CN111948443A - 可检测电源功率的电流预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种可检测电源功率的电流预警系统及方法，此电流预警系统适用检测一电源模块提供给一负载设备的一输入电流，此电流预警系统包括一电流检测电路、一功率检测电路、一设定电路、一控制电路以及一比较电路。电流检测电路检测输入电流。功率检测电路检测电源模块的一电源功率型号。控制电路电性连接功率检测电路及设定电路，并根据电源功率型号的检测结果相对应控制设定电路输出一设定值。比较电路电性连接电流检测电路、设定电路及控制电路，比较电路比较输入电流与一参考电流的大小。比较电路是根据设定值决定相对的参考电流，控制电路根据比较电路的比较结果控制负载设备的用电状况，从而稳定负载设备的输入电压。

Description

可检测电源功率的电流预警系统及方法

技术领域

可检测电源功率的电流预警系统及方法。

背景技术

现今的消费性3C产品及工业用产品对于电源模块的保护监视是相当重视的。如果负载设备能量所需过多以致于超过电源模块可用的能量而又不从事预防的话，可能造成负载设备的输入电压不稳定，甚至造成负载设备崩坏。

发明内容

有鉴于此，根据本发明的一实施例，在此提出了一种可检测电源功率的电流预警系统，适用检测一电源模块提供给一负载设备的一输入电流，电流预警系统包括一电流检测电路、一功率检测电路、一设定电路、一控制电路以及一比较电路。

电流检测电路检测输入电流。功率检测电路检测电源模块的一电源功率型号。控制电路电性连接功率检测电路及设定电路，并根据电源功率型号的检测结果相对应控制设定电路输出一设定值。比较电路电性连接电流检测电路、设定电路及控制电路，比较电路比较输入电流与一参考电流的大小。

特别地，比较电路是根据设定值决定相对的参考电流，控制电路根据比较电路的比较结果控制负载设备的用电状况；当输入电流小于参考电流时，控制电路控制负载设备工作于一第一工作模式；当输入电流大于参考电流时，控制电路控制负载设备工作于一第二工作模式，负载设备工作于第一工作模式的功率消耗大于工作于第二工作模式的功率消耗。

根据本发明的另一实施例，在此提出了一种可检测电源功率的电流预警方法，适用于一电流预警系统检测一电源模块提供给一负载设备的一输入电流，所述电流预警方法包括：通过电流预警系统的一电流检测电路取得输入电流；通过电流预警系统的一功率检测电路，检测电源模块的一电源功率型号；由一控制电路根据电源功率型号相对应控制一设定电路输出一设定值，以供电流预警系统的一比较电路根据设定值决定相对的一参考电流；以及控制电路根据比较电路比较输入电流与参考电流的大小比较结果来相对控制负载设备的用电状况。

特别地，当输入电流小于参考电流时，控制负载设备工作于一第一工作模式，以及当输入电流大于参考电流时，控制负载设备工作于一第二工作模式，负载设备工作于第一工作模式的功率消耗大于工作于第二工作模式的功率消耗。

由于本发明的电流检测电路可检测供给负载设备的输入电流，如果检测到输入电流超出负载设备的额定电流或参考电流时，控制电路将控制负载设备工作于功率消耗较少的工作模式。然而，如果检测到输入电流未超出负载设备的额定电流或参考电流时，控制电路将控制负载设备工作于功率消耗较大的工作模式，从而稳定了负载设备的输入电压。

为了能更进一步了解本发明为实现既定目的所采取的技术、方法及技术效果，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而说明书附图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呈现本发明一实施例所示出电流预警系统的方框图；

图2呈现本发明一实施例所示出电流预警方法的流程图；

图3呈现本发明一实施例所示出电流预警方法的流程图；以及

图4呈现本发明一实施例所示出电流预警系统的电路图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所提供有关“可检测电源功率的电流预警系统及方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所提供的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所提供的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包含相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

请参阅图1，其呈现本发明一实施例所示出电流预警系统的方框图。如图所示，可检测电源功率的电流预警系统1适用检测一电源模块20提供给一负载设备30的一输入电流i1，并可被可以广泛应用在各种不同电源供应器、桌面计算机或服务器系统。电流预警系统1例如包括了一电流检测电路10、一功率检测电路12、一设定电路16、一控制电路14和一比较电路18。

电流检测电路10用以检测电源模块20输出至负载设备30的输入电流i1。

功率检测电路12用以检测电源模块20的一电源功率型号。

控制电路14电性连接功率检测电路12、设定电路16和负载设备30，并根据电源功率型号的检测结果相对应控制设定电路16输出设定值s1。

设定电路16分别与控制电路14和比较电路18电性连接，用以设定参考电流。比较电路18分别与电流检测电路10、设定电路16及控制电路14电性连接。比较电路18比较输入电流i1与一参考电流的大小。特别地，比较电路18是根据设定值s1决定相对的参考电流。

在一实施例中，功率检测电路12可通过检测电源模块20的一内阻以取得电源模块20的一电源功率型号，且不同电源功率型号的电源模块20的内阻是互为不同。在一范例中，电源模块20可适用于多组具不同电源功率型号。

在一实施例中，功率检测电路12为一分压电路，分压电路通过与内阻电性连接以取得内阻的分压，以供控制电路14可根据内阻的分压而来相对控制设定电路16的一设定值s1。在一范例中，分压电路可检测不同功率的电源模块20，控制电路14可根据电源模块20的内阻所产生的分压，进而相对控制设定电路16的设定值s1，从而可调整比较电路18对电流预警系统10的参考电流。

比较电路18电性连接电流检测电路10、设定电路16及控制电路14，比较电路18比较输入电流i1与参考电流的大小。

特别地，比较电路18是根据设定值s1而决定相对的参考电流。

控制电路14根据比较电路18的比较结果控制负载设备30的用电状况。举例来说，当输入电流i1小于参考电流时，控制电路14控制负载设备30工作于一第一工作模式(firstoperating mode)；当输入电流i1大于参考电流时，控制电路14控制负载设备30工作于一第二工作模式(second operating mode)。

特别地，负载设备30工作于第一工作模式的功率消耗大于工作于第二工作模式的功率消耗。

在一实施例中，第一工作模式例如为负载设备30的一中央处理器以一第一工作频率运行，第二工作模式例如为负载设备30的中央处理器以一第二工作频率运行，第一工作频率大于第二工作频率。此时控制电路14仅依据输入电流i1的大小而使得负载设备30变换至不同的工作模式。

在一实施例中，可另行考虑负载设备30的工作温度对于负载设备30的影响；当负载设备30工作于该第二工作模式时，每隔一默认时间，控制电路14判断负载设备30的工作温度是否低于一默认温度？当负载设备30的工作温度低于默认温度时，控制负载设备30由第二工作模式切换到第一工作模式。此时控制电路14同时判断输入电流i1和负载设备30的工作温度而使得负载设备30变换至不同的工作模式。

因此，在图1所示的实施例中，比较电路18可监控输入电流i1的变化；控制电路14可依据输入电流i1的大小或/和负载设备30的工作温度而使得负载设备30变换至不同的工作模式，从而稳定了负载设备30的输入电压。如此一来，本发明的电流预警系统1不致于因为所需能量过载而被强制关机。

请同时参阅图1和图2，图2呈现本发明一实施例所示出电流预警方法的流程图。本发明的方法例如适用于电流预警系统1检测电源模块20提供给负载设备30的输入电流i1，但并不局限于图1所示的电流预警系统1，所述电流预警方法包括以下步骤：

如步骤S201所示，通过电流预警系统1的电流检测电路10取得负载设备30的输入电流i1。

如步骤S203所示，通过电流预警系统1的功率检测电路12，检测电源模块20的一电源功率型号。

在一实施例中，功率检测电路12通过检测电源模块20的一内阻以取得电源模块20的一电源功率型号，且不同电源功率型号的电源模块20的内阻是互为不同。

在一实施例中，功率检测电路12包含一分压电路，分压电路通过与内阻电性连接以取得内阻的分压。设定电路16根据电源模块20的内阻的分压而提供相对的设定值s1；亦即控制电路14根据电源功率型号的检测结果相对应控制设定电路16输出设定值s1。

如步骤S205所示，根据电源功率型号的检测结果相对应输出设定值s1，以供电流预警系统1的比较电路18根据设定值s1决定相对的参考电流。

在一实施例中，设定值s1是由多组电阻回路相互并联所提供，且任一电阻回路至少具有一设定电阻及一导通开关，导通开关根据一导通信号来导通电阻回路，所述多个电阻回路的其中之一根据取得内阻的分压而相对应导通，以使比较电路18根据导通的电阻回路中的设定电阻作为设定值s1来相对设定参考电流。

如步骤S207所示，根据比较电路18比较输入电流i1与参考电流的大小比较结果来相对控制负载设备30的用电状况。比较电路18判断输入电流i1是否大于参考电流？

若输入电流i1大于参考电流时，如步骤S208所示，控制电路14使得负载设备30进入第二工作模式。

若输入电流i1小于参考电流时，如步骤S209所示，控制电路14使得负载设备30进入第一工作模式。特别地，负载设备30工作于第一工作模式的功率消耗大于工作于第二工作模式的功率消耗。电流检测电路10持续取得负载设备30的输入电流i1。此时控制电路14仅依据输入电流i1的大小而使得负载设备30变换至不同的工作模式。

请同时参阅图1和图3，图3呈现本发明一实施例所示出电流预警方法的流程图。图3所示的电流预警方法另考虑了负载设备30的工作温度对于负载设备30的影响。

如步骤S301所示，通过电流预警系统1的电流检测电路10取得负载设备30的输入电流i1。

如步骤S303所示，通过电流预警系统1的功率检测电路12，检测电源模块20的一电源功率型号。

如步骤S305所示，设定电路16根据内阻的分压而提供相对的设定值s1，即控制电路14根据电源功率型号的检测结果相对应控制设定电路16输出设定值s1，以供电流预警系统1的比较电路18根据设定值s1决定相对的参考电流。

如步骤S307所示，比较电路18判断输入电流i1是否大于参考电流？若输入电流i1大于参考电流时，如步骤S308所示，负载设备30进入第二工作模式；若输入电流i1小于参考电流时，如步骤S309所示，负载设备30进入第一工作模式。

如步骤S310所示，当负载设备30工作于该第二工作模式时(步骤S308)，每隔一默认时间，控制电路14判断输入电流i1是否小于参考电流而且负载设备30的工作温度是否低于一默认温度(preset temperature)？此时，默认温度可例如设定成60℃；当输入电流i1小于参考电流且负载设备30的工作温度低于默认温度时，控制负载设备30由第二工作模式切换到第一工作模式。

特别地，第一工作模式为负载设备30的一中央处理器以一第一工作频率运行，第二工作模式为负载设备30的中央处理器以一第二工作频率运行，第一工作频率大于第二工作频率。电流检测电路10持续取得负载设备30的输入电流i1。

此时控制电路14同时判断输入电流i1和负载设备30的工作温度而使得负载设备30变换至不同的工作模式。

请同时参阅图1、图4和表1；图4呈现本发明一实施例所示出电流预警系统的电路图。表1呈现4组不同电源功率型号的电源模块20所具有相应额定电流、尖峰电流、内阻和分压值。

表1

电源功率型号	230W	170W	150W	135W
					额定电流	11.5A	8.5A	7.5A	6.75A
尖峰电流	12.65A	9.35A	9A	7.5A
					内阻	4640ohm	1910ohm	1400ohm	1000ohm
分压	1.85V	1.14V	0.92V	0.71V

如图4所示，可检测电源功率的电流预警系统1适用检测电源模块20提供给负载设备30的输入电流i1。电流预警系统1包括了电流检测电路10、功率检测电路12、控制电路14、设定电路16和比较电路18。

电流检测电路10包含一精密电阻R8。

功率检测电路12可包含一分压电路，分压电路通过与电源模块20的内阻电性连接以取得某一电源功率型号的内阻的分压(如表1)。

功率检测电路12的分压电路可检测不同功率的电源模块20，控制电路14可根据电源模块20的内阻所产生的分压，进而相对控制设定电路16的设定值s1。

如表1所示，功率检测电路12可自电源模块20的引脚3取得电源功率型号230W的电源模块20具4640欧姆(ohm)的内阻值与其相应1.85V的分压值；功率检测电路12可另取得电源功率型号170W的电源模块20具1910欧姆的内阻值与其相应1.14V的分压值；功率检测电路12可另取得电源功率型号150W的电源模块20具1400欧姆的内阻值与其相应0.92V的分压值；功率检测电路12可另取得电源功率型号135W的电源模块20具1000欧姆的内阻值与其相应0.71V的分压值。

比较电路18例如包含一电流感测比较器(INA300)。

在一实施例中，INA300的引脚1、2用于检测负载设备30的输入电流i1。引脚3用于设定参考电流。引脚5用于传送输入电流i1与参考电流的比较结果。

控制电路14例如包含一嵌入式控制器(EC controller)。控制电路14电性连接功率检测电路12及设定电路16，并根据电源功率型号的检测结果相对应控制设定电路16输出一设定值s1。

设定电路16例如为1组电阻回路或多组电阻回路相互并联。在图4所示的电路图中，设定电路16由4组电阻回路相互并联所构成，各组电阻回路的电阻值皆不同，电阻回路的设定电阻，导通开关的一端与相应的设定电阻相串接，导通开关的另一端接地。详而言之，设定电路16包含4组电阻回路(161～164)，设定电路16之中的任一电阻回路至少具有一设定电阻及一导通开关，且设定电阻及导通开关与电源模块20的特定电源功率型号相匹配。

设定电阻R3及导通开关Q1所形成的电阻回路161被设计成为与电源模块20的230W的电源功率型号相匹配；设定电阻R4及导通开关Q2所形成的电阻回路162被设计成为与电源模块20的170W的电源功率型号相匹配；设定电阻R5及导通开关Q3所形成的电阻回路163被设计成为与电源模块20的150W的电源功率型号相匹配；设定电阻R6及导通开关Q4所形成的电阻回路164被设计成为与电源模块20的135W的电源功率型号相匹配。

导通开关(Q1～Q4)用以根据控制电路14提供的一导通信号来导通电阻回路，控制电路14通过功率检测电路12取得内阻的分压，并相对控制所述多个电阻回路的其中一个导通，以使比较电路18的INA300可根据导通的电阻回路中的设定电阻R3～R6中的其中之一作为设定值s1来相对设定参考电流。

举例来说，若电源模块20属于电源功率型号230W时，电源模块20则具4640欧姆的内阻值，功率检测电路12的分压电路可于R1与C1交界处检测得到1.85V的分压值。

控制电路14通过功率检测电路12自电源模块20的引脚3取得电源功率型号230W的电源模块20具4640欧姆欧姆的内阻值与其相应1.85V的分压值，并相对控制4组电阻回路的其中一个导通，其余3组不导通。

换言之，即设定电阻R3及导通开关Q1所形成的电阻回路导通，设定电阻R4及导通开关Q2所形成的电阻回路、设定电阻R5及导通开关Q3所形成的电阻回路以及设定电阻R6及导通开关Q4所形成的电阻回路皆不导通，以使比较电路18的INA300可根据导通的电阻回路中的设定电阻R3作为设定值s1来相对设定参考电流，如表1所示电源功率型号230W的额定电流为11.5A。

在其他的实施例中，若电源模块20属于电源功率型号170W、电源功率型号150W或电源功率型号135W时，则可按以上所述分别推算出电源功率型号170W的额定电流为8.5A，电源功率型号150W的额定电流为7.5A以及电源功率型号135W的额定电流为6.75A。

比较电路18电性连接电流检测电路10、设定电路16及控制电路14，比较电路18比较输入电流i1与一参考电流的大小，其中比较电路18是根据设定值s1决定相对的参考电流。

在一实施例中，电流检测电路10持续检测电源功率型号230W的电源模块20输出至负载设备30的输入电流i1。当输入电流i1小于额定电流11.5A时，控制电路14控制负载设备30工作于第一工作模式；当输入电流i1大于额定电流11.5A时，控制电路14控制负载设备30工作于第二工作模式，从而稳定了负载设备30的输入电压。

在图4所示的实施例中，可通过功率检测电路12之中adapter_ID信号线，检测到目前电流预警系统10的电源功率型号并据此调整比较电路18对电流预警系统1的参考电流。因此，比较电路18可监控来自电流检测电路10的输入电流i1的变化。控制电路14可依据输入电流i1的大小或/和负载设备30的工作温度而使得负载设备30变换至不同的工作模式。

综上可知，本发明首先检测供给负载设备的输入电流；如果检测到输入电流超出负载设备的参考电流时，控制电路将控制负载设备工作于功率消耗较少的工作模式；如果检测到输入电流未超出负载设备的额定电流或参考电流时，控制电路将控制负载设备工作于功率消耗较大的工作模式，从而稳定了负载设备的输入电压。

再者，比较电路可监控输入电流的变化；控制电路可依据输入电流的大小和负载设备的工作温度而使得负载设备变换至不同工作模式。如此一来，本发明的电流预警系统不致于因为所需能量过载而被强制关机，从而稳定了负载设备的输入电压。

最后须说明的是，于前述说明中，尽管已将本发明技术的概念以多个示例性实施例具体地示出与阐述，然而在此项技术的领域中技术人员将理解，在不背离由以下权利要求书所界定的本发明技术的概念的范围的条件下，可对其作出形式及细节上的各种变化。

Claims (10)

1.一种可检测电源功率的电流预警系统，适用检测一电源模块提供给一负载设备的输入电流，其特征在于，所述电流预警系统包括：

电流检测电路，检测所述输入电流；

功率检测电路，检测所述电源模块的电源功率型号；

设定电路；

控制电路，电性连接所述功率检测电路及所述设定电路，并根据所述电源功率型号的检测结果相对应控制所述设定电路输出设定值；以及

比较电路，电性连接所述电流检测电路、所述设定电路及所述控制电路，所述比较电路比较所述输入电流与参考电流的大小，其中所述比较电路是根据所述设定值决定相对的所述参考电流；

其中所述控制电路根据所述比较电路的比较结果控制所述负载设备的用电状况；

其中当所述输入电流小于所述参考电流时，所述控制电路控制所述负载设备工作于第一工作模式，以及当所述输入电流大于所述参考电流时，所述控制电路控制所述负载设备工作于第二工作模式；以及

其中所述负载设备工作于所述第一工作模式的功率消耗大于工作于所述第二工作模式的功率消耗。

2.如根据权利要求1所述的电流预警系统，其特征在于，所述功率检测电路通过检测所述电源模块的一内阻以取得所述电源模块的一电源功率型号，且不同电源功率型号的所述电源模块的所述内阻是互为不同。

3.如根据权利要求1所述的电流预警系统，其特征在于，当所述负载设备工作于所述第二工作模式时，且当所述输入电流小于所述参考电流且所述负载设备的工作温度低于默认温度时，所述控制电路控制所述负载设备由所述第二工作模式切换到所述第一工作模式，其中所述第一工作模式为所述负载设备的一中央处理器以第一工作频率运行，所述第二工作模式为所述负载设备的所述中央处理器以第二工作频率运行，所述第一工作频率大于所述第二工作频率。

4.如根据权利要求2所述的电流预警系统，其特征在于，所述功率检测电路为分压电路，所述分压电路通过与所述内阻电性连接以取得所述内阻的分压，以供所述控制电路根据所述内阻的分压而来相对控制所述设定电路的所述设定值。

5.如根据权利要求4所述的电流预警系统，其特征在于，所述设定电路为多组电阻回路相互并联，且任一所述电阻回路至少具有设定电阻及导通开关，所述导通开关用以根据所述控制电路提供的导通信号来导通所述电阻回路，所述控制电路通过所述功率检测电路取得所述内阻的分压，并相对控制多个所述电阻回路的其中一个导通，以使所述比较电路根据导通的所述电阻回路中的所述设定电阻作为所述设定值来相对设定所述参考电流。

6.一种可检测电源功率的电流预警方法，适用于电流预警系统检测电源模块提供给负载设备的输入电流，其特征在于，所述电流预警方法包括：

通过所述电流预警系统的电流检测电路取得所述输入电流；

通过所述电流预警系统的功率检测电路，检测所述电源模块的电源功率型号；

由控制电路根据所述电源功率型号相对应控制设定电路输出设定值，以供所述电流预警系统的比较电路根据所述设定值决定相对的参考电流；以及

所述控制电路根据所述比较电路比较所述输入电流与所述参考电流的大小比较结果来相对控制所述负载设备的用电状况；

其中当所述输入电流小于所述参考电流时，控制所述负载设备工作于第一工作模式，以及当所述输入电流大于所述参考电流时，控制所述负载设备工作于第二工作模式；以及

其中所述负载设备工作于所述第一工作模式的功率消耗大于工作于所述第二工作模式的功率消耗。

7.如根据权利要求6所述的电流预警方法，其特征在于，所述电流预警方法还包含：

当所述负载设备工作于所述第二工作模式时，判断所述输入电流是否小于所述参考电流而且所述负载设备的工作温度是否低于一默认温度；

当所述输入电流小于所述参考电流且所述负载设备的工作温度低于所述默认温度时，控制所述负载设备由所述第二工作模式切换到所述第一工作模式，其中所述第一工作模式为所述负载设备的一中央处理器以第一工作频率运行，所述第二工作模式为所述负载设备的所述中央处理器以第二工作频率运行，所述第一工作频率大于所述第二工作频率。

8.如根据权利要求6所述的电流预警方法，其特征在于，所述功率检测电路通过检测所述电源模块的内阻以取得所述电源模块的电源功率型号，且不同电源功率型号的所述电源模块的所述内阻是互为不同。

9.如根据权利要求8所述的电流预警方法，其特征在于，所述功率检测电路包含分压电路，所述分压电路取得所述内阻的分压，所述控制电路根据所述内阻的分压而控制所述设定电路提供相对的所述设定值。

10.如根据权利要求9所述的电流预警方法，其特征在于，所述设定电路为多组电阻回路相互并联，且任一所述电阻回路至少具有设定电阻及导通开关，所述导通开关用以根据所述控制电路提供的导通信号来导通所述电阻回路，所述控制电路通过所述功率检测电路取得所述内阻的分压，并相对控制多个所述电阻回路的其中一个导通，以使所述比较电路根据导通的所述电阻回路中的所述设定电阻作为所述设定值来相对设定所述参考电流。

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