TWI633731B - 電力設備及系統與供電方法 - Google Patents

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Abstract

本案描述一種設備，其包含：變壓器；第一整流器；及第二整流器，其中第一整流器耦接至變壓器，以使得第一整流器將經調節電源提供至第一電力供應節點且第二整流器將未經調節電源提供至第二電力供應節點。

Description

電力設備及系統與供電方法
本發明係有關於適用於多種電力模式之電力供應單元。
發明背景
伺服器平臺可在多種電力模式下運作。舉例而言，在基於英特爾®(Intel®)架構(IA)之平臺中，睿頻加速(Turbo Boost)技術(也稱為Turbo電力模式)用以提供高運算性能，而同時仍保持合理的熱設計輪廓。用於提供Turbo電力模式(或針對未基於英特爾之平臺的任何其他高電力模式)所需之額外供應的一種方式在於超規格設計電力供應單元(PSU)以使得PSU可提供更多電力容量。
舉例而言，正常PSU可供應1200W之電力，且可經超規格設計以提供1500W之電力，從而適應高電力模式(諸如Turbo電力模式)中之操作。然而，超規格設計PSU會增加PSU之大小及成本。用於增加PSU之能力以提供更多電力的另一種方式在於附加額外輸出電容，以支援高電力模式(例如，Turbo電力模式)之峰值電力要求。藉由使用較大電容器而增加電容會增加PSU之材料清單(BOM)成本(例如， 其可能在PSU之成本上附加額外6美元)。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種設備，其包含：一變壓器；一第一整流器；及一第二整流器，其中該第一整流器耦接至該變壓器，以使得該第一整流器將一經調節電源提供至一第一電力供應節點且該第二整流器將一未經調節電源提供至一第二電力供應節點。
100‧‧‧高階層系統
101、501‧‧‧電力供應單元
102‧‧‧負載
103‧‧‧負載-1
104‧‧‧負載-2
200、400、420‧‧‧詳細階層架構
201‧‧‧一次側轉換單元
202、402‧‧‧變壓器
203、204、404‧‧‧二次側整流器
L1、L2、L3‧‧‧電感器
C1、C2‧‧‧輸出電容器
Vout1‧‧‧第一電力供應節點/第一電源
Vout2‧‧‧第二電力供應節點/第二電源
300‧‧‧伺服器機架
401、430‧‧‧能量轉移單元
Ts1、Ts2‧‧‧線圈
431‧‧‧控制邏輯
S1‧‧‧開關
500‧‧‧架構
502、504‧‧‧轉換器
503‧‧‧整流器
505‧‧‧匯流排轉換器
506‧‧‧中間電力匯流排
601、602、603、604‧‧‧方塊
1600‧‧‧運算裝置
1610‧‧‧第一處理器
1620‧‧‧音訊子系統
1630‧‧‧顯示子系統
1632‧‧‧顯示介面
1640‧‧‧I/O控制器
1650‧‧‧電力管理件
1660‧‧‧記憶體子系統
1670‧‧‧連接性
1672‧‧‧蜂巢式連接性
1674‧‧‧無線連接性
1680‧‧‧周圍連接
1682‧‧‧其他運算裝置
1684‧‧‧周圍裝置
1690‧‧‧處理器
自本文給出之詳細說明及本揭露內容之多種實施例之附圖中將更為充分地理解本揭露內容之實施例，然而，該詳細說明及該等附圖不應視為將本揭露內容限制於具體實施例，而是僅出於解釋及理解之目的。
圖1示出根據本揭露內容之一些實施例的高階層系統，其具有提供經調節與未經調節電源之電力供應單元(PSU)。
圖2示出根據本揭露內容之一些實施例的、圖1之PSU之詳細階層架構。
圖3示出根據本揭露內容之一些實施例的伺服器機架，其具有複數個伺服器及用於提供經調節與未經調節電源之電力供應單元。
圖4A示出根據本揭露內容之一些實施例的、圖1中之具有能量轉移單元之PSU的詳細階層架構。
圖4B示出根據本揭露內容之一些實施例的、圖1中之具有能量轉移單元及兩組二次側線圈之PSU的詳細階 層架構。
圖4C示出根據本揭露內容之一些實施例的能量轉移單元。
圖5示出根據本揭露內容之一些實施例的、具有PSU之系統，該PSU具有用於產生經調節與未經調節電源之中間未經調節電壓匯流排。
圖6示出根據本揭露內容之一些實施例的、用於提供經調節與未經調節電源之方法的流程圖。
圖7示出根據本揭露內容之一些實施例的智慧裝置或電腦系統或晶片上系統(SoC)，該智慧裝置或電腦系統或SoC具有提供經調節與未經調節電源之PSU。
較佳實施例之詳細說明
一些實施例描述一種具有電力供應單元(PSU)之系統，該PSU自第一整流器提供經調節電源且自第二整流器提供未經調節電源。在一些實施例中，未經調節電源用以在高電力模式(例如，Turbo電力模式)中將較高電源提供至一或多個負載，而不會影響經調節電源位準。
在一些實施例中，PSU包括耦接至轉換單元之變壓器。在一些實施例中，轉換單元為將交流(AC)電源轉換成直流(DC)電源之主要轉換單元。在一些實施例中，此DC電源係由變壓器逐步降低。在一些實施例中，PSU包含至少兩個整流器，各自耦接至變壓器，以使得該等整流器之一者接收逐步降低之DC電源且將經調節電源提供至第一 電力供應節點，而另一整流器亦接收逐步降低之DC電源且將未經調節電源提供至第二電力供應節點。
在一些實施方案中，第一電力供應節點耦接至需要經調節電源以用於適當操作之一或多個負載(例如，風扇、冷卻單元、硬碟驅動機等)。在一些實施例中，第二電力供應節點經由可在高電力模式(例如，Turbo電力模式)中於較高電源上運作之電壓調節器(VR)而耦接至一或多個負載(例如，處理器、記憶體、圖形卡等)。
該等多種實施例存在許多技術效果。一些實施例之一個技術效果在於，PSU可(例如，在Turbo電力模式中)視需要提供高電源，而不會損害提供至期望經調節電源之其他負載的電源(亦即，當提供未經調節電源之節點上需要較高電源時，不會在經調節電源上看到電壓下落)。與經超規格設計以提高較高供應(例如，1500W之電力)從而適應單一電力供應節點上之高電力模式(諸如Turbo模式)的傳統PSU相比而言，一些實施例將電源分為兩個電力供應路徑，且避免PSU之超規格設計，從而節約BOM成本。
在下文說明中，論述眾多細節以提供本揭露內容之實施例之更為全面的解釋。然而，熟習此項技術者將顯而易見，本揭露內容之實施例可在沒有此等具體細節之情況下進行實踐。在其他情況下，以方塊圖形式而非詳細地展示出熟知的結構及裝置以避免使本揭露內容之實施例難以理解。
應注意，在實施例之對應附圖中，訊號係以線表 示。一些線可較粗以指示更多組成訊號路徑，及/或在一或多個末端處具有箭頭以指示主要信息流動方向。此等指示並非意欲具有限制性。相反地，該等線係結合一或多個例示性實施例而使用，以有助於更輕易地理解電路或邏輯單元。設計需求或偏好所表達之任何表示訊號實際上均可包含可在任一方向上穿行且可利用任何合適類型訊號方案加以實施的一或多個訊號。
在本說明書之通篇中及申請專利範圍中，術語「連接」意謂所連事物之間的直接電氣連接，而不存在任何中間裝置。術語「耦接」意謂所連事物之間的直接電氣連接或經由一或多個被動或主動中間裝置之間接連接。術語「電路」意謂經佈置以相互合作而提供預期功能之一或多個被動及/或組件。術語「訊號」意謂至少一個電流訊號、電壓訊號或資料/時脈訊號。「一」或「該」之意義包括複數引用形式。「在...中」之意義包括「在...中」及「在...上」。
術語「定標」一般而言係指將設計(示意圖及佈局)自一個流程技術轉換為另一流程技術且隨後在佈局面積上加以減小。術語「定標」一般而言亦指縮減同一技術節點內之佈局及裝置的大小。術語「定標」亦可指相對於另一參數(例如，電力供應位準)而調整(例如，減慢或加快，亦即，分別按比例降低或按比例加大)訊號頻率。術語「大體上」、「接近」、「大約」、「近乎」及「約」一般而言係指處於目標值之+/-20%內。
出於實施例之目的，多種電路或邏輯塊中之電晶 體為金屬氧化物(MOS)半導體電晶體，其包括汲極、源極、閘極及塊體端子。該等電晶體亦包括三閘鰭式場效(FinFET)電晶體、周遭閘極圓柱形電晶體、穿隧場效電晶體(TFET)、方形電線或矩形帶狀電晶體或實施電晶體功能性之其他裝置，諸如碳奈米管或自旋電子裝置。MOSFET對稱源極與汲極端子亦為完全相同的端子且在此可互換使用。另一方面，TFET裝置具有非對稱源極與汲極端子。熟習此項技術者將瞭解，可在不脫離本揭露內容之範疇的情況下使用其他電晶體，例如，雙極結型電晶體-BJT PNP/NPN、BiCMOS、CMOS、eFET等。
除非另有說明，否則用以描述共用物件之序數形容詞「第一」、「第二」、「第三」等之使用僅指示相同物件之不同實例正被涉及到，且並非意欲暗示如此描述的物件在時間上、空間上、秩序上或以任何其他方式必須按給定的順序。
圖1示出根據本揭露內容之一些實施例的高階層系統100，其具有提供經調節與未經調節電源之PSU。在一些實施例中，系統100包含PSU 101、第一電力供應節點、第二電力供應節點及負載102。在一些實施例中，PSU 101接收AC或DC電源，並在第一電力供應節點上產生經調節DC電源且在第二電力供應節點上產生未經調節DC電源。在一些實施例中，負載102耦接至第一及第二電力供應節點。在一些實施例中，可存在一個以上並聯運作之PSU 101以向多個並聯負載102進行供應。
雖然係參考作為伺服器之負載102而描述多種實施例，但是負載102可為具有不同類型負載之其他負載，諸如處理器系統(例如，平板電腦、智慧裝置)。在一些實施例中，負載-1 103為需要或想要經調節電源以進行最佳操作之負載。負載-1 103之示例包括諸如風扇之冷卻媒介、硬碟驅動機等。在一些實施例中，第一電力供應節點耦接至負載-1 103。在一些實施例中，第一電力供應節點上之經調節電源嚴格地在緊密範圍(例如，+/-5%)內進行調節。
在一些實施例中，負載-2 104為可在高電力供應模式(例如，Turbo模式)中於較高電力供應位準下運作之負載。負載-2 103之示例包括用於向中央處理單元(CPU)供電之電壓調節器(VR)及DC-DC轉換器、晶片上系統(SoC)處理器、耦接成鏈形或環形之複數個處理器等。在一些實施例中，第二電力供應節點耦接至負載-2 104。在一些實施例中，當賦能高電力模式時，允許第二電力供應節點上之未經調節電源瞬時下落很多(因為其未經調節)。
在一些實施例中，系統100為完全集體系統，以使得PSU 101及負載102處於同一母板或晶粒上。在一些實施例中，PSU 101與負載102相分離，原因在於PSU為具有其自身封裝之分離集體電路。
圖2示出根據本揭露內容之一些實施例的、圖1之PSU 101之詳細階層架構200。應指出的是，圖2中與任何其他圖式之元件具有相同元件符號(或名稱)之彼等元件可按類似於所述方式之任何方式進行運作或發揮功用，但並 不受限於此。
在一些實施例中，PSU 101包含一次側轉換單元201、變壓器202、二次側整流器203及204、電感器L1及L2以及輸出電容器C1及C2。在一些實施例中，一次側轉換單元201自AC或DC電力供應源接收AC電源並產生高頻AC電源。一次側轉換單元201包含整流器、相位頻率控制器、全橋拓撲轉換電路等。在一些實施例中，來自一次側轉換單元201之AC電源係由變壓器202之一次側線圈(亦即，線圈(coils))接收。在一些實施例中，變壓器202在變壓器202之二次線圈處逐步降低AC電源。
在一些實施例中，兩個整流器(203及204)耦接至變壓器202的二次側，以使得第一整流器(亦即，二次側整流器203)用以將整流電壓提供至第一電感器L1，而第二整流器(亦即，二次側整流器204)用以將整流電壓提供至第二電感器L1。在一些實施例中，二次側整流器203包括兩個整流電路或裝置(例如，二極體)，以使得其中之一者耦接至變壓器202之二次側線圈之第一端子且其中之另一者耦接至變壓器202之二次側線圈之第二端子。
在一些實施例中，二次側整流器204包括兩個整流電路或裝置(例如，二極體)，以使得其中之一者耦接至變壓器202之二次側線圈之第一端子且其中之另一者耦接至變壓器202之二次側線圈之第二端子。在此實施例中，二次側整流器203及204共用變壓器202之同一二次側線圈。在一些實施例中，二次側整流器203及204耦接至變壓器202之不 同二次側，其中該等不同二次側具有不同數目的線圈。
在一些實施例中，電感器L1之第一端子耦接至二次側整流器203，且電感器L1之第二端子耦接至Vout1(在此亦稱為第一電力供應節點)。在此，用於節點及彼等節點上之訊號的標號可互換使用。舉例而言，Vout1可視句子之上下文而指代Vout1節點或電源Vout1。在一些實施例中，電容器C1耦接至Vout1及接地。在一些實施例中，Vout1提供經調節電源(亦稱為第一電源)，該經調節電源(經由反饋路徑)反饋至一次側轉換單元201以調節第一電源。在一些實施例中，第一電源(例如，12V)緊密地加以調節(例如，+/-5%)。
在一些實施例中，電感器L2之第一端子耦接至二次側整流器204，且電感器L2之第二端子耦接至Vout2(亦稱為第二電力供應節點)。在一些實施例中，電容器C2耦接至Vout2及接地。在一些實施例中，Vout2提供未經調節電源(亦稱為第二電源)。在一些實施例中，第二電源進行間接調節(亦即，微弱調節)，因為其係自調節第一電源之一次側轉換單元201的輸出得到。在一些實施例中，在Vout2與一次側轉換單元201之間不提供反饋路徑，因此Vout2電源(例如，12V)在技術上未經調節且可在瞬時負載增加過程中下落(例如，可歸因於Turbo模式開始處之電壓下落而自12V下降至6V)。
圖3示出根據本揭露內容之一些實施例的伺服器機架300，其具有複數個伺服器及用於提供經調節與未經調 節電源之電力供應單元。應指出的是，圖3中與任何其他圖式之元件具有相同元件符號(或名稱)的彼等元件可按類似於所述方式的任何方式進行運作或發揮功用，但並不受限於此。
在一些實施例中，伺服器機架300包括具有一或多個電力供應單元(諸如PSU 101)之電力區帶、具有複數個伺服器(亦即，負載102)之伺服器區帶及具有路由器之交換區帶。在一些實施例中，PSU 101在兩個分離電節點(或匯流排條)上提供第一及第二電源。此等節點(包括接地(GND)節點)將第一及第二電源提供至每一托架(亦即，托架1至N，其中N為整數)，其中每一托架包括具有一或多個處理器之伺服器。在一些實施例中，在高電力模式中，第一電源仍為經調節的，而第二電源可瞬時下落。
圖4A示出根據本揭露內容之一些實施例的詳細階層架構400，其具有圖1之耦接至能量轉移單元的PSU 101。應指出的是，圖4A中與任何其他圖式之元件具有相同元件符號(或名稱)的彼等元件可按類似於所述方式的任何方式進行運作或發揮功用，但並不受限於此。為了不使圖4A之實施例難以理解，對圖2與圖4A之間的差異加以描述。
在一些實施例中，能量轉移單元401耦接至第一及第二電力供應節點(亦即，Vout1及Vout2)。雖然該等實施例將能量轉移單元401展示為存在於PSU 101之外部，但在一些實施例中，能量轉移單元401為PSU 101之部分。在一些實施例中，能量轉移單元401可經操作以提供自Vout1至 Vout2之單向能量轉移與低阻抗路徑。在一些實施例中，控制訊號(未圖示)由能量轉移單元401接收以致使能量轉移單元401開始能量轉移之操作。
能量轉移單元401之一個技術效果在於，其在高電力模式瞬變中補償第二電源Vout2之下落(亦即，在高電力模式中自Vout1借取能量並提供至Vout2以增強電力供應能力)。在一些實施例中，當Vout1之電壓位準高於閾值(例如，高於正常電壓位準3%)時，控制訊號便觸發能量轉移操作。在此時間中，能量自第一電力供應節點(Vout1)轉移至第二電力供應節點(Vout2)。在一些實施例中，當Vout1之電壓位準低於同一閾值或另一閾值時，控制訊號便致使能量轉移單元401停止能量轉移流程。
在一些實施例中，控制訊號係由感測第一電力供應節點上之電壓的電路產生。在一些實施例中，控制訊號係由感測流經第二電力供應節點之電流方向的電路產生。電流之方向指示電流需求是否已突然增加，且因而電路開始能量轉移之流程。在一些實施例中，產生控制訊號之電路為PSU 101之部分。在一些實施例中，當電路偵測到穿過第二電力供應節點之電流高於其正常電流值時，其便判定高電力模式。
當觸發高電力模式時，PSU 101便根據一些實施例而延長開關工作循環以自一次側轉換單元201轉移更多能量至變壓器202。在此時間中，PSU 101亦致使能量轉移單元401開始自Vout1至Vout2之能量轉移，以進一步幫助第 二電力供應節點(Vout2)滿足較高電力供應需求。在一些實施例中，當穿過第二電力供應節點之電流降落至其正常位準以下時，PSU 101便使能量轉移單元401去能。
圖4B示出根據本揭露內容之一些實施例的詳細階層架構420，其具有圖1之耦接至能量轉移單元之PSU 101，其中PSU 101之變壓器包括兩組二次側線圈。應指出的是，圖4B中與任何其他圖式之元件具有相同元件符號(或名稱)的彼等元件可按類似於所述方式的任何方式進行運作或發揮功用，但並不受限於此。為了不使圖4B之實施例難以理解，對圖2與圖4A之間的差異加以描述。
在一些實施例中，不同組線圈用於變壓器402之二次側。在一些實施例中，用於二次側之一組線圈(Ts1)耦接至二次側整流器203，且用於二次側之另一組線圈(Ts2)耦接至二次側整流器404。二次側整流器404類似於二次側整流器204，除了其輸入並未耦接至二次側整流器203，而是耦接至變壓器402之另一組二次側線圈。將變壓器402之二次側之不同組線圈用於該等兩個整流器(203及404)的一個技術效果在於，更多電力可在高電力模式中提供至第二電源Vout2。
在一些實施例中，Ts2比Ts1具有更多線圈。藉由使Ts2比Ts1具有更多線圈，電容器C2可在第二電力供應節點Vout2上具有較高輸出電壓的情況下儲存更多能量。在一些實施例中，二次側整流器203及404可在沒有能量轉移單元401的情況下耦接至不同組二次線圈。在一些實施例中， 二次側整流器203及404可與能量轉移單元401一起耦接至不同組線圈。
圖4C示出根據本揭露內容之一些實施例的能量轉移單元430(例如，401)。應指出的是，圖4C中與任何其他圖式之元件具有相同元件符號(或名稱)的彼等元件可按類似於所述方式的任何方式進行運作或發揮功用，但並不受限於此。
在一些實施例中，能量轉移單元430包含開關S1、控制邏輯431及電感器L3。在一些實施例中，控制邏輯431接收指示自第一電力供應節點(Vout1)至第二電力供應節點(Vout2)之電流方向的電流感測訊號，並產生開啟/關閉控制訊號以控制開關S1之開啟/關閉。在一些實施例中，當負載-2 104進入高電力模式時，PSU 101便開啟開關S1(例如，藉由向控制邏輯431下達指令)以形成自第一電力供應節點至第二電力供應節點之電氣路徑。
在一些實施例中，電感器L3耦接至開關S1及第二電力供應節點Vout2。在一些實施例中，電感器L3之電感小於電感器L1及L3之電感。具有電感器L3之一個目的係為了避免在一些條件下(例如，當Vout2與Vout1之間的電壓差約為6V時)開關S1上之峰值湧入電流過高，以保護開關S1之運作及完整性。
在一些實施例中，當開關S1開啟時，控制邏輯431監測流動於節點Vout1與Vout2之間的電流方向。在一些實施例中，當控制邏輯431偵測到電流方向之逆轉時，其便致 使開關S1關閉(亦即，自Vout1至Vout2之電氣路徑斷開)。
圖5示出根據本揭露內容之一些實施例的、具有PSU 501之架構500，其中PSU 501具有用於產生經調節與未經調節電源之中間未經調節或經調節電壓匯流排。應指出的是，圖5中與任何其他圖式之元件具有相同元件符號(或名稱)的彼等元件可按類似於所述方式的任何方式進行運作或發揮功用，但並不受限於此。為了不使該等實施例難以理解，對圖5與圖2之間的差異加以描述。
在一些實施例中，架構500包含PSU 501之「m」個實例及轉換器502之「x」個實例。在一些實施例中，PSU 501之「m」個實例的總輸出電力容量應足夠地高以供應轉換器502之「x」個實例所需之總電力。在一些實施例中，PSU 501包含如圖所示耦接於一起之一次側轉換單元201、變壓器202、整流器503、電感器L及輸出電容器C。在一些實施例中，PSU 501之輸出為單一電力軌道(實施為匯流排)，其隨後用以提供兩個電力軌道以管理高電力模式。節點506上之此單一電力軌道(亦即，匯流排)電壓可為經調節或未經調節的，從而充當轉換器502之輸入電力。
在一些實施例中，電感器L耦接至整流器503及中間匯流排節點506。在大型系統中，可能有益的是，在可能無法作為直接合適電壓之較高電壓(例如，48V)下將電力分佈在中間匯流排506上，以便使用降壓轉換器進行直接轉換以產生最終負載電壓。在一些實施例中，來自中間匯流排506之輸出電壓及電流提供至轉換器以產生經調節Vout1(亦 即，第一電源)及未經調節電壓Vout2(亦即，第二電源)。
在一些實施例中，轉換器之「x」個實例包含如圖所示之轉換器504及匯流排轉換器(具有X：1比率)505。在一些實施例中，轉換器504接收中間電力匯流排506上之中間電力且產生經調節Vout1。在一些實施例中，匯流排轉換器505接收中間電力匯流排506上之中間電力且產生未經調節Vout2。在一些實施例中，匯流排轉換器505為DC-DC轉換器。
在一些實施例中，匯流排轉換器505所做之轉換係未經調節的。舉例而言，輸出電壓Vout2按固定比率「X」而跟蹤輸入電壓(例如，當「X」係4時便為48V至12V)。隨著中間匯流排506上之輸入電壓發生改變，輸出電壓Vout2亦會改變。對於想要具有經調節電源之負載而言，轉換器504用以提供經調節輸出電壓Vout1。在此類實施例中，當中間匯流排506上之電壓改變時，輸出電壓Vout1仍保持大體上不變(例如，在+/-5%內進行調節)。架構500針對Vout2提供較寬電壓範圍，以使得耦接至Vout2之下游負載可在高電力模式上運作，而不會導致提供至其他負載之電源Vout1出現下落。
在一些實施例中，轉換器504為降壓轉換器。在一些實施例中，轉換器504為具有大約X：1比率但具有經調節輸出之DC-DC轉換器。在一些實施例中，轉換器504為升降壓轉換器。在此類實施例中，匯流排轉換器505之輸出作為輸入提供至轉換器504，而不是將輸入506提供至轉換器 504。
圖6示出根據本揭露內容之一些實施例的、用於提供經調節與未經調節電源之方法的流程圖600。應指出的是，圖6中與任何其他圖式之元件具有相同元件符號(或名稱)的彼等元件可按類似於所述方式的任何方式進行運作或發揮功用，但並不受限於此。
儘管參考圖6之流程圖中的方塊以特定順序展示，但動作之順序可加以更改。因此，所示出之實施例可按不同順序執行，且一些動作/方塊可並行執行。根據某些實施例，圖6中所列出之方塊及/或操作中之一些為視需要而定的。所呈現之方塊之編號係為了清晰起見，而非意欲規定各方塊必須依該操作次序發生。另外，來自該等多種流程之操作可按各種組合加以使用。
在方塊601處，將經調節電源Vout1自第一二次側整流器203提供至第一電力供應節點Vout1。在方塊602處，將來自第二二次側整流器204或404之未經調節電源Vout2提供至第二電力供應節點Vout2。第一及第二二次側整流器(203及204/404)耦接至變壓器202，正如參考圖2及圖4所示的。往回參看圖6，在方塊603處，AC電源由一次側轉換單元201轉換為用於變壓器202之高頻AC電源。在方塊604處，當耦接至Vout2 104之負載-2進入高電力模式時，能量轉移單元401便可將電力自第一電力供應節點Vout1轉移至第二電力供應節點Vout2。
與流程圖600相關聯且經執行以實施所揭露主題 之實施例的程式軟體代碼/指令可實施為操作系統之部分，或具體應用程式、組件、程式、物件、模組、例行程式，或稱為「程式軟體代碼/指令」、「操作系統程式軟體代碼/指令」、「應用程式軟體代碼/指令」或簡單稱為「軟件」之其他指令序列或指令序列組織，或嵌入於處理器中之韌體。在一些實施例中，與流程圖600相關聯之程式軟體代碼/指令係由PSU 101之控制器執行。
在一些實施例中，與流程圖600相關聯之程式軟體代碼/指令儲存在電腦可執行儲存媒體中且由PSU 101之控制器執行。在此，電腦可執行儲存媒體為可用以儲存程式軟體代碼/指令及資料之有形機器可讀媒體，該等程式軟體代碼/指令及資料在由運算裝置執行時會致使處理器(例如，PSU 101之控制器)執行如針對所揭露主題之一或多個請求項中所陳述的方法。
有形機器可讀媒體可包括將可執行軟體程式代碼/指令及資料儲存於多種有形位置中，包括(例如)ROM、依電性RAM、非依電性記憶體及/或快取記憶體及/或本申請案中參考之其他有形記憶體。此等程式軟體代碼/指令及/或資料之部分可儲存於此等儲存及記憶體裝置之任一者中。此外，程式軟體代碼/指令可自其他儲存設施獲取，包括(例如)經由集中化伺服器或端對端網路及類似網路，包括網際網路。軟體程式代碼/指令及資料之不同部分可在不同時間上且在不同通訊會談中或在同一通訊會談中獲取。
軟體程式代碼/指令(與流程圖600相關聯的)及資 料可在運算裝置執行各別軟體程式或應用程式之前整體獲取。或者，軟體程式代碼/指令及資料之部分可在需要執行時動態獲取，例如，及時地。或者，舉例而言，獲取軟體程式代碼/指令及資料之此等方式的某個組合可(例如)針對不同應用程式、組件、程式、物件、模組、例行程式或其他指令序列或指令序列組織而發生。因此，並不要求資料及指令必須在特定時間實例上整體地處於有形機器可讀媒體上。
有形電腦可讀媒體之示例包括但不限於可記錄及不可記錄式媒體，尤其諸如依電性及非依電性記憶體裝置、唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、快閃記憶體裝置、軟碟及其他可移除碟、磁碟儲存媒體、光學儲存媒體(例如，光碟唯讀記憶體(CD ROM))、數位通用光碟(DVD)等)。軟體程式代碼/指令可暫時儲存於數位有形通訊鏈路中，而同時經由此類有形通訊鏈路實施電氣、光學、聲學或其他形式之傳播訊號，諸如載波、紅外訊號、數位訊號等。
一般而言，有形機器可讀媒體包括以機器(亦即，運算裝置)可存取之形式提供(亦即，以數位形式(例如，資料封包)儲存及/或傳輸)信息的任何有形機構，該有形機構可包括於(例如)通訊裝置、運算裝置、網路裝置、個人數位助理、製造工具、例如iPhone®、Blackberry®、Droid®等行動通訊裝置(無論是否能夠自諸如網際網路之通訊網路下載及運行應用程式及輔助應用程式)或包括運算裝置之 任何其他裝置中。在一個實施例中，基於處理器之系統呈下述各項之形式或包括於下述各項內：PDA、蜂巢式電話、筆記型電腦、平板電腦、遊戲機、機上盒、嵌入式系統、TV、個人臺式電腦等。或者，傳統通訊應用程式及輔助應用程式可用於所揭露主題之一些實施例中。
圖7示出根據本揭露內容之一些實施例的智慧裝置或電腦系統或晶片上系統(SoC)，該智慧裝置或電腦系統或SoC具有提供經調節與未經調節電源之PSU。應指出的是，圖7中與任何其他圖式之元件具有相同元件符號(或名稱)的彼等元件可按類似於所述方式的任何方式進行運作或發揮功用，但並不受限於此。
圖7示出行動裝置之實施例之方塊圖，在該行動裝置中可使用平坦表面介面連接器。在一個實施例中，運算裝置1600表示行動運算裝置，諸如運算平板電腦、行動電話或智慧電話、無線賦能電子閱讀器或其他無線行動裝置。應瞭解，一般展示某些組件，而非此類裝置之所有組件均展示於運算裝置1600中。
在一個實施例中，運算裝置1600包括第一處理器1610，該第一處理器1610具有根據所論述之一些實施例的、提供或致使提供經調節與未經調節電源之PSU(例如，PSU 101、PSU 501)。運算裝置1600之其他塊亦可具有根據一些實施例之提供或致使提供經調節與未經調節電源之PSU(例如，PSU 101、PSU 501)。本揭露內容之多種實施例亦可包含處於1670內之網路介面，諸如無線介面，以使得系統實 施例可併入至例如蜂巢式電話或個人數位助理之無線裝置中。
在一個實施例中，處理器1610(及/或處理器1690)可包括一或多個實體裝置，諸如微處理器、應用處理器、微控制器、可程式化邏輯裝置或其他處理器件。處理器1610所執行之處理操作包括操作平臺或操作系統之執行，在該操作平臺或操作系統上執行應用程式及/或裝置功能。處理操作包括有關於與人類使用者或與其他裝置之間的輸入/輸出(I/O)之操作、有關於電力管理之操作及/或有關於將運算裝置1600連接至另一裝置之操作。處理操作亦可包括有關於音訊I/O及或顯示I/O之操作。
在一個實施例中，運算裝置1600包括音訊子系統1620，其表示硬體(例如，音訊硬體及音訊電路)及軟體(例如，驅動器、編解碼器)組件，該等硬體及軟體組件與提供音訊功能給運算裝置相關聯。音訊功能可包括揚聲器及/或耳機輸出以及麥克風輸入。用於此類功能之裝置可整合至運算裝置1600中或連接至運算裝置1600。在一實施例中，使用者藉由提供音訊命令來與運算裝置1600互動，該等音訊命令由處理器1610接收並處理。
顯示子系統1630表示硬體(例如，顯示器裝置)及軟體(例如，驅動器)組件，該等硬體及軟體組件為使用者提供視覺及/或觸覺顯示器以與運算裝置1600互動。顯示子系統1630包括顯示介面1632，其包括用來提供顯示給使用者之特定螢幕或硬體裝置。在一個實施例中，顯示介面1632 包括與處理器1610分離之邏輯以執行有關於顯示之至少一些處理。在一實施例中，顯示子系統1630包括觸控螢幕(或觸控板)裝置，其提供輸出及輸入兩者給使用者。
I/O控制器1640表示有關於與使用者互動之硬體裝置及軟體組件。I/O控制器1640可操作以管理硬體，該硬體為音訊子系統1620及/或顯示子系統1630之部分。另外，I/O控制器1640說明用於額外裝置之連接點，該等額外裝置連接至運算裝置1600，使用者可經由運算裝置1600與系統進行互動。舉例而言，可附接至運算裝置1600之裝置可包括麥克風裝置、揚聲器或立體聲系統、視訊系統或其他顯示器裝置、鍵盤或小鍵盤裝置或與具體應用程式一起使用之其他I/O裝置，諸如讀卡器或其他裝置。
如上文所提及的，I/O控制器1640可與音訊子系統1620及/或顯示子系統1630互動。舉例而言，經由麥克風或其他音訊裝置之輸入可為運算裝置1600之一或多個應用程式或功能提供輸入或命令。另外，替代顯示輸出或除顯示輸出之外，可提供音訊輸出。在另一示例中，若顯示子系統1630包括觸控螢幕，則顯示器裝置亦充當輸入裝置，其可至少部分地由I/O控制器1640進行管理。在運算裝置1600上亦可存在額外按鈕或開關以提供I/O控制器1640所管理之I/O功能。
在一實施例中，I/O控制器1640管理各種裝置，諸如加速計、攝影機、光感測器或其他環境感測器，或可包括於運算裝置1600中之其他硬體。輸入可為直接使用者 互動之部分，以及提供環境輸入給系統以影響其操作(諸如針對雜訊進行過濾、針對量度偵測而調整顯示器、針對攝影機而應用閃光或其他特徵)。
在一實施例中，運算裝置1600包括電力管理件1650，該電力管理件1650管理電池電力使用、電池之充電以及與電力節省操作有關之特徵。記憶體子系統1660包括用於將信息儲存於運算裝置1600中之記憶體裝置。記憶體可包括非依電性(若通向記憶體裝置之電力中斷，狀態不會發生變化)及/或依電性(若通向記憶體裝置之電力中斷，狀態便為不定的)記憶體裝置。記憶體子系統1660可儲存應用資料、使用者資料、音樂、相片、文檔或其他資料，以及與運算裝置1600之應用程式及功能之執行有關的系統資料(無論是長期的或暫時的)。
實施例之元件亦提供為用於儲存電腦可執行指令(例如，用以實施本文中所論述之任何其他流程的指令)之機器可讀媒體(例如，記憶體1660)。機器可讀媒體(例如，記憶體1660)可包括但不限於快閃記憶體、光碟、CD-ROM、DVD ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁性或光學卡片、相變記憶體(PCM)，或適合於儲存電子或電腦可執行指令之其他類型機器可讀媒體。舉例而言，本揭露內容之實施例可下載為電腦程式(例如，BIOS)，其可經由通訊鏈路(例如，數據機或網路連接)藉助資料訊號而自遠端電腦(例如，伺服器)轉移至請求電腦(例如，用戶端)。
連接性1670包括硬體裝置(例如，無線及/或有線 連接器及通訊硬體)及軟體組件(例如，驅動器、協定堆疊)以賦能運算裝置1600來與外部裝置通訊。運算裝置1600可為分離裝置，諸如其他運算裝置、無線存取點或基地台，以及周圍設備，諸如頭戴耳機、印表機或其他裝置。
連接性1670可包括多個不同類型之連接性。為一般化起見，運算裝置1600示出為具有蜂巢式連接性1672及無線連接性1674。蜂巢式連接性1672一般係指無線載波所提供之蜂巢式網路連接性，諸如經由全球行動通訊系統(GSM)或變型物或派生物、分碼多重存取(CDMA)或變型物或派生物、分時多工(TDM)或變型物或派生物或其他蜂巢式服務標準所提供的。無線連接性(或無線介面)1674係指非蜂巢式的無線連接性，且可包括個人區域網路(諸如藍牙、近場等)、局域網路(諸如Wi-Fi)及/或廣域網路(諸如WiMax)或其他無線通訊。
周圍連接1680包括硬體介面及連接器，以及用於進行周圍連接之軟體組件(例如，驅動器、協定堆疊)。應瞭解，運算裝置1600可為通向其他運算裝置(「至」1682)之周圍裝置以及具有(「自」1684)連接至其的周圍裝置。運算裝置1600通常具有「對接」連接器以連接至其他運算裝置，從而用於諸如管理(例如，下載及/或上傳、改變、同步)運算裝置1600上之內容之目的。另外，對接連接器可允許運算裝置1600連接至某些周圍設備，該等周圍設備允許運算裝置1600控制至(例如)視聽或其他系統之內容輸出。
除專屬對接連接器或其他專屬連接硬體之外，運 算裝置1600亦可經由普通或基於標準之連接器而進行周圍連接1680。普通類型可包括通用串列匯流排(USB)連接器(其可包括許多不同硬體介面之任一者)、顯示埠(包括小型顯示埠(MDP))、高解析度多媒體介面(HDMI)、火線(Firewire)或其他類型。
在本說明書中對「一實施例」、「一個實施例」、「一些實施例」或「其他實施例」之參考意謂結合該等實施例所描述之特定特徵、結構或特性包括於至少一些實施例中，而並非必然包括於所有實施例中。各處出現的「一實施例」、「一個實施例」或「一些實施例」並不一定均指代相同實施例。若本說明書載明「可能」、「或許」、或「可」包括組件、特徵、結構或特性，則並不需要包括該特定組件、特徵、結構或特性。若本說明書或申請專利範圍提及「一(a/an)」要素，則並不意味僅存在一個該要素。若本說明書或申請專利範圍提及「一額外」要素，則並不排除存在一個以上之額外要素。
此外，該等特定特徵、結構、功能或特性可在一或多個實施例中以任何合適方式進行組合。舉例而言，第一實施例可與第二實施例進行組合，只要與該等兩個實施例相關聯之特定特徵、結構、功能或特性並不互相排斥。
雖然已結合具體實施例來描述本揭露內容，但根據前述說明，熟習此項技術者將顯而易見此類實施例之許多替代、更改及變型。舉例而言，其他記憶體架構(例如，動態RAM(DRAM))可使用所論述之實施例。本揭露內容之 實施例意欲涵蓋處於所附申請專利範圍之廣闊範疇中的所有此類替代、更改及變型。
另外，至集體電路(IC)晶片及其他組件之熟知電力/接地連接可展示於或可不展示於所呈現之圖式中，此係為了說明及論述之簡潔性且不使本揭露內容難以理解。此外，佈置可用方塊圖形式展示從而避免使本揭露內容難以理解，且亦鑒於如下事實而展示：相對於此類方塊圖佈置之實施的特定細節高度依賴於有待實施本揭露內容之平臺(亦即，此類特定細節應良好地處於熟習此項技術者之視界中)。在闡述具體細節(例如，電路)以描述本揭露內容之例示性實施例的情況下，對於熟習此項技術者而言應顯而易見的是，本揭露內容可在沒有此等具體細節的情況下或在具有此等具體細節之變型的情況下進行實踐。描述因此被視為說明性的而非限制性的。
以下示例係關於進一步實施例。示例中之特定細節可用於一或多個實施例中的任何位置。本文中所描述之設備的所有任選特徵亦可相對於方法或流程而實施。
舉例而言，提供一種設備，其包含：變壓器；第一整流器；及第二整流器，其中第一整流器耦接至變壓器，以使得第一整流器將經調節電源提供至第一電力供應節點且第二整流器將未經調節電源提供至第二電力供應節點。
在一些實施例中，該設備包含耦接至變壓器之轉換單元。在一些實施例中，轉換單元包括：一或多個輸入，其用於耦接至AC或DC電源；及一或多個輸出，其用於耦接 至變壓器。在一些實施例中，該設備包含：第一電感器，其與第一整流器及第一電力供應節點串聯耦接；及第一電容器，其耦接至第一電力供應節點及接地。在一些實施例中，該設備包含：第二電感器，其與第二整流器及第二電力供應節點串聯耦接；及第二電容器，其耦接至第二電力供應節點及接地。
在一些實施例中，該設備包含：能量轉移單元，其耦接至第一及第二電力供應節點。在一些實施例中，能量轉移單元係單向的，且可經操作以將能量自第一電力供應節點轉移至第二電力供應節點。在一些實施例中，該設備包含耦接至第一及第二節點之一或多個電流感測器，以感測流經第一及第二電節點之電流且控制能量轉移單元。在一些實施例中，變壓器具有兩組二次側線圈，以使得第一組二次側線圈耦接至第一整流器且第二組二次側線圈耦接至第二整流器。在一些實施例中，變壓器之第一組二次側線圈與一次側線圈之匝數比不同於第二組二次側線圈與一次側線圈之匝數比。
在另一示例中，提供一種方法，其包含：將經調節電源自第一整流器提供至第一電力供應節點；及，將未經調節電源自第二整流器提供至第二電力供應節點，其中第一及第二整流器耦接至變壓器。在一些實施例中，該方法包含將AC或DC電源轉換為用於變壓器之高頻AC電源。在一些實施例中，該方法包含將來自第一電力供應節點之反饋提供至轉換單元。在一些實施例中，該方法包含將電 力自第一電力供應節點轉移至第二電力供應節點。在一些實施例中，感測流經第一及第二電力供應節點之電流，以判定何時將電力自第一電力供應節點轉移至第二電力供應節點。
在另一示例中，提供一種系統，其包含：記憶體，其具有第一電力供應節點；處理器，其耦接至記憶體，該處理器具有第二電力供應節點；電力供應單元，其包含根據上文所述設備之設備；及無線介面，其用以允許處理器與另一裝置通訊。在一些實施例中，處理器包括一或多個電壓調節器以接收未經調節電源且產生用於處理器之多種負載的經調節電源。在一些實施例中，該系統進一步包含耦接至第一電力供應節點之冷卻單元。
在一些實施例中，提供一種設備，其包含：用於將經調節電源自第一整流器提供至第一電力供應節點的器件；及，將未經調節電源自第二整流器提供至第二電力供應節點的器件，其中第一及第二整流器耦接至變壓器。在一些實施例中，該設備包含將AC或DC電源轉換為用於變壓器之高頻AC電源的器件。在一些實施例中，該設備包含用於將來自第一電力供應節點之反饋提供至轉換單元的器件。在一些實施例中，該設備包含用於將電力自第一電力供應節點轉移至第二電力供應節點的器件。在一些實施例中，該設備包含相應器件，用於感測流經第一及第二電力供應節點之電流，以判定何時將電力自第一電力供應節點轉移至第二電力供應節點。
在另一示例中，提供一種系統，其包含：記憶體，其具有第一電力供應節點；處理器，其耦接至記憶體，該處理器具有第二電力供應節點；電力供應單元，其包含根據上文所述設備之設備；及無線介面，其用以允許處理器與另一裝置通訊。在一些實施例中，該系統包含顯示介面，以允許顯示單元來顯示處理器所處理之內容。
本案提供摘要來使讀者明確本技術揭露內容之性質及主旨。應瞭解，提交該摘要將不用於限制申請專利範圍之範疇或含義。以下申請專利範圍據此併入詳細描述中，其中每一申請專利範圍自身即為獨立實施例。

Claims (13)

  1. 一種電力設備，其包含：一變壓器；耦接至該變壓器之一次側的一轉換單元；耦接至該變壓器之二次側的一第一整流器，該第一整流器可將一經調節電源提供給一第一電力供應節點；耦接至該變壓器之該二次側的一第二整流器，該第二整流器可將一未經調節電源提供給一第二電力供應節點；以及耦接至該等第一及第二電力供應節點的一能量轉移單元，該能量轉移單元係單向的，且該能量轉移單元可運作來將能量從該第一電力供應節點轉移至該第二電力供應節點，其中，一反饋被從該第一電力供應節點提供給該轉換單元。
  2. 如請求項1之設備，其中，該轉換單元包括：一或多個輸入，用以耦接至一AC或DC電源；以及一或多個輸出，用以耦接至該變壓器。
  3. 如請求項1之設備，其包含：一第一電感器，其與該第一整流器及該第一電力供應節點串聯耦接；以及一第一電容器，其耦接至該第一電力供應節點及接地。
  4. 如請求項3之設備，其包含：一第二電感器，其與該第二整流器及該第二電力供應節點串聯耦接；以及一第二電容器，其耦接至該第二電力供應節點及接地。
  5. 如請求項1之設備，其包含：耦接至該等第一及第二電力供應節點的一或多個電流感測器，其可感測流經該等第一及第二電力供應節點的電流，並可控制該能量轉移單元。
  6. 如請求項1之設備，其中，該變壓器具有兩組二次側線圈，其中，一第一組二次側線圈耦接至該第一整流器，且一第二組二次側線圈耦接至該第二整流器。
  7. 如請求項6之設備，其中，該變壓器之該第一組二次側線圈與一次側線圈之匝數比不同於該第二組二次側線圈與該一次側線圈之匝數比。
  8. 一種供電方法，其包含下列步驟：自耦接至一變壓器之二次側的一第一整流器將一經調節電源提供給一第一電力供應節點；自耦接至該變壓器之該二次側的一第二整流器將一未經調節電源提供給一第二電力供應節點；將來自該第一電力供應節點的反饋提供給耦接至該變壓器之一次側的一轉換單元；以及將電力從該第一電力供應節點轉移至該第二電力供應節點。
  9. 如請求項8之方法，其包含下列步驟：將一AC或DC電源轉換為用於該變壓器的一高頻AC電源。
  10. 如請求項8之方法，其包含下列步驟：感測流經該等第一及第二電力供應節點的電流，以判定何時要將電力從該第一電力供應節點轉移至該第二電力供應節點。
  11. 一種電力系統，其包含：一記憶體，其具有一第一電力供應節點；一處理器，其耦接至該記憶體，該處理器具有一第二電力供應節點；一電力供應單元，其包含：一變壓器；耦接至該變壓器之一次側的一轉換單元；耦接至該變壓器之二次側的一第一整流器，該第一整流器可將一經調節電源提供給該第一電力供應節點；耦接至該變壓器之該二次側的一第二整流器，該第二整流器可將一未經調節電源提供給該第二電力供應節點；及耦接至該等第一及第二電力供應節點的一能量轉移單元，該能量轉移單元係單向的，且該能量轉移單元可運作來將能量從該第一電力供應節點轉移至該第二電力供應節點，其中，一反饋被從該第一電力供應節點提供給該轉換單元；以及一無線介面，用以讓該處理器能夠與另一裝置通訊。
  12. 如請求項11之系統，其中，該處理器包括一或多個電壓調節器，以接收該未經調節電源並產生用於該處理器之各種負載的經調節電源。
  13. 如請求項11之系統，其進一步包含：一冷卻單元，其連接至該第一電力供應節點。
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