CN103676815B - 多相电源供应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多相电源供应器，包含多个电源供应单元，此多个电源供应单元依据一预定顺序排列，并包含多个第一电源供应单元以及多个第二电源供应单元，其中第一及第二电源供应单元间隔排列，使得任意二个第一电源供应单元不相邻接，且任意二个第二电源供应单元也不相邻接；以及一电源供应单元控制器，此电源供应单元控制器电性连接前述电源供应单元，并依据一第一顺序致能前述第一电源供应单元，且此时未致能或依据一第二顺序禁能前述第二电源供应单元，从而利用未致能或被禁能的第二电源供应单元为被致能的第一电源供应单元散热。

Description

多相电源供应器

【技术领域】

本发明涉及一种电源供应装置，特别是一种多相电源供应装置。

【背景技术】

传统单相电源供应装置可输出的电流较小，且为了改善瞬时响应必须提高切换频率，然而受限于晶体管的高速特性不佳，因此也会有转换效率不佳等问题，故在大电流的应用上，多相电源供应装置取而代之。多相电源供应装置是将多个单相电源供应单元的输出并联，并通过相位偏移设计使该些单相电源供应单元的输出波形重迭，从而使得多相电源供应装置的运作能像一组以多倍频率运作的单相电源供应装置，此时各别电源供应单元的运作频率仅为该多倍频率除以运作中的相位数，从而避免了高频运作所带来的问题。

多相电源供应装置可将欲输出的总电流分配至各相位（亦即各单相电源供应单元）以输出，并可因应负载大小而使用一部或全部的电源供应单元来输出电流，亦即当负载愈重时，多相电源供应装置会使用更多的电源供应单元来协力输出更大的电流。然而习用的多相电源供应装置在选择电源供应单元来使用时，是直接依据电源供应单元的排列顺序来加以选择，例如当一个八相电源供应装置欲选择其中四相来输出电流时，是直接选择排列顺序中的第1个电源供应单元至排列顺序中的第4个电源供应单元来输出电流，因此会有相邻的二个或多个电源供应单元同时运作的情形。即使习用技术未直接依排列顺序来选择电源供应单元以加以使用，习用技术也未曾考虑到避免相邻的二个或多个电源供应单元同时运作，因此常会出现相邻的二电源供应单元同时运作、同时产生功率消耗且同时发热的情形，进而会引发散热不良等问题。现有技术可参考下列的专利或专利申请案所提供的内容：美国专利号 6154381；台湾专利公告号I307206；台湾专利公开号201216600与中国专利公布号CN102073364。

【发明内容】

鉴于上述，本发明的一目的在于解决先前技术的问题。

本发明的另一目的在于提供一种具有散热解决方案的多相电源供应器。

本发明的多相电源供应器的一实施例包含：多个电源供应单元，所述电源供应单元依据一预定顺序排列，并包含多个第一电源供应单元及多个第二电源供应单元，其中任意二个第一电源供应单元彼此不相邻，且任意二个第二电源供应单元亦不相邻；以及一电源供应单元控制器，电源供应单元控制器电性连接前述电源供应单元，并依据一第一顺序致能前述第一电源供应单元，此时电源供应单元控制器未致能或依据一第二顺序禁能前述第二电源供应单元的一部或全部。

依据本发明的一较佳实施例，上述第一及第二电源供应单元是间隔排列，从而未致能或被禁能的第二电源供应单元可协助被致能的第一电源供应单元进行散热。

依据本发明的一较佳实施例，当前述电源供应单元控制器依据第一顺序致能第一电源供应单元后，再依据一第三顺序致能第二电源供应单元的一部或全部。

依据本发明的一较佳实施例，当前述电源供应单元控制器依据第三顺序致能第二电源供应单元的一部或全部的同时或之后，电源供应单元控制器依据一第四顺序禁能第一电源供应单元的一部或全部，从而通过被禁能的第一电源供应单元来为被致能的第二电源供应单元进行散热。。

依据本发明的一较佳实施例，前述多相电源供应器进一步包含：多个热传感器（thermal sensor），分别实体连接电源供应单元，用来分别感测电源供应单元的发热情形，并据以产生多个感测讯号，其中电源供应单元控制器依据此感测讯号来决定或调整前述第一顺序、第二顺序、第三顺序及第四顺序的至少其中之一，从而优先致能电源供应单元中温度低者及/或优先禁能电源供应单元中温度高者。

本发明的多相电源供应器的另一实施例包含：多个电源供应单元，前述电源供应单元依据一预定顺序排列；多个热传感器，分别实体连接电源供应单元，用来分别感测电源供应单元的发热情形，并据以产生多个感测讯号；以及一电源供应单元控制器，电源供应单元控制器电性连接电源供应单元，并依据感测讯号来判断电源供应单元的温度由低至高的一次序，再依据次序致能该电源供应单元的一部或全部，从而优先致能电源供应单元中的温度低者。

依据本发明的一较佳实施例，上述电源供应单元控制器进一步依据次序禁能电源供应单元的一部分，从而优先禁能电源供应单元中温度高者。

依据本发明的一较佳实施例，前述电源供应单元包含多个不相邻接的电源供应单元，且电源供应单元控制器在依据前述次序优先致能不相邻接的电源供应单元后，再致能其余的电源供应单元的一部或全部。

有关本发明的特征、实作与功效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。

【附图说明】

图1为本发明的多相电源供应器的一实施例示意图。

图2为本发明的多相电源供应器的另一实施例示意图。

图3为本发明的多相电源供应器的又一实施例示意图。

主要组件符号说明：

100 多相电源供应器 110 电源供应单元

112 第一电源供应单元 114 第二电源供应单元

120 电源供应单元控制器 200 多相电源供应器

210 热传感器 300 多相电源供应器

【具体实施方式】

以下说明内容之技术用语是参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，部分用语的解释是以本说明书的说明或定义为准。另外，本说明书所提及的介系词用语「上」、「下」、「于」等，在实施为可能的前提下，涵义可包含直接或间接地在某物或某参考对象的「上」、「下」，以及直接或间接地「于」某物或某参考对象，所谓「间接」是指其间尚有中间物或物理空间的存在；当提及「邻近」、「间」等用语时，在实施为可能的前提下，涵义可包含两物或两参考对象间存在其它中间物或空间，以及不存在其它中间物或空间；当提及「连接」、「耦接」等用语时，在实施为可能的前提下，涵义可包含两物直接或间接地地接合在一起。再者，以下内容是关于多相电源供应器，对于本领域所习见的技术或原理，若不涉及本发明的技术特征，将不予赘述。此外，图标的所示组件之形状、尺寸、比例等仅为示意，是供本技术领域具有通常知识者了解本发明的用途，而非对本发明的实施范围加以限制。

另外，以下说明内容所述及的任一实施例即使同时涉及了多个技术特征，也不意味着利用本发明者必需同时实施任一实施例中的所有技术特征。换句话说，只要不影响实施可能性，本技术领域具有通常知识者可依据本发明的内容并视需求或设计理念来选择性地实施一部分而非全部的技术特征，从而增加本发明实施时的弹性。

请参阅图1，是本发明的多相电源供应器的一实施例示意图。如图所示，本发明的多相电源供应器100包含：多个电源供应单元110，电源供应单元110依据一预定顺序排列，并包含多个第一电源供应单元112及多个第二电源供应单元114，其中任意二个第一电源供应单元112彼此不相邻，且任意二个第二电源供应单元114彼此亦不相邻；以及一电源供应单元控制器120，电源供应单元控制器120电性连接多个电源供应单元110，并依据一第一顺序致能前述第一电源供应单元112，此时电源供应单元控制器120未致能或依据一第二顺序禁能前述第二电源供应单元114的一部或全部，从而通过前述第二电源供应单元114的一部或全部为第一电源供应单元112散热。

承上所述，本实施例中，第一电源供应单元112及第二电源供应单元114是以交错间隔的方式排列，使得任意二个第一电源供应单元112彼此不相邻，亦使得任意二个第二电源供应单元114彼此不相邻。另外，每一个电源供应单元110的一端电性连接一负载（未图标），用来输出电力至负载。此外，每一个电源供应单元110可为习用的功率级电路，例如为同步或异步的降压型、升压型、反压型或升降压型转换电路。再者，电源供应单元控制器120可为一习用的脉冲宽度调变（Pulse Width Modulation；PWM）控制器，包含多个控制单元（未图式），前述控制单元以一对一的方式分别电性连接前述电源供应单元110，从而分别致能或禁能电源供应单元110。至于第一顺序可为第一电源供应单元112的顺向或逆向排列顺序；类似地，第二顺序可为第二电源供应单元114的顺向或逆向排列顺序。

请注意，上述电源供应单元110的排列方式、功率级电路的选用、电源供应单元控制器120的实作（Implementation）以及第一及第二顺序的内容仅是本发明的实施范例，非对本发明的限制。本技术领域具有通常知识者能依据本发明的内容，视设计或使用需求来对该些范例施以变化，以增加本发明实施的弹性。例如电源供应单元110可进一步包含多个第三电源供应单元，使电源供应单元110的排列方式变成以第一、第二、第三电源供应单元的循环排列顺序；又例如第一及第二顺序可改为随机顺序，或改为其它预定或依条件（例如电源供应单元110的温度）改变的顺序。

请继续参阅图1，本实施例中，若全部第一电源供应单元112不足以供电予一重载，电源供应单元控制器120会在依据第一顺序致能第一电源供应单元112后，进一步依据一第三顺序致能第二电源供应单元114的一部分或全部，从而满足重载所需的电力。其中第三顺序可为第二电源供应单元114的顺向或逆向排列顺序，或为一随机顺序，又或为其它预定或依条件（例如第二电源供应单元114的温度）改变的顺序。

承上所述，当电源供应单元控制器120依据第三顺序致能第二电源供应单元114时或之后，电源供应单元控制器120依据一第四顺序禁能第一电源供应单元112的一部或全部，从而通过第一电源供应单元112的一部或全部为第二电源供应单元114散热。其中第四顺序可为第一电源供应单元112的顺向或逆向排列顺序，或为一随机顺序，又或为其它预定或依条件（例如第一电源供应单元112的温度）改变的顺序。

请参阅图2，是本发明的多相电源供应器的另一实施例示意图。图2的多相电源供应器200与图1所示的多相电源供应器100的主要差异在于：多相电源供应器200进一步包含多个热传感器（Thermal Sensor；TS）210，前述热传感器210分别实体连接电源供应单元110，用来分别感测电源供应单元110的发热情形，并据以输出多个感测讯号至电源供应单元控制器120，使电源供应单元控制器120能够依据感测讯号来决定或调整第一顺序、第二顺序、第三顺序及第四顺序的一部或全部。

承上所述，本实施例中，电源供应单元控制器120系依据感测讯号来判断电源供应单元110的温度由低至高的一次序，并依据次序来决定或调整第一顺序、第二顺序、第三顺序及第四顺序的一部或全部，从而优先致能多个电源供应单元110中的温度低者及/或优先禁能电源供应单元110中的温度高者。举例来说，电源供应单元控制器120依据次序来决定或调整第一顺序，以依序致能第一电源供应单元112中温度最低者、温度次低者、温度第三低者…温度最高者；电源供应单元控制器120依据次序来决定或调整该第二顺序，以依序禁能第二电源供应单元114中温度最高者、温度次高者、温度第三高者…温度最低者；电源供应单元控制器120依据次序来决定或调整第三顺序，以依序致能第二电源供应单元114中温度最低者、温度次低者、温度第三低者…温度最高者；以及电源供应单元控制器120依据次序来决定或调整第四顺序，以依序禁能第一电源供应单元112中温度最高者、温度次高者、温度第三高者…温度最低者。请注意，本实施例中，电源供应单元控制器120可依感测讯号定时或实时更新该次序及/或被动地依使用者控制来依据感测讯号更新次序。

请注意，上述电源供应单元控制器120依次序决定或调整第一、第二、第三及/或第四顺序的方式仅为范例，本技术领域具有通常知识者能依本发明的范例的实施方式加以变化。例如电源供应单元控制器120可仅依次序决定或调整第一及第三顺序，亦即仅依次序决定第一电源供应单元112及第二电源供应单元114的致能顺序，而以随机或预定方式来决定或调整第二及第四方式；又例如电源供应单元控制器120依据次序所决定或调整的第一顺序系以随机或预定方式致能第一电源供应单元112中温度较低的半数，再以随机或预定方式致能温度较高的半数，从而避免相同或类似的致能顺序一再发生。由于可能的变化实施方式甚多，在此难以一一举列，但前揭内容已足以使本技术领域具有通常知识者思及各种均等实施方式。

请参阅图3，其是本发明的多相电源供应器的又一实施例示意图。图3的多相电源供应器300与图2所示的多相电源供应器200的主要差异在于：多相电源供应器300未将多个电源供应单元110区分为第一电源供应单元及第二电源供应单元。因此，电源供应单元控制器120是依据热传感器210所提供的多个感测讯号来判断电源供应单元110的温度高低，再依据电源供应单元110的温度由低至高的一次序来致能电源供应单元110的一第一部分或全部，从而优先致能电源供应单元110中的温度低者。举例来说，电源供应单元控制器120依据次序致能第一部分电源供应单元110中的温度最低者、温度次低者…温度最高者。

承上所述，本实施例中，电源供应单元控制器120在致能复电源供应单元110的第一部分的同时或之后，如原本电源供应单元110已有一第二部分被致能，电源供应单元控制器120可进一步参考次序来禁能第二部分的电源供应单元110，从而优先禁能当中温度高者。举例来说，电源供应单元控制器120依据次序禁能第二部分电源供应单元110中的温度最高者、温度次高者…温度最低者。

另外，于本发明的一较佳实施例中，图3的多个电源供应单元110中可定义出多个不相邻接的电源供应单元110，且电源供应单元控制器120可依据前述温度次序来优先致能不相邻接的电源供应单元110，然后再依据次序致能其它的电源供应单元110的一部或全部。

虽然本发明的实施例揭露如上所述，然并非用以限定本发明，任何熟习相关技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，举凡依本发明申请范围所述的形状、构造、特征及数量当可做些许的变更，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求所界定者为准。

Claims (7)

1.一种多相电源供应器，其特征在于，所述多相电源供应器包含：

多个电源供应单元，所述电源供应单元依据一预定顺序排列，并包含：

多个第一电源供应单元，任意二个所述第一电源供应单元彼此不相邻；以及

多个第二电源供应单元，任意二个所述第二电源供应单元彼此不相邻；以及

一电源供应单元控制器，所述电源供应单元控制器电性连接所述多个电源供应单元，并依据一第一顺序致能所述多个第一电源供应单元，此时所述电源供应单元控制器未致能或依据一第二顺序禁能所述多个第二电源供应单元的一部或全部。

2.如权利要求1所述的多相电源供应器，其特征在于，其中所述电源供应单元控制器依据所述第一顺序致能所述第一电源供应单元后，再依一第三顺序致能所述第二电源供应单元的一部或全部。

3.如权利要求2所述的多相电源供应器，其特征在于，其中当所述电源供应单元控制器依据所述第三顺序致能所述第二电源供应单元的一部或全部的同时或之后，所述电源供应单元控制器依据一第四顺序禁能所述第一电源供应单元的一部或全部。

4.如权利要求3所述的多相电源供应器，其特征在于，所述多相电源供应器进一步包含：

多个热传感器，分别实体连接所述电源供应单元，用来分别感测所述电源供应单元的发热情形，并据以产生多个感测讯号，其中所述电源供应单元控制器依据所述感测讯号来决定或调整所述第一顺序、所述第二顺序、所述第三顺序及所述第四顺序的至少其中之一。

5.如权利要求4所述的多相电源供应器，其特征在于，其中所述电源供应单元控制器依据所述感测讯号来判断所述电源供应单元的温度由低至高的一次序，并依据所述次序来决定或调整所述第一顺序、所述第二顺序、所述第三顺序及所述第四顺序的至少其中之一，以优先致能所述电源供应单元中的温度低者及/或优先禁能所述电源供应单元中的温度高者。

6.如权利要求1所述的多相电源供应器，其特征在于，所述多相电源供应器进一步包含：

多个热传感器，分别实体连接所述电源供应单元，用来分别感测所述电源供应单元的发热情形，并从而产生多个感测讯号，其中所述电源供应单元控制器依据所述感测讯号来决定或调整所述第一顺序。

7.如权利要求6所述的多相电源供应器，其特征在于，其中所述电源供应单元控制器依据所述感测讯号来判断所述电源供应单元的温度由低至高的一次序，并依据所述次序来决定或调整所述第一顺序，以优先致能所述电源供应单元中的温度低者。