TWI400603B

TWI400603B - 電源配置裝置

Info

Publication number: TWI400603B
Application number: TW97134054A
Authority: TW
Inventors: Chih Tai Chen; Yi Chiao Hsu
Original assignee: Lite On Electronics Guangzhou; Lite On Technology Corp
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2008-09-05
Publication date: 2013-07-01
Also published as: TW201011521A

Description

電源配置裝置

本發明係關於一電源配置裝置，尤指對複數個電源供應模組進行電源配置之電源配置裝置。

隨著環保意識的提升，節約能源係各國均高度關注的一個主題。例如，美國環境協會(EPA)也對於各項電子設備的效率訂立了一套規範以達成節能的目的。舉例來說，所有個人電腦的電源供應器必須符合電源轉換效率80%以上的規定方可於美國境內販售。在一電腦系統中，一交換式的電源供應器架構通常包含有一主電源以及一輔助電源，如第1圖所示。第1圖所示係一電腦系統的一傳統交換式電源供應架構100的示意圖。傳統交換式電源供應架構100包含有一主電源裝置102以及一輔助電源裝置104，其中主電源裝置102係用來提供一第一電流Io1和一第一電壓Vo1於一主電源負載106，而輔助電源裝置104係用來提供一第二電流Io2和一第二電壓Vo2於一輔助電源負載108。當該電腦系統處於一正常操作狀態時，主電源裝置102會提供第一電流Io1和第一電壓Vo1於主電源負載106，同時輔助電源裝置104亦會提供第二電流Io2和第二電壓Vo2於輔助電源負載108；而當該電腦系統處於一休眠狀態時，此時主電源裝置102會停止提供第一電流Io1和第一電壓Vo1於主電源負載106，而輔助電源裝置104會續繼提供第二電流Io2和第二電壓Vo2於輔助電源負載108以維持該電腦系統之一基本操作。換句話說，該電腦系統中的輔助電源負載108是處於一常開(always on)的狀態。然而，相較於主電源裝置102之輸出功率，輔助電源負載108所提供之輸出功率(亦即第二電流Io2和第二電壓Vo2)並不高，舉例來說，該輸出功率約為10~20瓦(W)，因此習知技術者往往因為成本的考量而以一電源轉換效率較低之電源裝置來實現。舉例來說，當習知的輔助電源裝置104操作於一重載(heavy load)時，其效率往往只約78%。另一方面，由於主電源裝置102提供該電腦系統大部份的電源，因此習知技術者會採用一較高電源轉換效率之電源裝置來實現主電源裝置102。此外，在習知領域中，當該電腦系統處於該正常操作狀態時，主電源裝置102和輔助電源裝置104係同時分別提供電源給主電源負載106和輔助電源負載108，如此一來交換式電源供應架構100整體的電源轉換效率就會受到較低電源轉換效率的輔助電源裝置106的影響，而使得交換式電源供應架構100整體的電源轉換效率變低。換句話說，習知的交換式電源供應架構100處於該正常操作狀態時有可能會因為輔助電源裝置106的低電源轉換效率而導致交換式電源供應架構100無法符合美國環境協會(EPA)所規定80%以上的電源轉換效率。因此，如何提高電腦的電源供應器的電源轉換效率已成為業界亟需解決的問題。

因此，本發明之一目的在於提供對複數個電源供應模組進行電源配置之一電源配置裝置，其藉著減少使用到較低電源轉換效率的輔助電源供應模組，能夠更進一步地改善電源配置裝置整體的電源轉換效率。

本發明之一實施例提供了一種用於複數個電源供應模組之電源配置裝置。該複數個電源供應模組均分別透過複數條供電電力線耦接於相對的負載，該電源配置裝置包含有一第一開關元件以及一控制裝置。該第一開關元件具有一第一連接端與一第二連接端分別耦接於該複數個電源供應模組中轉換效率相對高的電源供應模組之輸出端和轉換效率相對低的電源供應模組之輸出端，並依據導通或阻斷狀態選擇性地將轉換效率高的電源供應模組所輸出的電源同時配置予預定數量的負載。該控制裝置係耦接於該第一開關元件用來產生該控制訊號以控制該第一開關元件的導通或阻斷狀態。

相較於上述習知技術的做法，本發明的電源配置裝置於該正常操作模式時得以減少了輔助電源供應模組的功率輸出。如此，藉著減少使用到較低電源轉換效率的輔助電源供應模組，能夠更進一步地改善電源配置裝置整體的電源轉換效率。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段，因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或者透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

請參考第2圖。第2圖所示係本發明一電源配置裝置200之一實施例示意圖。電源配置裝置200包含有一主電源供應模組202、一輔助電源供應模組204、設置在主電源供應模組202、輔助電源供應模組204之間的一第一開關元件206、控制第一開關元件206的一控制裝置208以及設置在輔助電源供應模組204與輔助電源負載之間的一第二開關元件210。

為了提供電源，主電源供應模組202經由第一電力線2022電性耦接於一主電源負載212，而輔助電源供應模組204經由第二電力線2042電性耦接於一輔助電源負載214。

為了中斷輔助電源供應模組204的供電，第二開關元件210係耦接於輔助電源供應模組204之一輸出端N1與一端點N2之間。為了選擇性地將主電源供應模組202之一輸出電流Io1同時配置予主電源負載212與輔助電源負載214，額外在第一電力線2022的一輸出端N3與第二電力線2042的端點N2之間增設第三電力線2026，並在第三電力線2026設置第一開關元件206。

為了使得輸出端N1與端點N2之間具有一單一方向的電流特性，當第一開關元件206導通時，第二開關元件210係不導通。換句話說，第二開關元件210亦可以用一二極體來實作。因此，在本實施例中，第二開關元件210係以二極體D1來實現。二極體D1具有一陽極端耦接於輔助電源供應模組204之輸出端N1以及一陰極端耦接於第一開關元件206之端點N2。

另一方面，在本實施例中，第一開關元件206係以一N型場效電晶體Q1來實作，N型場效電晶體Q1具有一源極端耦接於主電源供應模組202之一輸出端N3，一汲極端耦接於二極體210之陰極端(亦即端點N2)，以及一閘極端N4耦接於控制裝置208以依據控制裝置208所輸出之一控制電壓Vd來選擇性地將主電源供應模組202之一輸出電流Io1同時配置予主電源負載212與輔助電源負載214。請注意，雖然本實施例中第一開關元件206係以N型場效電晶體Q1來實作，然而此並不為本發明所限。換句話說，任何可以於輸出端N3與端點N2之間隨意進行導通與斷路之開關元件均為本發明之範疇所在。舉例來說，在本發明的其他實施例中，第一開關元件206係可以用P型場效電晶體、一雙載子載面電晶體(BJT)或一電驛激磁線圈(Relay)等開關元件來加以實作。

另一方面，在本實施例中一電阻元件R1係耦接於N型場效電晶體Q1之閘極端與源極端之間以確保N型場效電晶體Q1得以正常地導通。

此外，主電源供應模組202產生一輸出電壓Vo1，而輔助電源供應模組204產生一輸出電壓Vo2，且輸出電壓Vo1係高於輸出電壓Vo2，以使得當N型場效電晶體Q1導通時，來自主電源供應模組202的輸出電流Io1所分流的一輸出電流Io2，得以取代輔助電源供應模組204所產生的一輸出電流Io3。此外，二極體D1的單一方向電流特性可以使得輔助電源供應模組204所產生的輸出電流Io3可以於一關機模式時單向的流向輔助電源負載214，並於一正常操作模式時防止輸出電流Io2倒灌至輔助電源供應模組204。相對地，於該關機模式下，為了防止輔助電源供應模組204所輸出的輸出電流Io3反灌至主電源供應模組202，本實施例將N型場效電晶體Q1之基體端耦接於其源極端，使得N型場效電晶體Q1會具有一等效的基體二極體(Body diode)D4。當電源配置裝置200操作於該關機模式時，該等效的基體二極體D4會防止輔助電源供應模組204所輸出的輸出電流Io3反灌至主電源供應模組202而造成電源配置裝置200整體的電源轉換效率變低或造成電源配置裝置200發生誤動作。

請再次地參考第2圖。電源配置裝置200之控制裝置208包含有一驅動電路2082、一時序控制電路2084以及一偵測電路2086。驅動電路2082的目的在於提供控制電壓Vd(較輸出電壓Vo1來得高)以導通N型場效電晶體Q1，因此任何可以產生較輸出電壓Vo1來得高的控制電壓Vd的驅動電路2082均為本發明之範疇所在。舉例來說，驅動電路2082可以用一升壓型(Boost)驅動電路、一升降壓型(Buck -boost)驅動電路或一馳返式(Flyback)驅動電路等來實作。在本實施例中，驅動電路2082包含有一變壓器(Transformer)L1、一二極體D3以及一電容器C，其中變壓器(其係包含一儲能電感)L1依據一脈衝寬度調變(Pulse-width Modulation,PWM)訊號Vref之責任週期(Duty-cycle)來產生控制電壓Vd。由於熟悉此項技術者可輕易瞭解驅動電路2082之操作方式，在此不另贅述。

為了控制驅動電路2082，時序控制電路2084耦接於驅動電路2082，並依據一電源保護電路(House keeping IC)所產生之一輸出訊號PGO來選擇性地輸出驅動電路2082所產生之控制訊號Vd，其中輸出訊號PGO係一電源良好輸出(Power Good Output)訊號。請注意，經由對本實施例適當地進行修飾後，熟悉此項技術者亦可利用電源保護電路(House keeping IC)所產生之一電源故障輸出(Power Fault Output)訊號來控制時序控制電路2084。時序控制電路2084包含有一雙載子接面電晶體(BJT)Q2、一電阻元件R2、一場效電晶體Q3以及一電阻元件R3，其中雙載子接面電晶體Q2之一射極端耦接於驅動電路2082之一輸出端N5，電阻元件R2耦接於雙載子接面電晶體Q2之一射極端與一基極端之間，場效電晶體Q3具有一源極端耦接於一接地電壓Vgnd，一閘極端用來接受輸出訊號PGO，電阻元件R3耦接於雙載子接面電晶體Q2之基極端與場效電晶體Q3之一汲極端之間。

此外，偵測電路2086包含有一雙載子接面(BJT)電晶體Q4、一電阻元件R4、一雙載子接面電晶體Q5、一電阻元件R5、一電阻元件R6以及一齊納二極體(Zener diode)D2。偵測電路2086係用來偵測主電源供應模組202所輸出的電源，以選擇性地將時序控制電路2084所輸出之控制訊號Vd輸出至第一開關元件206。雙載子接面電晶體Q4具有一射極端耦接於時序控制電路2084之一輸出端N6，電阻元件R4耦接於雙載子接面電晶體Q4之該射極端(亦即輸出端N6)與一基極端之間，雙載子接面電晶體Q5具有一射極端耦接於接地電壓Vgnd，電阻元件R5耦接於雙載子接面電晶體Q4之一基極端與雙載子接面電晶體Q5之一集極端，電阻元件R6之一端耦接於雙載子接面電晶體Q5之一基極端，以及齊納二極體D2具有一陽極端耦接於電阻元件R6之另一端，以及一陰極端耦接於主電源供應模組202之輸出端N3。

請參考第3圖。第3圖所示係第2圖的實施例電源配置裝置200的輸出訊號PGO、輸出電壓Vo1、控制電壓Vd、輸出電壓Vo2、輸出電流Io1、輸出電流Io2以及輸出電流Io3的時序圖。請注意，為了更方便描述本發明之精神所在，在此揭露書中假設雙載子接面電晶體Q2以及雙載子接面電晶體Q4在導通時，其集極端與射極端之間的跨壓近似於零，因此輸出端N5與閘極端N4上的電壓均可視為控制電壓Vd。另一方面，為了更清楚描述本發明精神所在，在時間T1與時間T2之間係該正常操作模式，於時間T1與時間T2之外為該關機模式。此外，在時間T1與時間T2之外，本實施例的輔助電源模組204係有提供具有電壓值vo2之輸出電壓Vo2於輔助電源負載214，如第3圖所示。

當啟動電源配置裝置200處於該正常操作模式時，主電源供應模組202會產生具有電壓值vo1之輸出電壓Vo1予主電源負載212。如第3圖所示，當輸出訊號PGO於時間T1導通場效電晶體Q3時，雙載子接面電晶體Q2亦會因為電阻元件R2的通電而開啟，如此一來驅動電路2082所產生的控制電壓Vd會傳導至輸出端N6。此時，若於該正常操作模式時，主電源供應模組202所產生的輸出電壓Vo1的電位(亦即電壓值vo1)足以使得齊納二極體D2發生崩潰(Break down)現象時，亦即齊納二極體D2之間的跨壓大於其崩潰電壓Vz時，雙載子接面電晶體Q5就可導通。如此一來，雙載子接面電晶體Q4亦會因為電阻元件R4的通電而開啟，如此一來輸出端N6上控制電壓Vd就會傳導至N型場效電晶體Q1的閘極端N4。依據本發明的實施例，驅動電路2082所產生的控制電壓Vd會較輸出電壓Vo1之電壓值vo1來得高，而為了使得在該正常操作模式時，N型場效電晶體Q1得以正常地導通，因此於本實施例電源配置裝置200的閘極端N4與輸出端N3之設置了一電阻元件R1，以在該正常操作模式時導引出一電流I1電阻元件R1。如此一來，由電流I1流經電阻元件R1所產生的壓降就會使得N型場效電晶體Q1於時間T1被導通，同時第二開關元件210不導通時，輸出電壓Vo2之電壓值vo2亦會於時間T1時被提升至與輸出電壓Vo1一樣的電位，亦即電壓值vo1，如第3圖所示。請注意，為了更方便描述本發明之精神所在，在此揭露書中係假設控制電壓Vd從雙載子接面電晶體Q2經過雙載子接面電晶體Q4導通至閘極端N4的傳導時間近似於零。

另一方面，由於輸出電壓Vo1之電壓值vo1會較輸出電壓Vo2之電壓值vo2來得高，因此主電源供應模組202所產生具有電流值io1的輸出電流Io1就會經由N型場效電晶體Q1同時配置予主電源負載212以及輔助電源負載214。如此一來，經由適當地設計，輔助電源供應模組204所輸出具有電流值io3的輸出電流Io3就會被輸出電流Io2所取代，而使得輔助電源供應模組204所輸出的輸出電流Io3減少至近似於零以及輸出電流Io2的電流值增加為io3，如第3圖的時間T1所示。

請再次參考第3圖。當電源配置裝置200於時間T2進入該關機模式時，電源保護電路(House keeping IC)所產生之輸出訊號PGO就會切換至一低準位電壓，同時主電源供應模組202會停止產生具電壓值vo1之輸出電壓Vo1予主電源負載212。當輸出訊號PGO於時間T2關閉場效電晶體Q3，且輸出電壓Vo1的電位又不大於齊納二極體D2的崩潰電壓Vz時，雙載子接面電晶體Q2與雙載子接面電晶體Q4均會關閉，使得控制電壓Vd切換至一低準位電壓而將N型場效電晶體Q1關閉。如此一來，輸出端N3與端點N2之間係為開路，輸出電流Io2之電流值io2會切換至零，而輔助電源供應模組204就恢復提供具電壓值vo2之輸出電壓Vo2與具電流值io3之輸出電流Io3予輔助電源負載214，如第3圖所示的時間T2。

綜上所述，當電源配置裝置200處於該正常操作模式時，主電源負載212與輔助電源負載214的電源均是由電源轉換效率較高的主電源供應模組202所提供的，此時電源轉換效率較低的輔助電源供應模組204不提供電源，因此在該正常操作模式時，輔助電源供應模組204不具功率消耗。相較於上述習知技術的做法，本發明的電源配置裝置200於該正常操作模式時，主電源供應模組202和輔助電源供應模組204並未同時分別提供電源給主電源負載212與輔助電源負載214，而是由主電源供應模組202同時提供電源給主電源負載212與輔助電源負載214。再者，由於輔助電源供應模組204具有較低電源轉換效率，因此於該正常操作模式時關閉輔助電源供應模組204的做法能夠更進一步地改善電源配置裝置200整體的電源轉換效率。另一方面，當電源配置裝置200處於該關機模式時，電源轉換效率較高的主電源供應模組202不提供電源，此時輔助電源負載214的電源才會由電源轉換效率較低的輔助電源供應模組202來提供。

如此一來，電源配置裝置200整體的電源轉換效率就可以提升，而不會因為具有較低電源轉換效率的輔助電源供應模組204而降低。請注意，熟悉此項技藝者應可瞭解上述主電源供應模組202的高電源轉換效率係相對應於其輸出一較高電源時所得的電源轉換效率，然而當主電源供應模組202輸出一較低電源時，其電源轉換效率並不一定能維持在高電源轉換效率。而由於輔助電源負載214的電源需求較低，因此當電腦系統處於該關機模式時，本發明電源配置裝置200恢復利用輔助電源供應模組204來提供電源給輔助電源負載214，而不利用主電源供應模組202輸出一較低電源給輔助電源負載214。

由於控制裝置208中的時序控制電路2084係用來選擇性地輸出驅動電路2082所產生之控制訊號Vd，而偵測電路2086係用來偵測主電源供應模組202所輸出的電源，以選擇性地將時序控制電路2084所輸出之控制訊號Vd輸出至第一開關元件206，因此在控制裝置208中，可依據設計所需選擇性地去除時序控制電路2084與偵測電路2086，而僅保留驅動電路2082，亦能實現主電源負載212與輔助電源負載214的電源均是由電源轉換效率較高的主電源供應模組202所提供的架構，如第4圖所示。第4圖所示係本發明一電源配置裝置400之一第二實施例示意圖。相較於第2圖所示之實施例電源配置裝置200，第4圖之第二實施例電源配置裝置400不具有時序控制電路2084以及偵測電路2086。電源配置裝置400的控制裝置408係由一驅動電路來實現。

電源配置裝置400包含有一主電源供應模組402、一輔助電源供應模組404、一第一開關元件406、一控制裝置408以及一第二開關元件410，其中主電源供應模組402耦接於一主電源負載412，而輔助電源供應模組404耦接於一輔助電源負載414。第二開關元件410係耦接於輔助電源供應模組404之一輸出端N1’與一端點N2’之間第一開關元件406係以一N型場效電晶體Q1’來實作，其源極端耦接於主電源供應模組402之一輸出端N3’，而一汲極端耦接於二極體410之陰極端(亦即端點N2’)，以及一閘極端N4’耦接於控制裝置408。如此，依據控制裝置408所輸出之一控制電壓Vd’，來選擇性地將主電源供應模組402之一輸出電流Io1’同時配置予主電源負載412與輔助電源負載414。換句話說，熟悉此項技藝者亦可透過控制控制裝置408的開啟或關閉來控制控制電壓Vd’的時序，並設置另一偵測電路來偵測主電源供應模組402所輸出的電源來決定控制裝置408的開啟或關閉。需特別注意的是，熟悉此項技術者在閱讀完本發明第2圖所揭露之電源配置裝置200的操作後，必可輕易推導出電源配置裝置400之操作方式，因此不另贅述。

相較於上述習知技術的做法，本發明的電源配置裝置400於該正常操作模式時，主電源供應模組402和輔助電源供應模組404並未同時分別提供電源給主電源負載412與輔助電源負載414，而是由主電源供應模組402同時提供電源給主電源負載412與輔助電源負載414。再者，由於輔助電源供應模組404具有較低電源轉換效率，因此於該正常操作模式時關閉輔助電源供應模組404的做法能夠更進一步地改善電源配置裝置400整體的電源轉換效率。如此一來，電源配置裝置400整體的電源轉換效率就可以提升，而不會因為具有較低電源轉換效率的輔助電源供應模組404而降低。

請參考第5圖，第5圖所示係本發明一電源配置裝置500之一第三實施例示意圖。相較於第2圖所示之實施例電源配置裝置200，第5圖之第三實施例電源配置裝置500不具有時序控制電路2084。電源配置裝置500的控制裝置508係由包含有一驅動電路5082以及一偵測電路5086。如同第2圖之實施例電源配置裝置200，驅動電路5082的目的在於提供一較輸出電壓Vo1”來得高的控制電壓Vd”以導通N型場效電晶體Q1”。如此，主電源供應模組502產生一輸出電壓Vo1”，而輔助電源供應模組504產生一輸出電壓Vo2”，且輸出電壓Vo1”係高於輸出電壓Vo2”，以使得當N型場效電晶體Q1”導通時來自主電源供應模組502的輸出電流Io1”所分流的一輸出電流Io2”得以取代輔助電源供應模組504所產生的一輸出電流Io3”。偵測電路5086係用來偵測主電源供應模組502所輸出的電源，以選擇性地將驅動電路5082所輸出之控制訊號Vd”輸出至第一開關元件506。

電源配置裝置500包含有一主電源供應模組502、一輔助電源供應模組504、一第一開關元件506、一控制裝置508以及一第二開關元件510，其中主電源供應模組502耦接於一主電源負載512，而輔助電源供應模組504耦接於一輔助電源負載514。第二開關元件510係耦接於輔助電源供應模組504之一輸出端N1”與一端點N2”之間。此外，熟悉此項技藝者亦可透過控制驅動電路5082的開啟或關閉來控制控制電壓Vd”的時序。需特別注意的是，熟悉此項技術者在閱讀完本發明第2圖所揭露之電源配置裝置200的操作後，必可輕易推導出電源配置裝置500之操作方式，因此不另贅述。

相較於上述習知技術的做法，本發明的電源配置裝置500於該正常操作模式時，主電源供應模組502和輔助電源供應模組504並未同時分別提供電源給主電源負載512與輔助電源負載514，而是由主電源供應模組502同時提供電源給主電源負載512與輔助電源負載514。再者，由於輔助電源供應模組504具有較低電源轉換效率，因此於該正常操作模式時關閉輔助電源供應模組504的做法能夠更進一步地改善電源配置裝置500整體的電源轉換效率。如此一來，電源配置裝置500整體的電源轉換效率就可以提升，而不會因為具有較低電源轉換效率的輔助電源供應模組504而降低。

請參考第6圖，第6圖所示係本發明一電源配置裝置600之一第四實施例示意圖。相較於第2圖所示之實施例電源配置裝置200，第6圖之第四實施例電源配置裝置600不具有偵測電路2086。電源配置裝置600的控制裝置608係由包含有一驅動電路6082以及一時序控制電路6084。如同第2圖之實施例電源配置裝置200，驅動電路6082的目的在於提供一較輸出電壓Vo1'''來得高的控制電壓Vd'''以導通N型場效電晶體Q1'''。如此，主電源供應模組602產生一輸出電壓Vo1'''，而輔助電源供應模組604產生一輸出電壓Vo2'''，且輸出電壓Vo1'''係高於輸出電壓Vo2'''，以使得當N型場效電晶體Q1'''導通時來自主電源供應模組602的輸出電流Io1'''所分流的一輸出電流Io2'''得以取代輔助電源供應模組604所產生的一輸出電流Io3'''。

電源配置裝置600包含有一主電源供應模組602、一輔助電源供應模組604、一第一開關元件606、一控制裝置608以及一第二開關元件610，其中主電源供應模組602耦接於一主電源負載612，而輔助電源供應模組604耦接於一輔助電源負載614。第二開關元件610係耦接於輔助電源供應模組604之一輸出端N1'''與一端點N2'''之間。此外，熟悉此項技藝者亦可設置另一偵測電路來偵測主電源供應模組602所輸出的電源來決定驅動電路6082的開啟或關閉。需特別注意的是，熟悉此項技術者在閱讀完本發明第2圖所揭露之電源配置裝置200的操作後，必可輕易推導出電源配置裝置600之操作方式，因此不另贅述。

相較於上述習知技術的做法，本發明的電源配置裝置600於該正常操作模式時，主電源供應模組602和輔助電源供應模組604並未同時分別提供電源給主電源負載612與輔助電源負載614，而是由主電源供應模組602同時提供電源給主電源負載612與輔助電源負載614。再者，由於輔助電源供應模組604具有較低電源轉換效率，因此於該正常操作模式時關閉輔助電源供應模組604的做法能夠更進一步地改善電源配置裝置600整體的電源轉換效率。如此一來，電源配置裝置600整體的電源轉換效率就可以提升，而不會因為具有較低電源轉換效率的輔助電源供應模組604而降低。

請參考第7圖。第7圖所示係依據本發明的第一實施例電源配置裝置200與上述傳統交換式電源供應架構100於該正常操作模式時的一總電源功率比較表。請注意，本例子係以主電源模組202的總輸出功率為320W(瓦)以及輔助電源模組204的輸出功率15W為例，並在測試條件為115Vac/60Hz下，所量測得出的總電源功率比較表。因此，從第7圖中可以得知，相較於傳統交換式電源供應架構100，當主電源負載212的負載條件為20%、50%以及100%時，本發明之電源配置裝置200可以分別節省0.6W、0.8W以及1.33W的電源功率。

請注意，雖然上述實施例均以一主電源供應模組搭配一主電源負載，以及一輔助電源供應模組搭配一輔助電源負載的組合來作說明，然而熟悉此項技術者在閱完文中所揭露之說明後，亦可對上述第2圖、第4圖、第5圖以及第6圖所揭露的實施例進行適度地修飾後而以複數個電源供應模組的組合來實現本發明之電源配置裝置，此亦為本發明之範疇所在。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧交換式電源供應架構

102‧‧‧主電源裝置

104‧‧‧輔助電源裝置

106、212、412、512、612‧‧‧主電源負載

108、214、414、504、614‧‧‧輔助電源負載

200、400、500、600‧‧‧電源配置裝置

202、402、502、602‧‧‧主電源供應模組

204、404、504、604‧‧‧輔助電源供應模組

206、406、506、606‧‧‧第一開關元件

208、408、508、608‧‧‧控制裝置

210、410、510、610‧‧‧第二開關元件

2082、5082、6082‧‧‧驅動電路

2084、6084‧‧‧時序控制電路

2086、5086‧‧‧偵測電路

第1圖係一電腦系統的一傳統交換式電源供應架構的示意圖。

第2圖係本發明一電源配置裝置之一實施例示意圖。

第3圖所示係第2圖的該電源配置裝置的一輸出訊號、一輸出電壓、一控制電壓、一輸出電壓、一輸出電流、一輸出電流以及一輸出電流的時序圖。

第4圖係本發明該電源配置裝置之一第二實施例示意圖。

第5圖係本發明該電源配置裝置之一第三實施例示意圖。

第6圖係本發明該電源配置裝置之一第四實施例示意圖。

第7圖係依據本發明的第一實施例之電源配置裝置與傳統交換式電源供應架構於一正常操作模式時的一總電源功率比較表。

200‧‧‧電源配置裝置

202‧‧‧主電源供應模組

204‧‧‧輔助電源供應模組

206‧‧‧第一開關元件

208‧‧‧控制裝置

210‧‧‧第二開關元件

212‧‧‧主電源負載

214‧‧‧輔助電源負載

2082‧‧‧驅動電路

2084‧‧‧時序控制電路

2086‧‧‧偵測電路

Claims

一種用於複數個電源供應模組之電源配置裝置，該複數個電源供應模組均分別透過複數條供電電力線耦接於相對的負載，該電源配置裝置包含有：一第一開關元件，具有一第一連接端與一第二連接端分別耦接於該複數個電源供應模組中轉換效率相對高的電源供應模組之輸出端和轉換效率相對低的電源供應模組之輸出端，並依據導通或阻斷狀態選擇性地將轉換效率高的電源供應模組所輸出的電源同時配置予預定數量的負載；一第二開關元件，耦接於轉換效率相對低的電源模組之輸出端與該第一開關元件之該第二連接端之間，其中當該第一開關元件導通時，該第二開關元件係不導通；以及一控制裝置，耦接於該第一開關元件，用來產生該控制訊號以控制該第一開關元件的導通或阻斷狀態。
如申請專利範圍第1項所述之電源配置裝置，更包含有：一二極體，具有一陽極端耦接於轉換效率相對低的電源模組之輸出端以及一陰極端耦接於該第一開關元件之該第二連接端。
如申請專利範圍第1項所述之電源配置裝置，其中轉換效率相對低的電源供應模組於該開關元件導通時係處於一關閉狀態。
如申請專利範圍第1項所述之電源配置裝置，其中該控制裝置係為一升壓型(Boost)驅動電路、一升降壓型(Buck-boost)驅動電路或一馳返式(Flyback)驅動電路。
如申請專利範圍第1項所述之電源配置裝置，其中該控制裝置包含有：一驅動電路，用來產生該控制訊號；以及一時序控制電路，耦接於該驅動電路，用來依據一電源保護電路所產生之一輸出訊號來選擇性地輸出該驅動電路所產生之該控制訊號。
如申請專利範圍第5項所述之電源配置裝置，其中該驅動電路係一升壓型(Boost)驅動電路、一升降壓型(Buck-boost)驅動電路或一馳返式(Flyback)驅動電路。
如申請專利範圍第5項所述之電源配置裝置，其中該時序控制電路包含有：一雙載子接面電晶體(BJT)，具有一基極端，一射極端耦接於該驅動電路之輸出端，以及一集極端；一第一電阻元件，耦接於該雙載子接面電晶體之該射極端與該基極端之間；一場效電晶體，具有一汲極端，一源極端耦接於一參考電壓，以及一閘極端耦接於該輸出訊號；以及一第二電阻元件，耦接於該雙載子接面電晶體之該基極端與該場效電晶體之該汲極端之間。
如申請專利範圍第5項所述之電源配置裝置，其中該控制裝置另包含有：一偵測電路，耦接於該時序控制電路與轉換效率相對高的電源供應模組之輸出端，用來偵測轉換效率相對高的電源供應模組所輸出的電源，以選擇性地將該時序控制電路所輸出之該控制訊號輸出至該第一開關元件。
如申請專利範圍第8項所述之電源配置裝置，其中該偵測電路包含有：一第一雙載子接面(BJT)電晶體，具有一基極端，一射極端耦接於該時序控制電路之輸出端，以及一集極端；一第一電阻元件，耦接於該第一雙載子接面電晶體之該射極端與該基極端之間；一第二雙載子接面電晶體，具有一基極端，一集極端，以及一射極端耦接於一參考電壓；一第二電阻元件，耦接於該第一雙載子接面電晶體之該基極端與該第二雙載子接面電晶體之該集極端；一第三電阻元件，其一端耦接於該第二雙載子接面電晶體之該基極端；以及一齊納二極體(Zener diode)，其具有一陽極端耦接於該第三電阻元件之另一端，以及一陰極端耦接於轉換效率相對高的電源供應模組之輸出端。
如申請專利範圍第1項所述之電源配置裝置，其中該控制裝置包含有：一驅動電路，用來產生該控制訊號；以及一偵測電路，耦接於該驅動電路與轉換效率相對高的電源供應模組之輸出端，用來偵測轉換效率相對高的電源供應模組所輸出的電源，以選擇性地將該驅動電路所產生之該控制訊號輸出至該第一開關元件。
如申請專利範圍第10項所述之電源配置裝置，其中該驅動電路係一升壓型(Boost)驅動電路、一升降壓型(Buck-boost)驅動電路或一馳返式(Flyback)驅動電路。
如申請專利範圍第10項所述之電源配置裝置，其中該偵測電路包含有：一第一雙載子接面(BJT)電晶體，具有一基極端，一射極端耦接於該驅動電路之輸出端，以及一集極端；一第一電阻元件，耦接於該第一雙載子接面電晶體之該射極端與該基極端之間；一第二雙載子接面電晶體，具有一基極端，一集極端，以及一射極端耦接於一參考電壓；一第二電阻元件，耦接於該第一雙載子接面電晶體之該基極端與該第二雙載子接面電晶體之該集極端；一第三電阻元件，其一端耦接於該第二雙載子接面電晶體之該基極端；以及一齊納二極體(Zener diode)，其具有一陽極端耦接於該第三電阻元件之另一端，以及一陰極端耦接於轉換效率相對高的電源供應模組之輸出端。