TW201314431A - 電源控制系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種電源控制系統，包括一提供直流輸入電壓之電源供應器、一時序控制器、至少一電壓轉換電路及一電源保護晶片。該時序控制器連接至該電源供應器及電壓轉換電路，用於經一啟動時間後向電壓轉換電路發出一使能信號。該電壓轉換電路連接至電源供應器及時序控制器，用於接收使能信號後將該輸入電壓轉為工作電壓。該電源保護晶片連接至該電壓轉換電路及該電源供應器，用於在該啟動時間內偵測該電壓轉換電路輸出之電壓值、比較該輸出之電壓值是否等於該輸入電壓之值，如是，則該電源保護晶片關閉該電源供應器。本發明還提供一種電源控制方法。

Description

電源控制系統及方法

本發明涉及電源控制系統及方法，具體地，涉及一種應用於電腦之電源控制系統及方法。

電腦通常包括一個電源供應器(power supply unit, PSU)、一個時序控制器及至少一個電壓轉換電路。PSU用於將一交流電壓轉換為一直流之輸入電壓並提供給電壓轉換電路。時序控制器連接至PSU並由PSU供電，時序控制器還連接至電壓轉換電路並用於向電壓轉換電路發出一個使能信號(enable signal)。電壓轉換電路連接至PSU及時序控制器，電壓轉換電路用於在接收使能信號後將PSU提供之輸入電壓進一步轉換為工作電壓。

通常，時序控制器在接收PSU提供之電源後需經過一定之啟動時間完成啟動後再向電壓轉換電壓發出使能信號。電壓轉換電路如果發生短路，則會在時序控制器之啟動時間內即在未接收使能信號之情況下接入PSU提供之直流電壓而無法對輸入電壓進行轉換，此時，電壓轉換電路輸出之電壓等於輸入電壓，造成電壓轉換電路在時序控制器之啟動時間內由於輸出之電壓過高而繼續被損壞。

有鑒於此，實有必要提供一種防止電壓轉換電路發生短路時在時序控制器之啟動時間內繼續被損壞之電源控制系統及方法。

一種電源控制系統，應用於一電腦，所述電源控制系統包括一個電源供應器、一個時序控制器、至少一個電壓轉換電路及一個電源保護晶片。所述電源供應器用於提供一直流之輸入電壓。所述時序控制器連接至所述電源供應器並由所述電源供應器供電，所述時序控制器還連接至電壓轉換電路；所述時序控制器用於在經過一段啟動時間後向電壓轉換電路發出一個使能信號。所述電壓轉換電路連接至電源供應器及所述時序控制器，所述電壓轉換電路用於接收使能信號後將所述輸入電壓轉換為工作電壓。所述電源保護晶片包括一個偵測單元、一個比較單元及一個控制單元。所述偵測單元連接至所述電壓轉換電路，用於在所述啟動時間內偵測所述電壓轉換電路輸出之電壓值；所述比較單元連接至所述偵測單元，用於比較所述電壓轉換電路輸出之電壓值是否等於所述輸入電壓之值並輸出比較結果；所述控制單元連接至所述比較單元及所述電源供應器，用於根據所述比較結果控制所述電源供應器之開啟或關閉。當所述電壓轉換電路輸出之電壓值等於所述輸入電壓之值時，所述控制單元關閉所述電源供應器。

一種電源控制方法，應用於一電腦，包括以下步驟：

S1：開啟一個用於供應一直流之輸入電壓之電源供應器；

S2：由所述電源供應器向一個時序控制器供電，所述時序控制器用於在經過一段啟動時間完成啟動後發出一個使能信號；

S3：提供至少一個由所述電源供應器供電之電壓轉換電路，所述電壓轉換電路用於在接收所述使能信號後將所述輸入電壓轉換為工作電壓；

S4：提供一電源保護晶片，用於在所述開啟時間內偵測所述電壓轉換電路輸出之電壓值、比較所述電壓轉換電路輸出之電壓值是否等於所述輸入電壓之值並控制所述電源供應器之開啟或關閉；

S5：當所述電壓轉換電路輸出之電壓值等於所述輸入電壓之值時，所述電源保護晶片關閉所述電源供應器。

相對於先前技術，在所述電壓轉換電路輸出之電壓值等於所述輸入電壓之值時，表明電壓轉換電路發生短路，所述電源保護晶片關閉所述電源供應器使所述電壓轉換電路斷電，防止電壓轉換電路被繼續損壞。

下面將結合附圖對本發明所提供的實施例作進一步詳細說明。

請參見圖1，本發明實施方式所提供之電源控制系統100，應用於一台電腦(圖未示)。所述電源控制系統100包括一個電源供應器10、一個時序控制器20、一個第一電壓轉換電路31、一個第二電壓轉換電路32、一個中央處理器41 (central processing unit, CPU)、一個南橋晶片42及一個電源保護晶片50。

所述電源供應器10用於將外部之交流電壓轉化為電腦可利用之直流之輸入電壓。例如，本實施方式中，所述電源供應器10將外部之幅值為220伏之交流電壓轉換為12伏之直流之輸入電壓。

所述時序控制器20連接至所述電源供應器10並由所述電源供應器10供電。所述時序控制器20用於在所述電腦開機時經過一定之啟動時間後發出使能信號。所述時序控制器20可以集成於電腦之一個基板管理控制器(base motherboard controller, BMC)，也可以為一個單獨之晶片。本實施方式中，所述時序控制器20集成於所述BMC。所述時序控制器20之啟動時間約為0.5秒至1秒。

所述第一電壓轉換電路31包括一個第一輸入端311、一個第二輸入端312及一個第一輸出端313。所述第一輸入端311連接至所述電源供應器10，如此使所述第一電壓轉換電路31接入所述輸入電壓。所述第二輸入端312連接至所述時序控制器20，如此使所述第一電壓轉換電路31接收所述時序控制器20發出之使能信號。所述第一輸出端313連接至所述CPU41。所述第一電壓轉換電路31用於在接收所述使能信號後將所述輸入電壓進一步轉換為直流第一工作電壓並提供給所述CPU41。

所述第二電壓轉換電路32包括一個第三輸入端321、一個第四輸入端322及一個第二輸出端323。所述第三輸入端321連接至所述電源供應器10，如此使所述第二電壓轉換電路32接入所述輸入電壓。所述第四輸入端322連接至所述時序控制器20，如此使所述第二電壓轉換電路32接收所述時序控制器20發出之使能信號。所述第二輸出端323連接至所述南橋晶片42。所述第二電壓轉換電路32用於在接收使能信號後將所述輸入電壓進一步轉換為直流之第二工作電壓並提供給所述南橋晶片42。本實施方式中，所述第一電壓轉換電路31、所述第二電壓轉換電路32均為壓降電路(buck circuit)。所述第一工作電壓之值大約為1.5伏。所述第二工作電壓之值大約為3.3伏。即所述第一工作電壓、所述第二工作電壓均小於所述輸入電壓。

所述電源保護晶片50包括一個偵測單元51、一個存儲單元52、一個比較單元53及一個控制單元54。所述偵測單元51分別連接至所述第一輸出端313及第二輸出端323並分別偵測所述第一輸出端313及第二輸出端323之電壓值。所述存儲單元52存儲有所述輸入電壓、所述第一工作電壓及所述第二工作電壓之值。所述比較單元53用於比較所述第一輸出端313電壓值是否等於所述第一工作電壓之值或者等於所述輸入電壓之值，當所述第一輸出端313電壓值等於第一工作電壓之值時，所述比較單元53輸出一個第一比較結果，當所述第一輸出端313電壓值等於所述輸入電壓之值時，所述比較單元53輸出一個第二比較結果。所述比較單元53還用於比較所述第二輸出端323之電壓值是否等於所述第二工作電壓之值或者等於所述輸入電壓之值，當所述第二輸出端323電壓值等於第二工作電壓之值時，所述比較單元53輸出一個第三比較結果，當所述第二輸出端323之電壓值等於所述輸入電壓之值時，所述比較單元53輸出一個第四比較結果。所述控制單元54連接至所述比較單元53，用於獲取所述比較單元53輸出之比較結果。所述控制單元54還連接至所述電源供應器10，用於根據所述比較單元53輸出之比較結果控制所述電源供應器10之開啟或關閉。

具體地，在所述電腦開機時，電源供應器10首先被開啟，所述時序控制器20由所述電源供應器10供電並經所述啟動時間後完成啟動，此時會出現以下三種情況：

1、當所述第一電壓轉換電路31及第二電壓轉換電路均未發生短路時，所述時序控制器20啟動後先向所述第一電壓轉換電路31發出第一使能信號，所述第一電壓轉換電路31接收所述第一使能信號後將所述輸入電壓下降為所述第一工作電壓並由所述第一輸出端313輸出，所述偵測單元51偵測到所述第一輸出端313之電壓值，所述比較單元53經比較所述第一輸出端313之電壓值等於所述第一工作電壓之值後輸出一個第一比較結果至所述控制單元54，此時所述控制單元54根據所述第一比較結果控制所述電源供應器10繼續保持為開啟狀態。另外，所述第一電壓轉換電路31向所述時序控制器20回饋一個電源正常信號(POWER GOOD, P.G信號)，所述時序控制器20在接收到所述P.G信號後再向所述第二電壓轉換電路32發出第二使能信號，所述第二電壓轉換電路32接收所述第二使能信號後將所述輸入電壓轉換為第二工作電壓，所述偵測單元51偵測到所述第二輸出端323之電壓值，所述比較單元53經比較所述第二輸出端323之電壓值等於所述第二工作電壓之值後輸出一個第三比較結果至所述控制單元54，此時控制單元54根據所述第三比較結果控制所述電源供應器10繼續保持為開啟狀態。

2、當所述第一電壓轉換電路31發生短路、第二電壓轉換電路32未發生短路，由於所述時序控制器20在經過啟動時間後再向所述第一電壓轉換電路31發出第一使能信號，此時，所述第一電壓轉換電路31在未接收到所述第一使能信號之情況下將所述輸入電壓直接輸出，所述偵測單元51偵測到所述第一輸出端313之電壓值，所述比較單元53經比較所述第一輸出端313之電壓值等於所述輸入電壓之值並輸出一個第二比較結果至所述控制單元54，此時控制單元54根據所述第二比較結果關閉所述電源供應器10。此時，所述時序控制器20、所述第一電壓轉換電路31及所述第二電壓轉換電路32均為斷電狀態。

3、當所述第一電壓轉換電路31未發生短路、所述第二電壓轉換電路32發生短路時，由於所述時序控制器20經啟動時間後向所述第一電壓轉換電路31發出第一使能信號，所述第二電壓轉換電路32在所述第一電壓轉換電路31還未接收到所述第一使能信號之情況下將所述輸入電壓直接輸出，所述偵測單元51偵測到所述第二輸出端323之電壓值，所述比較單元53經比較所述第二輸出端323之電壓值等於所述輸入電壓之值並輸出一個第四比較結果至所述控制單元54，所述控制單元54根據所述第四比較結果關閉所述電源供應器10。此時，所述時序控制器20、所述第一電壓轉換電路31及所述第二電壓轉換電路32均為斷電狀態。

所述電源控制系統100之電壓轉換電路之數量並不限定於本實施方式中之所述第一電壓轉換電路31及第二電壓轉換電路32，所述電源控制系統100可以包括一個或兩個以上之電壓轉換電路。

本實施方式中，所述第一輸出端313之電壓值與第一工作之值相差在5%以內時視為所述第一輸出端313值等於所述第一工作之值，所述第一輸出端313之電壓值與所述輸入電壓之值相差在5%以內時視為所述第一輸出端313值等於輸入電壓之值。同樣之，述第二輸出端323之電壓值與第二工作之值相差在5%以內時視為所述第二輸出端323值等於第二工作之值，所述第二輸出端323之電壓值與所述輸入電壓之值相差在5%以內時視為所述第二輸出端323之電壓值等於輸入電壓之值。

與先前技術相比，所述電源保護晶片50在所述啟動時間內偵測所述第一電壓轉換電路31及所述第二電壓轉換電路32輸出之電壓並比較所述第一電壓轉換電路31及所述第二電壓轉換電路32輸出之電壓值是否等於所述輸入電壓之值，當所述第一電壓轉換電路31或者所述第二電壓轉換電路32輸出之電壓值等於所述輸入電壓之值時，表明所述第一電壓轉換電路31或者所述第二電壓轉換電路32發一短路，所述電源保護晶片50控制所述電源供應器10關閉使所述第一電壓轉換電路31及第二電壓轉換電路32斷電。只要第一電壓轉換電路31及第二電壓轉換電路32之其中之一發生短路，所述電源供應器10都將被所述電源保護晶片50關閉，以此防止短路之第一電壓轉換電路31或第二電壓轉換電路32繼續被損壞。

如圖2所示，本發明還提供一種電源控制方法，應用於一電腦，包括以下步驟：

S1：在所述電腦開機時，開啟一個用於供應一直流之輸入電壓之電源供應器；

S2：利用所述電源供應器向一個時序控制器供電，所述時序控制器在經過一段啟動時間完成啟動後發出一個使能信號；

S3：提供至少一個由所述電源供應器供電之電壓轉換電路，所述電壓轉換電路在接收所述時序控制器發出之使能信號後將所述直流之輸入電壓轉換為一個直流之工作電壓；

S4：提供一電源保護晶片，用於在所述開啟時間內偵測所述電壓轉換電路輸出之電壓值、比較所述電壓轉換電路輸出之電壓值是否等於所述輸入電壓之值並控制所述電源供應器之開啟或關閉；

S5：當所述電壓轉換電路輸出之電壓值等於所述輸入電壓之值時，所述電源保護晶片關閉所述電源供應器。

進一步地，所述電源控制方法還包括以下步驟：

S6：當所述電壓轉換電路輸出之電壓值等於所述工作電壓之值時，所述電源保護晶片控制所述電源供應器保持為開啟狀態，所述電源保護晶片繼續偵測所述電壓轉換電路輸出之電壓值。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100．．．電源控制系統

10．．．電源供應器

20．．．時序控制器

31．．．第一電壓轉換電路

311．．．第一輸入端

312．．．第二輸入端

313．．．第一輸出端

32．．．第二電壓轉換電路

321．．．第三輸入端

322．．．第四輸入端

323．．．第二輸出端

41．．．CPU

42．．．南橋晶片

50．．．電源保護晶片

51．．．偵測單元

52．．．存儲單元

53．．．比較單元

54．．．控制單元

S1、S2、S3、S4、S5、S6．．．步驟

圖1是本發明實施方式所提供之電源控制系統之結構框圖。

圖2是本發明實施方式所提供之電腦電源控制方法之流程圖。

100．．．電源控制系統

10．．．電源供應器

20．．．時序控制器

31．．．第一電壓轉換電路

311．．．第一輸入端

312．．．第二輸入端

313．．．第一輸出端

32．．．第二電壓轉換電路

321．．．第三輸入端

322．．．第四輸入端

323．．．第二輸出端

41．．．CPU

42．．．南橋晶片

50．．．電源保護晶片

51．．．偵測單元

52．．．存儲單元

53．．．比較單元

54．．．控制單元

Claims (8)

1. 一種電源控制系統，應用於一電腦，所述電源控制系統包括一個電源供應器、一個時序控制器、至少一個電壓轉換電路及一個電源保護晶片；所述電源供應器用於提供一直流之輸入電壓；所述時序控制器連接至所述電源供應器並由所述電源供應器供電，所述時序控制器還連接至所述電壓轉換電路；所述時序控制器用於在經過一段啟動時間後向電壓轉換電路發出一個使能信號；所述電壓轉換電路連接至電源供應器及所述時序控制器，所述電壓轉換電路用於接收使能信號後將所述輸入電壓轉換為工作電壓；所述電源保護晶片包括一個偵測單元、一個比較單元及一個控制單元；所述偵測單元連接至所述電壓轉換電路，用於在所述啟動時間內偵測所述電壓轉換電路輸出之電壓值；所述比較單元連接至所述偵測單元，用於比較所述電壓轉換電路輸出之電壓值是否等於所述輸入電壓之值並輸出比較結果；所述控制單元連接至所述比較單元及所述電源供應器，用於根據所述比較結果控制所述電源供應器之開啟或關閉；當所述電壓轉換電路輸出之電壓值等於所述輸入電壓之值時，所述控制單元關閉所述電源供應器。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之電源控制系統，其中，所述電源保護晶片還包括一個存儲單元，用於存儲所述輸入電壓之值及所述工作電壓之值。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之電源控制系統，其中，當所述電壓轉換電路輸出之值等於所述工作電壓之值時，所述控制單元控制所述電源供應器繼續保持為開啟狀態。
4. 根據申請專利範圍第2項所述之電源控制系統，其中，所述電壓轉換電路輸出之電壓值與工作電壓之值相差在5%以內時視為所述電壓轉換電路輸出之電壓之值等於所述工作電壓之值；所述電壓轉換電路輸出之電壓之值與所述輸入電壓之值相差在5%以內時視為所述電壓轉換電路輸出之電壓值等於輸入電壓之值。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之電源控制系統，其中，所述時序控制器集成於所述電腦之一個基板管理控制器。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之電源控制系統，其中，所述電壓轉換電路為壓降電路，所述工作電壓小於所述輸入電壓。
7. 一種電源控制方法，應用於一電腦，包括以下步驟：
   S1：開啟一個用於供應一直流之輸入電壓之電源供應器；
   S2：利用所述電源供應器向一個時序控制器供電，所述時序控制器用於在經過一段啟動時間完成啟動後發出一個使能信號；
   S3：提供至少一個由所述電源供應器供電之電壓轉換電路，所述電壓轉換電路用於在接收所述時序控制器發出之使能信號後將所述輸入電壓轉換為工作電壓；
   S4：提供一電源保護晶片，用於在所述開啟時間內偵測所述電壓轉換電路輸出之電壓值、比較所述電壓轉換電路輸出之電壓值是否等於所述輸入電壓之值並控制所述電源供應器之開啟或關閉；
   S5：當所述電壓轉換電路輸出之電壓值等於所述輸入電壓之值時，所述電源保護晶片關閉所述電源供應器。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之電源控制方法，其中，進一步包括以下步驟：
   S6：當所述電壓轉換電路輸出之電壓值等於所述工作電壓值時，所述電源保護晶片控制所述電源供應器保持為開啟狀態，所述電源保護晶片繼續偵測所述電壓轉換電路輸出之電壓值。