TW201526491A - 電源供應系統的效率調整 - Google Patents

電源供應系統的效率調整 Download PDF

Info

Publication number
TW201526491A
TW201526491A TW102149350A TW102149350A TW201526491A TW 201526491 A TW201526491 A TW 201526491A TW 102149350 A TW102149350 A TW 102149350A TW 102149350 A TW102149350 A TW 102149350A TW 201526491 A TW201526491 A TW 201526491A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
power
controller
circuit
signal
power supply
Prior art date
Application number
TW102149350A
Other languages
English (en)
Inventor
Eraic Rong-Tai Chen
Hawk-Tl Lin
Jen-Seng Chen
Bruce Alan Smith
Julian Yu-Zhen Lin
Original Assignee
Ibm
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ibm filed Critical Ibm
Priority to TW102149350A priority Critical patent/TW201526491A/zh
Priority to US14/552,540 priority patent/US9513684B2/en
Priority to US14/572,853 priority patent/US9317097B2/en
Publication of TW201526491A publication Critical patent/TW201526491A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0016—Control circuits providing compensation of output voltage deviations using feedforward of disturbance parameters
    • H02M1/0019—Control circuits providing compensation of output voltage deviations using feedforward of disturbance parameters the disturbance parameters being load current fluctuations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

揭露一種電源供應系統的供應電源方法，包含以下步驟：●直流電測量器測量直流電輸出的電源，輸出電源訊號，以指示所測量電源：●一控制器從該直流電測量器接收該電源訊號，並根據該電源訊號所指示的該所測量電源，輸出該參數設定訊號給另一控制器：●該另一控制器因應該參數設定訊號所指示之值來設定電路參數，並根據該電路參數調整該電源轉換電路中對應該電路參數之運作模式，藉此改變該電源轉換單元的效率。

Description

電源供應系統的效率調整
本發明大體而言係關於電源供應系統的效率調整，特別是關於可因應不同的負載而調整電源供應系統的效率。
電腦系統具有電源供應系統，將交流電源轉換為直流電源使用，而電源供應系統一般會依據最大輸出功率來分類，例如可參考IBM System x 550W High Efficiency Platinum AC Power Supply或是IBM System x 750W High Efficiency Platinum AC Power Supply。
隨著實際的負載不同，電源供應系統的輸出電源會改變。此外，當負載不同時，電源供應系統的轉換效率也會改變。一般來說，每一效率的分布由電源供應系統中轉換電路的設計來決定。換言之，對於同一負載，不同的轉換電路會有不同的效率表現。對此部分可參考同屬申請人之美國專利US 8391036中的討論。
進一步是可參考美國專利US 8391036中所提出的作法，其為了讓負載不同時，也能夠保持最佳效率，其電源供應系統採用了多個平行(parallel)設置的不同轉換電路。每一轉換電路展現對應的效率，因此可視當下的負載而切換到可提供較佳效率的轉換電路(即切換到合適的效率)。但由於需要同時設置有多個轉換電路，相對地製作成本以及所佔據的空間也都較高。而隨著實際上電源供應系統的體積需符合業界標準，因此所能容置的轉換電路數目亦相當有限。
本發明一方面提出一種根據實際負載，來改變系統電源供應系統中一AC/DC電源轉換器(Power Supply Unit)的效率。特別地，本發明實施例中加入一數位控制器或微處理器(MCU_Micro Chipset Unit)，其可設置於電源轉換器、電腦主機、或電源分配單元中。此數位控制器可取得電腦系統當下的負載(例如透過直流電測量器)，並根據當下的負載，執行查表或是特定的演算法，以決定出電源轉換器中轉換電路的參數「目標值」。接著此數位控制器可透過數位訊號介面，將參數「目標值」傳送給轉換電路的控制器，而轉換電路的控制器即可根據所得到的參數「目標值」，調整轉換電路的運作模式(operating mode)，並藉此改變電源轉換器的效率，進而改變效率減少損失。透過本發明實施例，即不需要如現有技術採用在多個平行設置轉換電路中，而可避免多個平行設置轉換電路所產生的缺點。
此外，本發明實施例中可藉由調整電源轉換器中切換元件的切換(例如透過PWM(Pulse Width Modulation))，來減少電源轉換器在輕載的損失。相較於現有技術，除了可大幅節省所需要的電路面積之外，更提高傳統電源供應器效率變化的彈性，因此可更大幅度的負載變化區間中，保持效率的最佳化，減少不必要的能源損耗。
此外，由於本發明可適用大幅度的負載變化，因此本發明另一方面也提出了一種回復機制，例如一種相數調變電路。當偵測到負載在短時間內劇烈變化時，相數調變電路會啟動回復機制，讓轉換電路在最快的時間內以該轉換電路所能允許的最大相數提供負載運作模式進行運作，以避免突然而來的高負載造成轉換電路在低負載的運作模式中瞬間切換造成過載的問題。特別是，此相數調變機制或其他回復機制可利用硬體電路來實施，因此確保可其反應時間足夠快，較佳地，但不限於，為在奈秒的層級。
在一實施例中，電源供應系統包含：●一交流電輸入； ●一直流電輸出，用以輸出直流電源給該電源供應系統之一負載；●一電源轉換單元，用以將從該交流電輸入所輸入的交流電轉換為該直流電輸出的直流電，該電源轉換單元中具一電源轉換電路與一第一控制器，該第一控制器根據至少一電路參數之值，調整該電源轉換電路中對應該電路參數之運作模式，藉此改變該電源轉換單元的效率；●一直流電測量器(DC meter)，用以測量該直流電輸出的電源，並輸出一電源訊號，以指示所測量電源；●一第二控制器，從該直流電測量器接收該電源訊號，並根據該電源訊號所指示的該所測量電源，輸出一參數設定訊號給該第一控制器，藉此該第一控制器因應該參數設定訊號所指示之值來設定該電路參數。
在另一實施例中，在上述電源供應系統中供應電源的方法，包含：●該直流電測量器測量該直流電輸出的電源，並輸出該電源訊號，以指示所測量電源；●該第二控制器從該直流電測量器接收該電源訊號，並根據該電源訊號所指示的該所測量電源，輸出該參數設定訊號給該第一控制器；以及●該第一控制器因應該參數設定訊號所指示之值來設定該電路參數，並根據該電路參數調整該電源轉換電路中對應該電路參數之運作模式，藉此改變該電源轉換單元的效率。
在又一實施例中，在上述電源供應系統中供應電源的方法，包含：●回復電路判斷直流電輸出的電源的時增率； ●當該時增率大於該預定值，該回復電路輸出該回復訊號給該第一控制器；以及●該第一控制器因應該回復訊號，以該回復值來設定該電路參數，並根據該電路參數調整該電源轉換電路中對應該電路參數之運作模式，藉此改變該電源轉換單元的效率。
本說明書中所提及的特色、優點、或類似表達方式並不表示，可以本發明實現的所有特色及優點應在本發明之任何單一的具體實施例內。而是應明白，有關特色及優點的表達方式是指結合具體實施例所述的特定特色、優點、或特性係包括在本發明的至少一具體實施例內。因此，本說明書中對於特色及優點、及類似表達方式的論述與相同具體實施例有關，但亦非必要。
參考以下說明及隨附申請專利範圍或利用如下文所提之本發明的實施方式，即可更加明瞭本發明的這些特色及優點。
10‧‧‧電腦系統
100‧‧‧電源供應系統
102‧‧‧交流電輸入
104‧‧‧直流電輸出
106‧‧‧電源轉換單元
108‧‧‧直流電測量器
110‧‧‧AC/DC轉換電路
112‧‧‧DC/DC轉換電路
120‧‧‧參數設定控制器
130‧‧‧模式控制器
135‧‧‧主動式散熱模組
140‧‧‧相數調變電路
150‧‧‧電腦主機
155‧‧‧基板管理控制器
PS‧‧‧電源訊號
PP‧‧‧參數設定訊號
LT‧‧‧查對表
SR‧‧‧回復訊號
為了立即瞭解本發明的優點，請參考如附圖所示的特定具體實施例，詳細說明上文簡短敘述的本發明。在瞭解這些圖示僅描繪本發明的典型具體實施例並因此不將其視為限制本發明範疇的情況下，參考附圖以額外的明確性及細節來說明本發明，圖式中：圖1係依據本發明一具體實施例之電腦系統；以及圖2係依據本發明一具體實施例之電源轉換單元。
本說明書中「一具體實施例」或類似表達方式的引用是指結合該具體實施例所述的特定特色、結構、或特性係包括在本發明的至少一具體實施例中。因此，在本說明書中，「在一具體實施例中」及類似表達方式之用語的出現未必指相同的具體實施例。
熟此技藝者當知，本發明可實施為電腦系統/裝置、方法或 作為電腦程式產品之電腦可讀媒體。因此，本發明可以實施為各種形式，例如完全的硬體實施例、完全的軟體實施例(包含韌體、常駐軟體、微程式碼等)，或者亦可實施為軟體與硬體的實施形式，在以下會被稱為「電路」、「模組」或「系統」。此外，本發明亦可以任何有形的媒體形式實施為電腦程式產品，其具有電腦可使用程式碼儲存於其上。
一個或更多個電腦可使用或可讀取媒體的組合都可以利用。舉例來說，電腦可使用或可讀取媒體可以是(但並不限於)電子的、磁的、光學的、電磁的、紅外線的或半導體的系統、裝置、設備或傳播媒體。更具體的電腦可讀取媒體實施例可以包括下列所示(非限定的例示)：由一個或多個連接線所組成的電氣連接、可攜式的電腦磁片、硬碟機、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可抹除程式化唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)、光纖、可攜式光碟片(CD-ROM)、光學儲存裝置、傳輸媒體(例如網際網路(Internet)或內部網路(intranet)之基礎連接)、或磁儲存裝置。需注意的是，電腦可使用或可讀取媒體更可以為紙張或任何可用於將程式列印於其上而使得該程式可以再度被電子化之適當媒體，例如藉由光學掃描該紙張或其他媒體，然後再編譯、解譯或其他合適的必要處理方式，然後可再度被儲存於電腦記憶體中。在本文中，電腦可使用或可讀取媒體可以是任何用於保持、儲存、傳送、傳播或傳輸程式碼的媒體，以供與其相連接的指令執行系統、裝置或設備來處理。電腦可使用媒體可包括其中儲存有電腦可使用程式碼的傳播資料訊號，不論是以基頻(baseband)或是部分載波的型態。電腦可使用程式碼之傳輸可以使用任何適體的媒體，包括(但並不限於)無線、有線、光纖纜線、射頻(RF)等。
用於執行本發明操作的電腦程式碼可以使用一種或多種程式語言的組合來撰寫，包括物件導向程式語言(例如Java、Smalltalk、C++或其他類似者)以及傳統程序程式語言(例如C程式語言或其他類似的程式語言)。程式碼可以獨立軟體套件的形式完整的於使用者的電腦上執行或部分於使用者的電腦上執行，部分於使用者電腦而部分於遠端電腦，或完整的於遠端電腦。
於以下本發明的相關敘述會參照依據本發明具體實施例之 電腦裝置、方法及電腦程式產品之流程圖及/或方塊圖來進行說明。當可理解每一個流程圖及/或方塊圖中的每一個方塊，以及流程圖及/或方塊圖中方塊的任何組合，可以使用電腦程式指令來實施。這些電腦程式指令可供通用型電腦或特殊電腦的處理器或其他可程式化資料處理裝置所組成的機器來執行，而指令經由電腦或其他可程式化資料處理裝置處理以便實施流程圖及/或方塊圖中所說明之功能或操作。
這些電腦程式指令亦可被儲存在電腦可讀取媒體上，以便指示電腦或其他可程式化資料處理裝置來進行特定的功能，而這些儲存在電腦可讀取媒體上的指令構成一製成品，其內包括之指令可實施流程圖及/或方塊圖中所說明之功能或操作。
電腦程式指令亦可被載入到電腦上或其他可程式化資料處理裝置，以便於電腦或其他可程式化裝置上進行一系統操作步驟，而於該電腦或其他可程式化裝置上執行該指令時產生電腦實施程序以達成流程圖及/或方塊圖中所說明之功能或操作。
其次，請參照圖1至圖2，在圖式中顯示依據本發明各種實施例的裝置、方法及電腦程式產品可實施的架構、功能及操作之流程圖及方塊圖。因此，流程圖或方塊圖中的每個方塊可表示一模組、區段、或部分的程式碼，其包含一個或多個可執行指令，以實施指定的邏輯功能。另當注意者，某些其他的實施例中，方塊所述的功能可以不依圖中所示之順序進行。舉例來說，兩個圖示相連接的方塊事實上亦可以皆執行，或依所牽涉到的功能在某些情況下亦可以依圖示相反的順序執行。此外亦需注意者，每個方塊圖及/或流程圖的方塊，以及方塊圖及/或流程圖中方塊之組合，可藉由基於特殊目的硬體的系統來實施，或者藉由特殊目的硬體與電腦指令的組合，來執行特定的功能或操作。
<系統架構>
圖1顯示一實施例中之電腦系統10。電腦系統10包含電源供應系統100與電腦主機150，其中電腦主機150隨著執行工作不同，而呈現不同的負載LD給電源供應系統100。電源供應系統100用以將交流電源轉換為直流電源以提供給電腦主機150。電源供應系統100的基本構造可 參考上述IBM System x 750W High Efficiency Platinum AC Power Supply，更多細節以及與現有技術的差異將於後續描述。
此外，在此實施例中，電腦主機150可包含基板管理控制器155。關於基板管理控制器155的構造與在伺服器中所提供的功能(特別是可監控伺服器自身的電源消耗)，可參考IBM公司的產品Integrated Management Module(IMM)。在其他實施例中，電腦主機150亦可不具有基板管理控制器。而基板管理控制器155在本發明實施例中所提供的作用，將於後續描述。
選擇性地，電腦主機150可經由一電源分配單元(未圖示)連接電源供應系統100。關於電源分配單元，可參考IBM公司的電源分配單元產品PDU+，在此不予贅述。另外在未圖示的實施例中，電源供應系統100可提供電源給多個電腦主機150。
關於電腦系統10的其他細節，可參見例如IBM公司的System X、Blade Center或eServer。
<電源供應系統>
如圖1所示，電源供應系統100包含交流電輸入102、直流電輸出104、與電源轉換單元106。
較佳地，電源轉換單元106可包含一AC/DC轉換電路110與一個DC/DC轉換電路112。AC/DC轉換電路110負責將交流電轉換為直流電。DC/DC轉換電路112則改變(regulate)AC/DC轉換電路110所輸出的直流電的電壓，並透過直流電輸出104輸出直流電給電腦主機150。但應可知若AC/DC轉換電路110所輸出的直流電的電壓即可符合電腦主機150所用，或是電腦主機150與電源供應系統100中間還設置有電源分配單元(PDU、未圖示)，則DC/DC轉換電路112也許可以省略。以上部分可參考現有的電源供應系統。
此外，電源供應系統100可更包含直流電測量器108，用以測量直流電輸出104的輸出電源。直流電測量器108可實施為一電流測量器，而由於直流電輸出104的輸出電壓為已知，因此可得出輸出電源，並可輸出一電源訊號PS，以指示所測量直流電輸出104的 輸出電源。
電源供應系統100另外包含參數設定控制器120。參數設定控制器120接收直流電測量器108所提供的電源訊號PS，並根據電源訊號PS所指示的輸出電源(例如350W、550W、或700W)，輸出參數設定訊號PP，參數設定訊號PP可以對電源轉換單元106(較佳是DC/DC轉換電路112)的參數進行設置。在此實施例中，參數設定控制器120，較佳實施為一數位控制器，且具有非揮發性記憶體(未圖示)，用以儲存查對表LT，查對表LT係記載輸出電源與參數設定值的對應關係，例如輸出電源於350W或500W時，各自對應到不同的參數設定值。查對表LT可藉由電腦系統10來設定與改變其中的的參數設定值。因此參數設定控制器120當收到電源訊號PS後，即可根據查對表LT，輸出參數設定訊號PP以指示對應的參數設定值。
另外需說明的是，在其他未圖示的實施例中，參數設定控制器120亦可設置在電腦主機150中，並透過基板管理控制器155實現參數設定控制器120的功能。在另一實施例中，特別是基板管理控制器155本身即可取得電腦主機150所消耗的電源，也不一定需要透過直流電測量器108。在另一未圖示的實施例中，參數設定控制器120亦可設置電源分配單元中。應可理解以上作法都在本發明所欲涵蓋之範圍中。
圖2進一步顯示電源轉換單元106。除了AC/DC轉換電路110與DC/DC轉換電路112，電源轉換單元106更包含模式控制器130與相數調變電路140。
如圖所示，模式控制器130係電性連結電源轉換單元106中前述的相關元件，特別地。模式控制器130可控制AC/DC轉換電路110及/或DC/DC轉換電路112的運作模式。而當AC/DC轉換電路110及/或DC/DC轉換電路112的的運作模式改變，電源轉換單元106所展現的效率也隨之改變。改變AC/DC轉換電路110及/或DC/DC轉換電路112的運作模式可透過，但不限於，以下電路參數：(1)電源控制器的功率元件的切換頻率(switch frequency)；(2)電源控制MOSFET的閘極驅動電壓； (3)電源控制模組的相數(phase numbers)；以及(4)電源控制模組的DCM(discontinuous current mode)電流不連續模式或電流連續模式CCM(continuous current mode)。
以上電路參數係決定轉換電路所呈現出的效率，但此部份應為熟此技藝者所習之，在此不予贅述。
在另一實施例中，電源轉換單元106更包含一主動式散熱模組135，例如一冷卻風扇。而模式控制器130係與主動式散熱模組135連結，並可控制其運作，例如可在負載較低時降低冷卻風扇的轉速。由於主動式散熱模組135所消耗的電源(瓦特數)愈多(例如由於風扇轉速愈快)，相對地提供給電腦系統100的電源就較多，因此電源轉換單元106的效率(輸出瓦特數與輸入瓦特數的效率比也就愈差，因此透過控制主動式散熱模組135的運作，模式控制器130也能夠改變電源轉換單元106所呈現出的效率。以PWM風扇為例，模式控制器130用來改變主動式散熱模組135的運作模式的電路參數為脈衝調變寬度。
回到圖1，前述的查對表LT即可記錄每一給定的輸出電源所對應的各個參數之值。舉例來說，當電源訊號PS所指示的輸出電源為500W時，參數設定控制器120查詢查對表LT以獲得對應電源500W的各電路參數之值，並輸出參數設定訊號PP以指示所查到的參數值。接著，模式控制器130接收參數設定訊號PP，並根據參數設定訊號PP所指示的參數值(對應電源500W)，設定AC/DC轉換電路110及/或DC/DC轉換電路112，或甚至是主動式散熱模組135的運作模式。藉此電源轉換單元106將會呈現出一對應輸出電源為500W的效率。
但若後續負載發生變化，例如當電源訊號PS所指示的輸出電源改變為為350W(或700W)時，參數設定控制器120查詢查對表LT以獲得對應電源350W(或700W)的各電路參數之值，並輸出參數設定訊號PP以指示所查到的參數值。接著，模式控制器130接收參數設定訊號PP，並根據參數設定訊號PP所指示的參數值(對應電源350W(或700W))，設定AC/DC轉換電路110及/或DC/DC轉換電路112，或甚至是主動 式散熱模組135的運作模式。藉此電源轉換單元106將會呈現出一對應輸出電源為350W(或700W)的效率，而與之前對應輸出電源為500W的效率具有不同的分布。另外需說明的是，上述5個參數僅為範例，可視情況採取更多或更少的參數。
在另一實施例中，模式控制器130具有非揮發性記憶體(未圖示)，而可儲存有對應上述電路參數的出廠預設值，並以出廠預設值來設定AC/DC轉換電路110、DC/DC轉換電路112、以及主動式散熱模組135的運作模式。較佳地，以出廠預設值所設定的運作模式，其所展現出的效率，係為了在電源供應系統100表定的最大負載(例如IBM System x 750W High Efficiency Platinum AC Power Supply中為750W)下具有最佳的轉換效率。而當直流電測量器108偵測到負載低於表定最大負載時，則參數設定控制器120根據上述方式將對應當時負載(例如僅有350W)的參數值提供給模式控制器130，模式控制器130再依此調整AC/DC轉換電路110、DC/DC轉換電路112、以及主動式散熱模組135的運作模式，藉此改變電源轉換單元106的效率，使得在350W的負載時也能夠有最佳效率。
另外需說明的是，在上述實施例中，參數設定控制器120與模式控制器130係實施為數位控制器，並透過數位訊號通訊協定彼此溝通並傳送參數設定訊號PP，較佳地，參數設定控制器120係透過PMBus通訊協定傳送參數設定訊號PP給模式控制器130。
<相數調變電路>
透過上述的機制，電源轉換單元106可根據不同負載而改變其中電路的運作模式，進而改變所展現出的效率。但需注意的是，如圖1所示，上述實施例係由參數設定控制器120讀取電源訊號PS來得到當下負載的電源，並透過查表或其他演算法機制來得到適合的參數值，整個過程(也就是反應時間)約在毫秒的層級。因此當負載突然劇烈增加時，透過參數設定控制器120的調整機制可能會來不及反應。
有鑑於此，如圖2所示，電源轉換單元106係設置有相數調變電路140作為一種回復機制，以偵測直流電輸出104的電源(瓦特 數)的時增率。由於直流電輸出104為固定電壓輸出，因此相數調變電路140可簡單實施為電流的微分器。
當直流電輸出104的電源的時增率大於一門檻值，則相數調變電路140即發出回復訊號SR給模式控制器130。較佳地，模式控制器130亦具有非揮發性記憶體(未圖示)，而可儲存有對應上述電路參數的回復值(例如即為上述的出廠預設值)，而當收到回復訊號SR時，則以回復值來設定AC/DC轉換電路110、DC/DC轉換電路112、以及主動式散熱模組135的運作模式，使得以出回復值所設定的運作模式，其所展現出的效率，係為了在電源供應系統100表定的最大負載下具有最佳的轉換效率。
應注意的是，相數調變電路140的主要目的在於避免突然而來的高負載造成轉換電路在適用於低負載的運作模式中造成過載，而不是為了最佳的轉換效率。特別是，此相數調變電路140係利用硬體電路來實施，因此確保可其反應時間足夠快，較佳地，但不限於，為在奈秒的層級，或至少比參數設定控制器120快。若負載增加的速度雖快，但最後並未達到表定的最大負載，則這時可再透過參數設定控制器120根據所測量到的負載來達成轉換效率的最佳化。另外需說明的是，上述調變相數僅是用來避免突然而來的高負載造成轉換電路在適用於低負載的運作模式中造成過載的回復機制之一範例，本發明並不侷限於此，而亦包含透過調整其他參數而實施的回復機制。
在不脫離本發明精神或必要特性的情況下，可以其他特定形式來體現本發明。應將所述具體實施例各方面僅視為解說性而非限制性。因此，本發明的範疇如隨附申請專利範圍所示而非如前述說明所示。所有落在申請專利範圍之等效意義及範圍內的變更應視為落在申請專利範圍的範疇內。
PP‧‧‧參數設定訊號
106‧‧‧電源轉換單元
110‧‧‧AC/DC轉換電路
112‧‧‧DC/DC轉換電路
130‧‧‧模式控制器
135‧‧‧主動式散熱模組
140‧‧‧回復電路
SR‧‧‧回復訊號

Claims (10)

  1. 一種電源供應系統，包含：一交流電輸入；一直流電輸出，用以輸出直流電源給該電源供應系統之一負載；一電源轉換單元，用以將從該交流電輸入所輸入的交流電轉換為該直流電輸出的直流電，該電源轉換單元中具一電源轉換電路與一第一控制器，該第一控制器根據至少一電路參數之值，調整該電源轉換電路對應該電路參數之運作模式，藉此改變該電源轉換單元的效率(efficiency)；一直流電測量器(DC meter)，用以測量該直流電輸出的電源，並輸出一電源訊號，以指示所測量電源；一第二控制器，從該直流電測量器接收該電源訊號，並根據該電源訊號所指示的該所測量電源，輸出一參數設定訊號給該第一控制器，藉此該第一控制器因應該參數設定訊號所指示之值來設定該電路參數。
  2. 如請求項1之電源供應系統，其中該第一控制器預先以一出廠預設值來設定該電路參數，而該第二控制器根據該電源訊號判斷該所測量電源是否低於一預定值，若是，則輸出該參數設定訊號給該第一控制器。
  3. 如請求項1或2之電源供應系統，其中該電路轉換單元更包含一回復(recovery)電路，與該第一控制器以及該直流電輸出連結，用以判斷該直流電輸出的電源的一時增率，且當該時增率大於一預定值，輸出一回復訊號給該第一控制器，藉此該第一控制 器因應該回復訊號，以一回復值來設定該電路參數。
  4. 如請求項3之電源供應系統，其中該回復值為該第一控制器之出廠預設值。
  5. 如請求項1之電源供應系統，其中該第二控制器係透過一數位訊號通訊協定傳送該參數設定訊號給該第一控制器。
  6. 如請求項1之電源供應系統，其中該第二控制器係透過PMBus通訊協定傳送該參數設定訊號給該第一控制器。
  7. 如請求項1之電源供應系統，其中該電源轉換單元包含一主動式散熱模組，該第一控制器根據該電路參數之值，調整該主動式散熱模組所消耗的電源。
  8. 如請求項1之電源供應系統，該第二控制器係具有一查對表，而該第二控制器利用該查對表查詢對應該所測量電源之一給定值之參數設定訊號之值。
  9. 一種供應電源的方法，用於如請求項1之電源供應系統，該方法包含：該直流電測量器測量該直流電輸出的電源，並輸出該電源訊號，以指示所測量電源；該第二控制器從該直流電測量器接收該電源訊號，並根據該電源訊號所指示的該所測量電源，輸出該參數設定訊號給該第一控制器；以及該第一控制器因應該參數設定訊號所指示之值來設定該電路參 數，並根據該電路參數調整該電源轉換電路中對應該電路參數之運作模式，藉此改變該電源轉換單元的效率。
  10. 一種供應電源的方法，用於如請求項3之電源供應系統，該方法包含：該回復電路判斷該直流電輸出的電源的該時增率；當該時增率大於該預定值，該回復電路輸出該回復訊號給該第一控制器；以及該第一控制器因應該回復訊號，以該回復值來設定該電路參數，並根據該電路參數調整該電源轉換電路中對應該電路參數之運作模式，藉此改變該電源轉換單元的效率。
TW102149350A 2013-12-31 2013-12-31 電源供應系統的效率調整 TW201526491A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102149350A TW201526491A (zh) 2013-12-31 2013-12-31 電源供應系統的效率調整
US14/552,540 US9513684B2 (en) 2013-12-31 2014-11-25 Efficiency adjustments in power supply system
US14/572,853 US9317097B2 (en) 2013-12-31 2014-12-17 Efficiency adjustments in power supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102149350A TW201526491A (zh) 2013-12-31 2013-12-31 電源供應系統的效率調整

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201526491A true TW201526491A (zh) 2015-07-01

Family

ID=53481656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102149350A TW201526491A (zh) 2013-12-31 2013-12-31 電源供應系統的效率調整

Country Status (2)

Country Link
US (2) US9513684B2 (zh)
TW (1) TW201526491A (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9968008B2 (en) * 2016-05-23 2018-05-08 Baidu Usa Llc Method of improving efficiency of fan in information technology hardware
WO2020060943A1 (en) * 2018-09-17 2020-03-26 Caban Systems, Inc. Systems and methods for energy storage and power distribution

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7019995B2 (en) * 2003-11-15 2006-03-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Power supply having reduced-power mode
US6992470B1 (en) * 2004-06-30 2006-01-31 Giga-Byte Technology Co., Ltd. Switching power supply system for automatically regulating circuit operating frequency and method thereof
JP4352460B2 (ja) 2004-08-23 2009-10-28 Ｔｄｋラムダ株式会社 電源装置
CN2835954Y (zh) 2005-10-28 2006-11-08 北京工业大学 一种基于网络的嵌入式信号采集仪
US20070222463A1 (en) 2006-03-23 2007-09-27 Qahouq Jaber A Power conversion efficiency management
US20120151242A1 (en) 2006-11-10 2012-06-14 Ocz Technology Group, Inc. Apparatus for optimizing supply power of a computer component and methods therefor
JP5050558B2 (ja) 2007-02-21 2012-10-17 日本電気株式会社 電源システム、その電源ユニットおよび電源効率化方法
KR101176179B1 (ko) * 2007-03-14 2012-08-22 삼성전자주식회사 전압 변환 모드 제어 장치 및 그 제어 방법
US7755215B2 (en) 2007-04-27 2010-07-13 Dell Products, Lp Method and circuit to output adaptive drive voltages within information handling systems
CN101354407B (zh) 2007-07-23 2012-05-30 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电源供应器
US7696737B2 (en) 2007-12-21 2010-04-13 Power Intergrations, Inc. Method and apparatus to control a power supply for high efficiency
US8024138B2 (en) 2008-02-01 2011-09-20 International Rectifier Corporation Power supply circuitry, collection and reporting of power supply parameter information
US8179705B2 (en) * 2008-05-27 2012-05-15 Power-One, Inc. Apparatus and method of optimizing power system efficiency using a power loss model
TW201000933A (en) 2008-06-20 2010-01-01 Universal Scient Ind Co Ltd Power testing system and method thereof
US8014176B2 (en) 2008-07-25 2011-09-06 Cirrus Logic, Inc. Resonant switching power converter with burst mode transition shaping
US8125200B2 (en) 2009-04-29 2012-02-28 Dell Products L.P. Systems and methods for intelligently optimizing operating efficiency using variable gate drive voltage
US8918656B2 (en) * 2009-06-30 2014-12-23 Dell Products, Lp Power supply engagement and method therefor
KR20110006978A (ko) 2009-07-15 2011-01-21 한국전자통신연구원 중앙 집중형 컴퓨터 시스템
TWI399007B (zh) 2009-12-01 2013-06-11 Delta Electronics Inc 具交直流電壓偵測之電源供應單元及其電源供應系統
US8391036B2 (en) * 2009-12-29 2013-03-05 International Business Machines Corporation Selective enablement of power supply sections for improving efficiency
US9035626B2 (en) 2010-08-18 2015-05-19 Volterra Semiconductor Corporation Switching circuits for extracting power from an electric power source and associated methods
US20120075901A1 (en) * 2010-09-29 2012-03-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Geothermally cooled power conversion system
EP2700137B1 (en) * 2011-04-20 2017-06-07 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Control of dynamic bus voltage in an intermediate bus architecture power system
US9891679B2 (en) * 2011-12-22 2018-02-13 Astec International Limited Single phase redundant power supply systems for reducing phase current imbalances
CN103199697B (zh) * 2012-01-10 2016-07-06 台达电子企业管理（上海）有限公司 直流对直流转换器及其控制方法
CN102571131B (zh) * 2012-01-12 2017-02-15 中兴通讯股份有限公司 电源装置及其管理电源的方法和无线通信终端
TWM449728U (zh) 2012-10-11 2013-04-01 China Motor Corp 電池電源管理系統
CN103901264A (zh) * 2012-12-27 2014-07-02 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 能耗测试系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9513684B2 (en) 2016-12-06
US20150185802A1 (en) 2015-07-02
US20150188403A1 (en) 2015-07-02
US9317097B2 (en) 2016-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6798981B2 (ja) エネルギーを意識した適用において熱電冷却器を駆動する高効率電力変換アーキテクチャ
TWI530112B (zh) 電力線通訊裝置、電力線通訊系統及其監控電力的方法
JP2007512798A (ja) 制御を改善した電力変換装置
US8963465B2 (en) Multi-pressure-quantity fan control system and computer system having the same
CN104869693A (zh) 用于驱动器的准谐振模式的波谷到波谷切换
JP2017518017A (ja) インバーター及び太陽光発電システム
JP7071090B2 (ja) 受電装置、受電装置の制御方法、およびプログラム
JP2006185407A (ja) ピーク電力制御方法および装置
CN107592694B (zh) 磁控管温度调节方法、装置及系统、变频电源及微波设备
JP2007028036A (ja) 制御装置及び制御装置を用いた機器の制御方法
JP6767820B2 (ja) 送電装置、受電装置、それらの制御方法、およびプログラム
TW201526491A (zh) 電源供應系統的效率調整
JP6916892B2 (ja) 電源タップの制御方法及び装置
EP3471183A1 (en) Method, device and system for controlling fuel cells and rail vehicle
CN108899056A (zh) 一种主控芯片的控制系统及ssd
CA2982122A1 (en) Systems and methods for customized load control
JP6294494B2 (ja) 電力供給機器、電力供給システム、および電力供給方法
JP2015008619A (ja) 無線電力伝送受電装置
US10248147B2 (en) Power supply with variable configurable current limit
CN211979470U (zh) 一种电力电子系统功能安全控制装置
JP6134337B2 (ja) 光源、ドライバの使用、及び駆動方法
KR20020071616A (ko) 인버터 시스템
CN104703302A (zh) 用于电子装置的加热系统
TWI521917B (zh) 用於電子裝置之加熱系統
JP6939109B2 (ja) 点灯制御装置、照明器具、照明システム