[發明專利]可升級的電壓調節器模塊

無效

• 申請號: 96192685.6
• 申請日: 1996-01-16
• 公開（公告）號: CN1179259A
• 公開（公告）日: 1998-04-15
• 發明（設計）人: L·W·阿加斯泰;J·R·尼爾
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H05K5/00
• 分類號: H05K5/00;H05K5/04;H05K5/06;H05K7/00;H05K1/11;H05K1/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王勇,王忠忠

發明所屬領域：

本發明涉及電壓調節器領域，尤其涉及計算機系統的電壓調節器。

背景技術：

計算機系統一般含有許多集成電路(IC)。大部分IC，如微處理器，都有特定的功率和電壓要求。當設計一塊IC時，裝有上述ICs的電路板的技術要求還要加以限定以適合這些ICs的功率和電壓要求。當IC設計中有一個變化，要求重新定義一個特定電壓或功率時，會產生困難。這無論在設計、制造期間還是生產的測試階段以及成品后希望升級時都很普遍。

在這些情況下，一般采用兩種方法。一個是完全重新設計電路板以適合新IC的電壓和功率要求。這種方法一般成本很高而不愿用，尤其是當大量的電路板已經設計和制造成滿足原技術要求的時候。第二個方法是設計一塊電路板，它具有對有不同功率和電壓要求的幾種ICs都適合的靈活性。從經濟角度看，這種方法比較可取，但從設計角度看，它也更加困難。

已有幾種嘗試來設計一塊電路板，對板子上的特殊ICs，它可提供不同的調節功率和電壓。一種方法是由共板(On-circuit?board)電壓調節器和靈活母板來實現。共板調節器和靈活母板的設計允許將系統的預置電平重新設置為特殊IC的新電平。它通過母板上一套專用的電路完成。為了改變系統中各組件所要求的電壓，該電路是可調的。

然而，由共板電壓調節器和活動母板提供的電壓和功率受到它們設計定義的限制。為最大限度地提高電路板設計的靈活性，調節器和電路板要提供周全的解決辦法，通常也是最昂貴的解決辦法。因此，如果生產線的10％是由需要特殊電壓調節的微處理器組成，制造商就要對任何一個電路板提供特殊電壓調節的解決辦法。其制造商對其全部產品希望用一塊標準的電路板，這是必要的。當一個系統不需要用較昂貴的特殊解決辦法時，上述解決辦法屬于浪費。另一方面，如果設計中沒有提供這樣一個周全的解決辦法且板專用電路不能通過調節來滿足系統的特殊電壓和功率要求，則共板電壓調節器或活動母板就沒有用，就不得不重新設計電路板。

除了要為板子提供周全的解決辦法，共板電壓調節器和活動母板有不能調節所使用的功率或容差范圍的缺點。例如，一塊設定為供給3.0±10％伏的板子能被重新設置到3.1±10％伏。然而，這個板子不能被重新設置為供給3.0±5％伏，或是調節傳輸4安培，如果最初使設計為傳輸3安培的話。換句話說，在過去如果一塊IC的容差或功率要求改變了，則該電路板就要重新設計。

另一種使電路板更靈活的方法是通過一個共芯片(on-chip)調節器設計。共芯片調節器設計是將一個電壓調節器和一個IC集成封裝在一起，以對該IC提供電源和電壓的同組(on-package)調節。因該IC的電壓和功率調節是在同一個封裝內進行，因而不需要對電路板作改動就可實現一個具有不同電壓或功率要求的IC。

共芯片電壓調節器的一個主要缺點是熱絕緣。因電壓調節器組件和IC組件封裝在一起、離的很近，各組件的熱擴散影響整個單元的綜合性能。熱絕緣限制了兩部分組件消耗的總功率。與熱絕緣問題相連，散熱占據了共芯片電壓調節器中可用封裝空間的大部分。這減小了調節組件的可用空間，且要求電壓調節器組件集成水平要高，因而費用大。

因此，期望一個經濟有效的功率調節設備，它能給電路板上特定的組件傳輸特定的電壓和功率。本發明克服了現有技術的缺陷，當電路板上的組件要求不同的功率或電壓時，可從母板上移去一個可拆式電源調節器件，用第二個可拆式電源調節器件代替它。本發明使用了這樣一個設計，在電路板上將可拆式電源調節組件要在一個位置，它能最大利用該位置的優點同時最小化熱擴散效應。

發明概要：

本發明涉及一種給電路板組件提供調節功率和電壓的裝置。

在一個具體實施例中，本發明包括一個可拆式電源調節設備，它調節功率和電壓到預定水平。電源調節設備通過一插座連接器與計算機系統相連。當希望輸送到電路板組件上的功率和電壓改變時，最初的電源調節設備從插座連接器上移走，然后替換上可提供不同功率和電壓的第二個電源調節設備。

本發明為工作在多值電壓和功率的IC組件提供多值電壓和功率。本發明還提供了使用多個ICs的系統，這些ICs工作在它們要求電壓的不同電壓和功率下。

根據本發明，電壓調節器可位于所調節組件很近的位置，不占據電路板上寶貴的地盤。因而通過最小化電壓調節器和其驅動的組件之間的損耗本發明獲得精確電路容差。本發明的設計也最小化了電壓調節器電路的熱擴散效應。

附圖簡單說明：