[发明专利]可升级的电压调节器模块

说明书

发明所属领域：

本发明涉及电压调节器领域，尤其涉及计算机系统的电压调节器。

背景技术：

计算机系统一般含有许多集成电路(IC)。大部分IC，如微处理器，都有特定的功率和电压要求。当设计一块IC时，装有上述ICs的电路板的技术要求还要加以限定以适合这些ICs的功率和电压要求。当IC设计中有一个变化，要求重新定义一个特定电压或功率时，会产生困难。这无论在设计、制造期间还是生产的测试阶段以及成品后希望升级时都很普遍。

在这些情况下，一般采用两种方法。一个是完全重新设计电路板以适合新IC的电压和功率要求。这种方法一般成本很高而不愿用，尤其是当大量的电路板已经设计和制造成满足原技术要求的时候。第二个方法是设计一块电路板，它具有对有不同功率和电压要求的几种ICs都适合的灵活性。从经济角度看，这种方法比较可取，但从设计角度看，它也更加困难。

已有几种尝试来设计一块电路板，对板子上的特殊ICs，它可提供不同的调节功率和电压。一种方法是由共板(On-circuit board)电压调节器和灵活母板来实现。共板调节器和灵活母板的设计允许将系统的预置电平重新设置为特殊IC的新电平。它通过母板上一套专用的电路完成。为了改变系统中各组件所要求的电压，该电路是可调的。

然而，由共板电压调节器和活动母板提供的电压和功率受到它们设计定义的限制。为最大限度地提高电路板设计的灵活性，调节器和电路板要提供周全的解决办法，通常也是最昂贵的解决办法。因此，如果生产线的10％是由需要特殊电压调节的微处理器组成，制造商就要对任何一个电路板提供特殊电压调节的解决办法。其制造商对其全部产品希望用一块标准的电路板，这是必要的。当一个系统不需要用较昂贵的特殊解决办法时，上述解决办法属于浪费。另一方面，如果设计中没有提供这样一个周全的解决办法且板专用电路不能通过调节来满足系统的特殊电压和功率要求，则共板电压调节器或活动母板就没有用，就不得不重新设计电路板。

除了要为板子提供周全的解决办法，共板电压调节器和活动母板有不能调节所使用的功率或容差范围的缺点。例如，一块设定为供给3.0±10％伏的板子能被重新设置到3.1±10％伏。然而，这个板子不能被重新设置为供给3.0±5％伏，或是调节传输4安培，如果最初使设计为传输3安培的话。换句话说，在过去如果一块IC的容差或功率要求改变了，则该电路板就要重新设计。

另一种使电路板更灵活的方法是通过一个共芯片(on-chip)调节器设计。共芯片调节器设计是将一个电压调节器和一个IC集成封装在一起，以对该IC提供电源和电压的同组(on-package)调节。因该IC的电压和功率调节是在同一个封装内进行，因而不需要对电路板作改动就可实现一个具有不同电压或功率要求的IC。

共芯片电压调节器的一个主要缺点是热绝缘。因电压调节器组件和IC组件封装在一起、离的很近，各组件的热扩散影响整个单元的综合性能。热绝缘限制了两部分组件消耗的总功率。与热绝缘问题相连，散热占据了共芯片电压调节器中可用封装空间的大部分。这减小了调节组件的可用空间，且要求电压调节器组件集成水平要高，因而费用大。

因此，期望一个经济有效的功率调节设备，它能给电路板上特定的组件传输特定的电压和功率。本发明克服了现有技术的缺陷，当电路板上的组件要求不同的功率或电压时，可从母板上移去一个可拆式电源调节器件，用第二个可拆式电源调节器件代替它。本发明使用了这样一个设计，在电路板上将可拆式电源调节组件要在一个位置，它能最大利用该位置的优点同时最小化热扩散效应。

发明概要：

本发明涉及一种给电路板组件提供调节功率和电压的装置。

在一个具体实施例中，本发明包括一个可拆式电源调节设备，它调节功率和电压到预定水平。电源调节设备通过一插座连接器与计算机系统相连。当希望输送到电路板组件上的功率和电压改变时，最初的电源调节设备从插座连接器上移走，然后替换上可提供不同功率和电压的第二个电源调节设备。

本发明为工作在多值电压和功率的IC组件提供多值电压和功率。本发明还提供了使用多个ICs的系统，这些ICs工作在它们要求电压的不同电压和功率下。

根据本发明，电压调节器可位于所调节组件很近的位置，不占据电路板上宝贵的地盘。因而通过最小化电压调节器和其驱动的组件之间的损耗本发明获得精确电路容差。本发明的设计也最小化了电压调节器电路的热扩散效应。

附图简单说明：