TW202036223A - 電力控制裝置與控制方法 - Google Patents

Abstract

一種電力控制裝置，包含：一輸入組件，具有開關且用於電性連接至致動器，輸入組件依據開關的狀態或致動器所輸入的控制訊號產生觸發訊號，一運算組件，與該輸入組件電性連接，並且在接獲觸發訊號時，從控制輸出端輸出第一訊號，以及從回授輸出端輸出第二訊號。一輸出組件，與運算組件的控制輸出端電性連接，且輸出組件係用於當第一訊號的電壓位準改變時，改變受控裝置的通電狀態。一回授組件，與運算組件的回授輸出端電性連接，回授組件用於依據第二訊號時輸出回授訊號至致動器。

Description

電力控制裝置與控制方法

本發明係關於一種電力控制裝置與控制方法，特別是一種基於硬體的電力控制裝置與控制方法。

隨著大數據時代的來臨，因伺服器具有運算能力強且儲存空間大等特點，並且可透過網際網路對內網或外網提供服務，使得越來越多產業依賴伺服器處理大量的資料。一般而言，伺服器的電力控制(power on/off)需以基板管理控制器(baseboard management controller，BMC)搭配軟體實現。

然而，相較於硬體，軟體不但容易發生無預警的故障，其開發與維護的所需成本也較高。另一方面，以基板管理控制器搭配軟體為基礎的電力控制裝置，因受到伺服器的結構限制，其訊號傳輸往往僅能設計成單純元件之間傳輸，而不是一個完整的迴路。因此，以基板管理控制器搭配軟體為基礎的電力控制裝置，往往缺乏一個能讓使用者確認裝置通電狀態的回授機制，而導致使用者無法即時發現裝置故障。

因此，目前尚需要一種電力控制裝置與控制方法，以改善上述問題。

本發明在於提供一種電力控制裝置與控制方法，所述的裝置與方法係以硬體為基礎而實現，並且能提供確認裝置是否通電的回授機制，以改善先前技術所提及的問題。

本發明提供一種電力控制裝置，包含：一輸入組件，具有一開關，且該輸入組件用於電性連接至一致動器，該輸入組件依據該開關的狀態或依據自該致動器所輸入的一控制訊號產生一觸發訊號； 一運算組件，與該輸入組件電性連接以接收該觸發訊號，且該運算組件在接獲該觸發訊號時，從一控制輸出端輸出一第一訊號，以及從一回授輸出端輸出一第二訊號；一輸出組件，與該運算組件的該控制輸出端電性連接以接收該第一訊號，且該輸出組件係用於當該第一訊號的電壓位準改變時，改變一受控裝置的通電狀態；以及一回授組件，與該運算組件的該回授輸出端電性連接以接收該第二訊號，且該回授組件用於依據該第二訊號時輸出一回授訊號至該致動器。

本發明提供一種電力控制方法，包含：以一輸入組件依據一開關的狀態或依據自一致動器所輸入的一控制訊號產生一觸發訊號； 當一運算組件接獲該觸發訊號，以該運算組件在接獲該觸發訊號時從一控制輸出端輸出一第一訊號，以及從一回授輸出端輸出一第二訊號；當該第一訊號的電壓位準改變時，以該輸出組件改變一受控裝置的通電狀態；以及 以該回授組件依據該第二訊號輸出一回授訊號。

本發明在於提供一種電力控制裝置與控制方法，所述的裝置與方法係以硬體為基礎而實現，其運作較軟體更為穩定，並且能提供確認裝置是否通電的回授機制，讓使用者能更有效地確認上述的硬體是否正常運作。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參考圖1A，圖1A為本發明一實施例的電力控制裝置的一實施樣態的方塊架構圖。電力控制裝置包含：輸入組件11、運算組件12、輸出組件13和回授組件14。

輸入組件11係用於電性連接至致動器A1，並具有開關110，且輸入組件11係依據開關110的狀態或依據自致動器A1所輸入的控制訊號CS產生觸發訊號TS。具體來說，輸入組件11為用於啟動電力控制裝置的一個組件，其中啟動的方法可分為開關110控制與致動器A1控制兩種。詳細來說，使用者能藉由改變開關110接點的閉合（closed）或開路（open），以啟動或切斷所述電力控制裝置的電力。或者，使用者也能藉由操作致動器A1發送控制訊號CS給輸入組件11，以控制所述電力控制裝置的通電狀態。於本實施例中，致動器A1可由交換器（SAS-Switch）實現，而觸發訊號TS則可為從高電壓位準（high）變為低電壓位準（low）的電壓訊號下降沿；然而，根據不同的伺服器架構，所述的致動器A1與觸發訊號TS也可以其他的形式實現，本發明不以此為限。

如圖1A所示，運算組件12的輸入端121係電性連接輸入組件11，以接收前述的觸發訊號TS。此外，當運算組件12接獲該觸發訊號TS時，運算組件12可從控制輸出端122輸出第一訊號FS，並從回授輸出端123輸出第二訊號SS，以使輸出組件13與回授組件14能在接獲上述的訊號後據以運作。具體來說，控制輸出端122係電性連接輸出組件13，回授輸出端123則電性連接回授組件14。於本實施例中，運算組件12可以是積體電路（integrated circuit，IC）。然而，依據不同運算量、尺寸或成本等因素，運算組件12也可配置為微處理器（microprocessor）或中央處理器（central processing unit，CPU）等具運算功能的元件，本發明不以此為限。

輸出組件13係電性連接運算組件12的控制輸出端122，以接收第一訊號FS。此外，當輸出組件13接獲的第一訊號FS的電壓位準改變時，可改變受控裝置Dc的通電狀態。例如：第一訊號FS的電壓位準由高電壓位準改變為低電壓位準時，受控裝置Dc的通電狀態由受供電改變為斷電，惟反之亦可。於本實施例中，所述的受控裝置Dc可以燈具實現，例如為發光二極體（light-emitting diode，LED），但亦可以其他的燈具或不同種類的電子元件實現，本發明不以此為限。

回授組件14係電性連接運算組件12的回授輸出端123，以接收該第二訊號SS。此外，當回授組件14接獲第二訊號SS時，可輸出回授訊號FBS至致動器A1。藉由上述的機制，使用者便能依據致動器A1是否接收到回授訊號FBS，確認輸入組件11、運算組件12與輸出組件13是否有正常運作。

請參考圖1B，圖1B為本發明一實施例的電力控制裝置的另一實施樣態的方塊架構圖。與圖1A不同的是，圖1B所示的電力控制裝置除了和前述的致動器A1電性連接，更和另一致動器A2 電性連接。詳細來說，另一致動器A2 的也可產生及傳送控制訊號CS到輸入組件11，並接收運算組件12傳送的回授訊號FBS。因此，另一致動器A2 對於電力控制裝置而言，其運作機制大致上和致動器A1相同。於本實施例中，所述的另一致動器A2 可以是與機櫃管理控制器（rack management controller，RMC）電性連接的晶片，但依據不同架構的伺服器，所述的另一致動器A2 也可以其他元件實現，本發明不以此為限。

請參考圖2，圖2為本發明一實施例的電力控制裝置的輸入組件11的電路架構圖。除了前述的開關110，輸入組件11更包含第一輸入電晶體111、第二輸入電晶體112與電力輸入埠P1。具體來說，第一輸入電晶體111係電性連接致動器A1，第二輸入電晶體112係電性連接另一致動器A2 ，電力輸入埠P1則係電性連接前述的開關110，且用於接收直流電力。

為描述開關110的結構，請繼續參考圖2。開關110具有基端110a、第一觸發端110b和第二觸發端110c；其中第一觸發端110b係接地端，第二觸發端110c係電性連接電力輸入埠P1以接收外部直流電力。此外，基端110a係電性連接電力輸入埠P1，並且與第一觸發端110b或第二觸發端110c電性連接，以使開關110呈現第一狀態與一第二狀態。詳細來說，當基端110a與第二觸發端110c電性連接時，電力輸入埠P1係持續提供外部電壓給運算組件12的輸入端121，使輸入組件11持續提供高電壓位準（high）給運算組件12。因此，當基端110a與第二觸發端110c電性連接時，開關110係為未導通狀態（即第二狀態），且輸入組件11不會產生觸發訊號TS。另一方面，當基端110a與第一觸發端110b電性連接時，輸入組件11傳送到運算組件12的電壓位準係由高（high）變低（low）。因此，當基端110a與第一觸發端110b電性連接時，開關110係為導通狀態（即第一狀態），且輸入組件11將電力輸入埠P1提供的外部電壓轉換為觸發訊號TS（即電壓位準由高變低的訊號），並傳送到運算組件12。

為說明第一輸入電晶體111，請繼續參考圖2。第一輸入電晶體111係電性連接在運算組件12與致動器A1之間，並且具有控制端111a、第一端111b與第二端111c。具體來說，控制端111a係用於與該致動器A1電性連接以接收控制訊號CS，第一端111b係與運算組件12電性連接以傳送觸發訊號TS到運算組件12，第二端111c則為接地端。此外，所述的第一輸入電晶體111可以金屬氧化物半導體場效電晶體（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET）或雙極性電晶體（bipolar junction transistor，BJT）實現。舉例來說，當第一輸入電晶體111被配置為金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET）時，前述的控制端111a可為閘極（gate），第一端111b可為汲極（drain），第二端111c則可為源極（source）。另一方面，當第一輸入電晶體111被配置為雙極性電晶體（BJT）時，前述的控制端111a可為基極（base），第一端111b可為（collector），第二端111c則可為射極（emitter）。

請繼續參考圖2。於本實施例的另一實施樣態中，輸入組件11更包含第二輸入電晶體112。與前述的第一輸入電晶體111主要不同的是，第二輸入電晶體112係電性連接在運算組件12與另一致動器A2 之間。詳細來說，第二輸入電晶體112的控制端112a係用於與另一致動器A2 電性連接，且第二輸入電晶體112的第一端112b與運算組件12電性連接，第二輸入電晶體112的第二端112c則為接地端。此外，當第二輸入電晶體112被配置為金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET）或雙極性電晶體（BJT）時，控制端112a、第一端112b與第二端112c所對應金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET）或雙極性電晶體（BJT）的端亦和第一輸入電晶體111相同，故不於此重複描述。

請參考圖3，圖3為本發明一實施例的電力控制裝置的輸出組件13的電路架構圖。如圖3所示，輸出組件13更包含第一輸出電晶體131，且第一輸出電晶體131係電性連接在運算組件12與受控裝置Dc之間。與前述的第一輸入電晶體111和第二輸入電晶體112類似，第一輸出電晶體131也具有控制端131a、第一端131b與第二端131c，且亦可以金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET）或雙極性電晶體（BJT）實現。具體來說，控制端131a係電性連接運算組件12，以接收第一訊號FS，第一端131b則電性連接受控裝置Dc與電力源P2，以改變受控裝置Dc的通電狀態。此外，第二端131c為接地端。詳細來說，當第一輸出電晶體131的控制端131a所接獲的第一訊號FS呈低電壓位準時，第一輸出電晶體131係為未導通狀態，故受控裝置Dc亦未通電。相反地，當第一輸出電晶體131的控制端131a接獲的第一訊號FS呈高電壓位準時，第一輸出電晶體131的第一端131b與第二端131c之間形同短路，使電力源P2所提供的電力形成電流通過受控裝置Dc。此時，受控裝置Dc係為通電狀態。此外，上述的第一訊號FS可為運算組件12的控制輸出端122的電壓位準變化；例如，由預設的低電壓位準（low）變為高電壓位準（high）的電壓訊號上升沿，但本發明不以此為限。

請參考圖4，圖4為本發明一實施例的電力控制裝置的回授組件14的電路架構圖。如圖4所示，回授組件14更包含第一回授電晶體141，而第一回授電晶體141係電性連接在運算組件12與致動器A1之間。與前述的第一輸入電晶體111、第二輸入電晶體112與第一輸出電晶體131類似，第一回授電晶體141具有控制端141a、第一端141b與第二端141c，且亦可以金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET）或雙極性電晶體（BJT）實現。詳細來說，控制端141a係與運算組件12的回授輸出端123電性連接，以接收第二訊號SS；第一端141b則電性連接致動器A1與電力輸入埠P3，並傳送回授訊號FBS給致動器A1；第二端141c則為接地端。詳細來說，當回授組件14所接獲的第二訊號SS為低電壓位準時，第一回授電晶體141係為未導通狀態，故回授組件14所產生的回授訊號FBS為高電壓位準。相反地，當回授組件14接獲第二訊號SS為高電壓位準時，第一回授電晶體141的第一端141b與第二端141c形成短路，故電力輸入埠P3提供的電壓由高電壓位準（high）變為低電壓位準（low），故回授組件14所產生的回授訊號FBS為低電壓位準。值得一提的是，前述的第二訊號SS可為運算組件12的回授輸出端123的電壓變化；例如，由預設的高電壓位準（high）變為低電壓位準（low），但本發明不以此為限。

請繼續參考圖4。承前所述，於本實施例的另一實施樣態中，回授組件14更包含第二回授電晶體142，而第二回授電晶體142係電性連接在運算組件12與另一致動器A2 之間。與第一回授電晶體141不同的是，該第二回授電晶體142的第一端142b係與另一致動器A2 與電力輸入埠P4電性連接。此外，與第一回授電晶體141類似，第二回授電晶體142可依據第二訊號SS產生並傳送回授訊號FBS到另一致動器A2 。因第二回授電晶體142產生回授訊號FBS的過程與第一回授電晶體141相同，故不於此段落重複描述。

請參考圖5，圖5為本發明一實施例的電力控制裝置的另一實施樣態的電路圖。於本實施樣態中，第一輸入電晶體111、第二輸入電晶體112、第一輸出電晶體131、第一回授電晶體141與第二回授電晶體142皆配置為金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET）。另一方面，第一輸入電晶體111與第一回授電晶體141係與相同的致動器A1連接，第二輸入電晶體112與第二回授電晶體142係則與相同的另一致動器A2 連接。需注意的是，圖5所示的電路圖係本實施例的其中一種實施樣態，且為更清楚說明本發明的技術特徵而繪示。因此，圖5所示的配置非用於限制本發明。此外，本發明的技術特徵係基於圖1A所示的架構，故另一致動器A2 、第二輸入電晶體112和第二回授電晶體142皆為非必要元件，可視實際情況選擇性地配置。本發明不以上述的非必要元件以及相關的運作為限。

請參考圖6，圖6為本發明一實施例的電力控制方法的流程圖。請參考步驟S1：輸入組件依據開關的狀態或依據自致動器所輸入的控制訊號產生觸發訊號；其中開關的狀態可分為第一狀態（產生觸發訊號且裝置通電）與第二狀態（不產生觸發訊號且裝置未通電），控制訊號則可為致動器自行產生或使用者操作而產生。請參考步驟S2：運算組件從控制輸出端輸出第一訊號，以及從回授輸出端輸出第二訊號；其中控制輸出端係電性連接到輸出組件，回授輸出端則係電性連接到回授組件。當運算組件從控制輸出端輸出第一訊號，且該第一訊號的電壓位準改變時，請參考步驟S3：輸出組件改變受控裝置的通電狀態；其中輸出組件可以第一輸出電晶體改變受控裝置的通電狀態。另一方面，當運算組件從回授輸出端輸出第二訊號時，請參考步驟S4：回授組件依據第二訊號輸出回授訊號至致動器。詳細來說，在步驟S4中，回授組件係以第一回授電晶體接獲第二訊號，並依據第二訊號的電壓位準，輸出高電壓位準（high）或低電壓位準（low）的回授訊號到致動器。此外，在部分的實施樣態中，第二訊號可以是運算組件的回授輸出端的電壓由預設的高電壓位準（high）變為低電壓位準（low），而第一回授電晶體則可將接收到的低電壓位準（low）轉換為高電壓位準（high），並傳送到致動器。因此，回授訊號可具有與第一訊號相同的波形。

綜上所述，本發明在於提供一種電力控制裝置與控制方法。所述的裝置與方法係以硬體為基礎而實現，其運作較軟體更為穩定，並且能提供確認裝置是否通電的回授機制，讓使用者能更有效地確認上述的硬體是否正常運作。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

11:輸入組件 12:運算組件 13:輸出組件 14:回授組件 110:開關 111:第一輸入電晶體 112:第二輸入電晶體 121:輸入端 122:控制輸出端 123:回授輸出端 Dc:受控裝置 131:第一輸出電晶體 141:第一回授電晶體 142:第二回授電晶體 110a:基端 110b:第一觸發端 110c:第二觸發端 111a、112a、131a、141a、142a:控制端 111b、112b、131b、141b、142b:第一端 111c、112c、131c、141c、142c:第二端 A1:致動器 A2:另一致動器 CS:控制訊號 FBS:回授訊號 FS:第一訊號 SS:第二訊號 TS:觸發訊號 P1、P3、P4:電力輸入埠 P2:電力源

圖1A為本發明一實施例的電力控制裝置的一實施樣態的方塊架構圖。 圖1B為本發明一實施例的電力控制裝置的另一實施樣態的方塊架構圖。 圖2為本發明一實施例的電力控制裝置的輸入組件的電路架構圖。 圖3為本發明一實施例的電力控制裝置的輸出組件的電路架構圖。 圖4為本發明一實施例的電力控制裝置的回授組件的電路架構圖。 圖5為本發明一實施例的電力控制裝置的另一實施樣態的電路圖。 圖6為本發明一實施例的電力控制方法的流程圖。

11:輸入組件

110:開關

12:運算組件

121:輸入端

122:控制輸出端

123:回授輸出端

13:輸出組件

14:回授組件

CS:控制訊號

FBS:回授訊號

FS:第一訊號

SS:第二訊號

TS:觸發訊號

A1:致動器

Dc:受控裝置

Claims (10)

1. 一種電力控制裝置，包含： 一輸入組件，具有一開關，且該輸入組件用於電性連接至一致動器，該輸入組件依據該開關的狀態或依據自該致動器所輸入的一控制訊號產生一觸發訊號； 一運算組件，與該輸入組件電性連接以接收該觸發訊號，且該運算組件在接獲該觸發訊號時，從一控制輸出端輸出一第一訊號，以及從一回授輸出端輸出一第二訊號； 一輸出組件，與該運算組件的該控制輸出端電性連接以接收該第一訊號，且該輸出組件係用於當該第一訊號的電壓位準改變時，改變一受控裝置的通電狀態；以及 一回授組件，與該運算組件的該回授輸出端電性連接以接收該第二訊號，且該回授組件用於依據該第二訊號時輸出一回授訊號至該致動器。
2. 如請求項1所述的電力控制裝置，該回授組件更包含一第一回授電晶體，該第一回授電晶體係電性連接在該運算組件與該致動器之間，其中該第一回授電晶體具有一控制端、一第一端與一第二端，該控制端係與該運算組件的該回授輸出端電性連接以接收該第二訊號，該第一端係用於與該致動器電性連接以傳送該回授訊號至該致動器，且該第一端係與一第一電力輸入埠電性連接，該第二端為接地端。
3. 如請求項2所述的電力控制裝置，該回授組件更包含一第二回授電晶體，該第二回授電晶體係電性連接在該運算組件與一另一致動器之間，其中該第二回授電晶體的控制端與該運算組件的該回授輸出端電性連接，該第二回授電晶體的第一端係用於與該另一致動器與一第二電力輸入埠電性連接，該第二回授電晶體的第二端為接地端。
4. 如請求項1所述的電力控制裝置，其中該輸入組件的該開關係與一第三電力輸入埠電性連接以接收一外部電壓，且該開關具有一第一狀態與一第二狀態；當該開關呈現該第一狀態，該輸入組件將該外部電壓轉換為該觸發訊號並傳送到該運算組件；當該開關呈現該第二狀態，該輸入組件不產生該觸發訊號。
5. 如請求項4所述的電力控制裝置，該輸入組件的該開關更包含一基端、一第一觸發端與一第二觸發端，其中該第一觸發端為接地端，該第二觸發端與該第三電力輸入埠電性連接，該基端係與該第一觸發端和該第二觸發端的其中之一電性連接；當該基端與該第一觸發端電性連接，該開關係呈現該第一狀態；當該基端與該第二觸發端電性連接，該開關係呈現該第二狀態。
6. 如請求項1所述的電力控制裝置，其中該輸入組件更包含一第一輸入電晶體，該第一輸入電晶體係電性連接在該運算組件與該致動器之間，其中該第一輸入電晶體具有一控制端、一第一端與一第二端，該控制端係用於與該致動器電性連接以接收該控制訊號，該第一端係與該運算組件電性連接以傳送該觸發訊號至該運算組件，該第二端為接地端。
7. 如請求項6所述的電力控制裝置，其中該輸入組件更包含一第二輸入電晶體，該第二輸入電晶體係電性連接在該運算組件與一另一致動器之間，其中該第二輸入電晶體的控制端係用於與該另一致動器電性連接，該第二輸入電晶體的第一端與該運算組件電性連接，該第二輸入電晶體的第二端為接地端。
8. 如請求項1所述的電力控制裝置，其中該輸出組件更包含一第一輸出電晶體，該第一輸出電晶體係用於電性連接在該運算組件與該受控裝置之間，其中該第一輸出電晶體具有一控制端、一第一端與一第二端，該控制端係用於與該運算組件電性連接以接收該第一訊號，該第一端係用於與該受控裝置電性連接以改變該受控裝置的通電狀態，且該第一端係與一電力源電性連接，該第二端為接地端。
9. 一種電力控制方法，包含： 以一輸入組件依據一開關的狀態或依據自一致動器所輸入的一控制訊號產生一觸發訊號； 當一運算組件接獲該觸發訊號，以該運算組件在接獲該觸發訊號時從一控制輸出端輸出一第一訊號，以及從一回授輸出端輸出一第二訊號； 當該第一訊號的電壓位準改變時，以一輸出組件改變一受控裝置的通電狀態；以及 以一回授組件依據該第二訊號輸出一回授訊號至該致動器。
10. 如請求項9所述的電力控制方法，其中以該回授組件依據該第二訊號輸出該回授訊號至該致動器，包含： 以一第一回授電晶體將該第二訊號轉換為該回授訊號； 其中該回授訊號具有與該第一訊號相同的波形。

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