CN104391556A - 电源保护装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种电源保护装置与方法,该电源保护装置包含电源供应器、电源管理单元与信号发送单元。电源供应器,提供直流输入电压。电源管理单元,接收直流输入电压;当该直流输入电压对应的判断电压大于设定电压时,该电源管理单元进入启动状态并输出供应电压。信号发送单元,接收来自该电源管理单元的该供应电压作为电源之后,当在赋能时间内发送控制信号至该电源管理单元,则该电源管理单元将该直流输入电压转换为待开机电源输出电压,并且提供待开机电源输出电压;当该电源管理单元未在该赋能时间之内接收到该控制信号时,进入关闭状态。

Description

电源保护装置及方法
技术领域
本发明是有关一种电路保护技术,且特别是有关于一种电源保护装置与电源保护方法。
背景技术
电源供应对服务器系统的重要性不言而喻,服务器系统当中通常需要多种待开机电源供给,例如p12v_stby、p5v_stby与p3v3_stby等,也需要多种直流电源供给,例如p12v、p5v与p3v3等,因此系统当中电压转换电路,便是维持系统正常稳定运作的重要因素之一。除了供应正确的电压至系统以外,电压输出的时间点控制也是不可或缺的一环;若在错误的时间点供应电压,可能导致漏电、运作错误,甚至对整个系统造成不可回复的损坏,因此控制电压输出的时间点以保护系统成为该相关领域重要的课题。
发明内容
为了对电压输出进行控制,本发明提供一种电源保护装置及方法。
本发明的电源保护装置,包含电源供应器、电源管理单元与信号发送单元。电源供应器,提供直流输入电压。电源管理单元,接收该直流输入电压;当该直流输入电压对应的一判断电压大于一设定电压时,该电源管理单元进入启动状态,输出一供应电压并开始计算一赋能时间。信号发送单元,接收来自该电源管理单元的该供应电压作为电源,当在该赋能时间内发送一控制信号至该电源管理单元,则该电源管理单元将该直流输入电压转换为一待开机电源输出电压,并且提供该待开机电源输出电压;当该电源管理单元未在该赋能时间之内接收到该控制信号时,则进入关闭状态。
本发明的一实施例中,该电源管理单元为一电子熔丝(Efuse)电路;该信号发送单元为复杂可编程逻辑器件。
本发明的一实施例中,电源保护装置更包含分压电路,与该电源管理单元耦接,以决定该设定电压。
本发明的一实施例中,该设定电压为5.5伏特。
本发明的一实施例中,电源保护装置更包含预备信号发送单元,发送一预备信号至该复杂可编程逻辑器件。该复杂可编程逻辑器件,接收该预备信号发送单元发送的一预备信号以进入预备状态;该复杂可编程逻辑器件未进入预备状态时,停止接收该供应电压与发送该控制信号。
本发明的另一实施例是提供一种电源保护方法,其包含以下步骤:(a)接收一电源供应器提供的一直流输入电压;(b)当该直流输入电压对应的一判断电压大于一设定电压时,进入启动状态,输出一供应电压至一信号发送单元并开始计算一赋能时间;(c)当在该赋能时间内接收到该信号发送单元发送的一控制信号,则将该直流输入电压转换为一待开机电源输出电压,并且提供一待开机电源输出电压;(d)当未在该赋能时间之内接收到该控制信号时,则进入关闭状态。
本发明的一实施例中,电源保护方法更包含:透过一电子熔丝电路将该直流输入电压转换为该待开机电源输出电压;其中该信号发送单元为一复杂可编程逻辑器件。
本发明的一实施例中,电源保护方法更包含:藉由分压方式以决定该设定电压。
本发明的一实施例中,该设定电压为5.5伏特。
本发明的一实施例中,电源保护方法更包含:经由一预备信号发送单元发送一预备信号;透过该复杂可编程逻辑器件接收一预备信号以进入预备状态;当该复杂可编程逻辑器件未进入预备状态时,停止接收该供应电压与发送该控制信号。
综上所述,本发明以改善电压输出方式出发点,以一赋能时间内发出的控制信号或者进一步再配合一预备信号以决定是否提供待开机电源输出电压,避免直流输入电压达某一定值之后立即提供待开机电源输出电压至负载可能造成的系统损坏。
以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述,并对本发明的技术方案提供更进一步的解释。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,所附图示的说明如下:
图1为说明本发明第一实施例的电路保护装置示意图;
图2为说明本发明第二实施例的电路保护装置示意图;
图3为说明本发明第二实施例的分压电路耦接至电源管理单元示意图;
图4为说明本发明第三实施例的电路保护装置示意图;以及
图5为说明本发明第四实施例的电路保护方法流程图。
组件标号说明:
100          电源保护装置
110          电源供应器
112          直流输入电压
120          电源管理单元
122          供应电压
124          待开机电源输出电压
130          信号发送单元
132          控制信号
140          负载
200          电源保护装置
230          复杂可编程逻辑器件
250          分压电路
30~31       节点
322          比较器电路
324          逻辑电路
352          第一电阻器
354          第二电阻器
356          第三电阻器
400          电源保护装置
450          预备信号发送单元
452          预备信号
500          电源保护方法
S502~S510   步骤
具体实施方式
为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备,可参照附图及以下所述的各种实施例。但所提供的实施例并非用于限制本发明所涵盖的范围;步骤的描述也非用于限制其执行的顺序,任何由重新组合,所产生具有均等功效的装置,皆为本发明所涵盖的范围。
请参考图1,其为绘示本发明的第一实施例的电源保护装置100。电源保护装置100包含电源供应器110、电源管理单元120与信号发送单元130。实作上,电源供应器110包含直流电压供应电路或其他可供应直流电压的装置。电源管理单元120包含多种电路组合而成,例如电子熔丝电路、直流转交流电路、交流转直流电路、变压电路、逻辑电路、比较器电路等,并且可包含至少一个输入端与至少一个输出端,并且可整合为交换控制器芯片组(Swapcontroller chipset)。信号发送单元130可为信号产生器、震荡电路、逻辑电路,或者是可程序化控制的集成电路组件如可程序逻辑门阵列(Field-programmable gate array,FPGA)、复杂可编程逻辑器件(Complex programmable logic device,CPLD)等。
电源供应器110提供直流输入电压112至电源管理单元120。电源管理单元120接收来自电源供应器110的直流输入电压112,直流输入电压112可同时用于供应电源管理单元120正常运作以及作为电源保护的判断电压来源。当直流输入电压112经过装置内部电路组件转换的一判断电压大于一设定电压时,电源管理单元120即进入启动状态,并且输出一供应电压122至信号发送单元130以供应信号发送单元130运作所需电压。信号发送单元130接收来自该电源管理单元120的供应电压122作为电源之后,即具备发送一控制信号132的功能。若进入启动状态的电源管理单元120在一赋能时间之内接收到来自信号发送单元130的控制信号132,则可将该直流输入电压112转换为一待开机电源输出电压124,并且提供该待开机电源输出电压124至一负载140。本实施例中,直流输入电压112为p12v,待开机电源输出电压124为p12v_stby。控制信号132发送电源管理单元120的条件可依用户需求弹性设计,以控制电源管理单元120提供待开机电源输出电压124至负载140的正确时间点,避免在错误时间提供待开机电源输出电压124造成系统损坏。此外,当电源管理单元120进入启动状态之后,经过一赋能时间仍未接收到控制信号132时,电源管理单元120即进入关闭状态,也避免非预期的控制信号132造成错误的时间点提供待开机电源输出电压124,导致系统损坏。此时若需提供待开机电源输出电压124,电源管理单元120必须重新进入启动状态,并且在赋能时间之内接收来自信号发送单元130的控制信号132,才可顺利提供待开机电源输出电压124。本实施例中,赋能时间约0.5秒,可透过一电容耦接至电源管理单元120以决定赋能时间的数值,电容的电容值与赋能时间的关系式为:赋能时间=电容值*1s/μF。
于一实施例中,电源管理单元为一电子熔丝电路,将直流输入电压112转换为待开机电源输出电压124,其中待开机电源输出电压124可依实际需求透过电子熔丝电路弹性设计。信号发送单元130为一复杂可编程逻辑器件。当复杂可编程逻辑器件接收来自电源管理单元120的供应电压122时,即可正常运作并执行用户设计的CPLD程序以在正确的时间提供待开机电源输出电压124至负载。本实施例中,直流输入电压112为p12v,待开机电源输出电压124为p12v_stby,供应电压122为p6v_stby,透过电压转换电路转为p3v3_stby并连接至复杂可编程逻辑器件230,提供其运作所需的电源。
为了对本发明的设定电压作进一步的阐述,请参照图2,其为绘示本发明的第二实施例的电源保护装置200,除了复杂可编程逻辑器件230、分压电路250以外,其余硬件与图1的电源保护装置100实质上相同。分压电路250耦接至电源管理单元120,用于决定设定电压的数值,定义电源管理单元120进入启动状态的条件。具体而言,如图3所示,分压电路250包含三个串联的电阻器352、354、356,耦接至电源管理单元120内的比较器电路322,比较器电路322再耦接至逻辑电路324,以定义进入启动状态的条件,即设定电压。本实施例中,第一电阻器352的电阻值为34.8k欧姆,第二电阻器354的电阻值为10k欧姆,第三电阻器356的电阻值为0欧姆,配合比较器电路322,所造成的设定电压约5.5伏特。当直流输入电压112由节点30输入,透过此分压电路250产生的判断电压,即电源管理单元的节点31电压,大于设定电压5.5伏特时,逻辑电路324判断电源管理单元120进入启动状态并输出供应电压122。或者,分压电路250与电源管理单元120也可整合至同一单元中,达到面积缩小化的效果。
或者,复杂可编程逻辑器件230也可藉由一预备信号发送单元450发送的一预备信号452控制其运作,请参照图4,其为绘示本发明的第三实施例的电源保护装置400,图4的电源保护装置400除了复杂可编程逻辑器件230、预备信号发送单元450以外,其余硬件与图1的电源保护装置100实质上相同。
本发明第三实施例揭示两段式开启的电源保护装置400,提供更加严谨的电路保护功能。当复杂可编程逻辑器件230接收来自电源管理单元120的供应电压122时,复杂可编程逻辑器件230的输出端也同时具有一电压位准(voltage level),也就是控制信号132位于非零的电压位准;为避免控制信号132误输出可能导致的漏电、运作错误或者不可回复的损坏,透过预备信号发送单元450的预备信号452控制复杂可编程逻辑器件230是否进入可接收供应电压122的预备状态。当复杂可编程逻辑器件230未进入预备状态时,停止接收供应电压122,也停止发送控制信号132。具体而言,在复杂可编程逻辑器件230初始化完成之后,预备信号发送单元450发送该预备信号452至复杂可编程逻辑器件230,使其进入预备状态。本实施例中,预备信号发送单元450为可程序逻辑门阵列。当复杂可编程逻辑器件230初始化完成之前,可程序逻辑门阵列不会发送预备信号452至复杂可编程逻辑器件230,此时复杂可编程逻辑器件230并非处于预备状态,即使电源管理单元120已进入启动状态并输出供应电压122,复杂可编程逻辑器件230也停止接收供应电压122以避免错误电压输出的情况发生。当复杂可编程逻辑器件230初始化完成之后,可程序逻辑门阵列发送预备信号452至复杂可编程逻辑器件230以使复杂可编程逻辑器件进入预备状态(第一段开启),复杂可编程逻辑器件230接收来自电源管理单元120的供应电压122并依照用户设计的CPLD程序输出控制信号132至电源管理单元120;电源管理单元120供给待开机电源输出电压124至负载140(第二段开启)。
请参考图5,其为绘制本发明的第四实施例的电路保护方法500的流程图。电源保护方法包括多个步骤S502~S510。然熟习本案的技艺者应了解到,在本实施例中所提及的步骤,除特别叙明其顺序者外,均可依实际需要调整其前后顺序,甚至可同时或部分同时执行。至于实施些步骤的硬件装置,由于以上实施例已具体揭露,因此不再重复赘述之。
首先,在步骤S502中,接收一电源供应器提供的一直流输入电压,该直流输入电压可同时作为供应电源与电源保护的判断电压来源。接着,步骤S504中,当直流输入电压经过装置内部电路组件转换的一判断电压大于一设定电压时,即进入启动状态,输出一供应电压至信号发送单元,并且开始计算赋能时间。信号发送单元接收供应电压之后,即具备发送一控制信号的功能。然后,步骤S506中,若在赋能时间之内接收到信号发送单元发送的控制信号,则可将该直流输入电压转换为一待开机电源输出电压,并且提供待开机电源输出电压(步骤S508)。本实施例中,直流输入电压112为p12v,待开机电源输出电压124为p12v_stby。控制信号发送的条件可依用户需求弹性设计,以控制提供待开机电源输出电压的正确时间点,避免在错误时间提供待开机电源输出电压造成系统损坏。另一方面,当进入启动状态之后,经过赋能时间仍未接收到控制信号时,即进入关闭状态(步骤S510),也避免非预期的控制信号造成错误的时间点提供待开机电源输出电压,造成系统损坏的情形。此时若需提供待开机电源输出电压,必须重新进入启动状态,并且在赋能时间之内接收控制信号,才可顺利提供待开机电源输出电压。本实施例中,赋能时间约0.5秒,可透过一电容决定赋能时间数值,电容的电容值与赋能时间的关系式为:赋能时间=电容值*1s/μF。
于一实施例中,该直流输入电压转换为该待开机电源输出电压透过电子熔丝电路进行,其中待开机电源输出电压可依实际需求弹性设计。信号发送单元为复杂可编程逻辑器件。复杂可编程逻辑器件接收供应电压之后,即可正常运作并执行用户设计的CPLD程序以在正确的时间提供待开机电源输出电压至负载。本实施例中,直流输入电压为p12v,待开机电源输出电压为p12v_stby,供应电压为p6v_stby,透过电压转换电路转为p3v3_stby并连接至复杂可编程逻辑器件,提供其运作所需的电源。
其中,上述的设定电压可藉由分压方式决定,以定义进入启动状态的条件。具体而言,如图3所示,透过一分压电路250进行分压,分压电路250包含三个串联的电阻器352、354、356以定义进入启动状态的条件,即设定电压。本实施例中,第一电阻器352的电阻值为34.8k欧姆,第二电阻器354的电阻值为10k欧姆,第三电阻器356的电阻值为0欧姆,造成的设定电压约5.5伏特。当直流输入电压透过此分压电路250产生一判断电压大于设定电压5.5伏特时,便进入启动状态并输出供应电压。
本发明也可设计为两段式开启的电源保护方法以提供更加严谨的电路保护功能。为避免控制信号误输出可能导致的漏电、运作错误或者不可回复的损坏,经由一预备信号发送单元发送一预备信号控制复杂可编程逻辑器件是否进入可接收供应电压的预备状态。当复杂可编程逻辑器件未进入预备状态时,停止接收供应电压,也停止发送控制信号。具体而言,在复杂可编程逻辑器件初始化完成之后,预备信号发送单元发送预备信号以进入预备状态。本实施例中,预备信号由可程序逻辑门阵列发送出。当复杂可编程逻辑器件初始化完成之前,可程序逻辑门阵列不会发送预备信号,此时复杂可编程逻辑器件并非处于预备状态,停止接收供应电压以避免错误电压输出的情况发生。当复杂可编程逻辑器件初始化完成之后,可程序逻辑门阵列发送预备信号至复杂可编程逻辑器件以使复杂可编程逻辑器件进入预备状态(第一段开启),复杂可编程逻辑器件可接收供应电压与依照用户设计的CPLD程序输出控制信号以供给待开机电源输出电压至负载(第二段开启)。
综上所述,本发明得以透过上述的实施例改善电压输出方式,以一赋能时间内发出的控制信号或者进一步再配合一预备信号以决定是否提供待开机电源输出电压,避免直流输入电压达某一定值之后立即提供待开机电源输出电压至负载可能造成的漏电、运作错误,甚至对整个系统造成不可回复的损坏。
虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用于限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种电源保护装置,其特征为,该装置包含:
一电源供应器,提供一直流输入电压;
一电源管理单元,接收该直流输入电压;当该直流输入电压对应的一判断电压大于一设定电压时,该电源管理单元进入启动状态,输出一供应电压并开始计算一赋能时间;以及
一信号发送单元,接收来自该电源管理单元的该供应电压作为电源,当在该赋能时间内发送一控制信号至该电源管理单元,则该电源管理单元将该直流输入电压转换为一待开机电源输出电压,并且提供该待开机电源输出电压;当该电源管理单元未在该赋能时间之内接收到该控制信号时,则进入关闭状态。
2.如权利要求1所述的电源保护装置,其特征为,该电源管理单元为一电子熔丝(Efuse)电路;该信号发送单元为一复杂可编程逻辑器件。
3.如权利要求2所述的电源保护装置,其特征为,该装置更包含一分压电路,与该电源管理单元耦接,以决定该设定电压。
4.如权利要求3所述的电源保护装置,其特征为,该设定电压为5.5伏特。
5.如权利要求2所述的电源保护装置,其特征为,该装置更包含一预备信号发送单元,发送一预备信号至该复杂可编程逻辑器件;
其中该复杂可编程逻辑器件,接收该预备信号以进入预备状态;该复杂可编程逻辑器件未进入预备状态时,停止接收该供应电压与发送该控制信号。
6.一种电源保护方法,其特征为,该方法包含下列步骤:
(a)接收一电源供应器提供的一直流输入电压;
(b)当该直流输入电压对应的一判断电压大于一设定电压时,进入启动状态,输出一供应电压至一信号发送单元并开始计算一赋能时间;
(c)当在该赋能时间内接收到该信号发送单元发送的一控制信号,则将该直流输入电压转换为一待开机电源输出电压,并且提供该待开机电源输出电压;以及
(d)当未在该赋能时间之内接收到该控制信号时,则进入关闭状态。
7.如权利要求6所述的电源保护方法,其特征为,该方法更包含:
透过一电子熔丝(Efuse)电路将该直流输入电压转换为该待开机电源输出电压;其中该信号发送单元为一复杂可编程逻辑器件。
8.如权利要求7所述的电源保护方法,其特征为,该方法更包含:
藉由分压方式以决定该设定电压。
9.如权利要求8所述的电源保护方法,其特征为,该设定电压为5.5伏特。
10.如权利要求7所述的电源保护方法,其特征为,该方法更包含:
经由一预备信号发送单元发送一预备信号;
透过该复杂可编程逻辑器件接收该预备信号以进入预备状态;
当该复杂可编程逻辑器件未进入预备状态时,停止接收该供应电压与发送该控制信号。
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