专利名称：电脑系统的电源控制电路与控制方法
技术领域：
本发明有关一种电脑系统中电源控制电路与电源控制方法，且特别是有关一种电 脑系统中嵌入式控制器(embedded controller)的电源控制电路与电源控制方法。
背景技术：
众所周知，电脑系统中皆会有一嵌入式控制器(embedded controller, EC)用来进行电脑系统的电源管理(power management)、电池的充电运作(battery chargingoperation)、散热风扇的转速检测与控制。其中，电源管理还包含执行开机与关机 时的电源时序控制任务。由于嵌入式控制器在电脑系统中扮演电源管理的任务，因此电脑系统的设计上必 须使得嵌入式控制器永远保持在清醒(alive)的状态。即使电脑系统已经进入省电模式或 者关机，嵌入式控制器还是保持在清醒(alive)的状态。因此，嵌入式控制器必须由待机电 源(standby power)来供电，而待机电源则是由电脑系统的电池所供应的。请参照图1，其所示为已知电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路。电池所提供 的电池电压Vbat连接至一低压降稳压器(RE⑶LAT0R) 10，之后产生一嵌入式控制器的工作 电压Vk至嵌入式控制器20。而嵌入式控制器的工作电压Vk即为待机电源约为3V。再者，稳压器(RE⑶LAT0R) 10有一致能脚位(enable pin，EN)，并以一第一电阻Rl 连接于电池电压Vbat以及致能脚位EN之间。亦即，当电池插入电脑系统同时，致能脚位EN 为高电平使得稳压器(RE⑶LAT0R) 10开始动作，并提供嵌入式控制器的工作电压Vk至嵌入 式控制器20。而当嵌入式控制器20接收到嵌入式控制器的工作电压Vk时，嵌入式控制器 20即可输出一高电平的一电源开启信号(power on signal，PW_0N)。而已知嵌入式控制器20还连接至电脑系统的电源键(power button)，用以接收 一按键信号(button signal)。一般来说，当使用者未按压电源键时，按键信号为高电平；反 之，当使用者按压电源键时，按键信号为低电平，而按压的时间即为低电平的持续时间。当 嵌入式控制器20检测出按键信号处于低电平时，即产生多个电源控制信号(power control signals)来控制电脑系统内的其它元件开始动作。然而，当电池插于电脑系统时，稳压器(regulator) 10与嵌入式控制器20会持续 的消耗电能，其待机电流(quiescent current)约为3 5mA。换句话说，如果电脑系统制 造商将电池结合于电脑系统中出货，经过一段时间交易到使用者手上时，电池的残余能量 可能无法开启电脑系统。
发明内容
本发明的目的是提出一种电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路与电源控制 方法，用以降低电脑系统的待机电流，并使得电脑系统的电池能量维持较长的时间。本发明提出一种电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路，包括一稳压器接收 至一第一电压，可于稳压器被致能时将第一电压转换为一嵌入式控制器的工作电压；一检
5测控制电路接收第一电压并判断一按键信号，当按键信号未动作时禁能稳压器，当按键信 号动作时持续致能稳压器；以及，一嵌入式控制器连接至稳压器用以接收嵌入式控制器的 工作电压，并输出多个电源控制信号；其中，嵌入式控制器还可提供一电源开启信号至检测 控制电路，使得检测控制电路持续致能该稳压器。本发明还提出一种电脑系统中嵌入式控制器的电源控制方法，运用于一低压降稳 压、一检测控制电路、与一嵌入式控制器之间，此电源控制方法包括下列步骤判断一按键 信号；当按键信号未动作时，禁能稳压器并使得稳压器与嵌入式控制器不动作；以及，当按 键信号动作时，致能稳压器并使得稳压器产生一该嵌入式控制器的工作电压至嵌入式控制器O
为了使能更进一步清楚了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详 细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制，其中图1所示为已知电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路。图2所示为本发明电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路的第一实施例。图3所示为本发明电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路的第二实施例。
具体实施例方式请参照图2，其所示为本发明电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路 的第一实施例。此嵌入式控制器的电源控制电路包括一检测控制电路130、一稳 压器(RE⑶LAT0R)110、与一嵌入式控制器120。根据本发明的第一实施例，稳压器 (REGULATOR) 110与嵌入式控制器120在电池插入电脑系统时皆不会动作。而当使用者按压 电源键使得按键信号产生低电平时，检测控制电路130即可控制稳压器(REGULATOR) 110输 出嵌入式控制器的工作电压Ve。至嵌入式控制器120，并使得嵌入式控制器120产生多个电 源控制信号来控制电脑系统内的其它元件开始动作。如图2所示，电池所提供的电池电压(Vbat)连接至稳压器(RE⑶LAT0R) 110，且稳 压器(RE⑶LAT0R)110有一致能脚位EN，并以一第一电阻Rl连接于电池电压Vbat以及致能 脚位EN之间。再者，于稳压器(RE⑶LAT0R) 110被致能后即可产生一嵌入式控制器的工作 电压Vk至嵌入式控制器120。而当嵌入式控制器120接收到嵌入式控制器的工作电压Vk 时，嵌入式控制器120可同时输出一高电平的一电源开启信号PW_0N以及多个电源控制信 号来控制电脑系统内的其它元件开始动作。再者，检测控制电路130还包括一稳压电路132、一第一晶体管Ml、一第二晶体管 M2、一第二电阻R2、一第三电阻R3、一电容器C、与一二极管D。其中，稳压电路132中包括一 并联电压调整器(shunt regulator，SR)、一第四电阻R4、一第五电阻R5、与一第六电阻R6。 电池电压(Vbat)与并联电压调整器SR的负极端之间连接第四电阻R4 ；并联电压调整器SR 的正极端连接至接地端；并联电压调整器SR的负极端与参考端之间连接第五电阻R5 ；并联 电压调整器SR的正极端与参考端之间连接第六电阻R6。因此，稳压电路132即可将电池电 压Vbat转换为一操作电压Vcc。第一晶体管Ml漏极连接至致能脚位EN ；第一晶体管Ml源极连接至接地端。第二晶体管M2漏极连接至第一晶体管Ml栅极；第二晶体管M2源极连接至接地端；第二晶体管 M2栅极与接地端之间连接第三电阻R3，且第二晶体管M2栅极接收电源开启信号PW_0N。再 者，二极管D阴极端(cathode)接收按键信号；二极管D阳极端(anode)连接至第一晶体管 Ml栅极。第一晶体管Ml栅极与操作电压Vcc之间连接第二电阻R2。第一晶体管Ml栅极 与接地端之间连接电容器C。当使用者未按压电源键时，按键信号为高电平。由于第一晶体管Ml栅极为 高电平，第一晶体管Ml开启(turn on)并使得致能脚位EN为低电平。因此，稳压器 (RE⑶LAT0R) 110无法动作，并且无法输出嵌入式控制器的工作电压Vec至嵌入式控制器 120。当使用者按压电源键时，按键信号为低电平。由于第一晶体管Ml栅极为低 电平，第一晶体管Ml关闭(turn off)并使得致能脚位EN为高电平。因此，稳压器 (RE⑶LAT0R) 110动作，并且输出嵌入式控制器的工作电压Vec至嵌入式控制器120。而嵌入 式控制器120即可同时输出高电平的电源开启信号PW_0N以及多个电源控制信号来控制电 脑系统内的其它元件开始动作。再者，当第二晶体管M2栅极接收到高电平的电源开启信号 PW_0N时，第二晶体管M2开启(turn on)并使得第一晶体管Ml栅极维持在低电平。此时， 就算按键信号回复至高电平也不会改变第一晶体管Ml栅极的低电平。由本发明的第一实施例可知，于电池插入电脑系统时稳压器(RE⑶LAT0R) 110与 嵌入式控制器120皆不会动作，仅有检测控制电路130会动作。而本发明的检测控制电路 130所需的待机电流可大幅降至300 500 μ A。因此，可以使得电池的能量维持较长的时 间。换句话说，于使用者按压电源键后，检测控制电路130才会控制稳压器 (RE⑶LAT0R) 110动作，并输出嵌入式控制器的工作电压Vec至嵌入式控制器120，使得嵌入 式控制器120产生多个电源控制信号来控制电脑系统内的其它元件开始动作。请参照图3，其所示为本发明电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路 的第二实施例。此嵌入式控制器的电源控制电路包括一检测控制电路230、一稳 压器(RE⑶LAT0R)210、与一嵌入式控制器220。根据本发明的第二实施例，稳压器 (RE⑶LAT0R) 210与嵌入式控制器220在电池插入电脑系统或者变压器(adaptor)插入时皆 不会动作。再者，第二实施例中的嵌入式控制器220于动作时必须先确认是否使用者按压 电源键。而当使用者按压电源键使得按键信号产生低电平时，检测控制电路230即可控制 稳压器(RE⑶LAT0R)210输出嵌入式控制器的工作电压Vk至嵌入式控制器220，并使得嵌 入式控制器220产生多个电源控制信号来控制电脑系统内的其它元件开始动作。如图3所示，电池所提供的电池电压Vbat或者变压器所提供的变压器电压Vadp 可连接至稳压器(RE⑶LAT0R) 210，且稳压器(RE⑶LAT0R) 210有一致能脚位EN，并以一第 一电阻Rl连接于电池电压/变压器电压Vbat/Vadp以及致能脚位EN之间。再者，稳压器 (RE⑶LAT0R)210被致能时可产生一嵌入式控制器的工作电压Vec至嵌入式控制器220。而 当嵌入式控制器220接收到嵌入式控制器的工作电压Vk时，嵌入式控制器220必须先确认 是否使用者按压电源键。也就是说，于按键信号为高电平时，电源开启信号PW_0N维持在低 电平；反之，于按键信号为低电平时，电源开启信号PW_0N维持在高电平并输出多个电源控 制信号来控制电脑系统内的其它元件开始动作。
再者，检测控制电路230还包括一稳压电路232、一第一晶体管Ml、一第二晶体管 M2、一第三晶体管M3、一第四晶体管M4、一第二电阻R2、一第三电阻R3、一第四电阻R4、一 第五电阻R5、一第六电阻R6、一第七电阻R7、一第一电容器Cl、一第二电容器C2、一第三电 容器C3、与一二极管D。其中，稳压电路232中包括一并联电压调整器(shunt regulator, SR)、一第八电阻R8、一第九电阻R9、与一第十电阻RlO。电池电压/变压器电压Vbat/Vadp 与并联电压调整器SR的负极端之间连接第八电阻R8 ；并联电压调整器SR的正极端连接至 接地端；并联电压调整器SR的负极端与参考端之间连接第九电阻R9 ；并联电压调整器SR 的正极端与参考端之间连接第十电阻R10。因此，稳压电路232即可接收电池电压/变压器 电压Vbat/Vadp后产生一操作电压Vcc。第一晶体管Ml漏极连接至致能脚位EN ；第一晶体管Ml源极连接至接地端。第二 晶体管M2漏极连接至第一晶体管Ml栅极；第二晶体管M2源极连接至接地端；第二晶体管 M2栅极与接地端之间连接第三电阻R3，且第二晶体管M2栅极接收电源开启信号PW_0N。再 者，二极管D阴极端(cathode)接收按键信号；二极管D阳极端(anode)连接至第一晶体管 Ml栅极。第一晶体管Ml栅极与操作电压Vcc之间连接第二电阻R2。第一晶体管Ml栅极 与接地端之间连接第一电容器Cl。第三晶体管M3漏极连接至第一晶体管Ml栅极；第三晶体管M3源极连接至接地 端；第三晶体管M3栅极与接地端之间连接第五电阻R5。第二电容器C2第一端连接至电池 电压Vbat ；第二电容器C2第二端与第三晶体管M3栅极之间连接第四电阻R4。第四晶体管 M4漏极连接至第一晶体管Ml栅极；第四晶体管M4源极连接至接地端；第四晶体管M4栅极 与接地端之间连接第七电阻R7。第三电容器C3第一端连接至变压器电压Vadp ；第三电容 器C3第二端与第四晶体管M4栅极之间连接第六电阻R6。当使用者未按压电源键且电池插入于电脑系统瞬间，稳压器(RE⑶LAT0R)210、第 一电阻R1、与稳压电路232接收电池电压Vbat。此时，第三晶体管M3开启(turn on)，第一 晶体管Ml栅极为低电平并且关闭(turn off)，使得致能脚位EN为高电平。因此，稳压器 (RE⑶LAT0R) 210动作，并且输出嵌入式控制器的工作电压Vec至嵌入式控制器220。而由于 此时按键信号为高电平，所以电源开启信号PW_0N维持在低电平。因此，第四电阻R4、第五 电阻R5、与第二电容器C2所形成的充电电路经过一段时间之后，会造成第三晶体管M3关 闭，使得第一晶体管Ml栅极为高电平并且开启(turn on)，使得致能脚位EN为低电平。此 时，稳压器(RE⑶LAT0R)210与嵌入式控制器220再次回到不动作状态。当使用者未按压电源键且变压器插入于电脑系统瞬间，稳压器(RE⑶LAT0R)210、 第一电阻R1、与稳压电路232接收变压器电压Vadp。此时，第四晶体管M4开启(turn on), 第一晶体管Ml栅极为低电平并且关闭(turn off)，使得致能脚位EN为高电平。因此，稳压 器(RE⑶LAT0R) 210动作，并且输出嵌入式控制器的工作电压Vec至嵌入式控制器220。而由 于此时按键信号为高电平，所以电源开启信号PW_0N维持在低电平。因此，第七电阻R7、第 六电阻R6、与第三电容器C3所形成的充电电路经过一段时间之后，会造成第四晶体管M4关 闭，使得第一晶体管Ml栅极为高电平并且开启(turn on)，使得致能脚位EN为低电平。此 时，稳压器(RE⑶LAT0R)210与嵌入式控制器220再次回到不动作状态。当使用者按压电源键且变压器或者电池已插入于电脑系统时，按键信号为低电 平。由于第一晶体管Ml栅极为低电平，第一晶体管Ml关闭(turn off)并使得致能脚位EN
8为高电平。因此，稳压器(RE⑶LAT0R) 210动作，并且输出嵌入式控制器的工作电压Vec至嵌 入式控制器220。而由于此时按键信号为低电平，所以嵌入式控制器220维持电源开启信 号PW_0N在高电平。因此，嵌入式控制器220即可输出多个电源控制信号来控制电脑系统 内的其它元件开始动作。而当第二晶体管M2栅极接收到高电平的电源开启信号PW_0N时， 第二晶体管M2开启(turn on)并使得第一晶体管Ml栅极维持在低电平。此时，就算按键 信号回复至高电平也不会改变第一晶体管Ml栅极的低电平。由本发明的第二实施例可知，于电池或者变压器插入电脑系统时稳压器 (REGULATOR) 210与嵌入式控制器220会短暂的动作，并确认使用者无按压电源键后再次回 到不动作的状态。仅有在确认使用者按压电源键时才会持续地动作。再者，本发明的检测控制电路230所需的待机电流可大幅降至300 500 μ A。因 此，可以使得电池的能量维持较长的时间。综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任 何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种等同的改变或替换，因此本 发明的保护范围当视权利要求书所界定的为准。
权利要求
一种电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路，其特征是，包括稳压器接收至第一电压，可于所述稳压器被致能时将所述第一电压转换为嵌入式控制器的工作电压；检测控制电路接收所述第一电压并判断按键信号，当所述按键信号动作时持续致能所述稳压器；以及嵌入式控制器连接至所述稳压器用以接收所述嵌入式控制器的工作电压，并输出多个电源控制信号；其中，嵌入式控制器还可提供电源开启信号至所述检测控制电路，使得所述检测控制电路持续致能所述稳压器。
2.根据权利要求1所述的电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路，其特征是，其中， 所述第一电压为电池所提供的电池电压或者变压器所提供的变压器电压，所述检测控制电 路接收所述第一电压并判断按键信号，当所述按键信号未动作时禁能所述稳压器。
3.根据权利要求1所述的电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路，其特征是，其中， 所述稳压器有致能脚位连接至所述检测控制电路，以及第一电阻连接于所述第一电压以及 所述致能脚位之间。
4.根据权利要求3所述的电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路，其特征是，其中， 所述检测控制电路还包括稳压电路，可将所述第一电压转换为操作电压；第一晶体管，所述第一晶体管漏极连接至所述致能脚位，所述第一晶体管源极连接至 接地端；第二电阻，连接于所述第一晶体管栅极与所述操作电压之间； 第二晶体管，所述第二晶体管漏极连接至所述第一晶体管栅极，所述第二晶体管源极 连接至所述接地端，所述第二晶体管栅极接收所述电源开启信号； 第三电阻，连接于所述第二晶体管栅极与所述接地端之间；二极管，所述二极管阴极端接收按键信号，所述二极管阳极端连接至所述第一晶体管 栅极；以及电容器连接于所述第一晶体管栅极与所述接地端之间。
5.根据权利要求4所述的电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路，其特征是，其中， 所述稳压电路包括并联电压调整器，所述并联电压调整器的正极端连接至所述接地端，且所述并联电压 调整器的负极端可输出所述操作电压；第四电阻，连接于所述第一电压与所述并联电压调整器的负极端之间；第五电阻连接于所述并联电压调整器的负极端与所述并联电压调整器的参考端之间；以及第六电阻，连接于所述并联电压调整器的正极端与所述并联电压调整器的参考端之间。
6.根据权利要求3所述的电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路，其特征是，其中， 所述检测控制电路还包括稳压电路，可将所述第一电压转换为操作电压；第一晶体管，所述第一晶体管漏极连接至所述致能脚位，所述第一晶体管源极连接至接地端；第二电阻，连接于所述第一晶体管栅极与所述操作电压之间； 第二晶体管，所述第二晶体管漏极连接至所述第一晶体管栅极，所述第二晶体管源极 连接至所述接地端，所述第二晶体管栅极接收所述电源开启信号； 第三电阻，连接于所述第二晶体管栅极与所述接地端之间；二极管，所述二极管阴极端接收按键信号，所述二极管阳极端连接至所述第一晶体管 栅极；第一电容器连接于所述第一晶体管栅极与所述接地端之间；第三晶体管，所述第三晶体管漏极连接至所述第一晶体管栅极，所述第三晶体管源极 连接至所述接地端；第二电容器，所述第二电容器第一端接收所述第一电压；第四电阻，连接于所述第二电容器第二端与所述第三晶体管栅极之间；以及第五电阻，连接于所述第三晶体管栅极与接地端之间。
7.根据权利要求6所述的电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路，其特征是，其中， 所述检测控制电路还包括第四晶体管，所述第四晶体管漏极连接至所述第一晶体管栅极，所述第四晶体管源极 连接至所述接地端；第三电容器，所述第三电容器第一端接收第二电压；第六电阻，连接于所述第三电容器第二端与所述第四晶体管栅极之间；以及第七电阻，连接于所述第四晶体管栅极与接地端之间。
8.根据权利要求6所述的电脑系统中嵌入式控制器的电源控制电路，其特征是，其中， 所述稳压电路包括并联电压调整器，所述并联电压调整器的正极端连接至所述接地端，且所述并联电压 调整器的负极端可输出所述操作电压；第八电阻，连接于所述第一电压与所述并联电压调整器的负极端之间；第九电阻连接于所述并联电压调整器的负极端与所述并联电压调整器的参考端之间；以及第十电阻，连接于所述并联电压调整器的正极端与所述并联电压调整器的参考端之间。
9.一种电脑系统中嵌入式控制器的电源控制方法，运用于低压降稳压、检测控制电路、 与嵌入式控制器之间，其特征是，所述电源控制方法包括下列步骤判断按键信号；当所述按键信号未动作时，禁能稳压器并使得所述稳压器与所述嵌入式控制器不动 作；以及当所述按键信号动作时，致能所述稳压器并使得所述稳压器产生所述嵌入式控制器的 工作电压至所述嵌入式控制器。
10.根据权利要求9所述的电脑系统中嵌入式控制器的电源控制方法，其特征是，还包 括于所述嵌入式控制器接收所述嵌入式控制器的工作电压时，输出多个电源控制信号用以启动所述电脑 系统。
全文摘要
本发明是一种电脑系统的电源控制电路与控制方法。此电脑系统中具有一嵌入式控制器的电源控制电路，其包括一稳压器接收至一第一电压，可于稳压器被致能时将第一电压转换为一嵌入式控制器的工作电压；一检测控制电路接收第一电压并判断一按键信号，当按键信号未动作时禁能稳压器，当按键信号动作时持续致能稳压器；以及，一嵌入式控制器连接至稳压器用以接收一工作电压，并输出多个电源控制信号；其中，嵌入式控制器还可提供一电源开启信号至检测控制电路，使得检测控制电路持续致能该稳压器。
文档编号G06F1/32GK101887299SQ20091014160
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者邱义文 申请人:华硕电脑股份有限公司