CN103777069B - 多组电源功率量测系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种多组电源功率量测系统及其操作方法，该系统包含若干个感测装置、一多任务器以及一处理模块。每一该感测装置包含一检知电阻与一感测放大器。该操作方法包括步骤：提供若干个感测装置，每一该感测装置包含一检知电阻，其中该检知电阻一端电性连接一电源，另一端连接至一负载；接收该检知电阻两端的一电压差；将该电压差放大一倍率，以产生一感测放大电压；分别接收这些感测放大器所输出的这些感测放大电压。选择这些感测放大电压的其中之一；根据被选择的该感测放大电压，以计算被选择的该感测放大电压对应的该电源的输出功率。从而利用一多任务器同时连接多组电源，并通过外部选择信号的控制，以达到不同电源输出功率量测。

Description

多组电源功率量测系统及其操作方法

【技术领域】

本发明有关一种电源功率量测系统及其操作方法，尤指一种利用多任务器达到不同电源输出功率量测的多组电源功率量测系统及其操作方法。

【背景技术】

请参见图1，为先前技术一电源功率检测装置及其管理装置的电路方块示意图。该电源功率检测装置及其管理装置揭示于台湾新型M385003号专利。该电源功率检测装置10包含一输入电流检测器111、一输入电压检测器112及一数字微处理器12。该电源功率检测装置10运用于一计算机系统的电源功率检测，该计算机系统为图中所示的一负载2，由一电源端1经由一电力转换器21将交流电转变成一直流电输出，再经由一电源供应模块20变压至计算机系统所需要的直流电压，输入至计算机系统使用。通过该电源功率检测装置10，可精确量测该负载2与电源供应器实际的单一供电回路的耗电功率，并更进一步可精确量测若干个供电回路的耗电功率，通过通信总线的型式以提供给电源分析管理终端系统使用。

为检测本实施例的计算机系统的电源功率，使用检测一输入端电源电流IPI与一输入端直流电压IPV，并计算得到该电源端1经由该电源供应模块20转换成直流电供应给该负载2使用的供电回路的该电源供应模块20输入端的一耗电功率IPW，其中，上述IPW=IPI*IPV可计算输入端电功率。

该电源功率检测装置10主要由一输入检测模块11及一数字微处理器12所构成。其中，该输入检测模块11由该输入电流检测器111及该输入电压检测器112所组成。该输入电流检测器111与该电源端1与电力转换器21以串联连接，用以检测该电源端1与该电力转换器21之间供电回路的该输入端电源电流IPI，并输出该输入端电源电流IPI至该数字微处理器12。该输入电压检测器112与该电力转换器21以并联连接，用以检测该电源供应模块20的该输入端直流电压IPV，并输出该输入端直流电压IPV至该数字微处理器12。该数字微处理器12接收该输入端电源电流IPI信号与该输入端直流电压IPV以计算输入端功率IPW，并输出功率IPW数值的信号，在本实施例以通信总线方式输出至外界使用。

请参见图2，为先前技术一具有多数感应电阻量测电池单元电流量的装置的电路方块示意图。该以多数感应电阻量测电池单元电流量的装置揭示于台湾发明I301899号专利。该装置包含若干个电阻R1,R2,R3、一主芯片201、一多任务器202以及若干个开关S1,S2,S3。这些电阻R1,R2,R3以并联方式连接，用来量测电池单元C1,C2,C3,C4的电流。该主芯片201连接至这些电阻R1,R2,R3一电阻的两端并侦测并联电阻的电压，并根据所测得的电压以加总电流量。该多任务器202当该主芯片201加总的电流量超过一特定临界値时，则由该多任务器202选择其它电阻的其中之一。这些开关S1,S2,S3分别连接至这些电阻R1,R2,R3，并通过该多任务器202的一输出信号来控制这些开关S1,S2,S3的关闭或开启。因此，可防止各别侦测电阻产生的热量而造成周遭零件损坏的情形发生，并可进一步侦测到更精确的电流量。

这些电池单元C1,C2,C3,C4并联于这些电阻R1,R2,R3，并且电流会从这些电池单元C1,C2,C3,C4流向这些电阻R1,R2,R3。由于这些电池单元C1,C2,C3,C4并联至多数个电阻，且每个电阻分别具有不同电阻值，因此由这些电池单元C1,C2,C3,C4输出的电流会被分配流至各个电阻R1,R2,R3。首先，当来自电池单元C1,C2,C3,C4的电流流经电阻R1时，该主芯片201会侦测通过该电阻R1的电压，并加总为一电流量，此电流量经一段时间过后会达到一特定临界值。当由该电阻R1所测得的电流量达到上述的特定临界值时，则该主芯片201会通知该多任务器202去开启该该电阻R2的该开关S2。通过该主芯片201的通知，该多任务器202会开启该开关S2以导通该电阻R2。因此，来自这些电池单元C1,C2,C3,C4的电流则会被分配流入电阻R1,R2。该主芯片201会侦测通过电阻R1,R2的电压，并分别地加总电流量。同样地，此电流量经一段时间过后会达到一特定临界值。

当由电阻R1,R2所侦测得的电流量达到上述的特定临界值时，则该主芯片201会通知该多任务器202去开启该电阻R3的该开关S3。通过该主芯片201的通知，该多任务器202会开启该开关S3以导通该电阻R3。因此，本发明的量测电池单元中的电流量的装置不仅可以防止电阻产生的热量造成附近零件损坏的情形发生，并且可侦测获得更精确的电流量。

承上所述，台湾新型M385003号专利所揭示的该电源功率检测装置，可量测该负载与电源供应器实际的单一供电回路的耗电功率，甚至可进一步量测若干个供电回路的耗电功率；并且，台湾发明I301899专利所揭示的具有多数感应电阻量测电池单元电流量的装置，可通过该多任务器开启开关以导通电阻，可以防止电阻产生的热量造成附近零件损坏的情形发生，并且可侦测获得更精确的电流量。然而，上述两专利并无揭示如何设计出一种多组电源功率量测系统及其操作方法，利用一多任务器同时连接多组电源，并通过外部选择信号的控制，以达到不同电源输出功率量测，乃为本案创作人所欲行克服并加以解决的一大课题。

【发明内容】

本发明的一目的在于提供一种多组电源功率量测系统，以克服习知技术的问题。

因此本发明所述的多组电源功率量测系统以量测不同电源的输出功率，包含:

若干个感测装置，每一该感测装置包含：

一检知电阻，一端电性连接一电源，另一端连接至一负载；及

一感测放大器，接收该检知电阻两端的一电压差，并且将该电压差放大一倍率，以输出一感测放大电压；

一多任务器，具有若干个数据输入端、一数据输出端以及至少一数据选择端，这些数据输入端分别接收这些感测放大器所输出的这些感测放大电压；及

一处理模块，输出至少一选择信号至该至少一数据选择端，以控制该多任务器经由该数据输出端选择这些感测放大电压的其中之一，为该处理模块所接收；

其中，该处理模块根据所接收的该感测放大电压，以计算该感测放大电压对应的该电源的输出功率。

所述的多组电源功率量测系统，其中该处理模块为一嵌入式控制器(embedded controller,EC)。

所述的多组电源功率量测系统，其中该处理模块以查找表(lookup table)方式储存这些电源的电压值(Vs)、这些检知电阻的电阻值(Rs)以及这些倍率(Ga)。

所述的多组电源功率量测系统，其中该处理模块读取该查找表以分别计算每一该电源的输出功率(Wn)；

其中，该电源的输出功率、该多任务器所输出的该感测放大电压(Vm)、该倍率(Ga)、该检知电阻的电阻值(Rs)以及该电源的电压值(Vs)的关系式为：

Wn=[(Vm/Ga)/Rs]*Vs。

所述的多组电源功率量测系统，其中该处理模块包含：

一选择单元，输出该选择信号，以控制该多任务器输出这些感测放大电压的其中之一，为该选择单元所接收；及

一后端运算单元，接收该选择单元所提供的该感测放大电压，以计算该感测放大电压对应的该电源的输出功率。

所述的多组电源功率量测系统，其中该选择单元为一嵌入式控制器(embedded controller,EC)。

所述的多组电源功率量测系统，其中该后端运算单元以查找表(lookuptable)方式储存这些电源的电压值(Vs)、这些检知电阻的电阻值(Rs)以及这些倍率(Ga)。

所述的多组电源功率量测系统，其中该后端运算单元读取该查找表以分别计算每一该电源的输出功率(Wn)，该多任务器所输出的该感测放大电压(Vm)、该倍率(Ga)、该检知电阻的电阻值(R)以及该电源的电压值(Vs)的关系式为：

Wn=[(Vm/Ga)/Rs]*Vs。

所述的多组电源功率量测系统，其中该处理模块根据一系统频率(systemclock)控制该多任务器，以依序方式或随机方式分别接收这些感测放大电压。

所述的多组电源功率量测系统，其中该感测放大器为一差动放大器，并且该检知电阻为一微电阻(current resistor)，该感测放大器以接收该微电阻两端的电压差，并且将该电压差放大为该感测放大电压。

所述的多组电源功率量测系统，其中该处理模块具有一模拟数字转换单元，以数字化该处理模块所接收的该感测放大电压。

所述的多组电源功率量测系统，其中该处理模块具有至少一通用型输出接脚(general purpose output pin)，以输出该至少一选择信号至该数据选择端，以控制该多任务器经由该数据输出端输出该感测放大电压。

所述的多组电源功率量测系统，其中该至少一通用型输出接脚所产生该至少一选择信号的数量与这些电源的数量匹配，并且该至少一选择信号为二进制的数字信号，以控制该多任务器经由该数据输出端输出该感测放大电压。

本发明的另一目的在于提供一种多组电源功率量测系统的操作方法，以克服习知技术的问题。

因此本发明所述的多组电源功率量测系统的操作方法包含下列步骤：提供若干个感测装置，每一该感测装置包含一检知电阻，其中该检知电阻一端电性连接一电源，另一端连接至一负载。接收该检知电阻两端的一电压差。将该电压差放大一倍率，以产生一感测放大电压。分别接收这些感测放大器所输出的这些感测放大电压。选择这些感测放大电压的其中之一。根据被选择的该感测放大电压，以计算被选择的该感测放大电压对应的该电源的输出功率。

所述的多组电源功率量测系统操作方法，其中该选择这些感测放大电压的其中之一的步骤由一嵌入式控制器(embedded controller,EC)执行。

所述的多组电源功率量测系统的操作方法，其中该计算该感测放大电压对应的该电源的输出功率的步骤中，还包含：

读取一查找表(lookup table)，以查得被选择的该感测放大电压(Vm)、该倍率(Ga)、该检知电阻的电阻值(R)以及该电源的电压值(Vs)；

计算每一该电源的输出功率(Wn)；

其中，该电源的输出功率(Wn)、被选择的该感测放大电压(Vm)、该倍率(Ga)、该检知电阻的电阻值(Rs)以及该电源的电压值(Vs)的关系式为：

Wn=[(Vm/Ga)/Rs]*Vs。

所述的多组电源功率量测系统的操作方法，其中该分别接收这些感测放大器所输出的这些感测放大电压的步骤中，根据一系统频率(system clock)，以依序方式或随机方式分别接收这些感测放大电压。

所述的多组电源功率量测系统的操作方法，其中该检知电阻为一微电阻(current resistor)。

所述的多组电源功率量测系统的操作方法，其中该计算该感测放大电压对应的该电源的输出功率的步骤中，还包含数字化被选择的该感测放大电压。

相较于现有技术，本发明具有下列特征与优点：

1、利用该多任务器的多对一(n-to-1)电路特性，同时连接多组电源Vs1～Vsn，并通过外部选择信号的控制，以提供n组不同电源的输出功率量测；

2、通过扩充该多任务器的该数据输入端Di1～Din与该数据选择端Ds1～Dsn，以及该处理模块的该通用型输出接脚(GPO)，即可增加该电源Vs1～Vsn输出功率量测的数量；

3、利用该感测放大器将该检知电阻Rsn(微电阻)两端电压差放大约数十倍，并且再转换为单一电压输出，可避免电压值在传输过程中受到微小的电压差干扰；

4、利用该处理模块为一嵌入式控制器(embedded controller,EC)，配合该多任务器选择这些感测放大电压的其中之一，如此仅需要使用一组模拟数字转换信号即可达到多组电源功率量测；

5、通过提高该模拟数字转换单元的位数(bits)以提高更精密分辨率读取；

6、该处理模块可根据一系统频率(system clock)控制该多任务器，以依序方式或随机方式分别接收这些感测放大电压Vo1～Vo；及

7、根据这些各别所计算出的输出功率W1～Wn，除了可获得这些电源Vs1～Vsn提供给所对应的这些负载Ld1～Ldn的各别输出功率W1～Wn外，亦可通过加总这些各别输出功率W1～Wn，以获得整个系统的总输出功率。

【附图说明】

图1为先前技术一电源功率检测装置及其管理装置的电路方块示意图；

图2为先前技术一具有多数感应电阻量测电池单元电流量的装置的电路方块示意图；

图3为本发明多组电源功率量测系统的一感测装置的电路方块示意图；

图4为本发明多组电源功率量测系统的电路方块示意图；

图5为本发明多组电源功率量测系统的一处理模块第一实施例的电路方块示意图；

图6为本发明多组电源功率量测系统的该处理模块第二实施例的电路方块示意图；

图7为本发明多组电源功率量测系统的一感测放大器第一实施例的电路图；

图8为本发明多组电源功率量测系统的该感测放大器第二实施例的电路图；

图9为本发明多组电源功率量测系统操作方法的流程图。

【具体实施方式】

请参见图3，为本发明多组电源功率量测系统的一感测装置的电路方块示意图。每一该感测装置10包含一检知电阻Rs与一感测放大器102。该检知电阻Rs一端电性连接该电源Vs，另一端连接至一负载Ld。该感测放大器102接收该检知电阻Rs两端的一电压差(voltage difference)，其中，该感测放大器102接收一第一输入电压Vi1(为该检知电阻Rs一端的点电压)与一第二输入电压Vi2(为该检知电阻Rs另一端的点电压)，因此，该检知电阻Rs两端的该电压差大小为(Vi1-Vi2)。再者，该感测放大器102将该电压差(Vi1-Vi2)放大一倍率Ga，以输出一感测放大电压Vo，亦即，该感测放大电压Vo=(Vi1-Vi2)*Ga。至于该感测放大器102不同实施态样的说明请配合参见图7与图8于后文详述之。

请参见图4，为本发明多组电源功率量测系统的电路方块示意图。该多组电源功率量测系统以量测不同电源的输出功率，并且包含若干个感测装置10_1～10_n、一多任务器20以及一处理模块30。承上所述，每一该感测装置10_1～10_n包含所对应的检知电阻Rs1～Rsn以及感测放大器102_1～102_n。其中，每一该检知电阻Rs1～Rsn为一微电阻(current resistor)，并且一端电性连接所对应的电源Vs1～Vsn，另一端连接至所对应的负载Ld1～Ldn，亦即，该电源功率量测系统能够提供最多n组不同电源的输出功率量测。因此，这些感测装置10_1～10_n分别接收这些检知电阻Rs1～Rsn两端的一电压差，并且将这些电压差分别放大一倍率Ga1～Gan，以输出所对应的这些感测放大电压Vo1～Von。值得一提，由于这些检知电阻Rs1～Rsn为微电阻，其阻值极小于这些负载Ld1～Ldn的阻值，因此可提供做为电流检知之用。该多任务器20具有若干个数据输入端Di1～Din、一数据输出端Do以及至少一数据选择端Ds1～Dsm。这些数据输入端Di1～Din分别对应接收这些感测放大器102_1～102_n所输出的这些感测放大电压Vo1～Von。

该处理模块30输出至少一选择信号Ss1～Ssm至该至少一数据选择端Ds1～Dsm，以控制该多任务器20经由该数据输出端Do输出这些感测放大电压Vo1～Von的其中之一，为该处理模块30所接收。其中，该处理模块30根据所接收的这些感测放大电压Vo1～Von，以计算这些感测放大电压Vo1～Von所对应的这些电源Vs1～Vsn的输出功率。值得一提，该处理模块30具有一模拟数字转换单元(配合参见图5与图6)，以数字化该处理模块30所接收的这些感测放大电压Vo1～Von。并且，该处理模块30具有至少一通用型输出接脚(general purposeoutput pin)Po1～Pom，以输出该至少一选择信号Ss1～Ssm至该数据选择端Ds1～Dsm，以控制该多任务器20经由该数据输出端Do输出这些感测放大电压Vo1～Von。再者，其中该至少一通用型输出接脚Po1～Pom所产生该至少一选择信号Ss1～Ssm的数量与这些电源Vs1～Vsn的数量匹配，并且该至少一选择信号Ss1～Ssm为二进制的数字信号，以控制该多任务器20经由该数据输出端Do输出这些感测放大电压Vo1～Von。值得一提，上述所谓这些选择信号Ss1～Ssm的数量与这些电源Vs1～Vsn的数量匹配的意指：若该电源功率量测系统能够提供最多n组不同电源的输出功率量测，假设n=8，意指该多任务器20具有八个数据输入端Di1～Di8、一个数据输出端Do以及三个数据选择端Ds1～Ds3，亦即该多任务器20为一个8对1多任务器。因此，该处理模块30具有三个通用型输出接脚Po1～Po3，以输出三个选择信号Ss1～Ss3至这些数据选择端Ds1～Ds3，以控制该多任务器20经由该数据输出端Do输出这些感测放大电压Vo1～Vo8的其中之一。简言之，上述组件标号的参数m与n两者关系为：n=2^m。同样地，若该电源功率量测系统能够提供n=16组不同电源的输出功率量测，则该多任务器20具有十六个数据输入端Di1～Di16、一个数据输出端Do以及四个数据选择端Ds1～Ds4，亦即该多任务器20为一个16对1多任务器。因此，该处理模块30具有四个通用型输出接脚Po1～Po4，以输出四个选择信号Ss1～Ss4至这些数据选择端Ds1～Ds4，以控制该多任务器20经由该数据输出端Do输出这些感测放大电压Vo1～Vo16的其中之一。换言之，若这些电源Vs1～Vsn的数量为5～8组时，这些选择信号Ss1～Ssm的数量为3，若这些电源Vs1～Vsn的数量为9～16组时，这些选择信号Ss1～Ssm的数量为4，依此类推，使得这些选择信号Ss1～Ssm的数量与这些电源Vs1～Vsn的数量匹配。

至于该处理模块30不同实施态样的说明，以及这些电源Vs1～Vsn的输出功率计算方式，请配合参见图5与图6于后文详述之。请参见图5，为本发明多组电源功率量测系统的一处理模块第一实施例的电路方块示意图。该处理模块30为一嵌入式控制器(embedded controller,EC)，并且，该处理模块30包含一模拟数字转换单元(analog-to-digital converter,ADC)302、一储存单元304以及一计算单元306。其中，该处理模块30以查找表(lookup table)方式，通过该储存单元304储存这些电源的电压值Vs1～Vsn、这些检知电阻的电阻值Rs1～Rsn以及这些倍率Ga1～Gan。该模拟数字转换单元302接收该多任务器20的该数据输出端Do所输出这些模拟感测放大电压Vo1～Von的其中之一，并且将这些模拟感测放大电压Vo1～Von分别转换为所对应的这些数字感测放大电压Vd1～Vdn，然后再传送至该计算单元306。此外，该计算单元306根据该模拟数字转换单元302所传送这些数字感测放大电压Vd1～Vdn的其中之一，对应地读取该储存单元304内查找表所储存这些电源的电压值Vs1～Vsn、这些检知电阻的电阻值Rs1～Rsn以及这些倍率Ga1～Gan，以分别计算每一该电源Vs1～Vsn的输出功率W1～Wn。值得一提，这些电源的输出功率W1～Wn、该多任务器20所输出的这些数字感测放大电压Vd1～Vdn、这些倍率Ga1～Gan、这些检知电阻的电阻值Rs1～Rsn以及这些电源的电压值Vs1～Vsn的关系式为：

Wn=[(Vdn/Gan)/Rsn]*Vsn，其中输出功率Wn、数字感测放大电压Vdn、倍率Gan及检知电阻的电阻值Rsn对应至第n组电源Vsn，数值n为一正整数。其中，[(Vdn/Gan)/Rsn]表示流经该检知电阻Rsn的电流值。

为方便说明，在下文将以合理的假设数据说明该多组电源功率量测系统提供n组不同电源的输出功率量测的操作。假设有八组不同电源Vs1～Vs8操作，因此，该多组电源功率量测系统对应提供八个感测装置10_1～10_8，每一这些感测装置10_1～10_8分别接收这些检知电阻Rs1～Rs8两端的一电压差，并且将这些电压差分别放大一倍率Ga1～Ga8，以输出所对应的这些感测放大电压Vo1～Vo8。再者，该多任务器20具有八个数据输入端Di1～Di8、一数据输出端Do以及三个数据选择端Ds1～Ds3。这些数据输入端Di1～Di8分别接收这些感测放大器102_1～102_8所输出的这些感测放大电压Vo1～Vo8。该处理模块30输出三个选择信号Ss1～Ss3至该三个数据选择端Ds1～Ds3，以控制该多任务器20经由该数据输出端Do输出这些感测放大电压Vo1～Vo8的其中之一，为该处理模块30所接收。该处理模块30通过该储存单元304储存八个电源的电压值Vs1～Vs8、八个检知电阻的电阻值Rs1～Rs8以及八个倍率Ga1～Ga8。该模拟数字转换单元302接收该多任务器20的该数据输出端Do所输出这些模拟感测放大电压Vo1～Vo8的其中之一，并且将这些模拟感测放大电压Vo1～Vo8分别转换为所对应的这些数字感测放大电压Vd1～Vd8，然后再传送至该计算单元306。此外，该计算单元306根据该模拟数字转换单元302所传送该数字感测放大电压Vd1～Vd8的其中之一，对应地读取该储存单元304内查找表所储存这些电源的电压值Vs1～Vs8、这些检知电阻的电阻值Rs1～Rs8以及这些倍率Ga1～Ga8，以分别计算该八个电源Vs1～Vs8的输出功率W1～W8。

假设该储存单元304内查找表所储存参数数据如下：

此外，承上所述，该处理模块30输出三个选择信号Ss1～Ss3，以控制该多任务器20输出这些感测放大电压Vo1～Vo8的其中之一，因此，该三个选择信号Ss1～Ss3与这些感测放大电压Vo1～Vo8的对应关系，以及该计算单元306所接收到这些数字感测放大电压Vd1～Vd8分别为：

因此，该计算单元306根据Wn=[(Vdn/Gan)/Rsn]*Vsn的关系式计算这些电源Vs1～Vs8的输出功率W1～W8：

值得一提，该处理模块30根据一系统频率(system clock)控制该多任务器20，以依序方式或随机方式分别接收这些感测放大电压Vo1～Von。亦即，该处理模块30可通过系统频率计数，以毫秒(ms)的时间，配合该三个选择信号Ss1～Ss3分别从000变化为111，依序地接收这些感测放大电压Vo1～Vo8；亦或，以随机方式的方式输出该三个选择信号Ss1～Ss3的位变化，仍可达到以随机方式接收这些感测放大电压Vo1～Vo8。换言之，当该三个选择信号Ss1～Ss3分别为010时，表示该多任务器20输出该模拟感测放大电压Vo3为3.2伏特，再通过数字化该模拟感测放大电压Vo3可得到该数字感测放大电压Vd3，进而通过该计算单元306计算出该电源Vs3的输出功率W3为6.4瓦特。同理，当该三个选择信号Ss1～Ss3分别为110时，表示该多任务器20输出该模拟感测放大电压Vo7为1.2伏特，再通过数字化该模拟感测放大电压Vo7可得到该数字感测放大电压Vd3，进而通过该计算单元306计算出该电源Vs7的输出功率W7为5.76瓦特。依此类推，在此不再赘述。值得一提，根据这些各别所计算出的输出功率W1～Wn除了可获得这些电源Vs1～Vsn提供给所对应的这些负载Ld1～Ldn的各别输出功率W1～Wn外，亦可通过加总这些各别输出功率W1～Wn，以获得整个系统的总输出功率。

请参见图6，为本发明多组电源功率量测系统的该处理模块第二实施例的电路方块示意图。该处理模块30包含一选择单元310与一后端运算单元320。该选择单元310为一嵌入式控制器(embedded controller,EC)，并且包含一模拟数字转换单元(analog-to-digital converter,ADC)312。该后端运算单元320包含一后端储存单元322与一后端计算单元324。该选择单元310输出该选择信号Ss1～Ssm，以控制该多任务器20输出这些感测放大电压Vo1～Von的其中之一，为该选择单元310所接收。该模拟数字转换单元312接收该多任务器20的该数据输出端Do所输出这些模拟感测放大电压Vo1～Von的其中之一，并且将这些模拟感测放大电压Vo1～Von分别转换为所对应的这些数字感测放大电压Vd1～Vdn，然后再传送至该后端运算单元320的该后端计算单元324。此外，该处理模块30以查找表(lookup table)方式，通过该后端运算单元320的该后端储存单元322储存这些电源的电压值Vs1～Vsn、这些检知电阻的电阻值Rs1～Rsn以及这些倍率Ga1～Gan。再者，该后端计算单元324根据该模拟数字转换单元312所传送这些数字感测放大电压Vd1～Vdn的其中之一，对应地读取该后端储存单元322内查找表所储存这些电源的电压值Vs1～Vsn、这些检知电阻的电阻值Rs1～Rsn以及这些倍率Ga1～Gan，以分别计算每一这些电源Vs1～Vsn的输出功率W1～Wn。值得一提，这些电源的输出功率W1～Wn、该多任务器20所输出的这些数字感测放大电压Vd1～Vdn、这些倍率Ga1～Gan、这些检知电阻的电阻值Rs1～Rsn以及这些电源的电压值Vs1～Vsn的关系式为：

Wn=[(Vdn/Gan)/Rsn]*Vsn，其中输出功率Wn、数字感测放大电压Vdn、倍率Gan及检知电阻的电阻值Rsn对应至第n组电源Vsn，数值n为一正整数。其中，[(Vdn/Gan)/Rsn]表示流经该检知电阻Rsn的电流值。

为方便说明，在下文将以合理的假设数据说明该多组电源功率量测系统提供n组不同电源的输出功率量测的操作。假设有四组不同电源Vs1～Vs4操作，因此，该多组电源功率量测系统对应提供四个感测装置10_1～10_4，每一这些感测装置10_1～10_4分别接收这些检知电阻Rs1～Rs4两端的一电压差，并且将这些电压差分别放大一倍率Ga1～Ga4，以输出所对应的这些感测放大电压Vo1～Vo4。再者，该多任务器20具有四个数据输入端Di1～Di4、一数据输出端Do以及两个数据选择端Ds1～Ds2。这些数据输入端Di1～Di4分别接收这些感测放大器102_1～102_4所输出的这些感测放大电压Vo1～Vo4。该处理模块30输出两个选择信号Ss1～Ss2至该两个数据选择端Ds1～Ds2，以控制该多任务器20经由该数据输出端Do输出这些感测放大电压Vo1～Vo4的其中之一，为该处理模块30所接收。该处理模块30通过该后端储存单元322储存四个电源的电压值Vs1～Vs4、四个检知电阻的电阻值Rs1～Rs4以及四个倍率Ga1～Ga4。该模拟数字转换单元312接收该多任务器20的该数据输出端Do所输出该模拟感测放大电压Vo1～Vo4的其中之一，并且将这些模拟感测放大电压Vo1～Vo4分别转换为所对应的这些数字感测放大电压Vd1～Vd4，然后再传送至该后端计算单元324。此外，该后端计算单元324根据该模拟数字转换单元312所传送这些数字感测放大电压Vd1～Vd4的其中之一，对应地读取该后端储存单元322内查找表所储存这些电源的电压值Vs1～Vs4、这些检知电阻的电阻值Rs1～Rs4以及这些倍率Ga1～Ga4，以分别计算该四个电源Vs1～Vs4的输出功率W1～W4。

假设该后端储存单元322内查找表所储存参数数据如下：

此外，承上所述，该处理模块30输出两个选择信号Ss1～Ss2，以控制该多任务器20输出这些感测放大电压Vo1～Vo4的其中之一，因此，该两个选择信号Ss1～Ss2与这些感测放大电压Vo1～Vo4的对应关系，以及该后端计算单元324所接收到这些数字感测放大电压Vd1～Vd4分别为：

因此，该计算单元306根据Wn=[(Vdn/Gan)/Rsn]*Vsn的关系式计算这些电源Vs1～Vs4的输出功率W1～W4：

值得一提，该处理模块30根据一系统频率(system clock)控制该多任务器20，以依序方式或随机方式分别接收这些感测放大电压Vo1～Von。亦即，该处理模块30可通过系统频率计数，以毫秒(ms)的时间，配合该两个选择信号Ss1～Ss2分别从00变化为11，依序地接收这些感测放大电压Vo1～Vo4；亦或，以随机方式的方式输出该两个选择信号Ss1～Ss2的位变化，仍可达到以随机方式接收这些感测放大电压Vo1～Vo4。换言的，当该两个选择信号Ss1～Ss2分别为01时，表示该多任务器20输出该模拟感测放大电压Vo2为2.7伏特，再通过数字化该模拟感测放大电压Vo2可得到该数字感测放大电压Vd2，进而通过该后端计算单元324计算出该电源Vs2的输出功率W2为8.91瓦特。同理，当该两个选择信号Ss1～Ss2分别为11时，表示该多任务器20输出该模拟感测放大电压Vo4为2.1伏特，再通过数字化该模拟感测放大电压Vo4可得到该数字感测放大电压Vd4，进而通过该计算单元306计算出该电源Vs4的输出功率W4为6.93瓦特。依此类推，在此不再赘述。值得一提，根据这些各别所计算出的输出功率W1～Wn除了可获得这些电源Vs1～Vsn提供给所对应的这些负载Ld1～Ldn的各别输出功率W1～Wn外，亦可通过加总这些各别输出功率W1～Wn，以获得整个系统的总输出功率。

此外，该感测放大器102为一差动形式的放大器。请参见图7，为本发明多组电源功率量测系统的一感测放大器第一实施例的电路图。该感测放大器102包含一电压随耦器(voltage follower)1022与一反相放大器(invertingamplifier)1024。该电压随耦器1022亦称为单位增益缓冲器(unity-gainbuffer)，接收该第一输入电压Vi1与该第二输入电压Vi2，并且提供一输出电压Vof大小为Vof=Vi2-Vi1之值。该反相放大器1024由一运算放大器(未标示)、一第一电阻R1以及一第二电阻R2所组成，其中，该第一电阻R1连接该电压随耦器1022的输出端与该运算放大器的反相输入端之间。该第二电阻R2连接该运算放大器的反相输入端与该运算放大器的输出端之间，并且该运算放大器的非反相输入端接地，如此以形成该反相放大器1024的电路架构。该运算放大器的反相输入端接收该输出电压Vof，并且提供一输出电压Vo大小为Vo=(Vi1-Vi2)*(R2/R1)之值。如上所述，该感测放大器102接收该检知电阻Rs两端的该电压差，并且将该电压差放大该倍率Ga，以输出该感测放大电压Vo。其中，该电压差为(Vi1-Vi2)、该倍率Ga为R2/R1以及该感测放大电压为Vo=(Vi1-Vi2)*(R2/R1)。

请参见图8，为本发明多组电源功率量测系统的该感测放大器第二实施例的电路图。该感测放大器102为一差动放大器(differential amplifier)1026。该差动放大器1026由一运算放大器(未标示)、两个第三电阻R3以及两个第四电阻R4所组成，其中，两个第三电阻R3分别连接该运算放大器的反相输入端与非反相输入端，并接收该第一输入电压Vi1与该第二输入电压Vi2。一个第四电阻R4连接该运算放大器的反相输入端与该运算放大器的输出端之间，并且另一个第四电阻R4连接该运算放大器的非反相输入端与接地端之间，如此以形成该差动放大器1026的电路架构。该差动放大器1026提供一输出电压Vo大小为Vo=(Vi1-Vi2)*(R4/R3)之值。如上所述，该感测放大器102接收该检知电阻Rs两端的该电压差，并且将该电压差放大该倍率Ga，以输出该感测放大电压Vo。其中，该电压差为(Vi1-Vi2)、该倍率Ga为R4/R3以及该感测放大电压为Vo=(Vi1-Vi2)*(R4/R3)。

请参见图9，为本发明多组电源功率量测系统操作方法的流程图。本发明所述的多组电源功率量测系统的操作方法包含下列步骤：提供若干个感测装置(S10)，每一该感测装置包含一检知电阻，其中该检知电阻为一微电阻(currentresistor)，并且该检知电阻一端电性连接一电源，另一端连接至一负载。每一该感测装置还包含一感测放大器，该感测放大器接收该检知电阻两端的一电压差(S20)。其中，该感测放大器接收一第一输入电压Vi1(为该检知电阻一端的点电压)与一第二输入电压Vi2(为该检知电阻另一端的点电压)，因此，该检知电阻两端的该电压差大小为(Vi1-Vi2)。再者，该感测放大器将该电压差(Vi1-Vi2)放大一倍率Ga，以输出一感测放大电压(S30)，亦即，该感测放大电压Vo=(Vi1-Vi2)*Ga。然后，通过一多任务器，该多任务器具有若干个数据输入端、一数据输出端以及至少一数据选择端。这些数据输入端分别接收这些感测放大器所输出的这些感测放大电压(S40)。值得一提，该处理模块根据一系统频率(system clock)控制该多任务器，以依序方式或随机方式分别接收这些感测放大电压。接着，通过一处理模块，该处理模块输出至少一选择信号至该至少一数据选择端，以控制该多任务器经由该数据输出端选择这些感测放大电压的其中之一，为该处理模块所接收(S50)，并且，该处理模块数字化被选择的该感测放大电压，可得到一数字感测放大电压。其中，该处理模块为一嵌入式控制器(embedded controller,EC)。并且，该处理模块根据所接收的该感测放大电压，以计算该感测放大电压所对应的该电源的输出功率(S60)。值得一提，该处理模块读取一查找表(lookup table)，以查得该数字感测放大电压(Vdn)、该倍率(Ga)、该检知电阻的电阻值(Rs)以及该电源的电压值(Vs)，进而计算每一该电源的输出功率(Wn)。其中，该电源的输出功率(Wn)、该数字感测放大电压(Vdn)、该倍率(Ga)、该检知电阻的电阻值(Rs)以及该电源的电压值(Vs)的关系式为：

Wn=[(Vdn/Gan)/Rsn]*Vsn，其中输出功率Wn、数字感测放大电压Vdn、倍率Gan及检知电阻的电阻值Rsn对应至第n组电源Vsn，数值n为一正整数。其中，[(Vdn/Gan)/Rsn]表示流经该检知电阻Rsn的电流值。然而，上述该处理模块所提供的数字化处理，仅为对被选择的该感测放大电压所实行的信号处理方式，但不以此为限，亦即，被选择的该感测放大电压可通过模拟方式进行处理。值得一提，根据这些各别所计算出的输出功率除了可获得这些电源提供给所对应的这些负载的各别输出功率外，亦可通过加总这些各别输出功率，以获得整个系统的总输出功率。故此，可通过执行上述这些操作步骤，以量测不同电源的输出功率。

Claims (19)

1.一种多组电源功率量测系统，以量测不同电源的输出功率，其特征在于，其包含：

若干个感测装置，每一该感测装置包含：

一检知电阻，一端电性连接一电源，另一端连接至一负载；及

一感测放大器，接收该检知电阻两端的一电压差，并且将该电压差放大一倍率，以输出一感测放大电压；

该多组电源功率量测系统还包括一多任务器，具有若干个数据输入端、一数据输出端以及至少一数据选择端，这些数据输入端分别接收这些感测放大器所输出的这些感测放大电压；及

一处理模块，输出至少一选择信号至该至少一数据选择端，以控制该多任务器经由该数据输出端选择这些感测放大电压的其中之一，为该处理模块所接收；

其中，该处理模块根据所接收的该感测放大电压，以计算该感测放大电压对应的该电源的输出功率。

2.如权利要求1所述的多组电源功率量测系统，其特征在于，该处理模块为一嵌入式控制器。

3.如权利要求2所述的多组电源功率量测系统，其特征在于，该处理模块以查找表方式储存这些电源的电压值Vs、这些检知电阻的电阻值Rs以及这些倍率Ga。

4.如权利要求3所述的多组电源功率量测系统，其特征在于，该处理模块读取该查找表以分别计算每一该电源的输出功率Wn；

其中，该电源的输出功率Wn、该多任务器所输出的该感测放大电压Vm、该倍率Ga、该检知电阻的电阻值Rs以及该电源的电压值Vs的关系式为：

Wn＝[(Vm/Ga)/Rs]*Vs。

5.如权利要求1所述的多组电源功率量测系统，其特征在于，该处理模块包含：

一选择单元，输出该选择信号，以控制该多任务器输出这些感测放大电压的其中之一，为该选择单元所接收；及

一后端运算单元，接收该选择单元所提供的该感测放大电压，以计算该感测放大电压对应的该电源的输出功率。

6.如权利要求5所述的多组电源功率量测系统，其特征在于，该选择单元为一嵌入式控制器。

7.如权利要求5所述的多组电源功率量测系统，其特征在于，该后端运算单元以查找表方式储存这些电源的电压值Vs、这些检知电阻的电阻值Rs以及这些倍率Ga。

8.如权利要求7所述的多组电源功率量测系统，其特征在于，该后端运算单元读取该查找表以分别计算每一该电源的输出功率Wn，该多任务器所输出的该感测放大电压Vm、该倍率Ga、该检知电阻的电阻值Rs以及该电源的电压值Vs的关系式为：

Wn＝[(Vm/Ga)/Rs]*Vs。

9.如权利要求1所述的多组电源功率量测系统，其特征在于，该处理模块根据一系统频率控制该多任务器，以依序方式或随机方式分别接收这些感测放大电压。

10.如权利要求1所述的多组电源功率量测系统，其特征在于，该感测放大器为一差动放大器，并且该检知电阻为一微电阻，该感测放大器以接收该微电阻两端的电压差，并且将该电压差放大为该感测放大电压。

11.如权利要求1所述的多组电源功率量测系统，其特征在于，该处理模块具有一模拟数字转换单元，以数字化该处理模块所接收的该感测放大电压。

12.如权利要求1所述的多组电源功率量测系统，其特征在于，该处理模块具有至少一通用型输出接脚，以输出该至少一选择信号至该数据选择端，以控制该多任务器经由该数据输出端输出该感测放大电压。

13.如权利要求12所述的多组电源功率量测系统，其特征在于，该至少一通用型输出接脚所产生该至少一选择信号的数量与这些电源的数量匹配，并且该至少一选择信号为二进制的数字信号，以控制该多任务器经由该数据输出端输出该感测放大电压。

14.一种多组电源功率量测系统的操作方法，以量测不同电源的输出功率，其特征在于，包含下列步骤：

提供若干个感测装置，每一该感测装置包含一检知电阻，其中该检知电阻一端电性连接一电源，另一端连接至一负载；

接收该检知电阻两端的一电压差；

将该电压差放大一倍率，以产生一感测放大电压；

分别接收这些感测放大器所输出的这些感测放大电压；

选择这些感测放大电压的其中之一；及

根据被选择的该感测放大电压，以计算被选择的该感测放大电压对应的该电源的输出功率。

15.如权利要求14所述的多组电源功率量测系统的操作方法，其特征在于，该选择这些感测放大电压的其中之一的步骤由一嵌入式控制器执行。

16.如权利要求14所述的多组电源功率量测系统的操作方法，其特征在于，该计算该感测放大电压对应的该电源的输出功率的步骤中，还包含：

读取一查找表，以查得被选择的该感测放大电压Vm、该倍率Ga、该检知电阻的电阻值Rs以及该电源的电压值Vs；

计算每一该电源的输出功率Wn；

其中，该电源的输出功率Wn、被选择的该感测放大电压Vm、该倍率Ga、该检知电阻的电阻值Rs以及该电源的电压值Vs的关系式为：

Wn＝[(Vm/Ga)/Rs]*Vs。

17.如权利要求14所述的多组电源功率量测系统的操作方法，其特征在于，该分别接收这些感测放大器所输出的这些感测放大电压的步骤中，根据一系统频率，以依序方式或随机方式分别接收这些感测放大电压。

18.如权利要求14所述的多组电源功率量测系统的操作方法，其特征在于，该检知电阻为一微电阻。

19.如权利要求14所述的多组电源功率量测系统的操作方法，其特征在于，该计算该感测放大电压对应的该电源的输出功率的步骤中，还包含数字化被选择的该感测放大电压。