TWM588275U

TWM588275U - 電源供應單元

Info

Publication number: TWM588275U
Application number: TW108210287U
Authority: TW
Inventors: 陳志明; 莫奉勳
Original assignee: 鉅能電子股份有限公司
Priority date: 2019-08-05
Filing date: 2019-08-05
Publication date: 2019-12-21

Abstract

本創作係有關於利用現有個人電腦系統之電源供應器中或遊戲機之電源供應器中之故障保護主控積體電路於支撐其他外部直流電壓軌(DC voltage rail)時，改善個人電腦及遊戲電腦之電源供應單元在效率、電壓調節、及暫態響應性能等觀點上的電氣效性能，並使個人電腦系統或遊戲機系統電源供應器之電纜束方案及模組介面方案最佳化。

Description

電源供應單元

本創作係關於一種電源供應單元，特別是一種使個人電腦系統或遊戲機系統電源供應器之電纜束方案及模組介面方案最佳化之電源供應單元。

個人電腦及遊戲機使用多個直流輸出電壓電源供應電極(參見第1圖中的習知技藝的電源供應單元1021)，以正確地支撐系統運作。個人電腦系統及遊戲機系統通常包含有一母板及相關的輔助性周邊裝置，其每一者在正常運轉上均需要某些直流電壓的輸入，包括+12V、+5V、+3.3V、-12V、+5V(備用)等。這些電壓通常是自個人電腦之電源供應器或遊戲機之電源供應器中取得，並經由例如並不理想的電纜束等傳輸路徑饋送至主機板及相關的周邊裝置上。電壓在通過+12V直流輸出軌1004、+5V直流輸出軌1019、+3.3V直流輸出軌1018等會產生電壓降，造成整體電源供應或系統效率上的衰減、整體直流輸出電壓調制的衰減、及步階負載(step load)暫態響應特性的衰減。

本創作的主要目的在於解決前述習知技術中的問題。為達成此目的，本創作提供一種電源供應單元，包含有：一外殻；一主直流電壓輸出軌；一第一分支直流電壓輸出軌；一第二分支直流電壓輸出軌；以及一主控積體電路；該電源供應單元的特徵在於：該主直流電壓輸出軌係結合於該外殻內，該主控積體電路是位在該外殻內部或外部，該第一分支直流電壓輸出軌及該第二分支直流電壓輸出軌是設置在該外殻外部，其中該第一分支直流電壓輸出軌及該第二分支直流電壓輸出軌係往回連接至該主控積體電路上，該第一分支直流電壓輸出軌係經由一第一直流對直流轉換器而耦接至該主直流電壓輸出軌，該第二分支直流電壓輸出軌係經由一第二直流對直流轉換器而耦接至該主直流電壓輸出軌，其中該第一直流對直流轉換器及該第二直流對直流轉換器係位在該外殻外部。

可選的，該電源供應單元進一步包含有一附加的直流輸出軌，其中該附加的直流電壓輸出軌係結合於該外殻內。

可選的，該電源供應單元進一步包含有一備用直流輸出軌108，其中該備用直流輸出軌係結合於該外殻內。

可選的，該主直流電壓輸出軌係+12V直流輸出軌，該第一分支直流電壓輸出軌係+5V直流輸出軌，該第二分支直流電壓輸出軌係+3.3V直流輸出軌。

可選的，該第一分支直流電壓輸出軌及該第二分支直流電壓輸出軌係透過整合於一電纜束總成而設置於該外殻外部。

可選的，該電源供應單元進一步包含有一備用電壓源，係結合於該外殻內；一第一開關元件，連接於該備用電壓源與該備用直流輸出軌之間；一第一控制電路，連接於該第一開關元件，並係建構成可開啟或關閉該第二開關元件；一第二開關元件，連接於該第一分支直流電壓輸出軌與該備用直流輸出軌之間；以及一第二控制電路，連接於第二開關元件，並係建構成可開啟或關閉該第二開關元件。

可選的，該電纜束總成上附加設置有一SATA電纜束、一SATA電纜、或一SATA連接器。

可選的，該電纜束總成上附加設置有一周邊電纜束、一周邊電纜、或一周邊連接器。

可選的，該電纜束總成上附加設置有一軟碟電纜束、一軟碟電纜、或一軟碟連接器。

可選的，該電纜束總成上設置有一附加電纜或一附加的連接器。

相較於習知技藝中的電源供應器，本創作的電源供應器可提供能用於減低電纜束總成上相關於第一分支直流電壓輸出軌及第二分支直流電壓輸出軌之電壓降的模式，達成跨越電纜束總成的較低功率損耗，而在電源供應單元與電纜束總成總合效率上得到改良，並在整體直流輸出電壓調制上得到改善，並在系統電路板之輸入及系統周邊裝置之輸入的步階負載暫態響應特性上得到改善。

綜上所述，本案不但在空間型態上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應已充分符合產業利用性、新穎性及進步性之法定新型專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核准本件新型專利申請案，以勵創作，至感德便。

1000‧‧‧電源供應單元

100‧‧‧外殻

101‧‧‧主控積體電路

102‧‧‧第一直流信號回授路徑

103‧‧‧PS-ON

104‧‧‧主直流電壓輸出軌

105‧‧‧數據通訊

106‧‧‧第二直流信號回授路徑

107‧‧‧附加的直流電壓輸出軌

108‧‧‧備用直流輸出軌電壓輸出軌

109‧‧‧-12V直流輸出軌

110‧‧‧直流返回(DC return)

111‧‧‧第一直流對直流轉換器

112‧‧‧第二直流對直流轉換器

113‧‧‧電纜束總成

114‧‧‧第一分支直流電壓輸出軌

115‧‧‧第二分支直流電壓輸出軌

116‧‧‧系統電路板

117‧‧‧系統週邊裝置

118‧‧‧電源良好(Power Good)

300‧‧‧24腳位ATX連接器電纜束

301‧‧‧20+4腳位ATX連接器電纜束

302‧‧‧附加電纜

303‧‧‧附加連接器

304‧‧‧SATA電纜束

305‧‧‧SATA電纜

306‧‧‧SATA連接器

307‧‧‧周邊電纜束

308‧‧‧周邊電纜

309‧‧‧周邊連接器

310‧‧‧軟碟電纜束

311‧‧‧軟碟電纜

312‧‧‧軟碟連接器

500‧‧‧備用電壓源

501‧‧‧第一開關控制電路

502‧‧‧第一開關元件

503‧‧‧第二開關控制電路

504‧‧‧第二開關元件

1021‧‧‧電源供應單元

1003‧‧‧PS_ON

1004‧‧‧+12V直流輸出軌

1008‧‧‧+5V備用輸出軌

1009‧‧‧-12V直流輸出軌

1010‧‧‧直流返回(DC return)

1018‧‧‧+3.3V直流輸出軌

1019‧‧‧+5V直流輸出軌

1020‧‧‧電源良好(Power Good)

第1圖係為習知技術中電源供應器的示意圖。

第2圖係為本創作電源供應單元之一實施例的示意圖。

第3圖係顯示出本創作電源供應單元之另一實施例的示意圖。

第4圖係顯示出本創作電源供應單元之另一實施例的示意圖。

以下根據第1圖至第4圖，而說明本創作的實施方式。該說明並非為限制本創作的實施方式，而為本創作之實施例的一種。

請參閱第2圖，本創作提供一種電源供應單元1000，包含有：一外殻100、一主直流電壓輸出軌(output rail)104、一第一分支直流電壓輸出軌114、一第二分支直流電壓輸出軌115；以及一主控積體電路101。

電源供應單元1000的特徵在於主直流電壓輸出軌104係結合於外殻100內；主控積體電路101是設置於外殻100內部或外部；第一分支直流電壓輸出軌114及第二分支直流電壓輸出軌115是位在外殻100外部。第一分支直流電壓輸出軌114及第二分支直流電壓輸出軌115是回授連接至主控積體電路101。第一分支直流電壓輸出軌114是通過一第一直流對直流轉換器(DC-DC converter)111耦接至主直流電壓輸出軌104上，而第二直流電壓輸出軌115則通過一第二直流對直流轉換器112耦接至主直流電壓輸出軌104上，其中第一直流對直流轉換器111及第二直流對直流轉換器112是位在外殻100外部。

第一直流對直流轉換器111及第二直流對直流轉換器112可以利用一具有線纜結合於其上之印刷電路板或一印刷電路板模組(具有塑膠殻體及線纜或連接器結合於其上的印刷電路板)等硬體來加以實施。

第一分支直流電壓輸出軌114係通過一第一直流信號回授路徑102而往回連接至電源供應單元100的主控積體電路101，而第二分支直流電壓輸出軌115則一第二直流信號回授路徑106而往回連接至電源供應單元100的主控積體電路101，以提供有關於過壓保護(OVP)、欠壓保護(UVP)、過電流保護(OCP)、短路保護(SCP)、過負載保護(overpowered protection,OPP)、過熱保護(OTP)、及其他故障保護(other fault protection,OFP)的電源失效(Power Fail,PF)、電源良好(Power Good,PG)、電源正常(power OK,PWR OK)等信號。其中電源供應主控積體電路101可依據實施例而設在外殻100內部或外部。

在本創作一實施例中，主直流電壓輸出軌104是一+12V直流輸出軌，第一分支直流電壓輸出軌114是一+5V直流輸出軌，而第二分支直流電壓輸出軌115是一+3.3V直流輸出軌。

根據本創作一實施例，電源供應單元1000進一步包含有一附加直流電壓輸出軌107。該附加直接電壓電壓輸出軌107是結合於外殻100內。

根據本創作一實施例，電源供應單元1000進一步包含有一備用直流輸出軌108。該備用直流輸出軌108是結合於外殻100內。在本創作一實施例中，該備用直流輸出軌108的輸出電壓是+5V。

根據本創作一實施例，第一分支直流電壓輸出軌114及第二分支直流電壓輸出軌115是透過整合於一電纜束總成(cable harness assembly)113上而設置於外殻外部。

透過將第一直流對直流轉換器111、第一分支直流電壓輸出軌114、第二直流對直流轉換器112、及第二分支直流電壓輸出軌115設置於電源供應單元1000之外殻100外部，並經由整合於電纜束總成113上而設置成靠近於或直接位於系統電路板116的輸入端及相關系統周邊裝置117的輸入端，其將可以消除電纜束總成113中有關於第一分支直流電壓輸出軌114及第二分支直流電壓輸出軌115的電壓降，達成跨越電纜束總成113的較低功率損耗，而在電源供應單元1000與電纜束總成113總合效率上得到改良，並在整體直流輸出電壓調制上得到改善，並在系統電路板116之輸入及系統周邊裝置117之輸入的步階負載(step load)暫態響應特性上得到改善。

在另一較佳實施例中，第一分支直流電壓輸出軌114及第二分支直流電壓輸出軌115係經由一外部印刷電路板模組總成(未顯示)而設置在電源供應單元外殻100外部，其中該印刷電路板可以是一個別的印刷電路板，或是供第一分支直流電壓輸出軌114及第二分支直流電壓輸出軌115用的組合式印刷電路板。

在另一較佳實施例中，第一分支直流電壓輸出軌114及第二分支直流電壓輸出軌115係經由電纜束總成113及外部印刷電路板模組二者而設置在外殻100外部。

在前述或其他實施例中，該電纜束總成113、外部印刷電路板模組總成、或其他的直流電源傳輸路徑或方法可用於進行類比或數位數據通訊。

在另一實施例中，第一分支直流電壓輸出軌114及第二分支直流電壓輸出軌115係位於電源供應單元1000之外殻100外部，並通過相似或其他的直流電源傳輸路徑及方法而連接至系統電路板116及系統周邊裝置117上，其中該等相似或其他的直流電源傳輸路徑及方法可供進行類比數據通訊，或數位數據通訊，或類比及數位數據通訊。

請參閱第3圖，根據本創作的某些實施例，附加的電纜302或連接器303可設置於外部電纜束總成113或外部印刷電路板模組總成或電纜束總成113及外部印刷電路板模組總成上。

可選的，額外的SATA電纜束(cable harness)304、SATA電纜(cable)305、或SATA連接器(connector)306可附加設置於電纜束總成113或外部印刷電路板模組總成上。

可選的，額外的軟碟(Floppy)電纜束310、軟碟電纜311、軟碟連接器312、或其等的組合，可附加設置於外部電纜束總成113或外部印刷電路板模組總成或電纜束總成113及外部印刷電路板模組總成上。

可選的，額外的周邊(Peripheral)電纜束307、周邊電纜308、或周邊連接器309可附加設置於外部電纜束總成113或外部印刷電路板模組總成或電纜束總成113及外部印刷電路板模組總成上。

根據某些實施例，這些設置在或靠近於既有之24腳位ATX連接器電纜束300或20+4腳位ATX連接器電纜束301 之末端處的SATA，周邊、軟碟、或其他的電纜束、電纜、連接器能夠免除用以連接至電源供應單元1000所必要的額外電纜，除了能使電纜總成更簡潔且更佳地佈線至相關的系統周邊裝置117以外，亦能顯著地縮短這些連接至相關系統周邊裝置117上的SATA、周邊、軟碟、或其他的電纜的長度。

根據某些實施例，此一電源電子裝置解決方案可由單獨的、可互換的、或組合在一起的類比控制方法或數位控制方法，或者類比結合數位控制方法來加以操作。

請參閱第4圖，在本創作的其他實施例中，電源供應單元1000進一步包含有一備用電壓源500，結合於外殻100內；一第一開關元件502，連接於備用電壓源500與備用直流輸出軌108之間；一第一控制電路501，連接至第一開關元件502，並係建構成可開啟或關閉第一開關元件502；一第二開關元件503，連接於第一分支直流電壓輸出軌114與備用直流輸出軌108之間；以及一第二控制電路504，連接至第二開關元件503，並係建構成可開啟或關閉第二開關元件503。透過此種配置，備用直流輸出軌108可經由第一開關元件502及第一控制電路501加以關閉，並可由第一分支直流電壓輸出軌114經由第二控制電路504及第二開關元件503來加以取代。在本創作一實施例中，備用電壓源500的輸出電壓為+5V。

應瞭解到，申請專利範圍及說明書內所使用的“一”或“一個”等詞並不排除在有需要時，可以有多個或多於一個以上之該元件存在的可能性。在某一元件名稱的使用方式為單數形式的情形中，除非有清楚地要求，否則並非意在將此元件之數量限制於“一個”或“僅一個”。

綜上所述，僅為本創作之較佳可行實施例，非因此即侷限本創作之專利範圍，舉凡運用本創作說明書及圖式內容所為之等效結構變化，均理同包含於本創作之範圍內，合予陳明。

Claims

一種電源供應單元，包含有：一外殻；一主直流電壓輸出軌；一第一分支直流電壓輸出軌；一第二分支直流電壓輸出軌；以及一主控積體電路；該電源供應單元的特徵在於：該主直流電壓輸出軌係結合於該外殻內，該主控積體電路是位在該外殻內部或外部，該第一分支直流電壓輸出軌及該第二分支直流電壓輸出軌是設置在該外殻的外部，其中該第一分支直流電壓輸出軌及該第二分支直流電壓輸出軌係往回連接至該主控積體電路上，該第一分支直流電壓輸出軌係經由一第一直流對直流轉換器而耦接至該主直流電壓輸出軌，該第二分支直流電壓輸出軌係經由一第二直流對直流轉換器耦接至該主直流電壓輸出軌，其中該第一直流對直流轉換器及該第二直流對直流轉換器係位在該外殻外部。
如申請專利範圍第1項所述之電源供應單元，進一步包含有一附加的直流輸出軌，其中該附加的直流電壓輸出軌係結合於該外殻內。
如申請專利範圍第1項所述之電源供應單元，進一步包含有一備用直流輸出軌電壓輸出軌，其中該備用直流輸出軌電壓輸出軌係結合於該外殻內。
如申請專利範圍第2項所述之電源供應單元，其中該主直流電壓輸出軌係+12V直流輸出軌，該第一分支直流電壓輸出軌係+5V直流輸出軌，該第二分支直流電壓輸出軌係+3.3V直流輸出軌。
如申請專利範圍第2所述之電源供應單元，其中該第一分支直流電壓輸出軌及該第二分支直流電壓輸出軌係透過整合於一電纜束總成而設置於該外殻外部。
如申請專利範圍第3項之電源供應單元，進一步包含：一備用電壓源，係結合於該外殻內；一第一開關元件，連接於該備用電壓源與該備用直流輸出軌電壓輸出軌之間；一第一控制電路，連接於該第一開關元件，並係建構成可開啟或關閉該第二開關元件；一第二開關元件，連接於第一分支直流電壓輸出軌與該備用直流輸出軌電壓輸出軌之間；以及一第二控制電路，連接於該第二開關元件，並係建構成可開啟或關閉該第二開關元件。
如申請專利範圍第5項之電源供應單元，其中該電纜束總成上附加設置有一SATA電纜束、一SATA電纜、或一SATA連接器。
如申請專利範圍第5項之電源供應單元，其中該電纜束總成上附加設置有一周邊(Peripheral)電纜束、一周邊電纜、或一周邊連接器。
如申請專利範圍第5項之電源供應單元，其中該電纜束總成上附加設置有一軟碟(Floppy)電纜束、一軟碟電纜、或一軟碟連接器。
如申請專利範圍第5項之電源供應單元，其中該電纜束總成上設置有一附加的電纜或一附加的連接器。