Pg电子平台：电源模块pdf
一种电源模块，包括电路板、设置在所述电路板上的开关切换芯片、开关电路、滤波电路、第一开关、第二开关及控制单元。所述电路板还设置有电源覆铜区、第一接地覆铜区及第二接地覆铜区。当所述电子设备处于S3～S5中的任意一状态且所述电压输出端被禁用时，所述控制单元控制所述第一开关断开、所述第二开关导通，以使得所述电源覆铜区电连接至所述第二接地覆铜区，当所述电压输出端被使能时，所述控制单元控制所述第一开关导通、所述第二开关断开，以使得所述电压输出端输出电压。上述电源模块，可通过改变布设的铜箔路径，降低所产生噪
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 111642056 A (43)申请公布日 2020.09.08 (21)申请号 2.3 (22)申请日 2019.03.01 (71)申请人 鸿富锦精密工业（武汉）有限公司 地址 430205 湖北省武汉市东湖新技术开 发区光谷二路特一号富士康科技园 申请人 鸿海精密工业股份有限公司 (72)发明人 曾祥宾 (74)专利代理机构 深圳市赛恩倍吉知识产权代 理有限公司 44334 代理人 饶智彬刘永辉 (51)Int.Cl. H05K 1/02(2006.01) H02M 1/00(2007.01) H02M 1/44(2007.01) 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (54)发明名称 电源模块 (57)摘要 一种电源模块，包括电路板、设置在所述电 路板上的开关切换芯片、开关电路、滤波电路、第 一开关、第二开关及控制单元。所述电路板还设 置有电源覆铜区、第一接地覆铜区及第二接地覆 铜区。当所述电子设备处于S3～S5中的任意一状 态且所述电压输出端被禁用时，所述控制单元控 制所述第一开关断开、所述第二开关导通，以使 得所述电源覆铜区电连接至所述第二接地覆铜 区，当所述电压输出端被使能时，所述控制单元 控制所述第一开关导通、所述第二开关断开，以 使得所述电压输出端输出电压。上述电源模块， 可通过改变布设的铜箔路径，降低所产生噪声及 A 电磁干扰。 6 5 0 2 4 6 1 1 1 N C CN 111642056 A 权利要求书 1/2页 1.一种电源模块，应用于一电子设备，所述电源模块包括电路板、设置在所述电路板上 的开关切换芯片、开关电路及滤波电路，所述开关电路电连接于第一电压输入端及所述开 关切换芯片，所述滤波电路电连接于电压输出端，所述电路板还设置有电源覆铜区、第一接 地覆铜区及第二接地覆铜区，所述开关电路电连接于所述第一接地覆铜区，所述滤波电路 电连接于所述第二接地覆铜区，所述电压输出端电连接于所述电源覆铜区，其特征在于，所 述电源模块还包括： 第一开关，所述第一开关的第一端电连接于所述滤波电路，所述第一开关的第二端电 连接于所述电压输出端； 第二开关，所述第二开关的第一端电连接于所述电压输出端，所述第二开关的第二端 电连接于所述第二接地覆铜区；及 控制单元，电连接于所述第一开关的控制端及所述第二开关的控制端，当所述电子设 备处于S3～S5中的任意一状态且所述电压输出端被禁用时，所述控制单元控制所述第一开 关断开、所述第二开关导通，以使得所述电源覆铜区电连接至所述第二接地覆铜区，当所述 电压输出端被使能时，所述控制单元控制所述第一开关导通、所述第二开关断开，以使得所 述电压输出端输出电压。 2.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述滤波电路包括电感及电容，所述电 感的一端电连接于所述开关电路，所述电感的另一端电连接于所述第一开关的第一端，所 述电容的一端电连接于所述电感的另一端，所述电容的另一端电连接于所述第二接地覆铜 区。 3.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述电源模块还包括： 第三开关，所述第三开关的第一端电连接于所述开关电路，所述第三开关的第二端电 连接于第二电压输入端，所述第三开关的控制端电连接于所述控制单元；及 第四开关，所述第四开关的第一端电连接于所述第三开关的第一端，所述第四开关的 第二端电连接于所述第一电压输入端，所述第四开关的控制端电连接于所述控制单元； 当所述电子设备处于S0～S2中的任意一状态时，所述控制单元控制所述第三开关断 开、所述第四开关导通，当所述电子设备处于S3～S5中的任意一状态时，所述控制单元控制 所述第三开关导通、所述第四开关断开。 4.如权利要求3所述的电源模块，其特征在于，所述第一电压输入端的电压为19V，所述 第二电压输入端的电压为12V。 5.如权利要求3所述的电源模块，其特征在于，当所述电子设备处于S3～S5中的任意一 状态且所述第二电压输入端为可用状态时，所述控制单元控制所述第三开关导通、所述第 四开关断开，当所述电子设备处于S3～S5中的任意一状态且所述第二电压输入端为不可以 用状态时，所述控制单元控制所述第三开关断开、所述第四开关导通。 6.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述电源模块还包括第五开关，所述第 五开关的第一端电连接于所述第一接地覆铜区，所述第五开关的第二端电连接于所述第二 接地覆铜区，所述第五开关的控制端电连接于所述控制单元；当所述电子设备的EMI超过限 值或者所述电子设备的高速信号品质不满足预设要求时，所述控制单元控制所述第五开关 导通。 7.如权利要求6所述的电源模块，其特征在于，所述控制单元为以下的任意一种：中央 2 2 CN 111642056 A 权利要求书 2/2页 处理器、微控制器、可编程逻辑器件、ARM处理器。 3 3 CN 111642056 A 说明书 1/6页 电源模块 技术领域 [0001] 本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种可改变电路板铜箔路径的电源模块。 背景技术 [0002] 现有的电子设备很多都采用开关电源进行供电，开关电源具有高转换效率，且因 为开关电源工作频率高，可以使用小尺寸、轻重量的变压器，进而使得开关电源的尺寸较 小，重量也会比较轻。由于开关电源内部的晶体管会频繁切换，可能会产生噪声及电磁干扰 影响其他元器件工作。在电路板布局上，开关电源的输入、输出及接地都是依据设计者的线 路图去铺铜布线，当完成元器件安装后，开关电源所产生噪声及电磁干扰将会被固化。 发明内容 [0003] 鉴于以上内容，有必要提供一种电源模块，其可通过改变布设的铜箔路径，降低所 产生噪声及电磁干扰。 [0004] 本发明一实施方式提供一种电源模块，应用于一电子设备，所述电源模块包括电 路板、设置在所述电路板上的开关切换芯片、开关电路及滤波电路，所述开关电路电连接于 第一电压输入端及所述开关切换芯片，所述滤波电路电连接于电压输出端，所述电路板还 设置有电源覆铜区、第一接地覆铜区及第二接地覆铜区，所述开关电路电连接于所述第一 接地覆铜区，所述滤波电路电连接于所述第二接地覆铜区，所述电压输出端电连接于所述 电源覆铜区。所述电源模块还包括：第一开关，所述第一开关的第一端电连接于所述滤波电 路，所述第一开关的第二端电连接于所述电压输出端；第二开关，所述第二开关的第一端电 连接于所述电压输出端，所述第二开关的第二端电连接于所述第二接地覆铜区；及控制单 元，电连接于所述第一开关的控制端及所述第二开关的控制端，当所述电子设备处于S3～ S5中的任意一状态且所述电压输出端被禁用时，所述控制单元控制所述第一开关断开、所 述第二开关导通，以使得所述电源覆铜区电连接至所述第二接地覆铜区，当所述电压输出 端被使能时，所述控制单元控制所述第一开关导通、所述第二开关断开，以使得所述电压输 出端输出电压。 [0005] 优选地，所述滤波电路包括电感及电容，所述电感的一端电连接于所述开关电路， 所述电感的另一端电连接于所述第一开关的第一端，所述电容的一端电连接于所述电感的 另一端，所述电容的另一端电连接于所述第二接地覆铜区。 [0006] 优选地，所述电源模块还包括： [0007] 第三开关，所述第三开关的第一端电连接于所述开关电路，所述第三开关的第二 端电连接于第二电压输入端，所述第三开关的控制端电连接于所述控制单元；及 [0008] 第四开关，所述第四开关的第一端电连接于所述第三开关的第一端，所述第四开 关的第二端电连接于所述第一电压输入端，所述第四开关的控制端电连接于所述控制单 元； [0009] 当所述电子设备处于S0～S2中的任意一状态时，所述控制单元控制所述第三开关 4 4 CN 111642056 A 说明书 2/6页 断开、所述第四开关导通，当所述电子设备处于S3～S5中的任意一状态时，所述控制单元控 制所述第三开关导通、所述第四开关断开。 [0010] 优选地，所述第一电压输入端的电压为19V，所述第二电压输入端的电压为12V。 [0011] 优选地，当所述电子设备处于S3～S5中的任意一状态且所述第二电压输入端为可 用状态时，所述控制单元控制所述第三开关导通、所述第四开关断开，当所述电子设备处于 S3～S5中的任意一状态且所述第二电压输入端为不可以用状态时，所述控制单元控制所述 第三开关断开、所述第四开关导通。 [0012] 优选地，所述电源模块还包括第五开关，所述第五开关的第一端电连接于所述第 一接地覆铜区，所述第五开关的第二端电连接于所述第二接地覆铜区，所述第五开关的控 制端电连接于所述控制单元；当所述电子设备的EMI超过限值或者所述电子设备的高速信 号品质不满足预设要求时，所述控制单元控制所述第五开关导通。 [0013] 优选地，所述控制单元为以下的任意一种：中央处理器、微控制器、可编程逻辑器 件、ARM处理器。 [0014] 与现有技术相比，上述电源模块，通过增加多个开关来来根据电子设备的当前状 态改变布设的铜箔路径或者改变输入电压，可实现降低所产生噪声及电磁干扰，提高电压 转换效率及及其附近的信号品质。 附图说明 [0015] 图1是本发明一实施方式中的电源模块的运用环境图。 [0016] 图2是本发明一实施方式中的电源模块的结构图。 [0017] 图3是本发明一实施方式中的功能组件的功能模块图。 [0018] 图4是本发明一实施方式中的功能组件的电路图。 [0019] 主要元件符号说明 5 5 CN 111642056 A 说明书 3/6页 [0020] [0021] 6 6 CN 111642056 A 说明书 4/6页 具体实施方式 [0022] 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。 [0023] 请参阅图1-2，本发明一实施方式提供一种电源模块100，可以运用在电子设备200 中，所述电子设备200可以是电脑、服务器、交换机等设备。 [0024] 所述电源模块100包括电路板101及设置在所述电路板101上的功能组件102。所述 电路板101还设置有电源覆铜区110、第一接地覆铜区112及第二接地覆铜区114。 [0025] 需要说明的是，在图2中，以功能组件102设置在所述电路板101的上表面，所述电 源覆铜区110、所述第一接地覆铜区112及所述第二接地覆铜区114设置在所述电路板101的 下表面为例进行说明，但并不对此进行限定。可以理解的是，比如，功能组件102包含的元器 件可以同时设置在所述电路板101的上表面及下表面，所述电源覆铜区110、所述第一接地 覆铜区112或者所述第二接地覆铜区114也可以设置在所述电路板101的上表面。 [0026] 请同时参阅图3，在一实施方式中，所述功能组件102包括开关切换芯片10、开关电 路20、滤波电路30、第一开关SW1、第二开关SW2及控制单元40。所述开关电路20电连接于第 一电压输入端VIN1及所述开关切换芯片10，所述开关电路20用于接收所述第一电压输入端 VIN1的输入电压并对其进行电压变换，所述开关切换芯片10用于控制所述开关电路20导通 与断开，以实现对所述第一电压输入端VIN1的输入电压进行电压变换。所述滤波电路30电 连接于所述开关电路20及电压输出端VOUT，所述滤波电路30用于对开关电路20输出的电压 进行滤波，所述电压输出端VOUT用于输出经过所述滤波电路30滤波后的电压。 [0027] 所述开关电路20电连接于所述第一接地覆铜区112，所述开关电路20通过所述第 一接地覆铜区112接地。所述滤波电路30电连接于所述第二接地覆铜区114，所述滤波电路 30通过所述第二接地覆铜区114接地。所述电压输出端VOUT电连接于所述电源覆铜区110。 所述第一开关SW1的第一端电连接于所述滤波电路30，所述第一开关SW1的第二端电连接于 所述电压输出端VOUT，所述第一开关SW1的控制端电连接于所述控制单元40。所述第二开关 SW2的第一端电连接于所述电压输出端VOUT，所述第二开关SW2的第二端电连接于所述第二 接地覆铜区114，所述第二开关SW2的控制端电连接于所述控制单元40。 [0028] 当所述电子设备200处于S3～S5(ACPI电源管理状态)中的任意一状态且所述电压 输出端VOUT被禁用时，所述控制单元40控制所述第一开关SW1断开、所述第二开关SW2导通， 以使得所述电源覆铜区110电连接至所述第二接地覆铜区114，可提高电源模块100的散热 效果及其附近其他功能模块的信号品质。当所述电压输出端VOUT被使能时，所述控制单元 40控制所述第一开关SW1导通、所述第二开关SW2断开，以使得所述电压输出端VOUT可输出 电压。 [0029] 在一实施方式中，所述控制单元40可以是所述电子设备200中具有信号处理或控 制功能的芯片。比如，所述控制单元40可以为以下的任意一种：中央处理器、微控制器、可编 程逻辑器件、ARM处理器。 [0030] 在一实施方式中，所述功能组件102还包括第三开关SW3及第四开关SW4。所述第三 开关SW3的第一端电连接于所述开关电路20，所述第三开关SW3的第二端电连接于第二电压 输入端VIN2，所述第三开关SW3的控制端电连接于所述控制单元40。所述第四开关SW4的第 一端电连接于所述开关电路20与所述第三开关SW3的公共端，所述第四开关SW4的第二端电 连接于所述第一电压输入端VIN1，所述第四开关SW4的控制端电连接于所述控制单元40。 7 7 CN 111642056 A 说明书 5/6页 [0031] 在一实施方式中，所述第一电压输入端VIN1的电压为19V，所述第二电压输入端 VIN2的电压为12V。当所述电子设备200处于S0～S2(ACPI电源管理状态)中的任意一状态 时，所述控制单元40控制所述第三开关SW3断开、所述第四开关SW4导通，所述开关电路20对 第一电压输入端VIN1输入的19V电压进行电压变换。当所述电子设备200处于S3～S5中的任 意一状态时，所述控制单元40控制所述第三开关SW3导通、所述第四开关SW4断开，所述开关 电路20对第二电压输入端VIN2输入的12V电压进行电压变换。本发明的电源模块100可以根 据电子设备200所处的不同状态，通过所述第三开关SW3及所述第四开关SW4适时进行输入 电压切换，可以提高电源输出效率。 [0032] 可以理解的是，当所述电子设备200处于S3～S5中的任意一状态，但所述第二电压 输入端VIN2为不可以用状态(无电压输出或者未接入第二电压输入端VIN2)时，为了使得所 述电压输出端VOUT有电压输出，所述控制单元40控制所述第三开关SW3断开、所述第四开关 SW4导通，所述开关电路20对第一电压输入端VIN1输入的19V电压进行电压变换。 [0033] 在一实施方式中，所述功能组件102还包括第五开关SW5。所述第五开关SW5的第一 端电连接于所述第一接地覆铜区112，所述第五开关SW5的第二端电连接于所述第二接地覆 铜区114，所述第五开关的控制端电连接于所述控制单元40。当所述电子设备200的EMI超过 限值或者所述电子设备200的高速信号品质不满足预设要求时，所述控制单元40控制所述 第五开关SW5导通，以降低EMI值或者提升高速信号品质。 [0034] 请同时参阅图4，为本发明一实施方式的功能组件102的电路图。 [0035] 所述开关切换芯片10为降压控制器U1。所述开关电路20包括第一变换开关Q1及第 二变换开关Q2，所述第一变换开关Q1的第一端电连接于所述第三开关SW3的第一端及所述 第四开关SW4的第一端，所述第一变换开关Q1的第二端电连接于所述第二变换开关Q2的第 一端，所述第一变换开关Q1的控制端电连接于所述降压控制器U1的第一信号端UG，所述第 二变换开关Q2的第二端接地(通过第一接地覆铜区112接地)，所述第二变换开关Q2的控制 端电连接于所述降压控制器U1的第二信号端DG。 [0036] 所述滤波电路30包括电感L及电容C，所述电感L的一端电连接于所述第一变换开 关Q1的第二端、所述第二变换开关Q2的第一端及所述降压控制器U1的第三信号端LX，所述 电感L的另一端电连接于所述第一开关SW1的第一端及所述电容C的第一端，所述电容C的另 一端接地(通过第二接地覆铜区114接地)。所述第一开关SW1的第二端电连接于所述电压输 出端VOUT及所述第二开关SW2的第一端，所述第二开关SW2的第二端电连接于所述电容C的 另一端。所述第三开关SW3的第二端电连接于第二电压输入端VIN2，所述第四开关SW4的第 二端电连接于第一电压输入端VIN1。所述第五开关SW5的第一端电连接于所述第二变换开 关Q2的第二端，所述第五开关SW5的第二端电连接于所述电容C的另一端。所述控制单元40 包括控制芯片U2，所述控制芯片U2的第一至第五信号端Ctrl1～Ctrl5一一对应电连接于所 述第一至第五开关SW1～SW5的控制端。 [0037] 在一实施方式中，所述第一变换开关Q1的第二端及所述第二变换开关Q2可以是场 效应晶体管。所述第一至第五开关SW1～SW5可以是三极管、场效应晶体管、或电子开关组 件。 [0038] 上述电源模块，通过增加多个开关来来根据电子设备的当前状态改变布设的铜箔 路径或者改变输入电压，可实现降低所产生噪声及电磁干扰，提高电压转换效率及及其附 8 8 CN 111642056 A 说明书 6/6页 近的信号品质。 [0039] 对本领域的技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实 际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明所公开的范围。 9 9 CN 111642056 A 说明书附图 1/3页 图1 图2 10 10 CN 111642056 A 说明书附图 2/3页 图3 11 11 CN 111642056 A 说明书附图 3/3页 图4 12 12
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