CN109698607A - 多输出控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明有关于一种多输出控制系统，包括：电源转换模块、第一主动线性模块、第二主动线性模块、控制模块及反馈控制模块。控制模块根据电流信号控制反馈控制模块调整输出电源；第一主动线性模块与第二主动线性模块根据电流信号得知第一输出电源的电流值与第二输出电源的电流值的差值是否大于电流差预设值，且根据电流信号分别调整第一输出电源与第二输出电源的电压值皆在预定电压范围以内。

Description

多输出控制系统
技术领域
本发明有关一种多输出控制系统，尤指一种低成本高效率的主动式的多输出控制系统。
背景技术
因应USB及Type-C的广泛运用下，手机充电也都是以5V设计要求为主，并且设计上会加上传输线(Cable)电压补偿机制，来确保输出端的电压可以稳定的输出而不会被传输线的线损影响到，换言之，可通过电压补偿机制将传输线的线损的影响降至最低。
然而在单组输出的应用下，我们只要检测输出电流，并控制输出电压反馈就可以实践传输线电压补偿机制，不过此方法在多组以上的输出下就无法使用。其原因在于，多组输出都由同一个电源来供电，但每组输出的负载所拉载的状况不相同而造成每组输出的线损皆不相同。举例而言，假设其中之一组输出为满载，且另一组为空载的情况之下，此时为了考虑满载那组的传输线的压降，则须提高供电电源的电压值，但供电电源的电压值一旦提高则会导致空载那组输出电压超出规范。但不做传输线电压补偿，则又会导致满载那组电压过低。若为避免输出电压超出规范而在输出端加装直流-直流转换器，虽可达到每组输出的个别电压值需求，但却会增加整体电路成本、增加电路控制的复杂度，以及增加电源转换器的转换损失，即降低系统效率。
因此，如何设计出一种多输出控制系统，在负载所拉载的状况不相同时，仍可维持供电电源的电压值皆在输出规范内，乃为本案发明人所欲行克服并加以解决的一大课题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种多输出控制系统，以克服现有技术的问题。因此，本发明多输出控制系统包括：电源转换模块，输出输出电源。第一主动线性模块，耦接电源转换模块，且转换输出电源为第一输出电源。至少一第二主动线性模块，耦接电源转换模块，且将输出电源分别转换为至少一第二输出电源。控制模块，耦接第一主动线性模块与至少一第二主动线性模块，且接收第一主动线性模块与至少一第二主动线性模块输出的多个电流信号。及反馈控制模块，耦接电源转换模块与控制模块，且接收输出电源。其中，控制模块根据些电流信号控制反馈控制模块调整输出电源；第一主动线性模块与至少一第二主动线性模块根据些电流信号来得知，第一输出电源的电流值与至少一第二输出电源的电流值的差值是否大于电流差预设值，且根据些电流信号分别调整第一输出电源与至少一第二输出电源的电压值皆在预定电压范围以内。
于一实施例中，其中当控制模块根据些电流信号得知第一输出电源的电流值或至少一第二输出电源的电流值增加时，控制模块控制反馈控制模块调高输出电源的电压值，以维持第一输出电源与至少一第二输出电源的电压值皆在预定电压范围以内。
于一实施例中，其中当第一输出电源的电流值与至少一第二输出电源的电流值的差值大于电流差预设值时，反馈控制模块箝位输出电源的电压值，且第一主动线性模块不做线性转换，以控制第一输出电源的电压值在预定电压范围以内。
于一实施例中，其中当第一输出电源的电流值与至少一第二输出电源的电流值的差值大于电流差预设值时，至少一第二主动线性模块线性转换至少一第二输出电源的电压值在预定电压范围以内。
于一实施例中，其中当第一输出电源的电流值与至少一第二输出电源的电流值的差值不大于电流差预设值时，第一主动线性模块与至少一第二主动线性模块皆不做线性转换。
于一实施例中，其中第一主动线性模块包括：第一主动线性电路，线性转换输出电源为第一输出电源。及第一电流检测单元，耦接第一主动线性电路与控制模块，且输出些电流信号的第一电流信号。以及各至少一第二主动线性模块包括：第二主动线性电路，线性转换输出电源为至少一第二输出电源。及第二电流检测单元，耦接第二主动线性电路与控制模块，且输出些电流信号的第二电流信号。
于一实施例中，其中当第一输出电源的电流值与至少一第二输出电源的电流值的差值大于电流差预设值时，第一电流检测单元输出的第一电流信号控制第一主动线性电路不做线性转换，使输出电源为第一输出电源，且第二电流检测单元输出的第二电流信号控制第二主动线性电路线性转换输出电源为至少一第二输出电源。
于一实施例中，其中第一电流检测单元包括：比较单元，具有输入端与输出端，输入端耦接电源转换模块的输出路径上，输出端耦接第一主动线性电路与控制模块。输入端检测电源转换模块的输出路径上的电压差，且比较单元根据电压差输出第一电流信号控制第一主动线性电路不做线性转换，且控制模块根据第一电流信号控制反馈控制模块调高输出电源的电压值。
于一实施例中，其中第一主动线性电路与第二主动线性电路更耦接控制模块，且控制模块判断第一输出电源的电流值与至少一第二输出电源的电流值的差值是否大于电流差预设值；当控制模块判断第一输出电源的电流值与至少一第二输出电源的电流值的差值大于电流差预设值时，控制模块输出禁能信号控制第一主动线性电路不做线性转换，使输出电源为第一输出电源，且输出致能信号控制第二主动线性电路线性转换输出电源为至少一第二输出电源。
于一实施例中，其中第一电流检测单元包括：比较单元，具有输入端与输出端，输入端耦接电源转换模块的输出路径上，输出端耦接控制模块。输入端检测电源转换模块的输出路径上的电压差，且比较单元根据电压差输出第一电流信号至控制模块；控制模块根据第一电流信号控制反馈控制模块调高输出电源的电压值，且根据第一电流信号输出禁能信号控制第一主动线性电路不做线性转换。
为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1为本发明多输出控制系统的电路方块示意图；
图2A为本发明第一主动线性模块与第二主动线性模块第一实施例的电路方块示意图；
图2B为本发明第一主动线性模块与第二主动线性模块第二实施例的电路方块示意图；
图3A为本发明第一主动线性模块与第二主动线性模块第一实施例的细部电路方块示意图；
图3B为本发明第一主动线性模块与第二主动线性模块第二实施例的细部电路方块示意图；及
图4为本发明多输出控制系统的操作方法流程图。
其中，附图标记：
100…多输出控制系统
10…电源转换模块
20…第一主动线性模块
202、202’…第一主动线性电路
202-1…第一切换电路
202-2、202-2’…第一线性控制电路
204…第一电流检测单元
204-1…第一比较单元
R…倍率调整电阻
30-1～30-n…第二主动线性模块
302、302’…第二主动线性电路
302-1…第二切换电路
302-2、302-2’…第二线性控制电路
304…第二电流检测单元
304-1…第二比较单元
40…控制模块
50…反馈控制模块
200A、200B-1～200B-n…负载
A、B-1～B-n…传输线
Vin…输入电源
Vo…输出电源
Vo1…第一输出电源
Vo2-1～Vo2-n…第二输出电源
Vref…转换电压
S1…第一电流信号
S2-1～S2-n…第二电流信号
Sc1…第一控制信号
Sc2…第二控制信号
Sc3…第三控制信号
Vd1…第一电压差
Vd2…第二电压差
Slc1…第一线性控制信号
Slc2…第二线性控制信号
S200～S600…步骤
具体实施方式
兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下：
请参阅图1为本发明多输出控制系统的电路方块示意图。多输出控制系统100包括电源转换模块10、第一主动线性模块20、第二主动线性模块(30-1～30-n)、控制模块40及反馈控制模块50。电源转换模块10接收输入电源Vin，且转换输入电源Vin为输出电源Vo。第一主动线性模块20耦接电源转换模块10，且接收输出电源Vo，且转换输出电源Vo为第一输出电源Vo1。每个第二主动线性模块(30-1～30-n)皆耦接电源转换模块10，且将输出电源Vo分别对应转换为第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)。控制模块40耦接第一主动线性模块20与每个第二主动线性模块(30-1～30-n)，且接收第一主动线性模块20与每个第二主动线性模块(30-1～30-n)输出的电流信号(S1、S2-1～S2-n；即第一电流信号S1与多个第二电流信号S2-1～S2-n)。反馈控制模块50耦接电源转换模块10与控制模块40，且接收输出电源Vo。如图1所示，本发明的电源转换模块10耦接一个第一主动线性模块20与至少一个第二主动线性模块(30-1～30-n)。因此，为避免本发明的多输出控制系统100的线性控制方法容易让人误解，在本实施例中第一主动线性模块20输出的电流值为最大，亦即第二主动线性模块(30-1～30-n)所输出的电流值皆小于第一主动线性模块20所输出的电流值。
具体而言，第一主动线性模块20耦接负载200A，且通过传输线A将第一输出电源Vo1供应至负载200A。每个第二主动线性模块(30-1～30-n)分别对应耦接负载(200B-1～200B-n)，且通过传输线(B-1～B-n)将第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)对应供应至负载(200B-1～200B-n)。当负载(200A、200B-1～200B-n)所需求的电流变化时，控制模块40则可根据第一主动线性模块20与至少一个第二主动线性模块(30-1～30-n)所提供的电流信号(S1、S2-1～S2-n)得知第一输出电源Vo1的电流值与每个第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值的变化，且根据电流信号(S1、S2-1～S2-n)控制反馈控制模块50调整输出电源Vo。电源转换模块10接收反馈控制模块50对输出电源Vo转换的转换电压Vref，并且根据转换电压Vref调整内部开关(图未示)的占空比，进而稳定输出电源Vo的电压值。当控制模块40根据电流信号(S1、S2-1～S2-n)得知第一输出电源Vo1的电流值或第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值增加时，控制模块40输出第一控制信号Sc1控制反馈控制模块50调高输出电源Vo的电压值，以维持第一输出电源Vo1与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值皆在预定电压范围以内。进一步而言，当负载(200A、200B-1～200B-n)所需求的电流增加时，会使传送至负载(200A、200B-1～200B-n)的电流在传输线(A、B-1～B-n)上造成较大的线路损失(即传输线的阻抗与其流过电流的平方的乘积)，进而使得供给负载(200A、200B-1～200B-n)的电压值不在预定电压范围以内。因此为确保供给负载(200A、200B-1～200B-n)的电压值在预定电压范围以内，控制模块40需控制反馈控制模块50调高输出电源Vo的电压值，以避免第一输出电源Vo1与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值不在预定电压范围以内而致使供给负载(200A、200B-1～200B-n)的电压值不在预定电压范围以内。值得一提，于本发明中，预定电压范围为预先设定输出电源Vo的额定电压值，其可设定为一个电压值(例如但不限于5V)或是一个电压值区间(例如但不限于9.5V～10.5V)。因此于本发明中，预定电压范围可依使用者的需求而加以调整。
复参阅图1，当第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)电流值中，有至少一组第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值与第一输出电源Vo1的电流值的差值大于预先设定的电流差预设值时，代表控制模块40调整的输出电源Vo的电压值已经过高，因此将会造成第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值不在预定电压范围以内(即输出电源Vo的电压值过高会造成第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值过高)而容易使得后端连接的负载(200B-1～200B-n)异常或误动作而损坏。故本发明的第一主动线性模块20与第二主动线性模块(30-1～30-n)会根据电流信号(S1、S2-1～S2-n)来得知第一输出电源Vo1的电流值与每个第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值的差值是否大于电流差预设值，且根据电流信号(S1、S2-1～S2-n)分别调整第一输出电源Vo1与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值皆在预定电压范围以内。当第一输出电源Vo1的电流值与每个第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值的差值不大于电流差预设值时，第一主动线性模块20与第二主动线性模块(30-1～30-n)不做线性转换。当第一输出电源Vo1的电流值与一个以上的第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值的差值大于电流差预设值时，大于电流差预设值的第二主动线性模块启动线性转换。举例而言，当第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源Vo2-1的电流值的差值大于电流差预设值时，第二主动线性模块30-1则启动线性转换。同理，当第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源Vo2-n的电流值的差值大于电流差预设值时，第二主动线性模块30-n则启动线性转换。值得一提，于本发明中，并不限定电流差预设值的具体电流数值，只要第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值的差值不大于电流差预设值时，会使第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值在预定电压范围以内的预设电流数值，皆应包含在本发明的范畴当中。
通过上述的电路结构及控制方式，本发明的多输出控制系统100可以在多组主动线性模块的电流差值皆不大于电流差预设值时，不启动线性转换，且在多组主动线性模块的电流差值大于电流差预设值时，仅启动电流差值大于电流差预设值的主动线性模块，以节省不须运作的主动线性模块消耗额外的能量。当进行平均效率测量时，由于是多组输出一起拉25％、50％、75％、100％的负载，因此多组输出之间电流差很小而使多组主动线性模块皆不做线性转换，故可提升多输出控制系统100整体的工作效率。
举例而言，当控制模块40根据电流信号(S1、S2-1～S2-n)得知第一输出电源Vo1的电流值增加时，控制模块40控制反馈控制模块50调高输出电源Vo的电压值，以维持第一输出电源Vo1与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值皆在预定电压范围以内。之后假设第一输出电源Vo1的电流值持续增加，但第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)电流值的差值不大于电流差预设值时，代表控制模块40虽然控制反馈控制模块50调高输出电源Vo的电压值，但调高后的输出电源Vo的电压值还不至于使第一输出电源Vo1与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值不在预定电压范围以内，即调高后的输出电源Vo的电压值还不至于使第一输出电源Vo1与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值超出预定电压范围，因此第一主动线性模块20与第二主动线性模块(30-1～30-n)皆不做线性转换，使输出电源Vo的电压值即为第一输出电源Vo1与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值。
承上述例子而言，假设第一输出电源Vo1的电流值持续增加，而使得第一输出电源Vo1的电流值与两组第二输出电源(Vo2-1、Vo2-n)电流值的差值大于电流差预设值时，代表控制模块40控制反馈控制模块50调高输出电源Vo的电压值已经会使第一输出电源Vo1与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值不在预定电压范围以内。此时为避免输出电源Vo的电压值过高而不在预定电压范围以内，反馈控制模块50箝位输出电源Vo的电压值，且第一主动线性模块20不做线性转换，以控制第一输出电源Vo1的电压值在预定电压范围以内(即输出电源Vo的电压值等于第一输出电源Vo1的电压值)。然后，对应的第二主动线性模块(30-1、30-n)启动线性转换，将第二输出电源(Vo2-1、Vo2-n)的电压值线性转换而调整到预定电压范围以内，以避免因第二输出电源(Vo2-1、Vo2-n)的电压值不在预定范围内而超出多输出控制系统100预定的规格，进而造成后端对应连接的负载(200B-1、200B-n)容易发生异常或误动作而损坏。值得一提，于本发明中，反馈控制模块50箝位输出电源Vo的方式有两种。其中之一为，反馈控制模块50可预先设定调整输出电源Vo电压值的上限。当输出电源Vo的电压值过高而超过反馈控制模块50预先设电压值的上限时，反馈控制模块50主动箝位输出电源Vo的电压值。另外一个为，控制模块40控制反馈控制模块50调整的上限。当输出电源Vo的电压值过高而不在预定电压范围以内时，控制模块40输出的第一控制信号Sc1限制反馈控制模块50不再继续调高输出电源Vo，以箝位输出电源Vo的电压值。
请参阅图2A为本发明第一主动线性模块与第二主动线性模块第一实施例的电路方块示意图，复配合参阅图1。由于本发明中，每个第二主动线性模块(30-1～30-n)内部的方块结构皆相同，因此为方便说明，于本实施例中，图1所出现的第二主动线性模块(30-1～30-n)与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)仅以一组示意(于本实施例中以30-1示意)。如图2A所示，第一主动线性模块20包括第一主动线性电路202与第一电流检测单元204。第一主动线性电路202线性转换输出电源Vo为第一输出电源Vo1，并通过传输线A输出第一输出电源Vo1供应负载200A。第一电流检测单元204耦接第一主动线性电路202与控制模块40，且输出第一电流信号S1至第一主动线性电路202及控制模块40。第二主动线性模块30-1包括第二主动线性电路302与第二电流检测单元304。第二主动线性电路302线性转换输出电源Vo为第二输出电源Vo2-1，并通过传输线B-1输出第二输出电源Vo2-1供应负载200B-1。第二电流检测单元304耦接第二主动线性电路302与控制模块40，且输出第二电流信号S2-1至第二主动线性电路302及控制模块40。
当第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源Vo2-1的电流值的差值大于电流差预设值时，控制模块40输出第一控制信号Sc1至反馈控制模块50，反馈控制模块50根据第一控制信号Sc1调高输出电源Vo，且反馈控制模块50箝位输出电源Vo在预定电压范围以内。此时第一电流检测单元204输出的第一电流信号S1控制第一主动线性电路202不做线性转换，使输出电源Vo为第一输出电源Vo1。第二电流检测单元304输出的第二电流信号S2-1控制第二主动线性电路302线性转换输出电源Vo为第二输出电源Vo2-1。因此，本实施例是通过第一电流检测单元204控制第一主动线性电路202不做线性转换，且第二电流检测单元304控制第二主动线性电路302主动的线性转换输出电源Vo为第二输出电源Vo2-1，使得第一输出电源Vo1与第二输出电源Vo2-1皆在预定电压范围以内。
请参阅图2B为本发明第一主动线性模块与第二主动线性模块第二实施例的电路方块示意图，复配合参阅图1～2A。本实施例如同图2A的第一实施例，图1所出现的第二主动线性模块(30-1～30-n)与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)仅以一组示意(于本实施例中以30-1示意)。如图2B所示，本实施例与图2A的第一实施例差异在于，第一主动线性电路202’耦接控制模块40，且第一电流检测单元204输出第一电流信号S1至控制模块40，第二主动线性电路302’耦接控制模块40，且第二电流检测单元304输出第二电流信号S2-1至控制模块40。控制模块40根据第一电流信号S1与第二电流信号S2-1判断第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源Vo2-1的电流值的差值是否大于电流差预设值，并输出第二控制信号Sc2控制第一主动线性电路202’，且输出第三控制信号Sc3控制第二主动线性电路302’。有关本实施例中未叙明的电路连接关系同于图2A第一实施例的叙述，在此不再加以赘述。
当控制模块40根据第一电流信号S1与第二电流信号S2-1判断第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源Vo2-1的电流值的差值是否大于电流差预设值时，控制模块40输出第一控制信号Sc1至反馈控制模块50，反馈控制模块50根据第一控制信号Sc1调高输出电源Vo，且反馈控制模块50箝位输出电源Vo在预定电压范围以内。此时控制模块40输出第二控制信号Sc2(即禁能的第二控制信号Sc2)控制第一主动线性电路202’不做线性转换，使输出电源Vo为第一输出电源Vo1，且输出第三控制信号Sc3(即致能的第三控制信号Sc3)控制第二主动线性电路302’线性转换输出电源Vo为第二输出电源Vo2-1。因此，本实施例是通过控制模块40输出第二控制信号Sc2控制第一主动线性电路202’不做线性转换，且输出第三控制信号Sc3控制第二主动线性电路302’主动的线性转换输出电源Vo为第二输出电源Vo2-1，使得第一输出电源Vo1与第二输出电源Vo2-1皆在预定电压范围以内。
请参阅图3A为本发明第一主动线性模块与第二主动线性模块第一实施例的细部电路方块示意图，复配合参阅图1～2A。本实施例的电路连接关系主要是对应图2A的第一主动线性模块20与第二主动线性模块30-1的连接关系。由于本发明中，每个第二主动线性模块(30-1～30-n)内部的细部电路方块结构皆相同，因此为方便说明，于本实施例中，仅以第一主动线性模块20与第二主动线性模块30-1示意。如图3A所示，第一主动线性电路202包括第一切换电路202-1与第一线性控制电路202-2，且第一电流检测单元204包括第一比较单元204-1。第一切换电路202-1耦接电源转换模块10的输出路径上，且第一线性控制电路202-2耦接第一切换电路202-1。第一比较单元204-1具有输入端与输出端，第一比较单元204-1的输入端耦接电源转换模块10的输出路径上，输出端耦接第一线性控制电路202-2与控制模块40。第二主动线性电路302包括第二切换电路302-1与第二线性控制电路302-2，且第二电流检测单元304包括第二比较单元304-1。第二切换电路302-1耦接电源转换模块10的输出路径上，且第二线性控制电路302-2耦接第二切换电路302-1。第二比较单元304-1具有输入端与输出端，第二比较单元304-1的输入端耦接电源转换模块10的输出路径上，输出端耦接第二线性控制电路302-2与控制模块40。
具体而言，第一主动线性电路202的第一切换电路202-1耦接电源转换模块10的电源输出路径上，且控制输出电源Vo是否转换为第一输出电源Vo1，并通过传输线A将第一输出电源Vo1供应至负载200A。第一线性控制电路202-2根据第一电流信号S1来输出第一线性控制信号Slc1控制第一切换电路202-1是否线性转换输出电源Vo为第一输出电源Vo1。第一电流检测单元204的第一比较单元204-1的输入端耦接电源转换模块10的接地路径上，且通过检测接地路径上两个端点的第一电压差Vd1的变化来得知第一输出电源Vo1的电流值的变化。进而第一比较单元204-1依据第一电压差Vd1产生第一电流信号S1，并通过输出端输出第一电流信号S1至第一线性控制电路202-2与控制模块40。有关第二主动线性电路302与第二电流检测单元304的具体连接关系及控制方式相同于第一主动线性电路202与第一电流检测单元204，在此不再加以赘述。
进一步而言，当第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源Vo2-1的电流值的差值大于电流差预设值时，第一比较单元204-1的输入端检测到电源转换模块10的输出路径上(即电源转换模块10的接地路径)的第一电压差Vd1，且第一比较单元204-1根据第一电压差Vd1输出第一电流信号S1至第一线性控制电路202-2与控制模块40。第二比较单元304-1的输入端检测到电源转换模块10的输出路径上(即电源转换模块10的接地路径)的第二电压差Vd2，且第二比较单元304-1根据第二电压差Vd2输出第二电流信号S2-1至第二线性控制电路302-2与控制模块40。控制模块40根据第一电流信号S1与第二电流信号S2-1控制反馈控制模块50调高输出电源Vo的电压值(即根据电流值最高的第一输出电源Vo1的第一电流信号S1调高输出电源Vo的电压值)，且反馈控制模块50箝位输出电源Vo的电压值在预定电压范围以内(即将输出电源Vo箝位在预定电压范围的最高上限)。然后第一线性控制电路202-2根据第一电流信号S1来输出第一线性控制信号Slc1控制第一切换电路202-1不做线性转换，使输出电源Vo即为第一输出电源Vo1。第二线性控制电路302-2根据第二电流信号S2-1来输出第二线性控制信号Slc2控制第二切换电路302-1线性转换输出电源Vo为第二输出电源Vo2-1。通过上述第一线性控制电路202-2控制第一切换电路202-1不做线性转换，且第二线性控制电路302-2控制第二切换电路302-1线性转换输出电源Vo为第二输出电源Vo2-1，以维持第一输出电源Vo1的电压值与第二输出电源Vo2-1的电压值在预定电压范围以内，进而使多输出控制系统100的输出电压符合预定规格。值得一提，于本实施例中，第一线性控制电路202-2可以与第二线性控制电路302-2相互连接，以通过比较彼此间的电流信号(即第一电流信号S1与第二电流信号S2-1)来更为准确判断第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源Vo2-1的电流值的差值是否大于电流差预设值。
请参阅图3B为本发明第一主动线性模块与第二主动线性模块第二实施例的细部电路方块示意图，复配合参阅图1～3A。本实施例的电路连接关系主要是对应图2B的第一主动线性模块20与第二主动线性模块30-1的连接关系，且本实施例如同图3A的第一实施例，仅以第一主动线性模块20与第二主动线性模块30-1示意。如图3B所示，本实施例与图3A的第一实施例差异在于第一线性控制电路202-2’耦接控制模块40，且第一比较单元204-1的输出端仅输出第一电流信号S1至控制模块40。第二线性控制电路302-2’耦接控制模块40，且第二比较单元304-1的输出端仅输出第二电流信号S2-1至控制模块40。控制模块40根据第一电流信号S1与第二电流信号S2-1判断第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源Vo2-1的电流值的差值是否大于电流差预设值，并输出第二控制信号Sc2控制第一线性控制电路202-2’，且输出第三控制信号Sc3控制第二线性控制电路302-2’。
进一步而言，第一比较单元204-1根据第一电压差Vd1输出第一电流信号S1至控制模块40，且第二比较单元304-1根据第二电压差Vd2输出第二电流信号S2-1至控制模块40，控制模块40判断第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源Vo2-1的电流值的差值是否大于电流差预设值。当第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源Vo2-1的电流值的差值大于电流差预设值时，第一线性控制电路202-2’根据禁能的第二控制信号Sc2来输出第一线性控制信号Slc1控制第一切换电路202-1不做线性转换，使输出电源Vo即为第一输出电源Vo1。第二线性控制电路302-2’根据致能的第三控制信号Sc3来输出第二线性控制信号Slc2控制第二切换电路302-1线性转换输出电源Vo为第二输出电源Vo2-1。有关本实施例中未叙明的电路连接关系即控制方式同于图3A第一实施例的叙述，在此不再加以赘述。值得一提，于本发明中，第一切换电路202-1与第二切换电路302-1可为电源转换模块10的电源输送(Power Delivery；PD)控制电路与阻隔晶体管(Blocking MOSFET)。电源输送(PD)控制电路控制阻隔晶体管的导通和不导通，且通过接收第一线性控制信号Slc1与第二线性控制信号Slc2来控制是否线性转换输出电源Vo。此外，于本发明中，第一比较单元204-1与第二比较单元304-1所输出的第一电流信号S1与第二电流信号S2-1通过倍率调整电阻R放大信号的倍率，以让后端所耦接的第一线性控制电路202-2、第二线性控制电路302-2及控制模块40更能准确地辨别第一电流信号S1与第二电流信号S2-1，但不以此为限。换言之，第一比较单元204-1与第二比较单元304-1的输出端也可例如但不限于耦接倍率调整单元(图未式)，以通过倍率调整单元放大或缩小第一电流信号S1与第二电流信号S2-1。
请参阅图4为本发明多输出控制系统的操作方法流程图，复配合参阅图1～3B。多输出控制系统100包括电源转换模块10、第一主动线性模块20、第二主动线性模块(30-1～30-n)、控制模块40以及反馈控制模块50。其中多输出控制系统100操作方法包括：第一主动线性模块与第二主动线性模块分别转换输出电源为第一输出电源与第二输出电源(S200)。第一主动线性模块20与第二主动线性模块(30-1～30-n)接收电源转换模块10输出的输出电源Vo，且分别转换输出电源Vo为第一输出电源Vo1与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)。然后，控制模块接收第一主动线性模块与第二主动线性模块输出的电流信号，且根据电流信号控制反馈控制模块调整输出电源(S400)。控制模块40接收第一主动线性模块20输出的第一电流信号S1与每个第二主动线性模块(30-1～30-n)个别输出的第二电流信号(S2-1～S2-n)，且根据第一电流信号S1与第二电流信号(S2-1～S2-n)控制反馈控制模块50调整输出电源Vo，以维持输出电源Vo在预定电压范围以内。当第一输出电源Vo1的电流值或第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值增加时，控制模块40控制反馈控制模块50调高输出电源Vo的电压值，以维持第一输出电源Vo1与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值皆在预定电压范围以内。最后，第一主动线性模块与第二主动线性模块根据电流信号分别调整第一输出电源与第二输出电源的电压值皆在预定电压范围以内(S600)。第一主动线性模块20与第二主动线性模块(30-1～30-n)根据第一电流信号S1与第二电流信号(S2-1～S2-n)得知第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值的差值是否大于电流差预设值，且根据第一电流信号S1与第二电流信号(S2-1～S2-n)分别调整第一输出电源Vo1与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值皆在预定电压范围以内，以避免因第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值不在预定范围内而超出多输出控制系统100预定的规格，进而造成后端连接的负载(200B-1～200B-n)容易发生异常或误动作而损坏。
进一步而言，步骤(S600)中更包括有两种不同的状态。其中之一为，当第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值的差值大于电流差预设值时，反馈控制模块50箝位输出电源Vo的电压值，以避免输出电源Vo的电压值无法维持在预定电压范围以内。此时第一主动线性模块20不做线性转换，使输出电源Vo即为第一输出电源Vo1，以控制第一输出电源Vo1的电压值在预定电压范围以内。然后第二主动线性模块(30-1～30-n)线性转换输出电源Vo为第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)，以控制第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电压值皆在预定电压范围以内。步骤(S600)的另一种状态为，当第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值的差值不大于电流差预设值时，第一主动线性模块20与第二主动线性模块(30-1～30-n)皆不做线性转换，使输出电源Vo即为第一输出电源Vo1与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)。
具体而言，第一主动线性模块20包括第一主动线性电路202与第一电流检测单元204，每个第二主动线性模块(30-1～30-n)皆包括第二主动线性电路302与第二电流检测单元304。其中步骤(S600)中更包括有两种不同的控制方式，其中之一为，当第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值的差值大于电流差预设值时，此时第一电流检测单元204检测电源转换模块10的输出路径上的第一电压差Vd1，且第二电流检测单元304检测电源转换模块10的输出路径上的第二电压差Vd2。然后控制模块40根据第一电流信号S1控制反馈控制模块50调高输出电源Vo的电压值，且第一电流检测单元204根据第一电压差Vd1输出第一电流信号S1控制第一主动线性电路202不做线性转换，使输出电源Vo即为第一输出电源Vo1。第二电流检测单元304根据第二电压差Vd2输出第二电流信号(S2-1～S2-n)控制第二主动线性电路302线性转换输出电源Vo为第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)。
步骤(S600)的另一种控制方式为，控制模块40会判断第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值的差值是否大于电流差预设值。当控制模块40判断第一输出电源Vo1的电流值与第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)的电流值的差值大于电流差预设值时，第一电流检测单元204检测到电源转换模块10的输出路径上的第一电压差Vd1，且第二电流检测单元304检测电源转换模块10的输出路径上的第二电压差Vd2。然后控制模块40根据第一电流信号S1控制反馈控制模块50调高输出电源Vo的电压值，且第一电流检测单元204根据第一电压差Vd1输出第一电流信号S1至控制模块40，第二电流检测单元304根据第二电压差Vd2输出第二电流信号(S2-1～S2-n)至控制模块40。控制模块40根据第一电流信号S1输出禁能的第二控制信号Sc2控制第一主动线性电路202不做线性转换，使输出电源Vo即为第一输出电源Vo1。控制模块40根据第二电流信号(S2-1～S2-n)输出致能的第三控制信号Sc3控制第二主动线性电路302线性转换输出电源Vo为第二输出电源(Vo2-1～Vo2-n)。
综上所述，本发明的一个或多个实施例至少具有以下其中之一的优点：
1、由于本发明的多输出控制系统可控制每组输出电源的电压值皆在预定范围内，因此可达到避免后端连接的负载因输出电源的电压值超出规格，而容易发生异常或误动作而损坏的功效；
2、由于本发明的多输出控制系统可在多组主动线性模块的电流差值大于电流差预设值时，仅启动电流差值大于电流差预设值的主动线性模块，因此可达成节省不须运作的主动线性模块消耗额外的能量的功效；
3、由于本发明的多输出控制系统可在多组主动线性模块的电流差值不大于电流差预设值时，不启动线性转换，因此进行平均效率测量时，多组输出之间电流差很小而使多组主动线性模块皆不做线性转换，故可达成提升多输出控制系统整体的工作效率的功效；及
4、由于本发明的多输出控制系统的主动线性模块可直接设计应用电源输送(Power Delivery；PD)控制电路的阻隔晶体管(Blocking MOSFET)上，因此可达到无须额外增设线性控制电路，且有助于降低多输出控制系统整体电路成本、减少电路控制的复杂度，以及降低电源转换器的转换损失以提高系统效率的功效。
惟，以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与图式，惟本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以下述的申请专利范围为准，凡合于本发明申请专利范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包括于本发明的范畴中，任何熟悉该项技艺者在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在以下本案的专利范围。

Claims (10)

1.一种多输出控制系统，其特征在于，包括：
一电源转换模块，输出一输出电源；
一第一主动线性模块，耦接该电源转换模块，且转换该输出电源为一第一输出电源；
至少一第二主动线性模块，耦接该电源转换模块，且将该输出电源分别转换为至少一第二输出电源；
一控制模块，耦接该第一主动线性模块与该至少一第二主动线性模块，且接收该第一主动线性模块与该至少一第二主动线性模块输出的多个电流信号；及
一反馈控制模块，耦接该电源转换模块与该控制模块，且接收该输出电源；
其中，该控制模块根据该些电流信号控制该反馈控制模块调整该输出电源；该第一主动线性模块与该至少一第二主动线性模块根据该些电流信号来得知，该第一输出电源的电流值与该至少一第二输出电源的电流值的差值是否大于一电流差预设值，且根据该些电流信号分别调整该第一输出电源与该至少一第二输出电源的电压值皆在一预定电压范围以内。
2.如权利要求1所述的多输出控制系统，其特征在于，当该控制模块根据该些电流信号得知该第一输出电源的电流值或该至少一第二输出电源的电流值增加时，该控制模块控制该反馈控制模块调高该输出电源的电压值，以维持该第一输出电源与该至少一第二输出电源的电压值皆在该预定电压范围以内。
3.如权利要求1所述的多输出控制系统，其特征在于，当该第一输出电源的电流值与该至少一第二输出电源的电流值的差值大于该电流差预设值时，该反馈控制模块箝位该输出电源的电压值，且该第一主动线性模块不做线性转换，以控制该第一输出电源的电压值在该预定电压范围以内。
4.如权利要求1所述的多输出控制系统，其特征在于，当该第一输出电源的电流值与该至少一第二输出电源的电流值的差值大于该电流差预设值时，该至少一第二主动线性模块线性转换该至少一第二输出电源的电压值在该预定电压范围以内。
5.如权利要求1所述的多输出控制系统，其特征在于，当该第一输出电源的电流值与该至少一第二输出电源的电流值的差值不大于该电流差预设值时，该第一主动线性模块与该至少一第二主动线性模块皆不做线性转换。
6.如权利要求1所述的多输出控制系统，其特征在于，该第一主动线性模块包括：
一第一主动线性电路，线性转换该输出电源为该第一输出电源；及
一第一电流检测单元，耦接该第一主动线性电路与该控制模块，且输出该些电流信号的一第一电流信号；以及
各该至少一第二主动线性模块包括：
一第二主动线性电路，线性转换该输出电源为该至少一第二输出电源；及
一第二电流检测单元，耦接该第二主动线性电路与该控制模块，且输出该些电流信号的一第二电流信号。
7.如权利要求6所述的多输出控制系统，其特征在于，当该第一输出电源的电流值与该至少一第二输出电源的电流值的差值大于该电流差预设值时，该第一电流检测单元输出的该第一电流信号控制该第一主动线性电路不做线性转换，使该输出电源为该第一输出电源，且该第二电流检测单元输出的该第二电流信号控制该第二主动线性电路线性转换该输出电源为该至少一第二输出电源。
8.如权利要求7所述的多输出控制系统，其特征在于，该第一电流检测单元包括：
一比较单元，具有一输入端与一输出端，该输入端耦接该电源转换模块的输出路径上，该输出端耦接该第一主动线性电路与该控制模块；
其中，该输入端检测该电源转换模块的输出路径上的一电压差，且该比较单元根据该电压差输出该第一电流信号控制该第一主动线性电路不做线性转换，且该控制模块根据该第一电流信号控制该反馈控制模块调高该输出电源的电压值。
9.如权利要求6所述的多输出控制系统，其特征在于，该第一主动线性电路与该第二主动线性电路更耦接该控制模块，且该控制模块判断该第一输出电源的电流值与该至少一第二输出电源的电流值的差值是否大于该电流差预设值；当该控制模块判断该第一输出电源的电流值与该至少一第二输出电源的电流值的差值大于该电流差预设值时，该控制模块输出一禁能信号控制该第一主动线性电路不做线性转换，使该输出电源为该第一输出电源，且输出一致能信号控制该第二主动线性电路线性转换该输出电源为该至少一第二输出电源。
10.如权利要求9所述的多输出控制系统，其特征在于，该第一电流检测单元包括：
一比较单元，具有一输入端与一输出端，该输入端耦接该电源转换模块的输出路径上，该输出端耦接该控制模块；
其中，该输入端检测该电源转换模块的输出路径上的一电压差，且该比较单元根据该电压差输出该第一电流信号至该控制模块；该控制模块根据该第一电流信号控制该反馈控制模块调高该输出电源的电压值，且根据该第一电流信号输出该禁能信号控制该第一主动线性电路不做线性转换。
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