TWI828549B - 用於控制電源模組的控制電路 - Google Patents

Abstract

本案提供一種用於控制電源模組的控制電路。電源模組驅動處理電路。控制電路包括第一電阻器、第二電阻器、觸發電路以及開關電路。第一電阻器耦接於第一參考電壓與電源模組的設定輸入端之間。第二電阻器耦接於第二參考電壓與設定輸入端之間。觸發電路反應於操作訊號來提供開關訊號。開關電路反應於開關訊號的第一電壓準位而將來自於處理電路的控制訊號傳輸至設定輸入端，並反應於開關訊號的第二電壓準位而停止傳輸控制訊號。電源模組反應於控制訊號的電壓值來執行第一供電模式以及第二供電模式的其中之一。當沒有接收到控制訊號時，電源模組執行第三供電模式。

Description

用於控制電源模組的控制電路

本發明是有關於一種用於控制電源模組的控制電路。

在現行的電子裝置中，電源模組的供電模式都是由處理電路來決定。處理電路所決定的供電模式並不一定是使用者所期望的供電模式。處理電路所決定的供電模式可能不符合電源模組的最佳效能，從而使電源模組的供電效率降低並增加多餘的能源浪費。

本案提供一種用於控制電源模組的控制電路，電源模組用於驅動處理電路。控制電路包括第一電阻器、第二電阻器、觸發電路以及開關電路。第一電阻器耦接於第一參考電壓與電源模組的設定輸入端之間。第二電阻器耦接於第二參考電壓與設定輸入端之間。觸發電路反應於操作訊號來提供開關訊號。開關電路耦接於觸發電路、處理電路以及設定輸入端。開關電路接收來自 於處理電路的控制訊號。開關電路反應於開關訊號的第一電壓準位而將控制訊號傳輸至設定輸入端，並反應於開關訊號的第二電壓準位而停止傳輸控制訊號。當接收到控制訊號時，電源模組反應於控制訊號的電壓值來執行第一供電模式以及第二供電模式的其中之一。當沒有接收到控制訊號時，電源模組執行第三供電模式。

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。

100、200:控制電路

110、210:觸發電路

120、220:開關電路

DP1、DP2:寄生二極體

ED:電子裝置

P1、P2、PM:驅動電能

PU:處理電路

R1、R2、R3:電阻器

SC:控制訊號

SO:操作訊號

SSW:開關訊號

T1、T2:電晶體

TP:操作電晶體

TS:設定輸入端

V1:第一參考電壓

V2:第二參考電壓

VM:中間電壓

VRM:電源模組

圖1是依據本發明一實施例所繪示的電子裝置的示意圖。

圖2是依據本發明一實施例所繪示的控制電路以及電源模組的示意圖。

本發明的部份實施例接下來將會配合附圖來詳細描述，以下的描述所引用的元件符號，當不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。這些實施例只是本發明的一部份，並未揭示所有本發明的可實施方式。更確切的說，這些實施例只是本發明的專利申請範圍中的範例。

請參考圖1，在本實施例中，電子裝置ED至少包括處理 電路PU、電源模組VRM以及控制電路100。電源模組VRM用於驅動處理電路PU。處理電路PU可以是圖形處理器(Graphics Processing Unit)或中央處理器(Central Processing Unit)等電子裝置ED的運算核心電路。電子裝置ED可以是筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機等裝置。電源模組VRM可以是提供不同供電模式的電源電路。

在本實施例中，控制電路100用於控制電源模組VRM。控制電路100包括電阻器R1、R2、觸發電路110以及開關電路120。電阻器R1耦接於第一參考電壓V1與電源模組VRM的設定輸入端TS之間。電阻器R2耦接於第二參考電壓V2與電源模組VRM的設定輸入端TS之間。觸發電路110反應於操作訊號SO來提供開關訊號SSW。

在本實施例中，操作訊號SO透過電子裝置ED的使用者介面(User Interface，UI)被提供。使用者可對使用者介面進行操作，從而產生操作訊號SO。

在本實施例中，開關電路120耦接於觸發電路110、處理電路PU以及電源模組VRM的設定輸入端TS。開關電路120接收來自於處理電路PU的控制訊號SC。開關電路120反應於開關訊號SSW的第一電壓準位而將控制訊號SC傳輸至設定輸入端TS。開關電路120反應於開關訊號SSW的第二電壓準位而停止傳輸控制訊號SC。換言之，當開關電路120提供具有第一電壓準位的開關訊號SSW時，電源模組VRM的設定輸入端TS會接收到控制訊 號SC。在另一方面，當開關電路120提供具有第二電壓準位的開關訊號SSW時，電源模組VRM的設定輸入端TS則不會接收到控制訊號SC。

在本實施例中，當接收到控制訊號SC時，電源模組VRM反應於控制訊號SC的電壓值來執行第一供電模式以及第二供電模式的其中之一。當沒有接收到控制訊號SC時，電源模組VRM則執行第三供電模式。第一供電模式、第二供電模式以及第三供電模式彼此不相同。

在此值得一提的是，觸發電路110反應於操作訊號SO來提供開關訊號SSW。開關電路120反應於開關訊號SSW的第一電壓準位而將控制訊號SC傳輸至設定輸入端TS，並反應於開關訊號SSW的第二電壓準位而停止傳輸控制訊號SC。當沒有接收到控制訊號SC時，電源模組VRM執行第三供電模式以驅動處理電路。如此一來，控制電路100能夠利用來自於外部的操作訊號SO來介入控制電源模組VRM執行第三供電模式。

在一實施例中，電源模組VRM包括多個供電電路(未示出)。當設定輸入端TS接收到具有高電壓值的控制訊號SC時，電源模組VRM進入第一供電模式。在第一供電模式中，電源模組VRM利用所有的供電電路來對處理電路PU提供驅動電能P1。

當設定輸入端TS所接收到的控制訊號SC的電壓值為高電壓值時，電源模組VRM執行第二供電模式。在第二供電模式中，電源模組VRM利用最低數量的供電電路來對處理電路PU提 供驅動電能P2。

當設定輸入端TS並沒有接收到控制訊號SC時，控制電路100利用電阻器R1、R2來產生中間電壓VM，並將中間電壓VM提供至設定輸入端TS。電源模組VRM反應於中間電壓VM來執行第三供電模式。在第三供電模式中，電源模組VRM依據實際負載狀態來決定供電電路的使用數量，並利用使用數量的供電電路來對處理電路PU提供驅動電能PM。換言之，在第三供電模式中，電源模組VRM依據實際負載狀態來調整用以驅動處理電路PU的驅動電能PM。第三供電模式可以被稱為自動省電(Auto-Power Save，APS)模式。

在一實施例中，當設定輸入端TS所接收到的控制訊號是高阻抗(Hi-Z)訊號時，控制電路100也會利用電阻器R1、R2對第一參考電壓V1的分壓操作來產生中間電壓VM，並將中間電壓VM提供至設定輸入端TS。因此，電源模組VRM反應於中間電壓VM來執行第三供電模式。

在一實施例中，中間電壓VM可以由第一參考電壓V1的電壓值、第二參考電壓V2的電壓值以及電阻器R1、R2的電阻值來決定。舉例來說，電阻器R1、R2的電阻值分別是10kΩ(本發明並不以此為限)。第一參考電壓V1的電壓值是1.8伏特(本發明並不以此為限)。第二參考電壓V2的電壓值是0伏特(本發明並不以此為限)。因此，中間電壓VM等於0.9伏特。

此外，控制電路100能夠利用來自於外部的操作訊號SO 來介入控制電源模組VRM執行第三供電模式(如，APS模式)。因此，電源模組VRM可基於實際負載狀態來調整用以驅動處理電路PU的驅動電能PM。電源模組VRM的供電效率得以被維持。此外，相較於第一供電模式，電子裝置ED的電池在第三供電模式具有較長的使用時間。

請參考圖2，圖2示出電源模組VRM以及控制電路200。在本實施例中，控制電路200包括電阻器R1、R2、觸發電路210以及開關電路220。開關電路220包括電晶體T1、T2。電晶體T1的源極接收控制訊號SC。電晶體T1的閘極接收開關訊號SSW。電晶體T2的源極耦接於設定輸入端TS。電晶體T2的閘極接收開關訊號SSW。電晶體T2的汲極耦接於電晶體T1的汲極。

在本實施例中，觸發電路210包括電阻器R3以及操作電晶體TP。電阻器R3的第一端耦接於系統高電壓VH。電阻器R3的第二端耦接於電晶體T1的閘極以及電晶體T2的閘極。電阻器R3的第二端用以輸出開關訊號SSW的輸出端。操作電晶體TP的第一端耦接於電阻器R3的第二端。操作電晶體TP的第二端耦接於參考低電壓(例如是接地)。操作電晶體TP的控制端接收操作訊號SO。

當開關訊號SSW具有第一電壓準位時，電晶體T1、T2被導通。在另一方面，當開關訊號SSW具有第二電壓準位時，電晶體T1、T2則被斷開。

應注意的是，電晶體T2的汲極耦接於電晶體T1的汲極。 因此，電晶體T1中的寄生二極體DP1的陰極連接至電晶體T2中的寄生二極體DP2的陰極。這使得在電晶體T1、T2被斷開的情況下，能夠確保開關電路220的訊號隔離效果。因此，在電晶體T1、T2被斷開的情況下，控制訊號SC並不會被洩漏到設定輸入端TS。

請同時參考圖2以及表1。表1是圖2的真值表。在一實施例中，電晶體T1、T2以及操作電晶體TP分別是N型場效電晶體(本發明並不以電晶體的態樣為限)。第一電壓準位是高電壓準位。第二電壓準位是低電壓準位。

當接收到具有低電壓準位(標記為“L”)的操作訊號SO時，操作電晶體TP被斷開。因此，位於電阻器R3的第二端的電壓值大致上等於系統高電壓VH的電壓值。這使得開關訊號SSW 具有第一電壓準位。因此，電晶體T1、T2被導通。開關電路220將所接收到的控制訊號SC傳輸至設定輸入端TS。如此一來，電源模組VRM反應於控制訊號SC的電壓值來執行第一供電模式以及第二供電模式的其中之一。當控制訊號SC具有高電壓準位(標記為“H”)時，設定輸入端TS所接收到電壓值也具有高電壓準位。因此，電源模組VRM執行第一供電模式。當控制訊號SC具有低電壓準位時，設定輸入端TS所接收到電壓值也具有低電壓準位。因此，電源模組VRM執行第二供電模式。

此外，當控制訊號SC是高阻抗訊號時，控制電路200會利用電阻器R1、R2來產生中間電壓VM，並將中間電壓VM提供至設定輸入端TS。因此，電源模組VRM反應於中間電壓VM來執行第三供電模式。

在另一方面，當接收到具有高電壓準位的操作訊號SO時，操作電晶體TP被導通。因此，位於電阻器R3的第二端的電壓值下拉至系統低電壓的電壓值。這使得開關訊號SSW具有第二電壓準位。因此，電晶體T1、T2被斷開。開關電路220並無法傳輸控制訊號SC。控制電路200會利用電阻器R1、R2來產生中間電壓VM，並將中間電壓VM提供至設定輸入端TS。因此，電源模組VRM反應於中間電壓VM來執行第三供電模式。

因此，一旦使用者透過使用者介面來提供具有高電壓準位的操作訊號SO時，電源模組VRM會無視控制訊號SC而強制執行第三供電模式。

綜上所述，觸發電路反應於操作訊號來提供開關訊號。開關電路反應於開關訊號的第一電壓準位而將控制訊號傳輸至設定輸入端，並反應於開關訊號的第二電壓準位而停止傳輸控制訊號。當沒有接收到控制訊號時，電源模組執行第三供電模式以驅動處理電路。如此一來，控制電路能夠利用來自於外部的操作訊號來介入控制電源模組的供電模式。此外，在第三供電模式中，電源模組依據實際負載狀態來調整用以驅動處理電路的驅動電能。因此，電源模組的供電效率得以被維持。電子裝置的電池在第三供電模式具有較長的使用時間。

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:控制電路

110:觸發電路

120:開關電路

ED:電子裝置

P1、P2、PM:驅動電能

PU:處理電路

R1、R2:電阻器

SC:控制訊號

SO:操作訊號

SSW:開關訊號

TS:設定輸入端

V1:第一參考電壓

V2:第二參考電壓

VM:中間電壓

VRM:電源模組

Claims (10)

1. 一種用於控制一電源模組的控制電路，其中該電源模組用於驅動一處理電路，其中該控制電路包括：一第一電阻器，耦接於一第一參考電壓與該電源模組的一設定輸入端之間；一第二電阻器，耦接於一第二參考電壓與該設定輸入端之間；一觸發電路，經配置以反應於一操作訊號來提供一開關訊號；以及一開關電路，耦接於該觸發電路、該處理電路以及該設定輸入端，經配置以接收來自於該處理電路的一控制訊號，反應於該開關訊號的一第一電壓準位而將該控制訊號傳輸至該設定輸入端，並反應於該開關訊號的一第二電壓準位而停止傳輸該控制訊號，其中當接收到該控制訊號時，該電源模組反應於該控制訊號的電壓值來執行一第一供電模式以及一第二供電模式的其中之一，並且其中當沒有接收到該控制訊號時，該電源模組執行一第三供電模式。
2. 如請求項1所述的控制電路，其中該操作訊號透過一使用者介面被提供。
3. 如請求項1所述的控制電路，其中當該設定輸入端所接收到的該控制訊號的電壓值為高電壓值時，該電源模組執行該第一供電模式。
4. 如請求項1所述的控制電路，其中當該設定輸入端所接收到的該控制訊號的電壓值為低電壓值時，該電源模組執行該第二供電模式。
5. 如請求項1所述的控制電路，其中：當該設定輸入端所接收到的該控制訊號是高阻抗訊號時，該控制電路利用該第一電阻器以及該第二電阻器來產生一中間電壓，並將該中間電壓提供至該設定輸入端，該電源模組反應於該中間電壓來執行該第三供電模式，並且該中間電壓的電壓值介於該第一參考電壓的電壓值與該第二參考電壓的電壓值之間。
6. 如請求項1所述的控制電路，其中：當沒有接收到該控制訊號時，該控制電路利用該第一電阻器以及該第二電阻器來產生一中間電壓，並將該中間電壓提供至該設定輸入端，該電源模組反應於該中間電壓來執行該第三供電模式，並且該中間電壓的電壓值介於該第一參考電壓的電壓值與該第二參考電壓的電壓值之間。
7. 如請求項6所述的控制電路，其中該中間電壓的電壓值由該第一參考電壓的電壓值、該第二參考電壓的電壓值、該第一電阻器的電阻值以及該第二電阻器的電阻值來決定。
8. 如請求項1所述的控制電路，其中該開關電路包括：一第一電晶體，該第一電晶體的源極接收該控制訊號，該第一電晶體的閘極接收該開關訊號；以及一第二電晶體，該第二電晶體的源極耦接於該設定輸入端，該第二電晶體的閘極接收該開關訊號，該第二電晶體的汲極耦接於該第一電晶體的汲極。
9. 如請求項8所述的控制電路，其中：當該開關訊號具有該第一電壓準位時，該第一電晶體以及該第二電晶體被導通，並且當該開關訊號具有該第二電壓準位時，該第一電晶體以及該第二電晶體被斷開。
10. 如請求項8所述的控制電路，其中該觸發電路包括：一第三電阻器，該第三電阻器的第一端耦接於一系統高電壓，該第三電阻器的第二端耦接於該第一電晶體的閘極以及該第二電晶體的閘極；以及一操作電晶體，該操作電晶體的第一端耦接於該第三電阻器的第二端，該操作電晶體的第二端耦接於參考低電壓，該操作電晶體的控制端接收該操作訊號。

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