TWI678854B - 電源電路及其保護狀態解除方法 - Google Patents

Abstract

一種電源電路及其保護狀態解除方法。電源電路包括電源管理晶片以及控制模組。控制模組耦接電源管理晶片，用以供應電源管理晶片運作所需的系統電壓。控制模組更用以偵測電源管理晶片的運作狀態。若電源管理晶片的運作狀態為異常保護狀態，則控制模組停止供應系統電壓，並重新供應系統電壓。如此一來，電源管理晶片即可被重置以解除電源管理晶片的保護狀態。

Description

電源電路及其保護狀態解除方法

本發明是有關於一種電源電路，且特別是有關於一種易於解除保護狀態的電源電路及其保護狀態解除方法。

電子裝置通常具有電源管理晶片。電源管理晶片可將輸入電壓轉換成電子裝置正常運作所需的各種輸出電壓。因此，電源管理晶片廣泛地應用在筆記型電腦、平板電腦以及行動通訊裝置等電子裝置中。

一般來說，電源管理晶片通常具有異常保護機制。在電源管理晶片因發生異常而進入異常保護狀態之後，電源管理晶片便會被閂鎖在異常保護狀態而不再作動，以保護電源管理晶片免於受到過電壓(over voltage，OV)以及過電流(over current，OC)等等的異常狀況而損毀。於此情況下，僅能將電源管理晶片斷電以重置電源管理晶片，方能解除電源管理晶片的異常保護狀態。然而，現行的電子裝置通常內建電池，若要將此內建式的電池自電子裝置中拔除，以讓電源管理晶片斷電並非易事。因此，一旦電源管理晶片因發生異常而進入異常保護狀態，將會導致電源管理晶片難以重置，致使電子裝置難以重新開機。

有鑑於此，本發明提供一種電源電路及其保護狀態解除方法，可在電源管理晶片進入保護狀態之後，對電源管理晶片的系統電壓進行重置，以解除電源管理晶片的保護狀態。

本發明的電源電路包括電源管理晶片以及控制模組。控制模組耦接電源管理晶片，用以供應電源管理晶片運作所需的系統電壓。控制模組更用以偵測電源管理晶片的運作狀態。若電源管理晶片的運作狀態為異常保護狀態，則控制模組停止供應系統電壓，並重新供應系統電壓。

在本發明的一實施例中，控制模組更用以禁能及致能電源管理晶片。若電源管理晶片的運作狀態為異常保護狀態，則在控制模組停止供應系統電壓之前，控制模組產生第一控制信號以禁能並重新致能電源管理晶片。在控制模組重新致能電源管理晶片之後，若電源管理晶片的運作狀態仍為異常保護狀態，則控制模組停止供應系統電壓，並重新供應系統電壓。

本發明的保護狀態解除方法，用於電源管理晶片。保護狀態解除方法包括以下步驟。透過控制模組供應電源管理晶片運作所需的系統電壓。透過控制模組偵測電源管理晶片的運作狀態。若電源管理晶片的運作狀態為異常保護狀態，則透過控制模組停止供應系統電壓，並重新供應系統電壓。

基於上述，本發明所提出的電源電路及其保護狀態解除方法，可在電源管理晶片的運作狀態為異常保護狀態時，停止提供系統電壓給電源管理晶片，然後再重新供應系統電壓給電源管理晶片。如此一來，電源管理晶片即可被重置以解除電源管理晶片的保護狀態。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

為了使本發明的內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本發明確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，乃代表相同或類似部件。

圖1是依照本發明一實施例所繪示的電源電路的電路方塊示意圖。請參照圖1，電源電路100包括電源管理晶片120以及控制模組140。電源管理晶片120用以對輸入電壓VIN進行轉換，以產生輸出電壓VO。控制模組140耦接電源管理晶片120，用以供應電源管理晶片120的內部電路正常運作所需的系統電壓(或稱工作電壓)VCC。除此之外，控制模組140還可偵測電源管理晶片120的運作狀態OPS。若電源管理晶片120的運作狀態OPS為異常保護狀態APS，則控制模組140將停止供應系統電壓VCC，然後再重新供應系統電壓VCC。如此一來，電源管理晶片120即可被重置以解除電源管理晶片120的保護狀態。

在本發明的一實施例中，在控制模組140重新供應系統電壓VCC給電源管理晶片120之後，若電源管理晶片120的運作狀態OPS仍為異常保護狀態APS，表示電源管理晶片120確實異常，則控制模組140將產生警示信息。

在本發明的一實施例中，電源管理晶片120可例如是現有的直流至直流轉換器(DC to DC converter)積體電路或交流至直流轉換器(AC to DC converter)積體電路，但本發明不限於此。

圖2是依照本發明一實施例所繪示的控制模組的電路方塊示意圖以及其與電源管理晶片的耦接方式示意圖。請參照圖2。電源管理晶片120可具有電源輸入接腳PVCC以及狀態接腳PST，但不限於此。控制模組140可包括開關電路241以及控制器242。開關電路241耦接電源管理晶片120的電源輸入接腳PVCC，用以將系統電壓VCC傳輸至電源輸入接腳PVCC，以對電源管理晶片120供電。控制器242耦接電源管理晶片120的狀態接腳PST以及開關電路241。控制器242可根據狀態接腳PST上的信號判斷電源管理晶片120的運作狀態OPS，並據以產生開關信號SS以控制開關電路241的啟閉。

詳細來說，控制器242可提供第一位準的開關信號SS以導通開關電路241。如此一來，系統電壓VCC透過導通的開關電路241傳輸至電源管理晶片120的電源輸入接腳PVCC，致使電源管理晶片120可執行電源轉換運作。

另外，控制器242可透過電源管理晶片120的狀態接腳PST上的信號判斷電源管理晶片120的運作狀態OPS。若電源管理晶片120的運作狀態OPS為異常保護狀態APS，則控制器242可產生第二位準的開關信號SS以關斷開關電路241，致使電源管理晶片120被斷電而重置。之後，控制器242可再產生第一位準的開關信號SS以重新導通開關電路241，並重新對電源管理晶片120供電。

在本發明的一實施例中，電源管理晶片120的狀態接腳PST可例如是電源良好(power good)接腳。電源管理晶片120可透過此電源良好接腳輸出指示信號，以表示電源管理晶片120是否正常運作。舉例來說，當電源管理晶片120正常運作並產生輸出電壓VO時，電源良好接腳的電位可例如是邏輯高位準。相對地，當電源管理晶片120發生過電壓現象或過電流現象或無法產生輸出電壓VO時，電源良好接腳的電位可例如是邏輯低位準。

在本發明的一實施例中，控制器242可以是硬體、韌體或是儲存在記憶體而由微處理器(Microprocessor)所載入執行的軟體或機器可執行的程式碼。若是採用硬體來實現，則控制器242可由單一整合電路晶片來實現，也可以由多個電路晶片來實現，但本發明並不以此為限。上述多個電路晶片或單一整合電路晶片可採用特殊功能積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可程式邏輯裝置(Programmable Logic Device，PLD)或可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)來實現。而上述記憶體可以是例如隨機存取記憶體、唯讀記憶體或是快閃記憶體等等。

圖3是依照本發明一實施例所繪示的開關電路的電路架構示意圖。請合併參照圖2及圖3。開關電路241可包括第一開關SW1、電阻器R1、反相器INV以及第二開關SW2。第一開關SW1的第一端接收系統電壓VCC。第一開關SW1的第二端耦接電源管理晶片120的電源輸入接腳PVCC。第一開關SW1的控制端耦接控制器242以接收開關信號SS。反相器INV耦接控制器242以接收開關信號SS，並產生反相的開關信號SSB。第二開關SW2與電阻器R1串聯連接在電源輸入接腳PVCC與接地電壓端GND之間，且第二開關SW2受控於反相的開關信號SSB。

可以理解的是，當第一開關SW1受控於開關信號SS而被導通時，第二開關SW2受控於反相的開關信號SSB而被關斷，因此系統電壓VCC可透過導通的第一開關SW1傳輸至電源管理晶片120的電源輸入接腳PVCC。相對的，當第一開關SW1受控於開關信號SS而被關斷時，第二開關SW2受控於反相的開關信號SSB而被導通，因此電源輸入接腳PVCC處的電荷可透過電阻器R1及導通的第二開關SW2放電至接地電壓端GND，以加快電源管理晶片120的重置。

當然，開關電路241也可省略設置電阻器R1、反相器INV以及第二開關SW2。只要確保在重新提供系統電壓VCC至電源管理晶片120的電源輸入接腳PVCC之前，電源輸入接腳PVCC的電位已夠低而可完成電源管理晶片120的重置即可。

圖4是依照本發明另一實施例所繪示的電源電路的電路方塊示意圖。請參照圖4，電源電路400可包括電源管理晶片420以及控制模組440。控制模組440耦接電源管理晶片420，用以供應電源管理晶片420的內部電路正常運作所需的系統電壓VCC。電源管理晶片420以及控制模組440的運作分別類似於圖2的電源管理晶片120以及控制模組140，其差異僅在於，控制模組440還可用以禁能及致能電源管理晶片420。

詳細來說，若控制模組440偵測到電源管理晶片420的運作狀態OPS為異常保護狀態APS，則控制模組440可先產生第一控制信號EN1以禁能並重新致能電源管理晶片420。在控制模組440重新致能電源管理晶片420之後，若電源管理晶片420的運作狀態OPS仍為異常保護狀態APS，則控制模組440才停止供應系統電壓VCC並重新供應系統電壓VCC，以重置電源管理晶片420。

更進一步來說，電源管理晶片420可具有電源輸入接腳PVCC、狀態接腳PST以及致能接腳EN。控制模組440可包括開關電路241、控制器242以及邏輯電路443。開關電路241耦接電源管理晶片420的電源輸入接腳PVCC，用以將系統電壓VCC傳輸至電源輸入接腳PVCC，以對電源管理晶片420供電。控制器242耦接電源管理晶片420的狀態接腳PST以及開關電路241。控制器242可根據狀態接腳PST上的信號判斷電源管理晶片420的運作狀態OPS，並據以產生第一控制信號EN1，以及產生開關信號SS以控制開關電路241的啟閉。邏輯電路443的第一輸入端耦接控制器242以接收第一控制信號EN1。邏輯電路443的第二輸入端接收來自其他控制器的第二控制信號EN2。邏輯電路443的輸出端耦接電源管理晶片420的致能接腳EN，以致能或禁能電源管理晶片420。

在本發明的一實施例中，若電源管理晶片420是反應於邏輯高位準的信號而被致能，則邏輯電路443可採用及閘(AND閘)來實現，但不限於此。若電源管理晶片420是反應於邏輯低位準的信號而被致能，則邏輯電路443可採用或閘(OR閘)來實現，但不限於此。

另外，關於開關電路241及控制器242的實施細節及運作細節，可參酌上述圖2及圖3的相關說明，在此不再贅述。

圖5是依照本發明的一實施例所繪示的保護狀態解除方法的步驟流程圖，可用於圖1的電源管理晶片120(或圖4的電源管理晶片420)，但本發明並不以此為限。請合併參照圖1及圖5。首先，於步驟S510中，透過控制模組140供應電源管理晶片120運作所需的系統電壓VCC。接著，於步驟S520中，透過控制模組140偵測電源管理晶片120的運作狀態OPS。之後，於步驟S530中，若電源管理晶片120的運作狀態OPS為異常保護狀態APS，則透過控制模組140停止供應系統電壓VCC，並重新供應系統電壓VCC。另外，本發明實施例的保護狀態解除方法可以由圖1至圖4實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

綜上所述，本發明實施例所提出的電源電路及其保護狀態解除方法，可在電源管理晶片的運作狀態為異常保護狀態時，停止提供系統電壓給電源管理晶片，然後再重新供應系統電壓給電源管理晶片。如此一來，電源管理晶片即可被重置以解除電源管理晶片的保護狀態。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、400‧‧‧電源電路

120、420‧‧‧電源管理晶片

140、440‧‧‧控制模組

241‧‧‧開關電路

242‧‧‧控制器

443‧‧‧邏輯電路

APS‧‧‧異常保護狀態

EN‧‧‧致能接腳

EN1‧‧‧第一控制信號

EN2‧‧‧第二控制信號

GND‧‧‧接地電壓端

INV‧‧‧反相器

OPS‧‧‧運作狀態

PST‧‧‧狀態接腳

PVCC‧‧‧電源輸入接腳

R1‧‧‧電阻器

S510、S520、S530‧‧‧步驟

SS‧‧‧開關信號

SSB‧‧‧反相的開關信號

SW1‧‧‧第一開關

SW2‧‧‧第二開關

VCC‧‧‧系統電壓

VIN‧‧‧輸入電壓

VO‧‧‧輸出電壓

圖1是依照本發明一實施例所繪示的電源電路的電路方塊示意圖。 圖2是依照本發明一實施例所繪示的控制模組的電路方塊示意圖以及其與電源管理晶片的耦接方式示意圖。 圖3是依照本發明一實施例所繪示的開關電路的電路架構示意圖。 圖4是依照本發明另一實施例所繪示的電源電路的電路方塊示意圖。 圖5是依照本發明的一實施例所繪示的保護狀態解除方法的步驟流程圖。

Claims (8)

1. 一種電源電路，包括：一電源管理晶片；以及一控制模組，耦接該電源管理晶片，用以供應該電源管理晶片運作所需的一系統電壓，其中該控制模組更用以偵測該電源管理晶片的一運作狀態，若該運作狀態為一異常保護狀態，則該控制模組停止供應該系統電壓，並重新供應該系統電壓，其中該控制模組更用以禁能及致能該電源管理晶片，其中：若該運作狀態為該異常保護狀態，則在該控制模組停止供應該系統電壓之前，該控制模組產生一第一控制信號以禁能並重新致能該電源管理晶片；以及在該控制模組重新致能該電源管理晶片之後，若該運作狀態仍為該異常保護狀態，則該控制模組停止供應該系統電壓，並重新供應該系統電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電源電路，其中在該控制模組重新供應該系統電壓之後，若該運作狀態仍為該異常保護狀態，則該控制模組產生一警示信息。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電源電路，其中該控制模組包括：一開關電路，耦接該電源管理晶片的一電源輸入接腳，用以將該系統電壓傳輸至該電源輸入接腳；以及一控制器，耦接該電源管理晶片的一狀態接腳及該開關電路，用以根據該狀態接腳上的信號判斷該電源管理晶片的該運作狀態，並據以產生一開關信號以控制該開關電路的啟閉。
4. 如申請專利範圍第3項所述的電源電路，其中該開關電路包括：一第一開關，該第一開關的第一端接收該系統電壓，該第一開關的第二端耦接該電源管理晶片的該電源輸入接腳，且該第一開關的控制端耦接該控制器以接收該開關信號。
5. 如申請專利範圍第4項所述的電源電路，其中該開關電路更包括：一電阻器；一反相器，耦接該控制器以接收該開關信號，並產生一反相的開關信號；以及一第二開關，其中該第二開關與該電阻器串聯連接在該電源輸入接腳與一接地電壓端之間，且該第二開關受控於該反相的開關信號。
6. 如申請專利範圍第1項所述的電源電路，其中該控制模組包括：一開關電路，耦接該電源管理晶片的一電源輸入接腳，用以將該系統電壓傳輸至該電源輸入接腳；以及一控制器，耦接該電源管理晶片的一狀態接腳及該開關電路，用以根據該狀態接腳上的信號判斷該電源管理晶片的該運作狀態，並據以產生一開關信號以控制該開關電路的啟閉以及產生該第一控制信號；以及一邏輯電路，該邏輯電路的第一輸入端耦接該控制器以接收該第一控制信號，該邏輯電路的第二輸入端接收一第二控制信號，且該邏輯電路的輸出端耦接該電源管理晶片的一致能接腳，以致能或禁能該電源管理晶片。
7. 一種保護狀態解除方法，用於一電源管理晶片，該保護狀態解除方法包括：透過一控制模組供應該電源管理晶片運作所需的一系統電壓；透過該控制模組偵測該電源管理晶片的一運作狀態；以及若該運作狀態為一異常保護狀態，則透過該控制模組停止供應該系統電壓，並重新供應該系統電壓，其中所述若該運作狀態為該異常保護狀態，則透過該控制模組停止供應該系統電壓，並重新供應該系統電壓的步驟包括：若該運作狀態為該異常保護狀態，則透過該控制模組禁能並重新致能該電源管理晶片；以及在重新致能該電源管理晶片之後，若該運作狀態仍為該異常保護狀態，則透過該控制模組停止供應該系統電壓，並重新供應該系統電壓。
8. 如申請專利範圍第7項所述的保護狀態解除方法，更包括：在重新供應該系統電壓之後，若該運作狀態仍為該異常保護狀態，則透過該控制模組產生一警示信息。