電源引腳將第一電壓提供給主機板之第一電源端，該連接器之第二組電源引腳透過第一開關電路提供第二電壓給主機板之第二電源端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電源切換電路，其中該偵測電路包括一比較器及第一、第二電開關，該第一、第二電開 關於其第一端與第二端之間之電壓為高電平時導通，其第一端與第二端之間之電壓為低電平時截止，該比較器之同相輸入端連接該連接器之偵測引腳，其反相輸入端設置一參考電壓，其輸出端連接該第一電開關之第一端及第一轉換電路，該第一電開關之第二端接地，該第一電開關之第三端連接到該主機板上之第一電源端及第一開關電路，該第二電開關之第一端連接該第一電開關之第三端，該第二電開關之第二端接地，該第二電開關之第三端連接該主機板上之第一電源端及該第一開關電路。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電源切換電路，其中該第一開關電路包括第三、第四電開關，該第三、第四電開關於其第一端與第二端之間之電壓為高電平時導通，其第一端與第二端之間之電壓為低電平時截止，該第三電開關之第一端連接該第二電開關之第三端，該第三電開關之第二端與該連接器之第一組電源引腳相連，該第三電開關之第三端與該連接器之第二組引腳，該第四電開關之第一端與該第二電開關之第一端相連，該第四電開關之第二端與該主機板之第二電源端相連，該第四電開關之第三端與該第三電開關之第二端相連。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電源切換電路，其中該第一轉換電路包括第五、第六電開關及第一轉換器，該第五、第六電開關於其第一端與第二端之間之電壓為高電平時導通，其第一端與第二端之間之電壓為低電平時截止，該第五電開關之第一端與該偵測電路之第一電開關之第一端相連，該第五電開關之第二端接地，其第三端連接該第一電源 端，該第六電開關之第一端連接該第五電開關之第三端，其第二端接地，其第三端連接該第一電源端並與該第一轉換器之輸入端相連，該第一轉換器之輸出端連接該第二電源端。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電源切換電路，其中該電源切換電路還包括一第二開關電路及一第二轉換電路，該連接器還包括第三組電源引腳，該第三組電源引腳透過該第二開關電路與該主機板上之第三電源端相連，該偵測電路分別透過該第二轉換電路及第二開關電路與該主機板上之第三電源端相連，該第二轉換電路還連接主機板之第一電源端，若該電源供應器為單端輸出模式時，該偵測電路輸出第一控制訊號來控制該第二開關電路關閉並控制該第二轉換電路開啟，該連接器之第二轉換電路將來自主機板之第一電源端之第一電源轉換為一第三電壓提供給主機板之第三電源端；若該電源供應器為多端輸出模式時，該偵測電路輸出第二控制訊號控制第二開關電路開啟並控制該第二轉換電路關閉，該連接器之第三組電源引腳透過第二開關電路提供第三電壓給主機板之第三電源端。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電源切換電路，其中該偵測電路包括一比較器及第一、第二電開關，該第一、第二電開關於其第一端與第二端之間之電壓為高電平時導通，其第一端與第二端之間之電壓為低電平時截止，該比較器之同相輸入端連接該連接器之偵測引腳，其反相輸入端設置一參考電壓，其輸出端連接該第一電開關之第一端及第一、第二轉換電路，該第一電開關之第二端接地，該第一電開關之第三端連接到該主機板上之第一電源端及第一、第二開關電路，該 第二電開關之第一端連接該第一電開關之第三端，該第二電開關之第二端接地，該第二電開關之第三端連接該主機板上之第一電源端及該第一、二開關電路。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電源切換電路，其中該第一開關電路包括第三、第四電開關，該第三、第四電開關於其第一端與第二端之間之電壓為高電平時導通，其第一端與第二端之間之電壓為低電平時截止，該第三電開關之第一端連接該第二電開關之第三端，該第三電開關之第二端與該連接器之第一組電源引腳相連，該第三電開關之第三端與該連接器之第二組引腳相連，該第四電開關之第一端與該第二電開關之第一端相連，該第四電開關之第二端與該主機板之第二電源端相連，該第四電開關之第三端與該第三電開關之第二端相連。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電源切換電路，其中該第一轉換電路包括第五、第六電開關及第一轉換器，該第五、第六電開關於其第一端與第二端之間之電壓為高電平時導通，其第一端與第二端之間之電壓為低電平時截止，該第五電開關之第一端與該偵測電路之第一電開關之第一端相連，該第五電開關之第二端接地，其第三端連接該第一電源端，該第六電開關之第一端連接該第五電開關之第三端，其第二端接地，其第三端連接該第一電源端並與該第一轉換器之輸入端相連，該第一轉換器之輸出端連接該第二電源端。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電源切換電路，其中該第二開關電路包括第七及第八電開關，該第七、第八電開關於其第一端與第二端之間之電壓為高電平時導通，其第一端與第 二端之間之電壓為低電平時截止，該第七電開關之第一端與該第三電開關之第一端連接，該第七電開關之第二端與該連接器之第三組電源引腳相連，該第七電開關之第三端與該連接器之第二組電源引腳相連，該第八電開關之第一端與該第四電開關之第一端相連，該第八電開關之第二端與該主機板之第三電源端相連，該第八電開關之第三端與該第七電開關之第二端相連。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電源切換電路，其中該第二轉換電路包括第九、第十電開關及第二轉換器，該第九、第十電開關於其第一端與第二端之間之電壓為高電平時導通，其第一端與第二端之間之電壓為低電平時截止，該第九電開關之第一端與該偵測電路之第一電開關之第一端相連，該第九電開關之第二端接地，其第三端連接該第一電源端，該第十電開關之第一端連接該第九電開關之第三端，其第二端接地，其第三端連接該第一電源端並與該第二轉換器之輸入端相連，該第二轉換器之輸出端連接該第三電源端。