CN111313701A - 功率电源及控制功率电源供电的方法 - Google Patents

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CN111313701A CN202010264029.6A CN202010264029A CN111313701A CN 111313701 A CN111313701 A CN 111313701A CN 202010264029 A CN202010264029 A CN 202010264029A CN 111313701 A CN111313701 A CN 111313701A
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Abstract

公开了一种功率电源及控制功率电源供电的方法，功率电源包括第一eFuse电源开关、第二eFuse电源开关和功率共享转换器，当流经第一eFuse电源开关的电流达到第一电流阈值时，第二输入电源介入以通过功率共享转换器提供功率支持，其中，第一电流阈值小于第一eFuse电源开关的最大额定电流。所述功率电源及控制功率电源供电的方法可有效防止第一eFuse电源开关被电流击穿。

Description

功率电源及控制功率电源供电的方法
技术领域
本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种功率电源及功率供应方法。
背景技术
在高端企业固态硬盘驱动等应用中，如SAS接口(串行连接SCSI接口)的固态硬盘驱动、PCI E卡(高速外围组件互联卡)等，通常有两路输入电源给系统供电。在传统构架中，这两路输入电源被单独利用。因此，当其中一路输入电源碰到其设定的极限峰值时，系统不能从这路电源获取更多的能量。这限制了系统的性能。此外，大部分固态硬盘驱动需要功率备用功能。现有解决方案为将功率(电源)备用电路耦接至其中一路输入电源上。因此，当多个负载均需要功率支持时，该多个负载将都耦接到这路输入电源上，这进一步限制了系统的性能。
发明内容
因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种功率电源及控制功率电源供电的方法。
根据本发明的实施例，提出了一种功率电源，包括：第一eFuse电源开关，将第一输入电源输送至第一总线端子，以提供第一总线电压，其中，第一eFuse电源开关具有最大额定电流；第二eFuse电源开关，将第二输入电源输送至第二总线端子，以提供第二总线电压，其中，第二eFuse电源开关具有最大额定电流；功率共享转换器，耦接在第一总线端子和第二总线端子之间，以选择性地在第一总线端子和第二总线端子之间提供电通道；以及控制器，响应流经第一eFuse电源开关的电流，控制第一eFuse电源开关、第二eFuse电源开关以及功率共享转换器；其中，若流经第一eFuse电源开关的电流达到第一电流阈值，第二输入电源介入以通过功率共享转换器提供功率支持，其中，第一电流阈值小于第一eFuse电源开关的最大额定电流。
根据本发明的实施例，还提出了一种控制功率电源供电的方法，其中，功率电源包括：第一eFuse电源开关，将第一输入电源输送至第一总线端子，以提供第一总线电压；以及第二eFuse电源开关，将第二输入电源输送至第二总线端子，以提供第二总线电压，其中，第一eFuse电源开关和第二eFuse电源开关各自具有最大额定电流，所述方法包括：在第一总线端子和第二总线端子之间创建电通道；以及当流经第一eFuse电源开关的电流达到第一电流阈值时，控制第二输入电源通过电通道向第一负载提供功率支持，其中，第一电流阈值小于第一eFuse电源开关的最大额定电流。
根据本发明各方面的功率电源及控制功率电源供电的方法，可以有效防止eFuse电源开关被击穿。
附图说明
图1为根据本发明实施例的功率电源100的电路结构示意图；
图2为根据本发明实施例的功率电源200的电路结构示意图；
图3示意性地示出了本发明实施例的功率电源300中功率共享转换器103的电路结构示意图；
图4示意性地示出了本发明实施例的功率电源400中控制器105的电路结构示意图；
图5示意性地示出了本发明实施例的功率电源500中控制器105的电路结构示意图；
图6为根据本发明实施例的功率电源600的电路结构示意图；
图7示意性地示出了本发明实施例的功率电源700中控制器105的电路结构示意图；
图8示意性示出了根据本发明实施例的功率供应方法的流程图800。
图9为根据本发明实施例的功率电源900的电路结构示意图。
图10示意性地示出了本发明实施例的功率电源1000中功率共享转换器103的电路结构示意图。
图11为根据本发明实施例的功率电源1100的电路结构示意图。
图12示意性地示出了本发明实施例的功率电源1200中控制器105的电路结构示意图。
图13示意性示出了根据本发明实施例的控制功率电源进行功率供应的方法流程图1300。
图14示意性示出了根据本发明实施例的控制功率电源进行功率供应的方法流程图1400。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
图1为根据本发明实施例的功率电源100的电路结构示意图。在图1所示实施例中，功率电源100包括：第一eFuse电源开关(电子熔丝)101，将第一输入电源PS1输送至第一总线端子，以提供第一总线电压VB1；第二eFuse电源开关(电子熔丝)102，将第二输入电源PS2输送至第二总线端子，以提供第二总线电压VB2；功率共享转换器103，耦接在第一总线端子和第二总线端子之间，以提供第一总线端子和第二总线端子之间的电通道；功率备用转换器104，耦接至第一总线端子，以提供第一总线端子至存储电容CS的充电通道、以及存储电容CS至第一总线端子的放电通道；控制器105，响应表征第一输入电源PS1的第一检测信号Isen1和表征第二输入电源PS2的第二检测信号Isen2，控制第一eFuse电源开关101、第二eFuse电源开关102、功率共享转换器103以及功率备用转换器104的运行。
在一个实施例中，第一检测信号Isen1表征第一输入电源PS1的输入电流(如图1所示，电流Iin1流经第一eFuse电源开关101)，第二检测信号Isen2表征第二输入电源PS2的输入电流(如图1所示，电流Iin2流经第二eFuse电源开关102)。
在图1所示实施例中，功率备用转换器104耦接至第一总线端子。但是本领域的技术人员应当意识到，功率备用转换器104也可以耦接至第二总线端子。
在一个实施例中，第一输入电源PS1和第二输入电源PS2可以耦接在一起，第一总线电压VB1和第二总线电压VB2也可以耦接在一起，以给负载(如下游直流变换器，未图示)供电。在其他实施例中，第一输入电源PS1和第二输入电源PS2可以不耦接在一起，以单独给负载供电。
在一个实施例中，如果流经其中一路输入电源的电流达到电流阈值，另一路输入电源将介入，并经由功率共享转换器103来提供功率支持。举例来说，如果耦接至第一总线端子的负载需要大电流，或者多个负载同时耦接至第一总线端子，使得流经第一eFuse电源开关101的电流达到其电流阈值，则功率共享转换器103将被激活，使得第二输入电源PS2提供额外的功率给第一总线端子。
在一个实施例中，如果其中一路输入电源断电(如其中一路输入电源的供应被中断)，另一路输入电源将介入，并经由功率共享转换器103来提供功率支持。例如，如果第一输入电源PS1断电，则第二输入电源PS2将经由功率共享转换器103来给耦接至第一总线端子的负载供电。或者如果第二输入电源PS2断电，则第一输入电源PS1将经由功率共享转换器103来给耦接至第二总线端子的负载供电。
在一个实施例中，如果两路输入电源的其中一路断电，或者两路输入电源均断电，功率备用转换器104被激活，以从存储电容CS提供额外的功率至负载。
在一个实施例中，如果第一输入电源PS1和/或第二输入电源PS2给负载提供的功率不足(如当负载突然跳变至重载并持续较短时间)时，功率备用转换器104被激活，以从存储电容CS提供额外的功率至负载。
在一个实施例中，功率备用转换器104也可以直接给负载供电。在其他实施例中，功率备用转换器104经由功率共享转换器103给负载供电。
图2为根据本发明实施例的功率电源200的电路结构示意图。在图2所示实施例中，第一eFuse电源开关101和第二eFuse电源开关102各自包括背靠背的开关，以阻止反向电流；功率备用转换器104包括双向升降压(buck-boost)转换器。
具体来说，当第一输入电源PS1接通时，该第一输入电源PS1经由第一eFuse电源开关101被输送至第一总线端子。存储电容CS通过高端开关41和低端开关42的导通与断开被周期性充电，直至存储电容CS两端的电压达到目标电压。如果两路输入电源均断电，或者负载需要消耗的功率大于第一输入电源PS1和第二输入电源PS2所能提供的最大功率(即，流过两路输入电源的电流均达到其设定的电流阈值)，则存储电容CS经由功率备用转换器104放电，以给负载提供功率支持。
图3示意性地示出了本发明实施例的功率电源300中功率共享转换器103的电路结构示意图。在图3所示实施例中，功率共享转换器103包括双向升降压转换器。例如，在一个实施例中，如果第二总线电压VB2支持第一总线端子，功率共享转换器103可能运行为降压(buck)转换器模式，以将第二总线电压VB2降至第一总线电压VB1。在另一个实施例中，如果第一总线电压VB1支持第二总线端子，功率共享转换器103可能运行为升压(boost)转换器模式，以将第一总线电压VB1泵至第二总线电压VB2。
图4示意性地示出了本发明实施例的功率电源400中控制器105的电路结构示意图。在图4所示实施例中，所述控制器105包括：第一比较器51，对第一检测信号Isen1和第一电流阈值Ith1进行比较；第一控制单元1，响应第一比较器51的比较结果控制功率共享转换器103。当第一输入电源PS1的输入电流高于第一电流阈值Ith1时，即此时耦接至第一总线端子的负载所需要的功率大于设定功率，第一控制单元1控制功率共享转换器103，使其被激活，使得第二输入电源PS2给第一总线端子提供功率支持。
图5示意性地示出了本发明实施例的功率电源500中控制器105的电路结构示意图。在图5所示实施例中，所述控制器105包括：第一比较器51，对第一检测信号Isen1和第一电流阈值Ith1进行比较；第二比较器52，对第二检测信号Isen2和第二电流阈值Ith2进行比较；逻辑与单元53，对第一比较器51和第二比较器52的比较结果进行逻辑与运算；第一控制单元1，响应第一比较器51的比较结果控制功率共享转换器103；第二控制单元2，响应逻辑与单元53的逻辑与结果控制功率备用转换器104。
如果第一输入电源PS1的输入电流高于第一电流阈值Ith1、第二输入电源PS2的输入电流高于第二电流阈值Ith2时，即此时第一输入电源PS1和/或第二输入电源PS2提供给负载的能量不足，则第二控制单元2将控制功率备用转换器104，使其被激活，以使存储电容CS提供额外的功率来支持负载。
在一个实施例中，功率备用转换器104可通过检测第一总线电压VB1或者检测第二总线电压VB2被激活。
图6为根据本发明实施例的功率电源600的电路结构示意图。在图6所示实施例中，所述功率电源600包括：第一eFuse电源开关(电子熔丝)101，将第一输入电源PS1输送至第一总线端子，以提供第一总线电压VB1；第二eFuse电源开关(电子熔丝)102，将第二输入电源PS2输送至第二总线端子，以提供第二总线电压VB2；功率共享转换器103，耦接在第一总线端子和第二总线端子之间，以提供第一总线端子和第二总线端子之间的电通道；功率备用转换器104，耦接至第一总线端子，以提供第一总线端子至存储电容CS的充电通道、以及存储电容CS至第一总线端子的放电通道；控制器105，响应表征流过第一eFuse电源开关101的电流的电流检测信号ICS1和表征第一总线电压VB1的电压反馈信号VFB1，控制第一eFuse电源开关101、第二eFuse电源开关102、功率共享转换器103以及功率备用转换器104的运行。
在一个实施例中，如果流过第一eFuse电源开关101的电流达到电流阈值，第二输入电源PS2将经由功率共享转换器103介入，以提供功率支持。
在启动过程中，当第一输入电源PS1到位并且高于欠压阈值时，第一输入电源PS1经由第一eFuse电源开关101给存储电容CS充电。
当表征第一总线电压VB1的电压反馈信号跌落时，存储电容CS经由功率备用转换器104介入，以提供功率支持。
在一个实施例中，功率电源600中的第一eFuse电源开关101和第二eFuse电源开关102包括图2和图3实施例所示的背靠背的开关。
在一个实施例中，功率电源600中的功率备用转换器104包括图2实施例所示的双向升降压(buck-boost)转换器；功率电源600中的功率共享转换器103包括图3施例所示的双向升降压(buck-boost)转换器。
图7示意性地示出了本发明实施例的功率电源700中控制器105的电路结构示意图。在图7所示实施例中，所述控制器105包括：第一比较器51，对电流采样信号ICS1和电流阈值Ith进行比较；第一控制单元1，响应电流采样信号ICS1和电流阈值Ith的比较结果，控制功率共享转换器103；第二比较器52，对电压反馈信号VFB1和释放阈值Vth进行比较，以检测第一总线电压VB1的电压状况；第二控制单元2，响应电压反馈信号VFB1和释放阈值Vth的比较结果，控制功率备用转换器104。
如果电流检测信号ICS1高于电流阈值Ith，表征此时流过第一eFuse电源开关101的电流达到设定的极限峰值，第一控制单元1控制功率共享转换器103，使其被激活，使得第二输入电源PS2介入，以给第一总线端子提供功率支持。
如果电压反馈信号VFB1低于释放阈值Vth，表征此时第一总线电压VB1跌落，则第二控制单元2控制功率备用转换器104，使其被激活，使得存储电容CS给负载提供额外的功率支持。
在一个实施例中，第一总线电压VB1的跌落可能因为第一输入电源PS1的突然断电，或者因为耦接至第一总线端子的负载突然快速增大。
图8示意性示出了根据本发明实施例的功率供应方法的流程图800。所述方法包括：
步骤801，将第一输入电压输送至第一总线端子，以创建第一电通道。
步骤802，将第二输入电压输送至第二总线端子，以创建第二电通道。第一电通道和第二电通道均用于给负载(如下游直流转换器)供电。
步骤803，在第一总线端子和第二总线端子之间耦接功率共享转换器，当其中一路电通道的电流过流或者其中一路输入电压断电时，另一路电通道经由功率共享转换器对该路电通道提供功率支持。
步骤804，将功率备用转换器耦接至第一总线端子或者第二总线端子，使得第一电通道或者第二电通道经由功率备用转换器给存储电容充电、或者存储电容经由功率备用转换器给第一电通道或者第二电通道放电。
在一个实施例中，第一电通道和第二电通道均通过eFuse电源开关创建。
在一个实施例中，功率共享转换器和功率备用转换器均包括双向升降压变换器。
在一个实施例中，如果流过其中一路电通道的电流达到其电流阈值，或者其中一路电通道的输入电压断电，则另一路输入电压将经由功率共享转换器介入，以提供功率支持。
在一个实施例中，如果两路输入电压均断电，存储电容将经由功率备用转换器介入，以提供功率支持。
在一个实施例中，如果其中一路输入电压不能提供足够的功率或者两路输入电压均不能提供足够的功率，存储电容将经由功率备用转换器介入，以提供功率支持。
前述根据本发明多个实施例的功率电源具有更高的运行效率和更灵活的运行方式。与传统技术不同的是，前述根据本发明多个实施例的功率电源在其中一路输入电源达到其设定的极限峰值或者发生断电情况时，依旧能从另一路输入电源获取能量。同时，前述根据本发明多个实施例的功率电源在两路输入电源跌落或者在输入电源不能提供足够的功率驱动负载时，能从存储电容获取能量。
图9为根据本发明实施例的功率电源900的电路结构示意图。如图9所示，功率电源900包括：第一eFuse电源开关101，将第一输入电源PS1输送至第一总线端子，以提供第一总线电压VB1，其中，第一eFuse电源开关101具有最大额定电流；第二eFuse电源开关102，将第二输入电源PS2输送至第二总线端子，以提供第二总线电压VB2，其中，第二eFuse电源开关102具有最大额定电流；功率共享转换器103，耦接在第一总线端子和第二总线端子之间，以在第一总线端子和第二总线端子之间选择性地提供电通道；控制器105，响应流经第一eFuse电源开关101的电流Iin1，控制第一eFuse电源开关101、第二eFuse电源开关102以及功率共享转换器103的运行。在一个实施例中，所述“以在第一总线端子和第二总线端子之间选择性地提供电通道”表示电通道可根据电路具体情况而打开或关断。例如，如下面将要阐述的，当流经第一eFuse电源开关101的电流Iin1达到第一eFuse电源开关101的第一电流阈值或第二eFuse电源开关102的电流达到第二eFuse电源开关102的第二电流阈值时，电通道将打开，而当流经第一eFuse电源开关101的电流Iin1和第二eFuse电源开关102的电流均未达到其自身的电流阈值时，电通道将关断。
在功率电源900中，若电流Iin1达到第一电流阈值，则第二输入电源PS2将介入，并经由功率共享转换器103来提供功率支持，其中，第一电流阈值小于第一eFuse电源开关101的最大额定电流。举例来说，如果耦接至第一总线端子的负载需要大电流，或者多个负载同时耦接至第一总线端子，使得流经第一eFuse电源开关101的电流Iin1达到其电流阈值，则功率共享转换器103将被激活以打开电通道，使得第二输入电源PS2提供额外的功率给第一总线端子。
这样，通过使第一电流阈值小于第一eFuse电源开关101的最大额定电流，虽然由于存在电路延迟，使得流经第一eFuse电源开关101的电流达到第一电流阈值的时刻与功率共享转换器103介入的时刻之间有一段时间差，从而造成流经第一eFuse电源开关101的电流仍会有所增加，但该电流将小于第一eFuse电源开关101的最大额定电流。如此，电路响应更迅速，且可有效避免第一eFuse电源开关101被击穿。
本领域技术人员应当理解，在一个实施例中，功率电源900中的功率共享功能既可应用于第一eFuse电源开关101又可用于第二eFuse电源开关102。也就是说，在图9所示意的功率电源900中，当流经第一eFuse电源开关101的电流达到第一eFuse电源开关101的第一电流阈值或流经第二eFuse电源开关102中的电流达到其第二eFuse电源开关102的第二电流阈值时，另一路输入电源能够介入以提供功率支持。也就是说，如果流经第二eFuse电源开关102的电流Iin2达到第二eFuse电源开关的第二电流阈值时，则第一输入电源PS1将通过功率共享转换器103介入以提供功率支持。在这样的实施例中，功率共享转换器103可包括升降压变换器以实现双向共享功能。
这样，通过使第二电流阈值小于第二eFuse电源开关102的最大额定电流，虽然由于存在电路延迟，使得流经第二eFuse电源开关102的电流达到第二电流阈值的时刻与功率共享转换器103介入的时刻之间有一段时间差，从而造成流经第二eFuse电源开关102的电流仍会有所增加，但该电流将小于第二eFuse电源开关102的最大额定电流。如此，电路响应更迅速，且可有效避免第二eFuse电源开关102被击穿。
图10示意性地示出了本发明实施例的功率电源1000中功率共享转换器103的电路结构示意图。在图10所示实施例中，功率共享转换器103包括双向升降压转换器。例如，在一个实施例中，如果第二总线电压VB2支持第一总线端子，功率共享转换器103可能运行为降压(buck)转换器模式以提供功率支持。在另一个实施例中，如果第一总线电压VB1支持第二总线端子，功率共享转换器103可能运行为升压(boost)转换器模式以提供功率支持。这样的运行方式可出现在第二输入电源PS2所提供的电压高于第一输入电源PS1所提供的电压的情形中。
本领域技术人员应当理解，功率共享功能也可仅应用于第一eFuse电源开关101。也就是说，在图9所示意的功率电源900中，当流经第一eFuse电源开关101的电流达到第一eFuse电源开关101的第一电流阈值，第二输入电源PS2能够介入以提供功率支持，但当流经第二eFuse电源开关102的电流Iin2达到第二eFuse电源开关102的第二电流阈值时，第一输入电源PS1不会介入，不会提供功率支持。在这样的实施例中，如果第一输入电源PS1所提供的电压高于第二输入电源PS2所提供的电压，功率共享转换器103可包括升压变换器；如果第一输入电源PSt所提供的电压低于第二输入电源PS2所提供的电压，功率共享转换器103可包括降压变换器。
图11为根据本发明实施例的功率电源1100的电路结构示意图。在图11所示实施例中，第一eFuse电源开关101和第二eFuse电源开关102各自包括背靠背的开关，以阻止反向电流。
图12示意性地示出了本发明实施例的功率电源1200中控制器105的电路结构示意图。在图12所示实施例中，所述控制器105包括：第一比较器51，对表征流经第一eFuse电源开关101的电流Iin1的第一检测信号Isen1和表征第一电流阈值的第一参考信号Iref1进行比较；第一控制单元1，响应第一检测信号Isen1和第一参考信号Iref1的比较结果，控制功率共享转换器103和第一eFuse电源开关101。更具体地，如果第一检测信号Isen1大于第一参考信号Iref1，第一控制单元1控制功率共享转换器103，以从第二输入电源PS2经电通道向第一总线端子供电。
在图12所示实施例中，所述控制器105还包括第二比较器52，对表征流经第二eFuse电源开关102的电流Iin2的第二检测信号Isen2和表征第二电流阈值的第二参考信号Iref2进行比较；第二控制单元2，响应第二检测信号Isen2和第二参考信号Iref2的比较结果，控制功率共享转换器103和第二eFuse电源开关102。更具体地，如果第二检测信号Isen2大于第二参考信号Iref2，第二控制单元2控制功率共享转换器103，以从第一输入电源PS1经电通道向第二总线端子供电。
图13示意性示出了根据本发明实施例的控制功率电源进行功率供应的方法流程图1300。功率电源包括第一eFuse电源开关，将第一输入电源输送至第一总线端子处的第一负载，其中，第一eFuse电源开关具有最大额定电流；以及第二eFuse电源开关，将第二输入电源输送至第二总线端子处的第二负载，其中，第二eFuse电源开关具有最大额定电流。所述方法包括：
步骤1301，在第一总线端子和第二总线端子之间创建电通道。
步骤1302，当流经第一eFuse电源开关的电流达到第一电流阈值时，使能第二输入电源通过电通道向第一负载提供功率支持，其中，第一电流阈值小于第一eFuse电源开关的最大额定电流。
在一个实施例中，上述方法1300还包括：检测流经第一eFuse电源开关的电流且生成表征流经第一eFuse电源开关的电流的第一检测信号；将第一检测信号与表征第一电流阈值的第一参考信号进行比较并生成比较结果；使能第二输入电源通过电通道向第一负载提供功率支持。在另一个实施例中，如果第一检测信号高于第一参考信号，则第二输入电源通过电通道向第一负载供电。
在一个实施例中，方法1300还包括：如果流经第二eFuse电源开关的电流达到第二电流阈值，使能第一输入功率电源经电通道向第二负载供电，其中，第二电流阈值小于第二eFuse电源开关的最大额定电流。在该实施例中，电通道可通过耦接于第一总线端子和第二总线端子之间的双向升降压变换器来创建。在一个实施例中，若第一输入功率所提供电压高于第二输入功率所提供电压时，则当第一输入功率介入以提供功率支持时，功率共享转换器工作为降压转换器模式；当第二输入功率介入以提供功率支持时，功率共享转换器工作为升压转换器模式。
图14示意性示出了根据本发明实施例的控制功率电源进行功率供应的方法流程图1400。功率电源包括第一eFuse电源开关，将第一输入电源输送至第一总线端子处的第一负载，其中，第一eFuse电源开关具有最大额定电流；以及第二eFuse电源开关，将第二输入电源输送至第二总线端子处的第二负载，其中，第二eFuse电源开关具有最大额定电流。所述方法包括：
步骤1401，在第一总线端子和第二总线端子之间创建电通道。
步骤1402，当流经第一eFuse电源开关的电流达到第一电流阈值时，第二输入电源通过电通道向第一负载提供功率支持，其中，第一电流阈值小于第一eFuse电源开关的最大额定电流。
在一个实施例中，上述方法1400还包括：检测流经第一eFuse电源开关的电流且生成表征流经第一eFuse电源开关的电流的第一检测信号；将第一检测信号与表征第一电流阈值的第一参考信号进行比较并生成比较结果；控制第二输入电源通过电通道向第一负载提供功率支持。在另一个实施例中，如果第一检测信号高于第一参考信号，则第二输入电源通过电通道向第一负载供电。
在一个实施例中，方法1400还包括：如果流经第二eFuse电源开关的电流达到第二电流阈值，第一输入功率电源经电通道向第二负载供电，其中，第二电流阈值小于第二eFuse电源开关的最大额定电流。在该实施例中，电通道可通过耦接于第一总线端子和第二总线端子之间的双向升降压变换器来创建。在一个实施例中，若第一输入功率所提供电压高于第二输入功率所提供电压时，则当第一输入功率介入以提供功率支持时，功率共享转换器工作成降压转换器；则当第二输入功率介入以提供功率支持时，功率共享转换器工作成升压转换器。
在图13和14所示实施例中，在一个实施例中，第一eFuse电源开关和第二eFuse电源开关各包括一个背靠背开关以阻止反向电流。在一个实施例中，电通道可通过双向升降压变换器来创建。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种功率电源，包括：
第一eFuse电源开关，将第一输入电源输送至第一总线端子，以提供第一总线电压，其中，第一eFuse电源开关具有最大额定电流；
第二eFuse电源开关，将第二输入电源输送至第二总线端子，以提供第二总线电压，其中，第二eFuse电源开关具有最大额定电流；
功率共享转换器，耦接在第一总线端子和第二总线端子之间，以选择性地在第一总线端子和第二总线端子之间提供电通道；以及
控制器，响应流经第一eFuse电源开关的电流，控制第一eFuse电源开关、第二eFuse电源开关以及功率共享转换器；
其中，若流经第一eFuse电源开关的电流达到第一电流阈值，第二输入电源介入以通过功率共享转换器提供功率支持，其中，第一电流阈值小于第一eFuse电源开关的最大额定电流。
2.如权利要求1所述的功率电源，其中，控制器包括：
第一比较器，对表征流经第一eFuse电源开关的电流的第一检测信号和表征第一电流阈值的第一参考信号进行比较；以及
第一控制单元，响应第一比较器的比较结果，控制功率转换器和第一eFuse电源开关。
3.如权利要求1所述的功率电源，其中，若第一检测信号大于第一参考信号，第一控制单元控制第二输入电源通过功率共享转换器向耦接至第一总线端子的第一负载提供功率。
4.如权利要求1所述的功率电源，其中，若流经第二eFuse电源开关的电流达到第二电流阈值，第一输入电源介入以通过功率共享转换器提供功率支持，其中，第二电流阈值小于第二eFuse电源开关的最大额定电流。
5.如权利要求4所述的功率电源，其中，功率共享转换器包括双向升降压转换器。
6.如权利要求5所述的功率电源，其中，若第一输入电源提供的电压高于第二输入电源提供的电压，则当第一输入电源介入以提供功率支持时，功率共享转换器工作为降压转换器模式；当第二输入电源介入以提供功率支持时，功率共享转换器工作为升压转换器模式。
7.如权利要求4所述的功率电源，其中，控制器包括：
第二比较器，对表征流经第二eFuse电源开关的电流的第二检测信号和表征第二电流阈值的第二参考信号进行比较；以及
第二控制单元，响应第二比较器的比较结果，控制功率转换器和第二eFuse电源开关。
8.如权利要求7所述的功率电源，其中，若第二检测信号大于第二参考信号，第二控制单元控制第一输入电源通过功率共享转换器向耦接至第二总线端子的第二负载提供功率。
9.如权利要求1所述的功率电源，其中，第一eFuse电源开关和第二eFuse电源开关各包括背靠背开关。
10.一种控制功率电源供电的方法，其中，功率电源包括：第一eFuse电源开关，将第一输入电源输送至第一总线端子，以提供第一总线电压；以及第二eFuse电源开关，将第二输入电源输送至第二总线端子，以提供第二总线电压，其中，第一eFuse电源开关和第二eFuse电源开关各自具有最大额定电流，所述方法包括：
在第一总线端子和第二总线端子之间创建电通道；以及
当流经第一eFuse电源开关的电流达到第一电流阈值时，使能第二输入电源通过电通道向耦接至第一总线端的第一负载提供功率支持，其中，第一电流阈值小于第一eFuse电源开关的最大额定电流。
11.如权利要求10所述的方法，还包括：
检测流经第一eFuse电源开关的电流且生成表征流经第一eFuse电源开关的电流的第一检测信号；
将第一检测信号与表征第一电流阈值的第一参考信号进行比较并生成比较结果；以及
使能第二输入电源通过电通道向第一负载提供功率支持。
12.如权利要求11所述的方法，其中，若第一检测信号大于第一参考信号，功率由第二输入电源通过电通道向第一负载提供。
13.如权利要求10所述的方法，还包括若流经第二eFuse电源开关的电流达到第二电流阈值，使能第一输入电源通过电通道向耦接至第二总线端子的第二负载提供功率支持，其中，第二电流阈值小于第二eFuse电源开关的最大额定电流。
14.如权利要求13所述的方法，其中，电通道由耦接于第一总线端子和第二总线端子之间的双向升降压转换器创建。
15.如权利要求14所述的方法，其中，若第一输入电源提供的电压高于第二输入电源提供的电压，则当第一输入电源介入以提供功率支持时，功率共享转换器工作为降压转换器；当第二输入电源介入以提供功率支持时，功率共享转换器工作为升压转换器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113448906A (zh) * 2021-06-30 2021-09-28 苏州浪潮智能科技有限公司 一种pcie接口扩展供电结构及供电方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1885673A (zh) * 2005-06-23 2006-12-27 三星电子株式会社 电子设备和电子设备系统
CN101505067A (zh) * 2009-03-11 2009-08-12 成都市华为赛门铁克科技有限公司 一种硬盘供电系统、硬盘转接板及一种给硬盘供电的方法
CN104883054A (zh) * 2014-02-27 2015-09-02 株式会社东芝 Dc/dc变换器、数据存储装置及其控制方法
CN104980024A (zh) * 2015-06-30 2015-10-14 成都芯源系统有限公司 均流电路及其控制方法
CN105530564A (zh) * 2014-10-16 2016-04-27 英飞凌科技股份有限公司 电压生成器及其偏置
US20180229609A1 (en) * 2017-02-16 2018-08-16 Ford Global Technologies, Llc Control of redundant power architecture for a vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1885673A (zh) * 2005-06-23 2006-12-27 三星电子株式会社 电子设备和电子设备系统
CN101505067A (zh) * 2009-03-11 2009-08-12 成都市华为赛门铁克科技有限公司 一种硬盘供电系统、硬盘转接板及一种给硬盘供电的方法
CN104883054A (zh) * 2014-02-27 2015-09-02 株式会社东芝 Dc/dc变换器、数据存储装置及其控制方法
CN105530564A (zh) * 2014-10-16 2016-04-27 英飞凌科技股份有限公司 电压生成器及其偏置
CN104980024A (zh) * 2015-06-30 2015-10-14 成都芯源系统有限公司 均流电路及其控制方法
US20180229609A1 (en) * 2017-02-16 2018-08-16 Ford Global Technologies, Llc Control of redundant power architecture for a vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113448906A (zh) * 2021-06-30 2021-09-28 苏州浪潮智能科技有限公司 一种pcie接口扩展供电结构及供电方法

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