台湾专利TW201308065A 過電流保護系統及其方法

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一種過電流保護系統，係使用於一電腦系統中，其中電腦系統包括電流供應模組、處理器及電池，該過電流保護系統係用以當處理器開啟加速狀態所產生之第一電流量增加至大於電流供應模組所能承載之第二電流量時，通知處理器關閉加速狀態。
公开号:TW201308065A
申请号:TW100128768
申请日:2011-08-11
公开日:2013-02-16
发明作者:Yu-Hao Luo；Chun-Lung Hsiao；Cheng-Wei Chang
申请人:Wistron Corp；
IPC主号:G06F1-00

专利说明:
過電流保護系統及其方法
本發明係關於一種具有過電流保護機制的過電流保護系統，特別是利用硬體電路以完成過電流保護機制之過電流保護系統。
先前技術已揭露中央處理器(CPU)可開啟加速狀態以加強運算效能。舉例而言，英特爾(Intel)公司已研發出一種利用致能加速(Turbo Boost)以加強運算效能之中央處理器，其雖可有效提高處理器的效能，然相對地也會使耗能增加。以65瓦特(Walt)的電流轉換器搭配35瓦特的處理器與30瓦特的系統為例，當未開啟Turbo Boost時，處理器與系統之總耗能為65瓦特，然當開啟Turbo Boost時，處理器與系統之總耗能便會超越65瓦特，超過電流轉換器的負荷，因此，將會導致系統及電流轉換器受損。因此，為保護系統與電流轉換器，此時系統將停止對電池充電，並且利用充電系統發出一停止訊號，經由系統的微控制器，再由該微控制器發出一訊號通知處理器，以使處理器關閉Turbo Boost完成過電流保護。
惟利用上述機制，由於微控制器發出訊號至處理器之過程乃是透由微控制器內之軟體來控制，因此，當系統當機或該軟體無法作動時，將導致系統無法完成上述之過電流保護而使電流轉換器或系統因而過熱毀損。
因此，實有必要提供一種利用硬體電路以完成過電流保護機制之過電流保護系統及方法，以改善先前技術之問題。
本發明之主要目的係在提供一種利用硬體電路以完成過電流保護機制之過電流保護系統。
本發明之另一目的係在提一種利用上述之過電流保護系統之電腦系統。
本發明之再一目的係在提供一種利用硬體電路以完成過電流保護機制過電流保護方法。
為達成上述之目的，本發明之電流保護系統係用於一電腦系統中，其中電腦系統包括有電流供應模組、處理器及電池，過電流保護系統係用以當處理器開啟加速狀態所產生之第一電流量增加至大於電流供應模組所能承載之第二電流量時，通知處理器關閉加速狀態，過電流保護系統包括有充電模組與保護電路。充電模組係與電流供應模組電性連接，用以對電池進行充電，充電模組包括有偵測單元，用以偵測處理器開啟加速狀態所產生之第一電流量，並且當第一電流量大於電流供應模組所能承載之第二電流量時，停止對電池充電並產生一訊號；保護電路係與充電模組電性連接，用以當處理器開啟加速狀態以致第一電流量增加至大於電流供應模組所能承載之第二電流量時，藉由保護電路以傳遞充電模組所產生之訊號至處理器，以通知處理器使其關閉加速狀態。
依據本發明之實施例，本發明之過電流保護系統更包括有控制模組，係電性連接於充電模組與處理器，亦用以使充電模組所產生之訊號可藉由控制模組傳遞至處理器，以通知處理器使其關閉加速狀態。
依據本發明之一實施例，本發明之保護電路包括電阻、第一電晶體及第二電晶體。電阻係與電流供應模組電性連接；第一電晶體包括有第一閘極、第一源極及第一汲極，其中第一閘極係與充電模組電性連接、第一源極接地，並且第一汲極係與電阻電性連接；第二電晶體包括第二閘極、第二源極及第二汲極，其中第二閘極係與電阻電性連接、第二源極接地且第二汲極係與處理器電性連接。
依據本發明之另一實施例，本發明之保護電路包括一及閘(AND gate)，該及閘包括第一連接端、第二連接端及第三連接端。第一連接端係與充電模組電性連接；第二連接端係與電流供應模組電性連接；第三連接端係與處理器電性連接。
本發明之過電流保護方法係使用於一電腦系統中，其中電腦系統包括電流供應模組、處理器及電池，過電流保護方法係用以當處理器開啟加速狀態所產生之第一電流量增加至大於電流供應模組所能承載之第二電流量時，通知處理器關閉加速狀態，過電流保護方法包括下列步驟：提供一充電模組使其對一電池進行充電，並且使其電性連接於電流供應模組；藉由充電模組偵測處理器開啟加速狀態所產生之第一電流量，並且當第一電流量大於電流供應模組所能承載之第二電流量時，停止對電池充電並產生一訊號；提供保護電路，使其電性連接於充電模組與處理器，以及當處理器開啟加速狀態以致第一電流量增加至大於電流供應模組所能承載之第二電流量時，藉由保護電路傳遞充電模組所產生之訊號至處理器，以通知處理器使其關閉加速狀態。
依據本發明之實施例，本發明之過電流保護方法於充電模組停止對電池充電並產生一訊號之步驟後，更可同時執行包括下列步驟：提供控制模組，使其電性連接於充電模組與處理器，用以使訊號可藉由控制模組傳遞至處理器，以通知處理器使其關閉加速狀態。
依據本發明之一實施例，本發明之提供保護電路之步驟包括以下步驟：提供電阻，使其電性連接於電流供應模組；提供第一電晶體，其中包括提供第一閘極並使電性連接於充電模組、提供第一源極並使其接地及提供第一汲極並使其電性連接於電阻；提供第二電晶體，其中包括提供第二閘極並使其電性連接於該電阻、提供一第二源極並使其接地及提供第二汲極並使其電性連接於處理器。
依據本發明之另一實施例，本發明之提供保護電路之步驟包括以下步驟：提供及閘，其中包括提供第一連接端並使其電性連接於充電模組、提供第二連接端並使其電性連接於電流供應模組及提供第三連接端並使其電性連接於處理器。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
首先請參考圖1係關於本發明之電腦系統及其過電流保護系統之系統架構圖。如圖1所示，本發明之過電流保護系統2係使用於電腦系統1中。於本發明之一實施例中，電腦系統1包括電流供應模組90、處理器80、電池70及過電流保護系統2，該過電流保護系統2係用以當處理器80開啟一加速狀態以致電流供應模組90所產生之第一電流量增加至大於電流供應模組90所能承載之第二電流量時，通知處理器80關閉加速狀態。在本發明之一實施例中，電腦系統1為一筆記型電腦系統，但本發明不以此為限。此外，由於上述之處理器80開啟加速狀態功能乃為先前技術所載之習知技術，為發明所屬技術領域中具通常知識者所周知，故在此不再多做說明。
於本發明之一實施例中，本發明之過電流保護系統2包括充電模組10、保護電路20及控制模組30。
充電模組10係與電流供應模組90電性連接，用以對電池70進行充電，充電模組10包括有偵測單元11，用以偵測處理器80開啟加速狀態所產生之第一電流量，並且當第一電流量大於電流供應模組90所能承載之第二電流量時，停止對電池70充電並產生一訊號。
保護電路20係與充電模組10電性連接，用以當處理器80開啟加速狀態以致第一電流量增加至大於電流供應模組90所能承載之第二電流量時，傳遞充電模組10所產生之訊號至處理器80，以通知處理器80使其關閉加速狀態。
控制模組30電性連接於充電模組10與處理器80，用以使訊號可藉由控制模組30傳遞至處理器80，以通知處理器80使其關閉加速狀態。
接著請參考圖2係關於本發明之第一實施例之保護電路之電路示意圖。
如圖2所示，於本發明之第一實施例中，保護電路20係包括有電阻21、第一電晶體23及第二電晶體25。於本發明之實施例中，第一電晶體23及第二電晶體25分別為金氧半場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor FET,MOSFET)，惟本發明不以此為限。
電阻21係與電流供應模組90電性連接；第一電晶體23包括有第一閘極231、第一源極233及第一汲極235，其中第一閘極231係與充電模組10電性連接，第一源極233接地，並且第一汲極235係與電阻21電性連接；第二電晶體25包括第二閘極251、第二源極253及第二汲極255，其中第二閘極251係與電阻21電性連接，第二源253極接地，並且第二汲極255係與處理器80電性連接。
於此需注意的是，本發明之第一電晶體23及第二電晶體25分別為低電位致動，亦即必須第一閘極231及第二閘極251為低電位時，第一電晶體23及第二電晶體25方可導通。據此，於本實施例中，過電流保護系統2於正常情況下，第一閘極231及處理器80均為高電位狀態，也由於第一閘極231為高電位，所以第一電晶體23不導通；第二閘極251則因為有電流供應模組90所提供之電流，所以保持高電位。當偵測單元11偵測到處理器80所開啟加速狀態已經導致了電流供應模組90所產生的第一電流量大於電流供應模組90所能承載之第二電流量時，充電模組10便會停止對電池70充電，以即時降低系統所需之電流量(亦即降低第一電流量)，接著充電模組10將產生一訊號(低電位訊號)，該訊號便會使第一閘極231降為低電位，以使第一電晶體23導通，接著由於第一電晶體23導通且第一源極233接地，因此使得電流供應模組90所供應之電流導入大地，導致第二閘極251降為低電位，因而使第二電晶體25導通，接著由於第二源極253接地，第二電晶體25導通後，第二汲極255變為低電位，致使處理器80因此降為低電位，藉此，使得低電位訊號可傳遞至處理器80。而在處理器80降為低電位以後，便會關閉加速狀態。
接著參考圖3係有關本發明第二實施例之保護電路之電路示意圖。
如圖3所示，於本發明之第二實施例中，保護電路20係包括有一及閘(AND gate)，其包括有第一連接端271、第二連接端273及第三連接端275。
第一連接端271係與充電模組10電性連接；第二連接端273係與電流供應模組90電性連接；第三連接端275係與處理器80電性連接。電腦系統1於正常狀況下，由於第一連接端271為高電位，且第二連接端273係連接電流供應模組90保持固定高電位，因此使第三連接端275為高電位(1‧1輸出1)，而使處理器80保持高電位狀態。而當充電模組10所產生之訊號(低電位訊號)傳遞至第一連接端271時，此時第三連接端275便會變為低電位(1‧0輸出0)，以使低電位訊號可傳遞至處理器80，以通知其關閉加速狀態。
需注意的是，上述實施例僅為例示本發明之保護電路20之實施例，惟本發明之保護電路20並不此為限。
最後請一併參考圖4及圖5係關於本發明第一實施例之過電流保護方法之步驟。其中圖4係本發明之過電流保護方法之步驟流程圖；圖5係本發明第一實施例之提供保護電路之步驟之流程圖。
在本發明之一實施例中，本發明之過電流保護方法係應用於如圖1至圖3所示之電腦系統1中，其中電腦系統1包括電流供應模組90、處理器80及電池70。本發明之過電流保護方法係用以當處理器80開啟一加速狀態所產生之第一電流量增加至大於電流供應模組90所能承載之一第二電流量時，通知處理器80關閉加速狀態。惟需注意的是，以下關於本發明之過電流保護方法之說明雖以如圖1至圖3所示之電腦系統1為例，但本發明之過電流保護方法並不以應用於如圖1至圖3所示之電腦系統1為限。
如圖4所示，於本發明之第一實施例中，本發明之電流保護方法包括下列步驟：首先進行步驟401：提供充電模組，使其對於電池進行充電，並且使其電性連接於電流供應模組。
首先提供充電模組10，使其電性連接於電流供應模組90，並且使其以該電流供應模組90所供應之電流對電池70進行充電。
接著步驟402：藉由充電模組偵測處理器開啟加速狀態所產生之第一電流量，並且當第一電流量大於電流供應模組所能承載之第二電流量時，停止對電池充電並產生一訊號。
如圖1所示，充電模組10包括有偵測單元11，可用以偵測處理器80開啟加速狀態所產生之第一電流量，並且當所偵測到之第一電流量大於電流供應模組90所能承載之第二電流量時，為保護電流供應模組90，此時充電模組10便會停止對電池70充電，以降低系統耗能，接著充電模組10產生訊號，藉以告知處理器80關閉加速狀態。
接著執行步驟403：提供保護電路，使其電性連接於充電模組與處理器。
如圖1所示，本發明提供保護電路20，並使其電性連接於充電模組10與處理器80，藉以傳遞充電模組10所產生之訊號至處理器80。如圖5所示，於本發明之第一實施例中，提供保護電路20之步驟係包括以下步驟：首先進行步驟S10：提供電阻，使其電性連接電流供應模組。
如圖2所示，首先提供電阻21並使其電性連接電流供應模組90，以使電阻21減少電流供應模組90所產生之電流量，藉以保護保護電路20。
接著進行步驟S20：提供第一電晶體。
如圖2所示，接著提供第一電晶體25，其包括以下步驟：提供第一閘極251，使其電性連接於充電模組10；接著提供第一源極253並使其接地；提供第一汲極255，使其電性連接於電阻21。
最後進行步驟S30：提供第二電晶體。
如圖2所示，接著提供第二電晶體25，其包括以下步驟：提供第二閘極251，使其電性連接於電阻21；提供第二源極253並使其接地；提供第二汲極255，使其電性連接於處理器80。
藉由以上步驟，當充電模組10所產生之訊號傳遞至第一閘極231時，第一電晶體23係可導通，以使第二電晶體25同時導通，藉以使訊號傳遞至處理器80以通知處理器80使其關閉加速狀態。由於第一電晶體23與第二電晶體25間之導通方式及訊號傳遞機制均已於前揭有所詳細說明，故在此不多作贅述。
請再繼續參考圖4，本發明接著執行步驟404：提供控制模組，使其電性連接於充電模組與處理器。
在充電模組10停止對電池70充電並產生訊號之步驟後，於執行上述步驟403之同時，本發明執行步驟404提供控制模組30，使其電性連接於充電模組10與處理器80，藉以使該訊號可藉由控制模組30傳遞至處理器80，以通知處理器80使其關閉加速狀態。與保護電路20不同的是，保護電路10係由單純硬體架構完成，而控制模組30則係藉由軟體以控制訊號傳遞，因此，當電腦系統1發生當機或其他原因而無法致動時，保護電路20依然仍繼續傳遞訊號給處理器80以及時完成過電流保護。
最後進行步驟405：藉由保護電路或控制模組傳遞充電模組所產生之訊號至處理器，以通知處理器使其關閉加速狀態。
當處理器80開啟加速狀態以致第一電流量增加至大於電流供應模組90所能承載之該第二電流量時(亦即過電流產生)，藉由保護電路20或控制模組30以傳遞充電模組10所產生之訊號至處理器80，藉以通知處理器80使其關閉加速狀態，完成過電流保護。藉由利用保護電路20及控制模組30同時傳遞訊號，可達到雙重保護電腦系統1之效果，藉以更確保電腦系統1之安全。
最後請參考圖6係關於本發明第二實施例之提供保護電路之步驟之流程圖。
如圖6所示，於本發明之第二實施例中，其與上述第一實施例不同的是，本實施例中之提供保護電路步驟(亦即步驟403)係與第一實施例不同。如圖3所示，於本實施例中，本發明之提供保護電路之步驟包括提供及閘27(AND gate)，並且提供及閘27之步驟可包括以下步驟：提供第一連接端，使其電性連接於充電模組；提供第二連接端，使其電性連接於電流供應模組；以及提供第三連接端，使其電性連接於處理器。藉由上述之步驟，當充電模組10所產生之訊號傳遞至第一連接端271時，及閘27係可導通，以使訊號通過第三連接端275傳遞至處理器80，藉以通知處理器80關閉加速狀態。由於及閘27之作動機制亦已於前揭有所說明，且本實施例之其他步驟均與上述第一實施例無異，故在此即不多作贅述。
綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，懇請　貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
1．．．電腦系統
2．．．過電流保護系統
10．．．充電模組
11．．．偵測單元
20．．．保護電路
21．．．電阻
23．．．第一電晶體
231．．．第一閘極
233．．．第一源極
235．．．第一汲極
25．．．第二電晶體
251．．．第二閘極
253．．．第二源極
255．．．第二汲極
27．．．及閘
271．．．第一連接端
273．．．第二連接端
275．．．第三連接端
30．．．控制模組
70．．．電池
80．．．處理器
90．．．電流供應模組
圖1係本發明之電腦系統及其過電流保護系統之系統架構圖。
圖2係本發明第一實施例之保護電路之電路示意圖。
圖3係本發明第二實施例之保護電路之電路示意圖。
圖4係本發明之過電流保護方法之步驟流程圖。
圖5係本發明第一實施例之提供保護電路之步驟之流程圖。
圖6係本發明第二實施例之提供保護電路之步驟之流程圖。
1．．．電腦系統
2．．．過電流保護系統
10．．．充電模組
11．．．偵測單元
20．．．保護電路
30．．．控制模組
70．．．電池
80．．．處理器
90．．．電流供應模組

权利要求:
Claims (8)
[1] 一種過電流保護系統，係使用於一電腦系統中，其中該電腦系統包括一電流供應模組、一處理器及一電池，該過電流保護系統係用以當該處理器開啟一加速狀態所產生之一第一電流量增加至大於該電流供應模組所能承載之一第二電流量時，通知該處理器關閉該加速狀態，該過電流保護系統包括：一充電模組，係與該電流供應模組電性連接，用以對該電池進行充電，該充電模組包括一偵測單元，用以偵測該處理器開啟該加速狀態所產生之該第一電流量，並且當該第一電流量大於該電流供應模組所能承載之該第二電流量時，停止對該電池充電並產生一訊號；以及一保護電路，係與該充電模組電性連接，用以當該處理器開啟該加速狀態以致該第一電流量增加至大於該電流供應模組所能承載之該第二電流量時，藉由該保護電路傳遞該充電模組所產生之該訊號至該處理器，以通知該處理器使其關閉該加速狀態。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之過電流保護系統，其中該過電流保護系統更包括一控制模組，係電性連接該充電模組與該處理器，用以使該訊號可藉由該控制模組傳遞至該處理器，以通知該處理器使其關閉該加速狀態。
[3] 如申請專利範圍第2項所述之過電流保護系統，其中該保護電路包括：一電阻，係與該電流供應模組電性連接；一第一電晶體，包括：一第一閘極，係與該充電模組電性連接；一第一源極，該第一源極接地；以及一第一汲極，係與該電阻電性連接；以及一第二電晶體，包括：一第二閘極，係與該電阻電性連接；一第二源極，該第二源極接地；以及一第二汲極，係與該處理器電性連接；藉由上述之構造，當該訊號傳遞至該第一閘極時，該第一電晶體係可導通，以使該第二電晶體同時導通，藉以使該訊號傳遞至該處理器以通知該處理器使其關閉該加速狀態。
[4] 如申請專利範圍第2項所述之過電流保護系統，其中該保護電路包括一及閘，該及閘包括：一第一連接端，係與該充電模組電性連接；一第二連接端，係與該電流供應模組電性連接；以及一第三連接端，係與該處理器電性連接；藉由上述之構造，當該訊號傳遞至該第一連接端時，該第三連接端輸出該訊號，以使該訊號傳遞至該處理器以通知該處理器使其關閉該加速狀態。
[5] 一種過電流保護方法，係使用於一電腦系統中，其中該電腦系統包括一電流供應模組、一處理器及一電池，該過電流保護方法係用以當該處理器開啟一加速狀態所產生之第一電流量增加至大於該電流供應模組所能承載之一第二電流量時，通知該處理器關閉該加速狀態，該過電流保護方法包括下列步驟：提供一充電模組，使其對該電池進行充電，並且使其電性連接於該電流供應模組；藉由該充電模組偵測該處理器開啟該加速狀態所產生之該第一電流量，並且當該第一電流量大於該電流供應模組所能承載之該第二電流量時，停止對該電池充電並產生一訊號；提供一保護電路，使其電性連接於該充電模組與該處理器；以及當該處理器開啟該加速狀態以致該第一電流量增加至大於該電流供應模組所能承載之該第二電流量時，藉由該保護電路傳遞該充電模組所產生之該訊號至該處理器，以通知該處理器使其關閉該加速狀態。
[6] 如申請專利範圍第5項所述之過電流保護方法，其中該過電流保護方法於該充電模組停止對該電池充電並產生該訊號之步驟後，更可同時執行包括下列步驟：提供一控制模組，使其電性連接於該充電模組與該處理器，用以使該訊號可藉由該控制模組傳遞至該處理器，以通知該處理器使其關閉該加速狀態。
[7] 如申請專利範圍第6項所述之過電流保護方法，其中提供該保護電路之步驟包括以下步驟：提供一電阻，使其電性連接於該電流供應模組；提供一第一電晶體，包括下列步驟：提供一第一閘極，使其電性連接於該充電模組；提供一第一源極，使該第一源極接地；以及提供一第一汲極，使其電性連接於該電阻；以及提供一第二電晶體，包括下列步驟：提供一第二閘極，使其電性連接於該電阻；提供一第二源極，使該第二源極接地；以及提供一第二汲極，使其電性連接於該處理器；藉由上述之步驟，當該訊號傳遞至該第一閘極時，該第一電晶體係可導通，以使該第二電晶體同時導通，藉以使該訊號傳遞至該處理器以通知該處理器使其關閉該加速狀態。
[8] 如申請專利範圍第7項所述之過電流保護方法，其中提供該保護電路之步驟包括以下步驟：提供一及閘，包括下列步驟：提供一第一連接端，使其電性連接於該充電模組；提供一第二連接端，使其電性連接於該電流供應模組；以及提供一第三連接端，使其電性連接於該處理器；藉由上述之步驟，當該訊號傳遞至該第一連接端時，該及閘係可導通，以使該訊號通過該第三連接端傳遞至該處理器，藉以通知該處理器使其關閉該加速狀態。

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同族专利:

公开号 | 公开日

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法律状态:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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