TWI459189B - 主機板及其電源管理方法 - Google Patents

Description

主機板及其電源管理方法

本發明係關於一種電路板及其電源管理方法，特別是一種主機板及其電源管理方法。

早期的電腦裝置，其主機板上至少需插設中央處理器(central processing unit，CPU)、顯示卡(graphics card)、記憶體(memory module)才能正常開機，以進入作業系統(operating system，OS)正常運作。然而隨著積體電路製程能力的進步，愈來愈多的功能被整合於同一顆晶片之中，例如目前有相當多的低階顯示卡功能被整合進主機板的晶片組(chipset)中，甚至更進一步與中央處理器整合，另外，現今的主機板亦甚少需要插設額外的音效卡以提供音效功能，因此使得主機板上需插設的零組件個數愈來愈少。

而且，積體電路製程能力已經來到了奈米(nanometer，10的負9次方米)等級的技術水準，除了如上述可以在同一顆晶片上整合愈來愈多的功能，且能提昇電路運作時脈之外，晶片所需的功耗也愈來愈少，使得主要以大量積體電路運行的主機板電路，其整體之系統功耗也隨之愈來愈少，甚至在某些低耗電運作的應用情境之下，其整體功耗小於5瓦特(Watt)。

也因此，電腦裝置中的電源供應器(power supply unit，PSU)在目前的應用情境下，最大可供應功率已經不是問題。然而市售的某些電源供應器，其供應電壓源一般為正12伏特電源，當輸出負載過輕如輸出電流小於0.8安培時，其電壓調整(regulation) 的功能會開始出現異常的狀況，甚至啟動其低電流保護(under current protection)機制，而自動切斷其電源輸出。例如當電腦裝置啟動開機程序時，系統整體功耗在開機過程中會有特定期間相當的小，例如中央處理器的部份，其功耗小於6瓦特，此時如果電腦裝置搭配的是上述之電源供應器，其便會自動切斷電源輸出，導致電腦裝置無法正常開機，也就無法進入作業系統。

由於目前自行購買電腦裝置所需之各個部件，而自行組裝整體電腦系統的使用者所在多有，因此並不能避免其選購上述之電源供應器，進而遭遇所述問題。目前解決該問題的方式，主要有下列兩種：第一，電源供應器隨其產品附上一個假負載(dummy load)，係為一顆大功率之水泥電阻，並藉由硬碟機電源插頭的母座，連接於電源供應器之供應電壓源之上，例如正12伏特電壓源，使得供應電壓源之輸出負載持續維持在使其能正常工作的設定值之上。然而此法使得電源供應器一直有不必要的輸出負載，可能導致無法通過針對電源供應器的「80 PLUS」國際規範。第二，製造商在主機板上插設一組固定的假負載，其用意與第一個方法相同，然而可能造成電腦裝置無法通過「能源之星」(Energy Star)之規範。

鑒於以上的問題，本發明係提供一種主機板及其電源管理方法，使主機板可適用於不同之電源供應器，又能兼顧系統功率的效率最佳化。

本發明提出一種主機板，可適用於不同之電源供應器。電源 供應器係提供供應電壓源予主機板。主機板包括電源控制電路以及擴充卡插槽。電源控制電路包括比較器、參考電壓產生電路、功率負載、介面電壓、以及電位決定電阻。比較器具有第一比較輸入端、第二比較輸入端、以及比較輸出端。參考電壓產生電路耦接於第二比較輸入端，並且輸出一參考電壓。功率負載具有控制端以及功率輸出端，其中功率輸出端耦接於供應電壓源，控制端耦接於比較輸出端。電位決定電阻耦接於介面電壓。擴充卡插槽係供擴充卡電性插設，並具有狀態針腳耦接於電位決定電阻與第一比較輸入端。其中，狀態針腳常態地耦合於介面電壓，使狀態針腳之電壓介於介面電壓以及參考電壓之間，或等於介面電壓。比較器輸出第一輸出電壓至功率負載，以開啟功率負載，並增加供應電壓源之輸出負載。並且當擴充卡插設於擴充卡插槽，擴充卡決定狀態針腳之電壓不介於介面電壓以及參考電壓之間，亦不等於介面電壓，比較器輸出第二輸出電壓至功率負載，以關閉功率負載。

本發明又提出一種主機板，應用於電腦系統中，並且適用於各種具不同負載驅動能力之電源供應器。電源供應器係提供供應電壓源予主機板。主機板包括控制元件以及功率負載。控制元件具有開機狀態輸出針腳。功率負載具有控制端以及功率輸出端。功率輸出端耦接於供應電壓源，控制端耦接於開機狀態輸出針腳。其中，當電腦系統執行開機程序並傳送開機訊號至控制元件，控制元件之開機狀態輸出針腳依據開機訊號輸出第一輸出電壓至功率負載，以開啟功率負載，並增加供應電壓源之輸出負載。並 且當電腦系統完成開機程序，控制元件之開機狀態輸出針腳輸出第二輸出電壓至功率負載，以關閉功率負載。

本發明更提出一種主機板之電源管理方法，包括以下步驟：以電源供應器提供供應電壓源至主機板之功率負載。主機板之參考電壓產生電路輸出參考電壓。以主機板之一比較器判斷主機板之擴充卡插槽是否插設擴充卡，若否，擴充卡插槽之一狀態針腳之電壓介於介面電壓以及參考電壓之間，或等於介面電壓，比較器輸出第一輸出電壓至功率負載，以開啟功率負載，並增加供應電壓源之輸出負載；若是，擴充卡決定狀態針腳之電壓不介於介面電壓以及參考電壓之間，亦不等於介面電壓，比較器輸出第二輸出電壓至功率負載，以關閉功率負載。

本發明另外提出一種主機板電源管理方法，係應用於電腦系統。電源管理方法包括以下步驟：以電源供應器提供供應電壓源至主機板之功率負載。啟動電腦系統執行開機程序，並傳送開機訊號至主機板之控制元件。控制元件之開機狀態輸出針腳依據開機訊號輸出第一輸出電壓至功率負載，以開啟功率負載，並增加供應電壓源之輸出負載。當電腦系統完成開機程序，控制元件之開機狀態輸出針腳輸出第二輸出電壓至功率負載，以關閉功率負載。

本發明的功效在於，藉由主機板上的控制電路及其電源管理方法，在供應電壓源之輸出負載可能過低之時，提供其額外之輸出負載，並在不需要額外輸出負載之使用狀況下將其關閉，因此使供應電壓源在各種狀態之下都能正常工作，而使包含本發明之 設計的主機板能夠適用不同電源供應器，同時又能兼顧系統功率的效率最佳化。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

在說明書及後續的申請專利範圍當中，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表第一裝置可直接電氣連接於第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至第二裝置。另外，「正相訊號」係為一數位邏輯訊號之狀態，或可理解為一般之數位邏輯訊號狀態「1」，而「反相訊號」係為另一數位邏輯訊號之狀態，或可理解為一般之數位邏輯訊號狀態「0」。

第1圖為本發明所揭露之第一實施例之主機板100之方塊示意圖。主機板100係應用於一電腦裝置之中，並且適用於不同負載驅動能力之電源供應器(圖中未示)，且此電源供應器係提供供應電壓源160至主機板100，例如提供正12伏特之電壓源輸出，以供主機板100以及插設於其上之元件如硬碟機、擴充卡之所需電源使用。主機板100包含一電源控制電路195及一擴充卡插槽140，電源控制電路195包含比較器110、參考電壓產生電路120、功率負載130、電位決定電阻150以及介面電壓170。

如第1圖所示，比較器110具有第一比較輸入端111、第二比較輸入端112以及比較輸出端113，其中當第一比較輸入端111之電壓小於第二比較輸入端112之電壓，比較器110輸出第一輸 出電壓；而當第一比較輸入端111之電壓大於第二比較輸入端112之電壓，比較器110輸出第二輸出電壓。

參考電壓產生電路120耦接於比較器110的第二比較輸入端112，用以輸出參考電壓121，以作為本實施例中比較器110進行比較之電壓參考位準。

功率負載130具有控制端131以及功率輸出端132，其中功率輸出端132耦接於供應電壓源160，控制端131耦接於比較器110的比較輸出端113，比較器110係透過控制端131控制功率負載130之開啟與關閉。此外，在本發明中，功率負載130可以是但不限於瓦級以上的大功率負載。

電位決定電阻150之一端耦接於介面電壓170，另一端耦接於擴充卡插槽140。如第1圖所示，擴充卡插槽140係供一擴充卡之插設，例如提供顯示卡或記憶體等擴充卡電性插設其中。擴充卡插槽140具有一狀態針腳141，其耦接於比較器110的第一比較輸入端111，且電位決定電阻150係耦接於擴充卡插槽140的狀態針腳141。另外，擴充卡插槽140可以是顯示繪圖陣列(video graphic array，VGA)顯示卡之擴充卡插槽，或是支援快捷外設互聯標準(peripheral component interconnect express，PCI-E)之擴充卡插槽，但不以此為限。

第2圖為本發明所揭露之第一實施例之主機板之電源管理流程圖，在此配合第1圖所示之主機板100的方塊示意圖敘述其控制電路之操作如下：如步驟250所示，以電源供應器提供供應電壓源至主機板之功率負載。如步驟260所示，比較器判斷主機板 之擴充卡插槽是否插設擴充卡，若否，則如步驟270所示，擴充卡插槽之狀態針腳之電壓介於介面電壓以及參考電壓之間，其中狀態針腳之電壓相異於參考電壓，並且趨近於或等於介面電壓，此時比較器輸出第一輸出電壓至功率負載，以開啟功率負載，並增加供應電壓源之輸出負載；若是，則如步驟280所示，擴充卡設定狀態針腳之電壓不介於介面電壓以及參考電壓之間，也就是不等於介面電壓，此時比較器輸出第二輸出電壓至功率負載，以關閉功率負載。

舉例說明，若介面電壓170大於參考電壓121，則當擴充卡未插設於擴充卡插槽140時，狀態針腳141經由電位決定電阻150耦合至介面電壓170，並且於狀態針腳141產生一大於參考電壓121之電壓值，此時比較器110經比較後輸出第一輸出電壓至功率負載130的控制端131，以開啟功率負載130，亦即提供了一額外之輸出負載予供應電壓源160。反之，當擴充卡插設於擴充卡插槽140時，擴充卡將設定狀態針腳141之電壓，而於狀態針腳141產生一小於參考電壓121之電壓，此時比較器110經比較後輸出第二輸出電壓至功率負載130之控制端131，以關閉功率負載130，亦即不會造成供應電壓源160額外之輸出負載。

又另舉一例說明，在本發明的其他實施例中，也可以是將介面電壓170設定為小於參考電壓121的狀態，因此當擴充卡未插設於擴充卡插槽140時，狀態針腳141經由電位決定電阻150耦合至介面電壓170，而於狀態針腳141產生一小於參考電壓121之電壓，此時比較器110經比較後輸出第一輸出電壓至功率負載 130之控制端131，以開啟功率負載130，亦即提供了一額外之輸出負載予供應電壓源160；反之，當擴充卡插設於擴充卡插槽140時，擴充卡將設定狀態針腳141之電壓，使狀態針腳141產生一大於參考電壓121之電壓，此時比較器110經比較後輸出第二輸出電壓至功率負載130之控制端131，以關閉功率負載130，亦即不會造成供應電壓源160額外之輸出負載。

本實施例之功效在於，當擴充卡未插設於主機板100時，防止供應電壓源160之輸出負載過低，而導致電源供應器不正常工作，甚至啟動保護機制進行自動關閉的動作，進而使電腦裝置無法正常使用的問題發生。並且，在擴充卡插設於主機板100時，電源控制電路195並不會在供應電壓源160上形成多餘的輸出負載，故電源供應器能發揮最佳的電源提供效率。

因此，根據擴充卡是否插設於主機板100的狀態來決定是否提供一額外之輸出負載予供應電壓源160，不但使電源供應器的供應電壓源160在各種狀態之下都能正常工作，也在電腦裝置的系統功率的最佳化上取得平衡點，使電源供應器的供應電壓源160所輸出之負載皆屬有目的的輸出，而非無效的浪費。

此外，如第3圖所示，在本發明中，參考電壓產生電路120可包含第一參考電阻210以及第二參考電阻220。第一參考電阻210耦接於介面電壓170與參考電壓121之間，第二參考電阻220耦接於參考電壓121與接地端230之間。如前所述，參考電壓121係作為比較器110進行比較之電壓參考位準。例如，當擴充卡插設於擴充卡插槽140時，狀態針腳141之電壓係經由擴充卡上之 相關電路進行設定，例如將狀態針腳141連接至接地端230使兩者電壓相等；以及當擴充卡未插設於擴充卡插槽140時，狀態針腳141之電壓係經由電位決定電阻150之耦合而形成，例如使狀態針腳141之電壓等於介面電壓170。另外，由於參考電壓121係由介面電壓170以第一參考電阻210以及第二參考電阻220分壓而形成，故能經由比較器110之比較結果而得知擴充卡之插設狀態。

另外，由於參考電壓121係由第一以及第二參考電阻210、220之分壓所決定，因此可以考慮在不同的電路操作情況下，週遭雜訊大小的不同，如已插設擴充卡相對於未插設擴充卡的情況，來進行最佳化的設計。例如當擴充卡插設於主機板100的擴充卡插槽140時，可能造成電源控制電路195較大的週遭雜訊，又此時狀態針腳141之電壓為接地端230之電壓，因此可以將參考電壓121設計為大於介面電壓170的一半，以使得比較器110的輸入差值較大，亦即對於雜訊具有較好的抑制能力，以保障比較器能得到較佳的比較結果。

第4圖為本發明第一實施例所揭露之主機板100之功率負載130的電路示意圖。在本實施例中，功率負載130可包含功率電阻310以及開關元件320。功率電阻310與開關元件320之通道串聯相接，並耦接於功率輸出端132以及接地端230之間。開關元件320之控制端則即為功率負載130之控制端131。當開關元件320接收第一輸出電壓而導通，功率電阻310即於供應電壓源160與接地端230之間形成一輸出負載，例如供應電壓源160為 正12伏特，而功率電阻310為24歐姆，則當開關元件320導通時其上之電流即為0.5安培。要注意的是，此時功率電阻310將消耗6瓦特之功率，因此需要考慮其功率消耗，而以能夠耐受高功率消耗的電阻來實現功率電阻310，例如水泥電阻。

第5圖為本發明所揭露之第二實施例之主機板200之方塊示意圖。本實施例之主機板200與第一實施例所揭露之主機板100之間的差異在於，本發明第二實施例所揭露的主機板200進一步包括控制電路致能開關180、除能電壓185以及致能控制端190。控制電路致能開關180之通道耦接於比較器110之比較輸出端113與除能電壓185之間，控制電路致能開關180包含一元件控制端，其耦接於致能控制端190。

第6圖為本發明所揭露之第二實施例之主機板之電源管理流程圖。配合第5圖所示之主機板200之方塊圖敘述其電源控制電路195之操作如下，其中步驟650、660、670、680對應於第2圖中，第一實施例之步驟250、260、270、280，並且兩者大致相同，在此不再贅述。

在本發明之第二實施例中，如步驟652所示，判斷主機板是否發出除能控制訊號於致能控制端，若是，如步驟654所示，控制電路致能開關之通道導通，且致能控制端經由控制電路致能開關耦合至除能電壓，使功率負載常態地關閉；若否，亦即致能控制端接收到主機板發出之一致能控制訊號，則控制電路致能開關之通道截止，並繼續進行步驟660之後之動作流程，即功率負載之開啟以及關閉由比較器輸出之電壓決定，其可參考第一實施例 中與第2圖相關之說明。其中，所述之致能控制訊號以及除能控制訊號，可以利用主機板上的跳針(jump)電路、微處理器或微控制器，進行硬體方式或軟體方式的設定

如第5圖所示，在本發明之第二實施例中，控制電路致能開關180以及致能控制端190的配置目的在於，主機板200可主動判斷供應電壓源160之輸出是否會在負載過低時不正常工作，例如利用辨別產品號碼的方式進行判斷。當主機板200判斷供應電壓源160之輸出並不會在負載過低時不正常工作，此時主機板200可發出除能控制訊號於致能控制端190，而將功率負載130常態地關閉，以避免不必要的功耗；反之，則發出致能控制訊號，使功率負載130能適時地進行開啟或關閉，確保供應電壓源160之正常工作。如此，不但使供應電壓源160在各種狀態之下都能正常工作，也在系統功率的效率最佳化上取得平衡點，使供應電壓源160所輸出之負載皆屬有目的的輸出，而非無目的的浪費。

第7圖為本發明所揭露之第三實施例之主機板400之方塊示意圖。第8圖為本發明所揭露之第三實施例之主機板400之電源管理方法流程圖。本發明第三實施例所揭露之主機板400係應用於一電腦系統之中。主機板400包含控制元件410以及功率負載130，其中控制元件410具有開機狀態輸出針腳411，且功率負載130包含控制端131以及功率輸出端132，控制端131耦接於控制元件410，且功率輸出端132耦接於電源供應器之電源供應端160。主機板400之控制元件410係依據電腦系統之開機狀態，控制功率負載130之開啟與關閉。

玆配合第7圖所示之主機板400之方塊示意圖說明第8圖之主機板400之電源管理方法，包含以下步驟：如步驟810所示，以電源供應器提供供應電壓源160至主機板400之功率負載130。如步驟830所示，啟動電腦系統執行開機程序，並傳送開機訊號至主機板之控制元件410。如步驟850所示，控制元件410之開機狀態輸出針腳411依據開機訊號輸出第一輸出電壓至功率負載130，以開啟功率負載130，並增加供應電壓源160之輸出負載，其中控制元件410可以是一般主機板上常見的微控制器(microcontroller)或是南橋晶片組等運算元件，但並不以此為限。接著，如步驟870所示，判斷電腦裝置是否已完成開機程序，若是，則如步驟890所示，控制元件410之開機狀態輸出針腳411輸出第二輸出電壓至功率負載130，以關閉功率負載130；若否，則回到步驟850之動作流程。

本實施例之功效在於，防止電腦系統在進行開機程序時，對於供應電壓源160而言，可能會有輸出負載過低的情況，而導致供應電壓源160不正常工作而甚至啟動保護機制進行自動關閉的動作，造成電腦系統無法正常使用。因此，利用開機狀態輸出針腳411依據電腦系統之開機狀態控制功率負載130之開啟與關閉，並據以對供應電壓源160提供額外之輸出負載，亦即若電腦裝置未完成開機，功率負載130提供一額外之輸出負載予供應電壓源160，並且當電腦裝置已完成開機，控制元件410即關閉功率負載130，如此不但使供應電壓源160在各種狀態之下都能正常工作，也在系統功率的效率最佳化上取得平衡點，使供應電壓 源160所輸出之負載皆屬有目的的輸出，而非無效的浪費。

第9圖為本發明所揭露之第四實施例之主機板500之方塊示意圖。本實施例與第三實施例所揭露之主機板在結構上大致相同，兩者間的差異在於，第三實施例所揭露的主機板進一步包括電壓準位轉換電路510，其具有輸入端511以及輸出端512，輸入端511耦接於控制元件的開機狀態輸出針腳411，輸出端512連接於功率負載130的控制端131。電壓準位轉換電路510係用以將開機狀態輸出針腳411之邏輯電壓準位轉換為控制端131之預定電壓準位，例如為供應電壓源160之電壓。舉例而言，開機狀態輸出針腳411係以微控制器之通用型輸入輸出(general purpose input output，GPIO)針腳實現，其邏輯電壓準位可能為3.3伏特，而功率負載130中之開關元件係以一N型金屬氧化半導體場效電晶體(N-MOSFET)來實現，且其耐壓符合供應電壓源160之需求。由於3.3伏特的電壓可能無法有效地使功率負載130的開關元件導通，而造成功率負載130所形成的輸出負載減小，影響本發明所欲產生的功效，因此可利用電壓準位轉換電路510將3.3伏特的準位轉換為供應電壓源160之電壓，例如正12伏特之預定電壓準位，以期有效地將開關元件導通，以發揮本發明所欲產生的功效。

第10圖為本發明所揭露之第四實施例之主機板500之電源管理方法流程圖。玆配合第9圖所揭露之主機板500之方塊圖說明第10圖之電源管理方法如下。其中，步驟1010、1030可參考第8圖中第三實施例之步驟810、830之相關說明。接著，如步驟1050 所示，控制元件410之開機狀態輸出針腳411依據開機訊號輸出第一輸出電壓，並經由電壓準位轉換電路510轉換為預定電壓準位至功率負載130，以開啟功率負載130，並增加供應電壓源160之輸出負載。然後，如步驟1070所示，判斷電腦裝置是否已完成開機程序，若是，則如步驟1090所示，控制元件410之開機狀態輸出針腳411輸出第二輸出電壓，並經由電壓準位轉換電路510轉換為預定電壓準位後，傳送至功率負載130，以關閉功率負載130；若否，則回到步驟1050之動作流程。

如第11圖所示，在本發明第四實施例所揭露之主機板500中，電壓準位轉換電路510可包含準位轉換電阻610以及準位轉換開關620，且準位轉換電阻610與準位轉換開關620之通道串聯相接，並且耦接於供應電壓源160以及接地端230之間。準位轉換開關620之控制端則即為電壓準位轉換電路510之輸入端511。舉例說明，準位轉換開關620係以一N型金屬氧化半導體場效電晶體來實現，當輸入端511為3.3伏特，亦即為3.3伏特邏輯準位之正相訊號「1」時，準位轉換開關620導通，輸出端512為接地端230之電壓，亦即為0伏特；而當輸入端511為0伏特，亦即為3.3伏特邏輯準位之反相訊號「0」時，準位轉換開關620截止，輸出端512為供應電壓源160之電壓，例如為正12伏特。

值得注意的是，以邏輯電路的角度而言，電壓準位轉換電路510實現了一個反相器的功能，惟其輸入端511與輸出端512之邏輯電壓準位不同，故以本發明之第三實施例與第四實施例比較，欲對相同的功率負載130進行控制，兩實施例的開機狀態輸 出針腳411其輸出之邏輯必需互為反相。然而，若在第四實施例之電壓準位轉換電路510中加入一反相器，則兩實施例的開機狀態輸出針腳411之輸出邏輯即可為同相訊號。因此，以上所舉各實施例，僅作為本發明之舉例說明，並不用以限定本發明之實施態樣，本領域具有通常知識者，皆能依據電路設計上的實際需求，針對控制電路之各個組成部份進行變更設計，而不脫離本發明所揭露之精神。

本發明的功效在於，藉由主機板上的控制電路及其控制方法，在供應電壓源之輸出負載可能過低之時，提供其額外之輸出負載，並在不需要額外輸出負載之使用狀況下將其關閉，因此使電源供應器在各種狀態之下都能正常工作，而使本發明所揭露之主機板皆能夠適用於不同電源供應器，同時又能兼顧系統功率的效率最佳化。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200、400、500‧‧‧主機板

110‧‧‧比較器

111‧‧‧第一比較輸入端

112‧‧‧第二比較輸入端

113‧‧‧比較輸出端

120‧‧‧參考電壓產生電路

121‧‧‧參考電壓

130‧‧‧功率負載

131‧‧‧控制端

132‧‧‧功率輸出端

140‧‧‧擴充卡插槽

141‧‧‧狀態針腳

150‧‧‧電位決定電阻

160‧‧‧供應電壓源

170‧‧‧介面電壓

180‧‧‧控制電路致能開關

185‧‧‧除能電壓

190‧‧‧致能控制端

195‧‧‧電源控制電路

210‧‧‧第一參考電阻

220‧‧‧第二參考電阻

230‧‧‧接地端

310‧‧‧功率電阻

320‧‧‧開關元件

410‧‧‧控制元件

411‧‧‧開機狀態輸出針腳

510‧‧‧電壓準位轉換電路

511‧‧‧輸入端

512‧‧‧輸出端

610‧‧‧準位轉換電阻

620‧‧‧準位轉換開關

第1圖為本發明所揭露之第一實施例之主機板之方塊示意圖。

第2圖為本發明所揭露之第一實施例之主機板之電源管理流程圖。

第3圖為本發明所揭露之第一實施例之主機板之參考電壓產生電 路之電路示意圖。

第4圖為本發明所揭露之第一實施例之主機板之功率負載之電路示意圖。

第5圖為本發明所揭露之第二實施例之主機板之方塊示意圖。

第6圖為本發明所揭露之第二實施例之主機板之電源管理流程圖。

第7圖為本發明所揭露之第三實施例之主機板之方塊示意圖。

第8圖為本發明所揭露之第三實施例之主機板之電源管理方法流程圖。

第9圖為本發明所揭露之第四實施例之主機板之方塊示意圖。

第10圖為本發明所揭露之第四實施例之主機板之電源管理方法流程圖。

第11圖為本發明所揭露第四實施例之主機板之電壓準位轉換電路之電路示意圖。

100‧‧‧主機板

131‧‧‧控制端

110‧‧‧比較器

132‧‧‧功率輸出端

111‧‧‧第一比較輸入端

140‧‧‧擴充卡插槽

112‧‧‧第二比較輸入端

141‧‧‧狀態針腳

113‧‧‧比較輸出端

150‧‧‧電位決定電阻

120‧‧‧參考電壓產生電路

160‧‧‧供應電壓源

121‧‧‧參考電壓

170‧‧‧介面電壓

130‧‧‧功率負載

195‧‧‧電源控制電路

Claims (16)

1. 一種主機板，可適用於不同負載驅動能力之電源供應器，該電源供應器係提供一供應電壓源予該主機板，該主機板包含：一電源控制電路，包含：一比較器，具有一第一比較輸入端、一第二比較輸入端、以及一比較輸出端；一參考電壓產生電路，耦接於該第二比較輸入端，並且輸出一參考電壓；一功率負載，具有一控制端以及一功率輸出端，其中該功率輸出端耦接於該供應電壓源，該控制端耦接於該比較輸出端；一介面電壓；以及一電位決定電阻，耦接於該介面電壓；以及一擴充卡插槽，係供一擴充卡電性插設，該擴充卡插槽具有一狀態針腳，且該狀態針腳耦接於該電位決定電阻與該比較器之該第一比較輸入端；其中，該狀態針腳常態地耦合於該介面電壓，且該狀態針腳之電壓介於該介面電壓以及該參考電壓之間，並且相異於該參考電壓，該比較器輸出一第一輸出電壓至該功率負載，以開啟該功率負載，並增加該供應電壓源之輸出負載，並且當該擴充卡插設於該擴充卡插槽，該擴充卡設定該狀態針腳之電壓不介於該介面電壓以及該參考電壓之間，該比較器輸出一第二輸出電壓至該功率負載，以關閉該功率負載。
2. 如請求項第1項所述之主機板，其中該介面電壓大於該參考電壓，一併使該狀態針腳之電壓大於該參考電壓，該比較器輸出該第一輸出電壓至該功率負載，並且當該擴充卡插設於該擴充卡插槽，該狀態針腳之電壓小於該參考電壓，該比較器輸出該第二輸出電壓至該功率負載。
3. 如請求項第1項所述之主機板，其中該介面電壓小於該參考電壓，一併使當該狀態針腳之電壓小於該參考電壓，該比較器輸出該第一輸出電壓至該功率負載，並且當該擴充卡插設於該擴充卡插槽，該狀態針腳之電壓大於該參考電壓，該比較器輸出該第二輸出電壓至該功率負載。
4. 如請求項第1項所述之主機板，其中該參考電壓產生電路包含一第一參考電阻以及一第二參考電阻，該第一參考電阻耦接於該介面電壓與該參考電壓之間，該第二參考電阻耦接於該參考電壓與一接地端之間。
5. 如請求項第1項所述之主機板，其中該狀態針腳之電壓常態地等於該介面電壓，並且當該擴充卡插設於該擴充卡插槽，該狀態針腳之電壓等於該主機板之一接地端之電壓。
6. 如請求項第1項所述之主機板，其中該功率負載更具有一功率電阻及一開關元件，該功率電阻耦接於該供應電壓源與該開關元件之一通道之間，該通道耦接於該功率電阻以及一接地端之間，當該比較器輸出該第一輸出電壓至該功率負載導通該通道，以開啟該功率負載，並且當該比較器輸出該第二輸出電壓至該功率負載截止該通道，該功率負載關閉。
7. 如請求項第1項所述之主機板，更包括一控制電路致能開關、一除能電壓以及一致能控制端，該控制電路致能開關耦接於該比較器之該比較輸出端、該除能電壓以及該致能控制端之間，其中該控制端經由該控制電路致能開關耦合至該除能電壓，該功率負載常態地關閉，並且當該致能控制端截止該控制電路致能開關之通道，該功率負載之開啟以及關閉由該比較器輸出之電壓決定。
8. 一種主機板，應用於一電腦系統中，並且適用於不同負載驅動能力之電源供應器，該電源供應器係提供一供應電壓源予該主機板，該主機板包含：一控制元件，具有一開機狀態輸出針腳；以及一功率負載，具有一控制端以及一功率輸出端，該功率輸出端耦接於該供應電壓源，該控制端耦接於該開機狀態輸出針腳；其中，當該電腦系統執行一開機程序並傳送一開機訊號至該控制元件，該控制元件之該開機狀態輸出針腳依據該開機訊號輸出一第一輸出電壓至該功率負載，以開啟該功率負載，並增加該供應電壓源之輸出負載，並且當該電腦系統完成該開機程序，該控制元件之該開機狀態輸出針腳輸出一第二輸出電壓至該功率負載，以關閉該功率負載。
9. 如請求項第8項所述之主機板，其中該控制元件係為一微控制器晶片或一南橋晶片組。
10. 如請求項第8項所述之主機板，其中該功率負載更具有一功率 電阻及一開關元件，該功率電阻耦接於該供應電壓源與該開關元件通道之一端之間，該開關元件之通道耦接於該功率電阻以及一接地端之間，該開關元件之元件控制端耦接於該控制端，當該開機狀態輸出針腳輸出該第一輸出電壓至該功率負載，該開關元件之通道導通，以開啟該功率負載，並且當該開機狀態輸出針腳輸出該第二輸出電壓至該功率負載，該開關元件之通道截止，該功率負載關閉。
11. 如請求項第8項所述之主機板，更包含一電壓準位轉換電路，其包含一輸入端及一輸出端，該輸入端連接於該控制元件之該開機狀態輸出針腳，該輸出端連接於該功率負載之該控制端，用以將該開機狀態輸出針腳之邏輯電壓準位轉換為該控制端之一預定電壓準位。
12. 如請求項第11項所述之主機板，其中該電壓準位轉換電路更包含一準位轉換電阻以及一準位轉換開關，該準位轉換電阻耦接於該供應電壓源與該電壓準位轉換電路之該輸出端之間，該準位轉換開關之通道耦接於該電壓準位轉換電路之該輸出端與一接地端之間，該準位轉換開關之元件控制端則耦接於該電壓準位轉換電路之該輸入端。
13. 一種主機板之電源管理方法，包含以下步驟：以一電源供應器提供一供應電壓源至該主機板之一功率負載；該主機板之一參考電壓產生電路輸出一參考電壓；以及以該主機板之一比較器判斷該主機板之一擴充卡插槽是否 插設一擴充卡；若否，該擴充卡插槽之一狀態針腳之電壓介於該介面電壓以及該參考電壓之間，並且相異於該參考電壓，該比較器輸出一第一輸出電壓至該功率負載，以開啟該功率負載，並增加該供應電壓源之輸出負載，若是，該擴充卡設定該狀態針腳之電壓不介於該介面電壓以及該參考電壓之間，該比較器輸出一第二輸出電壓至該功率負載，以關閉該功率負載。
14. 如請求項第13項所述之主機板之電源管理方法，更包含以下步驟：若該主機板之一控制電路致能開關之通道導通，則該功率負載之一控制端耦接至一除能電壓，該功率負載常態性地關閉；以及若該主機板之該控制電路致能開關之通道截止，則該功率負載之該控制端電壓由比較器輸出之電壓決定，以設定該功率負載之開啟或關閉。
15. 一種主機板之電源管理方法，係應用於一電腦系統，該電源管理方法包含以下步驟：以一電源供應器提供一供應電壓源至該主機板之一功率負載；啟動該電腦系統執行一開機程序，並傳送一開機訊號至該主機板之一控制元件；該控制元件之一開機狀態輸出針腳依據該開機訊號輸出一 第一輸出電壓至該功率負載，以開啟該功率負載，並增加該供應電壓源之輸出負載；以及當該電腦系統完成該開機程序，該控制元件之該開機狀態輸出針腳輸出一第二輸出電壓至該功率負載，以關閉該功率負載。
16. 如請求項第15項所述之電源管理方法，其中該第一輸出電壓以及該第二輸出電壓係經由一電壓準位轉換電路轉換為一預定電壓準位，再輸出至該功率負載。