説明

電力供給システム

【課題】本発明は、電力供給システムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の電力供給システムは、中央処理装置に電力を供給するために用いられ、ブリッジチップ、パルス幅変調コントローラー及び位相調整駆動回路を備え、ブリッジチップは、パルス幅変調コントローラーの動作状態を検出することによりフィードバック信号を獲得して中央処理装置に送信し、中央処理装置は、自身の動作状態及びフィードバック信号に基づいて制御信号を生成してブリッジチップに送信し、ブリッジチップは、制御信号をパルス幅変調コントローラーに送信し、パルス幅変調コントローラーは、制御信号に基づいてパルス幅変調信号を生成して位相調整駆動回路に送信し、位相調整駆動回路は、パルス幅変調信号の制御によって外部から入力される第一駆動電圧を異なる位相を有する第二駆動電圧に調整し、且つ第二駆動電圧を前記中央処理装置に出力する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力供給システムに関するものであり、特にネットワーク設備の中央処理装置向けの電力供給システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
現在、デスクトップパソコン、ノートパソコンなどのネットワーク端末設備及びワークステーション、サーバーなどのようなネットワーク接続設備は、人々の生活でなければならないものである。これらのネットワーク設備の中央処理装置(CPU)向けの電力供給規格は異なり、例えば、Intel社が制定した電圧レギュレータモジュール(Voltage Regulator Module,VRM)は、デスクトップパソコン、ワークステーション、サーバーの中央処理装置向けの電力供給規格であり、Intel社が制定したインテルモバイル電圧ポジショニング(Intel Mobile Voltage Positioning,IMVP)は、ノートパソコンの中央処理装置向けの電力供給規格であり、業界には、他の会社が制定した各種の中央処理装置向けの電力供給規格が存在し、異なる電力供給規格の電圧の位相は異なる。異なる電力供給規格は、異なる電力供給システム回路設計を必要とし、且つ各種の電力供給規格が絶えず改訂されることに伴って、電力供給システムの設計を絶えず更新することを必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は、前記課題を解決し、異なる電力供給規格に適合する電力供給システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明に係る電力供給システムは、中央処理装置に電力を供給するために用いられ、ブリッジチップ、パルス幅変調コントローラー及び位相調整駆動回路を備え、前記ブリッジチップは、前記パルス幅変調コントローラーの動作状態を検出することによりフィードバック信号を獲得して前記中央処理装置に送信し、前記中央処理装置は、自身の動作状態及び前記フィードバック信号に基づいて制御信号を生成して前記ブリッジチップに送信し、前記ブリッジチップは、前記制御信号を前記パルス幅変調コントローラーに送信し、前記パルス幅変調コントローラーは、前記制御信号に基づいてパルス幅変調信号を生成して前記位相調整駆動回路に送信し、前記位相調整駆動回路は、前記パルス幅変調信号の制御によって外部から入力される第一駆動電圧を異なる位相を有する第二駆動電圧に調整し、且つ前記第二駆動電圧を前記中央処理装置に出力する。
【発明の効果】
【0005】
従来の技術に比べて、本発明の電力供給システムは、ブリッジチップ、パルス幅変調コントローラー及び位相調整駆動回路の制御によって、駆動電圧を異なる電力供給規格に適応する多相電圧に調整して、設計時間及びコストを節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本発明の実施形態に係る電力供給システムの構造を示す図である。
【図2】図1に示す電力供給システムの位相調整駆動回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【0008】
図1を参照すると、本発明の実施形態に係る電力供給システム10は、中央処理装置20に電力を供給するために用いられる。前記電力供給システム10は、ブリッジチップ110と、パルス幅変調(PWM)コントローラー130と、位相調整駆動回路150と、を備える。
【0009】
本実施形態において、前記ブリッジチップ110は、4つのピン111、113、115、117を備える。前記ブリッジチップ110の2つのピン111、113は、前記中央処理装置20に接続される。前記パルス幅変調コントローラー130は、一方向パルス幅変調コントローラーであり、制御信号入力端CONと、フィードバック信号出力端FEと、パルス幅変調信号出力端PWMと、を備える。前記制御信号入力端CON及び前記フィードバック信号出力端FEは、前記ブリッジチップ110の他の2つのピン115及び117にそれぞれに接続される。
【0010】
前記ブリッジチップ110は、前記パルス幅変調コントローラー130の動作状態を検出するために用いられ、前記ピン117によって前記パルス幅変調コントローラー130のフィードバック信号出力端FEからのフィードバック信号を受信し、且つ前記ピン113によって前記フィードバック信号を前記中央処理装置20に送信する。前記中央処理装置20は、自身の動作状態及び前記フィードバック信号に基づいて制御信号を生成して出力する。前記ブリッジチップ110は、前記ピン111によって前記中央処理装置20からの制御信号を受信し、且つ前記ピン115によって前記制御信号を前記パルス幅変調コントローラー130の制御信号入力端CONに送信する。前記パルス幅変調コントローラー130は、前記制御信号に基づいてパルス幅変調信号を生成し、且つ前記パルス幅変調信号出力端PWMによって前記パルス幅変調信号を前記位相調整駆動回路150に送信する。
【0011】
前記位相調整駆動回路150は、信号受信端151と、駆動電圧入力端153と、電圧出力端155と、を備える。前記信号受信端151は、前記パルス幅変調信号出力端PWMに接続されて、前記パルス幅変調コントローラー130からのパルス幅変調信号を受信する。前記駆動電圧入力端153は、外部から提供される第一駆動電圧を受ける。前記電圧出力端155は、前記中央処理装置20に接続される。前記位相調整駆動回路150は、前記パルス幅変調信号に基づいて前記第一駆動電圧の位相を調整して第二駆動電圧を生成し、前記電圧出力端155によって前記第二駆動電圧を前記中央処理装置20に提供する。
【0012】
図2は、図1に示す位相調整駆動回路150の回路図である。前記位相調整駆動回路150は、複数の位相調整ドライバー157と、複数の前記位相調整ドライバー157にそれぞれに対応する複数の位相調整スイッチ回路159と、を備える。本実施形態において、前記位相調整駆動回路150は、3つの位相調整ドライバー157及び3つの位相調整スイッチ回路159と、を備える。別の実施形態において、需要によって前記位相調整ドライバー157及び前記位相調整スイッチ回路159の数を増加するか又は減少することにより、異なる中央処理装置の電力供給規格が多相電圧に対する実際の需要を満足する。
【0013】
各々の前記位相調整ドライバー157は、前記信号受信端151に接続されるパルス幅変調信号ピンPWMと、2つの検出ピンCS−、CS+と、平均電流ピンLavgと、電源ピンVCCと、接地ピンGNDと、位相ピンPHASEと、位相調整ピンPH#と、ブートストラップピンBOOTと、ローパスピンLGATEと、ハイパスピンUGATEと、を備える。前記位相調整ドライバー157は、平均電流コントローラー(図示せず)及び位相コントローラー(図示せず)をさらに備える。前記電源ピンVCCは、外部電源に接続されており、前記接地ピンGNDは、接地されている。
【0014】
本実施形態において、第一キャパシターC1が前記ブートストラップピンBOOTと前記位相ピンPHASEとの間に接続されて、前記位相ピンPHASEの電圧をプルアップする。別の実施形態において、前記第一キャパシターC1を省略することができる。前記位相調整ピンPH#は、位相調整レジスターRを介して接地する。前記位相コントローラーは、前記位相調整レジスターRの抵抗値の大きさに基づいて、受信したパルス幅変調信号の位相を自動的に調整することができ、位相が調整された前記パルス幅変調信号は前記位相ピンPHASEから対応する前記位相調整スイッチ回路159に送信されて、前記第一駆動電圧の位相を調整する。
【0015】
前記位相調整スイッチ回路159は、第一トランジスターQ1と、第二トランジスターQ2と、インダクターLと、第二キャパシターC2と、を備える。前記第一トランジスターQ1及び前記第二トランジスターQ2は、制御端と、第1導電端と、第2導電端と、をそれぞれに備える。
【0016】
本実施形態において、各々の前記位相調整ドライバー157の平均電流ピンLavg以外の他のピンは、全て同じ接続関係を有するので、以下、ただ1つの前記位相調整ドライバー157とこれに対応する前記位相調整スイッチ回路159との間の接続関係を説明する。
【0017】
2つの前記検出ピンCS−、CS+は、前記インダクターLの両端に接続されて、前記インダクターLを流れるインダクティング電流を検出する。前記平均電流コントローラーは、前記検出ピンCS−、CS+が検出したインダクティング電流によって、前記平均電流ピンLavgから平均電流信号を出力する。本実施形態において、3つの前記位相調整ドライバー157の平均電流ピンLavgは互いに接続されて平均電流信号を共有して、3つの前記位相調整スイッチ回路159が同じ電流を出力するようにする。前記位相ピンPHASEは、前記インダクターLを介して前記電圧出力端155に直列に接続される。
【0018】
前記第一トランジスターQ1の制御端は、前記ローパスピンLGATEに接続され、前記第一トランジスターQ1の第一導電端は、前記位相ピンPHASE及び前記第二トランジスターQ2の第二導電端に接続され、前記第一トランジスターQ1の第二導電端は接地する。
【0019】
前記第二トランジスターQ2の制御端は、前記ハイパスピンUGATEに接続され、前記第二トランジスターQ2の第一導電端は、前記駆動電圧入力端153に接続される。前記第二キャパシターC2は、前記電圧出力端155と接地との間に接続されて、前記第二駆動電圧に対してフィルタリングする。本実施形態において、前記第一トランジスターQ1及び第二トランジスターQ2は、全て電界効果トランジスターであり、前記第一トランジスターQ1及び第二トランジスターQ2の制御端、第1導電端及び第2導電端は、電界効果トランジスターのゲート電極、ソース電極及びドレイン電極に対応する。
【0020】
本実施形態において、前記位相調整ドライバー157の位相調整機能は、前記位相調整レジスターRの抵抗値を変更することにより実現される。別の実施形態において、他の電子素子のパラーメータを変更することにより位相調整機能を実現するように、前記位相調整ドライバー157内部の位相コントローラーを設計することができ、例えば、キャパシターの電気容量値又はインダクターのインダクタンス容量を変更することにより、位相調整機能を実現する。
【0021】
作動する時、前記位相調整駆動回路150の信号受信端151は、前記パルス幅変調コントローラー130からのパルス幅変調信号を受信し、各々の前記位相調整ドライバー157は、その位相調整レジスターRの抵抗値に基づいて前記パルス幅変調信号の位相を調整して、各々の前記位相調整ドライバー157から出力する位相が調整されたパルス幅変調信号が異なる位相を有するようにして、即ち多相駆動出力機能を実現する。各々の前記位相調整ドライバー157は、そのローパスピンLGATE及びハイパスピンUGATEによってローパス駆動信号及びハイパス駆動信号を出力して、前記第一トランジスターQ1及び前記第二トランジスターQ2のオフ/オンをタイムシェアリングに制御し、前記第一トランジスターQ1がオフされ且つ前記第二トランジスターQ2がオンされる場合、前記位相ピンPHASEから出力する位相が調整されたパルス幅変調信号の制御によって、前記駆動電圧入力端153から入力される第一駆動電圧の位相を調整して第二駆動電圧を生成し、前記第二駆動電圧は前記電圧出力端155から前記中央処理装置20に出力する。
【0022】
各々の前記位相調整ドライバー157が出力する駆動電圧の位相が異なるので、前記中央処理装置20に多相駆動電圧を提供することができ、従って異なる中央処理装置電力供給規格の要求を満足する。
【0023】
別の実施形態において、中央処理装置が単相電圧だけを必要とする場合、前記位相調整駆動回路150は、1つの前記位相調整ドライバー157及び1つの前記位相調整スイッチ回路159を備えることができる。
【0024】
従来の技術に比べて、本発明の電力供給システムは、デスクトップパソコン、ノートパソコン、ワークステーション及びサーバーなどの異なる類型のネットワーク設備の中央処理装置に電力を供給することができ、即ち電力供給規格が変化しても、前記電力供給システムの位相調整駆動回路の位相調整ドライバー及び位相調整スイッチ回路の数を変更するだけで、異なる電力供給規格に適応することができる。
【0025】
以上、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であることは勿論であって、本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲によって決まる。
【符号の説明】
【0026】
10 電力システム
20 中央処理装置
110 ブリッジチップ
111,113,115,117 ピン
130 パルス幅変調コントローラー
150 位相調整駆動回路
151 信号受信端
153 駆動電圧入力端
155 電圧出力端
157 位相調整ドライバー
159 位相調整スイッチ回路
BOOT ブートストラップピン
C1 第一キャパシター
C2 第二キャパシター
CS−,CS+ 検出ピン
GND 接地ピン
L インダクター
Lavg 平均電流ピン
LGATE ローパスピン
PWM パルス幅変調信号ピン
PH# 位相調整ピン
PHASE 位相ピン
Q1 第一トランジスター
Q2 第二トランジスター
R 位相調整レジスター
UGATE ハイパスピン
VCC 電源ピン

【特許請求の範囲】
【請求項1】
中央処理装置に電力を供給するために用いられ、ブリッジチップ、パルス幅変調コントローラー及び位相調整駆動回路を備えてなる電力供給システムであって、
前記ブリッジチップは、前記パルス幅変調コントローラーの動作状態を検出することによりフィードバック信号を獲得して前記中央処理装置に送信し、前記中央処理装置は、自身の動作状態及び前記フィードバック信号に基づいて制御信号を生成して前記ブリッジチップに送信し、前記ブリッジチップは、前記制御信号を前記パルス幅変調コントローラーに送信し、前記パルス幅変調コントローラーは、前記制御信号に基づいてパルス幅変調信号を生成して前記位相調整駆動回路に送信し、前記位相調整駆動回路は、前記パルス幅変調信号の制御によって外部から入力される第一駆動電圧を異なる位相を有する第二駆動電圧に調整し、且つ前記第二駆動電圧を前記中央処理装置に出力することを特徴とする電力供給システム。
【請求項2】
前記ブリッジチップは、第一ピン、第二ピン、第三ピン及び第四ピンを備え、前記第一ピン及び前記第二ピンは、前記中央処理装置に接続され、
前記パルス幅変調コントローラーは、制御信号入力端、フィードバック信号出力端及びパルス幅変調信号出力端を備え、前記制御信号入力端及び前記フィードバック信号出力端は、前記ブリッジチップの第三ピン及び第四ピンにそれぞれに接続され、
前記ブリッジチップは、前記第四ピンによって前記パルス幅変調コントローラーからのフィードバック信号を受信し、前記第一ピンによって前記フィードバック信号を前記中央処理装置に送信し、前記第二ピンによって前記中央処理装置からの制御信号を受信し、前記第三ピンによって前記制御信号を前記パルス幅変調コントローラーに送信することを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。
【請求項3】
前記位相調整駆動回路は、信号受信端、駆動電圧入力端及び電圧出力端を備え、
前記位相調整駆動回路は、前記駆動電圧入力端によって前記第一駆動電圧を受け、前記信号受信端によって前記パルス幅変調コントローラーからのパルス幅変調信号を受信して、前記パルス幅変調信号の位相を調整し、且つ位相が調整されたパルス幅変調信号の制御によって前記第一駆動電圧の位相を調整して第二駆動電圧を生成し、前記電圧出力端によって前記第二駆動電圧を前記中央処理装置に出力することを特徴とする請求項2に記載の電力供給システム。
【請求項4】
前記位相調整駆動回路は、複数の位相調整ドライバーと、複数の前記位相調整ドライバーに対応する複数の位相調整スイッチ回路とを備えることを特徴とする請求項3に記載の電力供給システム。
【請求項5】
各々の前記位相調整ドライバーは、前記パルス幅変調信号の位相を調整し且つ位相が調整されたパルス幅変調信号に基づいて2つの駆動信号を生成し、位相が調整された前記パルス幅変調信号及び2つの前記駆動信号を対応する前記位相調整スイッチ回路に送信し、前記位相調整スイッチ回路は、2つの前記駆動信号の制御によって、前記第一駆動電圧を入力し、且つ位相が調整されたパルス幅変調信号の制御によって前記第一駆動電圧の位相を調整して第二駆動電圧を生成し、
複数の前記位相調整スイッチ回路から出力する第二駆動電圧の位相は異なり、異なる位相を有する複数の前記第二駆動電圧は同時に前記中央処理装置に電力を供給することを特徴とする請求項4に記載の電力供給システム。
【請求項6】
各々の前記位相調整ドライバーは、位相コントローラー及び位相調整ピンを備え、前記位相調整ピンは、位相調整レジスターを介して接地し、前記位相コントローラーは、前記位相調整レジスターの抵抗値の大きさに基づいて、前記パルス幅変調信号の位相を調整することを特徴とする請求項5に記載の電力供給システム。
【請求項7】
各々の前記位相調整ドライバーは、パルス幅変調信号ピン、位相ピン、ローパスピン及びハイパスピンをさらに備え、各々の前記位相調整スイッチ回路は、第一トランジスター、第二トランジスター、インダクター及び第一キャパシターを備え、前記第一トランジスター及び前記第二トランジスターは、制御端、第一導電端及び第二導電端をそれぞれに備え、
前記信号受信端は、各々の前記位相調整ドライバーのパルス幅変調信号ピンに接続され、各々の前記位相調整ドライバーの位相ピンは、対応する前記位相調整スイッチ回路のインダクターを介して前記電圧出力端に接続され、各々の前記位相調整ドライバーのローパスピンは、対応する前記位相調整スイッチ回路の第一トランジスターの制御端に接続され、各々の前記位相調整スイッチ回路の第一トランジスターの第一導電端は接地し、各々の前記位相調整スイッチ回路の第一トランジスターの第二導電端は、第二トランジスターの第一導電端及び対応する前記位相調整ドライバーの位相ピンに接続され、各々の前記位相調整ドライバーのハイパスピンは、対応する前記位相調整スイッチ回路の第二トランジスターの制御端に接続され、各々の前記位相調整スイッチ回路の第二トランジスターの第二導電端は、前記駆動電圧入力端に接続され、
各々の前記位相調整ドライバーのローパスピン及びハイパスピンは、2つの駆動信号を出力して、対応する前記位相調整スイッチ回路の第一トランジスター及び第二トランジスターのオン及びオフを制御して、位相が調整された前記パルス幅変調信号の制御によって前記第一駆動電圧の位相を調整して第二駆動電圧を生成し、前記第二駆動電圧は前記電圧出力端から前記中央処理装置に出力することを特徴とする請求項6に記載の電力供給システム。
【請求項8】
前記第一トランジスター及び前記第二トランジスターの制御端、第一導電端及び第二導電端は、電界効果トランジスターのゲート電極、ソース電極及びドレイン電極に対応することを特徴とする請求項7に記載の電力供給システム。
【請求項9】
前記位相調整駆動回路は、1つの位相調整ドライバー及びこれに対応する1つの位相調整スイッチ回路を備えることを特徴とする請求項3に記載の電力供給システム。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2013−73623(P2013−73623A)
【公開日】平成25年4月22日(2013.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−188355(P2012−188355)
【出願日】平成24年8月29日(2012.8.29)
【出願人】(500080546)鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司 (1,018)
【Fターム(参考)】