TWI602051B - 電源供應系統及電源供應方法 - Google Patents

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Description

電源供應系統及電源供應方法
本發明是有關於一種電源管理機制，且特別是有關於一種電源供應系統及電源供應方法。
隨著筆記型電腦等電腦裝置的硬體規格不斷提升，電腦裝置對於電源的需求量也越來越大。例如，未來對於遊戲專用的筆記型電腦來說，電源供應的需求可能上看500瓦(W)。因此，以現有的電源供應器的規格來看，可能需要同時串接兩個以上的電源供應器才有辦法提供足夠的電源供電腦裝置使用。
然而，現有的電源供應架構普遍不支援使用兩個以上的電源供應器來同時供電，也缺乏可以動態切換多個電源供應器之供電路徑的系統架構。
本發明提供一種電源供應系統及電源供應方法，可滿足電子裝置對於不同強度之電源的供應需求。
本發明的一實施例提供一種電源供應系統，其包括目標裝置、電源供應器模組及控制電路。所述控制電路耦接至所述目標裝置與所述電源供應器模組。若所述電源供應器模組不符合預設條件，所述控制電路將所述電源供應器模組提供的電源傳輸至所述目標裝置並禁能所述目標裝置中的子目標裝置。若所述電源供應器模組符合所述預設條件，所述控制電路將所述電源供應器模組提供的所述電源傳輸至所述目標裝置並致能所述子目標裝置。
本發明的另一實施例提供一種電源供應方法，其包括：判斷電源供應器模組是否符合預設條件；若所述電源供應器模組不符合所述預設條件，將所述電源供應器模組提供的電源傳輸至目標裝置並禁能所述目標裝置中的子目標裝置；以及若所述電源供應器模組符合所述預設條件，將所述電源供應器模組提供的所述電源傳輸至所述目標裝置並致能所述子目標裝置。
基於上述，若電源供應器模組不符合預設條件，控制電路除了會將電源供應器模組提供的電源傳輸至目標裝置外，還會進一步禁能目標裝置中的子目標裝置，以避免電子裝置因電源供應不足而無法正常運作。此外，若電源供應器模組符合預設條件，控制電路除了會將電源供應器模組提供的電源傳輸至目標裝置外，還會致能所述子目標裝置，以在電源供應充足的條件下提高電子裝置的運算效能。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是根據本發明的一實施例所繪示的電源供應系統的示意圖。
請參照圖1，電源供應系統10可設置於筆記型電腦、桌上型電腦、工業電腦、智慧型手機或平板電腦等各式具運算功能的電子裝置中。電源供應系統10包括目標裝置11、電源供應器模組12及控制電路13。
目標裝置11包含設置有電源供應系統10的電子裝置中任何需要被供電的電子電路或周邊設備，例如，中央處理器、顯示晶片、記憶體、螢幕、各式輸入/輸出介面及/或網路介面卡。目標裝置11包含子目標裝置112。子目標裝置112是指在電子裝置的操作過程中，可以被動態地禁能或致能的電子電路。在此，致能子目標裝置112是指允許目標裝置112被供電(例如，導通連接至子目標裝置112的供電路徑)並且允許目標裝置112參與電子裝置的運作。反之，禁能子目標裝置112則是指不允許目標裝置112被供電(例如，切斷連接至子目標裝置112的供電路徑)並且不允許目標裝置112參與電子裝置的運作。
在一實施例中，電子裝置包含多個顯示晶片，而子目標裝置112是此些顯示晶片中的次要顯示晶片。例如，在某些情況下，若電子裝置的供應電源足以支持電子裝置的主要顯示晶片與至少一個次要顯示晶片的同時運作，次要顯示晶片會被致能(即，次要顯示晶片可與主要顯示晶片同時運作以進行影像處理)，從而提高電子裝置整體的影像處理效能。然而，在某些情況下，若電子裝置的供應電源不足以支持電子裝置的主要顯示晶片與至少一個次要顯示晶片的同時運作，則此次要顯示晶片會被禁能(即，只有主要顯示晶片維持運作以進行影像處理)，以減少目標裝置11整體的耗電需求。
須注意的是，在以下實施例中皆是以電子裝置之次要顯示晶片作為子目標裝置112的範例。然而，在其他未提及的實施例中，子目標裝置112亦可以是指電子裝置中可以反應於當前的電源供應狀態而被動態地禁能或致能的任意電子電路。例如，在一實施例中，子目標裝置112亦可以是中央處理器的某一硬體核心或者電子電路的某一連接介面(例如，USB連接介面)等等。
電源供應器模組12用以提供電子裝置運作所需的電源。電源供應器模組12包含多個電源供應器。在本實施例中，以電源供應器(亦稱為第一電源供應器)121與電源供應器(亦稱為第二電源供應器)122作為電源供應器模組12中多個電源供應器的範例。須注意的是，電源供應器121的電源供應規格可以是與電源供應器122的電源供應規格不同或相同。
控制電路13耦接至目標裝置11與電源供應器模組12。控制電路13用於將電源供應器模組12提供的電源PWR傳輸至目標裝置11。換言之，電源供應器模組12所提供的電源PWR會經由控制電路13而提供至目標裝置11進行供電。
在本實施例中，控制電路13會判斷電源供應器模組12是否符合一預設條件。若電源供應器模組12不符合預設條件，控制電路13除了會將電源供應器模組12提供的電源PWR傳輸至目標裝置11之外，還會禁能目標裝置11中的子目標裝置112。此外，若電源供應器模組12符合預設條件，控制電路13則會將電源供應器模組12提供的電源PWR傳輸至目標裝置11並且會致能子目標裝置112。
在本實施例中，控制電路13是以是否同時偵測到電源供應器模組12中的電源供應器121與電源供應器122來作為判斷電源供應器模組12是否符合預設條件的依據。例如，若控制電路13同時偵測到電源供應器121與電源供應器122(即，電源供應器121與電源供應器122已連接至電子裝置或電源供應系統10)，控制電路13會判定電源供應器模組12符合預設條件。反之，若控制電路13未同時偵測到電源供應器121與電源供應器122(即，電源供應器121或電源供應器122未連接至電子裝置或電源供應系統10)，則控制電路13會判定電源供應器模組12不符合預設條件。此外，對應於電源供應器模組12是否符合預設條件，控制電路13會提供不同的供電路徑，以利用此些供電路徑將電源供應器模組12提供的電源PWR傳輸到目標裝置11。
圖2是根據本發明的一實施例所繪示的利用第一供電路徑來傳輸電源的示意圖。
請參照圖2，電源供應系統20包括目標裝置21、電源供應器模組22及控制電路23。目標裝置21包括系統負載211、顯示晶片212及顯示晶片213。例如，顯示晶片212為電子裝置中的主要顯示晶片，顯示晶片213為電子裝置中用於協助主要顯示晶片進行影像處理的次要顯示晶片，而系統負載211則是電子裝置中其餘需要進行供電的電子電路。
在本實施例中，電源供應器模組22中只有電源供應器221被連接至電源供應系統20。因此，控制電路23會偵測到電源供應器221且未偵測到電源供應器222並且判定電源供應器模組22不符合預設條件。由於控制電路23有偵測到電源供應器221但未偵測到電源供應器222，控制電路23會經由供電路徑(亦稱為第一供電路徑)201將電源供應器221提供的電源(亦稱為第一電源)傳輸至目標裝置21。同時，控制電路23會禁能顯示晶片213。
更具體來看，控制電路23包括致能單元231與開關模組232。致能單元231用以偵測電源供應器模組22中已連接的電源供應器。例如，在本實施例中，致能單元231會偵測到已連接的電源供應器221。開關模組232耦接至電源供應器模組22與目標裝置21並且會在電源供應器模組22與目標裝置21之間形成一或多個供電路徑。
在本實施例中，電源供應器模組22不符合預設條件，因此開關模組232會處在一預設狀態(亦稱為第一狀態)。處於第一狀態的開關模組232會形成供電路徑201與另一供電路徑(亦稱為第二供電路徑)。須注意的是，關於第二供電路徑之說明請參照以下圖3的實施例，在此先略過。
在本實施例中，開關模組232包括彼此耦接的開關單元(亦稱為第一開關單元)2321、開關單元(亦稱為第二開關單元)2322、開關單元(亦稱為第三開關單元)2323及開關單元(亦稱為第四開關單元)2324，其耦接關係如圖2所示。在第一狀態下，開關單元2321與2323會處於關閉狀態(即，電流可以流經開關單元2321與開關單元2323)，並且開關單元2322與2324會處於開啟狀態(即，電流無法流經開關單元2322與開關單元2324)，如圖2所示。因此，在第一狀態下，電源供應器221所提供的電源可以沿著供電路徑201傳輸至目標裝置21，以供電給系統負載211與顯示晶片212。此外，由於顯示晶片213已被禁能，顯示晶片213不會造成額外的電力消耗(或者，顯示晶片213的電力消耗量很少而幾乎可被忽略)。
圖3是根據本發明的一實施例所繪示的利用第二供電路徑來傳輸電源的示意圖。
請參照圖3，在本實施例中，電源供應器模組22中只有電源供應器222被連接至電源供應系統20。因此，控制電路23會偵測到電源供應器222且未偵測到電源供應器221，並且判定電源供應器模組22不符合預設條件。例如，致能單元231會偵測到已連接的電源供應器222。由於控制電路23有偵測到電源供應器222但未偵測到電源供應器221，控制電路23會經由供電路徑202(即，第二供電路徑)將電源供應器222提供的電源(亦稱為第二電源)傳輸至目標裝置21。同時，控制電路23也會禁能顯示晶片213。
在本實施例中，電源供應器模組22不符合預設條件，因此開關模組232也是處於上述第一狀態。處於第一狀態的開關模組232會形成供電路徑202與上述第一供電路徑(即，圖2的供電路徑201)，如圖3所示。因此，在第一狀態下，電源供應器222所提供的電源可以沿著供電路徑202傳輸至目標裝置21，以供電給系統負載211與顯示晶片212。類似地，由於顯示晶片213已被禁能，顯示晶片213不會造成額外的電力消耗(或者，顯示晶片213的電力消耗量很少而幾乎可被忽略)。
圖4是根據本發明的一實施例所繪示的利用第三供電路徑與第四供電路徑來傳輸電源的示意圖。
請參照圖4，在本實施例中，電源供應器模組22中的電源供應器221與電源供應器222皆被連接至電源供應系統20。因此，控制電路23會同時偵測到電源供應器221與電源供應器222並且判定電源供應器模組22符合預設條件。由於電源供應器模組22符合預設條件，控制電路23會經由供電路徑(亦稱為第三供電路徑)203將電源供應器221提供的電源(即，第一電源)傳輸至目標裝置21，並經由供電路徑(亦稱為第四供電路徑)204將電源供應器222提供的電源(即，第二電源)傳輸至目標裝置21。同時，由於電源供應器模組22符合預設條件，控制電路23會致能顯示晶片213。
更具體來看，在本實施例中，致能單元231會同時偵測到已連接的電源供應器221與電源供應器222並產生致能訊號。此致能訊號用於致能顯示晶片213。例如，當顯示晶片213接收到此致能訊號時，顯示晶片213會從禁能狀態切換為待命狀態(或，工作狀態)。或者，此致能訊號亦可被傳送給電子裝置的中央處理器等可用於致能或禁能顯示晶片213的裝置，而此裝置可根據此致能訊號來致能顯示晶片213。
須注意的是，雖然在本實施例中，致能單元231是以一個且閘(AND gate)為例，然而，在其他實施例中，致能單元231還可以是以其他類型的電路元件來實施，只要可用於偵測電源供應器221與電源供應器222之連接並產生相應的致能訊號即可。
在本實施例中，開關模組232也會接收致能單元231產生的致能訊號。響應於此致能訊號，開關模組232會從上述第一狀態切換為另一狀態(亦稱為第二狀態)。處於第二狀態的開關模組232會形成供電路徑203與供電路徑204，如圖4所示。例如，響應於此致能訊號，開關單元2321與2323會從原先的關閉狀態切換為開啟狀態，並且開關單元2322與2324會從原先的開啟狀態切換為關閉狀態。也就是說，在第二狀態下，電流無法流經開關單元2321與開關單元2323，但可以流經開關單元2322與開關單元2324。因此，在第二狀態下，電源供應器221所提供的電源會沿著供電路徑203傳輸至目標裝置21，並且電源供應器222所提供的電源會沿著供電路徑204傳輸至目標裝置21，從而由電源供應器221與電源供應器222合併供電給目標裝置21中的系統負載211、顯示晶片212及顯示晶片213。
須注意的是，圖2至圖4的實施例雖然已清楚繪示了開關模組232中各個開關單元2321~2324在電源供應系統20中的耦接關係。但是，在其他未提及的實施例中，開關單元2321~2324在電源供應系統20中的耦接關係亦可以被改變，而不限於圖2至圖4的耦接關係。在一實施例中，開關單元2321~2324中的每一者可例如包括一或多個電晶體等具有開關功能的電子元件。此外，更多的開關單元等電子電路元件亦可以被加入至電源供應系統20中，只要電源供應系統20中用於傳輸電源的路徑規畫符合上述條件即可。
此外，在可被禁能的子目標裝置為次要顯示晶片的實施例中，設置有電源供應系統10(或20)的電子裝置通常具有螢幕，以作為顯示晶片所處理之影像資料的顯示介面。
圖5是根據本發明的一實施例所繪示的電源供應方法的流程圖。
請參照圖5，在步驟S501中，判斷電源供應器模組是否符合預設條件。若所述電源供應器模組不符合預設條件，在步驟S502中，將電源供應器模組提供的電源傳輸至目標裝置並禁能目標裝置中的子目標裝置。此外，若電源供應器模組符合預設條件，在步驟S503中，將電源供應器模組提供的電源傳輸至目標裝置並致能所述子目標裝置。
然而，圖5中各步驟已詳細說明如上，在此便不再贅述。值得注意的是，圖5中各步驟可以實作為多個程式碼或是電路，本發明不加以限制。此外，圖5的方法可以搭配以上範例實施例使用，也可以單獨使用，本發明不加以限制。
綜上所述，本發明的電源供應系統與電源供應方法，可根據電源供應器模組是否符合預設條件，來適應性地調整電源的供應路徑以及決定是否致能目標裝置中特定的子目標裝置。例如，此子目標裝置可以是目標裝置中運作所需的耗電量高於一預設值的電子電路或任意預先設定的電子電路。藉此，在電源供應量較低的情況下(例如，僅連接一個電源供應器)，本發明可避免電子裝置因電源供應不足而無法正常運作。或者，在電源供應量充足的情況下(例如，同時連接兩個以上的電源供應器)，本發明亦可提高電子裝置的運算效能。藉此，本發明可在電源供應與電子裝置之效能之間取得平衡。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、20‧‧‧電源供應系統
11、21‧‧‧目標裝置
12、22‧‧‧電源供應器模組
121、122、221、222‧‧‧電源供應器
13、23‧‧‧控制電路
PWR‧‧‧電源
211‧‧‧系統負載
212、213‧‧‧顯示晶片
231‧‧‧致能單元
232‧‧‧開關模組
2321~2324‧‧‧開關單元
201~204‧‧‧供電路徑
S501~S503‧‧‧步驟
圖1是根據本發明的一實施例所繪示的電源供應系統的示意圖。 圖2是根據本發明的一實施例所繪示的利用第一供電路徑來傳輸電源的示意圖。 圖3是根據本發明的一實施例所繪示的利用第二供電路徑來傳輸電源的示意圖。 圖4是根據本發明的一實施例所繪示的利用第三供電路徑與第四供電路徑來傳輸電源的示意圖。 圖5是根據本發明的一實施例所繪示的電源供應方法的流程圖。
S501~S503‧‧‧步驟

Claims (6)

  1. 一種電源供應系統，包括：一目標裝置；一電源供應器模組；以及一控制電路，耦接至該目標裝置與該電源供應器模組，其中該電源供應器模組包括一第一電源供應器與一第二電源供應器，其中若該控制電路偵測到該第一電源供應器且未偵測到該第二電源供應器，該控制電路經由一第一供電路徑將該第一電源供應器提供的一第一電源傳輸至該目標裝置，並禁能該目標裝置中的一子目標裝置，其中若該控制電路偵測到該第二電源供應器且未偵測到該第一電源供應器，該控制電路經由一第二供電路徑將該第二電源供應器提供的一第二電源傳輸至該目標裝置，並禁能該子目標裝置，其中若該控制電路同時偵測到該第一電源供應器與該第二電源供應器，該控制電路經由一第三供電路徑將該第一電源傳輸至該目標裝置，經由一第四供電路徑將該第二電源傳輸至該目標裝置，並致能該子目標裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電源供應系統，其中該控制電路包括：一致能單元；以及一開關模組，耦接至該致能單元， 其中若該控制電路未同時偵測到該第一電源供應器與該第二電源供應器，該開關模組處於一第一狀態，其中處於該第一狀態的該開關模組形成該第一供電路徑與該第二供電路徑，其中若該控制電路同時偵測到該第一電源供應器與該第二電源供應器，該致能單元產生一致能訊號，並且該開關模組響應於該致能訊號而切換至一第二狀態，其中處於該第二狀態的該開關模組形成該第三供電路徑與該第四供電路徑。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的電源供應系統，其中該開關模組包括一第一開關單元、一第二開關單元、一第三開關單元及一第四開關單元，其中在該第一狀態下，該第一開關單元與該第三開關單元處於一關閉狀態並且該第二開關單元與該第四開關單元處於一開啟狀態以形成該第一供電路徑與該第二供電路徑，其中在該第二狀態下，該第一開關單元與該第三開關單元處於該開啟狀態並且該第二開關單元與該第四開關單元處於該關閉狀態以形成該第三供電路徑與該第四供電路徑。
  4. 一種電源供應方法，包括：判斷是否偵測到一電源供應器模組中的一第一電源供應器與一第二電源供應器；若偵測到該第一電源供應器且未偵測到該第二電源供應器， 經由一第一供電路徑將該第一電源供應器提供的一第一電源傳輸至一目標裝置，並禁能該目標裝置中的一子目標裝置；若偵測到該第二電源供應器且未偵測到該第一電源供應器，經由一第二供電路徑將該第二電源供應器提供的一第二電源傳輸至該目標裝置，並禁能該子目標裝置；以及若同時偵測到該第一電源供應器與該第二電源供應器，經由一第三供電路徑將該第一電源傳輸至該目標裝置，經由一第四供電路徑將該第二電源傳輸至該目標裝置，並致能該子目標裝置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的電源供應方法，更包括：若未同時偵測到該第一電源供應器與該第二電源供應器，使一開關模組處於一第一狀態，其中處於該第一狀態的該開關模組形成該第一供電路徑與該第二供電路徑；以及若同時偵測到該第一電源供應器與該第二電源供應器，產生一致能訊號，並且響應於該致能訊號而將該開關模組切換至一第二狀態，其中處於該第二狀態的該開關模組形成該第三供電路徑與該第四供電路徑。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的電源供應方法，其中該開關模組包括一第一開關單元、一第二開關單元、一第三開關單元及一第四開關單元，其中在該第一狀態下，該第一開關單元與該第三開關單元處於一關閉狀態並且該第二開關單元與該第四開關單元處於一開啟狀態，以形成該第一供電路徑與該第二供電路徑， 其中在該第二狀態下，該第一開關單元與該第三開關單元處於該開啟狀態並且該第二開關單元與該第四開關單元處於該關閉狀態，以形成該第三供電路徑與該第四供電路徑。
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