TWI450082B - 備用電源產生電路 - Google Patents

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Description

備用電源產生電路
本發明涉及一種備用電源產生電路。
電腦中的3.3V備用電源的電壓允許範圍為3.3V±5%，即3.46V~3.14V。當電腦開機完全後，3.3V備用電源的電壓只需要3.14V即可。然，先前的備用電源產生電路在電腦開機完全後並不能調整降低3.3V備用電源的電壓接近於3.14V，如此使得輸出功率較大，造成浪費。
鑒於以上內容，有必要提供一種節省電能的備用電源產生電路。
一種備用電源產生電路，包括：
一PWM控制器，其包括一電源端、一接地端、一補償端、一回授端、一引導端、一相位端、一高端驅動器端及一低端驅動器端，該電源端與一第一電源相連，補償端透過一第一電容與回授端相連，接地端接地，引導端透過一第二電容與相位端相連；
第一至第三電阻；
一第一場效應電晶體，其汲極與該PWM控制器的回授端相連，閘極與一電源管理控制晶片的等待開機訊號引腳相連，源極透過該第一電阻接地；
一第二場效應電晶體，其汲極與該第一場效應電晶體的汲極相連，閘極與該電源管理控制晶片的開機完全訊號引腳相連，源極透過該第二電阻接地；
一第三場效應電晶體，其汲極與一第二電源相連，閘極與該PWM控制器的高端驅動器端相連，源極與該相位端相連；
一第四場效應電晶體，其汲極與該第三場效應電晶體的源極相連，閘極與該PWM控制器的低端驅動器端相連，源極接地；及
一電感，該PWM控制器的相位端依次透過該電感及一第三電容接地，該電感與第三電容之間的節點用於輸出一備用電源，該電感與第三電容之間的節點透過一第三電阻與該第二場效應電晶體的汲極相連。
上述備用電源產生電路透過PWM控制器、第三場效應電晶體、第四場效應電晶體、電感以及第三電容輸出一備用電源，一等待開機訊號及一開機完全訊號控制第一場效應電晶體、第二場效應電晶體導通或截止以調整備用電源的電壓，如此使得輸出功率較小，減少了浪費。
請參閱圖1，本發明備用電源產生電路的較佳實施方式包括一PWM控制器U1、一第一場效應電晶體Q1、一第二場效應電晶體Q2、一第三場效應電晶體Q3、一第四場效應電晶體Q4、一電感L、電阻R1~R7以及電容C1~C7。本實施方式中，該PWM控制器U1的型號為ISL6545。
該PWM控制器U1包括一電源端VCC、一接地端GND、一補償端COMP、一回授端FB、一引導端BOOT、一相位端PHASE、一高端驅動器端UGATE及一低端驅動器端LGATE。
該PWM控制器U1的電源端VCC透過該電阻R1與一5V備用電源V_SB1相連，還透過該電容C1接地。該補償端COMP依次透過該電容C2、電阻R2與該第一場效應電晶體Q1的汲極相連。該回授端FB透過該電容C3與該補償端COMP相連，還直接與該第一場效應電晶體Q1的汲極相連。該PWM控制器U1的接地端GND接地。該引導端BOOT透過該電容C4與該相位端PHASE相連，該相位端PHASE依次透過該電感L及電容C5接地。該高端驅動器端UGATE與該第三場效應電晶體Q3的閘極相連。該低端驅動器端LGATE與該第四場效應電晶體Q4的閘極相連，還透過該電阻R3接地。該電感L與電容C5之間的節點用於輸出一備用電源V_SB2。
該第三場效應電晶體Q3的汲極與一輸入電壓源V_IN相連，還透過該電容C6接地，源極與該相位端PHASE相連。
該第四場效應電晶體Q4的汲極與該第三場效應電晶體Q3的源極相連，源極接地。
該第一場效應電晶體Q1的閘極與一電源管理控制晶片的等待開機訊號引腳GP0相連，源極透過該電阻R4接地。
該第二場效應電晶體Q2的汲極與該第一場效應電晶體Q1的汲極相連，閘極與該電源管理控制晶片的開機完全訊號引腳GP1相連，源極透過該電阻R5接地。
該電阻R6的第一端連接於該電感L與電容C5之間的節點，第二端與該第二場效應電晶體Q2的汲極相連。
該電阻R7與電容C7串聯連接後與該電阻R6並聯相連。
本實施方式中，該電阻R4的阻值為2.00KΩ，該電阻R5的阻值為2.14KΩ，該電阻R6的阻值為9.09KΩ。
下面對本發明備用電源產生電路的工作原理進行說明。
該PWM控制器U1的高端驅動器端UGATE和低端驅動器端LGATE交替地輸出一高電平，以對應控制該第三場效應電晶體Q3及第四場效應電晶體Q4導通或截止。
當該高端驅動器端UGATE為高電平而低端驅動器端LGATE為低電平時，該第三場效應電晶體Q3導通、第四場效應電晶體Q4截止，此時該輸入電壓源V_IN的電壓經該第三場效應電晶體Q3分壓後於該電感L與電容C5之間的節點輸出一3.3V的備用電源V_SB2。同時，該輸入電壓源V_IN還透過該第三場效應電晶體Q3及電感L給該電容C5充電。
當該高端驅動器端UGATE為低電平而低端驅動器端LGATE為高電平時，該第三場效應電晶體Q3截止、第四場效應電晶體Q4導通，由於該電感L及電容C5兩端的電壓均不能突變，該電感L與電容C5之間的節點仍然輸出3.3V的備用電源V_SB2。
根據該PWM控制器U1的輸出特性，該電感L與電容C5之間的節點的備用電源V_SB2的電壓滿足以下公式：
V_SB2=0.6×（R6+R4）/R4 （1）或
V_SB2=0.6×（R6+R5）/R5 （2）
當該第一場效應電晶體Q1導通且第二場效應電晶體Q2截止時，該備用電源V_SB2的電壓滿足（1）式，當第一場效應電晶體Q1截止且第二場效應電晶體Q2導通時，該備用電源V_SB2的電壓滿足（2）式。
在系統開機之前，該電源管理控制晶片的等待開機訊號引腳GP0為高電平，開機完全訊號引腳GP1為低電平，此時該第一場效應電晶體Q1導通、第二場效應電晶體Q2截止，此時該備用電源V_SB2的電壓滿足（1）式，即該備用電源V_SB2的電壓為3.327V。
當系統開機完全後，該電源管理控制晶片的等待開機訊號引腳GP0為低電平，開機完全訊號引腳GP1為高電平，此時該第一場效應電晶體Q1截止、第二場效應電晶體Q2導通，此時該備用電源V_SB2的電壓滿足（2）式，即該備用電源V_SB2的電壓為3.149V，接近於最小值3.14V。
上述備用電源產生電路透過該PWM控制器U1、第三場效應電晶體Q3、第四場效應電晶體Q4、電感L以及電容C5輸出該備用電源V_SB2，等待開機訊號引腳GP0、開機完全訊號引腳GP1控制該第一場效應電晶體Q1、第二場效應電晶體Q2導通或截止以調整該備用電源V_SB2的電壓。當系統開機完全後，該第一場效應電晶體Q1截止、第二場效應電晶體Q2導通，此時該備用電源V_SB2的電壓接近該備用電源V_SB2電壓的最小值3.14V，如此使得電腦完全開機後備用電源產生電路的輸出功率接近最小，減少了浪費。
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，於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。
U1‧‧‧PWM控制器
Q1‧‧‧第一場效應電晶體
Q2‧‧‧第二場效應電晶體
Q3‧‧‧第三場效應電晶體
Q4‧‧‧第四場效應電晶體
L‧‧‧電感
R1~R7‧‧‧電阻
C1~C7‧‧‧電容
VCC‧‧‧電源端
GND‧‧‧接地端
COMP‧‧‧補償端
FB‧‧‧回授端
BOOT‧‧‧引導端
PHASE‧‧‧相位端
UGATE‧‧‧高端驅動器端
LGATE‧‧‧低端驅動器端
V_SB1‧‧‧5V備用電源
V_SB2‧‧‧備用電源
V_IN‧‧‧輸入電壓源
GP0‧‧‧等待開機訊號引腳
GP1‧‧‧開機完全訊號引腳
圖1係本發明備用電源產生電路的較佳實施方式的電路圖。
U1‧‧‧PWM控制器
Q1‧‧‧第一場效應電晶體
Q2‧‧‧第二場效應電晶體
Q3‧‧‧第三場效應電晶體
Q4‧‧‧第四場效應電晶體
L‧‧‧電感
R1~R7‧‧‧電阻
C1~C7‧‧‧電容
VCC‧‧‧電源端
GND‧‧‧接地端
COMP‧‧‧補償端
FB‧‧‧回授端
BOOT‧‧‧引導端
PHASE‧‧‧相位端
UGATE‧‧‧高端驅動器端
LGATE‧‧‧低端驅動器端
V_SB1‧‧‧5V備用電源
V_SB2‧‧‧備用電源
V_IN‧‧‧輸入電壓源
GP0‧‧‧等待開機訊號引腳
GP1‧‧‧開機完全訊號引腳

Claims (7)

  1. 一種備用電源產生電路，包括：
    一PWM控制器，其包括一電源端、一接地端、一補償端、一回授端、一引導端、一相位端、一高端驅動器端及一低端驅動器端，該電源端與一第一電源相連，補償端透過一第一電容與回授端相連，接地端接地，引導端透過一第二電容與相位端相連；
    第一至第三電阻；
    一第一場效應電晶體，其汲極與該PWM控制器的回授端相連，閘極與一電源管理控制晶片的等待開機訊號引腳相連，源極透過該第一電阻接地；
    一第二場效應電晶體，其汲極與該第一場效應電晶體的汲極相連，閘極與該電源管理控制晶片的開機完全訊號引腳相連，源極透過該第二電阻接地；
    一第三場效應電晶體，其汲極與一第二電源相連，閘極與該PWM控制器的高端驅動器端相連，源極與該相位端相連；
    一第四場效應電晶體，其汲極與該第三場效應電晶體的源極相連，閘極與該PWM控制器的低端驅動器端相連，源極接地；及
    一電感，該PWM控制器的相位端依次透過該電感及一第三電容接地，該電感與第三電容之間的節點用於輸出一備用電源，該電感與第三電容之間的節點透過一第三電阻與該第二場效應電晶體的汲極相連。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之備用電源產生電路，其中該PWM控制器的型號為ISL6545。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之備用電源產生電路，其中該第一電阻的阻值為2KΩ，該第二電阻的阻值為2.14KΩ，該第三電阻的阻值為9.09KΩ。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之備用電源產生電路，其中該PWM控制器的電源端還透過一第四電容接地。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之備用電源產生電路，其中該PWM控制器的補償端還依次透過一第四電容、一第四電阻與該第一場效應電晶體的汲極相連。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之備用電源產生電路，其中該PWM控制器的低端驅動器端還透過一第四電阻接地。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之備用電源產生電路，其中該備用電源產生電路還包括一第四電阻及一第四電容，該第四電阻與該第四電容串聯後與該第三電阻並聯。
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