《一種電源控制晶片及設定有該晶片的電子設備》是合肥聯寶信息技術有限公司於2016年7月14日申請的發明專利，該專利申請號為2016105562292，公布號為CN106019999A，專利公布日為2016年10月12日，發明人是孟慶林、徐小軍。
《一種電源控制晶片及設定有該晶片的電子設備》所述電源控制晶片包括：邏輯控制部和開關切換部；其中，所述邏輯控制部包括的輸入側與至少兩個電壓源連線並接收一來自外部的選擇信號，且所述邏輯控制部基於各所述電壓源的電壓值以及所述選擇信號的值輸出電壓切換信號；所述切換開關部的輸入側分別與各所述電壓源和所述邏輯控制部的輸出側連線，且所述切換開關部根據所述電壓切換信號對應的接通或關斷各所述電壓源的供電。該發明將電源切換電路集成為一電源控制晶片，實現電源電壓切換的功能，並且還具有節省元件數量和PCB占用空間的優點。
2020年7月17日，《一種電源控制晶片及設定有該晶片的電子設備》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種電源控制晶片及設定有該晶片的電子設備》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種電源控制晶片及設定有該晶片的電子設備
- 公布號：CN106019999A
- 公布日：2016年10月12日
- 申請號：2016105562292
- 申請日：2016年7月14日
- 申請人：合肥聯寶信息技術有限公司
- 地址：安徽省合肥市經濟技術開發區翠微路6號海恆大廈4樓418號
- 發明人：孟慶林、徐小軍
- 代理機構：北京金信智慧財產權代理有限公司
- 代理人：黃威; 喻嶸
- Int.Cl.：G05B19/04(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2016年7月，對於電子設備中的各電子晶片的電源（+VDDCR_FCH_S5）供電電壓要根據晶片的需要進行電壓切換。如對於AMDCPU電源的供電，需要根據CPU的具體需求而提供相應的電壓，而現有的AMDCPU電源（+VDDCR_FCH_S5）供電電壓是通過外部分離原件設計而成。而該分離原件構建的電源切換設計會增加電路設計的複雜程度。而且大量的分離器件需要更多的PCB面積完成電路板設計，不利於主機板小型化設計。同時，分離元件BOM需要更高的設計成本，不利於產品競爭力。因此，急需一種專用積體電路ASIC（Application-specific Integrated Circuit）來實現對電子晶片的供電轉換。
發明內容
專利目的
《一種電源控制晶片及設定有該晶片的電子設備》所要解決的問題是提供一種集成於一體的並能夠根據負載器件的需求切換供電電壓的電源控制晶片以及設定有該晶片的電子設備。
技術方案
一種電源控制晶片，包括：邏輯控制部和開關控制部；其中，所述邏輯控制部的輸入側與至少兩個電壓源連線並接收一來自外部的選擇信號，且所述邏輯控制部基於各所述電壓源的電壓值以及所述選擇信號的值輸出電壓切換信號；所述切換開關部的輸入側分別與各所述電壓源和所述邏輯控制部的輸出側連線，且所述切換開關部根據所述電壓切換信號對應的接通或關斷各所述電壓源的供電。
其中，所述開關切換部包括分別與各所述電壓源對應連線的切換開關，且各所述切換開關分別與所述邏輯控制部的輸出側的多個輸出端子一一對應連線，以分別接收用於驅動各所述切換開關接通或關斷的驅動信號，各所述驅動信號構成所述電壓切換信號。 其中，各所述切換開關為第一電晶體，所述第一電晶體的基極與所述邏輯控制部的輸出端子對應連線，所述第一電晶體的集電極與對應的所述電壓源連線，所述第一電晶體的發射集與負載連線。
其中，所述邏輯控制部的輸入側包括2個與所述電壓源連線的輸入端子。
其中，所述邏輯控制部包括：比較器，其輸入端構造為所述輸入端子；
或門，其一輸入端與所述比較器的輸出端連線，另一輸入端接收所述選擇信號；
第一與門，其一輸入端與所述或門的輸出端連線，另一輸入端接收一使能信號，且其輸出端與所述開關切換部連線；
第二與門，其一輸入端通過一第一反相器與所述或門的輸出端連線，另一輸出端接收所述使能信號，且其輸出端與所述開關切換部連線。
其中，所述邏輯控制部還包括：
第二反相器，其接收所述使能信號；
第二電晶體，所述第二電晶體的基極與所述第二反相器的輸出端連線，所述第二電晶體的集電極與所述開關切換部的輸出端連線，且所述第二電晶體的發射集接地。 其中，所述第二電晶體為N型電晶體。
該發明還提供了一種電子設備，其具有上所述的電源控制晶片，以為所述電子設備中的電子器件供電。
改善效果
1、《一種電源控制晶片及設定有該晶片的電子設備》實施例構造為單一晶片，其可以適用於AMD平台，具有通用性，簡化設計，便於採購進行物件採購；
2、電源供電電壓根據真值表設計，自動完成電源電壓的切換；
3、可以節省元件數量和PCB占用空間，並可以節約整體成本。
附圖說明
圖1為《一種電源控制晶片及設定有該晶片的電子設備》實施例中的一種電源控制晶片的原理結構圖；
圖2為該發明實施例中的邏輯控制部的電路結構圖；
圖3為該發明實施例中的邏輯控制部所採用的真值表。
附圖示記說明：100-邏輯控制部200-開關切換部、101-比較器 102-或門、103-第一與門104-第二與門、105-第一反相器106-第二反相器、107-第二電晶體201-第一切換開關、202-第二切換開關。
技術領域
《一種電源控制晶片及設定有該晶片的電子設備》涉及控制晶片領域，特別是一種電源控制晶片及設定有該晶片的電子設備。
權利要求
1.一種電源控制晶片，其特徵在於，所述電源控制晶片用於為電子設備中的CPU供電，所述電源控制晶片包括：邏輯控制部和開關切換部；其中，所述邏輯控制部的輸入側與至少兩個電壓源連線並接收一來自外部的選擇信號，且所述邏輯控制部基於各所述電壓源的電壓值以及所述選擇信號的值輸出電壓切換信號；所述開關切換部的輸入側分別與各所述電壓源和所述邏輯控制部的輸出側連線，且所述開關切換部根據所述電壓切換信號對應的接通或關斷各所述電壓源的供電；所述邏輯控制部的輸入側包括2個與所述電壓源連線的輸入端子；所述邏輯控制部包括：比較器，其輸入端構造為所述輸入端子；或門，其一輸入端與所述比較器的輸出端連線，另一輸入端接收所述選擇信號；第一與門，其一輸入端與所述或門的輸出端連線，另一輸入端接收一使能信號，且其輸出端與所述開關切換部連線；第二與門，其一輸入端通過一第一反相器與所述或門的輸出端連線，另一輸出端接收所述使能信號，且其輸出端與所述開關切換部連線。
2.根據權利要求1所述的電源控制晶片，其特徵在於，其中，所述開關切換部包括分別與各所述電壓源對應連線的切換開關，且各所述切換開關分別與所述邏輯控制部的輸出側的多個輸出端子一一對應連線，以分別接收用於驅動各所述切換開關接通或關斷的驅動信號，各所述驅動信號構成所述電壓切換信號。
3.根據權利要求2所述的電源控制晶片，其特徵在於，其中，各所述切換開關為第一電晶體，所述第一電晶體的基極與所述邏輯控制部的輸出端子對應連線，所述第一電晶體的集電極與對應的所述電壓源連線，所述第一電晶體的發射集與負載連線。
4.根據權利要求1所述的電源控制晶片，其特徵在於，所述邏輯控制部還包括：第二反相器，其接收所述使能信號；第二電晶體，所述第二電晶體的基極與所述第二反相器的輸出端連線，所述第二電晶體的集電極與所述開關切換部的輸出端連線，且所述第二電晶體的發射集接地。
5.根據權利要求4所述的電源控制晶片，其特徵在於，所述第二電晶體為N型電晶體。
6.一種電子設備，其特徵在於，其具有如權利要求1-5中任意一項所述的電源控制晶片，以為所述電子設備中的電子器件供電。
實施方式
《一種電源控制晶片及設定有該晶片的電子設備》實施例提供了一種電源控制晶片，其可以套用到如手機、計算機設備等電子設備中，用於為電子設備中的CPU或其他的電子晶片供電或者還可以用於為電子設備供電。
如圖1所示，為該發明實施例中的電源控制晶片的原理結構圖，其中包括：邏輯控制部100和開關切換部200，其中，邏輯控制部100用於根據多個電壓源所輸入的電壓值以及一選擇信號生成對應於各所述電壓源的電壓切換信號，而開關切換部200配置為根據該電壓切換信號以及選擇信號接通或關斷各電壓源對負載的供電，從而切換到所需要的電源電壓。
如圖1所示，其中，邏輯控制部100的輸入側可以包括至少兩個電源輸入端子、選擇信號輸入端子和使能端子，其中，圖1中以兩個電源輸入端子為例，該兩個電源輸入端子分別與電壓源Vin1和Vin2連線，選擇信號輸入端子用於接收一選擇信號，使能端子用於接收一使能信號，該選擇信號和使能信號可以是來自於所要供電的電子晶片的控制信號，並且，該選擇信號和使能信號的值可以是表示高電平和低電平的1和0。根據選擇信號的值與電源輸入端子接收到的電壓源的電壓值獲得對應於開關切換部200的電壓切換信號，使能信號用於控制邏輯控制部的工作，如當使能信號的值為高電平1時，邏輯控制部100正常工作，當其值為低電平0時，邏輯控制部100輸出控制開關切換部200關斷對於負載的供電。另外，雖然該實施例中的邏輯控制部100與兩個電壓源連線，但是在其他的實施例中，可以是其他任意數量的輸入信號源。該實施例中的邏輯控制部100可以根據第一電壓源Vin1的電壓值、第二電壓源的Vin2的電壓值，以及選擇信號的值，向開關切換部200輸出對應於各電壓源的電壓切換信號Vc1和Vc2。該實施例中，第一電壓源Vin1的輸入電壓值的範圍可以是0伏-1.2伏；第二輸入信號源Vin2的輸入電壓值為0伏或0.775伏。
另外，該實施例中的開關切換部200可以包括第一切換開關201和第二切換開關202，其中，第一切換開關201與第一電壓源Vin1連線，第二切換開關202與第二電壓源Vin2連線，並且，第一切換開關201和第二切換開關202還分別與邏輯控制部100的輸出側連線，以接收電壓切換信號。該實施例中分別向各切換開關傳送電壓切換信號以單獨控制每個切換開關，如向第一切換開關201輸出第一電壓切換信號Vc1和向第二切換開關202輸出第二電壓切換信號Vc2，同時第一切換開關201根據該第一電壓切換信號Vc1接通或關斷第一電壓源Vc1對負載的供電，第二切換開關202根據該第二電壓切換信號Vc2接通或關斷第二電壓源Vc2對負載的供電。該實施例中，第一切換開關201和第二切換開關202可以是電晶體（如第一電晶體），該第一電晶體的基極與邏輯控制部100的輸出端子對應連線，第一電晶體的集電極與對應的電壓源連線，第一電晶體的發射集與負載連線。另外，電壓切換信號也可以是一組能夠控制多個切換開關的接通或關斷的序列值，其中可以包括分別對應於每個切換開關的驅動信號，該驅動信號的值可以是0或1，而電壓切換信號可以包括多個驅動信號，以分別對應控制多個切換開關的接通和關斷。即各切換開關分別與邏輯控制部100的輸出側的多個輸出端子一一對應連線，以分別接收用於驅動各所述切換開關接通或關斷的驅動信號，各所述驅動信號構成所述電壓切換信號。
如圖2所示，為該發明實施例中的邏輯控制部的電路結構圖，圖中CMP、OR、AND、INV等該類標識符號均為數字電路技術領域中通用的電氣符號。其中如圖所示，包括比較器101、或門102、第一與門103、第二與門104；其中，比較器101的兩個輸入端構造為上述電源輸入端子，即該兩個輸入端分別與電壓源Vin1和Vin2連線，根據該第一電壓源Vin1和第二電壓源Vin2的電壓值，比較器101輸出一比較結果，該比較結果為1或0的第一輸出信號。例如，該實施例中，當第一輸入信號源Vin1的電壓值大於第二輸入信號源Vin2的電壓值時，比較器輸出第一輸出信號為高電平1，否則第一輸出輸出信號為低電平0。
另外，或門102的一個輸入端與比較器101的輸出端連線，或門102的另一輸入端構造為邏輯控制部100的選擇信號輸入端子，即接收上述選擇信號；該或門102則根據該選擇信號的值以及比較器101的第一輸出信號生成第二輸出信號。如當選擇信號為高電平或第一輸出信號為高電平時，第二輸出信號為低電平，而當選擇信號為低電平且第二輸出信號為低電平時，第二輸出信號為高電平。
並且，第一與門103的一輸入端與或門102的輸出端連線，另一輸入端配置為接收一使能信號，且其輸出端與開關控制部200連線；該使能信號的值可以是高電平1或低電平0，而且第一與門103可以根據該使能信號以及第二輸出信號的值生成第一電壓切換信號Vc1，以控制第一切換開關201的接通或關斷。
第二與門104的一輸入端通過一第一反相器105與或門102的輸出端連線，第二與門104的另一輸出端配置為接收一使能信號EN，且第二與門104其輸出端與開關控制部200連線，並基於或門102輸出的第二輸出信號以及使能信號EN的值，生成第二電壓切換信號Vc2，以控制第二切換開關202的接通或關斷。
如圖3所示，為該發明實施例的邏輯控制部的真值表。其中，當選擇信號SEL為一低電平0時，且第一電壓源Vin1及第二電壓源Vin2的電壓同時為0伏時，使得開關控制部輸出的電壓Vo的電壓為0伏。當選擇信號SEL為低電平0，且第一電壓源Vin1的電壓小於第二電壓源Vin2的電壓時，使得開關控制部200輸出的電壓Vo的電壓等於第二電壓源Vin2的電壓。當選擇信號SEL為低電平0，且第一電壓源Vin1的電壓大於第二電壓源VIN2的電壓時，使得開關控制部200輸出的電壓Vo的電壓等於第一電壓源VIN1的電壓。也就是說，當選擇信號SEL為低電平時，電源輸出信號Vo的電壓等於第一電壓源VIN1和第二電壓源VIN2其中電壓較大者，即，電壓切換信號用於接通對應於電壓源的電壓較大的切換開關，從而輸出該較大的電壓。而且，上述邏輯判斷成立的前提應當為使能信號EN為一高電平1時，即使能信號EN為控制上述邏輯控制部100是否進行工作的關鍵因素。
另外，在一優選實施例中，邏輯控制部還包括一第二反相器106，其輸入端接收使能信號EN，並耦接第一與門103和第二與門104，且其輸出與一開關器件連線。繼續參見圖2，該實施例中該開關器件（圖中以SW功能性示出）可以採用第二電晶體107，且該第二電晶體107的基極與第二反相器106的輸出端連線，第二電晶體的集電極與開關控制部200的輸出端連線，且第二電晶體的發射集接地。該實施例中，第二反相器106接收使能信號EN用以控制第二電晶體107的導通和截止。其中第二電晶體107可以是N型電晶體。因此，該實施例中，當使能信號EN為高電平1時，此時該實施例中的電源控制晶片處於正常工作模式。當使能信號EN為低電平0時，使得第一與門103及第二與門104同時輸出低電平，以控制第一切換開關201及第二切換開關202同時關斷。同時通過第二反相器106，使得第二電晶體107導通，此時電源輸出信號V0的電壓為0伏，電源控制晶片處於關閉模式，即不提供電壓電力。另外，該實施例中的第一切換開關201和第二切換開關202均可以是N型電晶體，其一端分別接收電壓切換信號Vc1或Vc2，另一端分別與電壓源Vin1或第二電壓源Vin2連線，並基於該電壓切換信號Vc1和Vc2的高低電平，導通或截止，以接通或關斷對於第一電壓源和第二電壓源的輸入電壓，從而實現對於電源的切換。
另外，該發明中還可以提供一種電子設備，該電子設備內可以設定有上述的電源控制晶片，以用於為其中的CPU等進行供電切換。
另外，對於電源控制晶片的選擇信號和使能信號，可以是通過電子設備的需求傳送至電源控制晶片的，如由CPU根據其供電需求選擇性的向電源控制晶片的邏輯控制部傳送選擇信號和使能信號，該選擇信號和使能信號的值可以是高電平1和低電平0，從而控制電源控制晶片的工作。
榮譽表彰
2020年7月17日，《一種電源控制晶片及設定有該晶片的電子設備》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。
