專利名稱：供電模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種電源頻率調(diào)整電路，且特別是有關(guān)于一種計算機裝置中用以 調(diào)整電源頻率的調(diào)整電路。
背景技術(shù)：
在一般計算機的主機板中，電源供電模塊通常僅設(shè)計為具有一種固定的工作頻 率，若是需要更改電源工作頻率，通常需要替換其中使用的組件才行。具體而言，需要更換電源控制電路(或電源控制IC)的頻率設(shè)定相關(guān)的電路，通過 換用不同的電路組件以改變原本設(shè)定的電源控制電路從而改變電源的工作頻率。然而，以上述方式更改電源的工作頻率時，必須實際對供電模塊中的組件作更換， 因此極不方便，而且亦使得電源工作頻率的設(shè)定不具有彈性。因此，如何更方便且實時地改變電源頻率，使電源的頻率隨著工作狀態(tài)及時地變 換，進而相對提高電源的工作效率，成為本領(lǐng)域具通常知識者亟欲解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的是在提供一種可調(diào)整頻率的供電模塊，通過電源頻率調(diào)整電路對 電源的工作頻率作調(diào)整，使得電源工作頻率可根據(jù)不同的負載作變換，以符合使用上的需 求。本發(fā)明的一技術(shù)方案是關(guān)于一種可調(diào)整頻率的供電模塊，根據(jù)外部負載的變化調(diào) 整其工作頻率。此供電模塊包含電源、電源控制單元以及電源頻率調(diào)整電路。電源用以提 供電能。電源控制單元耦接電源，并根據(jù)檢測到的電源負載情況輸出電壓信號，其中電源控 制單元具有一頻率設(shè)定端，并輸出一頻率信號至電源以調(diào)整電源的工作頻率。電源頻率調(diào) 整電路包括比較單元、切換單元以及調(diào)整單元。比較單元接收參考電壓和上述電壓信號，并 對參考電壓和電壓信號進行比較，以輸出一控制信號，其中電壓信號相對應(yīng)于一負載電流。 切換單元接收控制信號，并根據(jù)控制信號對切換單元之輸出端進行短路或斷開。調(diào)整單元 耦接于切換單元和頻率設(shè)定端之間，并根據(jù)切換單元的輸出端的狀態(tài)調(diào)整成相對應(yīng)的等效 電阻。在一實施例中，上述比較單元中可還包含比較器以及開關(guān)單元，其中比較器用以 比較參考電壓和電壓信號，以輸出比較信號，而開關(guān)單元則是用以對比較信號的準位進行 反相處理，以產(chǎn)生控制信號。此外，上述開關(guān)單元可包含一個晶體管，此晶體管的控制端用以接收比較信號，晶 體管的第一端用以耦接相對高電壓并產(chǎn)生控制信號，晶體管的第二端用以耦接相對低電 壓。當控制信號為相對低位準時，切換單元的輸出端短路，當控制信號為相對高位準時，切 換單元的輸出端斷開。在另一實施例中，上述調(diào)整單元可還包含數(shù)個電阻，其中這些電阻相互耦接，并耦 接于切換單元的輸出端，且根據(jù)切換單元的輸出端短路與否形成相對應(yīng)的等效電阻。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，應(yīng)用前述電源頻率調(diào)整電路可于電路負載不同時，通過 相對應(yīng)地調(diào)整電源的工作頻率，進而獲得較高的電源工作效率。


圖IA是依照本發(fā)明實施例繪示一種可調(diào)整頻率的供電模塊的電路方塊圖；圖IB是依照本發(fā)明實施例繪示一種電源頻率調(diào)整電路的電路方塊圖；圖2是依照本發(fā)明實施例繪示一種如圖IB所示的電源頻率調(diào)整電路的電路示意 圖。主要組件符號說明100:供電模塊102:電源104:電源控制單元106 電源頻率調(diào)整電路110:比較單元120 切換單元130 調(diào)整單元210:比較器220 開關(guān)單元230:電阻單元
具體實施例方式圖IA是依照本發(fā)明實施例繪示一種可調(diào)整頻率的供電模塊的電路方塊圖。此供 電模塊100可根據(jù)其所耦接的外部負載的變化，據(jù)以調(diào)整其工作頻率。供電模塊100包含 電源102、電源控制單元104以及電源頻率調(diào)整電路106。電源102用以提供電能予相對應(yīng) 的外部負載。電源控制單元104耦接于電源102，并根據(jù)檢測到的電源負載情況輸出電壓信 號Vmon，其中電源控制單元104具有一頻率設(shè)定端VR_Freq，并輸出一頻率信號FR至電源 102，以調(diào)整電源102的工作頻率。電源頻率調(diào)整電路106則是耦接于電源控制單元104的 頻率設(shè)定端VR_Freq，并根據(jù)電源控制單元104所輸出的電壓信號Vmon來設(shè)定頻率設(shè)定端 VR_Freq，使得電源控制單元104可據(jù)以輸出相對應(yīng)的頻率信號FR，讓電源102得以調(diào)整而 操作于不同的工作頻率。圖IB是依照本發(fā)明實施例繪示一種如圖IA所示的電源頻率調(diào)整電路的電路方塊 圖。如圖所示，電源頻率調(diào)整電路106用以調(diào)整電源控制單元104(或電源控制IC)的頻 率設(shè)定端VR_Freq，借以在不同的電路負載情形下，相對應(yīng)地作調(diào)整而形成頻率設(shè)定端VR_ Freq所耦接的相對應(yīng)等效電阻，使電源控制單元104作不同設(shè)定，并進而通過電源控制單 元104調(diào)整電源102的工作頻率。電源頻率調(diào)整電路106包含比較單元110、切換單元120 以及調(diào)整單元130。比較單元110用以接收參考電壓Vref和電源控制單元104所產(chǎn)生的輸出電壓 Vmon，以輸出一控制信號CS，其中輸出電壓Vmon相對應(yīng)于一負載電流；亦即，當電路負載為 輕載時，電壓Vmon會相對應(yīng)地減低，而當電路負載為非輕載時，則電壓Vmon會相對應(yīng)地變增加。一般而言，以電路能承受的最大負載或滿載(full load)來表示的話，可將低于40% 滿載的情形(如20%至30%滿載)定義為輕載，而將高于40%滿載的情形定義為非輕載。切換單元120用以接收控制信號CS，并根據(jù)控制信號CS將其本身的輸出端短路或 斷開，借以使調(diào)整單元130依此形成不同的等效電阻。調(diào)整單元130則耦接于切換單元120和頻率設(shè)定端VR_Freq之間，并根據(jù)切換單 元120所執(zhí)行的短路或斷開動作形成相對應(yīng)的等效電阻，使得電源控制單元104的頻率設(shè) 定端VR_Freq，依其所耦接的相對應(yīng)等效電阻對電源控制單元104作不同設(shè)定，并進而藉由 電源控制單元104改變電源102的工作頻率。圖2是依照本發(fā)明實施例繪示一種如圖IB所示的電源頻率調(diào)整電路的電路示意 圖。如圖所示，比較單元110可還包含一比較器210以及一開關(guān)單元220，其中比較器210 用以比較參考電壓Vref和輸出電壓Vmon，以輸出一比較信號CP，而開關(guān)單元220則是用以 對比較信號CP的準位進行反相處理，以產(chǎn)生控制信號CS，且控制信號CS的位準與比較信號 CP的位準相反。具體而言，比較器210包含正輸入端、負輸入端以及比較器輸出端，其中正輸入端 用以接收參考電壓Vref，負輸入端用以接收電源控制單元104的輸出電壓Vmon，而比較器 輸出端則用以輸出比較信號CP。此外，開關(guān)單元220包含輸入端以及輸出端，其中其輸入端 耦接于比較器輸出端，而其輸出端則用以產(chǎn)生控制信號CS。在本實施例中，開關(guān)單元220還可包含一個雙載子接面晶體管(BJT) Ql，其中晶體 管Ql的基極端作為輸入端，用以接收比較信號CP;晶體管Ql的集極端作為輸出端，用以經(jīng) 由電阻R7耦接于一個相對高電壓P3V3，并產(chǎn)生控制信號CS ；晶體管Ql的射極端用以耦接 于一個相對低電壓(如接地端)。上述開關(guān)單元220的設(shè)計有許多實施方式，例如可將一個金屬氧化物半導體場效 晶體管(MOSFET)應(yīng)用于上述的晶體管Q1，因上述實施例僅為一種實施方式，并非用以限定 本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可對開關(guān)單元220作不 同的設(shè)計。切換單元120可為一個切換開關(guān)SW，且此切換開關(guān)SW包含開關(guān)輸入端IN、第一開 關(guān)輸出端NC以及第二開關(guān)輸出端COM，其中開關(guān)輸入端IN耦接于開關(guān)單元220的輸出端， 以接收控制信號CS，而第一開關(guān)輸出端NC與第二開關(guān)輸出端COM則是根據(jù)控制信號CS彼 此短路或斷開。在本實施例中，當控制信號CS為相對低位準時，第一開關(guān)輸出端NC與第二 開關(guān)輸出端COM短路，而當控制信號CS為相對高位準時，則第一開關(guān)輸出端NC與第二開關(guān) 輸出端COM斷開。調(diào)整單元130還包含一電阻單元230，且電阻單元230耦接于第一開關(guān)輸出端NC 和第二開關(guān)輸出端COM兩者與電源控制單元104的頻率設(shè)定端VR_Freq之間，并根據(jù)第一 開關(guān)輸出端NC和第二開關(guān)輸出端COM的短路與否，來形成用以控制頻率設(shè)定端VR_Freq的 等效電阻，進而通過電源控制單元104調(diào)整電源的工作頻率。上述電阻單元230可包含數(shù)個電阻，且這些電阻相互耦接，并耦接于切換開關(guān)SW 的輸出端，且根據(jù)切換開關(guān)SW的輸出端短路與否形成相對應(yīng)的等效電阻。在本實施例中， 電阻單元230還包含第一電阻R1和第二電阻R2,其中第一電阻R1與第二電阻R2串聯(lián)相接， 第一電阻R1耦接于第二開關(guān)輸出端COM和接地端之間，而第二電阻R2的兩端則分別耦接于第一開關(guān)輸出端NC和第二開關(guān)輸出端COM之間。在上述實施例的操作中，當電源控制單元104的輸出電壓Vmon大于參考電壓Vref 時，此時表示電路工作于非輕載狀態(tài)，比較器210會據(jù)以產(chǎn)生相對高位準的比較信號CPdi 得晶體管Ql開啟，且其集極端的電位被相對低電壓(如接地端)拉降至相對低位準狀態(tài)， 亦即使控制信號CS處于相對低位準的狀態(tài)。接著，切換開關(guān)SW根據(jù)相對低位準的控制信 號CS進行切換動作，使得第一開關(guān)輸出端NC與第二開關(guān)輸出端COM彼此短路，此時耦接至 頻率設(shè)定端VR_Freq的等效電阻僅為隊。相反地，當電源控制單元104的輸出電壓Vmon小于參考電壓Vref時，此時表示電 路工作于輕載狀態(tài)，比較器210會據(jù)以產(chǎn)生相對低位準的比較信號CP，使得晶體管Ql關(guān)閉， 且其集極端的電位被相對高電壓P3V3拉升至相對高位準狀態(tài)，亦即使控制信號CS處于相 對高位準的狀態(tài)。接著，切換開關(guān)SW根據(jù)相對高位準的控制信號CS進行切換動作，使得第 一開關(guān)輸出端NC與第二開關(guān)輸出端COM彼此斷開，此時耦接至頻率設(shè)定端VR_Freq的等效 電阻則為R1與R2串聯(lián)。以電源控制單元104和電源102的工作頻率的關(guān)系而言，當頻率設(shè)定端VR_Freq 所耦接的等效電阻增加時，電源控制單元104會調(diào)降電源102的工作頻率，而當頻率設(shè)定端 VR_Freq所耦接的等效電阻減少時，則電源控制單元104會調(diào)升電源102的工作頻率。以上述實施例為例，當電路工作于輕載狀態(tài)時，與頻率設(shè)定端VR_Freq耦接的等 效電阻為(RJR2)，此時電源102工作于相對應(yīng)的頻率f2 ；反之，當電路工作于非輕載狀態(tài) 時，與頻率設(shè)定端VR_Freq耦接的等效電阻為R1，此時電源102工作于相對應(yīng)的頻率fl，且 電源頻率Π大于電源頻率f2。以一般的電路負載及電源工作效率的特性而言，當電路工作頻率固定時，若是電 路負載為40%至60%滿載的話，則此時電路工作的效率最高，而若是電路負載處于輕載 (如20%至30%滿載)的情形時，則電路工作的效率會因此降低。此外，以一般電源工作 頻率和電路工作效率的特性而言，降低電源工作頻率可因此提高電路工作效率。是故，根 據(jù)降低電源工作頻率可提高電路工作效率此一特性，當電路負載處于輕載狀態(tài)而使得電路 工作效率降低時，便可通過上述實施例中的電源頻率調(diào)整電路106，來調(diào)整增加頻率設(shè)定端 VR_Freq所耦接的等效電阻，使得電源工作頻率因增加的等效電阻而相對應(yīng)地調(diào)降，借此補 償提升電路工作效率。由上述本發(fā)明的實施例可知，應(yīng)用前述電源頻率調(diào)整電路不僅可于電路負載不同 時，通過相對應(yīng)地調(diào)整電源的工作頻率，進而獲得較高的電源工作效率，而且還使得電源工 作頻率的調(diào)整變的更為方便簡易。雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù) 的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范 圍當視權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)整頻率的供電模塊，根據(jù)外部負載的變化調(diào)整其工作頻率，其特征在于，該 供電模塊包含一電源，用以提供電能；一電源控制單元，耦接該電源并根據(jù)檢測到的電源負載情況輸出一電壓信號，該電源 控制單元具有一頻率設(shè)定端并輸出一頻率信號至該電源以調(diào)整該電源的工作頻率；以及一電源頻率調(diào)整電路，包含一比較單元，接收一參考電壓和該電壓信號，并對該參考電壓和該電壓信號進行比較， 以輸出一控制信號，其中該電壓信號相對應(yīng)于一負載電流；一切換單元，接收該控制信號，并根據(jù)該控制信號短路或斷開該切換單元的輸出端；以及一調(diào)整單元，耦接于該切換單元和該頻率設(shè)定端之間，并根據(jù)該切換單元的輸出端的 狀態(tài)調(diào)整成相對應(yīng)的等效電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源頻率調(diào)整電路，其特征在于，該比較單元還包含一比較器，用以比較該參考電壓和該電壓信號，以輸出一比較信號；以及一開關(guān)單元，用以對該比較信號的準位進行反相處理，以產(chǎn)生該控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源頻率調(diào)整電路，其特征在于，該開關(guān)單元包含一晶體管， 該晶體管的一控制端用以接收該比較信號，該晶體管的一第一端用以耦接一相對高電壓并 產(chǎn)生該控制信號，該晶體管的一第二端用以耦接一相對低電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源頻率調(diào)整電路，其特征在于，當該控制信號為相對低位 準時，該切換單元的輸出端短路，當該控制信號為相對高位準時，該切換單元的輸出端斷 開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源頻率調(diào)整電路，其特征在于，該調(diào)整單元包含一電阻單 元，該電阻單元耦接于該切換單元的輸出端和該頻率設(shè)定端之間，并根據(jù)該切換單元的輸 出端短路與否形成不同等效電阻輸出該頻率設(shè)定端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源頻率調(diào)整電路，其特征在于，該電阻單元包含一第一電 阻和一第二電阻，該第一電阻與該第二電阻串聯(lián)相接，且該第二電阻的兩端分別耦接于該 切換單元的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源頻率調(diào)整電路，其特征在于，該比較單元還包含一比較器，用以比較該參考電壓和該電壓信號，以輸出一比較信號；以及一晶體管，該晶體管的一控制端由該比較信號所控制，該晶體管的一第一端用以產(chǎn)生 該控制信號，且該控制信號的位準與該比較信號相反。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源頻率調(diào)整電路，其特征在于，該調(diào)整單元還包含多個電阻，該些電阻相互耦接，并耦接于該切換單元的輸出端，且根據(jù)該切換單元的輸 出端短路與否形成相對應(yīng)的等效電阻。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種可調(diào)整頻率的供電模塊，其可根據(jù)外部負載的變化調(diào)整其工作頻率，借以解決一般供電模塊無法實時改變電源工作頻率的問題。此供電模塊包含電源、電源控制單元和電源頻率調(diào)整電路，其中電源控制單元具有頻率設(shè)定端，而電源頻率調(diào)整電路耦接于頻率設(shè)定端，并根據(jù)電源控制單元所檢測到的電源負載情況實時作調(diào)整，以形成相對應(yīng)的等效電阻對頻率設(shè)定端作設(shè)定。如此一來，電源的工作頻率便可根據(jù)不同的負載而由電源控制單元來進行實時調(diào)整。
文檔編號G06F1/26GK101995929SQ20091016859
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者李堂芳, 楊君東, 范文綱 申請人:英業(yè)達股份有限公司