TWI506909B - 電源共享裝置及方法 - Google Patents

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Junghui Wei
Yida Fan
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Accton Technology Corp
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Description

電源共享裝置及方法
本發明係有關於一種電源共享裝置及方法,且特別是有關於一種分時多工電源共享裝置及方法。
電子產品對於人類而言已不可或缺,而電子產品運作上的基本條件即為電源供應。近年來,為得到更可靠的電源供應,常採用電源共享裝置來供應電源。
一般而言,電源共享裝置係利用多個調節器、處理器和公用匯流排等元件來實現,處理器調整每一調節器使每一調節器具相同的輸出電壓,藉此使每一調節器輸出相同的輸出電流至公用匯流排。
然而,每一調節器之輸出電壓調整成相同電壓將耗費許多時間,且在實作上可能因調節器或其他元件於特性上的誤差造成每一調節器之輸出電壓無法調整成相同電壓。換句話說,若欲調整各調節器輸出端之電壓以達成電源共享,調節器或其他元件於特性上的誤差必須要夠小,且在設計調整每一輸出端電壓的演算法時要避免進入無窮迴圈以收斂每一輸出端電壓,進而達成電源共享。
無論如何,為達成上述要求將大幅增加硬體及軟體成本。再者,當調節器之數量增加時,上述要求將更不易達成且須增加更多的成本。
因此,本發明提供一種分時多工電源共享裝置及方法,藉以解決電源共享之硬體成本及軟體成本過高之問題。
本發明之一態樣係關於一種電源共享裝置。電源共享裝置應用於複數個輸入電源與負載。電源共享裝置包含控制單元、複數個調節器以及複數個反饋電路。每一調節器包含第一輸入端、第二輸入端和輸出端。控制單元產生複數個脈衝寬度調變訊號。第一輸入端接收輸入電源其中一者,第二輸入端接收脈衝寬度調變訊號其中一者,並於第二輸入端上形成一回授電壓,輸出端選擇性地輸出一輸出電源。每一反饋電路耦接於每一調節器之第二輸入端及輸出端之間。每一調節器之輸出端共同耦接於負載,且根據輸入電源及脈衝寬度調變訊號各自的工作週期於供電週期內輪替地輸出一輸出電源。
在一實施例中,脈衝寬度調變訊號各自的工作週期為第一工作週期,供電週期包含複數個子區間,控制單元於每一子區間中選擇調整脈衝寬度調變訊號其中一者之工作週期為一第二工作週期,以改變對應之調節器的回授電壓,使得對應之調節器調整其輸出電源,藉以透過對應之反饋電路補償回授電壓。
在另一實施例中,控制單元進一步耦接至每一調節器的輸出端,控制單元週期性地偵測每一調節器輸出端之輸出電源,進而判斷調節器是否有效,並統計調節器之有效數量。
在次一實施例中,電源共享裝置更包含複數個分壓電路,分壓電路分別耦接於調節器之輸出端與控制單元之間,控制單元透過分壓電路週期性地偵測每一調節器之輸出電源,進而判斷調節器是否有效,並統計調節器之有效數量。每一分壓電路提供每一輸出電源之分壓電壓至控制單元,當分壓電壓大於閾值電壓時,分壓電壓對應之調節器為有效調節器;當分壓電壓小於閾值電壓時,分壓電壓對應之調節器為無效調節器,且控制單元不調整或不輸出對應於無效調節器之脈衝寬度調變訊號的工作週期。
在一實施例中,供電週期包含複數個子區間,每一子區間所持續的時間為供電週期除以有效數量、供電週期除以有效數量之倍數或固定長度。
本發明之另一態樣係關於一種電源共享方法,應用於複數個輸入電源與負載。電源共享方法包含:提供輸入電源以及以控制單元產生之複數個脈衝寬度調變訊號至複數個調節器,調節器接收輸入電源與脈衝寬度調變訊號以產生複數個回授電壓;根據輸入電源,藉由調節器分別產生複數個輸出電源對應於脈衝寬度調變訊號;藉由控制單元調整脈衝寬度調變訊號之工作週期;以及於一供電週期內,根據調整後之脈衝寬度調變訊號的工作週期,藉由每 一調節器輪替地輸出一輸出電源。
在一實施例中,供電週期包含複數個子區間,脈衝寬度調變訊號的工作週期為第一工作週期;調整脈衝寬度調變訊號之工作週期的步驟包含藉由控制單元於每一子區間中選擇並調整其中一個脈衝寬度調變訊號之工作週期為第二工作週期,以改變其中一個調節器的回授電壓;以及輪替地輸出一輸出電源的步驟包含藉由上述其中一個調節器調整對應之輸出電源,以透過反饋電路補償上述其中一個調節器的回授電壓。
在另一實施例中,於提供輸入電源與脈衝寬度調變訊號的步驟之前,電源共享方法更包含:藉由控制單元週期性地偵測每一調節器之輸出電源以判斷每一調節器是否有效;以及藉由控制單元統計調節器之有效數量。
在次一實施例中,於提供輸入電源與脈衝寬度調變訊號的步驟之前,電源共享方法更包含:週期性地偵測輸出電源之分壓電壓以判斷輸出電源是否有效;藉由控制單元週期性地偵測每一調節器之輸出電源的分壓電壓以判斷每一調節器是否有效;其中,當分壓電壓大於閾值電壓時,對應之調節器為有效調節器;當分壓電壓小於閾值電壓時,對應之調節器為無效調節器;以及藉由控制單元統計調節器之一有效數量;其中,調整脈衝寬度調變訊號之工作週期的步驟包含:不調整或不輸出對應於無效調節器之脈衝寬度調變訊號的工作週期。
在另一實施例中,供電週期包含複數個子區間,每 一子區間所持續的時間為供電週期除以有效數量、供電週期除以有效數量之倍數或一固定長度。
由以上實施例可知,採用本發明實施例所示之電流分享裝置及方法可大幅地降低硬體和軟體成本,以及於增加調節器數目的情況下,更不需考慮元件之間的誤差及輸出端電壓之調整演算法即可實現分時多工電源共享。
100‧‧‧電源共享裝置
102‧‧‧控制單元
104a~104d‧‧‧調節器
106a~106d‧‧‧反饋電路
108‧‧‧負載
110a~110d‧‧‧輸入電源
out1‧‧‧輸出端
300‧‧‧電源共享裝置
302‧‧‧控制單元
304a~304d‧‧‧調節器
306a~306d‧‧‧反饋電路
308‧‧‧負載
310a~310d‧‧‧輸入電源
312a~312d‧‧‧分壓電路
in1a‧‧‧第一輸入端
in1b‧‧‧第二輸入端
Vfb‧‧‧回授電壓
Vout1‧‧‧電壓
PWMa~PWMd‧‧‧脈衝寬度調變訊號
t1~t4‧‧‧時間
314a~314d‧‧‧開關
out3‧‧‧輸出端
in3a‧‧‧第一輸入端
in3b‧‧‧第二輸入端
Vdiv‧‧‧分壓電壓
Vout3‧‧‧電壓
PWMe~PWMh‧‧‧脈衝寬度調變訊號
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之說明如下:第1圖係依據本發明一實施例繪示一電源共享裝置的示意圖;第2A圖繪示第1圖中一調節器及反饋電路的示意圖;第2B圖繪示第1圖中控制單元產生之脈衝寬度調變訊號的時序圖;第3圖係依據本發明另一實施例繪示一電源共享裝置的示意圖;第4A圖繪示第3圖中調節器及反饋電路的示意圖;第4B圖繪示第3圖中控制單元產生之脈衝寬度調變訊號的時序圖;第5圖繪示依據第3圖中電源共享裝置之電源共享方法的流程圖。
本發明將在本說明書中利用隨附圖示的參考更充分地陳述,其中隨附圖示繪有本發明的實施例。然而本發明以許多不同形式實現而不應受限於本說明書陳述之實施例。
本說明書所用之用語只為描述特定實施例,而無意為本發明之限制。單數形式如“一”及“該”,如本說明書所用,同樣也包含複數形式。更可為人所理解的是,當用語“包含”,或“包含”或“具有”於本說明書中被使用時,詳列所陳特徵、部位、整數、步驟、操作、元件與/或部件之存在,但不排除其他特徵、部位、整數、步驟、操作、元件、部件與/或其中群組之一者或以上的存在或添加。
除非另外定義,本說明書所用之所有用語(包含技術與科學用語)所具意義,與本發明所屬技術領域的通常知識者之通常理解相同。更可為人所理解的是,例如被定義於廣泛使用的字典中的用語,用語應被理解為具有意義與本發明以及相關技術中文章脈絡裡的用語意義一致,除非在本說明書中被明確地定義,否則不應以理想化或過度字面上的意思作解釋。
請參閱第1圖,其繪示依據本發明一實施例之一電源共享裝置100的示意圖,電源共享裝置100包含控制單元102、複數個輸入電源110a~110d、複數個調節器(regulator)104a~104d、複數個反饋電路106a~106d和負載108。
在一些實施例中,控制單元可為微控制器(micro control unit,MCU)、中央處理器(central processing unit,CPU)或其他控制裝置。
在一些實施例中,調節器可為降壓調節器、繼電器、電源晶片或其他相關裝置。
控制單元102耦接至不同的調節器104a~104d及反饋電路106a~106d,調節器104a~104d分別耦接於輸入電源110a~110d,且耦接於控制單元102和負載108。
功能上,控制單元102用以產生脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd分別至調節器104a~104d,而控制單元102更設定脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd的工作週期(duty cycle)。其中,脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd之工作週期定義為於一時間週期中,脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd具振幅之時間佔一時間週期之比例,因此,工作週期的大小將進一步影響脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd於一時間週期之平均訊號大小,即為脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd於一時間週期之平均電壓。舉例來說,工作週期為100%之脈衝寬度調變訊號的平均訊號大小將大於工作週期為50%之脈衝寬度調變訊號的平均訊號大小。在其他實施例中,脈衝寬度調變訊號之振幅可為負的或為反向的,此時,週期為100%之脈衝寬度調變訊號的平均訊號大小將小於工作週期為50%之脈衝寬度調變訊號的平均訊號大小。
在本實施例中,調節器104a~104d則用以分別轉 換輸入電源110a~110d成對應之輸出電源,例如,調節器將轉換輸入電源之電壓成為輸出電源之電壓。
在一些實施例中,輸入電源110a~110d可為相同或不同的電源來源。
在一些實施例中,輸入電源之電壓將大於輸出電源之電壓。
反饋電路106a~106d分別耦接於控制單元102產生脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd的輸出端及調節器104a~104d產生輸出電源的輸出端之間。
操作上,系統開機時,控制單元102產生之脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd均具第一工作週期,如前所述,脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd會因其工作週期而產生於一時間週期之平均電壓,可以認為是基於第一工作週期下的回授電壓。隨後於供電週期開始時,控制單元102將輪替地調整脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd之工作週期成第二工作週期,此時也會對應改變原先對應的回授電壓。
舉例來說,先調整脈衝寬度調變訊號PWMa由原本的第一工作週期改變為較小的第二工作週期,此時,脈衝寬度調變訊號PWMa之平均訊號大小將降低,即脈衝寬度調變訊號PWMa之回授電壓降低,進而使調節器104a升高輸出電源的電壓並藉由反饋電路106a以補償較低回授電壓的脈衝寬度調變訊號PWMa,因調節器104a之輸出電源的電壓將略高於其他調節器104b~104d之輸出電源的電壓,故調節器104a將主導輸出一輸出電源至負載108。隨後一 段時間後,將脈衝寬度調變訊號PWMa回復至原先的第一工作週期,並將依序選擇調整另一脈衝寬度調變訊號PWMb~PWMd成為第二工作週期,藉以使得被對應選擇的調節器輪替提供電源,達成穩定之電源供應。在後續段落中將詳細地說明電源共享裝置100升高輸出電源之原理。
請一併參照第2A圖,其繪示第1圖中調節器104a及反饋電路106a等的示意圖。而第1圖中其餘調節器104b~104d及反饋電路106b~106d均可類比於第2A圖中調節器104a及反饋電路106a的內部架構及連接關係。
如2A圖所示,調節器104a包含第一輸入端in1a、第二輸入端in1b和輸出端out1,第一輸入端in1a耦接於輸入電源110a,第二輸入端in1b耦接於控制單元102,其上之電壓為回授電壓Vfb,輸出端out1耦接於負載108。
反饋電路106a則由電阻R1和電阻R2構成,電阻R1的一端耦接於調節器104a的輸出端out1,電阻R1的另一端耦接於電阻R2的一端以及第二輸入端in1b,電阻R2的另一端接地或是耦接於一負壓(未繪示)。
操作上,調節器104a藉由反饋電路106a放大參考電壓Vref(未繪示)並輸出具電壓Vout之輸出電源至輸出端out1,即Vout=Vref*(1+R1/R2)。另一方面,因調節器104a於操作時,會維持回授電壓Vfb和參考電壓Vref的電壓大小會相同,即Vref=Vfb,故當回授電壓Vfb和參考電壓Vref不同時,調節器104a會藉由調整電壓Vout使得回授電壓Vfb和參考電壓Vref的大小相同。
在一些實施例中,參考電壓Vref可為使用者所設定。舉例來說,當R1為2K,R2為1k時,欲調節Vout為一12V之電壓Vout,將設定Vref為一3V之參考電壓。
實際應用上,於系統開機時,控制單元102輸出之脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd均具第一工作週期。隨後,於一供電週期開始時,控制單元102調整脈衝寬度調變訊號PWMa之工作週期,即由原先的第一工作週期轉變為較小的第二工作週期。例如脈衝寬度調變訊號PWMa的工作週期由80%降至20%,如前所述,脈衝寬度調變訊號會因其工作週期而產生於一時間週期之平均電壓,可以認為是基於特定工作週期下的回授電壓。
在一些實施例中,另配置反相器(未繪示)於控制單元102與調節器104a~104d之間,於供電週期開始時,控制單元102調整脈衝寬度調變訊號PWMa原先的第一工作週期為較大的第三工作週期。例如脈衝寬度調變訊號PWMa的工作週期由30%升至70%。
因此,本實施例中,當脈衝寬度調變訊號PWMa的工作週期降低時,因脈衝寬度調變訊號PWMa具振幅所對應的時間變小,使得脈衝寬度調變訊號PWMa的平均電壓或回授電壓降低,導致第二輸入端in1b之回授電壓Vfb降低,而調節器104a為使第二輸入端in1b之回授電壓Vfb升回至原先參考電壓Vref,調節器104a會將輸出端out1的電壓Vout提高,並經由反饋電路106a回授至第二輸入端in1b,使第二輸入端in1b之回授電壓Vfb提高至參考電 壓Vref以補償脈衝寬度調變訊號PWMa之平均電壓降低帶來的影響。
此時,因調節器104a增加輸出端out1的電壓Vout以拉高回授電壓Vfb,進而使調節器104a之輸出端out1的電壓Vout微幅大於其餘調節器104b~104d之輸出端的電壓。據此,當脈衝寬度調變訊號PWMa的工作週期切換為第二工作週期時,主要由調節器104a輸出電源至負載108,例如於此實施例中,此時負載108上通過的負載電流主要由調節器104a提供。
在一些實施例中,控制單元102產生脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd的接口,可分別耦接於低通濾波器的一端,而低通濾波器的另一端則耦接於各個調節器104a~104d的第二輸入端in1b及反饋電路106a~106d。
同上述輸出電源之原理,當其他調節器104b~104d之脈衝寬度調變訊號PWMb~PWMd的工作週期由第一工作週期切換為第二工作週期時,將由相對應之調節器104b、104c或104d輸出電源至負載108。
再者,為進一步說明控制單元102如何產生脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd以使調節器104a~104b輪替地輸出電源,請一併參閱第2B圖,第2B圖係繪示第1圖中控制單元102產生之脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd的時序圖,如第2B圖所示,供電週期包含複數個子區間(0~t1,t1~t2,t2~t3,t3~t4),產生於每一子區間內之脈衝寬度調變訊號預設具有第一工作週期,而控制單元102於每一 子區間中使其中一個脈衝寬度調變訊號具有第二工作週期,基於上述輸出電源之原理,對應第二工作週期之脈衝寬度調變訊號的調節器將輸出一輸出電源,因而達成分時多工電源共享,並使每一調節器之功率消耗能夠有效地下降。舉例來說:若有四個調節器104a~104d輪替地輸出電源時,相較於採用單一調節器,每一調節器只需消耗原本功率的四分之一。
在一些實施例中,控制單元102亦可調整脈衝寬度調變訊號PWMa~PWMd之頻率、工作週期及訊號大小以克服調節器間於特性上之落差。
第3圖係繪示依據本發明另一實施例之一電源共享裝置300的示意圖。電源共享裝置300中之控制單元302、調節器304a~304d、反饋電路306a~306d、負載308、輸入電源310a~310於連接及操作上均可對應至第1圖電源共享裝置100中的元件,即控制單元102、調節器104a~104d、反饋電路106a~106d、負載108、輸入電源110a~110。此外,反饋電路306a~306d可類比於第2圖中之反饋電路106a之內部結構及連接關係。此外,另一實施例之電源共享裝置300更包含分壓電路312a~312d和開關314a~314d。
分壓電路312a~312d係分別耦接於調節器304a~304d之輸出端與控制單元302之間,用以分壓調節器304a~304d之輸出端電壓,以供控制單元302週期性地偵測每一調節器304a~304d之輸出端電壓,進而判斷調節器304a ~304d是否有效,並統計調節器304a~304d之一有效數量。在一些實施例中,分壓電路312a~312d可省略,即將每一調節器304a~304d之輸出端電性連接於控制單元302。
開關314a~314d係分別耦接於調節器304a~304d之輸出端與負載308之間,並在每一供電週期結束時,使控制單元302可週期性地偵測每一調節器304a~304d之輸出端電壓。進一步來說,當供電週期結束時,開關314a~314d將打開(即開路),使控制單元302能偵測每一調節器304a~304d之輸出端電壓;當一供電週期開始時,開關314a~314d將關閉(即電性連接調節器的輸出端和負載308),使調節器304a~304d能輪替地輸出電源至負載308上。
為進一步說明調節器304a~304d及分壓電路312a~312d之連接關係及細部架構,請參閱第4A圖,第4A圖係繪示第3圖中調節器304a及分壓電路312a的示意圖。而第3圖中其餘調節器304b~304d及分壓電路312b~312d均可類比於第4A圖中調節器304a及分壓電316a的內部架構及連接關係。
調節器304a包含第一輸入端in3a、第二輸入端in3b和輸出端out3,第一輸入端in3a耦接於輸入電源310a,第二輸入端in3b耦接於控制單元302,輸出端out3耦接於負載308。
分壓電路312a更包含電阻R3以及電阻R4。電阻R3的一端係耦接於調節器304a之輸出端out3,電阻R3的 另一端係耦接於控制單元302及電阻R4的一端,電阻R4的另一端接地。
分壓電路312a係用以分壓調節器304a之輸出端out3的電壓Vout3以產生分壓電壓Vdiv至控制單元302,而電阻R3和電阻R4的大小將取決於控制單元302輸入端所能承受之電壓範圍。舉例來說,若調節器304a之輸出電源之電壓Vout3為12V,而控制單元304a之輸入端所能承受之最大電壓為1.2V,則可設定R3和R4的比例為11比1,使分壓電壓Vdiv及控制單元302之輸入端電壓為1V,以供控制單元302週期性地偵測調節器304a之輸出端out3的電壓Vout3。
操作上,供電週期開始前,控制單元302藉由分壓電路312a~312d認定調節器304a~304d是否有效。進一步來說,可比較一閾值電壓及分壓電路312a產生之分壓電壓Vdiv以判斷調節器304a是否有效,若分壓電壓Vdiv大於閾值電壓,調節器304a為有效;若分壓電壓Vdiv小於閾值電壓,調節器304a為無效。而有效或無效將影響控制單元302輸出之脈衝寬度調變訊號PWMe~PWMh。
再者,一併參閱第3圖及第4B圖,第4B圖繪示第3圖中控制單元302產生之脈衝寬度調變訊號PWMe~PWMh的時序圖。若調節器304b於供電週期前被判斷為無效,於供電週期中,控制單元302將不輸出對應於調節器304b之脈衝寬度調變訊號PWMf。因此,於供電週期中,控制單元302將分別輸出脈衝寬度調變訊號PWMe、PWMg 及PWMh至調節器304a、304c和304d,藉以使調節器304a、304c和304d輪替地輸出電源。
在一些實施例中,調節器304b可能故障或是輸入電源304b不再提供電源。
在一些實施例中,控制單元302持續輸出脈衝寬度調變訊號PWMf,但不調整脈衝寬度調變訊號PWMf之工作週期。
在一些實施例中,若控制單元302藉由分壓電路312b認定調節器304b並非有效,於供電週期中,開關314b將持續開路,且控制單元302將不輸出或不調整脈衝寬度調變訊號PWMf之工作週期。隨後,於下一供電週期前,若調節器304b被認定為有效,下一供電週期開始時將關閉此開關,並開始調整脈衝寬度調變訊號PWMf之工作週期,藉以使調節器304b與其他有效調節器輪替地輸出電源。
再者,為說明電源共享方法的完整流程,請參閱第5圖,係繪示依據第3圖中電源共享裝置之電源共享方法的流程圖。如第5圖所示,當電源共享裝置300開機時(步驟S502),將檢查每一調節器304a~304d是否有效(步驟S504),並統計調節器304a~304d之有效數量。隨後,控制單元302將根據有效數量設定供電週期和子區間的時間參數,並初始一供電週期(步驟S506)。於供電週期中,將輪替地調整有效調節器之脈衝寬度調變訊號至一供電週期結束(S508)。於供電週期結束後,再度檢查每一調節器是否有效(步驟S504)並初始下一供電週期(步驟S506)。
在本發明上述所有實施例中,供電週期可為固定時間長度或非固定時間長度。
在本發明上述所有實施例中,每一子區間所持續的時間為供電週期除以有效數量、供電週期除以有效數量之倍數或固定長度。
功效依據前述實施例可知,應用本案之分時多工電源共享裝置,不僅可降低電源共享裝置於軟體及硬體上的複雜度,也可使調節器的數量於設計上更具彈性。此外,當複數個調節器之一部分調節器因電路老化而故障時,其餘調節器仍可依本發明實現電源共享。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
300‧‧‧電源共享裝置
302‧‧‧控制單元
304a~304d‧‧‧調節器
306a~306d‧‧‧反饋電路
308‧‧‧負載
310a~310d‧‧‧輸入電源
312a~312d‧‧‧分壓電路
314a~314d‧‧‧開關
PWMe~PWMh‧‧‧脈衝寬度調變訊號

Claims (10)

  1. 一種電源共享裝置,應用於複數個輸入電源與一負載,該電源共享裝置包含:一控制單元,產生複數個脈衝寬度調變訊號;複數個調節器,其中每一調節器包含:一第一輸入端,對應接收該些輸入電源其中一者;一第二輸入端,對應接收該些脈衝寬度調變訊號其中一者,並於該第二輸入端上形成一回授電壓,其中該回授電壓為該些脈衝寬度調變訊號其中該者於一時間週期內的平均電壓;以及一輸出端,選擇性地輸出一輸出電源;以及複數個反饋電路,每一反饋電路耦接於每一調節器之該第二輸入端及該輸出端之間;其中,每一調節器之該輸出端共同電性連接於該負載,且根據該些輸入電源及該些脈衝寬度調變訊號各自的一工作週期於一供電週期內輪替地輸出該輸出電源至該負載。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源共享裝置,其中該些脈衝寬度調變訊號各自的該工作週期為一第一工作週期,該供電週期更包含複數個子區間,該控制單元於每一子區間中選擇調整該些脈衝寬度調變訊號其中一者之該工作週期為一第二工作週期,以改變對應之該調節器的該回授電壓,使得對應之該調節器調整其輸出電源,藉以透過 對應之該反饋電路補償該回授電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電源共享裝置,其中該控制單元進一步耦接至每一調節器之該輸出端,該控制單元週期性地偵測每一調節器之該輸出端的該輸出電源,進而判斷該些調節器是否有效,並統計該些調節器之一有效數量。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電源共享裝置,更包含複數個分壓電路,該些分壓電路分別耦接於每一調節器之該輸出端與該控制單元之間,該控制單元透過該些分壓電路週期性地偵測每一調節器之該輸出電源,進而判斷該些調節器是否有效,並統計該些調節器之一有效數量;其中,每一分壓電路提供每一輸出電源之一分壓電壓至該控制單元,當該分壓電壓大於一閾值電壓時,該分壓電壓對應之調節器判斷為一有效調節器;當該分壓電壓小於該閾值電壓時,該分壓電壓對應之調節器判斷為一無效調節器,且控制單元不調整或不輸出對應於該無效調節器之脈衝寬度調變訊號的工作週期。
  5. 如申請專利範圍第3至4項中任一者所述之電源共享裝置,其中,該供電週期包含複數個子區間,每一子區間所持續的時間為該供電週期除以該有效數量、該供電週期除以該有效數量之倍數或一固定長度。
  6. 一種電源共享方法,應用於複數個輸入電源與一負載,該電源共享方法包含:提供該些輸入電源與以一控制單元產生之複數個脈衝寬度調變訊號至複數個調節器,其中,該些調節器接收該些輸入電源與該些脈衝寬度調變訊號以產生複數個回授電壓,其中該些回授電壓為該些脈衝寬度調變訊號於一時間週期內的平均電壓;根據該些輸入電源,藉由該些調節器分別產生複數個輸出電源對應於該些脈衝寬度調變訊號;藉由該控制單元調整該些脈衝寬度調變訊號之工作週期;以及於一供電週期內,根據調整後之該些脈衝寬度調變訊號的工作週期,藉由每一調節器輪替地輸出一輸出電源。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電源共享方法,其中,該供電週期更包含複數個子區間,該些脈衝寬度調變訊號的工作週期為一第一工作週期;其中,調整該些脈衝寬度調變訊號之工作週期的步驟包含藉由該控制單元於每一子區間中選擇並調整其中一個脈衝寬度調變訊號之工作週期為一第二工作週期,以改變其中一個調節器的回授電壓;其中,輪替地輸出該輸出電源的步驟包含藉由該其中一個調節器調整對應之輸出電源,以透過一反饋電路補償 該其中一個調節器的回授電壓。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之電源共享方法,其中,提供該些輸入電源與該些脈衝寬度調變訊號的步驟之前,該電源共享方法更包含:藉由該控制單元週期性地偵測每一調節器之該輸出電源以判斷該每一調節器是否有效;以及藉由該控制單元統計該些調節器的一有效數量。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之電源共享方法,其中,提供該些輸入電源與該些脈衝寬度調變訊號的步驟之前,該電源共享方法更包含:藉由該控制單元週期性地偵測每一調節器之該輸出電源的一分壓電壓以判斷該每一調節器是否有效;其中,當該分壓電壓大於一閾值電壓時,該分壓電壓對應之調節器為一有效調節器;當該分壓電壓小於該閾值電壓時,該分壓電壓對應之調節器為一無效調節器;以及藉由該控制單元統計該些調節器之一有效數量;其中,調整該些脈衝寬度調變訊號之工作週期的步驟包含不調整或不輸出對應於該無效調節器之脈衝寬度調變訊號的工作週期。
  10. 如申請專利範圍第8至9項中任一者所述之電源共享方法,其中,該供電週期包含複數個子區間,每一子 區間所持續的時間為該供電週期除以該有效數量、該供電週期除以該有效數量之倍數或一固定長度。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101592744B1 (ko) * 2014-07-28 2016-02-15 현대자동차주식회사 다상 인터리브 컨버터의 전류 제어 방법 및 장치
CN107565798B (zh) * 2016-06-30 2020-02-07 瑞昱半导体股份有限公司 电子装置及输入电压补偿方法
CN106125815A (zh) * 2016-07-22 2016-11-16 张其发 一种电压调整器
CN106712463A (zh) * 2017-01-05 2017-05-24 郑州云海信息技术有限公司 一种均流装置、方法及系统
US10049719B1 (en) * 2017-06-12 2018-08-14 Nanya Technology Corporation Voltage system and method for operating the same
US10665288B2 (en) * 2018-02-26 2020-05-26 Micron Technology, Inc. Memory devices configured to provide external regulated voltages
US10424385B1 (en) * 2018-08-28 2019-09-24 Dell Products L. P. Self-configuring integrated circuit device
CN109655698B (zh) * 2019-02-01 2021-06-11 唐智科技湖南发展有限公司 一种基于电源共享的铁路货车故障诊断系统
CN111124028B (zh) * 2019-11-15 2022-02-18 苏州浪潮智能科技有限公司 一种多路合并供电方法、设备以及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050001597A1 (en) * 2002-09-06 2005-01-06 Intersil Americas Inc. Synchronization of multiphase synthetic ripple voltage regulator
TW201044916A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Richtek Technology Corp Light emitting device driver circuit, light emitting device array controller and control method thereof
TWM399546U (en) * 2010-08-31 2011-03-01 Jia-Hua Wang Multiple-input power supply device with adjustable output power
TW201214936A (en) * 2010-09-21 2012-04-01 Green Solution Tech Co Ltd Multiphase control system and controller
TWM450141U (zh) * 2012-12-05 2013-04-01 Richtek Technology Corp 電源供應電路

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001103753A (ja) * 1999-09-29 2001-04-13 Tdk Corp スイッチング電源装置
US6642631B1 (en) * 2000-10-17 2003-11-04 Semiconductor Components Industries Llc Circuit and method of direct duty cycle current sharing
US6664657B2 (en) * 2001-11-08 2003-12-16 Dell Products L.P. Advanced method for increasing reliability of redundant current-sharing power supplies
US6856283B2 (en) * 2003-02-28 2005-02-15 Raytheon Company Method and apparatus for a power system for phased-array radar
US7002325B2 (en) * 2003-10-20 2006-02-21 Intersil Americas Inc. Clocked cascading current-mode regulator with high noise immunity and arbitrary phase count
US7256571B1 (en) * 2004-10-01 2007-08-14 Nvidia Corporation Power supply dynamic set point circuit
US7256632B2 (en) * 2005-04-20 2007-08-14 Feature Integration Technology Inc. Pulse width modulation (PWM) controlling module and method for adjusting a PWM signal thereof
US7342383B1 (en) * 2005-11-07 2008-03-11 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for smooth DCM-to-CCM transition in a multi-phase DC-DC converter
US8618692B2 (en) * 2007-12-04 2013-12-31 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US7728688B2 (en) * 2006-12-07 2010-06-01 Intel Corporation Power supply circuit for a phase-locked loop
US8120205B2 (en) * 2008-07-18 2012-02-21 Zilker Labs, Inc. Adding and dropping phases in current sharing
US8084884B1 (en) * 2009-07-07 2011-12-27 Google Inc. Adaptive gate drive systems and methods
US8345454B1 (en) * 2009-11-21 2013-01-01 The Boeing Company Architecture and control method for dynamically conditioning multiple DC sources to driven an AC load
CN101719727B (zh) * 2009-12-14 2011-11-09 北京理工大学 一种dc-dc变换器
CN101895200B (zh) * 2010-07-01 2012-10-17 浙江昱能光伏科技集成有限公司 轮替主从分路的交错并联反激变换器
US8878501B2 (en) * 2011-09-01 2014-11-04 Micrel, Inc. Multi-phase power block for a switching regulator for use with a single-phase PWM controller
US9178383B2 (en) * 2012-01-24 2015-11-03 Fca Us Llc Control and diagnostics of multiple electrical generating machines using an external voltage regulator
US9071138B2 (en) * 2013-04-12 2015-06-30 Adaptive Digital Power, Inc. Adaptive digital pulse width modulation generator for buck converters
US9083265B1 (en) * 2013-05-17 2015-07-14 Western Digital Technologies, Inc. Systems and methods for controlling and monitoring multiple fans in conjunction with a single fan controller

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050001597A1 (en) * 2002-09-06 2005-01-06 Intersil Americas Inc. Synchronization of multiphase synthetic ripple voltage regulator
TW201044916A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Richtek Technology Corp Light emitting device driver circuit, light emitting device array controller and control method thereof
TWM399546U (en) * 2010-08-31 2011-03-01 Jia-Hua Wang Multiple-input power supply device with adjustable output power
TW201214936A (en) * 2010-09-21 2012-04-01 Green Solution Tech Co Ltd Multiphase control system and controller
TWM450141U (zh) * 2012-12-05 2013-04-01 Richtek Technology Corp 電源供應電路

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