TW201336214A - 電源裝置 - Google Patents

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Abstract

一種電源裝置，包括降壓電路、PSU、緩衝電路以及連接至PSU及緩衝電路的邏輯電路，所述PSU供應直流電至所述降壓電路，降壓電路將直流電的電壓轉換成一預設的電壓供應至一受電端，緩衝電路連接至降壓電路，用以防止降壓電路處於重載供電狀態下工作時受損，所述緩衝電路藉由邏輯電路選擇連接至降壓電路， PSU檢測降壓電路是否處於重載狀態，並對應降壓電路處於重載狀態時觸發邏輯電路將緩衝電路連接至降壓電路；對應降壓電路處於輕載狀態時，該PSU觸發邏輯電路斷開緩衝電路與降壓電路的連接。

Description

電源裝置
本發明涉及一種電源裝置，尤其涉及一種具有緩衝電路的電源裝置。
現有的筆記本電腦、伺服器等電源裝置通常包括電源供應單元(Power supply unit, PSU)以及降壓電路，所述PSU用以將從外界接入的交流電轉換為直流電，所述降壓電路用以將PSU轉換的直流電的電壓降低至預設的電壓值，供應至伺服器系統等受電端。習知的降壓電路通常包括脈衝寬度調製晶片等控制器、依次串接於PSU以及地之間的第一開關、第二開關、相串接後並聯至第二開關相對兩端的輸出電感以及儲能電容，伺服器系統等受電端則並聯至儲能電容的相對兩端，並藉由控制器控制所述第一開關以及第二開關依次導通而將PSU輸出的電壓轉換成預設的電壓供應至受電端。然，當所述電源裝置輸出至負載的電壓較高時(即該降壓電路處於重載狀態)，在所述第二開關從導通狀態切換至斷開狀態的瞬間，該第二開關上的電壓可能會因PSU供應的電壓的作用而突然增大，從而燒壞所述第二開關。對此，習知的作業方式是在第二開關以及輸出電感之間串接由電阻及電容組成的緩衝電路，以抑制所述第二開關斷開時瞬間電壓過高的現象。可見，上述緩衝電路雖然可在電源裝置處於重載(輸出的電壓較高)時有效防止第二開關被燒壞，但是該緩衝電路在電源裝置處於輕載狀態下而無需保護第二開關時，則會閒置而增加該電源裝置的功率損耗。
鑒於以上內容，有必要提供一種供電效率較高的電源中裝置。
一種電源裝置，用以對受電端供電，該電源裝置包括降壓電路、電源供應單元(power supply unit, PSU)、緩衝電路以及一連接至PSU以及緩衝電路的邏輯電路，所述PSU用以供應直流電至所述降壓電路，該降壓電路將所述直流電的電壓轉換成一預設的電壓供應至受電端，所述緩衝電路連接至降壓電路，用以防止所述降壓電路處於重載供電狀態下工作時受損，所述緩衝電路藉由邏輯電路選擇連接至降壓電路，所述PSU檢測降壓電路是否處於重載狀態，並對應降壓電路處於重載狀態時觸發邏輯電路將緩衝電路連接至降壓電路；對應降壓電路處於輕載狀態時，該PSU觸發邏輯電路斷開緩衝電路與降壓電路的連接，以消除所述緩衝電路產生的損耗。
所述電源裝置於所述降壓電路處於重載狀態而可能受損時，控制所述緩衝電路連接至降壓電路，以有效保護該降壓電路；而當降壓電路處於輕載狀態不會損壞而無需緩衝電路提供保護時，所述電源裝置斷開所述緩衝電路與降壓電路的連接，以消除該緩衝電路產生的功率損耗，使該電源裝置的供電效率更高。
請一併參閱圖1所示，本發明的電源裝置100用以對伺服器系統等受電端200供電。該電源裝置100包括降壓電路10、電源供應單元(power supply unit, PSU)30、緩衝電路50以及邏輯電路70，所述PSU30連接至降壓電路10以及邏輯電路70，所述邏輯電路70還連接至緩衝電路50，用以控制所述緩衝電路50與降壓電路10之間的電性連接。所述PSU30用以提供直流電源至降壓電路10，並偵測該PSU30輸出至降壓電路10電流值。該PSU30偵測到其輸出的電流值較高時判斷所述降壓電路10處於重載狀態，然後觸發邏輯電路70將緩衝電路50連接至降壓電路10，以保護該降壓電路10；當該PSU30偵測到其輸出的電流值較小時判斷所述降壓電路10處於輕載狀態下而無需保護該降壓電路10時，觸發所述邏輯電路70斷開所述緩衝電路50與降壓電路10的連接，消除該緩衝電路50產生的功率損耗。
所述降壓電路10包括控制器11、第一開關Q1、第二開關Q2、輸出電感L以及儲能電容C1。
所述控制器11連接至第一開關Q1以及第二開關Q2，用以根據該降壓電路10輸出至受電端200的電壓值依次控制所述第一開關Q1以及第二開關Q2導通/斷開。於本發明實施方式中，所述控制器11為一脈衝寬度調製晶片，並藉由發送至第一開關Q1以及第二開關Q2的脈衝寬度調製訊號的佔空比來調節所述第一開關Q1以及第二開關Q2的導通時長，相應調節該降壓電路10輸出的電壓值的大小。
所述第一開關Q1以及第二開關Q2依次串接於PSU30以及地之間，所述輸出電感L以及儲能電容C1相串連後，儲能電容C1的另一端連接於第一開關Q1與第二開關Q2之間，輸出電感L的另一端接地。所述受電端200並聯至儲能電容C1的相對兩端。藉此，當所述控制器11導通第一開關Q1、斷開第二開關Q2時，PSU30端接入的電能將從第一開關Q1、輸出電感L供應至受電端200以及儲能電容C1，以於對受電端200供電的同時藉由儲能電容C1存儲電能；當所述控制器11斷開第一開關Q1、導通第二開關Q2時，則PSU30停止對該降壓電路10供電，而由儲能電容C1釋放其存儲的能量對受電端200供電。於本發明實施方式中，所述第一開關Q1以及第二開關Q2均為一場效應管，且所述第一開關Q1藉由閘極連接至控制器11，藉由汲極連接至PSU30，並藉由源極連接至第二開關Q2；所述第二開關Q2藉由汲極連接至第一開關Q1的源極，藉由閘極連接至控制器，並藉由源極接地。
所述PSU30連接至降壓電路10的第一開關Q1以及邏輯電路70，用以供應直流電源至降壓電路10，同時檢測所述降壓電路10是處於重載狀態還是輕載狀態。當該PSU30檢測到所述降壓電路10處於重載狀態時，觸發邏輯電路70將緩衝電路50並聯至第二開關Q2；當檢測到所述降壓電路10處於輕載狀態時，觸發所述邏輯電路70斷開緩衝電路50與第二開關Q2的連接。於本發明實施方式中，所述PSU30對應其輸出至降壓電路10的電流值設定一基準電流值，並檢測該PSU30輸出至降壓電路10的電流值，若所輸出的電流值超出預設的基準電流值，則判定所述降壓電路10處於重載狀態；若PSU30輸出至降壓電路10的電流值低於預設的基準電流值，則判定所述降壓電路10處於輕載狀態。於本發明實施方式中，所述PSU30藉由系統控制匯流排(System Management Bus, Smbus)中的SDA以及SCL訊號線建立與邏輯電路70的通信，從而觸發所述邏輯電路70控制緩衝電路50與降壓電路10的連接。
所述緩衝電路50包括一電阻R以及一緩衝電容C2，所述電阻R以及緩衝電容C2相串聯後的一端連接至第二開關Q2以及輸出電感L之間，另一端藉由邏輯電路70接地。藉此，當所述邏輯電路70將緩衝電路50接地時，該緩衝電路50即並聯至所述第二開關Q2，當所述邏輯電路70斷開緩衝電路50與地的連接時，所述緩衝電路50將斷開與降壓電路10的電連接。
所述邏輯電路70包括邏輯模組71以及邏輯開關73。所述邏輯模組71電連接至PSU30，並連接至邏輯開關73，所述邏輯開關73的一端還連接至緩衝電容C2，另一端接地。所述邏輯模組71在PSU30的觸發下控制邏輯開關73的導通或者斷開，相應的將所述緩衝電路50的一端接地或者斷開與地的連接，對應實現將所述緩衝電路50並連接至第二開關Q2或者斷開二者的連接。於本發明實施方式中，所述邏輯開關73也為一場效應管，所述邏輯模組71在PSU30的控制下發送一高電平訊號至邏輯開關73而導通該邏輯開關73。
使用該電源裝置100對受電端200供電的過程中，所述PSU30提供一直流電源至降壓電路10，然後控制器11輸出一具有一定佔空比的脈衝寬度調製訊號控制所述第一開關Q1以及第二開關Q2的導通時長，使該電源裝置100保持輸出一預定的電壓供應至受電端200。於此過程中，所述PSU30檢測其輸出至降壓電路10的電流，並判斷輸出的電流值是否超出預設的基準電流。當所述PSU30輸出至降壓電路10的電流超出預設的基準電流時，判定該降壓電路10處於重載狀態，然後觸發邏輯模組71導通所述邏輯開關73，以將緩衝電路50的一端接地而並聯連接至第二開關Q2上，防止第二開關Q2上的電壓於斷開時因PSU30供應的電壓的作用突然變大而損壞該第二開關Q2。當PSU30輸出至降壓電路10的電流低於預設的基準電流時，則判定所述降壓電路10處於輕載狀態，然後觸發所述邏輯模組71斷開邏輯開關73，以斷開緩衝電路50與第二開關Q2的連接，從而消除該緩衝電路50帶來的功率損耗。
本發明的電源裝置100於所述降壓電路10處於重載狀態時，控制所述緩衝電路50連接至降壓電路10中的第二開關Q2，以防止第二開關Q2由導通切換至斷開狀態的瞬間電壓過大而被燒壞，有效保護該降壓電路10；該降壓電路10處於輕載狀態時，第二開關Q2不會因為剛斷開時的電壓過大而受損而無需緩衝電路50提供保護時，所述電源裝置100斷開所述緩衝電路50與降壓電路10的連接，消除該緩衝電路50產生的功率損耗，使該電源裝置100的供電效率更高。
最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照以上較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
100．．．電源裝置
10．．．降壓電路
11．．．控制器
Q1．．．第一開關
Q2．．．第二開關
L．．．輸出電感
C1．．．儲能電容
30．．．PSU
50．．．緩衝電路
R．．．電阻
C2．．．緩衝電容
70．．．邏輯電路
71．．．邏輯模組
73．．．邏輯開關
200．．．受電端
圖1是本發明電源裝置對受電端供電的電路原理圖。
100．．．電源裝置
10．．．降壓電路
11．．．控制器
Q1．．．第一開關
Q2．．．第二開關
L．．．輸出電感
C1．．．儲能電容
30．．．PSU
50．．．緩衝電路
R．．．電阻
C2．．．緩衝電容
70．．．邏輯電路
71．．．邏輯模組
73．．．邏輯開關
200．．．受電端

Claims (7)

  1. 一種電源裝置，用以對受電端供電，該電源裝置包括降壓電路、電源供應單元(power supply unit, PSU)以及緩衝電路，所述PSU用以供應直流電至所述降壓電路，該降壓電路將所述直流電的電壓轉換成一預設的電壓供應至受電端，所述緩衝電路連接至降壓電路，用以防止所述降壓電路處於重載供電狀態下工作時受損，其改良在於：所述電源裝置還包括一連接至PSU以及緩衝電路的邏輯電路，所述緩衝電路藉由邏輯電路選擇性的連接至降壓電路，所述PSU檢測降壓電路是否處於重載狀態，並對應降壓電路處於重載狀態時觸發邏輯電路將緩衝電路連接至降壓電路；對應降壓電路處於輕載狀態時，該PSU觸發邏輯電路斷開緩衝電路與降壓電路的連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源裝置，其中所述PSU對應輸出至降壓電路的直流電的電流預設一基準電流，並檢測該PSU輸出至降壓電路的電流是否超出所述預設的基準電流，若所述輸出的電流超出預設的基準電流則判定所述降壓電路處於重載狀態，若所述輸出的電流低於預設的基準電流則判定所述降壓電路處於輕載狀態。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電源裝置，其中所述邏輯電路包括依次串接於PSU以及地之間的邏輯模組以及邏輯開關，所述邏輯電路藉由邏輯開關連接至緩衝電路，所述PSU藉由邏輯模組控制邏輯開關的導通或者斷開，相應將所述緩衝電路連接至降壓電路，或者斷開所述緩衝電路與降壓電路的連接。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電源裝置，其中所述邏輯開關為一場效應管。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之電源裝置，其中PSU藉由系統控制匯流排中的SDA以及SCL訊號線建立與所述邏輯模組的通信。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之電源裝置，其中所述緩衝電路包括一電阻以及電容，所述緩衝電路藉由電容連接至邏輯開關，並藉由電阻連接至第一開關以及第二開關之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電源裝置，其中所述降壓電路包括控制器、第一開關、第二開關、輸出電感以及儲能電容，所述第一開關以及第二開關相串接於PSU以及地之間，所述輸出電感以及儲能電容串接後的一端連接至第一開關與第二開關之間，另一端接地，所述受電端並聯至儲能電容的相對兩端，所述控制器分別控制第一開關以及第二開關導通一預設的時長，以將PSU提供的電源的電壓轉換成所述預設的電壓供應至受電端，所述緩衝電路的一端連接至第一開關與第二開關之間，另一端藉由邏輯電路接地，以在邏輯電路的控制下接地而並聯至第二開關，或者在邏輯電路的控制下斷開與地的連接而斷開該緩衝電路與降壓電路的連接。
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