[發(fā)明專利]多相式電壓調整器系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910002585.X
• 申請日: 2009-01-23
• 公開（公告）號: CN101477401A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設計）人: 蘇圣杰;陳榮泰
• 申請（專利權）人: 華碩電腦股份有限公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32;H02M3/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 湯保平

技術領域

本發(fā)明為一種多相式電壓調整器系統(tǒng)，尤指一種可隨負載的增加或減少而切換不同相位的多相式電壓調整器系統(tǒng)。

背景技術

一般來說，計算機系統(tǒng)內中央處理器(CPU)的電源并不是直接由電源供應器所提供，主要原因為CPU所需的核心電壓(Vcore)是按照其負載的大小而不斷改變。由于核心電壓(Vcore)可能瞬間內增強或減弱，電源供應器是無法直接對如此突如其來的改變作出反應。為了解決此一問題，主機板上設有專為CPU供電的電壓調整器(Voltage?Regulator?Module，VRM)。

請參照圖1，其所示為已知計算機主機板上的單相式電壓調整器(Single-Phase?VRM)示意圖。單相式電壓調整器10主要包含一脈沖寬度調變(Pulse?Width?Modulate，PWM)控制單元102、一PWM驅動單元(PWMDriver)104、一輸出單元106。其中，PWM控制單元102可以輸出一脈沖信號(PWM信號)至PWM驅動單元104。

再者，PWM驅動單元104中有一引導邏輯電路(Steering?LogicCircuit)1042以及二驅動電路(Driving?Circuit)1044、1046。引導邏輯電路1042可根據PWM信號產生第一信號與第二信號，而二驅動電路1044、1046分別接收第一信號與第二信號后，產生第一驅動信號S1與第二驅動信號S2。

再者，輸出單元106中包含一上功率晶體管(Upper?Power?FET)M1、一下功率晶體管(Lower?Power?FET)M2、一輸出電感(Output?Choke)L、一電流感測電阻(Current?Sense?Resistor)Rs、與一輸出電容(OutputCapacitor)Co。其中，上功率晶體管M1漏極連接至一電源電壓Vcc，上功率晶體管M1柵極接收第一驅動信號S1，上功率晶體管M1源極連接至輸出電感L的第一端。下功率晶體管M2漏極連接至輸出電感L的第一端，下功率晶體管M2柵極接收第二驅動信號S2，下功率晶體管M1源極連接至接地端GND。再者，電流感測電阻Rs連接于輸出電感L的第二端與核心電壓輸出端Vcore之間。而輸出電容Co連接于核心電壓輸出端Vcore與接地端GND之間。

由于第一驅動信號S1與第二驅動信號S2的驅動，輸出電感L以及電流感測電阻Rs上會產生一輸出電流Io至核心電壓輸出端Vcore。根據輸出電流Io的大小可以得知CPU是處于高運轉負載(重載)或者是低運轉負載(輕載)。當偵測電流感測電阻Rs上的感測電壓Vs而得CPU是處于重載時，PWM控制單元102可增加PWM信號的脈沖寬度(Pulse?Width)用以提高輸出電流Io；反之，當偵測電流感測電阻Rs上的感測電壓Vs得知CPU是處于輕載時，PWM控制單元102即減少PWM信號的脈沖寬度，用以減少輸出電流Io。

電壓調整器的相位(Phase)越多表示電壓調整器由越多的PWM驅動單元104與輸出單元106的組成。現今主機板上多會采用多相式電壓調整器(Multi-Phase?VRM)。當CPU的負載較重時，多相式電壓調整器可提供足夠的核心電壓至CPU。

請參照圖2，其所示為已知計算機主機板上的四相式電壓調整器對一CPU供電示意圖。四相式電壓調整器20主要包含一PWM控制單元202，四個PWM驅動單元204、206、208、210，與四輸出單元212、214、216、218。

PWM控制單元202可以輸出四相脈沖信號(PWM1信號、PWM2信號、PWM3信號、PWM4信號)分別至PWM驅動單元204、206、208、210。PWM驅動單元204搭配輸出單元212后可輸出具第一相位的核心電壓Vcore-1；PWM驅動單元206搭配輸出單元214后可輸出具第二相位的核心電壓Vcore-2；PWM驅動單元208搭配輸出單元216后可輸出具第三相位的核心電壓Vcore-3；PWM驅動單元210搭配輸出單元218后可輸出具第四相位的核心電壓Vcore-4。因此，CPU22所需的核心電壓Vcore是由四相式電壓調整器20根據PWM1信號、PWM2信號、PWM3信號、PWM4信號來提供。上述四個PWM驅動單元204、206、208、210的電路與圖1中PWM驅動單元104的電路相同，且四個輸出單元212、214、216、218與圖1中輸出單元106的電路相同，因此其動作原理不再贅述。