CN111106758B - 电源供应装置及其主、从属电源供应电路以及控制方法 - Google Patents

电源供应装置及其主、从属电源供应电路以及控制方法 Download PDF

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Abstract

一种电源供应装置及其主、从属电源供应电路以及控制方法。本发明的多输出端口电源供应装置包含：主电源供应电路，经由主功率开关提供主输出电源；从属电源供应电路，经由从属功率开关提供从属输出电源；以及共享电阻，耦接于电源管理节点；从属电源供应电路通过从属电源管理引脚而输出从属感测电流，以于电源管理节点产生总和电源信号；主电源供应电路通过主电源管理引脚而感测总和电源信号以决定调整电流，且通过主电源管理引脚输出调整电流；从属控制电路根据从属电源管理引脚上的电压而控制从属功率开关以调整从属输出电源，使得主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围。

Description

电源供应装置及其主、从属电源供应电路以及控制方法
技术领域
本发明涉及一种电源供应装置，特别是指一种具有多输出端口的电源供应装置。本发明还涉及用于多输出端口电源供应装置中的主电源供应电路、从属电源供应电路以及控制方法。
背景技术
请参阅图1，电源供应装置1具有多个输出端口VBUS1～VBUSn，电源供应装置1可为USB电源集线器或多输出端口的交流-直流电源适配器(也就是，VIN为一交流输入电压)，或是直流-直流电源供应器(也就是，VIN为一直流输入电压)，其中，各个输出端口具有独立的电压、电流及或功率规格，举例而言，例如VBUS1可为符合USB PD的输出端口，其输出电压与电流为可调(如5V～20V)，且具有其电流及/或输出功率上限，而VBUS2或VBUS3可为符合USB2.0的输出端口，其输出电压为定值(如5V)且具有其预设电流上限，此外，对电源供应装置1而言，尚有整体输出功率的上限。
为了符合上述各输出端口以及整体输出电流或功率的上限，各输出端口之间需互相协调，并适应性调整各自的电流及/或输出功率上限，以求在各个输出端口与整体的电流及/或输出功率上限的前提下，提供最大的输出功率给负载电路。
本申请提供一种多输出端口电源供应装置，其可仅用单一引脚，在主从式架构下，以模拟或混合信号的方式，对各个输出端口与整体的电流及/或输出功率进行互相沟通与管理。
发明内容
就其中一个观点言，本发明提供了一种多输出端口电源供应装置，包含：一主电源供应电路，用以经由一主功率开关提供一主输出电源；至少一从属电源供应电路，用以经由一从属功率开关提供一从属输出电源；以及一共享电阻，耦接于一电源管理节点与一接地参考电位之间；其中，该主电源供应电路包括：一主电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；一主控制电路，用以控制该主功率开关；以及一调整电流源电路，耦接于该主电源管理引脚，受控于该主控制电路；该从属电源供应电路包括：一从属感测电路，用以感测该从属输出电源的一从属输出电流，且根据该从属输出电流而产生一从属感测电流；一从属电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；以及一从属控制电路，用以控制该从属功率开关；其中该从属感测电路通过该从属电源管理引脚而输出该从属感测电流，以于该电源管理节点产生一总和电源信号；该主控制电路通过该主电源管理引脚而感测该总和电源信号，且根据该总和电源信号而决定一调整电流，且控制该调整电流源电路通过该主电源管理引脚输出该调整电流；该从属控制电路感测该从属电源管理引脚上的电压，且根据该从属电源管理引脚上的电压而控制该从属功率开关以调整该从属输出电源，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过一预设的功率范围。
在一较佳实施例中，该主电源供应电路还包括：一主感测电路，用以感测该主输出电源的一主输出电流，且根据该主输出电流而产生一主感测信号；其中，该主控制电路还根据该主感测信号而决定该调整电流。
在一较佳实施例中，该从属控制电路根据该从属电源管理引脚上的电压而调整该从属输出电流或该从属功率开关的一从属电流限值，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过该预设的功率范围。
在一较佳实施例中，该主控制电路根据该主电源管理引脚上的电压而调整该主输出电流或该主功率开关的一主电流限值，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过该预设的功率范围。
在一较佳实施例中，该主电源供应电路还包括：一至少一位的主模拟数字转换(ADC)电路，用以转换该总和电源信号而产生一至少一位的数字总和信号，以提供给该主控制电路代表该总和电源信号。
在一较佳实施例中，该主感测电路还感测该主输出电源的一主输出电压，且根据该主输出电流与该主输出电压的乘积而产生该主感测信号。
在一较佳实施例中，该从属感测电路还感测该从属输出电源的一从属输出电压，且根据该从属输出电流与该从属输出电压的乘积而产生该从属感测电流。
在一较佳实施例中，该主控制电路包括一主状态机或一主微控制单元，用以决定该调整电流，且控制该调整电流源电路通过该主电源管理引脚输出该调整电流；及/或该从属控制电路包括一从属状态机或一从属微控制单元，用以根据该从属电源管理引脚上的电压而调整该从属输出电源。
在一较佳实施例中，该调整电流为正电流或负电流。
在一较佳实施例中，多输出端口电源供应装置，还包含至少一优先设定电阻，其中该至少一优先设定电阻的一端耦接于对应的该至少一从属电源供应电路的该从属电源管理引脚，该至少一优先设定电阻的另一端耦接于该电源管理节点，用以设定该对应的该至少一从属电源供应电路的从属输出电源的功率与该预设的功率范围的关系，或者，借此设定该对应的该至少一从属电源供应电路的从属输出电源的功率与另一从属电源供应电路的从属输出电源的功率的关系。
在一较佳实施例中，多输出端口电源供应装置，还包含至少一优先设定电容，耦接于对应的该从属电源供应电路的该从属电源管理引脚，用以设定该对应的该从属电源供应电路的从属输出电源的功率与该预设的功率范围的关系，或者，借此设定该对应的该从属电源供应电路的从属输出电源的功率与另一从属电源供应电路的从属输出电源的功率的关系。
在一较佳实施例中，当该从属电源管理引脚上的电压大于一第一从属电压阈值时，调降该从属输出电流或该从属电流限值，及/或，当该从属电源管理引脚上的电压小于一第二从属电压阈值时，调升该从属输出电流或该从属电流限值。
在一较佳实施例中，在该从属输出电流或该从属功率开关的一从属电流限值已调降至一从属最低限值的情况下，当该从属电源管理引脚上的电压高于该第一从属阈值，控制该从属功率开关为关断。
在一较佳实施例中，当该从属感测电流大于一第一从属电流阈值，且该从属电源管理引脚上的电压小于一第三从属电压阈值时，判断该共享电阻为短路，且关断该从属功率开关。
在一较佳实施例中，当该主电源管理引脚上的电压大于一第一主电压阈值时，调降该主输出电流或该主电流限值，及/或，当该主电源管理引脚上的电压小于一第二主电压阈值时，调升该主输出电流或该主电流限值。
在一较佳实施例中，在该主输出电流或该主功率开关的一主电流限值已调降至一主最低限值的情况下，当该主电源管理引脚上的电压大于该第一主电压阈值，控制该主功率开关为关断。
在一较佳实施例中，该主电源管理引脚、该至少一从属电源供应电路的该从属电源管理引脚以及该电源管理节点共同形成一且唯一的单线电源管理界面，用以于该主电源供应电路与该至少一从属电源供应电路之间进行电源管理，以调整该从属输出电源，及/或调整该主输出电源。
一种多输出端口电源供应装置，包含：一主电源供应电路，用以经由一主功率开关提供一主输出电源；至少一从属电源供应电路，用以经由一从属功率开关提供一从属输出电源；以及一共享电阻，耦接于一电源管理节点与一接地参考电位之间；其中，该主电源供应电路包括：一主电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；一主控制电路，用以控制该主功率开关；以及一通信驱动电路，耦接于该主电源管理引脚，受控于该主控制电路；该从属电源供应电路包括：一从属感测电路，用以感测该从属输出电源的一从属输出电流，且根据该从属输出电流而产生一从属感测电流；一从属电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；以及一从属控制电路，用以控制该从属功率开关；其中该从属感测电路通过该从属电源管理引脚而输出该从属感测电流，以于该电源管理节点产生一总和电源信号；该主控制电路通过该主电源管理引脚而感测该总和电源信号，且根据该总和电源信号而控制该通信驱动电路通过该主电源管理引脚输出一数字调整指令；该从属控制电路通过该从属电源管理引脚上而接收该数字调整指令，且根据该数字调整指令而控制该从属功率开关以调整该从属输出电源，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过一预设的功率范围。
在一较佳实施例中，该从属控制电路根据该数字调整指令而调整该从属输出电流或该从属功率开关的一从属电流限值，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过该预设的功率范围。
在一较佳实施例中，该主电源管理引脚、该至少一从属电源供应电路的该从属电源管理引脚以及该电源管理节点共同形成一且唯一的单线电源管理界面，用以于该主电源供应电路与该至少一从属电源供应电路之间进行电源管理，以调整该从属输出电源，及/或调整该主输出电源，其中该数字调整指令符合一单线通信协议。
在一较佳实施例中，该通信驱动电路于未传送该数字调整指令时与该主电源管理引脚为断路或浮动。
在一较佳实施例中，该从属电源供应电路还包括一接收译码电路，用以接收该从属电源管理引脚上的电压且译码该数字调整指令。
就另一个观点言，本发明也提供了一种主电源供应电路，用于一多输出端口电源供应装置，该多输出端口电源供应装置包括：至少一从属电源供应电路，用以经由一从属功率开关提供一从属输出电源；以及一共享电阻，耦接于一电源管理节点与一接地参考电位之间；该从属电源供应电路包括：一从属感测电路，用以感测该从属输出电源的一从属输出电流，且根据该从属输出电流而产生一从属感测电流；一从属电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；以及一从属控制电路，用以控制该从属功率开关；其中该从属感测电路通过该从属电源管理引脚而输出该从属感测电流，以于该电源管理节点产生一总和电源信号；该主电源供应电路用以经由一主功率开关提供一主输出电源；该主电源供应电路包含：一主电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；一主控制电路，用以控制该主功率开关；以及一调整电流源电路，耦接于该主电源管理引脚，受控于该主控制电路；其中该主控制电路通过该主电源管理引脚而感测该总和电源信号，且根据该总和电源信号而决定一调整电流，且控制该调整电流源电路通过该主电源管理引脚输出该调整电流；该从属控制电路感测该从属电源管理引脚上的电压，且根据该从属电源管理引脚上的电压而控制该从属功率开关以调整该从属输出电源，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过一预设的功率范围。
在一较佳实施例中，该主电源供应电路还包括：一主感测电路，用以感测该主输出电源的一主输出电流，且根据该主输出电流而产生一主感测信号；其中，该主控制电路还根据该主感测信号而决定该调整电流。
在一较佳实施例中，该主控制电路根据该主电源管理引脚上的电压而调整该主输出电流或该主功率开关的一主电流限值，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过该预设的功率范围。
在一较佳实施例中，该主电源供应电路还包括：一至少一位的主模拟数字转换(ADC)电路，用以转换该总和电源信号而产生一至少一位的数字总和信号，以提供给该主控制电路代表该总和电源信号。
在一较佳实施例中，该主感测电路还感测该主输出电源的一主输出电压，且根据该主输出电流与该主输出电压的乘积而产生该主感测信号。
在一较佳实施例中，该调整电流为正电流或负电流。
就另一个观点言，本发明也提供了一种从属电源供应电路，用于一多输出端口电源供应装置，该多输出端口电源供应装置包括：一主电源供应电路，用以经由一主功率开关提供一主输出电源；以及一共享电阻，耦接于一电源管理节点与一接地参考电位之间；其中，该主电源供应电路包括：一主电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；一主控制电路，用以控制该主功率开关；以及一调整电流源电路，耦接于该主电源管理引脚，受控于该主控制电路；该从属电源供应电路用以经由一从属功率开关提供一从属输出电源；该从属电源供应电路包含：一从属感测电路，用以感测该从属输出电源的一从属输出电流，且根据该从属输出电流而产生一从属感测电流；一从属电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；以及一从属控制电路，用以控制该从属功率开关；其中该从属感测电路通过该从属电源管理引脚而输出该从属感测电流，以于该电源管理节点产生一总和电源信号；该主控制电路通过该主电源管理引脚而感测该总和电源信号，且根据该总和电源信号而决定一调整电流，且控制该调整电流源电路通过该主电源管理引脚输出该调整电流；该从属控制电路感测该从属电源管理引脚上的电压，且根据该从属电源管理引脚上的电压而控制该从属功率开关以调整该从属输出电源，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过一预设的功率范围。
在一较佳实施例中，该从属控制电路根据该从属电源管理引脚上的电压而调整该从属输出电流或该从属功率开关的一从属电流限值，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过该预设的功率范围。
在一较佳实施例中，该从属感测电路还感测该从属输出电源的一从属输出电压，且根据该从属输出电流与该从属输出电压的乘积而产生该从属感测电流。
就另一个观点言，本发明也提供了一种控制一多输出端口电源供应装置的控制方法，该多输出端口电源供应装置包括：一主电源供应电路，用以经由一主功率开关提供一主输出电源；至少一从属电源供应电路，用以经由一从属功率开关提供一从属输出电源；以及一共享电阻，耦接于一电源管理节点与一接地参考电位之间；其中，该主电源供应电路包括一主电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；该从属电源供应电路包括一从属电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；该方法包含：感测该从属输出电源的一从属输出电流，且根据该从属输出电流而产生一从属感测电流；通过该从属电源管理引脚而输出该从属感测电流，以于该电源管理节点产生一总和电源信号；根据该总和电源信号而决定一调整电流，且通过该主电源管理引脚输出该调整电流；根据该从属电源管理引脚上的电压而控制该从属功率开关以调整该从属输出电源，及/或根据该主电源管理引脚上的电压而调整该主输出电流或该主功率开关的一主电流限值，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过一预设的功率范围。
在一较佳实施例中，调整该从属输出电源的步骤包括：当该从属电源管理引脚上的电压高于一第一从属阈值时，调降该从属功率开关的一从属电流限值；及/或当该从属电源管理引脚上的电压低于一第二从属阈值时，调升该从属功率开关的该从属电流限值。
在一较佳实施例中，调整该从属输出电源的步骤还包括：在该从属电流限值已达一从属电流限值下限的情况下，当该从属电源管理引脚上的电压高于该第一从属阈值，控制该从属功率开关为关断。
在一较佳实施例中，调整该从属输出电源的步骤还包括：在该从属功率开关为关断的情况下，当该从属电源管理引脚上的电压低于该第二从属阈值时，控制该从属功率开关为导通，且调升该从属功率开关的该从属电流限值。
在一较佳实施例中，控制该多输出端口电源供应装置的控制方法，还包含：其中当该从属输出电流大于一第一从属电流阈值，且该从属电源管理引脚上的电压小于一第三从属电压阈值时，判断该共享电阻为短路，且关断该从属功率开关。
在一较佳实施例中，调整该主功率开关的该主电流限值的步骤包括：当该主电源管理引脚上的电压高于一第一主电压阈值时，调降该主功率开关的该主电流限值；及/或当该主电源管理引脚上的电压低于一第二主电压阈值时，调升该主功率开关的该主电流限值。
在一较佳实施例中，调整该主功率开关的该主电流限值的步骤还包括：在该主电流限值已达一主电流限值下限的情况下，当该主电源管理引脚上的电压高于该第一主电压阈值，控制该主功率开关为关断。
在一较佳实施例中，调整调整该主功率开关的该主电流限值的步骤还包括：在该主功率开关为关断的情况下，当该主电源管理引脚上的电压低于该第二主电压阈值时，控制该主功率开关为导通，且调升该主功率开关的该主电流限值。
以下通过具体实施例详加说明，应当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所实现的功效。
附图说明
图1显示一种现有技术多输出端口电源供应装置的方块图。
图2显示本发明的多输出端口电源供应装置的一实施例方块图。
图3A显示本发明的多输出端口电源供应装置中，主电源供应电路的一具体实施例示意图。
图3B显示本发明的多输出端口电源供应装置中，从属电源供应电路的一具体实施例示意图。
图4A-4B显示本发明的多输出端口电源供应装置中，从属电源供应电路的两个具体实施例示意图。
图5A显示本发明的多输出端口电源供应装置中，主电源供应电路的另一具体实施例示意图。
图5B显示本发明的多输出端口电源供应装置中，从属电源供应电路的另一具体实施例示意图。
图6显示本发明的多输出端口电源供应装置中，主电源供应电路的一具体实施例示意图。
图7显示本发明的多输出端口电源供应装置中，从属电源供应电路的一具体实施例示意图。
图8A显示对应于本发明的多输出端口电源供应装置中，从属电源供应电路的状态图。
图8B显示对应于本发明的多输出端口电源供应装置中，主电源供应电路的状态图。
图9显示本发明的多输出端口电源供应装置的另一具体实施例示意图。
具体实施方式
本发明中的附图均属示意，主要意在表示各电路间的耦接关系，以及各信号波形之间的关系，至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。
请参阅图2，图中本发明的多输出端口电源供应装置的一实施例方块图(多输出端口电源供应装置2)。在一实施例中，多输出端口电源供应装置2包含主电源供应电路10，至少一从属电源供应电路(例如可为从属电源供应电路20_1～20_n，n为正整数)，以及共享电阻RSUM。
主电源供应电路10用以经由主功率开关SM提供主输出电源；在一实施例中，如图所示，主输出电源具有主输出电流ISM与主输出电压VBUSM。至少一从属电源供应电路(20_1～20_n)，用以经由从属功率开关SS1(以下除特别标注外，都以从属电源供应电路20_1为例)提供从属输出电源；在一实施例中，如图所示，对应于从属电源供应电路20_1～20_n，对应的从属输出电源分别具有对应的从属输出电流ISS1～ISSn与对应从属输出电压VBUS1～VBUSn。
在一实施例中，主电源供应电路10为一集成电路，而从属电源供应电路20_1～20_n各自为对应的集成电路。在一实施例中，主电源供应电路10可与主功率开关SM整合于集成电路中。在一实施例中，从属电源供应电路20_1～20_n各自与对应的从属功率开关SS1～SSn整合于对应的集成电路中，例如，从属电源供应电路20_1与从属功率开关SS1整合于对应的集成电路中。如图2所示，主电源供应电路10通过主电源管理引脚PMM耦接于电源管理节点NSUM，从属电源供应电路20_1～20_n则分别通过从属电源管理引脚PMS1～PMSn耦接于电源管理节点NSUM。
在一实施例中，共享电阻RSUM耦接于电源管理节点NSUM与任一参考电位之间。在一较佳实施例中，共享电阻RSUM耦接于电源管理节点NSUM与接地参考电位之间。
就一观点而言，本发明的多输出端口电源供应装置(多输出端口电源供应装置2)，主电源管理引脚PMM、至少一从属电源供应电路(20_1～20_n)的从属电源管理引脚(PMS1～PMSn)以及电源管理节点NSUM共同形成一且唯一的单线电源管理界面，用以于主电源供应电路10与至少一从属电源供应电路20之间进行电源管理，以调整从属输出电源，及/或调整主输出电源。其中所述“单线”电源管理界面，是指上述主电源供应电路与至少一从属电源供应电路，共同耦接于一个节点(即如图2的电源管理节点NSUM)，且仅通过该一且唯一的单个电源管理节点NSUM，以模拟及/或混合信号方式进行电源管理的信息交换与电源管理的控制等操作，其细节于后详述。
请参阅图3A与3B，图3A显示本发明的多输出端口电源供应装置中，主电源供应电路的一具体实施例示意图，图3B显示本发明的多输出端口电源供应装置中，从属电源供应电路的一具体实施例示意图。在一实施例中，如图3A所示，主电源供应电路10包括主电源管理引脚PMM，主控制电路11以及调整电流源电路13。如前所述，主电源管理引脚PMM用以耦接于电源管理节点NSUM。主控制电路11用以控制主功率开关SM。调整电流源电路13耦接于主电源管理引脚PMM，受控于主控制电路11。
为简便说明，以下都以从属电源供应电路20_1为例进行说明。在一实施例中，如图3B所示，从属电源供应电路20_1包括从属感测电路22，从属电源管理引脚PMS1，以及从属控制电路21。从属感测电路22用以感测从属输出电源的从属输出电流ISS1，且根据从属输出电流ISS1而产生从属感测电流ISLV1。如前所述，从属电源管理引脚PMS1用以耦接于电源管理节点NSUM，且通过从属电源管理引脚PMS1输出从属感测电流ISLV1至电源管理节点NSUM。从属控制电路21用以控制该从属功率开关。
请同时参阅图5B，图5B显示本发明的多输出端口电源供应装置中，从属电源供应电路的另一具体实施例示意图。在一实施例中，从属感测电路22还感测从属输出电源的从属输出电压VBUS1，且根据从属输出电流ISS1与从属输出电压VBUS1的乘积而产生从属感测电流ISLV1。换言之，本实施例中，从属感测电流ISLV1相关于从属输出电源的功率。
请同时参阅图2、图3A与3B，从属感测电路22通过从属电源管理引脚PMS1而输出从属感测电流ISLV1，以于电源管理节点NSUM产生总和电源信号VSUM。详言之，从属电源供应电路(一个或多个)可通过各自的从属电源管理引脚(如图2的PMS1～PMSn)，分别输出各自对应的从属感测电流(ISLV1～ISLVn)，而于电源管理节点NSUM产生总和电源信号VSUM，换言之，电源管理节点NSUM上的总和电源信号VSUM包含了所有从属感测电流(ISLV1～ISLVn)的信息，其对应于所有从属输出电流(ISS1～ISSn)的总和，或者对应于所有从属输出电源的功率(PSS1～PSSn)的总和，也就是PSS1～PSSn的总和，其中PSSx＝ISSx*VBUSx，x＝1～n。
请继续参阅图2与3A，根据本发明，主控制电路11可通过主电源管理引脚PMM而取得总和电源信号VSUM，以获知所有从属输出电流(ISS1～ISSn)或所有从属输出电源的功率(PSS1～PSSn)的总和的相关信息，接着，主控制电路11即可根据总和电源信号VSUM，而进行电源管理。在一实施例中，主控制电路11通过主电源管理引脚PMM而获取总和电源信号VSUM相关信息，且根据总和电源信号VSUM而决定调整电流IADJ，且控制调整电流源电路13通过主电源管理引脚PMM输出调整电流IADJ。如图3A所示，在一实施例中，调整电流IADJ可为正电流或负电流，也就是，可通过主电源管理引脚PMM流出或流入调整电流IADJ。
请继续参阅图2，接着，从属控制电路21根据从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1而控制从属功率开关SS1以调整从属输出电源，使得主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围。在一实施例中，从属控制电路21根据从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1而控制从属功率开关SS1，以调整从属输出电流ISS1或从属功率开关SS1的从属电流限值OCS1，使得主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围。
在一实施例中，从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1相关于总和电源信号VSUM。在一实施例中，从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1等于总和电源信号VSUM，也就是，从属电源管理引脚PMS1直接电连接于电源管理节点NSUM，在一实施例中，从属电源管理引脚PMS1与电源管理节点NSUM之间还可以包含其他元件，于后详述。
由于总和电源信号VSUM同时包括了所有从属输出电流(ISS1～ISSn)或所有从属输出电源的功率(PSS1～PSSn)的总和的相关信息，以及来自主电源供应电路10的输出调整电流IADJ，因此，从属控制电路21即可根据从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1(相关于总和电源信号VSUM)而对应地控制从属功率开关SS1以调整从属输出电源(例如调整从属输出电流ISS1或从属功率开关SS1的从属电流限值OCS1)，以确保主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围。
举例而言，当主控制电路11通过主电源管理引脚PMM而感测总和电源信号VSUM，且根据总和电源信号VSUM而获知所有从属输出电流(ISS1～ISSn)或所有从属输出电源的功率(PSS1～PSSn)的总和可能过大，此时，主控制电路11可例如输出较大的调整电流IADJ，使得总和电源信号VSUM提高，在此情况下，从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1也将因而提高，从属控制电路21即可根据从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1而例如降低从属输出电流ISS1或降低从属功率开关SS1的从属电流限值OCS1，以确保主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围。
请同时参阅图4A与4B，图4A与4B显示本发明的多输出端口电源供应装置中，从属电源供应电路的两个具体实施例示意图(仅显示部分电路)。在一实施例中，从属电流限值OCS1可做为从属电源供应电路的过电流保护阈值，例如图4A所示，从属电源供应电路可包括比较电路25，用以比较从属电流信号ISN1与从属电流限值OCS1，当从属输出电流ISS1高于过电流保护阈值时(也就是，从属电流限值OCS1)，进入保护状态。或者，在一实施例中，从属电流限值OCS1可做为箝位电流的参考值，例如图4B所示，从属电源供应电路可包括放大电路25’，从属控制电路21与放大电路25’可协同控制从属功率开关SS1，以例如反馈控制的方式，使得从属输出电流ISS1箝位于(也就是，使其不大于)从属电流限值OCS1。
上述的电源功率控制操作并不限于从属电源供应电路中，也可应用于主电源供应电路。请继续参阅图3A，图3A显示本发明的多输出端口电源供应装置中，主电源供应电路的另一具体实施例示意图。在一实施例中，主电源供应电路10还包括主感测电路14，用以感测主输出电源的主输出电流ISM，且根据主输出电流ISM而产生主感测信号ISMS。
请继续参阅图5A，而在另一实施例中，主感测电路14还感测主输出电源的主输出电压VBUSM，且根据主输出电流ISM与主输出电压VBUSM的乘积而产生主感测信号ISMS。换言之，本实施例中，主感测信号ISMS相关于主输出电源的功率PM。
在一实施中，如图3A或5A所示，主控制电路11还根据主感测信号ISMS而决定调整电流IADJ。换言之，主控制电路11除了根据所有从属输出电流(ISS1～ISSn)或所有从属输出电源的功率(PSS1～PSSn)的总和之外，还可还根据主输出电流ISM或主输出电源的功率PM而决定调整电流IADJ，用以控制从属电源供应电路的从属输出电源，以确保主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围。
需说明的是，在其他实施例中，主控制电路11也可不根据主感测信号ISMS而决定调整电流IADJ，也就是，省略主感测电路14与有关主感测信号ISMS的电路设置。
类似地，在一实施例中，主控制电路11可根据主电源管理引脚PMM上的电压VPMM而调整主输出电流ISM或主功率开关SM的主电流限值OCM，使得主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围。在一实施例中，从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1相关于总和电源信号VSUM。在一实施例中，主电源管理引脚PMM上的电压VPMM等于总和电源信号VSUM，也就是，主电源管理引脚PMM直接电连接于电源管理节点NSUM。
请继续参阅图2，根据本发明，在一实施例中，多输出端口电源供应装置2可还包含至少一优先设定电阻，也就是如图所示的优先设定电阻RPS1～RPSn，分别对应于从属电源供应电路20_1～20_n，仍以从属电源供应电路20_1为例，优先设定电阻RPS1的一端耦接于对应的从属电源供应电路20_1的从属电源管理引脚PMS1，优先设定电阻RPS1的另一端耦接于电源管理节点NSUM，用以设定对应的从属电源供应电路20_1的从属输出电源的功率与预设的功率范围的关系，或者，借此设定对应的至少一从属电源供应电路20_1的从属输出电源的功率与另一从属电源供应电路20_1的从属输出电源的功率的关系。
以从属电源供应电路20_1为例，当优先设定电阻RPS1设置为较大的电阻值时，会在相同的从属感测电流ISLV1下，造成较高的从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1，而使得从属电源供应电路20_1例如提早降低从属输出电流ISS1或降低从属功率开关SS1的从属电流限值OCS1，换言之，在本实施例中，当优先设定电阻RPS1设置为较大的电阻值的情况下，相对于整体多输出端口电源供应装置而言，在主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围的前提下，可以让从属电源供应电路20_1分配到较小的电流或较小的功率配额。相反地，当优先设定电阻RPS1设置为较大的电阻值时，则可以让从属电源供应电路20_1分配到较大的电流或较大的功率配额。就另一观点而言，在具有多个从属电源供应电路的情况下，以不同的电阻值的优先设定电阻(RPS1～RPSn)对应于不同的从属电源供应电路，也可借此设定各个从属电源供应电路的从属输出电流或功率配额的优先级。就一观点而言，对某一从属电源供应电路来说(例如从属电源供应电路20_1)，优先设定电阻RPS1也可用以设定对应的从属电源供应电路(例如从属电源供应电路20_1)的从属输出电源的功率上限，或是从属输出电流的上限。
需说明的是，通过上述优先设定电阻设定从属输出电流或功率配额，可针对互相之间的比例关系，或偏移量的关系，或其他关系，在此不予限制。
此外，在例如各从属输出电压彼此相同，或至少各自为定值等特定的情况下，控制各从属电源供应电路的从属输出电流或从属电流限值，也等效于控制了从属输出电源的功率。
请继续参阅图2，根据本发明，在一实施例中，多输出端口电源供应装置2可还包含至少一优先设定电容CPS1，耦接于对应的从属电源供应电路20_1的从属电源管理引脚PMS1，用以设定对应的从属电源供应电路20_1的从属输出电源的功率与预设的功率范围的关系，或者，借此设定对应的从属电源供应电路20_1的从属输出电源的功率与另一从属电源供应电路20_1的从属输出电源的功率的关系。本实施例中，优先设定电容CPS1可提供与前述优先设定电阻类似的功能，也就是，通过从属电源管理引脚PMS1所送出的从属感测电流ISLV1，其也可响应于不同设定电容值的优先设定电容CPS1，而获得对应的不同高低或不同上升或下降速度的从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1，因而也可借此设定各个从属电源供应电路的从属输出电流或功率配额的优先级，特别是瞬时形式的响应。
请继续参阅图3A，在一实施例中，主电源供应电路10还包括至少一位的主模拟数字转换(ADC)电路15，用以转换总和电源信号VSUM(通过转换主电源管理引脚PMM上的电压VPMM)而产生至少一位的数字总和信号DSUM，以提供给主控制电路11代表总和电源信号VSUM，主控制电路11根据数字总和信号DSUM而进行前述的判断与控制。
请参阅图6，图6显示本发明的多输出端口电源供应装置中，主电源供应电路的一具体实施例示意图(主电源供应电路10)。在一实施例中，如图6所示，主控制电路11包括主状态机111或主微控制单元111’，用以决定调整电流IADJ，且控制调整电流源电路13通过主电源管理引脚PMM输出调整电流IADJ。
请参阅图7，图7显示本发明的多输出端口电源供应装置中，从属电源供应电路的一具体实施例示意图(从属电源供应电路20)。在一实施例中，如图7所示，从属控制电路21包括从属状态机211或从属微控制单元211’，用以根据从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1而调整从属输出电源。
在一实施中，前述的电流或功率控制(从属电源供应电路或主电源供应电路)可分为多个阶段进行。请同时参阅图8A与8B，图8A显示对应于本发明的多输出端口电源供应装置中，从属电源供应电路的状态图(例如通过图7的从属状态机211或从属微控制单元211’而实现)。图8B显示对应于本发明的多输出端口电源供应装置中，主电源供应电路的状态图(例如通过图6的主状态机111或主微控制单元111’而实现)。
如图8A所示，在一实施例中，当从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1大于第一从属电压阈值VTS1(例如但不限于如图8A所示的2V)时，调降从属输出电流ISS1或从属电流限值OCS1，例如图8A所示，由初始状态转换至状态1，或状态1转换至状态2，渐次将从属电流限值OCS1降低(例如图中所示自2.4A渐次降至1A)，使得主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围，需说明的是，在这些状态转换中，当从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1不大于第一从属电压阈值VTS1，即代表主输出电源与从属输出电源的功率总和未超过预设的功率范围，其可停留在该状态下，以该状态下的从属电流限值OCS1供应从属输出电源。
请继续参阅图8A，另一方面，在一实施例中，当从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1小于第二从属电压阈值VTS2(例如但不限于如图8A所示的1V)时，调升从属输出电流ISS1或从属电流限值OCS1。例如图8A所示，由状态2转换至状态1，或状态1转换至初始状态，渐次将从属电流限值OCS1提高(例如图中所示自1A渐次提高至2.4A)，使得在主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围的前提下，以最大可允许的电流或功率供应从属输出电源，需说明的是，在这些状态转换中，当从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1不小于第二从属电压阈值VTS2，即代表主输出电源与从属输出电源的功率总和已达一最大的功率范围，其可停留在该状态下，以该状态下的从属电流限值OCS1供应从属输出电源。在一实施例中，第一从属电压阈值VTS1与第二从属电压阈值VTS2不同，在一实施例中，第一从属电压阈值VTS1大于第二从属电压阈值VTS2。
请继续参阅图8A，在一实施例中，在从属输出电流ISS1或从属功率开关SS1的从属电流限值OCS1已调降至从属最低限值(例如但不限于如图8A所示状态2的1A)的情况下，当从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1大于第一从属电压阈值VTS1(如图8A所示的2V)时，关断从属功率开关SS1，也就是，进入如图8A所示的状态3。
请继续参阅图8A，在一实施例中，当从属感测电流ISLV1大于第一从属电流阈值ITS1(对应于当从属输出电流ISS1大于第二从属电流阈值ITS2)，且从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1小于第三从属电压阈值VTS3时，判断共享电阻RSUM为短路，在一实施例中，当判断共享电阻RSUM为短路时，可将关断从属功率开关SS1。在一实施例中，第一从属电流阈值ITS1相关于第三从属电压阈值VTS3与共享电阻RSUM。举例而言，如图8A所示，第三从属电压阈值VTS3例如可为0.5V，共享电阻RSUM例如为50K欧姆，第一从属电流阈值ITS1为10μ安培，在一实施例中，当从属感测电流ISLV1大于10μ安培时，则从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1，即ITS1*RSUM理应大于第三从属电压阈值VTS3(0.5V)，然而，若此时从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1小于第三从属电压阈值VTS3(0.5V)，则代表共享电阻RSUM可能发生短路，在此异常状况下，从属功率开关SS1控制为关断(如图8所示的状态3)。
如图8B所示，在一实施例中，当主电源管理引脚PMM上的电压VPMM大于第一主电压阈值VTMH(例如但不限于如图8B所示的2V)时，调降主输出电流ISM或主电流限值OCM，例如图8B所示，由初始状态转换至状态1，或状态1转换至状态2，渐次将从属电流限值OCM降低(例如图中所示自3A渐次降至1A)，使得主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围，需说明的是，在这些状态转换中，当主电源管理引脚PMM上的电压VPMM不大于第一主电压阈值VTMH，即代表主输出电源与从属输出电源的功率总和未超过预设的功率范围，其可停留在该状态下，以该状态下的从属电流限值OCM供应主输出电源。
请继续参阅图8B，另一方面，在一实施例中，当主电源管理引脚PMM上的电压VPMM小于一第二主电压阈值VTML(例如但不限于如图8B所示的1V)时，调升主输出电流ISM或主电流限值OCM。例如图8B所示，由状态2转换至状态1，或状态1转换至初始状态，渐次将主电流限值OCM提高(例如图中所示自1A渐次提高至3A)，使得在主输出电源与主输出电源的功率总和不超过预设的功率范围的前提下，以最大可允许的电流或功率供应主输出电源，需说明的是，在这些状态转换中，当主电源管理引脚PMM上的电压VPMM不小于第二主电压阈值VTML，即代表主输出电源与主输出电源的功率总和已达一最大的功率范围，其可停留在该状态下，以该状态下的主电流限值OCM供应主输出电源。在一实施例中，第一主电压阈值VTMH与第二主电压阈值VTML不同，在一实施例中，第一主电压阈值VTMH大于第二主电压阈值VTML。
在一实施例中，在主输出电流ISM或主功率开关SM的一主电流限值OCM已调降至一主最低限值(例如但不限于如图8B所示状态2的1A)的情况下，当主电源管理引脚PMM上的电压VPMM大于第一主电压阈值VTMH(如图8A所示的2V)时，关断主功率开关SM，也就是，进入如图8B所示的状态3。
上述的实施例中(例如图3A与3B)是以模拟信号方式进行电源管理的信息交换与电源管理的控制等操作，也就是，例如从属电源供应电路通过从属电源管理引脚而输出从属感测电流至电源管理节点NSUM，使得主电源供应电路可通过主电源管理引脚而感测电源管理节点NSUM上的总和电源信号VSUM，以取得从属电源供应电路的从属输出电源(如从属输出电流)的相关信息。另一方面，主电源供应电路可通过主电源管理引脚输出调整电流IADJ，使得从属电源供应电路可根据包括有调整电流IADJ的从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1而控制从属功率开关SS1，以调整从属输出电流ISS1或从属功率开关SS1的从属电流限值OCS1，使得主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围。此外，值得注意的是，上述主电源供应电路与从属电源供应电路在感测(如主输出电流与从属输出电流)和输出(如调整电流IADJ与从属输出电流ISS1)的操作上，可以同时进行，也可以是分时多任务。
然而，上述的实施例并非限制，在一实施例中，本发明的多输出端口电源供应装置也可以混合信号方式进行电源管理的信息交换与电源管理的控制等操作。请参阅图9，图9显示本发明的多输出端口电源供应装置(多输出端口电源供应装置9)的另一具体实施例示意图。多输出端口电源供应装置9与前述图2的多输出端口电源供应装置2类似，其差别在于多输出端口电源供应装置9中，主电源供应电路10’对至少一从属电源供应电路(如20_1’)的电源控制方式不同，本实施例中，主电源供应电路10’包括通信驱动电路16，耦接于主电源管理引脚PMM，受控于主控制电路11’；主控制电路11’通过主电源管理引脚PMM而感测总和电源信号VSUM(例如通过主模拟数字转换电路15)，且根据总和电源信号VSUM(例如对应于数字总和信号DSUM)而控制通信驱动电路16通过主电源管理引脚PMM输出一数字调整指令；从属控制电路21’通过从属电源管理引脚PMS1上而接收数字调整指令，且根据数字调整指令而控制从属功率开关SS1以调整从属输出电源，使得主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过一预设的功率范围。在一实施例中，从属电源供应电路20_1’还包括接收译码电路26，用以接收从属电源管理引脚PMS1上的电压VPMS1且译码前述的数字调整指令。
在一实施例中，从属电源供应电路20_1’仍是通过从属电源管理引脚PMS1输出从属感测电流ISLV1至电源管理节点NSUM，此即前述以混合信号方式进行电源管理的通信与控制，根据本发明，可采取分时多任务的方式以进行双向的通信，也就是，部分时段由从属电源供应电路20_1’通过从属电源管理引脚PMS1输出从属感测电流ISLV1至电源管理节点NSUM，以送出从属输出电源相关信息(模拟方式)，另外的部分时段则由主电源供应电路10’通过主电源管理引脚PMM输出一数字调整指令(数字方式)；在此情况下，一实施中，通信驱动电路16于未传送数字调整指令时与主电源管理引脚PMM为断路或浮动，以避免影响从属电源供应电路20_1’通过从属电源管理引脚PMS1输出从属感测电流ISLV1至电源管理节点NSUM；或者，也可以是分频多任务的方式以进行双向的通信，也就是，双向可同时进行信息的输出与接收，在此情况下，通信驱动电路16可选择适当的数字编码方式，例如使得其直流位准为一定值，使得从属电源供应电路20_1’以模拟方式送出从属输出电源相关信息时，主电源供应电路10’在传送数字调整指令时，可同时通过去除该直流位准而仍可取得正确的总和电源信号VSUM。
请继续参阅图9，在一实施例中，从属控制电路21’根据数字调整指令而调整从属输出电流ISS1或从属功率开关SS1的一从属电流限值OCS1，使得主输出电源与从属输出电源的功率总和不超过预设的功率范围。
就一观点而言，在一实施例中，主电源管理引脚PMM、至少一从属电源供应电路20_1的从属电源管理引脚PMS1以及电源管理节点NSUM共同形成一且唯一的单线电源管理界面，用以于主电源供应电路10与至少一从属电源供应电路20_1之间进行电源管理，以调整从属输出电源，及/或调整主输出电源，其中数字调整指令符合一单线通信协议。需说明的是，所述“单线”通信协议，是指仅以一且唯一的节点(如电源管理节点NSUM)进行两方(例如一个主电源供应电路与一个从属电源供应电路)或多方(例如一个主电源供应电路与多个从属电源供应电路)的通信，其中，例如可采取数据信号与频率信号混合编码的方式，以“单线”进行通信，其细节本领域技术人员可依本发明的教示而推知。
以上已针对较佳实施例来说明本发明，但以上所述，仅为使领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例，并不限于单独应用，也可以组合应用，举例而言，两个或以上的实施例可以组合运用，而一实施例中的部分组成也可用以取代另一实施例中对应的组成部件。此外，在本发明的相同精神下，领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，举例而言，本发明所称“根据某信号进行处理或运算或产生某输出结果”，不限于根据该信号的本身，也包含于必要时，将该信号进行电压电流转换、电流电压转换、及/或比例转换等，之后根据转换后的信号进行处理或运算产生某输出结果。由此可知，在本发明的相同精神下，领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，其组合方式甚多，在此不一一列举说明。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。

Claims (39)

1.一种多输出端口电源供应装置，包含：
一主电源供应电路，用以经由一主功率开关提供一主输出电源；
至少一从属电源供应电路，用以经由一从属功率开关提供一从属输出电源；以及
一共享电阻，耦接于一电源管理节点与一接地参考电位之间；
其中，该主电源供应电路包括：
一主电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；
一主控制电路，用以控制该主功率开关；以及
一调整电流源电路，耦接于该主电源管理引脚，受控于该主控制电路；
该从属电源供应电路包括：
一从属感测电路，用以感测该从属输出电源的一从属输出电流，且根据该从属输出电流而产生一从属感测电流；
一从属电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；以及
一从属控制电路，用以控制该从属功率开关；
其中该从属感测电路通过该从属电源管理引脚而输出该从属感测电流，以于该电源管理节点产生一总和电源信号；
该主控制电路通过该主电源管理引脚而感测该总和电源信号，且根据该总和电源信号而决定一调整电流，且控制该调整电流源电路通过该主电源管理引脚输出该调整电流；
该从属控制电路感测该从属电源管理引脚上的电压，且根据该从属电源管理引脚上的电压而控制该从属功率开关以调整该从属输出电源，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过一预设的功率范围。
2.如权利要求1所述的多输出端口电源供应装置，其中该主电源供应电路还包括：
一主感测电路，用以感测该主输出电源的一主输出电流，且根据该主输出电流而产生一主感测信号；
其中，该主控制电路还根据该主感测信号而决定该调整电流。
3.如权利要求1所述的多输出端口电源供应装置，其中该从属控制电路根据该从属电源管理引脚上的电压而调整该从属输出电流或该从属功率开关的一从属电流限值，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过该预设的功率范围。
4.如权利要求2所述的多输出端口电源供应装置，其中该主控制电路根据该主电源管理引脚上的电压而调整该主输出电流或该主功率开关的一主电流限值，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过该预设的功率范围。
5.如权利要求1所述的多输出端口电源供应装置，其中该主电源供应电路还包括：
一至少一位的主模拟数字转换电路，用以转换该总和电源信号而产生一至少一位的数字总和信号，以提供给该主控制电路代表该总和电源信号。
6.如权利要求2所述的多输出端口电源供应装置，其中该主感测电路还感测该主输出电源的一主输出电压，且根据该主输出电流与该主输出电压的乘积而产生该主感测信号。
7.如权利要求1所述的多输出端口电源供应装置，其中该从属感测电路还感测该从属输出电源的一从属输出电压，且根据该从属输出电流与该从属输出电压的乘积而产生该从属感测电流。
8.如权利要求1所述的多输出端口电源供应装置，其中
该主控制电路包括一主状态机或一主微控制单元，用以决定该调整电流，且控制该调整电流源电路通过该主电源管理引脚输出该调整电流；及/或
该从属控制电路包括一从属状态机或一从属微控制单元，用以根据该从属电源管理引脚上的电压而调整该从属输出电源。
9.如权利要求1所述的多输出端口电源供应装置，其中该调整电流为正电流或负电流。
10.如权利要求1所述的多输出端口电源供应装置，还包含至少一优先设定电阻，其中该至少一优先设定电阻的一端耦接于对应的该至少一从属电源供应电路的该从属电源管理引脚，该至少一优先设定电阻的另一端耦接于该电源管理节点，用以设定该对应的该至少一从属电源供应电路的从属输出电源的功率与该预设的功率范围的关系，或者，借此设定该对应的该至少一从属电源供应电路的从属输出电源的功率与另一从属电源供应电路的从属输出电源的功率的关系。
11.如权利要求1所述的多输出端口电源供应装置，还包含至少一优先设定电容，耦接于对应的该从属电源供应电路的该从属电源管理引脚，用以设定该对应的该从属电源供应电路的从属输出电源的功率与该预设的功率范围的关系，或者，借此设定该对应的该从属电源供应电路的从属输出电源的功率与另一从属电源供应电路的从属输出电源的功率的关系。
12.如权利要求3所述的多输出端口电源供应装置，其中当该从属电源管理引脚上的电压大于一第一从属电压阈值时，调降该从属输出电流或该从属电流限值，及/或，当该从属电源管理引脚上的电压小于一第二从属电压阈值时，调升该从属输出电流或该从属电流限值。
13.如权利要求12所述的多输出端口电源供应装置，其中在该从属输出电流或该从属功率开关的一从属电流限值已调降至一从属最低限值的情况下，当该从属电源管理引脚上的电压高于该第一从属阈值，控制该从属功率开关为关断。
14.如权利要求1所述的多输出端口电源供应装置，其中当该从属感测电流大于一第一从属电流阈值，且该从属电源管理引脚上的电压小于一第三从属电压阈值时，判断该共享电阻为短路，且关断该从属功率开关。
15.如权利要求4所述的多输出端口电源供应装置，其中当该主电源管理引脚上的电压大于一第一主电压阈值时，调降该主输出电流或该主电流限值，及/或，当该主电源管理引脚上的电压小于一第二主电压阈值时，调升该主输出电流或该主电流限值。
16.如权利要求15所述的多输出端口电源供应装置，其中在该主输出电流或该主电流限值已调降至一主最低限值的情况下，当该主电源管理引脚上的电压大于该第一主电压阈值，控制该主功率开关为关断。
17.如权利要求1所述的多输出端口电源供应装置，其中该主电源管理引脚、该至少一从属电源供应电路的该从属电源管理引脚以及该电源管理节点共同形成一且唯一的单线电源管理界面，用以于该主电源供应电路与该至少一从属电源供应电路之间进行电源管理，以调整该从属输出电源，及/或调整该主输出电源。
18.一种多输出端口电源供应装置，包含：
一主电源供应电路，用以经由一主功率开关提供一主输出电源；
至少一从属电源供应电路，用以经由一从属功率开关提供一从属输出电源；以及
一共享电阻，耦接于一电源管理节点与一接地参考电位之间；
其中，该主电源供应电路包括：
一主电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；
一主控制电路，用以控制该主功率开关；以及
一通信驱动电路，耦接于该主电源管理引脚，受控于该主控制电路；
该从属电源供应电路包括：
一从属感测电路，用以感测该从属输出电源的一从属输出电流，且根据该从属输出电流而产生一从属感测电流；
一从属电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；以及
一从属控制电路，用以控制该从属功率开关；
其中该从属感测电路通过该从属电源管理引脚而输出该从属感测电流，以于该电源管理节点产生一总和电源信号；
该主控制电路通过该主电源管理引脚而感测该总和电源信号，且根据该总和电源信号而控制该通信驱动电路通过该主电源管理引脚输出一数字调整指令；
该从属控制电路通过该从属电源管理引脚上而接收该数字调整指令，且根据该数字调整指令而控制该从属功率开关以调整该从属输出电源，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过一预设的功率范围。
19.如权利要求18所述的多输出端口电源供应装置，其中该从属控制电路根据该数字调整指令而调整该从属输出电流或该从属功率开关的一从属电流限值，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过该预设的功率范围。
20.如权利要求18所述的多输出端口电源供应装置，其中该主电源管理引脚、该至少一从属电源供应电路的该从属电源管理引脚以及该电源管理节点共同形成一且唯一的单线电源管理界面，用以于该主电源供应电路与该至少一从属电源供应电路之间进行电源管理，以调整该从属输出电源，及/或调整该主输出电源，其中该数字调整指令符合一单线通信协议。
21.如权利要求18所述的多输出端口电源供应装置，其中该通信驱动电路于未传送该数字调整指令时与该主电源管理引脚为断路或浮动。
22.如权利要求18所述的多输出端口电源供应装置，其中该从属电源供应电路还包括一接收译码电路，用以接收该从属电源管理引脚上的电压且译码该数字调整指令。
23.一种主电源供应电路，用于一多输出端口电源供应装置，该多输出端口电源供应装置包括：至少一从属电源供应电路，用以经由一从属功率开关提供一从属输出电源；以及一共享电阻，耦接于一电源管理节点与一接地参考电位之间；该从属电源供应电路包括：一从属感测电路，用以感测该从属输出电源的一从属输出电流，且根据该从属输出电流而产生一从属感测电流；一从属电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；以及一从属控制电路，用以控制该从属功率开关；其中该从属感测电路通过该从属电源管理引脚而输出该从属感测电流，以于该电源管理节点产生一总和电源信号；该主电源供应电路用以经由一主功率开关提供一主输出电源；该主电源供应电路包含：
一主电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；
一主控制电路，用以控制该主功率开关；以及
一调整电流源电路，耦接于该主电源管理引脚，受控于该主控制电路；
其中该主控制电路通过该主电源管理引脚而感测该总和电源信号，且根据该总和电源信号而决定一调整电流，且控制该调整电流源电路通过该主电源管理引脚输出该调整电流；
该从属控制电路感测该从属电源管理引脚上的电压，且根据该从属电源管理引脚上的电压而控制该从属功率开关以调整该从属输出电源，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过一预设的功率范围。
24.如权利要求23所述的主电源供应电路，其中该主电源供应电路还包括：
一主感测电路，用以感测该主输出电源的一主输出电流，且根据该主输出电流而产生一主感测信号；
其中，该主控制电路还根据该主感测信号而决定该调整电流。
25.如权利要求23所述的主电源供应电路，其中该主控制电路根据该主电源管理引脚上的电压而调整该主输出电流或该主功率开关的一主电流限值，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过该预设的功率范围。
26.如权利要求23所述的主电源供应电路，其中该主电源供应电路还包括：
一至少一位的主模拟数字转换电路，用以转换该总和电源信号而产生一至少一位的数字总和信号，以提供给该主控制电路代表该总和电源信号。
27.如权利要求24所述的主电源供应电路，其中该主感测电路还感测该主输出电源的一主输出电压，且根据该主输出电流与该主输出电压的乘积而产生该主感测信号。
28.如权利要求23所述的主电源供应电路，其中该调整电流为正电流或负电流。
29.一种从属电源供应电路，用于一多输出端口电源供应装置，该多输出端口电源供应装置包括：一主电源供应电路，用以经由一主功率开关提供一主输出电源；以及一共享电阻，耦接于一电源管理节点与一接地参考电位之间；其中，该主电源供应电路包括：一主电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；一主控制电路，用以控制该主功率开关；以及一调整电流源电路，耦接于该主电源管理引脚，受控于该主控制电路；该从属电源供应电路用以经由一从属功率开关提供一从属输出电源；该从属电源供应电路包含：
一从属感测电路，用以感测该从属输出电源的一从属输出电流，且根据该从属输出电流而产生一从属感测电流；
一从属电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；以及
一从属控制电路，用以控制该从属功率开关；
其中该从属感测电路通过该从属电源管理引脚而输出该从属感测电流，以于该电源管理节点产生一总和电源信号；
该主控制电路通过该主电源管理引脚而感测该总和电源信号，且根据该总和电源信号而决定一调整电流，且控制该调整电流源电路通过该主电源管理引脚输出该调整电流；
该从属控制电路感测该从属电源管理引脚上的电压，且根据该从属电源管理引脚上的电压而控制该从属功率开关以调整该从属输出电源，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过一预设的功率范围。
30.如权利要求29所述的从属电源供应电路，其中该从属控制电路根据该从属电源管理引脚上的电压而调整该从属输出电流或该从属功率开关的一从属电流限值，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过该预设的功率范围。
31.如权利要求29所述的从属电源供应电路，其中该从属感测电路还感测该从属输出电源的一从属输出电压，且根据该从属输出电流与该从属输出电压的乘积而产生该从属感测电流。
32.一种控制一多输出端口电源供应装置的控制方法，该多输出端口电源供应装置包括：一主电源供应电路，用以经由一主功率开关提供一主输出电源；至少一从属电源供应电路，用以经由一从属功率开关提供一从属输出电源；以及一共享电阻，耦接于一电源管理节点与一接地参考电位之间；
其中，该主电源供应电路包括一主电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；该从属电源供应电路包括一从属电源管理引脚，耦接于该电源管理节点；该方法包含：
感测该从属输出电源的一从属输出电流，且根据该从属输出电流而产生一从属感测电流；
通过该从属电源管理引脚而输出该从属感测电流，以于该电源管理节点产生一总和电源信号；
根据该总和电源信号而决定一调整电流，且通过该主电源管理引脚输出该调整电流；
根据该从属电源管理引脚上的电压而控制该从属功率开关以调整该从属输出电源，及/或根据该主电源管理引脚上的电压而调整该主输出电流或该主功率开关的一主电流限值，使得该主输出电源与该从属输出电源的功率总和不超过一预设的功率范围。
33.如权利要求32所述的控制一多输出端口电源供应装置的控制方法，其中调整该从属输出电源的步骤包括：
当该从属电源管理引脚上的电压高于一第一从属阈值时，调降该从属功率开关的一从属电流限值；及/或
当该从属电源管理引脚上的电压低于一第二从属阈值时，调升该从属功率开关的该从属电流限值。
34.如权利要求33所述的控制一多输出端口电源供应装置的控制方法，其中调整该从属输出电源的步骤还包括：
在该从属电流限值已达一从属电流限值下限的情况下，当该从属电源管理引脚上的电压高于该第一从属阈值，控制该从属功率开关为关断。
35.如权利要求34所述的控制一多输出端口电源供应装置的控制方法，其中调整该从属输出电源的步骤还包括：
在该从属功率开关为关断的情况下，当该从属电源管理引脚上的电压低于该第二从属阈值时，控制该从属功率开关为导通，且调升该从属功率开关的该从属电流限值。
36.如权利要求32所述的控制一多输出端口电源供应装置的控制方法，还包含：
其中当该从属输出电流大于一第一从属电流阈值，且该从属电源管理引脚上的电压小于一第三从属电压阈值时，判断该共享电阻为短路，且关断该从属功率开关。
37.如权利要求32所述的控制一多输出端口电源供应装置的控制方法，其中调整该主功率开关的该主电流限值的步骤包括：
当该主电源管理引脚上的电压高于一第一主电压阈值时，调降该主功率开关的该主电流限值；及/或
当该主电源管理引脚上的电压低于一第二主电压阈值时，调升该主功率开关的该主电流限值。
38.如权利要求37所述的控制一多输出端口电源供应装置的控制方法，其中调整该主功率开关的该主电流限值的步骤还包括：
在该主电流限值已达一主电流限值下限的情况下，当该主电源管理引脚上的电压高于该第一主电压阈值，控制该主功率开关为关断。
39.如权利要求38所述的控制一多输出端口电源供应装置的控制方法，其中调整调整该主功率开关的该主电流限值的步骤还包括：
在该主功率开关为关断的情况下，当该主电源管理引脚上的电压低于该第二主电压阈值时，控制该主功率开关为导通，且调升该主功率开关的该主电流限值。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11374486B2 (en) * 2020-09-29 2022-06-28 Monolithic Power Systems, Inc. Power supply with flexible control and the method thereof
TWI753606B (zh) * 2020-10-14 2022-01-21 全漢企業股份有限公司 主從互換式電源供應裝置及其主機、主從互換式電源供應方法及其電腦可讀取記錄媒體
CN113809796B (zh) * 2021-08-31 2024-05-14 北京中海技创科技发展有限公司 一种用于电源管理器的输出功率自适应系统和方法
TWI806769B (zh) 2022-01-25 2023-06-21 神基科技股份有限公司 受電裝置及供電路徑的控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6291972B1 (en) * 1999-02-17 2001-09-18 Chaojiong Zhang System for battery formation, charging, discharging, and equalization
CN1893247A (zh) * 2005-07-04 2007-01-10 富士通株式会社 多电源供应电路和多电源供应方法
CN101552549A (zh) * 2009-01-05 2009-10-07 浙江大学 降压型单电感双输出支路开关变换器的控制方法及控制装置
CN201893714U (zh) * 2010-12-24 2011-07-06 东莞市盈聚电子有限公司 一种多路输出开关电源
CN107634639A (zh) * 2016-07-15 2018-01-26 中兴通讯股份有限公司 电流控制方法、装置及供电电源

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105990999A (zh) * 2015-01-27 2016-10-05 台达电子工业股份有限公司 电源供应装置及其控制方法
CN106292965B (zh) * 2015-05-11 2019-02-12 光宝电子(广州)有限公司 电源供应系统及其电源供应的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6291972B1 (en) * 1999-02-17 2001-09-18 Chaojiong Zhang System for battery formation, charging, discharging, and equalization
CN1893247A (zh) * 2005-07-04 2007-01-10 富士通株式会社 多电源供应电路和多电源供应方法
CN101552549A (zh) * 2009-01-05 2009-10-07 浙江大学 降压型单电感双输出支路开关变换器的控制方法及控制装置
CN201893714U (zh) * 2010-12-24 2011-07-06 东莞市盈聚电子有限公司 一种多路输出开关电源
CN107634639A (zh) * 2016-07-15 2018-01-26 中兴通讯股份有限公司 电流控制方法、装置及供电电源

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