阅读说明：本技术 电源输入控制电路 (Power input control circuit ) 是由 傅丰文 于 2018-08-30 设计创作，主要内容包括：一种电源输入控制电路,适用于具有二个电源输入端口的一电子装置,电源输入控制电路具有切换电路、二极管以及电压转换元件耦接于二个电源输入埠之间。当电压转换元件被致能(enable)时,将第二电源输入端口的主电源电压转换为副电源电压,且经由二极管传送至电子装置的副电源输入节点。而当电压转换元件被失能(disable)时,不输出副电压位准。切换电路根据第一电源输入端口的讯号决定是否致能电压转换元件被致能。藉此隔离二电源输入埠的电源供给,避免短路而使电子元件损坏。(A power input control circuit is suitable for an electronic device with two power input ports, and the power input control circuit is provided with a switching circuit, a diode and a voltage conversion element which are coupled between the two power input ports. When the voltage conversion element is enabled, the main power voltage of the second power input port is converted into a secondary power voltage, and the secondary power voltage is transmitted to a secondary power input node of the electronic device through the diode. When the voltage conversion device is disabled, the sub-voltage level is not outputted. The switching circuit determines whether the enable voltage conversion element is enabled according to a signal of the first power input port. Thereby isolating the power supply of the two power input ports and avoiding the damage of the electronic device caused by short circuit.)

电源输入控制电路

【技术领域】

本发明是有关于一种电源输入控制电路，特别是用于具有二个电源输入端口之电子装置的电源输入控制电路。

【背景技术】

传统上，在具有二个电源输入端口的电子装置中，通常会设置有背对背场效晶体管(Back-to-back MOSFETs)，藉以避免二个电源输入埠的电源互相影响。如第1图所示，具有二个电源输入端口的电子装置10包括有电源输入埠P1、P2分别用以与电源供应单元PW1、PW2连接。MOS晶体管Q2、Q3形成背对背场效晶体管设置于电源输入埠P1、P2之间，避免二个电源输入埠P1、P2的电源输入互相影响。

详细来说，当电源输入埠P1与电源供应单元PW1连接时，电子装置的控制器或处理单元(未显示于图式)产生控制信号至MOS晶体管Q1、Q2、Q3的闸极，以MOS晶体管Q1、Q2、Q3关闭(turn off)，避免在电源供应单元PW2同时连接至电源输入埠P2使得电源供应单元PW2提供的电源被传导到电源供应单元PW1而造成异常。因此，电源输入端口P1的主电压端Vm1所提供的主电源电压(例如，12V)，将传导至主电源输入节点Nm以提供电子装置启动后使用之系统电源，而电源输入端口P1的副电压端Vs1所提供的副电源电压(例如，5V)，将传导至副电源输入节点Ns以提供电子装置之待机电源。

另一方面，当电源输入埠P1未与电源供应单元PW1连接，电子装置的控制器或处理单元则分别产生控制信号将MOS晶体管Q1、Q2、Q3导通(turn on)。此时，若电源供应单元PW2有连接至电源输入埠P2，电源输入端口P2的主电压端Vm2的主电源电压将经过MOS晶体管Q1传导至主电源输入节点Nm以提供电子装置启动后使用之系统电源，且经由电压转换元件11转换为副电源电压后再经过MOS晶体管Q2、Q3传导至副电源输入节点Ns以提供电子装置之待机电源。

然而，透过背对背场效晶体管来隔离二电源输入端的方式，会使得二电源输入端的电流较大，除了造成MOS晶体管更多功率耗散(Power Dissipation)之外，也增加瞬间电流击穿背对背场效晶体管的风险。此外，传统上背对背场效晶体管的设计占用较多的硬件空间，同时也让制造的成本提高。因此，需要一种改良的电源输入控制电路。

【

发明内容

】

本发明要解决的技术问题是提供一种电源输入控制电路,其可隔离二电源输入埠的电源供给，避免短路而使电子元件损坏。

为解决上述技术问题，本发明电源输入控制电路，适用于具有一第一电源输入埠以及一第二电源输入端口之一电子装置，上述第一电源输入埠与一第一电源供应单元连接时，上述第一电源供应单元提供一主电源电压至上述第一电源输入埠之一第一主电压端以及提供一副电源电压至上述第一电源输入埠之一第一副电压端，上述第二电源输入埠与一第二电源供应单元连接时，上述第二电源供应单元提供上述主电源电压至上述第二电源输入埠之一第二主电压端，上述电源输入控制电路包括：一主电源输入节点，耦接至上述第一主电压端，用以接收上述主电源电压；一副电源输入节点，耦接至上述第一副电压端，用以接收上述副电源电压；一二极管(diode)，负极耦接至上述副电源输入节点；一电压转换元件(MPS1495)，耦接于上述第二主电压端与上述二极管之正极之间，并具有一致能接脚，当上述致能接脚接收到一致能信号时，将上述第二主电压端所提供之上述主电源电压转换为上述副电源电压以输出至上述二极管之正极，而当上述致能接脚接收到一失能信号时，不输出上述副电源电压；一切换电路，耦接至上述电压转换元件之上述致能接脚以及上述第一电源输入埠之一第一电源启动端，当接收到上述第一电源启动端之一第一电源启动信号时，提供上述失能信号(disable)至上述电压转换元件之上述致能接脚，当未接收到上述第一电源启动端之上述第一电源启动信号时，提供上述致能信号至上述电压转换元件之上述致能接脚；以及一切换单元，耦接于上述第二主电压端与上述主电源输入节点之间，根据一控制信号选择性地导通上述第二主电压端与上述主电源输入节点。

优选地，上述切换电路更包括：一第一MOS晶体管，闸极耦接于上述第一电源启动端，汲极耦接至上述电压转换元件之上述致能接脚，且源极耦接至接地端；一第一电阻，耦接至上述第一MOS晶体管的闸极与接地端之间；一第二电阻，耦接于上述第一MOS晶体管的汲极与上述第二主电压端之间；一第三电阻，耦接于上述第一MOS晶体管的汲极与接地端之间；以及一电容，耦接于上述第一MOS晶体管的汲极与接地端之间。

优选地，上述切换单元为一第二MOS晶体管，上述第二MOS晶体管之汲极耦接至上述第二主电压端，上述第二MOS晶体管之源极耦接至上述主电源输入节点，且上述控制信号输入至上述第二MOS晶体管之闸极。在一些较佳的实施例中，上述控制信号由一基板管理控制器(BMC)、一跨接器(Jumper)及一复杂可程序逻辑装置(CPLE)其中一者提供。在一些较佳的实施例中，当上述第一电源输入埠与上述第一电源供应单元连接时，上述第二MOS晶体管之闸极接收一低电压位准或接地电压的控制信号。

优选地，上述一电源供应单元提供上述主电源电压至上述第一电源输入埠之上述第一主电压端时，上述第一电源供应单元还提供上述第一电源启动信号至上述第一电源启动端。

优选地，上述电源输入控制电路设置于一电子装置内，上述主电源输入节点用以提供上述电子装置之系统电源，而上述副电源输入节点用以提供上述电子装置之待机电源。在一些实施例中，上述电子装置之系统电源为主电元电压而上述电子装置之待机电源副电源电压为。

优选地，上述二极管为萧特基二极管(Schottky diode)。

与现有技术相比较，本发明藉由切换电路与二极管的设置，取代了于电源输入埠之间所设置的背对背场效晶体管，而避免二个电源输入埠的电源输入互相影响，另一方面，本发明省去了二个MOS晶体管的背对背场效晶体管，大幅降低功率耗散(PowerDissipation)，且二极管的设置也降低了瞬间电流击穿的风险。

【附图说明】

图1系显示一传统的电源输入控制电路的示意图。

图2系显示根据本发明一实施例所述的电源输入控制电路的示意图。

【

具体实施方式

】

以下所述以特定方式表达显示于图标中之实施例或例子。但应了解该实施例或例子并非用以限制。任何本发明实施例的替换以及修改，以及本发明原则之任何进一步应用，对于本发明领域具有通常技术者能参考本发明说明书内容而完成。

图2系显示根据本发明一实施例所述的电源输入控制电路20之示意图。电源输入控制电路20设置于具有二电源输入埠P1及P2之电子装置200中。如图2所示，电源输入控制电路20可经由电源输入埠P1与电源供应单元PW1电性连接，电源输入控制电路20亦可经由电源输入埠P2与电源供应单元PW2电性连接。此外，电源供应单元PW1提供有主电源电压以及副电源电压，主电源电压(例如，12V)用于电子装置200之系统电源，用以提供给中央处理单元、内存、网络卡等，而副电源电压(例如，5V)用于电子装置200之待机电源。电源供应单元PW2则为只提供主电源电压的电压源，而为了提供副电源电压至电子装置200，电源输入控制电路20更设置了电压转换元件21，用以将电源供应单元PW2所输出的主电源电压转换为副电源电压提供至副电源输入节点Ns。在本发明一些实施例中，电源输入埠P1具有24个接脚(例如，ATX12V标准下的24-Pin电源接头)，电源输入埠P2具有4个接脚(例如，ATX12V标准下的4-Pin电源接头)。

在本发明一些实施例中，电源输入埠P1与电源供应单元PW1连接时，电源供应单元PW1的主电源电压提供至电源输入端口P1之主电压端Vm1，而副电源电压提供至电源输入端口P1之副电压端Vs1。电源输入端口P2与电源供应单元PW2连接时，电源供应单元PW2提供主电源电压至电源输入端口P2之主电压端Vm2。

在本发明一些实施例中，电源输入控制电路20包括主电源输入节点Nm、副电源输入节点Ns、二极管Ds、电压转换元件21、切换电路22以及切换单元SW。电源供应单元PW1或PW2所输出的主电源电压会经由主电源输入节点Nm提供至电子装置200作为系统电源以供电子装置200运作时使用之电源，主电源输入节点Nm设置于切换单元SW与电源输入端口P1之主电压端Vm1之间，并与电子装置200中需要主电源电压的元件耦接(例如，中央处理单元、内存、网络卡等)。此外，电源供应单元PW1所输出的副电源电压或电压转换元件21所输出的副电源电压会经由副电源输入节点Ns提供至电子装置200作为待机电源以供电子装置200待机时使用，副电源输入节点Ns设置于二极管Ds的负极(Cathode)与电源输入端口P1之副电压端Vs1之间。

在本发明一些实施例中，切换单元SW由基板管理控制器(BMC)、跨接器(Jumper)或复杂可程序逻辑装置(CPLD)所提供的控制信号来切换，当电源输入埠P1与电源供应单元PW1连接时，所提供的控制信号将切换单元SW关闭(Turn Off)而使节点Nm与主电压端Vm2之间形成断路，藉此避免电源输入端口P1之主电压端Vm1所提供的主电压电源的电流流往主电压端Vm2而透过电压转换元件21、二极管Ds而反馈至电源输入端口P1之副电压端Vs1造成损坏。反之，当电源输入埠P1未与电源供应单元PW1连接时，所提供的控制信号则将切换单元SW导通(Turn On)而使节点Nm与主电压端Vm2之间形成短路，藉此电源供应单元PW2之主电压端Vm2所输出的主电源电压可经由主电源输入节点Nm提供至电子装置200作为系统电源使用。以图2的实施例来说，切换单元SW可为MOS晶体管，而该MOS晶体管之汲极(Drain)耦接至电源输入端口P2之主电压端Vm2，MOS晶体管之源极(Source)耦接至电源输入端口P1之主电压端Vm1，且控制信号输入至MOS晶体管之闸极(Gate)以切换MOS晶体管的导通与否。应了解到，MOS晶体管仅为举例，本发明之切换单元SW并非限制于此。

在一些实施例中，二极管Ds为萧特基二极管(Schottky diode)。二极管Ds的负极耦接至电源输入端口P1之副电压端Vs1，二极管Ds的正极耦接至电压转换元件21。电压转换元件21的输入端与电源输入端口P2之主电压端Vm2耦接，电压转换元件21的输出端与二极管Ds的正极耦接。电压转换元件21还具有致能接脚EN，当致能接脚EN接收到高电压位准的致能信号(Enable)时，则将主电压端Vm2所提供之主电源电压转换为副电源电压(例如，将12V转为5V)，并从输出端输出至二极管Ds之正极。反之，当致能接脚EN接收到低电压位准或接地电压的失能信号(Disable)时，电压转换元件21的输出端则不输出信号。在本发明一些实施例中，电压转换元件21可为降压电路或降压元件(例如，电路芯片MPS1495)。

切换电路22耦接至电压转换元件21的致能接脚EN以及电源输入埠P1之电源启动端PW-OK。切换电路22用以根据电源启动端PW-OK的信号选择性地输出致能信号或失能信号至电压转换元件的致能接脚EN。在一些实施例中，在电源供应单元PW1与电源输入埠P1连接后，当电源供应单元PW1开始提供主电源电压时，电源供应单元PW1会提供电源启动信号(例如，高电压位准)至电源启动端PW-OK。反之，当电源供应单元PW1尚未输出主电源电压时，电源启动端PW-OK为低电压位准或接地电压。

藉此，当切换电路22接收到电源启动端PW-OK之电源启动信号时，切换电路22则相应地提供失能信号至电压转换元件21之致能接脚EN，使电压转换元件21停止输出副电源电压。当切换电路22未接收到电源启动端之电源启动信号时，切换电路22则相应地提供致能信号至电压转换元件21之致能接脚EN，使电压转换元件21转换主电压端Vm2所提供之主电源电压并开始输出副电源电压。

在本发明一些实施例中，切换电路22包括电阻R1、R2、R3、电容C以及MOS晶体管Q4。电阻R1的一端耦接至MOS晶体管Q4的闸极以及电源启动端PW-OK，电阻R1的另一端耦接至接地端。电阻R2的一端耦接于MOS晶体管Q4的汲极、电阻R3、电容C以及致能接脚EN，电阻R2的另一端耦接于主电压端Vm2。电阻R3的一端耦接于MOS晶体管Q4的汲极、电阻R2、电容C以及致能接脚EN，电阻R3的另一端耦接于接地端。电容C的一端耦接于MOS晶体管Q4的汲极、电阻R2、R3以及致能接脚EN，电容C的另一端耦接于接地端。

为了使本发明说明更清楚，以下根据图2说明电源输入埠P1与电源供应单元PW1连接时，电源输入控制电路20中相关元件运作的情形。当电源供应单元PW1耦接至电源输入埠P1时，基板管理控制器或跨接器将提供控制信号将切换单元SW关闭，避免了电源供应单元PW2也同时连接到电源输入埠P2，电源供应单元PW1与PW2所提供的主电源电压分别经由主电压端Vm1、Vm2及切换单元SW形成短路，而产生双电源同时流经Nm的冲突造成线路或所流经的电子元件的损坏。

另一方面，当电源供应单元PW1开始提供主电源电压至电源输入端口P1的主电压端Vm1后，电源供应单元PW1将提供高电压位准的电源启动信号至电源启动端PW-OK。接着，切换电路22的MOS晶体管Q4接收到高电压位准的电源启动信号后，MOS晶体管Q4导通，使得电压转换元件21之致能接脚EN与接地端电性连接。藉此控制电压转换元件21的输出端不输出信号，而使二极管Ds不导通。因此，避免了电压转换元件21转换电源供应单元PW2的主电源电压而输出的副电源电压与电源供应单元PW1所提供的电压端Vs1形成短路。应了解到，若是形成短路，电源输入端口P2的主电压端Vm2经过电压转换元件21所提供的副电源电压的电流输入与电源输入端口P1的副电压端Vs1所提供的副电源电压的电流输入将同时流入副电源输入节点Ns，而过大的电流流入将造成副电源输入节点Ns后端的电子元件损坏。最后，电源供应单元PW1所提供的主电源电压经由主电压端Vm1、主电源输入节点Nm提供给电子装置200，电源供应单元PW1所提供的副电源电压经由副电压端Vs1、副电源输入节点Ns提供给电子装置200。

应了解到，在一些情况下，切换单元SW可能会受到其他电压来源影响而被误导通，例如，当电源供应单元PW1耦接至电源输入埠P1时，若电源供应单元PW1提供的主电源电压的瞬间电压或电流过大，而可能使得主电压端Vm1的主电源电压通过切换单元SW及电阻R2至电压转换元件21之致能接脚EN，同时由于电源供应单元PW1提供电源启动信号至电源启动端PW-OK的时间略晚于主电源电压，因而无法及时将失能信号提供至致能接脚EN来关闭电压转换元件21。最终电压转换元件21可能转换主电压端Vm1的主电源电压并输出副电源电压，二极管Ds导通，进而与电源供应单元PW1所提供的电压端Vs1形成短路而致使电子元件的损坏。为避免此状况，本发明之切换电路22在连接至电压转换元件21之致能接脚EN的节点上还设置了电容C，即使主电压端Vm1的主电源电压通过切换单元SW，仍不会立即在致能接脚EN上产生高电压位准(即，致能信号)。应了解到，由于致能接脚EN与电容C连接，因此由主电压端Vm1通过切换单元SW及电阻R2至致能接脚EN的主电源电压会同时对与致能接脚EN连接的电容C进行充电，使致能接脚EN上电压上升到可致能(enable)电压转换元件21的时间点的延迟而晚于电源供应单元PW1在提供主电源电压时一并提供的电源启动信号经电源启动端PW-OK耦接致能接脚EN进而致能接脚EN接收到低电压位准或接地电压的失能信号(Disable)的时间点。详细来说，在由主电压端Vm1通过切换单元SW及电阻R2至致能接脚EN的主电源电压使致能接脚EN上电压上升到可致能(enable)电压转换元件21的时间点之前，致能接脚EN的电压会先因为电源供应单元PW1提供电源启动信号至电源启动端PW-OK而使MOS晶体管Q4导通接地而使致能接脚EN接收到低电压位准或接地电压的失能信号(Disable)，进而使电压转换元件21的输出端不输出信号，也就是说，在由主电压端Vm1通过切换单元SW及电阻R2至致能接脚EN的主电源电压使致能接脚EN上电压上升到可致能(enable)电压转换元件21的时间点之前，该致能接脚EN就会接收到低电压位准或接地电压的失能信号(Disable)，进而使电压转换元件21不启动而不输出副电源电压。换句话说，在切换单元SW被导通的情况下，即使电源供应单元PW1开始提供主电源电压至电源输入端口P1的主电压端Vm1时，电源供应单元PW1提供高电压位准的电源启动信号至电源启动端PW-OK的时间点仍早于电容C被主电源电压充电至致能(enable)电压转换元件21的时间点。因此，避免电压转换元件21所转换的副电源电压与电源供应单元PW1所提供的副电源电压形成短路而致使电子元件的损坏。

另一方面，以下还根据图2说明电源输入埠P1与电源供应单元PW1未连接时，电源输入埠P2与电源供应单元PW2连接后，电源输入控制电路20中相关元件运作的情形。当电源供应单元PW2耦接至电源输入埠P2时，基板管理控制器或跨接器将提供控制信号将切换单元SW导通，使得电源供应单元PW2所提供的主电源电压经由主电压端Vm2、切换单元SW及主电源输入节点Nm提供给电子装置200。

另一方面，由于电源输入埠P1与电源供应单元PW1未连接，切换电路22的MOS晶体管Q4经由电阻R1耦接到接地端，MOS晶体管Q4不导通，接着，电容C被电源供应单元PW2所提供的主电源电压充电，进而致能(enable)电压转换元件21转换主电压端Vm1的主电源电压并输出副电源电压，经由二极管Ds、副电源输入节点Ns提供给电子装置200。

综上所述，本发明藉由切换电路22与二极管Ds的设置，取代了于电源输入埠P1、P2之间所设置的背对背场效晶体管，而避免二个电源输入埠P1、P2的电源输入互相影响。另一方面，本发明省去了二个MOS晶体管的背对背场效晶体管，大幅降低功率耗散(PowerDissipation)，且二极管Ds的设置也降低了瞬间电流击穿的风险。

本发明之方法，或特定型态或其部份，可以以程序代码的型态存在。程序代码可以包含于实体媒体，如软盘、光盘片、硬盘、或是任何其他机器可读取(如计算机可读取)储存媒体，亦或不限于外在形式之计算机程序产品，其中，当程序代码被机器，如计算机加载且执行时，此机器变成用以参与本发明之装置。程序代码也可以透过一些传送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当程序代码被机器，如计算机接收、加载且执行时，此机器变成用以参与本发明之装置。当在一般用途处理单元实作时，程序代码结合处理单元提供一操作类似于应用特定逻辑电路之独特装置。

本发明虽已叙述较佳的实施例如上，但应了解上述所揭露并非用以限制本发明实施例。相反地，其涵盖多种变化以及相似的配置(熟知此技术者可明显得知)。此外，应根据后附的权利要求书作最广义的解读以包含所有上述的变化以及相似的配置。