CN109842306A - 单输入多输出直流电源供应系统及相关降压调节控制电路 - Google Patents

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Abstract

一种降压调节控制电路，用于一单输入多输出直流电源供应系统，该单输入多输出电源供应系统的一第一降压调节器于一软启动阶段时，当一第二降压调节器的一第二高端开关维持关闭状态时，该降压调节控制电路可控制该第一降压调节器的一第一高端开关由关闭状态切换为导通状态。如此可避免该第一高端开关及该第二高端开关同时由关闭状态切换为导通状态，以降低浪涌电流。

Description

单输入多输出直流电源供应系统及相关降压调节控制电路
技术领域
本发明是指一种单输入多输出的直流电源供应系统及相关降压调节控制电路，尤指一种可降低开机瞬间的浪涌电流，并兼顾纹波电压的单输入多输出的直流电源供应系统及相关降压调节控制电路。
背景技术
单输入多输出的直流电源供应系统在现有电子系统中已广泛应用，举凡笔记本电脑、桌面计算机、服务器系统或是其他计算机系统等，其多以一较高的直流电压作为输入来源，再经由多个脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)的降压调节器(BuckVoltage Regulator)来转换出不同的输出电压源，以供应系统内部组件所需的电源。例如，电源供应器(Power Supply Unit，PSU)或是电池组(Battery Pack)可将单一交流电源转换成较高电压准位的直流电压源，再利用多个降压调节器降转出多个低电压准位的直流电压源。
图1为习知技术之一降压调节器1的功能方块图。降压调节器1包含一脉冲宽度调变控制器10、一栅极驱动电路11、一高端开关HSW(例如，金氧半场效晶体管(High SideMosFET)、一低端开关LSW、一输出电感L以及一输出电容C。脉冲宽度调变控制器10用来根据一电压启动信号V_EN，产生一脉冲宽度调变信号PWM至栅极驱动电路11。栅极驱动电路11、高端开关HSW、低端开关LSW、输出电感L及输出电容C的组合用来根据脉冲宽度调变信号PWM，将一输入直流电压V_IN转换为一输出直流电压V_OUT。关于电压转换的详细操作应为本领域所熟知，于此不赘述。
当降压调节器1处于关闭状态时，输出电容C的初始电压为零伏特。当降压调节器1处于启动状态，且脉冲宽度调变信号PWM为高准位(High level)时，可导通高端开关HSW，使输入直流电压V_IN对应的直流电流I经由高端开关HSW及输出电感L，对输出电容C充电。当高端开关HSW导通时，输出电容C的储存电位(即输出直流电压V_OUT)逐渐由零伏特向上增加，其中输出电容C的瞬间充电电流I可表示为C*(dV_OUT)/(dT)，T为充电时间。因为降压调节器1刚启动的瞬间，输出直流电压V_OUT的初始状态为零伏特，因此在此刻的单位时间充电电压dV_OUT/dT将为最大值(dV_OUT趋近于输入直流电压V_IN，且单位充电时间dT趋近于零)，所以此时的输出电容C上的瞬间充电电流I也是最大值。随着输出直流电压V_OUT慢慢增加，充电电流I会逐渐降低。
浪涌电流(inrush current)指当一个较高准位的输入直流电压开始对电源供应系统内部的等效电容充电时，其瞬间产生的最大电流值。当设计者为了让电源供应系统的各个电压源的纹波电压(ripple voltage)被压抑在可接受的范围内时，往往会尝试增加各个电压源的输出电容值(例如，降压调节器1的输出电容C)，以降低其纹波电压。然而，上述设计会导致电源供应系统的等效电容值上升，其中电源供应系统的等效电容值相当于各个降压调节器的输出电容值的总和。电源供应系统的等效电容值越大，所造成的浪涌电流就越大，尤其是当电源供应系统内部所有的降压调节器都在同一时间开启时，可能会导致电源供应器或输入电池组的瞬间输出电流超过该电源供应系统可提供的最大额定电流。假设电源供应系统包含N个降压调节器，当N个高端开关HSW同时导通时，则电源供应系统的浪涌电流可表示为个别输出电容C1、C2、…、Cn的瞬间充电电流的总和I_inrush＝I1+…+In＝C1*(dV_OUT1)/(dT)+…+Cn*(dV_OUTn)/(dT)。在此情况下，浪涌电流I_inrush可能触发电源供应系统的过电流保护机制(over current protection，OCP)，进而导致电源供应系统被强制关闭。
为了解决上述问题，设计者会尝试提高电源供应系统所能输出的最大额定电流与过电流保护点，但这会导致电源供应系统的成本上升，例如须选用规格与成本较高的电子料件以适用较高的最大额定电流。在实际应用中，浪涌电流通常只发生在降压调节器被启动的初始阶段，在输出电压稳定而达到稳定阶段之后，发生较大浪涌电流的机率相对减小许多。然而，上述设计的缺点是为了因应开机瞬间可能发生的高浪涌电流情况，电源供应系统却因此面临过度设计(over design)与成本浪费的问题。此外，当最大额定电流与过电流保护点太高时，将使其失去应有的保护效果，例如过电流越大则输出负载被过电流烧毁失效的风险越大。
此外，另一个解决方式是尝试减少各个降压调节器的输出电容值，以减少电源供应系统的等效电容值，但这会导致降压调节器的输出电压的纹波电压上升，进而影响输出负载的运作。例如，当纹波电压太高时，无法确保输出负载(例如，计算机系统)在运作过程中，不会因为过高的电压变化而造成运作不正常。因此，减少各个降压调节器的输出电容值的做法，难以确保电源供应系统具有足够的设计限度(design margin)。
因此，实有必要提供一种单输入多输出的直流电源供应系统，可降低开机瞬间的浪涌电流，并兼顾降压调节器的纹波电压。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种单输入多输出的直流电源供应系统及相关控制电路，以降低开机瞬间的浪涌电流。
本发明揭露一种第一降压调节控制电路，用于一单输入多输出电源供应系统，包含一开关以及一逻辑电路。该开关耦接于该单输入多输出电源供应系统的一第一降压调节器，用来根据一第一调变启动信号，连接或断开该第一降压调节器的一第一脉冲宽度调变控制器及一栅极驱动电路。该逻辑电路耦接于该开关以及该第一降压调节器，用来根据一第一电压启动信号、该第一脉冲宽度调变控制器产生的一第一脉冲宽度调变信号、该第一脉冲宽度调变控制器产生的一第一电源良好信号以及该单输入多输出电源供应系统的一第二降压调节器产生的一第二脉冲宽度调变信号，产生该第一调变启动信号至该开关；其中该第一降压调节器于一软启动阶段时，当该第二脉冲宽度调变信号为低准位时，该第一调变启动信号控制该第一降压调节器的一第一高端开关由关闭状态切换为导通状态，且该第二降压调节器的一第二高端开关维持关闭状态。
本发明另揭露一种单输入多输出电源供应系统，用来将一直流输入电压转换为复数个直流输出电压，包含一降压调节模块以及一降压调节控制模块。该降压调节模块包含一第一降压调节器以及一第二降压调节器，其中该第一降压调节器用来根据一第一电压启动信号，产生一第一脉冲宽度调变信号，以及根据该第一脉冲宽度调变信号以及一第一调变启动信号，将该直流输入电压转换为一第一直流输出电压。该降压调节控制模块耦接于该降压调节模块，包含一第一降压调节控制电路，耦接于该第一降压调节器以及该第二降压调节器，用来根据该第一电压启动信号、该第一脉冲宽度调变信号、该第一降压调节器产生的一第一电源良好信号以及该第二降压调节器产生的一第二脉冲宽度调变信号，产生该第一调变启动信号至该第一降压调节器；其中该第一降压调节器于一软启动阶段时，当该第二脉冲宽度调变信号为低准位时，则该第一调变启动信号控制该第一降压调节器的一第一高端开关由关闭状态切换为导通状态，且该第二降压调节器的一第二高端开关维持关闭状态。
本发明在电源供应系统于软启动阶段时，透过控制各个降压调节器的脉冲宽度调变信号的电压输出时序，避免电源供应系统中所有的高端开关在同一时间导通，以避免过高的浪涌电流问题。对于电源供应系统而言，由于浪涌电流被有效抑制了，因此设计者不需提高电源供应系统所能输出的最大额定电流与过电流保护点。同样的，设计者也不需为了降低浪涌电流而降低每个降压调节器的输出电容值，以确保输出电压的纹波电压可被压抑在足够低的峰对峰值电压范围，进而确保输出负载(例如，计算机系统)可稳定运作。
附图说明
图1为习知技术之一降压调节器的功能方块图。
图2为本发明实施例一电源供应系统的功能方块图。
图3为本发明实施例一降压调节模块的栅极驱动电路及一降压调节控制模块的电路图。
图4为本发明实施例一降压调节控制电路及一栅极驱动器的电路图。
具体实施方式
本发明的目的是在电源供应系统于软启动阶段时，避免各个降压调节器的高端开关(例如，金氧半场效晶体管(High Side MosFET)同时导通，如此可避免各个降压调节器的输出等效电容发生加总效应，进而防止过高的浪涌电流发生。详细来说，本发明透过控制各个降压调节器的脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)信号的电压输出时序，避免电源供应系统中所有的高端开关在同一时间导通，以避免过高的浪涌电流问题。对于电源供应系统而言，由于浪涌电流被有效抑制了，因此设计者不需提高电源供应系统所能输出的最大额定电流与过电流保护点。同样的，设计者也不需为了降低浪涌电流而降低每个降压调节器的输出电容值，以确保输出电压的纹波电压可被压抑在足够低的峰对峰值电压(peak-to-peak voltage)范围，进而确保输出负载(例如，计算机系统)可稳定运作。
图2为本发明实施例一电源供应系统2的功能方块图。电源供应系统2包含一降压调节模块20、一交流转直流电压转换器21、一电源控制电路22以及一降压调节控制模块23。
交流转直流电压转换器21耦接于降压调节模块20、电源控制电路22以及降压调节控制模块23，用来将一交流电压AC_IN转换为一直流输入电压V_IN至降压调节模块20。此外，交流转直流电压转换器21可分别供应驱动电压给降压调节模块20、电源控制电路22以及降压调节控制模块23。
电源控制电路22耦接于降压调节模块20、交流转直流电压转换器21及降压调节控制模块23，用来产生电压启动信号V_EN1～V_ENn至降压调节模块20及降压调节控制模块23，以及从降压调节模块20接收电源良好信号PWGD1～PWGDn。
降压调节模块20包含降压调节器BVR1～BVRn，其中降压调节器BVR1～BVRn的电路架构与图1的降压调节器1相同。降压调节模块20耦接于交流转直流电压转换器21、电源控制电路22及降压调节控制模块23，用来根据电压启动信号V_EN1～V_ENn及调变启动信号PWM_EN1～PWM_ENn，将直流输入电压V_IN分别转换为直流输出电压V_OUT1～V_OUTn。当降压调节模块20依序转换出直流输出电压V_OUT1～V_OUTn后，可分别产生电源良好信号PWGD1～PWGDn至电源控制电路22以及降压调节控制模块23，以通报电压转换完成。
降压调节控制模块23耦接于降压调节模块20、交流转直流电压转换器21及电源控制电路22，用来根据电压启动信号V_EN1～V_ENn、脉冲宽度调变信号PWM1～PWMn、电源良好信号PWGD1～PWGDn，产生调变启动信号PWM_EN1～PWM_ENn至降压调节模块20，以控制降压调节器BVR1～BVRn依序启动，以转换直流输出电压V_OUT1～V_OUTn。
调变启动信号PWM_EN1～PWM_ENn用来分别控制降压调节器BVR1～BVRn的启动时序，例如软启动时间(Soft Start Time)，以避免让所有的降压调节器BVR1～BVRn的所有的高端开关HSW1～HSWn同时导通，进而防止所有的降压调节器BVR1～BVRn的输出电容C1～Cn(未示出)加总效应所造成的浪涌电流。
具体而言，在个别的降压调节器BVR1～BVRn的软启动时间内，当所有的降压调节器BVR1～BVRn的输出电容C1～Cn的初始电压为零伏特时(即，直流输出电压V_OUT1～V_OUTn皆为零伏特)，调变启动信号PWM_EN1～PWM_ENn可控制只有一个降压调节器BVRx的脉冲宽度调变信号PWMx为高准位，仅导通它的高端开关HSWx来对输出电容Cx充电。直到脉冲宽度调变信号PWMx号由高准位转态到低准位(Low Level)之后，另一个降压调节器BVRy才能将其脉冲宽度调变信号PWMy由低准位转态成高准位，导通它的高端开关HSWy来对输出电容Cy充电。
换言之，由于调变启动信号PWM_EN1～PWM_ENn可控制只有一个降压调节器BVRx的脉冲宽度调变信号PWMx为高准位，使降压调节器BVR1～BVRn的高端开关HSW1～HSWn中的一者(即高端开关HSWx)由关闭状态切换为导通状态且其他高端开关HSW1～HSW(x-1)、HSW(x+1)～HSWn维持关闭状态。因此，电源供应系统2的等效电容值仅是降压调节器BVRx启动时的输出电容值Cx，如此可有效降低电源供应系统2的等效电容值，也可避免减少输出电容值Cx，以确保输出电压V_OUTx的纹波电压可被抑制在可接受的范围内，进而确保电源供应系统2的输出负载的运作。
值得注意的是，降压调节模块20可根据电压启动信号V_EN1～V_ENn，产生脉冲宽度调变信号PWM1～PWMn，以作为降压调节控制模块23产生调变启动信号PWM_EN1～PWM_ENn的参考依据。详细来说，降压调节控制模块23可根据脉冲宽度调变信号PWM1～PWMn，得知降压调节器BVR1～BVRn是否开始导通其高端开关HSW1～HSWn。例如于软启动时，当脉冲宽度调变信号PWMx为高准位时，降压调节器BVRx开始导通其高端开关HSWx；另一方面，当脉冲宽度调变信号PWMx为低准位时，降压调节器BVRx没有导通其高端开关HSWx。此外，于正式启动时，降压调节器BVRx可正常进行电压转换。
如此一来，降压调节控制模块23可利用调变启动信号PWM_EN1～PWM_ENn来控制降压调节器BVR1～BVRn的高端开关HSW1～HSWn的导通时序，以避免降压调节器BVR1～BVRn的高端开关HSW1～HSWn同时开启时所造成的浪涌电流，也可确保纹波电压可被抑制在可接受的范围内，进而确保电源供应系统2的输出负载的运作。
图3为本发明实施例一降压调节模块30及一降压调节控制模块33的电路图。于本实施例中，假设降压调节模块30包含降压调节器BVR1、BVR2(即，n＝2)，降压调节控制模块33包含降压调节控制电路CTRL1、CTRL2，分别耦接于降压调节器BVR1、BVR2的栅极驱动器DRV1、DRV2，用来控制降压调节器BVR1、BVR2的高端开关HSW1、HSW2的导通时序。于一实施例中，降压调节控制模块33可整合于降压调节模块30；或者，降压调节控制电路CTRL1及CTRL2可分别整合于降压调节器BVR1及BVR2。
降压调节器BVR1及BVR2的电路架构相同，于此以降压调节器BVR1为例说明。降压调节器BVR1包含一脉冲宽度调变控制器PGEM1、一栅极驱动电路DRV1、一高端开关HSW1、一低端开关LSW1、一输出电感L1以及一输出电容C1。脉冲宽度调变控制器PGEM1耦接于降压调节控制电路CTRL1，用来根据电压启动信号V_EN1，产生脉冲宽度调变信号PWM1。栅极驱动电路DRV1耦接于降压调节控制电路CTRL1、高端开关HSW1、低端开关LSW1以及输出电感L1，用来根据脉冲宽度调变信号PWM1，导通高端开关HSW1或低端开关LSW1，以产生充电电流来对输出电容C1充电，进而将输入电压V_IN转换为输出电压V_OUT1。
降压调节控制电路CTRL1及CTRL2的电路架构相同，于此以降压调节控制电路CTRL1为例说明。降压调节控制电路CTRL1包含一反向器311、一与门(AND gate)312、一或门(OR gate)313以及一开关SW1。反向器311耦接于脉冲宽度调变控制器PGEM2和与门312之间，用来反相脉冲宽度调变信号PWM2的电压准位，以产生反相脉冲宽度调变信号PWM2’。与门312耦接于脉冲宽度调变控制器PGEM1、反向器311及或门313，用来根据电压启动信号V_EN1及反相脉冲宽度调变信号PWM2’，产生一逻辑信号AND1至或门313。或门313耦接于脉冲宽度调变控制器PGEM1、与门312及开关SW1，用来根据电源良好信号PWGD1及逻辑信号AND1，产生调变启动信号PWM_EN1至开关SW1。开关SW1耦接于脉冲宽度调变控制器PGEM1、栅极驱动电路DRV1与或313之间，用来根据调变启动信号PWM_EN1，连接或断开脉冲宽度调变控制器PGEM1及栅极驱动电路DRV1。
关于降压调节器BVR1及降压调节控制电路CTRL1的操作方式简述如下，于软启动阶段，只有当电压启动信号V_EN1及反相脉冲宽度调变信号PWM2’都是高准位的情况下(相当于脉冲宽度调变信号PWM2是低准位)，与门312输出的逻辑信号AND1为高准位，可使或门313输出的调变启动信号PWM_EN1为高准位，进而使开关SW1连接脉冲宽度调变控制器PGEM1及栅极驱动电路DRV1。因此，栅极驱动电路DRV1可根据脉冲宽度调变信号PWM1来导通高端开关HSW1或低端开关LSW1，以产生充电电流I1来对输出电容C1充电，进而将输入电压V_IN转换为输出电压V_OUT1。接着，当输出电压V_OUT1已爬升到稳定阶段的输出准位区间时，脉冲宽度调变控制器PGEM1输出电源良好信号PWGD1，以通知电压转换完成。
换言之，当调变启动信号PWM_EN1为高准位且电源良好信号PWGD1为低准位时，表示此时降压调节器BVR1处于软启动阶段。于软启动阶段时，降压调节器BVR1对应的降压调节控制电路CTRL1可参考另一降压调节器BVR2的脉冲宽度调变信号PWM2，判断是否导通其高端开关HSW1。例如，只有在脉冲宽度调变信号PWM2为低准位(或反相脉冲宽度调变信号PWM2’为高准位)的情况下，开关SW1才会连接脉冲宽度调变控制器PGEM1及栅极驱动电路DRV1，以导通高端开关HSW1。如此一来，降压调节控制电路CTRL1可于软启动阶段，避免高端开关HSW1及HSW2同时导通，以避免浪涌电流。
同理，关于降压调节器BVR2及降压调节控制电路CTRL2的操作方式如下，于软启动阶段，只有当电压启动信号V_EN2及反相脉冲宽度调变信号PWM1’都是高准位的情况下(相当于脉冲宽度调变信号PWM1是低准位)，与门322输出的逻辑信号AND2为高准位，可使或门323输出的调变启动信号PWM_EN2为高准位，进而使开关SW2连接脉冲宽度调变控制器PGEM2及栅极驱动电路DRV2。因此，栅极驱动电路DRV2可根据脉冲宽度调变信号PWM2来导通高端开关HSW2或低端开关LSW2，以产生充电电流I2来对输出电容C2充电，进而将输入电压V_IN转换为输出电压V_OUT2。接着，当输出电压V_OUT2已爬升到稳定阶段的输出准位区间时，脉冲宽度调变控制器PGEM2输出电源良好信号PWGD2，以通知电压转换完成。
换言之，当调变启动信号PWM_EN2为高准位且电源良好信号PWGD2为低准位时，表示此时降压调节器BVR2处于软启动阶段。于软启动阶段时，降压调节器BVR2对应的降压调节控制电路CTRL2可参考另一降压调节器BVR1的脉冲宽度调变信号PWM1，判断是否导通其高端开关HSW2。例如，只有在脉冲宽度调变信号PWM1为低准位(或反相脉冲宽度调变信号PWM1’为高准位)的情况下，开关SW2才会连接脉冲宽度调变控制器PGEM2及栅极驱动电路DRV2，以导通高端开关HSW2。如此一来，降压调节控制电路CTRL2可于软启动阶段，避免高端开关HSW1及HSW2同时导通，以避免浪涌电流。
因此，透过降压调节控制电路CTRL1及CTRL2的操作，可于软启动阶段时，避免两组降压调节器BVR1及BVR2同时导通其高端开关HSW1及HSW2所造成的浪涌电流，也可确保纹波电压可被抑制在可接受的范围内(例如不须降低输出电容值C1及C2来防止浪涌电流)，进而确保电源供应系统的输出负载的运作。
图4为本发明实施例一降压调节控制电路CTRLx及一栅极驱动电路DRVx的电路图。于本实施例中，假设电源供应系统包含n个降压调节器BVR1～BVRn，其中降压调节控制电路CTRLx对应一降压调节器BVRx(图4中未示出)，且降压调节器BVRx为n个降压调节器中的一者。
降压调节控制电路CTRLx包含一逻辑电路40以及一开关SWx。逻辑电路40可判断降压调节器BVRx处于软启动阶段，并于软启动阶段时，参考其他降压调节器的脉冲宽度调变信号，产生一调变启动信号PWM_ENx至开关SWx，以输出一脉冲宽度调变信号PWMx。栅极驱动电路DRVx耦接于开关SWx，用来根据脉冲宽度调变信号PWMx，导通自身高端开关或是让自身高端开关维持关闭状态。例如，只有在其他降压调节器的脉冲宽度调变信号为低准位的情况下，逻辑电路40才会控制开关SWx输出脉冲宽度调变信号PWMx来导通自身高端开关；反之，若有任一降压调节器的脉冲宽度调变信号为高准位的情况下，逻辑电路40控制开关SWx不输出脉冲宽度调变信号PWMx来让自身高端开关维持关闭状态。如此一来，降压调节控制电路CTRLx可于软启动阶段，避免自身与其他高端开关同时导通，以避免浪涌电流。
逻辑电路40包含一反向器411、一与门412、一第一或门413以及一第二或门414。反向器411耦接于第二或门414和与门412之间，用来产生一反相逻辑信号PWMs’至与门412。与门412耦接于降压调节控制电路CTRLx的脉冲宽度调变控制器、反向器411及或门413，用来根据降压调节器BVRx对应的一电压启动信号V_ENx及反相逻辑信号PWMs’，产生一逻辑信号ANDx至或门413。或门413耦接于降压调节器BVRx对应的脉冲宽度调变控制器、与门412及开关SWx，用来根据降压调节器BVRx对应的一电源良好信号PWGDx及逻辑信号ANDx，产生调变启动信号PWM_ENx至开关SWx。开关SWx用来根据调变启动信号PWM_ENx，连接或断开脉冲宽度调变控制器及栅极驱动电路。第二或门414耦接于降压调节器BVR1～BVR(x-)、BVR(x+1)～BVRn及反向器411之间，用来根据降压调节器BVR1～BVR(x-1)、BVR(x+1)～BVRn的脉冲宽度调变信号PWM1～PWM(x-1)、PWM(x+1)～PWMn，产生一逻辑信号PWMs。开关SWx耦接于逻辑电路40与降压调节器BVRx对应的脉冲宽度调变控制器及栅极驱动电路之间，用来根据逻辑电路40输出的调变启动信号PWM_ENx，连接或断开降压调节器BVRx对应的脉冲宽度调变控制器及栅极驱动电路。
值得注意的是，于图3的降压调节控制电路CTRL1中，由于假设电源供应系统只包含二个降压调节器，故只需判断另一降压调节器的脉冲宽度调变信号是否为低准位；相较之下，降压调节控制电路CTRLx另增设第二或门414，用来同时判断多个脉冲宽度调变信号是否为低准位。
当调变启动信号PWM_ENx为高准位且电源良好信号PWGDx为低准位时，表示此时降压调节器BVRx处于软启动阶段。于软启动阶段时，控制电路CTRLx可参考其他降压调节器BVR1～BVR(x-)、BVR(x+1)～BVRn的脉冲宽度调变信号PWM1～PWM(x-1)、PWM(x+1)～PWMn，判断是否导通其高端开关HSWx。例如，只有在脉冲宽度调变信号PWM1～PWM(x-1)、PWM(x+1)～PWMn皆为低准位的情况下，开关SWx才会连接脉冲宽度调变控制器及栅极驱动电路，以导通高端开关HSWx。如此一来，控制电路CTRLx可于软启动阶段，避免高端开关HSW1～HSWn同时导通，以避免浪涌电流。
综上所述，本发明在电源供应系统于软启动阶段时，透过控制各个降压调节器的脉冲宽度调变信号的电压输出时序，避免电源供应系统中所有的高端开关在同一时间导通，以避免过高的浪涌电流问题。对于电源供应系统而言，由于浪涌电流被有效抑制了，因此设计者不需提高电源供应系统所能输出的最大额定电流与过电流保护点。同样的，设计者也不需为了降低浪涌电流而降低每个降压调节器的输出电容值，以确保输出电压的纹波电压可被压抑在足够低的峰对峰值电压范围，进而确保输出负载(例如，计算机系统)可稳定运作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
附图标记列表
1、BVR1～BVR降压调节器
10、PGEM1、PGEM2脉冲宽度调变控制器
11、DRV1、DRV2、DRVx栅极驱动电路
2电源供应系统
20、30降压调节模块
21交流转直流电压转换器
23、33降压调节控制模块
HSW、HSW1～HSWn高端开关
LSW、LSW1、LSW2低端开关
L、L1、L2输出电感
C、C1、C2输出电容
I充电电流
PWM、PWM1～PWM(x-1)、PWM(x+1)～PWMn、PWMx脉冲宽度调变信号
PWM_EN1～PWM_ENn、PWMx调变启动信号
PWM1’、PWM2’反相脉冲宽度调变信号
AND1、PWMs、ANDx逻辑信号
PWMs’反相逻辑信号
PWGD1～PWGDn、PWGDx电源良好信号
V_EN1～V_ENn、V_ENx启动信号
V_IN输入直流电压
V_OUT、V_OUT1～V_OUTn输出直流电压
CTRL1、CTRL2、CTRLx降压调节控制电路
40逻辑电路
311、321、411反向器
312、322、412与门
313、323、413第一或门
414第二或门
SW1～SWn、SWx开关

Claims (18)

1.一种单输入多输出电源供应系统，用来将一直流输入电压转换为复数个直流输出电压，包含：
一降压调节模块，包含一第一降压调节器以及一第二降压调节器，其中该第一降压调节器用来根据一第一电压启动信号，产生一第一脉冲宽度调变信号，以及根据该第一脉冲宽度调变信号以及一第一调变启动信号，将该直流输入电压转换为一第一直流输出电压；以及
一降压调节控制模块，耦接于该降压调节模块，包含：
一第一降压调节控制电路，耦接于该第一降压调节器以及该第二降压调节器，用来根据该第一电压启动信号、该第一脉冲宽度调变信号、该第一降压调节器产生的一第一电源良好信号以及该第二降压调节器产生的一第二脉冲宽度调变信号，产生该第一调变启动信号至该第一降压调节器；
其中该第一降压调节器于一软启动阶段时，当该第二脉冲宽度调变信号为低准位时，该第一调变启动信号控制该第一降压调节器的一第一高端开关由关闭状态切换为导通状态，且该第二降压调节器的一第二高端开关维持关闭状态。
2.如权利要求1所述的单输入多输出电源供应系统，其中该第一降压调节控制电路包含：
一开关，耦接于该第一降压调节器，用来根据该第一调变启动信号，连接或断开该第一降压调节器的一第一脉冲宽度调变控制器及一栅极驱动电路；以及
一逻辑电路，耦接于该开关以及该第一降压调节器，用来根据该第一电压启动信号、该第一脉冲宽度调变信号、该第一电源良好信号以及该第二脉冲宽度调变信号，产生该第一调变启动信号至该开关。
3.如权利要求2所述的单输入多输出电源供应系统，其中该逻辑电路包含：
一反向器，用来根据一第一逻辑信号，产生一反相第一逻辑信号；
一与门，耦接于该反向器及该第一降压调节器的该第一脉冲宽度调变控制器，用来根据该第一电压启动信号及该反相第一逻辑信号，产生一第二逻辑信号；以及
一第一或门，耦接于该第一脉冲宽度调变控制器、该与门以及该开关，用来根据该第一电源良好信号及该第二逻辑信号，产生该第一调变启动信号至该开关。
4.如权利要求3所述的单输入多输出电源供应系统，其中该反向器耦接于该第二降压调节器的一第二脉冲宽度调变控制器，且该第一逻辑信号即是该第二脉冲宽度调变信号。
5.如权利要求3所述的单输入多输出电源供应系统，其中该降压调节模块包含复数个第二降压调节器，该逻辑电路还包含：
一第二或门，耦接于该复数个降压调节器及该反向器，用来根据该复数个第二降压调节器产生的复数个第二脉冲宽度调变信号，产生该第一逻辑信号至该反向器。
6.如权利要求1所述的单输入多输出电源供应系统，其中该第二降压调节器用来根据一第二电压启动信号，产生该第二脉冲宽度调变信号，以及根据该第二脉冲宽度调变信号以及一第二调变启动信号，将该直流输入电压转换为一第二直流输出电压。
7.如权利要求6所述的单输入多输出电源供应系统，其中该降压调节控制模块包含：
一第二降压调节控制电路，耦接于该第一降压调节器以及该第二降压调节器，用来根据该第二电压启动信号、该第二脉冲宽度调变信号、该第二降压调节器产生的一第二电源良好信号以及该第一降压调节器产生的该第一脉冲宽度调变信号，产生一第二调变启动信号至该第二降压调节器；
其中当该第二脉冲宽度调变信号为低准位时，该第一调变启动信号控制该第一降压调节器的一第一高端开关由关闭状态切换为导通状态，且该第二降压调节器的复数个高端开关维持关闭状态。
8.如权利要求6所述的单输入多输出电源供应系统，其还包含：
一交流转直流电压转换器，耦接于该降压调节模块以及该调节控制模块，用来将一交流电压转换为该直流输入电压至该降压调节模块；以及
一电源控制电路，耦接于该交流转直流电压转换器，用来根据该直流输入电压，分别产生该第一电压启动信号以及该第二电压启动信号至该第一降压调节控制电路以及该第二降压调节控制电路。
9.如权利要求1所述的单输入多输出电源供应系统，其中当该第一电压启动信号为一高准位且该第一电源良好讯为一低准位时，该第一降压调节控制电路于该软启动阶段；以及当该第一电压启动信号为该高准位且该第一电源良好讯为该低准位时，该第一降压调节控制电路于一稳定阶段。
10.一种第一降压调节控制电路，用于一单输入多输出电源供应系统，包含：
一开关，耦接于该单输入多输出电源供应系统的一第一降压调节器，用来根据一第一调变启动信号，连接或断开该第一降压调节器的一第一脉冲宽度调变控制器及一栅极驱动电路；以及
一逻辑电路，耦接于该开关以及该第一降压调节器，用来根据一第一电压启动信号、该第一脉冲宽度调变控制器产生的一第一脉冲宽度调变信号、该第一脉冲宽度调变控制器产生的一第一电源良好信号以及该单输入多输出电源供应系统的一第二降压调节器产生的一第二脉冲宽度调变信号，产生该第一调变启动信号至该开关；
其中该第一降压调节器于一软启动阶段时，当该第二脉冲宽度调变信号为低准位时，该第一调变启动信号控制该第一降压调节器的一第一高端开关由关闭状态切换为导通状态，且该第二降压调节器的一第二高端开关维持关闭状态。
11.如权利要求10所述的控制电路，其中该单输入多输出电源供应系统包含：
一降压调节模块，包含该第一降压调节器以及该第二降压调节器，其中该第一降压调节器用来根据该第一电压启动信号，产生该第一脉冲宽度调变信号，以及根据该第一脉冲宽度调变信号以及该第一调变启动信号，将该直流输入电压转换为一第一直流输出电压。
12.如权利要求10所述的控制电路，其中该逻辑电路包含：
一反向器，用来根据一第一逻辑信号，产生一反相第一逻辑信号；
一与门，耦接于该反向器及该第一降压调节器的该第一脉冲宽度调变控制器，用来根据该第一电压启动信号及该反相第一逻辑信号，产生一第二逻辑信号；以及
一第一或门，耦接于该第一脉冲宽度调变控制器、该与门以及该开关，用来根据该第一电源良好信号及该第二逻辑信号，产生该第一调变启动信号至该开关。
13.如权利要求12所述的控制电路，其中该单输入多输出电源供应系统包含一降压调节控制模块，耦接于该降压调节模块，该降压调节模包含该第一降压调节控制电路以及一第二降压调节控制电路，该反向器耦接于该第二降压调节器的一第二脉冲宽度调变控制器，且该第一逻辑信号即是该第二脉冲宽度调变信号。
14.如权利要求12所述的控制电路，其中该降压调节模块包含复数个第二降压调节器，该逻辑电路还包含：
一第二或门，耦接于该复数个降压调节器及该反向器，用来根据该复数个第二降压调节器产生的复数个第二脉冲宽度调变信号，产生该第一逻辑信号至该反向器。
15.如权利要求10所述的控制电路，其中该第二降压调节器用来根据一第二电压启动信号，产生该第二脉冲宽度调变信号，以及根据该第二脉冲宽度调变信号以及一第二调变启动信号，将该直流输入电压转换为一第二直流输出电压。
16.如权利要求15所述的控制电路，其中该降压调节控制模块包含：
一第二降压调节控制电路，耦接于该第一降压调节器以及该第二降压调节器，用来根据该第二电压启动信号、该第二脉冲宽度调变信号、该第二降压调节器产生的一第二电源良好信号以及该第一降压调节器产生的该第一脉冲宽度调变信号，产生一第二调变启动信号至该第二降压调节器；
其中当该第二脉冲宽度调变信号为低准位时，该第一调变启动信号控制该第一降压调节器的一第一高端开关由关闭状态切换为导通状态，且该第二降压调节器的复数个高端开关维持关闭状态。
17.如权利要求15所述的控制电路，其中该单输入多输出电源供应系统还包含：
一交流转直流电压转换器，耦接于该降压调节模块以及该调节控制模块，用来将一交流电压转换为该直流输入电压至该降压调节模块；以及
一电源控制电路，耦接于该交流转直流电压转换器，用来根据该直流输入电压，分别产生该第一电压启动信号以及该第二电压启动信号至该第一降压调节控制电路以及该第二降压调节控制电路。
18.如权利要求10所述的控制电路，其中当该第一电压启动信号为一高准位且该第一电源良好讯为一低准位时，该第一降压调节控制电路于该软启动阶段；以及当该第一电压启动信号为该高准位且该第一电源良好讯为该低准位时，该第一降压调节控制电路于一稳定阶段。
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