CN104660013A - 电源共享装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电源共享装置及方法。电源共享装置包含控制单元、多个调节器以及多个反馈电路。每一调节器包含第一输入端、第二输入端和输出端。控制单元产生多个脉冲宽度调变信号。第一输入端接收多个输入电源其中一者,第二输入端接收脉冲宽度调变信号其中一者,并于第二输入端上形成输出电源,输出端选择性地输出一输出电源。每一反馈电路耦接于每一调节器的第二输入端及输出端间。所有调节器的输出端共同耦接于负载,调节器根据输入电源及脉冲宽度调变信号的工作周期于供电周期内轮替地输出一输出电源至负载。

Description

电源共享装置及方法
技术领域
本发明是有关于一种电源共享装置及方法,且特别是有关于一种分时多工电源共享装置及方法。
背景技术
电子产品对于人类而言已不可或缺,而电子产品运作上的基本条件即为电源供应。近年来,为得到更可靠的电源供应,常采用电源共享装置来供应电源。
一般而言,电源共享装置是利用多个调节器、处理器和公用汇流排等元件来实现,处理器调整每一调节器使每一调节器具相同的输出电压,借此使每一调节器输出相同的输出电流至公用汇流排。
然而,每一调节器的输出电压调整成相同电压将耗费许多时间,且在实作上可能因调节器或其他元件于特性上的误差造成每一调节器的输出电压无法调整成相同电压。换句话说,若欲调整各调节器输出端的电压以达成电源共享,调节器或其他元件于特性上的误差必须要够小,且在设计调整每一输出端电压的演算法时要避免进入无穷回圈以收敛每一输出端电压,进而达成电源共享。
无论如何,为达成上述要求将大幅增加硬件及软件成本。再者,当调节器的数量增加时,上述要求将更不易达成且须增加更多的成本。
发明内容
因此,本发明提供一种分时多工电源共享装置及方法,从而解决电源共享的硬件成本及软件成本过高的问题。
本发明的一方面是关于一种电源共享装置。电源共享装置应用于多个输入电源与负载。电源共享装置包含控制单元、多个调节器以及多个反馈电路。每一调节器包含第一输入端、第二输入端和输出端。控制单元产生多个脉冲宽度调变信号。第一输入端接收输入电源其中一者,第二输入端接收脉冲宽度调变信号其中一者,并于第二输入端上形成一回授电压,输出端选择性地输出一输出电源。每一反馈电路耦接于每一调节器的第二输入端及输出端间。每一调节器的输出端共同耦接于负载,且根据输入电源及脉冲宽度调变信号各自的工作周期于供电周期内轮替地输出一输出电源。
在一实施例中,脉冲宽度调变信号各自的工作周期为第一工作周期,供电周期包含多个子区间,控制单元于每一子区间中选择调整脉冲宽度调变信号其中一者的工作周期为一第二工作周期,以改变对应的调节器的回授电压,使得对应的调节器调整其输出电源,从而通过对应的反馈电路补偿回授电压。
在另一实施例中,控制单元进一步耦接至每一调节器的输出端,控制单元周期性地侦测每一调节器输出端的输出电源,进而判断调节器是否有效,并统计调节器的有效数量。
在次一实施例中,电源共享装置还包含多个分压电路,分压电路分别耦接于调节器的输出端与控制单元间,控制单元通过分压电路周期性地侦测每一调节器的输出电源,进而判断调节器是否有效,并统计调节器的有效数量。每一分压电路提供每一输出电源的分压电压至控制单元,当分压电压大于阈值电压时,分压电压对应的调节器为有效调节器;当分压电压小于阈值电压时,分压电压对应的调节器为无效调节器,且控制单元不调整或不输出对应于无效调节器的脉冲宽度调变信号的工作周期。
在一实施例中,供电周期包含多个子区间,每一子区间所持续的时间为供电周期除以有效数量、供电周期除以有效数量的倍数或固定长度。
本发明的另一方面是关于一种电源共享方法,应用于多个输入电源与负载。电源共享方法包含:提供输入电源以及以控制单元产生的多个脉冲宽度调变信号至多个调节器,调节器接收输入电源与脉冲宽度调变信号以产生多个回授电压;根据输入电源,通过调节器分别产生多个输出电源对应于脉冲宽度调变信号;通过控制单元调整脉冲宽度调变信号的工作周期;以及于一供电周期内,根据调整后的脉冲宽度调变信号的工作周期,通过每一调节器轮替地输出一输出电源。
在一实施例中,供电周期包含多个子区间,脉冲宽度调变信号的工作周期为第一工作周期;调整脉冲宽度调变信号的工作周期的步骤包含通过控制单元于每一子区间中选择并调整其中一个脉冲宽度调变信号的工作周期为第二工作周期,以改变其中一个调节器的回授电压;以及轮替地输出一输出电源的步骤包含通过上述其中一个调节器调整对应的输出电源,以透过反馈电路补偿上述其中一个调节器的回授电压。
在另一实施例中,于提供输入电源与脉冲宽度调变信号的步骤前,电源共享方法还包含:通过控制单元周期性地侦测每一调节器的输出电源以判断每一调节器是否有效;以及通过控制单元统计调节器的有效数量。
在次一实施例中,于提供输入电源与脉冲宽度调变信号的步骤前,电源共享方法还包含:周期性地侦测输出电源的分压电压以判断输出电源是否有效;通过控制单元周期性地侦测每一调节器的输出电源的分压电压以判断每一调节器是否有效;其中,当分压电压大于阈值电压时,对应的调节器为有效调节器;当分压电压小于阈值电压时,对应的调节器为无效调节器;以及通过控制单元统计调节器的一有效数量;其中,调整脉冲宽度调变信号的工作周期的步骤包含:不调整或不输出对应于无效输出电源的脉冲宽度调变信号的工作周期。
在另一实施例中,供电周期包含多个子区间,每一子区间所持续的时间为供电周期除以有效数量、供电周期除以有效数量的倍数或一固定长度。
由以上实施例可知,采用本发明实施例所示的电流分享装置及方法可大幅地降低硬件和软件成本,以及于增加调节器数目的情况下,更不需考虑元件间的误差及输出端电压的调整演算法即可实现分时多工电源共享。
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,所附附图的说明如下:
图1是依据本发明一实施例绘示一电源共享装置的示意图;
图2A绘示图1中一调节器及反馈电路的示意图;
图2B绘示图1中控制单元产生的脉冲宽度调变信号的时序图;
图3是依据本发明另一实施例绘示一电源共享装置的示意图;
图4A绘示图3中调节器及反馈电路的示意图;
图4B绘示图3中控制单元产生的脉冲宽度调变信号的时序图;
图5绘示依据图3中电源共享装置的电源共享方法的流程图。
具体实施方式
本发明将在本说明书中利用随附附图的参考更充分地陈述,其中随附附图绘有本发明的实施例。然而本发明以许多不同形式实现而不应受限于本说明书陈述的实施例。
本说明书所用的用语只为描述特定实施例,而无意为本发明的限制。单数形式如“一”及“所述”,如本说明书所用,同样也包含复数形式。更可为人所理解的是,当用语“包含”,或“包含”或“具有”于本说明书中被使用时,详列所陈特征、部位、整数、步骤、操作、元件与/或部件的存在,但不排除其他特征、部位、整数、步骤、操作、元件、部件与/或其中群组的一者或以上的存在或添加。
除非另外定义,本说明书所用的所有用语(包含技术与科学用语)所具意义,与本发明所属技术领域的通常知识者的通常理解相同。更可为人所理解的是,例如被定义于广泛使用的字典中的用语,用语应被理解为具有意义与本发明以及相关技术中文章脉络里的用语意义一致,除非在本说明书中被明确地定义,否则不应以理想化或过度字面上的意思作解释。
请参阅图1,其绘示依据本发明一实施例的一电源共享装置100的示意图,电源共享装置100包含控制单元102、多个输入电源110a~110d、多个调节器(regulator)104a~104d、多个反馈电路106a~106d和负载108。
在一些实施例中,控制单元可为微控制器(micro control unit,MCU)、中央处理器(central processing unit,CPU)或其他控制装置。
在一些实施例中,调节器可为降压调节器、继电器、电源芯片或其他相关装置。
控制单元102耦接至不同的调节器104a~104d及反馈电路106a~106d,调节器104a~104d分别耦接于输入电源110a~110d,且耦接于控制单元102和负载108。
功能上,控制单元102用以产生脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd分别至调节器104a~104d,而控制单元102还设定脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd的工作周期(duty cycle)。其中,脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd的工作周期定义为于一时间周期中,脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd具振幅的时间占一时间周期的比例,因此,工作周期的大小将进一步影响脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd于一时间周期的平均信号大小,即为脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd于一时间周期的平均电压。举例来说,工作周期为100%的脉冲宽度调变信号的平均信号大小将大于工作周期为50%的脉冲宽度调变信号的平均信号大小。在其他实施例中,脉冲宽度调变信号的振幅可为负的或为反向的,此时,周期为100%的脉冲宽度调变信号的平均信号大小将小于工作周期为50%的脉冲宽度调变信号的平均信号大小。
在本实施例中,调节器104a~104d则用以分别转换输入电源110a~110d成对应的输出电源,例如,调节器将转换输入电源的电压成为输出电源的电压。
在一些实施例中,输入电源110a~110d可为相同或不同的电源来源。
在一些实施例中,输入电源的电压将大于输出电源的电压。
反馈电路106a~106d分别耦接于控制单元102产生脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd的输出端及调节器104a~104d产生输出电源的输出端间。
操作上,系统开机时,控制单元102产生的脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd均具第一工作周期,如前所述,脉冲宽度调变信号会因其工作周期而产生于一时间周期的平均电压,可以认为是基于第一工作周期下的回授电压。随后于供电周期开始时,控制单元102将轮替地调整脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd的工作周期成第二工作周期,此时也会对应改变原先对应的回授电压。
举例来说,先调整脉冲宽度调变信号PWMa由原本的第一工作周期改变为较小的第二工作周期,此时,脉冲宽度调变信号PWMa的平均信号大小将降低,即脉冲宽度调变信号PWMa的回授电压降低,进而使调节器104a升高输出电源的电压并通过反馈电路106a以补偿较低回授电压的脉冲宽度调变信号PWMa,因调节器104a的输出电源的电压将略高于其他调节器104b~104d的输出电源的电压,故调节器104a将主导输出一输出电源至负载108。随后一段时间后,将脉冲宽度调变信号PWMa回复至原先的第一工作周期,并将依序选择调整另一脉冲宽度调变信号PWMb~PWMd成为第二工作周期,借以使得被对应选择的调节器轮替提供电源,达成稳定的电源供应。在后续段落中将详细地说明电源共享装置100升高输出电源的原理。
请一并参照图2A,其绘示图1中调节器104a及反馈电路106a等的示意图。而图1中其余调节器104b~104d及反馈电路106b~106d均可类比于图2A中调节器104a及反馈电路106a的内部架构及连接关系。
如2A图所示,调节器104a包含第一输入端in1a、第二输入端in1b和输出端out1,第一输入端in1a耦接于输入电源110a,第二输入端in1b耦接于控制单元102,其上的电压为回授电压Vfb,输出端out1耦接于负载108。
反馈电路106a则由电阻R1和电阻R2构成,电阻R1的一端耦接于调节器104a的输出端out1,电阻R1的另一端耦接于电阻R2的一端以及第二输入端in1b,电阻R2的另一端接地或是耦接于一负压(未绘示)。
操作上,调节器104a通过反馈电路106a放大参考电压Vref(未绘示)并输出具电压Vout的输出电源至输出端out1,即Vout=Vref*(1+R1/R2)。另一方面,因调节器104a于操作时,会维持回授电压Vfb和参考电压Vref的电压大小会相同,即Vref=Vfb,故当回授电压Vfb和参考电压Vref不同时,调节器104a会通过调整电压Vout使得回授电压Vfb和参考电压Vref的大小相同。
在一些实施例中,参考电压Vref可为使用者所设定。举例来说,当R1为2K,R2为1k时,欲调节Vout为一12V的电压Vout,将设定Vref为一3V的参考电压。
实际应用上,于系统开机时,控制单元102输出的脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd均具第一工作周期。随后,于一供电周期开始时,控制单元102调整脉冲宽度调变信号PWMa的工作周期,即由原先的第一工作周期转变为较小的第二工作周期。例如脉冲宽度调变信号PWMa的工作周期由80%降至20%,如前所述,脉冲宽度调变信号会因其工作周期而产生于一时间周期的平均电压,可以认为是基于特定工作周期下的回授电压。
在一些实施例中,另配置反相器(未绘示)于控制单元102与调节器104a~104d间,于供电周期开始时,控制单元102调整脉冲宽度调变信号PWMa原先的第一工作周期为较大的第三工作周期。例如脉冲宽度调变信号PWMa的工作周期由30%升至70%。
因此,本实施例中,当脉冲宽度调变信号PWMa的工作周期降低时,因脉冲宽度调变信号PWMa具振幅所对应的时间变小,使得脉冲宽度调变信号PWMa的平均电压或回授电压降低,导致第二输入端in1b的电压Vfb降低,而调节器104a为使第二输入端in1b的电压Vfb升回至原先参考电压Vref,调节器104a会将输出端out1的电压Vout提高,并经由反馈电路106a回授至第二输入端in1b,使第二输入端in1b的回授电压Vfb提高至参考电压Vref以补偿脉冲宽度调变信号PWMa的平均电压降低带来的影响。
此时,因调节器104a增加输出端out1的电压Vout以拉高电压Vfb,进而使调节器104a的输出端out1的电压Vout微幅大于其余调节器104b~104d的输出端的电压。据此,当宽度调变信号PWMa的工作周期切换为第二工作周期时,主要由调节器104a输出电源至负载108,例如于此实施例中,此时负载108上通过的负载电流主要由调节器104a提供。
在一些实施例中,控制单元102产生脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd的接口,可分别耦接于低通滤波器的一端,而低通滤波器的另一端则耦接于第二输入端in1b及反馈电路106a。
同上述输出电源的原理,当其他调节器104b~104d的宽度调变信号PWMb~PWMd的工作周期由第一工作周期切换为第二工作周期时,将由相对应的调节器104b、104c或104d输出电源至负载108,例如于此实施例中,此时负载108上通过的负载电流主要由调节器104a提供。
再者,为进一步说明控制单元102如何产生脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd以使调节器104a~104b轮替地输出电源,请一并参阅图2B,图2B是绘示图1中控制单元102产生的脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd的时序图,如图2B所示,供电周期包含多个子区间(0~t1,t1~t2,t2~t3,t3~t4),产生于每一子区间内的脉冲宽度调变信号预设具有第一工作周期,而控制单元102于每一子区间中使其中一个脉冲宽度调变信号具有第二工作周期,基于上述输出电源的原理,对应第二工作周期的脉冲宽度调变信号的调节器将输出一输出电源,因而达成分时多工电源共享,并使每一调节器的功率消耗能够有效地下降。举例来说:若有四个调节器104a~104d轮替地输出电源时,相较于采用单一调节器,每一调节器只需消耗原本功率的四分之一。
在一些实施例中,控制单元102亦可调整脉冲宽度调变信号PWMa~PWMd的频率、工作周期及信号大小以克服调节器间于特性上的落差。
图3是绘示依据本发明另一实施例的一电源共享装置300的示意图。电源共享装置300中的控制单元302、调节器304a~304d、反馈电路306a~306d、负载308、输入电源310a~310于连接及操作上均可对应至图1电源共享装置100中的元件,即控制单元102、调节器104a~104d、反馈电路106a~106d、负载108、输入电源110a~110。此外,反馈电路306a~306d可类比于第2图中的反馈电路106a的内部结构及连接关系。此外,另一实施例的电源共享装置300还包含分压电路312a~312d和开关314a~314d。
分压电路312a~312d是分别耦接于调节器304a~304d的输出端与控制单元302间,用以分压调节器304a~304d的输出端电压,以供控制单元302周期性地侦测每一调节器304a~304d的输出端电压,进而判断调节器304a~304d是否有效,并统计调节器304a~304d的一有效数量。在一些实施例中,分压电路312a~312d可省略,即将每一调节器304a~304d的输出端电性连接于控制单元302。
开关314a~314d是分别耦接于调节器304a~304d的输出端与负载308间,并在每一供电周期结束时,使控制单元302可周期性地侦测每一调节器304a~304d的输出端电压。进一步来说,当供电周期结束时,开关314a~314d将打开(即开路),使控制单元302能侦测每一调节器304a~304d的输出端电压;当一供电周期开始时,开关314a~314d将关闭(即电性连接调节器的输出端和负载308),使调节器304a~304d能轮替地输出电源至负载308上。
为进一步说明调节器304a~304d及分压电路312a~312d的连接关系及细部架构,请参阅图4A,图4A是绘示图3中调节器304a及分压电路312a的示意图。而图3中其余调节器304b~304d及分压电路312b~312d均可类比于图4A中调节器304a及分压电316a的内部架构及连接关系。
调节器304a包含第一输入端in3a、第二输入端in3b和输出端out3,第一输入端in3a耦接于输入电源310a,第二输入端in3b耦接于控制单元302,输出端out3耦接于负载308。
分压电路312a还包含电阻R3以及电阻R4。电阻R3的一端是耦接于调节器304a的输出端out3,电阻R3的另一端是耦接于控制单元302及电阻R4的一端,电阻R4的另一端接地。
分压电路312a是用以分压调节器304a的输出端out3的电压Vout3以产生分压电压Vdiv至控制单元302,而电阻R3和电阻R4的大小将取决于控制单元302输入端所能承受的电压范围。举例来说,若调节器304a的输出电源的电压Vout3为12V,而控制单元304a的输入端所能承受的最大电压为1.2V,则可设定R3和R4的比例为11比1,使分压电压Vdiv及控制单元302的输入端电压为1V,以供控制单元302周期性地侦测调节器304a的输出端out3的电压Vout3。
操作上,供电周期开始前,控制单元302通过分压电路312a~312d认定调节器304a~304d是否有效。进一步来说,可比较一阈值电压及分压电路312a产生的分压电压Vdiv以判断调节器304a是否有效,若分压电压Vdiv大于阈值电压,调节器304a为有效;若分压电压Vdiv小于阈值电压,调节器304a为无效。而有效或无效将影响控制单元302输出的脉冲宽度调变信号PWMe~PWMh。
再者,一并参阅图3及图4B,图4B绘示图3中控制单元302产生的脉冲宽度调变信号PWMe~PWMh的时序图。若调节器304b于供电周期前被判断为无效,于供电周期中,控制单元302将不输出对应于调节器304b的脉冲宽度调变信号PWMb。因此,于供电周期中,控制单元302将分别输出脉冲宽度调变信号PWMa、PWMc及PWMd至调节器304a、304c和304d,借以使调节器304a、304c和304d轮替地输出电源。
在一些实施例中,调节器304b可能故障或是输入电源304b不再提供电源。
在一些实施例中,控制单元302持续输出脉冲宽度调变信号PWMb,但不调整脉冲宽度调变信号PWMb的工作周期。
在一些实施例中,若控制单元302通过分压电路312b认定调节器304b并非有效,于供电周期中,开关314b将持续开路,且控制单元302将不输出或不调整脉冲宽度调变信号PWMb的工作周期。随后,于下一供电周期前,若调节器304b被认定为有效,下一供电周期开始时将关闭此开关,并开始调整脉冲宽度调变信号PWMb的工作周期,借以使调节器304b与其他有效调节器轮替地输出电源。
再者,为说明电源共享方法的完整流程,请参阅图5,是绘示依据图3中电源共享装置的电源共享方法的流程图。如图5所示,当电源共享装置300开机时(步骤S502),将检查每一调节器304a~304d是否有效(步骤S504),并统计调节器304a~304d的有效数量。随后,控制单元302将根据有效数量设定供电周期和子区间的时间参数,并初始一供电周期(步骤S506)。于供电周期中,将轮替地调整有效调节器的脉冲宽度调变信号至一供电周期结束(S508)。于供电周期结束后,再度检查每一调节器是否有效(步骤S504)并初始下一供电周期(步骤S506)。
在本发明上述所有实施例中,供电周期可为固定时间长度或非固定时间长度。
在本发明上述所有实施例中,每一子区间所持续的时间为供电周期除以有效数量、供电周期除以有效数量的倍数或固定长度。
功效依据前述实施例可知,应用本案的分时多工电源共享装置,不仅可降低电源共享装置于软件及硬件上的复杂度,也可使调节器的数量于设计上更具弹性。此外,当多个调节器的一部分调节器因电路老化而故障时,其余调节器仍可依本发明实现电源共享。
虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟悉此技艺者,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所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电源共享装置,其特征在于,应用于多个输入电源与一负载,所述电源共享装置包含:
一控制单元,产生多个脉冲宽度调变信号;
多个调节器,其中每一调节器包含:一第一输入端,对应接收所述输入电源其中一者;一第二输入端,对应接收所述脉冲宽度调变信号其中一者,并于所述第二输入端上形成一回授电压;以及一输出端,选择性地输出一输出电源;以及
多个反馈电路,每一反馈电路耦接于每一调节器的所述第二输入端及所述输出端间;
其中,每一调节器的所述输出端共同电性连接于所述负载,且根据所述输入电源及所述脉冲宽度调变信号各自的一工作周期于一供电周期内轮替地输出所述输出电源至所述负载。
2.根据权利要求1所述的电源共享装置,其特征在于,所述脉冲宽度调变信号各自的所述工作周期为一第一工作周期,所述供电周期还包含多个子区间,所述控制单元于每一子区间中选择调整所述脉冲宽度调变信号其中一者的所述工作周期为一第二工作周期,以改变对应的所述调节器的所述回授电压,使得对应的所述调节器调整其输出电源,从而通过对应的所述反馈电路补偿所述回授电压。
3.根据权利要求1所述的电源共享装置,其特征在于,所述控制单元进一步耦接至每一调节器的所述输出端,所述控制单元周期性地侦测每一调节器的所述输出端的所述输出电源,进而判断所述调节器是否有效,并统计所述调节器的一有效数量。
4.根据权利要求1所述的电源共享装置,其特征在于,还包含多个分压电路,所述分压电路分别耦接于每一调节器的所述输出端与所述控制单元间,所述控制单元通过所述分压电路周期性地侦测每一调节器的所述输出电源,进而判断所述调节器是否有效,并统计所述调节器的一有效数量;
其中,每一分压电路提供每一输出电源的一分压电压至所述控制单元,当所述分压电压大于一阈值电压时,所述分压电压对应的调节器判断为一有效调节器;当所述分压电压小于所述阈值电压时,所述分压电压对应的调节器判断为一无效调节器,且控制单元不调整或不输出对应于所述无效调节器的脉冲宽度调变信号的工作周期。
5.根据权利要求3或4所述的电源共享装置,其特征在于,所述供电周期包含多个子区间,每一子区间所持续的时间为所述供电周期除以所述有效数量、所述供电周期除以所述有效数量的倍数或一固定长度。
6.一种电源共享方法,其特征在于,应用于多个输入电源与一负载,所述电源共享方法包含:
提供所述输入电源与以一控制单元产生的多个脉冲宽度调变信号至多个调节器,其中,所述调节器接收所述输入电源与所述脉冲宽度调变信号以产生多个回授电压;
根据所述输入电源,通过所述调节器分别产生多个输出电源对应于所述脉冲宽度调变信号;
通过所述控制单元调整所述脉冲宽度调变信号的工作周期;以及
于一供电周期内,根据调整后的所述脉冲宽度调变信号的工作周期,通过每一调节器轮替地输出一输出电源。
7.根据权利要求6所述的电源共享方法,其特征在于,所述供电周期还包含多个子区间,所述脉冲宽度调变信号的工作周期为一第一工作周期;
其中,调整所述脉冲宽度调变信号的工作周期的步骤包含通过所述控制单元于每一子区间中选择并调整其中一个脉冲宽度调变信号的工作周期为一第二工作周期,以改变其中一个调节器的回授电压;
其中,轮替地输出所述输出电源的步骤包含通过所述其中一个调节器调整对应的输出电源,以通过一反馈电路补偿所述其中一个调节器的回授电压。
8.根据权利要求6所述的电源共享方法,其特征在于,提供所述输入电源与所述脉冲宽度调变信号的步骤前,所述电源共享方法还包含:
通过所述控制单元周期性地侦测每一调节器的所述输出电源以判断所述每一调节器是否有效;以及
通过所述控制单元统计所述调节器的一有效数量。
9.根据权利要求6所述的电源共享方法,其特征在于,提供所述输入电源与所述脉冲宽度调变信号的步骤前,所述电源共享方法还包含:
通过所述控制单元周期性地侦测每一调节器的所述输出电源的一分压电压以判断所述每一调节器是否有效;其中,当所述分压电压大于一阈值电压时,所述分压电压对应的调节器为一有效调节器;当所述分压电压小于所述阈值电压时,所述分压电压对应的调节器为为一无效调节器;以及
通过所述控制单元统计所述调节器的一有效数量;
其中,调整所述脉冲宽度调变信号的工作周期的步骤包含不调整或不输出对应于所述无效输出电源的脉冲宽度调变信号的工作周期。
10.根据权利要求8或9所述的电源共享方法,其特征在于,所述供电周期包含多个子区间,每一子区间所持续的时间为所述供电周期除以所述有效数量、所述供电周期除以所述有效数量的倍数或一固定长度。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106125815A (zh) * 2016-07-22 2016-11-16 张其发 一种电压调整器
CN107565798A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 瑞昱半导体股份有限公司 电子装置及输入电压补偿方法
CN109036489A (zh) * 2017-06-12 2018-12-18 南亚科技股份有限公司 电压系统及其操作方法
CN109655698A (zh) * 2019-02-01 2019-04-19 唐智科技湖南发展有限公司 一种基于电源共享的铁路货车故障诊断系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101592744B1 (ko) * 2014-07-28 2016-02-15 현대자동차주식회사 다상 인터리브 컨버터의 전류 제어 방법 및 장치
CN106712463A (zh) * 2017-01-05 2017-05-24 郑州云海信息技术有限公司 一种均流装置、方法及系统
US10665288B2 (en) * 2018-02-26 2020-05-26 Micron Technology, Inc. Memory devices configured to provide external regulated voltages
US10424385B1 (en) * 2018-08-28 2019-09-24 Dell Products L. P. Self-configuring integrated circuit device
CN111124028B (zh) * 2019-11-15 2022-02-18 苏州浪潮智能科技有限公司 一种多路合并供电方法、设备以及存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001103753A (ja) * 1999-09-29 2001-04-13 Tdk Corp スイッチング電源装置
US6856283B2 (en) * 2003-02-28 2005-02-15 Raytheon Company Method and apparatus for a power system for phased-array radar
CN1609742A (zh) * 2003-10-20 2005-04-27 英特赛尔美国股份有限公司 高抗扰度与任意相位计数的计时式级联电流型稳压器
CN1854958A (zh) * 2005-04-20 2006-11-01 精拓科技股份有限公司 脉冲宽度调制控制模块及其调整脉冲宽度调制信号的方法
CN101719727A (zh) * 2009-12-14 2010-06-02 北京理工大学 一种dc-dc变换器
CN101895200A (zh) * 2010-07-01 2010-11-24 浙江昱能光伏科技集成有限公司 轮替主从分路的交错并联反激变换器

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6642631B1 (en) * 2000-10-17 2003-11-04 Semiconductor Components Industries Llc Circuit and method of direct duty cycle current sharing
US6664657B2 (en) * 2001-11-08 2003-12-16 Dell Products L.P. Advanced method for increasing reliability of redundant current-sharing power supplies
US7019502B2 (en) * 2002-09-06 2006-03-28 Intersil America's Inc. Synchronization of multiphase synthetic ripple voltage regulator
US7256571B1 (en) * 2004-10-01 2007-08-14 Nvidia Corporation Power supply dynamic set point circuit
US7342383B1 (en) * 2005-11-07 2008-03-11 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for smooth DCM-to-CCM transition in a multi-phase DC-DC converter
US8618692B2 (en) * 2007-12-04 2013-12-31 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US7728688B2 (en) * 2006-12-07 2010-06-01 Intel Corporation Power supply circuit for a phase-locked loop
US8120205B2 (en) * 2008-07-18 2012-02-21 Zilker Labs, Inc. Adding and dropping phases in current sharing
TWI415518B (zh) * 2009-06-02 2013-11-11 Richtek Technology Corp 發光元件驅動電路、發光元件陣列控制器及其控制方法
US8084884B1 (en) * 2009-07-07 2011-12-27 Google Inc. Adaptive gate drive systems and methods
US8345454B1 (en) * 2009-11-21 2013-01-01 The Boeing Company Architecture and control method for dynamically conditioning multiple DC sources to driven an AC load
TWM399546U (en) * 2010-08-31 2011-03-01 Jia-Hua Wang Multiple-input power supply device with adjustable output power
TWI420791B (zh) * 2010-09-21 2013-12-21 Green Solution Tech Co Ltd 多相控制系統及控制單元
US8878501B2 (en) * 2011-09-01 2014-11-04 Micrel, Inc. Multi-phase power block for a switching regulator for use with a single-phase PWM controller
US9178383B2 (en) * 2012-01-24 2015-11-03 Fca Us Llc Control and diagnostics of multiple electrical generating machines using an external voltage regulator
TWM450141U (zh) * 2012-12-05 2013-04-01 Richtek Technology Corp 電源供應電路
US9071138B2 (en) * 2013-04-12 2015-06-30 Adaptive Digital Power, Inc. Adaptive digital pulse width modulation generator for buck converters
US9083265B1 (en) * 2013-05-17 2015-07-14 Western Digital Technologies, Inc. Systems and methods for controlling and monitoring multiple fans in conjunction with a single fan controller

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001103753A (ja) * 1999-09-29 2001-04-13 Tdk Corp スイッチング電源装置
US6856283B2 (en) * 2003-02-28 2005-02-15 Raytheon Company Method and apparatus for a power system for phased-array radar
CN1609742A (zh) * 2003-10-20 2005-04-27 英特赛尔美国股份有限公司 高抗扰度与任意相位计数的计时式级联电流型稳压器
CN1854958A (zh) * 2005-04-20 2006-11-01 精拓科技股份有限公司 脉冲宽度调制控制模块及其调整脉冲宽度调制信号的方法
CN101719727A (zh) * 2009-12-14 2010-06-02 北京理工大学 一种dc-dc变换器
CN101895200A (zh) * 2010-07-01 2010-11-24 浙江昱能光伏科技集成有限公司 轮替主从分路的交错并联反激变换器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107565798A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 瑞昱半导体股份有限公司 电子装置及输入电压补偿方法
CN106125815A (zh) * 2016-07-22 2016-11-16 张其发 一种电压调整器
CN109036489A (zh) * 2017-06-12 2018-12-18 南亚科技股份有限公司 电压系统及其操作方法
CN109655698A (zh) * 2019-02-01 2019-04-19 唐智科技湖南发展有限公司 一种基于电源共享的铁路货车故障诊断系统

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Publication number Publication date
TW201521311A (zh) 2015-06-01
US9898022B2 (en) 2018-02-20
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CN104660013B (zh) 2017-05-17
US20150145337A1 (en) 2015-05-28

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