TWI481998B - 電子裝置與電路板 - Google Patents

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Description

電子裝置與電路板
本發明係關於包含跳線元件的電子裝置，尤指一種包含具有感測功能之跳線元件的電子裝置及其相關電路板。
一般來說，可輸出電壓的電子裝置(例如，電源供應器(power supply unit))會需要感測元件(sensing device)來偵測電流過載或短路的情形，以及藉由跳線元件(jumper device)來實現輸出多種電壓的功能。對於應用於電腦之電源供應器來說，在現今電源供應器之模組化及控制電路多功能化的趨勢下，電源供應器的主板(mainboard)及背板(backplane)之電路佈局(layout)均顯得更為擁擠，不僅主板與背板之間的電路會需要額外的訊號線，且用來監控感測元件的積體電路(integrated circuit，IC)也需另外設置於一塊較小的電路板上。
請參閱第1圖，第1圖係為傳統電源供應器之電路板上的電路佈局的示意圖。電路板102(亦即，一背板)包含複數個積體電路IC_1~IC_3、複數個錳銅線(Manganin wire)MG_1~MG_5、複數個輸出埠OUT_1~OUT_3、複數個跳線元件JP_1~JP_8、複數個電容C_1~C_3、複數個電阻R_1~R_2、一電晶體M_1以及一電源輸入端PS，其中複數個錳銅線MG_1~MG_5可用來偵測電流是否 過載或短路、複數個輸出埠OUT_1~OUT_3係用來滿足模組化之需求，以及複數個跳線元件JP_1~JP_8係用來連接電氣訊號。由第1圖可知，由於背板102上的電路佈局顯得相當擁擠，故假若要再增加輸出埠，某些電子元件(例如，複數個積體電路IC_1~IC_3)會需要移到電源供應器之主板(未顯示於圖中)上。另外，一旦增加了輸出埠，也會需要設置相對應的錳銅線於背板上102上，更加壓縮了背板102之電路佈局空間。再者，即便將某些電子元件自背板移到主板上，原來位於主板上的電子元件的設置空間也會受到影響(例如，額外提供一塊較小的電路板以供設置電子元件)。
有鑑於此，本發明的目的之一在於提供一種包含具有感測功能之跳線元件的電子裝置及其相關電路板，來解決上述問題。
依據本發明之一實施例，其揭示一種電子裝置。該電子裝置包含一第一電路、一第二電路、一跳線元件以及一監控電路。該跳線元件係具有耦接至該第一電路之一第一端點以及耦接至該第二電路之一第二端點，用以選擇性地將該第一端點電性連接至該第二端點，其中當該第一、第二端點之間形成電性連接時，該跳線元件會基於該第一、第二電路之操作狀態來於該第一、第二端點之間產生一感測結果。該監控電路係耦接於該跳線元件之該第一端點與該第二端點，用以接收該感測結果並依據該感測結果來監控該第一、第 二電路之操作狀態。
依據本發明之另一實施例，其另揭示一種電路板。該電路板包含一跳線元件以及一監控電路。該跳線元件係具有一第一端點與一第二端點，用以分別耦接至一第一電路與一第二電路。該跳線元件用以選擇性地將該第一端點電性連接至該第二端點，其中當該第一、第二端點之間形成電性連接時，該跳線元件會基於該第一、第二電路之操作狀態來於該第一、第二端點之間產生一感測結果。該監控電路係耦接於該跳線元件之該第一端點與該第二端點，用以接收該感測結果並依據該感測結果來監控該第一、第二電路之操作狀態。
本發明所提出之電子裝置及電路板不僅可維持既有電壓輸出的功能，並可減少額外訊號線以及增加了電路板上電路佈局的靈活度，進而解決了電源供應器之模組化及控制電路多功能化的趨勢所衍生的問題。
本發明的概念在於使具有電壓輸出的電子裝置(例如，電源供應器)可將跳線元件及感測元件加以整合，進而使監控電路與感測元件可整合在同一電路板上。為了說明之需，以下係以電源供應器之相關電路為例，然而，此並非用來作為本發明之限制。
請參閱第2圖，第2圖係為本發明電子裝置之一實施例的功能方塊示意圖。於此實施例中，電子裝置200包含(但並不侷限於)一第一電路210、一第二電路220、一跳線元件230以及一監控電路(monitoring circuit)240。在電子裝置200係應用於電腦主機(host computer)之電源供應器的實作範例中，第一電路210及第二電路220兩者的其中之一可為供應電源的主電路，以及第一電路210及第二電路220兩者的其中之另一則可為接收電源的一應用電路，舉例來說，該應用電路可為用來傳送電源給一外接顯示裝置(external display apparatus)的電路，此外，監控電路240可為一管理積體電路(housekeeping integrated circuit，housekeeping IC)。於此實施例中，跳線元件230係具有耦接至第一電路210之一第一端點N1以及耦接至第二電路220之一第二端點N2，用以選擇性地將第一端點N1電性連接至第二端點N2，其中當第一端點N1與第二端點N2之間形成電性連接時，跳線元件230可基於第一電路210及第二電路220之操作狀態，而於第一端點N1與第二端點N2之間產生一感測結果SR。舉例來說，上述之操作狀態可透露第一電路210與第二電路220之間的電流或電壓訊息，換言之，感測結果SR可為流經第一端點N1及第二端點N2之間的電流，或者第一端點N1及第二端點N2之間的電壓降。另外，監控電路240係耦接於跳線元件230之第一端點N1與第二端點N2，用以接收感測結果SR並依據感測結果SR來監控第一電路210及第二電路220之操作狀態。
傳統的跳線元件係採用無損耗(lossless)元件，然而，於此實 施例中，跳線元件230包含一阻抗元件(resistive element)，其具有不為零之一預定阻值，並於第一電路210與第二電路220之間形成電性連接時，在第一端點N1與第二端點N2之間提供該預定阻值。更具體地說，在電子裝置200係應用於電腦主機之電源供應器的實作範例中，跳線元件230可採用傳統電源供應器電路之感測元件所使用的合金(alloy)材質(例如，錳銅(Manganin)材質)，如此一來，當第一電路210與第二電路220之間形成電性連接時，跳線元件230便可基於第一電路210及第二電路220之導通狀態來產生挾帶導通資訊(例如，電流或電壓)的感測結果SR，此外，由於跳線元件230本身另具有傳統感測元件之功能，故可減少電子裝置200內的電路元件個數以及降低電路佈局複雜度。再者，監控電路240另可依據感測結果SR來對第一電路210或第二電路220執行一防護機制(protection mechanism)。
請參閱第3圖，第3圖係為第2圖所示之電子裝置之一實作範例的示意圖。於此實作範例中，電子裝置300係應用於電腦主機之電源供應器，並包含(但並不侷限於)一第一電路板302(例如，主板)、一第二電路板304(例如，背板)、一第一電路CC1、一第二電路CC2、一跳線元件JD以及一監控電路MC，其中第2圖所示之第一電路210、第二電路220、跳線元件230及監控電路240可分別由第一電路CC1、第二電路CC2、跳線元件JD及監控電路MC來加以實作出。由第3圖所示之實作範例可知，第一電路CC1係設置於第一電路板302上，以及第二電路CC2、跳線元件JD及監控 電路MC均設置於第二電路板304上。值得注意的是，以上元件配置關係僅供說明之需，並非用來作為本發明之限制，舉例來說，跳線元件JD以及監控電路MC並不一定要設置於同一電路板上，於一設計變化中，監控電路MC亦可設置於第一電路板302上，而於另一設計變化中，第一電路CC1亦可與第二電路CC2同時設置於第二電路板304上，再者，於又一設計變化中，第二電路CC2亦可設置於一外接應用裝置(例如，一外接顯示裝置)，而跳線元件JD與第二電路CC2之間可透過設置於第二電路板304上的一連接器(connector)(並未顯示於圖中)來傳遞電氣訊號。
於此實作範例中，第一電路CC1可為供應電源的主電路，以及第二電路CC2可為接收電源的應用電路。當跳線元件JD之端點N1(耦接至第一電路CC1)(並未顯示於圖中)與端點N2(耦接至第二電路CC2)(並未顯示於圖中)之間形成電性連接時，電流I_JD係自第一電路CC1經由跳線元件JD而流至第二電路CC2。由於跳線元件JD本身包含具有非零之預定阻值的一阻抗元件，故監控電路MC可依據跳線元件JD之兩端點N1及N2之間的一電壓降(亦即，感測結果)來監控第一電路CC1及第二電路CC2之操作狀態，舉例來說，當該電壓降超過一預定初始值時，其意味著第一電路CC1係處於電流過載的操作狀態或第二電路CC2內部發生短路情形，則監控電路MC可執行一防護機制以阻斷跳線元件JD之端點N1與端點N2之間所形成的電性連接。請注意，以上僅供說明之需，並非用來作為本發明之限制，舉例來說，監控電路MC亦可依據流經跳 線元件JD的電流I_JD(亦即，感測結果)來監控第一電路CC1及第二電路CC2之操作狀態。關於跳線元件JD的實作方式，請參閱以下說明。
請連同第3圖來參閱第4圖，第4圖係為設置第3圖所示之跳線元件JD的示意圖。由第4圖可知，跳線元件JD係藉由複數個爪丁(anchoring spur)P1~P4來部份嵌入至第二電路板304，此外，跳線元件JD係耦接於第一電路板302，進而間接電性連接於第一電路CC1。當設置於第一電路板302之第一電路CC1與設置於第二電路板304之第二電路CC2形成電性連接時，監控電路MC係自端點N1(耦接於跳線元件JD及第一電路CC1之間)及端點N2(耦接於跳線元件JD及第二電路CC2之間)來接收感測結果SR，並依據感測結果SR來監控第一電路CC1及第二電路CC2之操作狀態。於此實作範例中，跳線元件JD包含一阻抗元件RD，其具有不為零之一預定阻值，並於第一電路CC1與第二電路CC2之間形成電性連接時，在第一端點N1與第二端點N2之間提供該預定阻值。舉例來說，阻抗元件RD所具有之該預定阻值係由第一電路CC1與第二電路CC2之間的導通路徑來決定，於此實作範例中，該預定阻值係由端點N1與端點N2之間的垂直高度H來決定，由於垂直高度H可依據複數個爪丁P1~P4固定於第二電路板304之位置來決定，故該預定阻值便可視實際設計考量/需求來加以調整。
值得注意的是，第4圖所示之跳線元件JD的實作範例僅供說 明之需，並非用來作為本發明之限制。請參閱第5圖，第5圖係為本發明電路板之一實施例的示意圖。電路板502包含(但並不侷限於)一跳線元件530以及一監控電路540。於此實施例中，跳線元件530係具有一第一端點N1與一第二端點N2，用以分別耦接至一第一電路與一第二電路(並未顯示於圖中)，跳線元件530用以選擇性地將第一端點N1電性連接至第二端點N2，其中當第一端點N1與第二端點N2之間形成電性連接時，跳線元件530會基於該第一、第二電路之操作狀態來於第一端點N1與第二端點N2之間產生一感測結果。監控電路540係耦接於跳線元件530之第一端點N1與第二端點N2，用以接收該感測結果並依據該感測結果來監控該第一、第二電路之操作狀態。另外，跳線元件530可藉由複數個擋點(blocking point)(並未顯示於圖中)來使其固定於電路板502上，故跳線元件530位於電路板502上方的部份可視實際設計考量/需求來調整，換言之，跳線元件530所包含之阻抗元件RD的預定阻值可由該第一電路與該第二電路之間的導通路徑來決定。於一設計變化中，以第4圖所示之跳線元件JD來取代跳線元件530亦是可行的。
綜合上述，本發明所提出之電子裝置及電路板不僅可維持既有電壓輸出的功能，並可減少額外訊號線以及增加了電路板上電路佈局的靈活度，進而解決了電源供應器之模組化及控制電路多功能化的趨勢所衍生的問題。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
102、302、304、502‧‧‧電路板
200‧‧‧電子裝置
210、CC1‧‧‧第一電路
220、CC2‧‧‧第二電路
230、530、JD、JP_1~JP_8‧‧‧跳線元件
240、540、MC‧‧‧監控電路
IC_1~IC_3‧‧‧積體電路
MG_1~MG_5‧‧‧錳銅線
OUT_1~OUT_3‧‧‧輸出埠
C_1~C_3‧‧‧電容
R_1~R_2‧‧‧電阻
M_1‧‧‧電晶體
PS‧‧‧電源輸入端
N1、N2‧‧‧端點
P1~P4‧‧‧爪丁
RD‧‧‧阻抗元件
第1圖為傳統電源供應器之電路板上的電路佈局的示意圖。
第2圖為本發明電子裝置之一實施例的功能方塊示意圖。
第3圖為第2圖所示之電子裝置之一實作範例的示意圖。
第4圖為設置第3圖所示之跳線元件的示意圖。
第5圖為本發明電路板之一實施例的示意圖。
200‧‧‧電子裝置
210‧‧‧第一電路
220‧‧‧第二電路
230‧‧‧跳線元件
240‧‧‧監控電路
N1、N2‧‧‧端點

Claims (10)

  1. 一種電子裝置，包含：一第一電路；一第二電路；一跳線元件，具有耦接至該第一電路之一第一端點以及耦接至該第二電路之一第二端點，用以選擇性地將該第一端點電性連接至該第二端點，其中當該第一、第二端點之間形成電性連接時，該跳線元件會基於該第一、第二電路之操作狀態來於該第一、第二端點之間產生一感測結果；以及一監控電路，耦接於該跳線元件之該第一端點與該第二端點，用以接收該感測結果並依據該感測結果來監控該第一、第二電路之操作狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該感測結果係為該第一、第二端點之間的一電流。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該感測結果係為該第一、第二端點之間的一電壓降。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，另包含：一電路板，其中該跳線元件以及該監控電路係均設置於該電路板上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該第一電路以及該第二電路兩者之中的至少其一係設置於該電路板上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，另包含：一第一電路板；以及一第二電路板；其中該監控電路係設置於該第一電路板，以及該跳線元件係設置於該第二電路板。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該第一電路及該第二電路係分別設置於該第一電路板及該第二電路板上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該跳線元件包含一阻抗元件，其具有不為零之一預定阻值，並於該第一、第二電路之間形成電性連接時，在該第一、第二端點之間提供該預定阻值。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，另包含：一電路板；其中該跳線元件係部份嵌入至該電路板，以及該阻抗元件所具有之該預定阻值係由該第一電路與該第二電路之間的導通路徑來決定。
  10. 一種電路板，包含： 一跳線元件，具有一第一端點與一第二端點，用以分別耦接至一第一電路與一第二電路，該跳線元件用以選擇性地將該第一端點電性連接至該第二端點，其中當該第一、第二端點之間形成電性連接時，該跳線元件會基於該第一、第二電路之操作狀態來於該第一、第二端點之間產生一感測結果；以及一監控電路，耦接於該跳線元件之該第一端點與該第二端點，用以接收該感測結果並依據該感測結果來監控該第一、第二電路之操作狀態。
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