專利名稱：用于熱插式適配卡的計算機(jī)電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)和其它信息處理系統(tǒng)，具體來說，涉及和熱插式適配卡一起使用的電源系統(tǒng)，其中的一個電路平均在有源I/O總線連接器的電源插針處的電壓以調(diào)節(jié)電源輸出電壓，并且其中從I/O連接器的電源插針到電源輸入端口的反饋電壓轉(zhuǎn)接成“通“、“斷“狀態(tài)適當(dāng)次數(shù)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)計算機(jī)系統(tǒng)的一個示意圖?，F(xiàn)在參照這個附圖，電源101是一個眾所周知的電源，有一個電壓輸出端口Vout、一個接地端GND、和兩個輸入端口Vsense+及Vsense-，輸入端口用于接收控制輸出端口Vout的電壓的一個檢測電壓。電阻器102和具有一個控制輸入端103a的串聯(lián)連接的場效應(yīng)晶體管(FET)開關(guān)103連接到一個公知的I/O總線連接器104的正電源插針104a，一個眾所周知的適配卡可以安裝到這里。在這個典型的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)，通常包括的I/O連接器不止一個，它們和電源101的連接方式和連接器104相似。連接器104的負(fù)電源插針104b連接到地。“電流檢測”電阻器102的兩端連接到一個眾所周知的熱插式控制器105的兩個Isense輸入端。電阻器102兩端的電壓降正比于插入連接器104中的適配卡中流過的電源電流，熱插式控制器105利用這個電壓降檢測“槽”中適配卡的存在，并且提供過電流保護(hù)。插針104a處的電源電壓連接到熱插式控制器105的一個Vsense輸入端。熱插式控制器105的控制輸出端口連接到開關(guān)103的控制輸入端103a，在一個適配卡插入連接器104之前或從連接器104撥出之前熱插式控制器105的控制輸出端口連接到開關(guān)103的控制輸入端103a，并剛好使這個開關(guān)斷開，而且在這個適配卡插入槽中后熱插式控制器105剛好使這個開關(guān)接通。
雖然在僅有一個適配卡連到I/O總線上時現(xiàn)有技術(shù)的電源系統(tǒng)能夠滿意地工作，但在該系統(tǒng)中各種I/O連接器的電源插針處的電源電壓可能會發(fā)生不可接受的變化，特別是在各個適配卡消耗的功率有明顯差別的情況下更是如此。電源電壓的這些不可接受的變化可能導(dǎo)致偏離理想的或“特定的”電源電壓，從一個適配卡到下一個適配卡的電源電壓的變化亦是如此。因此，下面描述的本發(fā)明用于調(diào)節(jié)電源電壓，使有源I/O連接器的電源插針處的平均電壓在“特定的”電壓的微小容差的范圍之內(nèi)，并且使任何一個I/O連接器處的電源電壓距特定電壓的偏差最小。
簡言之，本發(fā)明是包括一個總線的信息處理系統(tǒng)，具有用于安裝一個適配卡的第一連接器，其中第一連接器包括一個電源電壓插針。電源有一個輸出端口和一個檢測電壓輸入端口，其中檢測電壓輸入端口的電壓控制著電源輸出端口的電壓。一個第一開關(guān)耦合在電源輸出端口和第一連接器的電源電壓插針之間。第一開關(guān)包括一個控制端口。第一電阻器耦合在電源輸出端口和檢測電壓輸入端口之間，以使第一電阻器可以提供一個反饋到電源的檢測電壓輸入端口的檢測電壓。第二電阻器，它的第一端耦合到第一連接器的電源插針。一個第二開關(guān)耦合在第二電阻器的第二端和電源的檢測電壓輸入端口之間。第二開關(guān)也包括一個控制端口。當(dāng)?shù)诙_關(guān)接通時，第二電阻器提供反饋到電源的檢測電壓輸入端口的檢測電壓。控制電路包括耦合到第一開關(guān)的控制輸入端的第一輸出端和耦合到第二開關(guān)的控制輸入端的第二輸出端。控制電路激勵第一開關(guān)，以便向第一連接器供電，隨之將一個適配卡安裝到第一連接器上，并且控制電路使第一開關(guān)去激，以便在從第一連接器撥出適配卡之前去除來自于第一連接器的電能?？刂齐娐费舆t第二開關(guān)的激勵，一直到第一開關(guān)已經(jīng)激勵之后，并且控制電路延遲第一開關(guān)的去激，一直到第二開關(guān)已經(jīng)去激之后。
在另一個實施例中，本發(fā)明進(jìn)一步包括一個第二連接器，用于安裝另一個適配卡。第二連接器也包括一個電源電壓插針。一個第三電阻器具有耦合到第二連接器的電源插針的一個第一端。一個第三開關(guān)耦合在第三電阻器的第二端和電源的檢測電壓輸入端口之間。第三開關(guān)還包括一個控制端口。當(dāng)?shù)谌_關(guān)接通時，第三電阻器提供反饋到電源的檢測電壓輸入端口的檢測電壓。當(dāng)?shù)诙偷谌_關(guān)接通時，在電源的檢測電壓輸入端口的檢測電壓是在第一和第二連接器的電源插針上的電壓的平均值的函數(shù)。
圖1是一個現(xiàn)有技術(shù)的計算機(jī)系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括一個電源、一個熱插式I/O總線、和控制電路，控制電路用于禁止電源加到I/O總線上的一個選定的槽上。
圖2是本發(fā)明的一個計算機(jī)系統(tǒng)的示意圖，它包括在I/O連接器處的電源電壓檢測，其中通過一個控制器使從I/O連接器的電源插針到電源輸入端口的反饋電壓接通或斷開適當(dāng)?shù)拇螖?shù)。
圖3是類似于圖1的一個計算機(jī)系統(tǒng)的示意圖，但對其中來自于兩個I/O連接器的電源插針的電壓進(jìn)行平均，然后反饋到電源輸入端口。
圖2是一個本發(fā)明的計算機(jī)或其它信息處理系統(tǒng)的示意圖，現(xiàn)在參照這個附圖，電源101的輸出端Vout通過串聯(lián)連接的電阻器201和FET開關(guān)202耦合到一個眾所周知的I/O總線連接器203的電源插針203a上。電阻器204和一個串聯(lián)連接的雙向FET開關(guān)206把電源插針203a處的電壓反饋到電源101的Vsense+輸入端。在負(fù)電源插針203b，一個類似的串聯(lián)連接的電阻器205和一個雙向開關(guān)207把電源插針203b處的電壓反饋到電源101的Vsense-輸入端。電阻器209耦合電源101的電壓輸出端Vout返回到Vsense+輸入端。類似地，電阻器210耦合電源101的接地端GND返回到Vsense-輸入端。優(yōu)選地，電阻器209和210在100到1000歐姆范圍內(nèi)，而電阻器204和205在1到10歐姆的范圍內(nèi)。不管對于電阻器204、205、209、210選擇多大電阻，電阻器209和210的電阻都應(yīng)該比電阻器204和205的電阻大得多，并且電阻值最好大于100倍左右以上。
在一個適配卡插入I/O連接器之前，或者從I/O連接器撥出適配卡之前，一個眾所周知的熱插式控制器208使加到I/O連接器的電源斷開。通常是通過使用一個手動開關(guān)按照眾所周知的方式啟動這種轉(zhuǎn)接，所說的這個手動開關(guān)當(dāng)處于一個位置時堵住了“I/O“槽；并且當(dāng)開關(guān)處在另一個位置時，允許適配卡插入槽中或從槽中撥出。因此，用戶在把一個適配卡插入I/O連接器之前必須“翻轉(zhuǎn)”這個開關(guān)，并且在適配卡已經(jīng)插入槽中后要使開關(guān)再次翻轉(zhuǎn)回來。
定時電路208a連接到雙向“檢測電壓“開關(guān)206和207的控制輸入端206a和207a，這個定時電路208a先使這些開關(guān)斷開，而后熱插式控制器208立即使開關(guān)202斷開。如果開關(guān)206和207不在系統(tǒng)內(nèi)，即如果直接連接電阻器204和205回到電源101的Vsense輸入端，電源插針(例如插針203a)上的電壓由于適配卡的電容的存在而逐漸從V+衰減到零。因此，在開關(guān)202去激之前檢測電壓開關(guān)206和207的去激的作用是為了防止錯誤的檢測電壓在開關(guān)202斷開后反饋到電源的Vsense輸入端。
類似地，在熱插式控制器208使開關(guān)202接通后，定時電路208a立即使檢測電壓開關(guān)206和207接通。在開關(guān)202激勵和檢測電壓開關(guān)206、207激勵之間的這個延遲只需足夠長，就可以使電源插針203a和203b上的電壓穩(wěn)定下來，而后耦合這個檢測電壓返回到電源101的Vsense輸入端。如果在開關(guān)202激勵和檢測電壓開關(guān)206、207激勵之間的這個延遲不存在，一個不穩(wěn)定的檢測電壓就可能瞬時反饋到電源的Vsense輸入端，在Vout對輸出電壓產(chǎn)生出乎預(yù)料的影響。使用一個眾所周知的可編程控制器，就可以用數(shù)字方式實施這個定時電路208a，或者可以使用電阻器、電容器、二極管組成的模擬電路來實施這個定時電路。
如以上所述，當(dāng)開關(guān)202斷開時，通過開關(guān)206和207也使反饋到電源的Vsense輸入端的檢測電壓斷開。因此，如果從電路上去掉電阻器209和210，則一旦開關(guān)202斷開，電源101的Vsense輸入端就要一直浮動，同時使電源的輸出電壓產(chǎn)生不可預(yù)料的結(jié)果。因此，電阻器209和210在開關(guān)202一旦斷開時給Vsense輸入端提供反饋的“閉合回路”。因為電阻器209和210的電阻值可以選擇得比電阻器204和205的電阻值大得多(最好100倍)，所以開關(guān)206和207一旦接通，可以忽略電阻器209和210對Vsense電壓的影響。
圖3是一個I/O連接器的數(shù)目大于1的計算機(jī)系統(tǒng)的示意圖。現(xiàn)在參照附圖3，開關(guān)301和309類似于圖2的開關(guān)202，雙向檢測電壓開關(guān)304、306、311、和313類似于圖2的開關(guān)206和207。反饋電阻器303、305、310、312類似于圖2的電阻器204和205。熱插式控制器307和314類似于圖2的控制器208，但還包括定時功能部件208a。和圖2不同的是，圖3的系統(tǒng)包括的I/O連接器302和308的數(shù)目不止一個，因此具有從每個連接器302和308的電源插針(302a、302b、308a、308b)到電源101的Vsense輸入端的一個檢測電壓反饋通路。因此，當(dāng)兩個I/O連接器302和308都有效時(即開關(guān)301、309兩者都接通時)，電阻器303和310以及電阻器305和312就形成一個電壓平均電路，從而使在I/O連接器電源插針處的平均檢測電壓可以反饋到Vsense輸入端，調(diào)節(jié)電源的輸出電壓。因此，可以使在電源插針處(例如在302a和308a)的平均電壓非常接近“特定電壓“，連接器電源插針上的各個單個電壓距這個平均電壓的變化只是某個很小的正或負(fù)的容差。還應(yīng)該注意的是，圖3的系統(tǒng)很容易地擴(kuò)展成包括大于2個I/O連接器的系統(tǒng)，并且這樣的系統(tǒng)也能夠平均所有的有效I/O連接器的檢測電壓，即使在任何時間有效的I/O連接器的數(shù)目大于2亦是如此。
還應(yīng)該注意的是，雖然圖2和3的系統(tǒng)表示的是正和負(fù)兩個檢測電壓的轉(zhuǎn)接過程，但也可以設(shè)計出一個系統(tǒng)，其中切換的只有一個檢測電壓。例如在圖2中，可以省去電阻器205以及開關(guān)207，并且將Vsense-線接地。此外，在整個說明書和權(quán)利要求書中都使用了術(shù)語“適配卡“，這個術(shù)語表示可以安裝到一個計算機(jī)或其它信息處理系統(tǒng)的一個總線或其它連接器上并且可從中拆下的任何一個子系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種信息處理系統(tǒng)，包括一個總線，具有用于安裝一個適配卡的第一連接器，第一連接器包括一個電源電壓插針；一個電源，有一個輸出端口和一個檢測電壓輸入端口，檢測電壓輸入端口的電壓控制著所說電源的輸出端口的電壓；一個第一開關(guān)，耦合在所說電源的輸出端口和第一連接器的電源電壓插針之間，所說的第一開關(guān)包括一個控制端口；第一電阻器，耦合在所說電源的輸出端口和所說電源的檢測電壓輸入端口之間，以使所說第一電阻器可以提供一個反饋到所說電源的檢測電壓輸入端口的檢測電壓；第二電阻器，它的第一端耦合到所說第一連接器的電源插針；第二開關(guān)，耦合在所說第二電阻器的第二端和所說電源的檢測電壓輸入端口之間，所說第二開關(guān)也包括一個控制端口，當(dāng)所說第二開關(guān)接通時，第二電阻器提供反饋到所說電源的檢測電壓輸入端口的檢測電壓；和控制電路，具有耦合到所說第一開關(guān)的控制輸入端的第一輸出端和耦合到所說第二開關(guān)的控制輸入端的第二輸出端，所說控制電路激勵所說第一開關(guān)，以便向所說第一連接器供電，隨之將一個適配卡安裝到所說第一連接器上，并且控制電路使所說第一開關(guān)去激，以便在從所說第一連接器撥出適配卡之前去除來自于第一連接器的電能，所說控制電路延遲所說第二開關(guān)的激勵，一直到所說第一開關(guān)已經(jīng)激勵之后，并且所說控制電路延遲所說第一開關(guān)的去激，一直到所說第二開關(guān)已經(jīng)去激之后。
2.權(quán)利要求1的信息處理系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括一個第二連接器，用于安裝一個適配卡，所說第二連接器包括一個電源電壓插針；一個第三電阻器，具有耦合到所說第二連接器的電源插針的一個第一端；一個第三開關(guān)，耦合在所說第三電阻器的第二端和所說電源的檢測電壓輸入端口之間，所說第三開關(guān)包括一個控制端口，當(dāng)所說第三開關(guān)接通時，所說第三電阻器提供反饋到所說電源的檢測電壓輸入端口的檢測電壓；從而，當(dāng)所說第二和第三開關(guān)接通時，在所說電源的檢測電壓輸入端口的檢測電壓是在所說第一和第二連接器的電源插針上的電壓的平均值的函數(shù)。
3.權(quán)利要求1的信息處理系統(tǒng)，其特征在于所說第二電阻器的電阻小于所說第一電阻器的電阻；從而，當(dāng)所說第二開關(guān)接通時，所說電源的檢測電壓輸入端口的檢測電壓是在所說電源的輸出端口的電壓乘以一個第一因子再加上電源插針處的電壓乘以一個第二因子之和，其中第二因子大于第一因子。
全文摘要
在適配卡可以“熱插入”I/O總線連接器的一個計算機(jī)中,一個串聯(lián)連接的電阻器和“電壓反饋”開關(guān)耦合在每個I/O連接器的電源插針和電源輸入端口之間,以調(diào)節(jié)電源輸出端口的電壓。在電源輸入端口和電源輸出端口之間連接其電阻大于每個耦合到I/O連接器的電阻器的電阻的另一個電阻器,以便在一旦向所有的I/O連接器提供的電能都被切斷時可提供調(diào)節(jié)電源輸出電壓的電壓反饋。
文檔編號G06F1/18GK1270338SQ0010485
公開日2000年10月18日 申請日期2000年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月30日
發(fā)明者布萊恩·阿什利·卡朋特, 托馬斯·戴爾·伊文斯 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司