專利名稱：電源管理裝置及電腦主機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種電源管理裝置及一種應(yīng)用該電源管理裝置的電腦主機(jī)，特別是 一種降低額外電力消耗的電源管理裝置與方法。
背景技術(shù)：
參閱圖1所示，電子電路1為電腦主機(jī)(筆記本電腦、臺(tái)式電腦、或伺服主機(jī))的主 要電路，包含多個(gè)電子組件，該些電子組件包含中央處理器2a、顯示芯片2b、北橋芯片2c、 南橋芯片2d、系統(tǒng)內(nèi)存加等，且該些電子組件分別依賴不同電壓的直流電力。用于電子電 路1的電源供應(yīng)系統(tǒng)3主要包含電源供應(yīng)器4及多個(gè)直流轉(zhuǎn)直流電壓轉(zhuǎn)換器5a，5b, 5c, 5d， 5e。電源供應(yīng)器2接收電力源(外部交流電或內(nèi)建于電子電路1的電池)輸出電力后，加 以轉(zhuǎn)換為5V或12V直流電力，再輸出至各直流轉(zhuǎn)直流電壓轉(zhuǎn)換器5a，5b, 5c, 5d，5e。直流轉(zhuǎn) 直流電壓轉(zhuǎn)換器5a，5b, 5c, 5d，5e轉(zhuǎn)換電壓為對(duì)應(yīng)各電子組件(中央處理器2a、顯示芯片 2b、北橋芯片2c、南橋芯片2d、系統(tǒng)內(nèi)存加...等)的電壓后，輸出電力以驅(qū)動(dòng)各電子組件。各直流轉(zhuǎn)直流電壓轉(zhuǎn)換器fe，5b，5c，5d Je的輸入電壓恒定為電源供應(yīng)器4的輸 出電壓，因此各直流轉(zhuǎn)直流電壓轉(zhuǎn)換器5a，5b, 5c, 5d，5e的輸出電壓也為恒定。不論各直流 轉(zhuǎn)直流電壓轉(zhuǎn)換器5a，5b, 5c, 5d，5e對(duì)應(yīng)的電子組件2所需要的電功率是否改變，各直流轉(zhuǎn) 直流電壓轉(zhuǎn)換器5a，5b, 5c, 5d，5e皆保持全負(fù)載方式運(yùn)作，而處于可輸出最大輸出功率的 全負(fù)載(FullLoad)運(yùn)作狀態(tài)。然而，當(dāng)電子電路1處于待機(jī)、閑置、或是低功率運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)， 中央處理器2a、顯示芯片2b、北橋芯片2c、南橋芯片2d、系統(tǒng)內(nèi)存2e僅需要相對(duì)較低電壓 及較低功率即可維持其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。但各直流轉(zhuǎn)直流電壓轉(zhuǎn)換器如，5b, 5c, 5d，5e仍進(jìn)行固 定電壓轉(zhuǎn)換而維持全負(fù)載的方式運(yùn)作，導(dǎo)致各直流轉(zhuǎn)直流電壓轉(zhuǎn)換器5a，5b, 5c, 5d，5e消 耗額外的電力。對(duì)于采用電池為電力源的電腦主機(jī)(例如筆記本電腦)而言，這些額外的 電力消耗，縮短了電池實(shí)際使用時(shí)間。是以，如何改變電源供應(yīng)系統(tǒng)3的運(yùn)作方式，避免額 外電力消耗成為重要的技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容
習(xí)知技術(shù)的電源供應(yīng)裝置無(wú)法根據(jù)電腦主機(jī)的電功率消耗狀態(tài)改變各電壓轉(zhuǎn)換 器的輸入及輸出，導(dǎo)致電腦主機(jī)在低功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電壓轉(zhuǎn)換器仍維持其原有的電功率消耗。 鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種電源管理裝置，可依電腦主機(jī)的電功率消耗狀態(tài)改變各電 壓轉(zhuǎn)換器的輸入及輸出，從而降低電源管理裝置本身所產(chǎn)生的額外電力消耗。本發(fā)明提出一種電源管理裝置，應(yīng)用于電子電路，用以提供電力至電子電路的多 個(gè)電子組件，電源管理裝置包含電源供應(yīng)器、主電壓轉(zhuǎn)換器、多個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器及多個(gè)開(kāi) 關(guān)組件。電壓轉(zhuǎn)換器具有主輸入端與主輸出端，其中主輸入端電性耦接于電源供應(yīng)器，用以 接收電力并轉(zhuǎn)換電壓，且主輸出端電性耦接于電子組件其中之一，以輸出電壓轉(zhuǎn)換后的電 力。各從屬電壓轉(zhuǎn)換器分別具有從屬輸入端及從屬輸出端，且各從屬電壓轉(zhuǎn)換器的從屬輸 出端電性耦接于其它的電子組件其中之一，使各從屬電壓轉(zhuǎn)換器及主電壓轉(zhuǎn)換器分別對(duì)應(yīng)相異的各電子組件，以輸出電壓轉(zhuǎn)換后的電力。各開(kāi)關(guān)組件分別對(duì)應(yīng)于各從屬電壓轉(zhuǎn)換器， 各開(kāi)關(guān)組件常態(tài)地電性耦接于對(duì)應(yīng)的從屬電壓轉(zhuǎn)換器的從屬輸入端，且可選擇地電性耦接 于主輸出端或電源供應(yīng)器，其中各開(kāi)關(guān)組件用以可選擇地切換對(duì)應(yīng)的從屬輸入端電性耦接 于電源供應(yīng)器或主電壓轉(zhuǎn)換器的主輸出端。各從屬電壓轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)組件的切換，決定從屬 輸入端的電力來(lái)源，并轉(zhuǎn)換電力的電壓，由從屬輸出端輸出至各電子組件。本發(fā)明的功效在于，各從屬電壓轉(zhuǎn)換器可依據(jù)電功率輸出負(fù)載調(diào)整輸入電壓，而 改善各從屬電壓轉(zhuǎn)換器的電力消耗。


圖1為習(xí)知技術(shù)中，電源供應(yīng)裝置及電子電路的系統(tǒng)方塊圖。圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的電源管理裝置的系統(tǒng)方塊圖，供應(yīng)電力至電子電路。圖3及圖4為第一實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)組件切換從屬電壓轉(zhuǎn)換器電力來(lái)源的示意圖。圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例的電源管理裝置的應(yīng)用例。圖6及圖7為圖5的應(yīng)用例中，第一開(kāi)關(guān)及第二開(kāi)關(guān)切換的示意圖。圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例的電源管理裝置的系統(tǒng)方塊圖，供應(yīng)電力至電子電路。圖9及圖I0為圖8中，開(kāi)關(guān)組件切換從屬電壓轉(zhuǎn)換器電力來(lái)源的示意圖。圖11為本發(fā)明第三實(shí)施例的電源管理裝置的系統(tǒng)方塊圖，供應(yīng)電力至電子電路。圖12為圖11中，開(kāi)關(guān)組件于游戲模式切換從屬電壓轉(zhuǎn)換器電力來(lái)源的示意圖。圖13為圖11中，開(kāi)關(guān)組件于視訊模式切換從屬電壓轉(zhuǎn)換器電力來(lái)源的示意圖。圖14為圖11中，開(kāi)關(guān)組件于文書(shū)及上網(wǎng)模式切換從屬電壓轉(zhuǎn)換器電力來(lái)源的示 意圖。圖15為本發(fā)明第四實(shí)施例的電源管理裝置的系統(tǒng)方塊圖，供應(yīng)電力至電子電路。圖16為本發(fā)明第五實(shí)施例的電源管理裝置的系統(tǒng)方塊圖，供應(yīng)電力至電子電路。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖2所示，為本發(fā)明第一實(shí)施例所揭露的一種電源管理裝置100，應(yīng)用于電 子電路200，用以提供電力至電子電路200的多個(gè)電子組件。電子電路200為電腦主機(jī)(例 如筆記本電腦、臺(tái)式電腦、或伺服主機(jī))的主要電路，與電源管理裝置100共同組成該電腦 主機(jī)。電子組件為電子電路200中各項(xiàng)需要使用電力的電子芯片，例如中央處理器、顯示芯 片、北橋芯片、南橋芯片或系統(tǒng)內(nèi)存等。再參閱圖2所示，本發(fā)明用以管理二個(gè)以上的電子組件的電源，是以第一實(shí)施例 是先以二個(gè)電子組件為例進(jìn)行說(shuō)明。為避免混淆，二個(gè)電子組件分別定義為第一電子組件 211及第二電子組件212，第一電子組件211及第二電子組件212可為電子電路中的任意組 件，但電子組件的數(shù)量并不以二個(gè)為限。電源管理裝置100包含電源供應(yīng)器110、主電壓轉(zhuǎn) 換器DDI、從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2、開(kāi)關(guān)組件SW。電源供應(yīng)器110用以轉(zhuǎn)換電力源的電力的電壓為特定電壓之后，提供輸出電力。 用于電子電路200的電源供應(yīng)器110包含二種電力源，分別為外部交流電力及電池的直流 電力。本實(shí)施例以外部交流電力作為電力源，但電力源不以此為限，其中電源供應(yīng)器110為 交流轉(zhuǎn)直流換流器(AC-DC inverter)，設(shè)置于電腦主機(jī)中，或是采用外接方式電性耦接于電子電路200。作為電源供應(yīng)器110的交流轉(zhuǎn)直流換流器用以將外部交流電力(110V-220V)轉(zhuǎn)換 為直流電力(5V或12V)，再輸出電力至主電壓轉(zhuǎn)換器DDl或從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2。主電壓轉(zhuǎn) 換器DDl或從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2再轉(zhuǎn)換此直流電力為電壓相對(duì)較低的直流電力之后輸出。主電壓轉(zhuǎn)換器DDl及從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2皆為直流直流轉(zhuǎn)換器(DC-DC converter)，且主電壓轉(zhuǎn)換器DDl及從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2實(shí)質(zhì)上相同，其差異僅在于所對(duì)應(yīng) 的電子組件不同，以及輸入電力來(lái)源的差異。主電壓轉(zhuǎn)換器DDl具有主輸入端131與主輸出端132，其中主輸入端131電性耦接 于電源供應(yīng)器110，用以接收電源供應(yīng)器110的輸出電力并轉(zhuǎn)換該輸出電力的電壓。主輸出 端132電性耦接于電子組件其中之一的第一電子組件211，以輸出電壓轉(zhuǎn)換后的電力至第 一電子組件211。一般而言，電性耦接于主電壓轉(zhuǎn)換器DDl的主輸出端132的第一電子組件 211為電子電路200中電功率消耗最大的電子組件，或是閑置機(jī)率最小的電子組件，例如中 央處理器。從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2具有從屬輸入端141及從屬輸出端142，從屬輸入端141用以 接收電力，使從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2轉(zhuǎn)換該電力的電壓。從屬輸出端142電性耦接于另一個(gè) 電子組件，亦即第二電子組件212。從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2由從屬輸出端142輸出轉(zhuǎn)換后的電 力至第二電子組件212。從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2及主電壓轉(zhuǎn)換器DDl分別對(duì)應(yīng)相異的電子組 件(第一電子組件211及第二電子組件21 ，以依據(jù)各電子組件的需求改變輸出電力。開(kāi)關(guān)組件SW電性耦接于從屬輸入端141、主輸出端131及電源供應(yīng)器110。開(kāi)關(guān) 組件SW是常態(tài)地電性耦接于從屬輸入端141，且開(kāi)關(guān)組件SW透過(guò)切換機(jī)制，可選擇地電性 耦接于主輸出端131或電源供應(yīng)器110。透過(guò)開(kāi)關(guān)組件SW的切換機(jī)制，開(kāi)關(guān)組件SW可選擇 地切換從屬輸入端141電性耦接于電源供應(yīng)器110或主電壓轉(zhuǎn)換器130的主輸出端131，以 決定從屬輸入端131的電力來(lái)源，并使從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2轉(zhuǎn)換電力的電壓，由從屬輸出端 142輸出至第二電子組件212?？刂破?50電性耦接于電子電路的中央處理器，中央處理器可為第一電子組件 211(或第二電子組件21 ?？刂破?50用以接收中央處理器的切換命令，以控制開(kāi)關(guān)組件 SW切換該從屬輸入端141電性耦接于電源供應(yīng)器110或是主輸出端131。參閱圖3所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)組件SW切換從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2的從屬輸入端141電性耦 接于電源供應(yīng)器110，主電壓轉(zhuǎn)換器DDl及從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2并聯(lián)于電源供應(yīng)器110，而 一起由電源供應(yīng)器110取得電壓相同且電壓相對(duì)較高的輸入電力。與主電壓轉(zhuǎn)換器DDl相 同，從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2轉(zhuǎn)換輸入電力為電壓及電功率相對(duì)較高的輸出電力。此時(shí)，主電壓 轉(zhuǎn)換器DDl及從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2皆為全功率負(fù)載輸出，以分別提供電功率相對(duì)較高的電 力至第一電子組件211及第二電子組件212。參閱圖4所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)組件SW切換從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2的從屬輸入端141電性耦 接于主電壓轉(zhuǎn)換器DDl的主輸出端132，從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2串連于主電壓轉(zhuǎn)換器DDl。此 時(shí)，從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2所接收的輸入電力，為經(jīng)過(guò)主電壓轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換而電壓相對(duì)較低 的輸出電力。此電力經(jīng)過(guò)從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2再轉(zhuǎn)換后，便形成電壓及電功率相對(duì)較低的 輸出電力。此時(shí)，從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2為低功率負(fù)載輸出，提供電功率相對(duì)較低的輸出電力 至第二電子組件212。亦即，第一電子組件211及第二電子組件212實(shí)際所接收的電力，都是由主電壓轉(zhuǎn)換器DDl輸出，差異在于第二電子組件212所接收的電力進(jìn)一步被從屬電壓 轉(zhuǎn)換器DD2轉(zhuǎn)換過(guò)。因此電源供應(yīng)器110的輸出功率僅需要提供主電壓轉(zhuǎn)換器DDl全負(fù)載 運(yùn)作所需的電功率即可，降低電源供應(yīng)器110的總輸出功率。參閱圖5所示，于第一實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)組件SW可包含第一開(kāi)關(guān)Sl及第二開(kāi)關(guān)S2。 從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2的從屬輸入端141透過(guò)第一開(kāi)關(guān)Sl電性耦接于電源供應(yīng)器110，而從 屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2的從屬輸入端141透過(guò)第二開(kāi)關(guān)S2電性耦接于主電壓轉(zhuǎn)換器DDl的主 輸出端132?？刂破?50電性耦接于第一開(kāi)關(guān)Sl及第二開(kāi)關(guān)S2，用以切換第一開(kāi)關(guān)Sl與 第二開(kāi)關(guān)S2為導(dǎo)通或斷路，且第一開(kāi)關(guān)Sl及第二開(kāi)關(guān)S2交替地切換，亦即僅有其中之一 會(huì)被導(dǎo)通。參閱圖6及圖7所示，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)Sl導(dǎo)通而第二開(kāi)關(guān)S2斷路時(shí)，從屬電壓轉(zhuǎn)換器 DD2的從屬輸入端141電性耦接于電源供應(yīng)器110，由電源供應(yīng)器110取得電壓相對(duì)較高的 輸入電力。當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)S2導(dǎo)通而第一開(kāi)關(guān)Sl斷路時(shí)，從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2的從屬輸入端 141電性耦接于主電壓轉(zhuǎn)換器DDl的主輸出端132，取得電壓相對(duì)較低的電力。參閱圖8所示，為本發(fā)明第二實(shí)施例的電源管理裝置100，應(yīng)用于可選擇外部電力 或內(nèi)部電力作為電力來(lái)源的電子裝置，例如筆記本電腦。電源管理裝置100包含電源供應(yīng) 器、主電壓轉(zhuǎn)換器DD1、從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2、開(kāi)關(guān)組件SW及控制器150。電源供應(yīng)器包含交流轉(zhuǎn)直流換流器111及電池112，交流轉(zhuǎn)直流換流器111用以接 收家用交流電力(110V-220V)，并轉(zhuǎn)換為12V直流電力輸出，并對(duì)電池112進(jìn)行充電，而電池 則可直接輸出12V直流電。電源供應(yīng)器具有二種電力模式，分別為外部電力模式及電池電力模式。于外部電 力模式下，電源供應(yīng)器110以交流轉(zhuǎn)直流換流器111直接提供電力并對(duì)電池112充電。于 電池電力模式下，電源供應(yīng)器110以電池112供應(yīng)電力。參閱圖9所示，以實(shí)際數(shù)據(jù)為例，電源供應(yīng)器110輸出的電壓為12V，而主電壓轉(zhuǎn) 換器DDl及從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2為可轉(zhuǎn)換12V為5V的直流-直流電壓轉(zhuǎn)換器。當(dāng)?shù)谝浑?子組件211及第二電子組件212皆為全速運(yùn)作時(shí)，此時(shí)電子電路的電力負(fù)載需求為重負(fù)載 (heavy load)。此時(shí)，主電壓轉(zhuǎn)換器DDI直接以主輸入端131由交流轉(zhuǎn)直流換流器111取 得12V電力，而轉(zhuǎn)換為5V電力輸出，輸出電壓及電功率相對(duì)較高的電力。同樣地，此時(shí)控制 器150控制開(kāi)關(guān)組件SW，切換從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2的從屬輸入端141電性耦接于交流轉(zhuǎn)直 流換流器111以取得12V電力，以使從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2轉(zhuǎn)換電源供應(yīng)器110的12V輸出 電力為5V電力輸出，而輸出相對(duì)較高的電壓及電功率。以電力的輸入及輸出狀態(tài)來(lái)看，主 電壓轉(zhuǎn)換器DDl及從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2皆為全負(fù)載功率運(yùn)作(Full load)。同時(shí)，交流轉(zhuǎn)直 流換流器111亦可對(duì)電池112進(jìn)行充電。參閱圖10所示，當(dāng)交流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器111不連接外部電力時(shí)，則電源供應(yīng)器的電 力模式變更為電池模式，以電池112提供12V直流電力。為了延長(zhǎng)電池120操作時(shí)間，電子 組件210b不以全速運(yùn)作，使電子電路的電力負(fù)載為輕負(fù)載(light load)。此時(shí)，主電壓轉(zhuǎn) 換器DDl仍以主輸入端131由電池112取得12V電力，并轉(zhuǎn)換為5V的電力輸出，維持輸出 電壓及電功率相對(duì)較高的電力。控制器150控制開(kāi)關(guān)組件SW，使從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2的從 屬輸入端141電性耦接于主電壓轉(zhuǎn)換器DDl的主輸出端132以取得5V電力，并轉(zhuǎn)換5V電 力轉(zhuǎn)換為3V電力。以電力的輸入及輸出狀態(tài)來(lái)看，主電壓轉(zhuǎn)換器DDl為全負(fù)載功率運(yùn)作，但從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2為低負(fù)載功率運(yùn)作，因此可以降低從使電壓轉(zhuǎn)換器DD2自身額外消 耗的電力，延長(zhǎng)電池112的操作時(shí)間。前述透過(guò)電源供應(yīng)器的電力模式切換從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2的電力來(lái)源，旨在說(shuō)明 從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2可隨電子電路運(yùn)作狀態(tài)切換電力來(lái)源。實(shí)際上電子電路中可包含二個(gè) 以從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2切換電力來(lái)源的電子組件，并依序各種不同運(yùn)作需求改變電力來(lái)源 的組合。參閱圖11所示，為本發(fā)明第三實(shí)施例所揭露的一種電源管理裝置100，應(yīng)用于電 子電路200，用以提供電力至電子電路的多個(gè)電子組件。各電子組件可為電子電路中的任 意組件，包含中央處理器210a、顯示芯片210b、北橋芯片210c、南橋芯片210d、系統(tǒng)內(nèi)存 210e等，但不以前述電子組件為限。電源管理裝置100包含電源供應(yīng)器110、主電壓轉(zhuǎn)換器 DDI、多個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2b，DD2c，DD2d，DD2e、多個(gè)開(kāi)關(guān)組件SWb，SWc，Sffd, Sffe及控制 器150。于附圖中，電源供應(yīng)器110、主電壓轉(zhuǎn)換器DD1、從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2b，DD2c，DD2d， DD2e、開(kāi)關(guān)組件SWb，Sffc, Sffd, Sffe及各電子組件之間的連結(jié)，為電力傳送路徑，而非訊號(hào)或 數(shù)據(jù)的傳送路徑?？刂破?50至各開(kāi)關(guān)組件Sffb，Sffc, Sffd, Sffe的連結(jié)則為控制訊號(hào)的傳 送路徑。主電壓轉(zhuǎn)換器DDl及從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2b，DD2c, DD2d，DD2e的數(shù)量總和等于電 子組件的總和，且每一從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2b，DD2c, DD2d，DDk對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)組件SWb，Sffc, Sffd,SWe0 于第三實(shí)施例中，電源供應(yīng)器110及主電壓轉(zhuǎn)換器DDl的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系，與第一 實(shí)施例相同。各從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD^，DD2c，DD2d，DD2e分別具有從屬輸入端141b，141c，141d， 141e及從屬輸出端142b, 142c，142d，142e0各從屬輸出端142b, 142c，142d，142e分別電性 耦接于北橋芯片210d、系統(tǒng)內(nèi)存210f、顯示芯片210g及萬(wàn)用序列總線芯片210h，使各從屬 電壓轉(zhuǎn)換器DD^，DD2c, DD2d，DD2e及主電壓轉(zhuǎn)換器DDI分別對(duì)應(yīng)相異的電子組件，以輸出 主電壓轉(zhuǎn)換器DDl及各從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2b，DD2c，DD2d，DD2e輸出的電力。各從屬輸入端141b，141c, 141d，141e分別電性耦接于其所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)組件SWb， Sffc, Sffd, Sffe0且各開(kāi)關(guān)組件SWb，Sffc, Sffd, SWe具備切換機(jī)制，使各開(kāi)關(guān)組件SWb，Sffc, SWd，Sffe可選擇地電性耦接于電源供應(yīng)器110或主電壓轉(zhuǎn)換器DDl的主輸出端131。因此， 各開(kāi)關(guān)組件SWb，Sffc, Sffd, Sffe且切換各從屬輸入端141b，141c, 141d，141e可選擇地電性耦 接電源供應(yīng)器110或主電壓轉(zhuǎn)換器DDl的主輸出端131，使各從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2b，DD2c, DD2d，DD2e由電源供應(yīng)器110或主電壓轉(zhuǎn)換器DDl接收電力，并進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后輸出?？刂破?50可為嵌入式芯片，例如電子電路200的鍵盤控制器，電性耦接于電子電 路200的中央處理器210a?？刂破?50用以接收中央處理器210a的切換命令，以控制各開(kāi) 關(guān)組件SWb，SWc，Sffd, SWe，切換各從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2b，DD2c，DD2d，DD2e交替地連結(jié)于電 源供應(yīng)器110或主電壓轉(zhuǎn)換器DDl的主輸出端132。電腦主機(jī)于不同工作時(shí)，各電子組件的負(fù)載也不同。依據(jù)電腦主機(jī)的作業(yè)型態(tài)，可 將電腦主機(jī)的運(yùn)作定義為不同作業(yè)模式。例如以游戲模式、視訊模式、文書(shū)及上網(wǎng)模式等。參閱圖12所示，于游戲模式中，中央處理器210a、顯示芯片210b必須快速處理大 量信息，系統(tǒng)內(nèi)存210e必須快速供中央處理器210a讀寫(xiě)信息，中央處理器210a、顯示芯片210b、系統(tǒng)內(nèi)存210e因此處于重負(fù)載狀態(tài)。而北橋芯片210c作為中央處理器210a、顯示 芯片210b、系統(tǒng)內(nèi)存210e之間的數(shù)據(jù)傳輸信道，因此也必須因應(yīng)數(shù)據(jù)快速傳輸而處于重負(fù) 載。南橋芯片210d處理光驅(qū)或硬盤機(jī)等的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，亦處于重負(fù)載狀態(tài)。因此，于游戲模 式中，各開(kāi)關(guān)組件SWb，SWc，Sffd, Sffe切換各從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2b，DD2c，DD2d，DD2e直接連 結(jié)于電源供應(yīng)器110，以取得高電壓輸入，而以相對(duì)較高的功率輸出，以驅(qū)動(dòng)各電子組件正 常運(yùn)作。參閱圖13所示，于視訊模式中，顯示芯片210b必須快速處理視訊輸出的作業(yè)，處 于重負(fù)載運(yùn)作。中央處理器210a必須負(fù)擔(dān)部分解編碼作業(yè)，是以其負(fù)載仍相對(duì)較高，但以 低于游戲模式時(shí)的負(fù)載，因此并不需要以最高功率取得電力輸入，亦即，主電壓轉(zhuǎn)換器DDl 輸出電力的功率，是超過(guò)中央處理器210a的需求。因應(yīng)顯示芯片210b及中央處理器210a 之間的數(shù)據(jù)傳輸，北橋芯片210c仍需要功率相對(duì)較高之電力輸入，但南橋芯片210d及系統(tǒng) 內(nèi)存210e相對(duì)來(lái)說(shuō)便處于較低的負(fù)載，僅需要較低的電功率即可運(yùn)作。因此，對(duì)應(yīng)顯示芯 片210b、北橋芯片210c的開(kāi)關(guān)組件SWb，SWc便受到控制器150控制，切換對(duì)應(yīng)的從屬電壓 轉(zhuǎn)換器DD2b、DD2c電性耦接于電源供應(yīng)器110，直接取得電源供應(yīng)器110所輸出的電力，以 輸出高功率電力至顯示芯片210b、北橋芯片210c。相對(duì)地，對(duì)應(yīng)南橋芯片210d、系統(tǒng)內(nèi)存210e、北橋芯片210c的開(kāi)關(guān)組件SWd，Sffe 便受到控制器150控制，切換對(duì)應(yīng)的從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2d、DD2e電性耦接于主電壓轉(zhuǎn)換器 DDl的輸出端132，取得經(jīng)由主電壓轉(zhuǎn)換器DDl轉(zhuǎn)換的電力，以輸出低功率的電力。參閱圖14所示，于文書(shū)及上網(wǎng)模式中，中央處理器210a、顯示芯片210b、北橋芯片 210c、南橋芯片210d及系統(tǒng)內(nèi)存210e皆處于低負(fù)載狀態(tài)。主電壓轉(zhuǎn)換器DDl輸出的電功率 除了可驅(qū)動(dòng)中央處理器210a之外，仍足以驅(qū)動(dòng)其它電子組件。各開(kāi)關(guān)組件SWb，Sffc, Sffd, Sffe都受到控制器150控制，切換對(duì)應(yīng)的從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2b、DD2c、DD2d、DD2e電性耦接 于主電壓轉(zhuǎn)換器DDI的輸出端132，取得經(jīng)由主電壓轉(zhuǎn)換器DDI轉(zhuǎn)換的電力，以輸出低功率 的電力。此外，電子電路200的中央處理器210a可加載管理軟件，管理軟件可加載組態(tài)文 件，分別紀(jì)錄各作業(yè)模式(例如前述的游戲模式、視訊模式、文書(shū)及上網(wǎng)模式)。每一個(gè)作 業(yè)模式中分別記錄各從屬電壓轉(zhuǎn)換器(DD2b、DD2c、DD2d、DD&...)所對(duì)應(yīng)的電力來(lái)源。當(dāng) 各該作業(yè)模式模式被選定時(shí)，中央處理器210a可發(fā)出控制訊號(hào)至控制器150，使控制器150 分別切換各開(kāi)關(guān)組件SWb，Sffc, Sffd, Sffe0從屬電壓轉(zhuǎn)換器的電力來(lái)源，除了電源供應(yīng)器的輸出及主電壓轉(zhuǎn)換器的主輸出端 之外，亦可為另一個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器的從屬輸出端。參閱圖15所示，為本發(fā)明第四實(shí)施例所揭露的一種電源管理裝置100，應(yīng)用于電 子電路200，用以提供電力至電子電路的多個(gè)電子組件，該些電子組件包含第一電子組件 210f、第二電子組件210g、第三電子組件210h、第四電子組件210i。第一電子組件210f、 第二電子組件210g、第三電子組件210h、第四電子組件210i可為電子電路200中的任意組 件。電源管理裝置100包含電源供應(yīng)器110、主電壓轉(zhuǎn)換器DDl、多個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2g， 00211，002丨、多個(gè)開(kāi)關(guān)組件518，5111，51丨及控制器150。其中主電壓轉(zhuǎn)換器DDl及從屬電壓 轉(zhuǎn)換器DD2g，DD2h，DD2i的數(shù)量總和等于第一電子組件210f、第二電子組件210g、第三電子 組件210h、第四電子組件210i的總和，且每一從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2g，DD2h，DD2i對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)組件 SWg，SWh，Sffio于第四實(shí)施例中，電源供應(yīng)器110及主電壓轉(zhuǎn)換器DDl的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系，與前述 各實(shí)施例相同。各從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2g，DD2h，DD2i分別具有從屬輸入端141g，141h，141 及從 屬輸出端142g，142h，142i。各從屬輸入端141g，141h，141 分別透過(guò)對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)組件Sffg, Sffh, Sffi可選擇地電性耦接于電源供應(yīng)器110或主電壓轉(zhuǎn)換器DDl的主輸出端132。此外， 至少一個(gè)或多個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD !，DD2i的從屬輸入端141h，141 更透過(guò)對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)組 件SWg，Sffh, Sffi可選擇地電性耦接于另一個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2g，DD2h, DD2i的從屬輸出 端 142g,142h,142i。透過(guò)各開(kāi)關(guān)組件SWg，SWh，SWi的切換，每一個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2g，DD2h，DD2i的 從屬輸入端141g，141h，141i可依據(jù)負(fù)載，電性耦接于電源供應(yīng)器110、主電壓轉(zhuǎn)換器DDI的 主輸出端132、或另一個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2g，DD2h，DD2i的從屬輸出端142g，142h，142i?？刂破?50電性耦接于電子電路的中央處理器，中央處理器可為第一電子組件 210f、第二電子組件210g、第三電子組件210h、第四電子組件210i其中之一?？刂破?50 用以接收中央處理器的切換命令，控制各該開(kāi)關(guān)組件SWg，Sffh, Sffi0每一個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2g，DD2h，DD2i的電力輸入來(lái)源，個(gè)別地被切換。依據(jù) 輸出功率的需求，切換輸入電力的來(lái)源，藉以調(diào)整各從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2g，DD2h, DD2i的負(fù) 載。當(dāng)從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2g，DD2h，DD2i透過(guò)各該開(kāi)關(guān)組件SWg，Sffh, Sffi電性耦接其它從 電壓轉(zhuǎn)換器DD2g，DD2h，DD2i，其輸入電壓可進(jìn)一步被降低，從而進(jìn)一步降低運(yùn)作功率，更大 幅下降運(yùn)作功率。此外，于本發(fā)明中，開(kāi)關(guān)組件可動(dòng)態(tài)地被切換，以隨時(shí)依據(jù)電子組件的運(yùn)作，改變 各從屬電壓轉(zhuǎn)換器的電力來(lái)源。參閱圖16所示，為本發(fā)明第五實(shí)施例所揭露的一種電源管理裝置100，應(yīng)用于電 子電路200，用以提供電力至電子電路的多個(gè)電子組件21(^，21(^，21011，21(^。電源管理裝 置100包含電源供應(yīng)器110、主電壓轉(zhuǎn)換器DDl、多個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器DD2g，DD2h，DD2i、多個(gè) 開(kāi)關(guān)組件SWg，SWh，SWi及控制器150。于本實(shí)施例中，電源供應(yīng)器110及主電壓轉(zhuǎn)換器DDl 的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系，與第四實(shí)施例相同，其差異在于，第五實(shí)施例的電源管理裝置100更包 含多個(gè)感應(yīng)器160f，160g, 160h, 160i，設(shè)置于第一電子組件210f、第二電子組件210g、第三 電子組件210h、第四電子組件210i，用以偵測(cè)第一電子組件210f、第二電子組件210g、第三 電子組件210h、第四電子組件210i的功率負(fù)載。控制器150依據(jù)感應(yīng)器160f，160g，160h， 160 的偵測(cè)結(jié)果切換開(kāi)關(guān)組件SWg，Sffh, SWi，藉以動(dòng)態(tài)地調(diào)整各從屬電壓轉(zhuǎn)換器從屬電壓 轉(zhuǎn)換器DD2g，DD2h, DD2i的負(fù)載功率。
權(quán)利要求
1.一種電源管理裝置，應(yīng)用于電子電路，用以提供電力至該電子電路的至少二個(gè)電子 組件，其特征在于，該電源管理裝置包含電源供應(yīng)器，用以提供電力；主電壓轉(zhuǎn)換器，具有主輸入端與主輸出端，該主輸入端電性耦接于該電源供應(yīng)器，用以 接收電力并轉(zhuǎn)換該電力的電壓，且該主輸出端電性耦接于該等電子組件之一，以輸出電壓 轉(zhuǎn)換后的電力；至少一個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器，具有從屬輸入端及從屬輸出端；至少一個(gè)開(kāi)關(guān)組件，常態(tài)地電性耦接于該從屬輸入端，且可選擇地電性耦接于該主輸 出端或該電源供應(yīng)器，該開(kāi)關(guān)組件用以可選擇地切換該從屬輸入端電性耦接于該電源供應(yīng) 器或該主輸出端，以接收電力并轉(zhuǎn)換電力的電壓，由該從屬輸出端輸出至另一個(gè)該電子組 件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源管理裝置，其特征在于，還包含多個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器，各該從屬電壓轉(zhuǎn)換器的從屬輸出端分別耦接于該電子電路的多 個(gè)電子組件其中之一，且各該從屬電壓轉(zhuǎn)換器及該主電壓轉(zhuǎn)換器分別對(duì)應(yīng)相異的各該電子 組件，以輸出電壓轉(zhuǎn)換后的電力；該主電壓轉(zhuǎn)換器及該等從屬電壓轉(zhuǎn)換器的數(shù)量總和等于 該等電子組件的總和；多個(gè)開(kāi)關(guān)組件，分別對(duì)應(yīng)于相異的各該從屬電壓轉(zhuǎn)換器，各該開(kāi)關(guān)組件常態(tài)地電性耦 接于對(duì)應(yīng)的從屬電壓轉(zhuǎn)換器的從屬輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電源管理裝置，其特征在于，還包含控制器，用以控制各 該開(kāi)關(guān)組件可選擇地電性耦接其所對(duì)應(yīng)的從屬輸入端或其所對(duì)應(yīng)的主輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電源管理裝置，其特征在于，各該開(kāi)關(guān)組件更包含第一開(kāi)關(guān)，電性耦接該從屬輸入端及該電源供應(yīng)器；第二開(kāi)關(guān)，電性耦接該從屬輸入端及該電壓轉(zhuǎn)換器的主輸出端，其中該第一開(kāi)關(guān)與該 第二開(kāi)關(guān)其中之一導(dǎo)通時(shí)另一個(gè)為斷路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源管理裝置，其特征在于，更包含多個(gè)感應(yīng)器，設(shè)置各該電 子組件以偵測(cè)各該電子組件的功率負(fù)載，且該控制器依據(jù)各該感應(yīng)器的偵測(cè)結(jié)果切換各該 開(kāi)關(guān)組件。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源管理裝置，其特征在于，至少一個(gè)該等從屬電壓轉(zhuǎn)換器 透過(guò)對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)組件可選擇地電性耦接于另一該等從屬電壓轉(zhuǎn)換器的從屬輸出端、該電源 供應(yīng)器或該主電壓轉(zhuǎn)換器的主輸出端。
7.一種電腦主機(jī)，其特征在于，包含電子電路，具有多個(gè)電子組件；電源供應(yīng)器，用以提供電力；主電壓轉(zhuǎn)換器，具有主輸入端與主輸出端，該主輸入端電性耦接于該電源供應(yīng)器，用以 接收電力并轉(zhuǎn)換電壓，且該主輸出端電性耦接于該等電子組件其中之一，以輸出電壓轉(zhuǎn)換 后的電力；多個(gè)從屬電壓轉(zhuǎn)換器，分別具有從屬輸入端及從屬輸出端，且各該從屬電壓轉(zhuǎn)換器的 從屬輸出端電性耦接于其它的該等電子組件其中之一，使各該從屬電壓轉(zhuǎn)換器及該主電壓 轉(zhuǎn)換器分別對(duì)應(yīng)相異的各該電子組件，以輸出電壓轉(zhuǎn)換后的電力；又，該主電壓轉(zhuǎn)換器及該等從屬電壓轉(zhuǎn)換器的數(shù)量總和等于該等電子組件的總和；多個(gè)開(kāi)關(guān)組件，分別對(duì)應(yīng)于該等從屬電壓轉(zhuǎn)換器，各該開(kāi)關(guān)組件常態(tài)地電性耦接于對(duì) 應(yīng)的從屬電壓轉(zhuǎn)換器的從屬輸入端，且可選擇地電性耦接于該主輸出端或該電源供應(yīng)器， 其中各該開(kāi)關(guān)組件用以可選擇地切換對(duì)應(yīng)的從屬輸入端電性耦接于該電源供應(yīng)器或該主 電壓轉(zhuǎn)換器的主輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電腦主機(jī)，其特征在于，更包含控制器，用以控制該開(kāi)關(guān)組件 可選擇地電性耦接該從屬輸入端或該主輸出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電腦主機(jī)，其特征在于，包含多個(gè)感應(yīng)器，設(shè)置各該電子組件 以偵測(cè)各該電子組件的功率負(fù)載，且該控制器依據(jù)各該感應(yīng)器的偵測(cè)結(jié)果切換該等開(kāi)關(guān)組 件。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電腦主機(jī)，其特征在于，各該開(kāi)關(guān)組件分別包含第一開(kāi)關(guān)，電性耦接對(duì)應(yīng)的從屬輸入端及該電源供應(yīng)器；第二開(kāi)關(guān)，電性耦接對(duì)應(yīng)的從屬輸入端及該電壓轉(zhuǎn)換器的主輸出端，其中該第一開(kāi)關(guān) 與該第二開(kāi)關(guān)其中之一導(dǎo)通時(shí)另一個(gè)為斷路。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電腦主機(jī)，其特征在于，至少一個(gè)該等從屬電壓轉(zhuǎn)換器透過(guò) 對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)組件可選擇地電性耦接于另一該等從屬電壓轉(zhuǎn)換器的從屬輸出端、該電源供應(yīng) 器或該主電壓轉(zhuǎn)換器的主輸出端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電源管理裝置及電腦主機(jī)，其中，電源管理裝置應(yīng)用于電子電路，用以提供電力至電子電路的第一電子組件及第二電子組件。電源管理裝置包含電源供應(yīng)器、主電壓轉(zhuǎn)換器、從屬電壓轉(zhuǎn)換器及開(kāi)關(guān)組件。主電壓轉(zhuǎn)換器接收電源供應(yīng)器的電力，以輸出電壓轉(zhuǎn)換后的電力至第一電子組件。從屬電壓轉(zhuǎn)換器用以接收電力，以輸出電壓轉(zhuǎn)換后的電力至第二電子組件。其中，從屬電壓轉(zhuǎn)換器的電力來(lái)源可透過(guò)開(kāi)關(guān)組件切換為主電壓轉(zhuǎn)換器或電源供應(yīng)器，藉以依據(jù)電功率輸出負(fù)載調(diào)整輸入電壓，而改善從屬電壓轉(zhuǎn)換器的電力消耗。
文檔編號(hào)G06F1/16GK102063177SQ200910309749
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月14日
發(fā)明者李英維 申請(qǐng)人:佛山市順德區(qū)漢達(dá)精密電子科技有限公司