[發明專利]電源系統以及筆記本型個人計算機

有效

• 申請號: 200710092256.X
• 申請日: 2007-04-03
• 公開（公告）號: CN101051241A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 鈴木啟治
• 申請（專利權）人: 聯想（新加坡）私人有限公司
• 主分類號: G06F1/26
• 分類號: G06F1/26
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 許靜

技術領域

本發明涉及一種對筆記本型個人計算機內部的處理器提供電源的技術，并且具體涉及一種將用于對該處理器提供電源的內部裝置小型化的技術。

背景技術

在筆記本型個人計算機(以下稱為筆記本PC)中，在機殼的內部搭載了CPU、存儲器、盤裝置等多個設備，各設備從AC適配器或電池組等直流電源接收電力供給來進行工作。此時，由AC適配器輸出的電壓和由電池組輸出的放電末期的電壓例如在8～20V之間變化。各設備的工作電壓各種各樣，例如磁盤裝置、光盤裝置、USB端口等以5.0V進行工作，此外與系統總線(FSB總線、PCI總線、LPC總線等)連接的控制器等以3.3V進行工作。而且，各設備所允許的電壓變化的幅度比直流電源的電壓變化的幅度小。

而且，作為消耗整個筆記本PC的消耗功率中的大約2/3的設備的CPU，為了抑制伴隨時鐘頻率的高頻化的發熱以及消耗功率，很多情況下被設計成以低電壓進行工作。近年來的面向筆記本PC的CPU的工作電壓主流為1.0～1.5V左右。而且像美國Intel公司的SpeedStep(注冊商標)等那樣，根據負荷切換CPU的工作電壓以及頻率的技術被普遍采用。因此，筆記本PC內部的電源裝置必須可以提供5.0V、3.3V以及CPU進行工作的1.0～1.5V左右的至少三種電壓。

在PC內部的電源裝置中，為了將直流電源輸出的電壓轉換為規定電壓，最常使用的是由開關穩壓器構成的DC-DC轉換器。目前，DC-DC轉換器發熱量增大的原因主要在于，隨著該DC-DC轉換器進行動作的開關頻率的高頻化，開關損失增大；隨著一次電壓-二次電壓差的增大，開關損失增大；以及電力容量的增大。此外，DC-DC轉換器的外形尺寸增大的原因主要在于，隨著由該DC-DC轉換器對負荷提供的電力容量的增大，構成DC-DC轉換器的各元件的外形尺寸增大。特別是在平滑電路中使用的電感器，其在構成DC-DC轉換器的元件中外形尺寸最大，隨著電力容量的增大尺寸容易增大。相反，如果使DC-DC轉換器的開關頻率高頻化，則外形尺寸變小。但是如上所述，發熱量增大。

此外，作為由開關穩壓器構成的DC-DC轉換器的技術，例如具有以下的文獻。專利文獻1是同步整流方式的DC-DC轉換器，公開了通過一個振蕩控制電路來得到多種電壓的技術。專利文獻2公開了通過對來自至少兩個開關元件的輸出電壓進行重疊，來得到不需要平滑電路的輸出電壓的低脈動DC-DC轉換器裝置。專利文獻3公開了并聯連接n臺電源裝置，各個電源裝置以各相差360°/n的相位進行開關動作的技術。參見如下日本專利文獻：

【專利文獻1】特開2004-208490號公報

【專利文獻2】特開2003-102175號公報

【專利文獻3】特開2001-218468號公報

圖7是表示在筆記本PC中目前采用的CPU以及電源的結構的方框圖。目前，筆記本PC內部的電源裝置255為了對各設備提供5.0V、3.3V以及CPU使用的1.0～1.5V左右的三種電壓，如圖7那樣構成。把AC適配器或者電池組等直流(DC)電源101提供的電力分為4個部分，分別提供給顯示器11的背光燈102、DC-DC轉換器203、DC-DC轉換器205以及DC-DC轉換器207。DC-DC轉換器203將5.0V的直流電壓提供給5.0V系統負荷211。5.0V系統負荷211包含磁盤裝置、光盤裝置、USB端口等。DC-DC轉換器205將3.3V的直流電壓提供給3.3V系統負荷213。3.3V系統負荷213包含與系統總線連接的控制器等。DC-DC轉換器207將1.0～1.5V左右的直流電壓提供給CPU15。

DC-DC轉換器203由FET240、FET242、電感器241、電容器243以及FET驅動器244等構成。DC-DC轉換器205也同樣由FET246、FET248、電感器245、電容器247以及FET驅動器249等構成。而且，DC-DC轉換器207也同樣由FET227、FET229、電感器231、電容器233以及FET驅動器225等構成。此外，在DC-DC轉換器207與CPU15之間、DC-DC轉換器203與5.0V系統負荷211之間以及DC-DC轉換器205與3.3V系統負荷213之間分別連接了平滑用電容器237、250、251。