专利名称：电压调节系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直流到直流转换的电压调节系统，特别是一种用于主机板上的电压调节系统。
背景技术：
CPU(Center Processing Unit，中央处理器)为电脑系统运作的中心枢纽，其在电脑系统运作过程中，从内存读取操作指令与资料，运算出结果后传输回内存，同时控制主机板与I/O外围设备的沟通，从而控制整个电脑系统的运作。
CPU必须得到一合适的工作电压才能正常工作，所述工作电压由主机板提供，所以主机板上会设置一组专门向CPU提供工作电压的电源电路。随着CPU数据处理能力的不断提高，其对直流电源的稳定性和精确性要求也越来越严格。
于是，Intel公司在推出Pentium4处理器时即推出了VRM9.0(VoltageRegulator Module，调节电压模块)标准，后更名为VRD9.0(Voltage RegulatorDown)标准。所述VRD9.0标准是一组电压标准，其主要作用是通过对主板上直流到直流转换电路的控制来为CPU提供稳定的工作电压，同时也对电脑启动时电压的变化情况和时序作出了明确的要求。根据VRD9.0标准制定的电源电路能够满足不同CPU的要求。
目前，一种符合VRD9.0标准的多级式电源电路的应用越来越广泛。请一并参看图1和图2，电压调节系统10′将电源供应器所提供的电压，通过一PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)控制器1′调节后，输送至一双通道MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor type Field Effect Transistor，绝缘栅型场效应管)驱动器2′，所述双通道MOSFET驱动器2′中各通道均具有一上栅极驱动器及一下栅极驱动器，所述双通道MOSFET驱动器2′中第一通道的上栅极驱动器及下栅极驱动器分别驱动一第一通道上MOSFET芯片M1′与一第一通道下MOSFET芯片M2′，所述双通道MOSFET驱动器2′中第二通道的上栅极驱动器及下栅极驱动器分别驱动一第二通道上MOSFET芯片M3′与一第二通道下MOSFET芯片M4′，所述第一通道上MOSFET芯片M1′与所述第一通道下MOSFET芯片M2′输出的电源信号经一第一通道滤波电路41′及一第一通道扼流线圈L1′去除杂讯后，向CPU提供工作电压，所述第一通道滤波电路41′由一第一通道滤波电容C1′组成；所述第二通道上MOSFET芯片M3′与所述第二通道下MOSFET芯片M4′输出的电源信号经一第二通道滤波电路42′及一第二通道扼流线圈L2′去除杂讯后，向CPU提供工作电压，第二通道滤波电路42′由一第一通道滤波电容C1′组成。
所述电压调节系统10′还可给北桥提供电源电压，且不限于给CPU或北桥提供电源电压。
但是，在所述电压调节系统10′中，由于所述双通道MOSFET驱动器2′的PVCC接脚直接接入+12V电源电压，而所述PVCC接脚所接入的电压是为所述双通道MOSFET驱动器2′中各通道的上栅极驱动器及下栅极驱动器提供偏压，由于其所接入电压较高，使所述双通道MOSFET驱动器2′中各通道的上栅极驱动器输出电源信号的峰值电压偏高，易使其所驱动的所述第一通道上MOSFET芯片M1′及第二通道MOSFET芯片M3′被击穿，进而导致负载被烧毁。
另外，由于所述第一通道滤波电路41′及第二通道滤波电路42′均仅由一滤波电容组成，不能更有效的去除输出电源信号中的杂讯，从而影响负载的正常工作。
发明内容本发明目的在于提供一种直流到直流转换的能保证负载安全工作的电压调节系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一PWM控制器，其连接电源供应器提供的直流电压，并输出脉冲信号；MOSFET驱动器，其接收来自所述PWM控制器输出的脉冲信号，并通过其上栅极驱动器及下栅极驱动器输出脉冲信号；一第一通道上MOSFET芯片、一第一通道下MOSFET芯片、一第二通道上MOSFET芯片及一第二通道下MOSFET芯片，其被所述MOSFET驱动器所输出的脉冲信号所驱动，并输出电源信号；一输出端，其同时连接所述第一通道上MOSFET芯片、一第一通道下MOSFET芯片、一第二通道上MOSFET芯片及一第二通道下MOSFET芯片的输出端，并向负载提供直流电源；所述电压调节系统还包括一固定式集成稳压电源，所述固定式集成稳压电源将电源电压降低后向所述MOSFET驱动器的上栅极驱动器及下栅极驱动器提供偏压。
本发明的优点在于经过所述固定式集成稳压电源降压，提供给所述MOSFET驱动器的上栅极驱动器及下栅极驱动器的偏压降低，则所述MOSFET驱动器在工作时其上栅极驱动器输出的脉冲信号的峰值电压也会降低，从而使其在驱动MOSFET芯片时，不会由于峰值电压过高而击穿其所驱动的上MOSFET芯片并烧毁负载，从而保证了负载能安全的工作，提高整个产品的可靠度。
以下参照附图结合具体实施方式
对本发明作进一步说明。
图1为现有技术中电压调节系统及其相关组件的系统方框图。
图2为现有技术中电压调节系统的电路图。
图3为本发明电压调节系统及其相关组件的系统方框图。
图4为本发明电压调节系统的电路图。
图5为本发明电压调节系统的另一具体实施方式
的电路图。
具体实施方式请一并参照图3和图4，本发明电压调节系统，它用于将电源供应器提供的电源转换成可供负载使用的电源，其包括一PWM控制器1，一双通道MOSFET驱动器2，一固定式集成稳压电源6，一第一通道上MOSFET芯片M1，一第一通道下MOSFET芯片M2，一第二通道上MOSFET芯片M3，一第二通道下MOSFET芯片M4，一第一通道滤波电路41，一第二通道滤波电路42，一第一通道扼流线圈L1及一第二通道扼流线圈L2，一输出端5。
所述PWM控制器1的VCC接脚接来自电源供应器的直流电源V1，并通过其输出端PWM1接脚及PWM2接脚将经过调节的电源信号分别输送至所述双通道MOSFET驱动器2的PWM1接脚及PWM2接脚。所述固定式集成稳压电源6的GND接脚接地，其IN接脚接直流电源V2，其OUT接脚接所述双通道MOSFET驱动器2的PVCC接脚。
所述双通道MOSFET驱动器2的GND接脚与PGND接脚接地，VCC接脚接直流电源V3。所述双通道MOSFET驱动器2的UGATE1接脚为所述双通道MOSFET驱动器2中第一通道的上栅极驱动器的输出端，其接至所述第一通道上MOSFET芯片M1的栅极；所述双通道MOSFET驱动器2的LGATE1接脚为所述双通道MOSFET驱动器2的第一通道的下栅极驱动器的输出端，其接至所述第一通道下MOSFET芯片M2的栅极；所述双通道MOSFET驱动器2的PHASE1接脚同时连接一自举电容C3、所述第一通道上MOSFET芯片M1的源极以及所述第一通道下MOSFET芯片M2的漏极，所述自举电容C3的另一端连接至所述双通道MOSFET驱动器2的BOOT1接脚；所述第一通道上MOSFET芯片M1的漏极接直流电源V4，所述第一通道下MOSFET芯片M2的源极接地。所述双通道MOSFET驱动器2的第一通道有一输出端31，所述第一通道输出端31同时连接所述第一通道上MOSFET芯片M1的源极以及第一通道下MOSFET芯片M2的漏极；所述第一通道滤波电路41由一滤波电阻R1与一滤波电容C1串联连接于所述第一通道输出端31与地之间，所述滤波电阻R1阻值为1欧姆；所述第一通道扼流线圈L1串联于所述第一通道输出端31与所述输出端5之间。
所述双通道MOSFET驱动器2的UGATE2接脚为所述双通道MOSFET驱动器2中第二通道的上栅极驱动器的输出端，其接至所述第二通道上MOSFET芯片M3的栅极；所述双通道MOSFET驱动器2的LGATE2接脚为所述双通道MOSFET驱动器2中第二通道的下栅极驱动器的输出端，其接至所述第二通道下MOSFET芯片M4的栅极；所述双通道MOSFET驱动器2的PHASE2接脚同时连接一自举电容C4、所述第二通道上MOSFET芯片M3的源极以及第二通道下MOSFET芯片M4的漏极，所述自举电容C4的另一端连接至所述双通道MOSFET驱动器2的BOOT2接脚；所述第二通道上MOSFET芯片M3的漏极接直流电源V5，所述第二通道下MOSFET芯片M4的源极接地。所述双通道MOSFET驱动器2的第一通道有一输出端32，所述第二通道输出端32同时连接所述第二通道上MOSFET芯片M3的源极以及第二通道下MOSFET芯片M4的漏极；所述第二通道滤波电42由一滤波电阻R2与一滤波电容C2串联连接于所述第二通道输出端32与地之间，所述滤波电阻R2阻值为1欧姆；所述第二通道扼流线圈L2串联于所述第二通道输出端32与所述输出端5之间。
在所述电压调节系统中，还可将一MOSFET芯片与所述第一通道下MOSFET芯片M2或所述第二通道下MOSFET芯片M4并联，来实现分流的目的。
工作时，所述固定式集成稳压电源6将电源电压V2调节降低后，输送至所述双通道MOSFET驱动器2的PVCC接脚，为其各通道中的上栅极驱动器及下栅极驱动器提供偏压。由于所述电源电压V2经过固定式集成稳压电源6的调整降压，所以可以保证所述双通道MOSFET驱动器2在被激活时，其各通道中的上栅极驱动器输出的脉冲信号的峰值电压也随之降低，因而不会使该上栅极驱动器所驱动的上MOSFET芯片被击穿，使所述负载被烧毁，从而保证所述负载安全地工作。
所述PWM控制器1将电源供应器所提供的电源V1，并通过其PWM1接脚及PWM2接脚将脉冲信号PWM1与PWM2输送至所述双通道MOSFET驱动器2，驱动所述双通道MOSFET驱动器2的UGATE1、LGATE1、UGATE2及LGATE2接脚分别输出脉冲信号，所述双通道MOSFET驱动器2的UGATE1、LGATE1、UGATE2及LGATE2接脚输出的脉冲信号再分别驱动所述第一通道上MOSFET芯片M1、所述第一通道下MOSFET芯片M2、所述第二通道上把MOSFET芯片M3与所述第二通道下MOSFET芯片M4。
在所述PWM1信号的上升边缘，所述第一通道下MOSFET芯片M2断流，在经过短暂的传输延迟之后，所述双通道MOSFET驱动器2中第一通道的下栅极驱动器电压开始下降。当所述双通道MOSFET驱动器2中第一通道的下栅极驱动器的电压下降至一定值时，经过短暂的延迟后，所述双通道MOSFET驱动器2中第一通道的上栅极驱动器的电压开始上升，同时所述第一通道的上MOSFET芯片M1导通。同样的，在所述PWM1信号的下降边缘，所述第一通道的上MOSFET芯片M1断流，而所述第一通道的下MOSFET芯片M2导通。这样在PWM1信号波动的过程中，所述第一通道的上MOSFET芯片M1与所述第一通道的下MOSFET芯片M2交替输出电源信号，其所输出的信号通过所述第一通道滤波电路41及所述第一通道扼流线圈L1去除杂讯后，由所述输出端5向负载提供稳定而充足的电压。
同样，PWM2信号以同样的方式，通过驱动所述双通道MOSFET驱动器2中第二通道的上栅极驱动器与下栅极驱动器之间的转换，从而进一步驱动所述第二通道上MOSFET芯片M3和所述第二通道下MOSFET芯片M4交替输出电源信号，其所输出的电源信号经由所述第二通道滤波电路42与所述第二通道扼流线圈L2去除杂讯后，由所述输出端5向负载提供稳定而充足的电压。
请参照图5，为本发明的另一具体实施方式
，在该具体实施方式
中，一第一单通道MOSFET驱动器21″及一第二单通道MOSFET驱动器22″代替前一具体实施方式
中的双通道MOSFET驱动器2，一第一固定式集成稳压电源61″及一第二固定式集成稳压电源62″分别给所述第一单通道MOSFET驱动器21″及第二单通道MOSFET驱动器22″的栅极驱动器提供偏压。
一PWM控制器1″分别驱动所述第一单通道MOSFET驱动器21″及第二单通道MOSFET驱动器22″。所述第一单通道MOSFET驱动器21″驱动一第一通道上MOSFET芯片M1″及一第一通道下MOSFET芯片M2″交替输出电源信号，其所输出的电源信号通过一第一通道滤波电路41″及一第一通道扼流线圈L1″去除杂讯后，通过一输出端5″向负载提供稳定而充足的电压。所述第二单通道MOSFET驱动器21″驱动一第二通道上MOSFET芯片M3″及一第二通道下MOSFET芯片M4″交替输出电源信号，其所输出的电源信号通过一第二通道滤波电路42″及一第二通道扼流线圈L2″去除杂讯后，通过所述输出端5″向负载提供稳定而充足的电压。
权利要求
1.一种电压调节系统，包括一PWM控制器，其连接电源供应器所提供的直流电源，并输出脉冲信号；MOSFET驱动器，其接收来自所述PWM控制器输出的脉冲信号，并通过其上栅极驱动器及下栅极驱动器输出脉冲信号；一第一通道上MOSFET芯片、一第一通道下MOSFET芯片、一第二通道上MOSFET芯片及一第二通道下MOSFET芯片，其被所述MOSFET驱动器所驱动，并输出电源信号；一输出端，其同时连接所述第一通道上MOSFET芯片、第一通道下MOSFET芯片、第二通道上MOSFET芯片及第二通道下MOSFET芯片的输出端，并向负载提供直流电源；其特征在于所述电压调节系统还包括一固定式集成稳压电源，所述固定式集成稳压电源将电源电压降低后向所述MOSFET驱动器的上栅极驱动器及下栅极驱动器提供偏压。
2.如权利要求1所述的电压调节系统，其特征在于所述电压调节系统还包括一第一通道滤波电路，其连接于所述第一通道上MOSFET芯片及第一通道下MOSFET芯片的输出端与地之间。
3.如权利要求1所述的电压调节系统，其特征在于所述电压调节系统还包括一第一通道扼流线圈，其连接于所述第一通道上MOSFET芯片及第一通道下MOSFET芯片的输出端与所述输出端之间。
4.如权利要求1所述的电压调节系统，其特征在于所述电压调节系统还包括一第二通道滤波电路，其连接于所述第二通道上MOSFET芯片及第二通道下MOSFET芯片的输出端与地之间。
5.如权利要求1所述的电压调节系统，其特征在于所述电压调节系统还包括一第二通道扼流线圈，其连接于所述第二通道上MOSFET芯片及第二通道下MOSFET芯片的输出端与所述输出端之间。
6.如权利要求2或4所述的电压调节系统，其特征在于所述第一通道滤波电路与第二通道滤波电路分别由一滤波电阻与一滤波电容串联连接而成。
7.如权利要求6所述的电压调节系统，其特征在于所述滤波电阻阻值为1欧姆。
8.如权利要求1至5中任意一项所述的电压调节系统，其特征在于所述MOSFET驱动器为一个双通道MOSFET驱动器。
9.如权利要求1至5中任意一项所述的电压调节系统，其特征在于所述MOSFET驱动器由两个单通道MOSFET驱动器组成，每个所述单通道MOSFET驱动器各由一固定式集成稳压电源为其栅极驱动器提供偏压。
10.如权利要求1至5中任意一项所述的电压调节系统，其特征在于所述第一通道下MOSFET芯片与第二通道下MOSFET芯片可分别并联一分流的MOSFET芯片。
全文摘要
一种电压调节系统，其包括一连接电源供应器提供的直流电源并输出脉冲信号的PWM控制器，被所述PWM控制器驱动的MOSFET驱动器，被所述MOSFET驱动器驱动的一第一通道上MOSFET芯片、一第一通道下MOSFET芯片、一第二通道上MOSFET芯片及一第二通道下MOSFET芯片，一与各MOSFET芯片输出端相连的输出端，同时还包括一固定式集成稳压电源，所述固定式集成稳压电源将电源电压降低后向所述MOSFET驱动器的上栅极驱动器及下栅极驱动器提供偏压。该电路能保证所述MOSFET驱动器不易击穿其所驱动的上MOSFET芯片，从而保证负载能安全的工作，提高整个产品的可靠度。
文档编号G05F1/10GK1750370SQ200410051528
公开日2006年3月22日 申请日期2004年9月13日 优先权日2004年9月13日
发明者何凤龙, 游永兴 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司