一种数控动态调压装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种数控动态调压装置，包括主控模块和电压转换器，由电压转换器输出直流电压为主控模块供电，其中，所述主控模块包括CPU芯片、监测单元和I2C总线控制器，由监测单元监测CPU芯片的工作状态，并在工作状态变化时输出相应的控制信号至I2C总线控制器，由I2C总线控制器将所述控制信号转换为I2C数控信号后输出至电压转换器，由电压转换器根据所述I2C数控信号动态调节输出至CPU芯片的直流电压，利用通用I2C总线及I2C总线控制器，仅在监测到CPU芯片工作状态变化时输出I2C数控信号给电压转换器，不仅简化了电路设计，降低了成本，而且具备较强电磁敏感性（EMS）能力，同时在CPU芯片稳定工作时，无需发送I2C数控信号，降低系统的电磁干扰（EMI）。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及数控调压
，特别涉及一种数控动态调压装置。
技术介绍
当前集成电路发展迅速，CPU内核电流不断增大，其功耗在系统板中占据较大比例。为降低功耗，通常在CPU空闲或轻载运行时降低其工作频率，并同时通过模拟信号或PWM波控制方式，调低其供电DCDC直流转换系统输出电压。而需要高性能工作时，再同理调高供电电压，实现动态调压。现有的部分消费类电子产品中已具备动态调压功能，可实现主芯片CPU供电电压的动态调整及频率调节，达到节能降耗的目的。目前的调压控制方式为模拟信号和PWM波两种，当采用传统的模拟控制方式时，对反馈控制线的电磁敏感性（EMS）能力要求较高，而在系统板上的模拟控制信号走线处于主芯片、DDR、DCDC、功放等模块产生的多种高频信号干扰环境之中，EMS很难保证，反馈控制信号稳定性差，容易引起DCDC转换器的输出电压波动，特别是高温及负载变化剧烈的使用环境下，CPU供电电压波动极易造成产品失效，引起CPU供电波动影响产品寿命；当采用传统的PWM控制调压方式，在系统板上的PWM走线会持续产生高频电磁辐射信号，进一步恶化了系统的电磁干扰（EMI）。另外以上两种方式还需要主芯片内置相应信号生成模块，提供专用引脚接口，并在系统板上配置对应的RC滤波电路，增加了系统复杂度，提高了成本。因而现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本技术的目的在于提供一种数控动态调压装置，能通过利用系统板的通用I2C总线及I2C总线控制器，仅在监测到CPU芯片工作状态变化时输出I2C数控信号给电压转换器，不仅简化了电路设计，降低了成本，而且具备较强电磁敏感性（EMS）能力，同时在大多数时段，即CPU芯片稳定工作时，无需发送I2C数控信号，降低系统的电磁干扰（EMI）。为了达到上述目的，本技术采取了以下技术方案：一种数控动态调压装置，包括主控模块和电压转换器，由电压转换器输出直流电压为主控模块供电，所述主控模块包括CPU芯片、监测单元和I2C总线控制器，由监测单元监测CPU芯片的工作状态，并在工作状态变化时输出相应的控制信号至I2C总线控制器，由I2C总线控制器将所述控制信号转换为I2C数控信号后输出至电压转换器，由电压转换器根据所述I2C数控信号动态调节输出至CPU芯片的直流电压。所述的数控动态调压装置中，所述电压转换器包括I2C总线接口、数模转换模块、误差放大器和电压输出模块，由I2C总线接口接收所述I2C数控信号并传输至数模转换模块；由数模转换模块将所述I2C数控信号转换为模拟信号，并输出至误差放大器的反相输入端；由误差放大器将反相输入端输入的模拟信号和同相输入端输入的基准电压比较后，输出电压差值至电压输出模块；由电压输出模块根据上述电压差值动态调节输出至CPU芯片的直流电压。所述的数控动态调压装置中，所述监测单元包括频率发生器和第一比较器，CPU芯片的实时频率输出至第一比较器的正输入端，频率发生器生成的基准频率输出至第一比较器的负输入端，由第一比较器比较所述CPU芯片的实时频率和所述基准频率后输出相应的控制信号至I2C总线控制器。所述的数控动态调压装置中，所述监测单元还包括第一电阻、第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电阻的一端连接CPU芯片第169脚，所述第一电阻的另一端通过第一电容连接第一比较器的正输入端；所述第一比较器的负输入端连接频率发生器、还通过第二电容接地，所述第一比较器的输出端连接I2C总线控制器、还通过第三电容接地。所述的数控动态调压装置中，所述数模转换模块包括第一三态缓冲器、第一电感、第四电容和第五电容，所述第一三态缓冲器的输入端连接I2C总线接口，所述第一三态缓冲器的输出端连接第一电感的一端，所述第一电感的另一端还通过第四电容接地、还通过第五电容接地。所述的数控动态调压装置中，所述电压输出模块包括振荡器、第二比较器和逻辑控制器，由误差放大器输出所述电压差值至第二比较器的正输入端，由振荡器生成的预设信号输出至第二比较器的负输入端，由第二比较器比较所述电压差值和所述预设信号后输出电压调节信号至逻辑控制器，由逻辑控制器根据所述电压调节信号调节输出至CPU芯片的直流电压。所述的数控动态调压装置中，所述电压输出模块还包括第二三态缓冲器、第三三态缓冲器、第一MOS管、第二MOS管、第二电感、第六电容和第七电容，所述第二三态缓冲器的输入端连接逻辑控制器，所述第二三态缓冲器的输出端连接第一MOS管的栅极；所述第三三态缓冲器的输入端连接逻辑控制器，所述第三三态缓冲器的的输出端连接第二MOS管的栅极；所述第一MOS管的漏极连接VCC供电端，所述第一MOS管的源极连接第二电感的一端和第二MOS管的漏极；所述第二MOS管的源极接地；所述第二电感的另一端通过第六电容接地、还通过第七电容接地。所述的数控动态调压装置中，所述CPU芯片的型号为ARM-Cortex-A53。相较于现有技术，本技术提供的数控动态调压装置包括主控模块和电压转换器，由电压转换器输出直流电压为主控模块供电，其中，所述主控模块包括CPU芯片、监测单元和I2C总线控制器，由监测单元监测CPU芯片的工作状态，并在工作状态变化时输出相应的控制信号至I2C总线控制器，由I2C总线控制器将所述控制信号转换为I2C数控信号后输出至电压转换器，由电压转换器根据所述I2C数控信号动态调节输出至CPU芯片的直流电压，通过利用系统板的通用I2C总线及I2C总线控制器，仅在监测到CPU芯片工作状态变化时输出I2C数控信号给电压转换器，不仅简化了电路设计，降低了成本，而且具备较强电磁敏感性（EMS）能力，同时在大多数时段，即CPU芯片稳定工作时，无需发送I2C数控信号，降低系统的电磁干扰（EMI）。附图说明图1 为本技术提供的数控动态调压装置的电路图。具体实施方式本技术提供的数控动态调压装置，通过利用系统板的通用I2C总线及I2C总线控制器，仅在监测到CPU芯片工作状态变化时输出I2C数控信号给电压转换器，不仅简化了电路设计，降低了成本，而且具备较强电磁敏感性（EMS）能力，同时在大多数时段，即CPU芯片稳定工作时，无需发送I2C数控信号，降低系统的电磁干扰（EMI）。为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请参阅图1，本技术提供的数控动态调压装置，包括主控模块10和电压转换器20，由电压转换器20输出直流电压为主控模块10供电，其中，所述主控模块10包括CPU芯片、监测单元102和I2C总线控制器101，所述CPU芯片连接电压转换器20和监测单元102，所述监测单元102通过I2C总线控制器101连接所述电压转换器20，由监测单元102监测CPU芯片的工作状态，并在工作状态变化时输出相应的控制信号至I2C总线控制器101，由I2C总线控制器101将所述控制信号转换为I2C数控信号后输出至电压转换器20，由电压转换器20根据所述I2C数控信号动态调节输出至CPU芯片的直流电压，从而利用系统板的通用I2C总线及I2C总线控制器101，在监测到CPU芯片工作状态变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控动态调压装置，包括主控模块和电压转换器，由电压转换器输出直流电压为主控模块供电，其特征在于，所述主控模块包括CPU芯片、监测单元和I2C总线控制器，由监测单元监测CPU芯片的工作状态，并在工作状态变化时输出相应的控制信号至I2C总线控制器，由I2C总线控制器将所述控制信号转换为I2C数控信号后输出至电压转换器，由电压转换器根据所述I2C数控信号动态调节输出至CPU芯片的直流电压。

【技术特征摘要】
1.一种数控动态调压装置，包括主控模块和电压转换器，由电压转换器输出直流电压为主控模块供电，其特征在于，所述主控模块包括CPU芯片、监测单元和I2C总线控制器，由监测单元监测CPU芯片的工作状态，并在工作状态变化时输出相应的控制信号至I2C总线控制器，由I2C总线控制器将所述控制信号转换为I2C数控信号后输出至电压转换器，由电压转换器根据所述I2C数控信号动态调节输出至CPU芯片的直流电压。2.根据权利要求1所述的数控动态调压装置，其特征在于，所述电压转换器包括I2C总线接口、数模转换模块、误差放大器和电压输出模块，由I2C总线接口接收所述I2C数控信号并传输至数模转换模块；由数模转换模块将所述I2C数控信号转换为模拟信号，并输出至误差放大器的反相输入端；由误差放大器将反相输入端输入的模拟信号和同相输入端输入的基准电压比较后，输出电压差值至电压输出模块；由电压输出模块根据上述电压差值动态调节输出至CPU芯片的直流电压。3.根据权利要求1所述数控动态调压装置，其特征在于，所述监测单元包括频率发生器和第一比较器，CPU芯片的实时频率输出至第一比较器的正输入端，频率发生器生成的基准频率输出至第一比较器的负输入端，由第一比较器比较所述CPU芯片的实时频率和所述基准频率后输出相应的控制信号至I2C总线控制器。4.根据权利要求3所述的数控动态调压装置，其特征在于，所述监测单元还包括第一电阻、第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电阻的一端连接CPU芯片第169脚，所述第一电阻的另一端通过第一电容连接第一比较器的正输入端；所述第一比较器的负输入端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：易科臣，
申请(专利权)人：康佳集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44