TW201409910A - 多相電源供應器 - Google Patents
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Abstract
一種多相電源供應器，包含複數個電源供應單元，此複數個電源供應單元依據一預定順序排列，並包含複數個第一電源供應單元以及複數個第二電源供應單元，其中該複數個第一及第二電源供應單元間隔排列，使得任意二個第一電源供應單元不相鄰接，且任意二個第二電源供應單元也不相鄰接；以及一電源供應單元控制器，此電源供應單元控制器電性連接前述複數個電源供應單元，並依據一第一順序致能前述複數個第一電源供應單元，且此時未致能或依據一第二順序禁能前述複數個第二電源供應單元，藉此利用未致能或被禁能的複數個第二電源供應單元為該複數個被致能的第一電源供應單元散熱。
Description
本發明係關於一種電源供應裝置，特別是一種多相電源供應裝置。
傳統單相電源供應裝置可輸出的電流較小，且為了改善暫態響應必須提高切換頻率，然而受限於電晶體的高速特性不佳，因此也會有轉換效率不佳等問題，故在大電流的應用上，多相電源供應裝置取而代之。多相電源供應裝置係將多個單相電源供應單元之輸出並聯，並藉由相位偏移設計使該些單相電源供應單元之輸出波形重疊，藉此使得多相電源供應裝置之運作能像一組以多倍頻率運作的單相電源供應裝置，此時個別電源供應單元之運作頻率僅為該多倍頻率除以運作中之相位數，從而避免了高頻運作所帶來的問題。
多相電源供應裝置可將欲輸出之總電流分配至各相位(亦即各單相電源供應單元)以輸出，並可因應負載大小而使用一部或全部的電源供應單元來輸出電流，亦即當負載愈重時，多相電源供應裝置會使用更多的電源供應單元來協力輸出更大的電流。然而習知的多相電源供應裝置在選擇電源供應單元來使用時，係直接依據電源供應單元之排列順序來加以選擇，例如當一個八相電源供應裝置欲選擇其中四相來輸出電流時，係直接選擇排列順序中的第1個電源供應單元至排列順序中的第4個電源供應單元來輸出電流，因此會有相鄰的二個或多個電源供應單元同時運作之
情形。即使習知技術未直接依排列順序來選擇電源供應單元以加以使用，習知技術也未曾考慮到避免相鄰的二個或多個電源供應單元同時運作，因此常會出現相鄰的二電源供應單元同時運作、同時產生功率消耗且同時發熱之情形，進而會引發散熱不良等問題。現有技術可參考下列之專利或專利申請案所揭露之內容：美國專利號6154381；台灣專利公告號I307206；台灣專利公開號201216600與中國專利公佈號CN102073364。
鑒於上述，本發明之一目的在於解決先前技術之問題。
本發明之另一目的在於提供一種具有散熱解決方案之多相電源供應器。
本發明之多相電源供應器之一實施例包含：複數個電源供應單元，該複數個電源供應單元依據一預定順序排列，並包含複數個第一電源供應單元及複數個第二電源供應單元，其中任意二個第一電源供應單元彼此不相鄰，且任意二個第二電源供應單元亦不相鄰；以及一電源供應單元控制器，該電源供應單元控制器電性連接前述複數個電源供應單元，並依據一第一順序致能前述複數個第一電源供應單元，此時電源供應單元控制器未致能或依據一第二順序禁能前述複數個第二電源供應單元之一部或全部。
依據本發明之一較佳實施例，上述複數個第一及第二電源供應單元係間隔排列，藉此未致能或被禁能的第二電源供應單元可協助被致能的第一電源供應單元進行散熱。
依據本發明之一較佳實施例，當前述電源供應單元控制器依
據該第一順序致能該複數個第一電源供應單元後，再依據一第三順序致能該複數個第二電源供應單元之一部或全部。
依據本發明之一較佳實施例，當前述電源供應單元控制器依據該第三順序致能該複數個第二電源供應單元之一部或全部的同時或之後，該電源供應單元控制器依據一第四順序禁能該複數個第一電源供應單元之一部或全部，藉此透過被禁能的第一電源供應單元來為被致能的第二電源供應單元進行散熱。
依據本發明之一較佳實施例，前述多相電源供應器進一步包含：複數個熱感測器(thermal sensor)，分別實體連接該複數個電源供應單元，用來分別感測該複數個電源供應單元之發熱情形，並據以產生複數個感測訊號，其中該電源供應單元控制器依據此複數個感測訊號來決定或調整前述第一順序、第二順序、第三順序及第四順序的至少其中之一，藉此優先致能複數個電源供應單元中溫度低者及/或優先禁能該複數個電源供應單元中溫度高者。
本發明之多相電源供應器之另一實施例包含：複數個電源供應單元，該複數個電源供應單元依據一預定順序排列；複數個熱感測器，分別實體連接該複數個電源供應單元，用來分別感測該複數個電源供應單元之發熱情形，並據以產生複數個感測訊號；以及一電源供應單元控制器，該電源供應單元控制器電性連接該複數個電源供應單元，並依據該複數個感測訊號來判斷該複數個電源供應單元之溫度由低至高的一次序，再依據該次序致能該複數個電源供應單元之一部或全部，藉此優先致能該複數個電源供應單元中之溫度低者。
依據本發明之一較佳實施例，上述電源供應單元控制器進一步依據該次序禁能該複數個電源供應單元的一部分，藉此優先禁能該複數個電源供應單元中溫度高者。
依據本發明之一較佳實施例，前述複數個電源供應單元包含複數個不相鄰接之電源供應單元，且電源供應單元控制器在依據前述次序優先致能該複數個不相鄰接之電源供應單元後，再致能其餘的電源供應單元之一部或全部。
有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。
以下說明內容之技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。另外，本說明書所提及之介係詞用語「上」、「下」、「於」等，在實施為可能的前提下，涵義可包含直接或間接地在某物或某參考對象之「上」、「下」，以及直接或間接地「於」某物或某參考對象，所謂「間接」係指其間尚有中間物或物理空間之存在；當提及「鄰近」、「之間」等用語時，在實施為可能的前提下，涵義可包含兩物或兩參考對象間存在其它中間物或空間，以及不存在其它中間物或空間；當提及「連接」、「耦接」等用語時，在實施為可能的前提下，涵義可包含兩物直接或間接地地接合在一起。再者，以下內容係關於多相電源供應器，對於該領域所習見的技術或原理，若不涉及本發明之技術特徵，
將不予贅述。此外，圖示之所示元件之形狀、尺寸、比例等僅為示意，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本發明之用，而非對本發明之實施範圍加以限制。
另外，以下說明內容所述及之任一實施例即使同時揭露了複數個技術特徵，也不意味著利用本發明者必需同時實施該任一實施例中的所有技術特徵。換句話說，只要不影響實施可能性，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之揭露內容並視需求或設計理念來選擇性地實施一部分而非全部的技術特徵，藉此增加本發明實施時的彈性。
請參閱第1圖，其係本發明之多相電源供應器之一實施例示意圖。如圖所示，本發明之多相電源供應器100包含：複數個電源供應單元110，該些電源供應單元110依據一預定順序排列，並包含複數個第一電源供應單元112及複數個第二電源供應單元114，其中任意二個第一電源供應單元112彼此不相鄰，且任意二個第二電源供應單元114彼此亦不相鄰；以及一電源供應單元控制器120，該電源供應單元控制器120電性連接複數個電源供應單元110，並依據一第一順序致能複數個第一電源供應單元112，此時該電源供應單元控制器120未致能或依據一第二順序禁能複數個第二電源供應單元114之一部或全部，藉此透過複數個第二電源供應單元114之一部或全部為該複數個第一電源供應單元112散熱。
承上所述，本實施例中，複數個第一電源供應單元112及複數個第二電源供應單元114係以交錯間隔之方式排列，使得任意
二個第一電源供應單元112彼此不相鄰，亦使得任意二個第二電源供應單元114彼此不相鄰。另外，每一個電源供應單元110之一端電性連接一負載(未圖示)，用來輸出電力至該負載。此外，每一個電源供應單元110可為習知的功率級電路，例如為同步或非同步之降壓型、升壓型、反壓型或升降壓型轉換電路。再者，電源供應單元控制器120可為一習知的脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation；PWM)控制器，包含複數個控制單元(未圖式)，該些控制單元以一對一的方式分別電性連接前述複數個電源供應單元110，藉此分別致能或禁能該些電源供應單元110。至於該第一順序可為該第一電源供應單元112之順向或逆向排列順序；類似地，該第二順序可為該第二電源供應單元114之順向或逆向排列順序。
請注意，上述電源供應單元110之排列方式、功率級電路的選用、電源供應單元控制器120的實作(Implementation)以及第一及第二順序之內容僅係本發明之實施範例，非對本發明之限制。本技術領域具有通常知識者能依據本發明之揭露，視設計或使用需求來對該些範例施以變化，以增加本發明實施之彈性。例如電源供應單元110可進一步包含複數個第三電源供應單元，使電源供應單元110之排列方式變成以第一、第二、第三電源供應單元之循環排列順序；又例如該第一及第二順序可改為隨機順序，或改為其它預定或依條件(例如電源供應單元110之溫度)改變之順序。
請繼續參閱第1圖，本實施例中，若全部第一電源供應單元
112不足以供電予一重載，電源供應單元控制器120會在依據該第一順序致能該些第一電源供應單元112後，進一步依據一第三順序致能複數個第二電源供應單元114之一部分或全部，藉此滿足該重載所需之電力。其中該第三順序可為該第二電源供應單元114之順向或逆向排列順序，或為一隨機順序，又或為其它預定或依條件(例如第二電源供應單元114之溫度)改變之順序。
承上所述，當電源供應單元控制器120依據該第三順序致能該複數個第二電源供應單元114時或之後，該電源供應單元控制器120依據一第四順序禁能該複數個第一電源供應單元112之一部或全部，藉此透過該複數個第一電源供應單元112之一部或全部為該複數個第二電源供應單元114散熱。其中該第四順序可為該第一電源供應單元112之順向或逆向排列順序，或為一隨機順序，又或為其它預定或依條件(例如第一電源供應單元112之溫度)改變之順序。
請參閱第2圖，其係本發明之多相電源供應器的另一實施例示意圖。第2圖之多相電源供應器200與第1圖所示之多相電源供應器100的主要差異在於：多相電源供應器200進一步包含複數個熱感測器(Thermal Sensor；TS)210，該些熱感測器210分別實體連接該複數個電源供應單元110，用來分別感測該複數個電源供應單元110之發熱情形，並據以輸出複數個感測訊號至電源供應單元控制器120，使電源供應單元控制器120能夠依據該複數個感測訊號來決定或調整該第一順序、該第二順序、該第三順序及該第四順序之一部或全部。
承上所述，本實施例中，電源供應單元控制器120係依據複數個感測訊號來判斷複數個電源供應單元110之溫度由低至高的一次序，並依據該次序來決定或調整該第一順序、該第二順序、該第三順序及該第四順序之一部或全部，藉此優先致能複數個電源供應單元110中的溫度低者及/或優先禁能該複數個電源供應單元110中之溫度高者。舉例來說，電源供應單元控制器120依據該次序來決定或調整該第一順序，以依序致能第一電源供應單元112中溫度最低者、溫度次低者、溫度第三低者…溫度最高者；電源供應單元控制器120依據該次序來決定或調整該第二順序，以依序禁能第二電源供應單元114中溫度最高者、溫度次高者、溫度第三高者…溫度最低者；電源供應單元控制器120依據該次序來決定或調整該第三順序，以依序致能第二電源供應單元114中溫度最低者、溫度次低者、溫度第三低者…溫度最高者；以及電源供應單元控制器120依據該次序來決定或調整該第四順序，以依序禁能第一電源供應單元112中溫度最高者、溫度次高者、溫度第三高者…溫度最低者。請注意，本實施例中，電源供應單元控制器120可依感測訊號定時或即時更新該次序及/或被動地依使用者控制來依據感測訊號更新該次序。
請注意，上述電源供應單元控制器120依該次序決定或調整該第一、第二、第三及/或第四順序之方式僅為範例，本技術領域具有通常知識者能依本發明之揭露對該些範例之實施加以變化。例如電源供應單元控制器120可僅依該次序決定或調整第一及第三順序，亦即僅依該次序決定第一電源供應單元112及第二電源
供應單元114之致能順序，而以隨機或預定方式來決定或調整第二及第四方式；又例如電源供應單元控制器120依據該次序所決定或調整的第一順序係以隨機或預定方式致能第一電源供應單元112中溫度較低的半數，再以隨機或預定方式致能溫度較高的半數，藉此避免相同或類似的致能順序一再發生。由於可能之變化實施方式甚多，在此難以一一舉列，但前揭內容已足以使本技術領域具有通常知識者思及各種均等實施方式。
請參閱第3圖，其係本發明之多相電源供應器的又一實施例示意圖。第3圖之多相電源供應器300與第2圖所示之多相電源供應器200的主要差異在於：多相電源供應器300未將複數個電源供應單元110區分為第一電源供應單元及第二電源供應單元。因此，電源供應單元控制器120係依據熱感測器210所提供的複數個感測訊號來判斷複數個電源供應單元110之溫度高低，再依據電源供應單元110之溫度由低至高的一次序來致能複數個電源供應單元110之一第一部分或全部，藉此優先致能複數個電源供應單元110中的溫度低者。舉例來說，電源供應單元控制器120依據該次序致能該第一部分電源供應單元110中的溫度最低者、溫度次低者…溫度最高者。
承上所述，本實施例中，電源供應單元控制器120在致能複數個電源供應單元110之第一部分的同時或之後，如原本電源供應單元110已有一第二部分被致能，電源供應單元控制器120可進一步參考該次序來禁能該第二部分的電源供應單元110，藉此優先禁能當中溫度高者。舉例來說，電源供應單元控制器120依
據該次序禁能該第二部分電源供應單元110中的溫度最高者、溫度次高者…溫度最低者。
另外，於本發明之一較佳實施例中，第3圖的複數個電源供應單元110中可定義出複數個不相鄰接的電源供應單元110，且電源供應單元控制器120可依據前述溫度次序來優先致能該複數個不相鄰接的電源供應單元110，然後再依據該次序致能其它的電源供應單元110之一部或全部。
雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧多相電源供應器
110‧‧‧電源供應單元
112‧‧‧第一電源供應單元
114‧‧‧第二電源供應單元
120‧‧‧電源供應單元控制器
200‧‧‧多相電源供應器
210‧‧‧熱感測器
300‧‧‧多相電源供應器
第1圖為本發明之多相電源供應器之一實施例示意圖。
第2圖為本發明之多相電源供應器之另一實施例示意圖。
第3圖為本發明之多相電源供應器之又一實施例示意圖。
100‧‧‧多相電源供應器
110‧‧‧電源供應單元
112‧‧‧第一電源供應單元
114‧‧‧第二電源供應單元
120‧‧‧電源供應單元控制器
Claims (10)
- 一種多相電源供應器，包含：複數個電源供應單元，該複數個電源供應單元依據一預定順序排列，並包含：複數個第一電源供應單元，任意二該複數個第一電源供應單元彼此不相鄰；以及複數個第二電源供應單元，任意二該複數個第二電源供應單元彼此不相鄰；以及一電源供應單元控制器，該電源供應單元控制器電性連接該複數個電源供應單元，並依據一第一順序致能該複數個第一電源供應單元，此時該電源供應單元控制器未致能或依據一第二順序禁能該複數個第二電源供應單元之一部或全部。
- 如請求項1所述之多相電源供應器，其中該電源供應單元控制器依據該第一順序致能該複數個第一電源供應單元後，再依一第三順序致能該複數個第二電源供應單元之一部或全部。
- 如請求項2述之多相電源供應器，其中當該電源供應單元控制器依據該第三順序致能該複數個第二電源供應單元之一部或全部的同時或之後，該電源供應單元控制器依據一第四順序禁能該複數個第一電源供應單元之一部或全部。
- 如請求項3所述之多相電源供應器，其進一步包含：複數個熱感測器(thermal sensor)，分別實體連接該複數個電源供應單元，用來分別感測該複數個電源供應單元之發熱情形， 並據以產生複數個感測訊號，其中該電源供應單元控制器依據該複數個感測訊號來決定或調整該第一順序、該第二順序、該第三順序及該第四順序之至少其中之一。
- 如請求項4所述之多相電源供應器，其中該電源供應單元控制器依據該複數個感測訊號來判斷該複數個電源供應單元之溫度由低至高的一次序，並依據該次序來決定或調整該第一順序、該第二順序、該第三順序及該第四順序之至少其中之一，以優先致能該複數個電源供應單元中之溫度低者及/或優先禁能該複數個電源供應單元中之溫度高者。
- 如請求項1所述之多相電源供應器，其進一步包含：複數個熱感測器(thermal sensor)，分別實體連接該複數個電源供應單元，用來分別感測該複數個電源供應單元之發熱情形，並據以產生複數個感測訊號，其中該電源供應單元控制器依據該複數個感測訊號來決定或調整該第一順序。
- 如請求項6所述之多相電源供應器，其中該電源供應單元控制器依據該複數個感測訊號來判斷該複數個電源供應單元之溫度由低至高的一次序，並依據該次序來決定或調整該第一順序，以優先致能該複數個電源供應單元中之溫度低者。
- 一種多相電源供應器，包含：複數個電源供應單元，該複數個電源供應單元依據一預定順序排列；複數個熱感測器(thermal sensor)，分別實體連接該複數個電源供應單元，用來分別感測該複數個電源供應單元之發熱情 形，並據以產生複數個感測訊號；以及一電源供應單元控制器，該電源供應單元控制器電性連接該複數個電源供應單元，並依據該複數個感測訊號來判斷該複數個電源供應單元之溫度由低至高的一次序，再依據該次序致能該複數個電源供應單元之一第一部分或全部，藉此優先致能該複數個電源供應單元中之溫度低者。
- 如請求項8所述之多相電源供應器，其中該電源供應單元控制器進一步依據該次序禁能該複數個電源供應單元之一第二部分，藉此優先禁能該複數個電源供應單元中之溫度高者。
- 如請求項8所述之多相電源供應器，其中該複數個電源供應單元包含複數個不相鄰接的電源供應單元，且該電源供應單元控制器依據該次序優先致能該複數個不相鄰接的電源供應單元後，再致能其餘的電源供應單元之一部或全部。
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