本發(fā)明是關(guān)于電源控制方法,且特別是關(guān)于防止電源轉(zhuǎn)換裝置脫離待機(jī)模式時(shí),因操作電力過低而異常關(guān)機(jī)的方法。
背景技術(shù):
電源轉(zhuǎn)換裝置通常是用來輸送電力以滿足電子裝置需求的基本電力供應(yīng)單元。為了在電子裝置的負(fù)載能力高時(shí),提高電源轉(zhuǎn)換裝置的輸出功率以符合電子裝置的負(fù)載能力,以及在電子裝置的負(fù)載能力低時(shí),降低電源轉(zhuǎn)換裝置的輸出功率以節(jié)省能源。電源轉(zhuǎn)換裝置可經(jīng)設(shè)計(jì)使具有兩組電源轉(zhuǎn)換模塊,其中一組電源轉(zhuǎn)換模塊(以下稱主電源轉(zhuǎn)換模塊)用以提供電子裝置在高負(fù)載能力操作下的電力,另一組電源轉(zhuǎn)換模塊(以下稱待機(jī)電源轉(zhuǎn)換模塊)則用以提供電子裝置在低負(fù)載能力操作下的電力。如此的設(shè)計(jì)雖然是一個(gè)最為簡(jiǎn)便的方法,卻也造成電源轉(zhuǎn)換裝置在電子裝置由低負(fù)載能力進(jìn)入高負(fù)載能力操作時(shí),因用以提供電力的電源轉(zhuǎn)換模塊不同但地端卻連在一起,待機(jī)電源轉(zhuǎn)換模塊空負(fù)載或極輕負(fù)載時(shí)易受主電源轉(zhuǎn)換模塊由低載進(jìn)入高負(fù)載的影響,而產(chǎn)生異常當(dāng)機(jī)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
依據(jù)本發(fā)明提供一種防止電源轉(zhuǎn)換裝置異常關(guān)機(jī)的方法,包含如下步驟。提供電源轉(zhuǎn)換裝置,包含主供電模塊及待機(jī)供電模塊,待機(jī)供電模塊電連接于主供電模塊,并提供主供電模塊的多個(gè)微控制器所需的運(yùn)作電壓;于電源轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)入非待機(jī)模式且待機(jī)供電模塊的待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器停止工作時(shí),執(zhí)行運(yùn)作電壓監(jiān)測(cè)程序以監(jiān)測(cè)運(yùn)作電壓;以及于運(yùn)作電壓小于最低補(bǔ)償電壓之前,強(qiáng)制啟動(dòng)待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器運(yùn)作,以避免電源轉(zhuǎn)換裝置異常關(guān)機(jī)。
依據(jù)本發(fā)明另提供一種電源轉(zhuǎn)換裝置,包含主供電模塊及待機(jī)供電模塊。主供電模塊包含多個(gè)微控制器。待機(jī)供電模塊用以提供微控制器的運(yùn)作電壓,待機(jī)供電模塊包含運(yùn)作電壓供應(yīng)單元、待機(jī)電源控制器及電壓調(diào)整單元。運(yùn)作電壓供應(yīng)單元連接于待機(jī)電源控制器,電壓調(diào)整單元電連接于待機(jī)電源控制器及微控制器。待機(jī)電源控制器于待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器停止工作且運(yùn)作電壓小于最低補(bǔ)償電壓之前,強(qiáng)制啟動(dòng)待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器,以避免電源轉(zhuǎn)換裝置異常關(guān)機(jī)。
附圖說明
圖1繪示依照本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換裝置的一電路方塊圖;
圖2繪示依照本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換裝置的另一電路方塊圖;以及
圖3繪示依照本發(fā)明的操作電壓供應(yīng)單元的輸出電壓-時(shí)間圖。
其中,附圖標(biāo)記:
10電源轉(zhuǎn)換裝置
100主供電模塊
102微控制器
104初級(jí)側(cè)整流器
106功率因數(shù)校正器
110主電源轉(zhuǎn)換器
112次級(jí)側(cè)整流器
114次級(jí)側(cè)濾波器
120待機(jī)供電模塊
122待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器
124第一整流單元
126整流元件
128待機(jī)電源控制器
130電壓調(diào)整單元
132橋式整流器
134輸入級(jí)濾波器
136輸出級(jí)濾波器
138直流電容器
20電子裝置
a、b節(jié)點(diǎn)
v1待機(jī)電壓
v2回路電壓
vin輸入電源
wa輔助繞組
wp初級(jí)繞組
ws次級(jí)繞組
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1,其繪示依照本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換裝置的一電路方塊圖。電源轉(zhuǎn)換裝置10接收輸入電源vin,并提供連接于其輸出端的電子裝置20在不同操作狀態(tài)下的電力。電子裝置20可例如為個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器。電源轉(zhuǎn)換裝置10可依電子裝置20的抽載電力的不同而操作于待機(jī)模式或非待機(jī)模式。一般來說,當(dāng)電子裝置20進(jìn)入空載操作時(shí),電源轉(zhuǎn)換裝置10進(jìn)入待機(jī)模式,以降低功耗而提高整體效率;當(dāng)電子裝置20進(jìn)入中載或重載操作時(shí),電源轉(zhuǎn)換裝置10脫離待機(jī)模式并進(jìn)入非待機(jī)模式,提高供電能力以因應(yīng)電子裝置20的抽載。電子裝置20操作于中載或重載時(shí)的抽載電力會(huì)大于其在空載時(shí)的抽載電力。
電源轉(zhuǎn)換裝置10包含主供電模塊100及待機(jī)供電模塊120,主供電模塊100及待機(jī)供電模塊120分別電連接于輸入電源vin及電子裝置20,待機(jī)供電模塊120更電連接于主供電模塊100。當(dāng)電子裝置20操作于待機(jī)模式時(shí),由待機(jī)供電模塊120提供電子裝置20操作電力;當(dāng)電子裝置20操作于非待機(jī)模式時(shí),主供電模塊100及待機(jī)供電模塊120可分別提供電子裝置20操作電力。此外,不論電子裝置20是操作在待機(jī)模式或非待機(jī)模式,待機(jī)供電模塊120都供應(yīng)直流運(yùn)作電壓給主供電模塊100,以維持主供電模塊100內(nèi)部微控制器102(如圖2所示)的運(yùn)作(詳見后述)。
請(qǐng)參閱圖2,主供電模塊100可包含初級(jí)側(cè)整流器104、功率因數(shù)校正器106、主電源轉(zhuǎn)換器110、次級(jí)側(cè)整流器112及次級(jí)側(cè)濾波器114。初級(jí)側(cè)整流器104電連接于輸入電源vin,輸入電源vin可例如為市電交流電。功率因數(shù)校正器106電連接于初級(jí)側(cè)整流器104及主電源轉(zhuǎn)換器110之間。次級(jí)側(cè)整流器112電連接于主電源轉(zhuǎn)換器110及次級(jí)側(cè)濾波器114之間,輸出濾波器114電連接于電子裝置20。
初級(jí)側(cè)整流器104可例如為橋式整流器。當(dāng)電子裝置20操作于非待機(jī)模式時(shí),輸入電源vin提供的交流電力經(jīng)初級(jí)側(cè)整流器104整流后,經(jīng)功率因數(shù)校正器106進(jìn)行功率校正,以及主電源轉(zhuǎn)換器110的轉(zhuǎn)換后,進(jìn)入次級(jí)側(cè)整流器112。次級(jí)側(cè)整流器112可例如是同步整流器;主電源轉(zhuǎn)換器110輸出的電力經(jīng)次級(jí)側(cè)整流器112整流后,再經(jīng)由次級(jí)側(cè)濾波器114濾波后成為直流電力,供給電子裝置20。
如圖2所示,微控制器102可例如是設(shè)于功率因數(shù)校正器106、主電源轉(zhuǎn)換器110及次級(jí)側(cè)整流器112中,并依據(jù)電子裝置20的抽載來控制功率因數(shù)校正器106、電源轉(zhuǎn)換器110及次級(jí)側(cè)同步整流器112中的功率開關(guān)的操作狀態(tài)。
更具體來說,當(dāng)電子裝置20操作于中載或重載時(shí),設(shè)于功率因數(shù)校正器106中的微控制器102會(huì)驅(qū)動(dòng)功率因數(shù)校正器106進(jìn)行功率因素校正功能,設(shè)于主電源轉(zhuǎn)換器110中的微控制器102會(huì)驅(qū)動(dòng)主電源轉(zhuǎn)換器110進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換,次級(jí)側(cè)整流器112中的微控制器102會(huì)驅(qū)動(dòng)次級(jí)側(cè)整流器112進(jìn)行整流,以提供具有高功率因素的電力予電子裝置20。反之,當(dāng)電子裝置20操作于空載時(shí),因電子裝置20的操作電力由待機(jī)供電模塊120提供,主供電模塊100進(jìn)入休眠操作,微控制器102的運(yùn)作電壓隨之降低,故待機(jī)供電模塊120只需要提供極低的電力給微控制器102,以使微控制器102能夠在電子裝置20脫離待機(jī)模式(即進(jìn)入非待機(jī)模式)時(shí)快速地被喚醒,藉以降低電源轉(zhuǎn)換裝置10在空載操作時(shí)的功率損耗并達(dá)成節(jié)能功效。在此要特別說明的是,在前述狀態(tài)下,待機(jī)電源控制器128可以藉由改變傳遞至待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122的控制信號(hào)的占空比來調(diào)整傳遞至微控制器102的運(yùn)作電壓的位準(zhǔn)。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2,待機(jī)供電模塊120至少包含待機(jī)電源轉(zhuǎn)換單元(未另標(biāo)號(hào))、第一整流單元124、整流元件126、待機(jī)電源控制器128及電壓調(diào)整單元130。待機(jī)電源轉(zhuǎn)換單元包含待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122、初級(jí)繞組wp、次級(jí)繞組ws及輔助繞組wa,次級(jí)繞組ws及輔助繞組wa分別與初級(jí)繞組wp電磁耦合;藉由調(diào)整次級(jí)繞組ws、輔助繞組wa分別與初級(jí)繞組wp的匝數(shù)比,可以改變待機(jī)供電模塊120供給電子裝置20的空載直流電力的位準(zhǔn),以及待機(jī)供電模塊120提供給微控制器102的運(yùn)作電力的位準(zhǔn)。
待機(jī)供電模塊120還可以包含設(shè)在輸入電源vin及待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122之間的橋式整流器132及輸入級(jí)濾波器134,以及設(shè)在第一整流單元124及電子裝置20之間的輸出級(jí)濾波器136。
待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122連接于輸入電源vin,用以將輸入電源vin先經(jīng)過橋式整流器132、輸入級(jí)濾波器134及待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器120適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換后通過初級(jí)繞組wp耦合至次級(jí)繞組ws及輔助繞組wa。耦合至次級(jí)繞組ws的電力經(jīng)第一整流單元124整流及輸出級(jí)濾波器136濾波后傳遞至電子裝置20。再者,耦合至輔助繞組wa的電力經(jīng)整流元件126整流后傳遞至待機(jī)電源控制器128。
電壓調(diào)整單元130電連接于微控制器102及待機(jī)電源控制器128,并具有監(jiān)測(cè)待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122的工作狀態(tài)(即待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122是否停止工作),以及強(qiáng)制啟動(dòng)待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122的功能。在此定義初級(jí)繞組wp、輔助繞組wa、整流元件126及直流電容器138配合組成運(yùn)作電壓供應(yīng)單元(未另標(biāo)號(hào))。
一般來說,電源轉(zhuǎn)換裝置10的主供電模塊100及待機(jī)供電模塊120的輸出級(jí)(或稱二次側(cè))共地,即主供電模塊100及待機(jī)供電模塊120分別連接至圖1所示的地端gnd。因此,當(dāng)電源轉(zhuǎn)換裝置10在待機(jī)模式操作時(shí),電子裝置20由空載進(jìn)入中/重載操作時(shí)而使電源轉(zhuǎn)換裝置10脫離待機(jī)模式并進(jìn)入非待機(jī)模式時(shí),待機(jī)供電模塊120會(huì)因?yàn)殡娮友b置20的抽載電流上升而停止工作。
更具體言之,當(dāng)電子裝置20由輕載進(jìn)入中/重載操作時(shí),電源轉(zhuǎn)換裝置10脫離待機(jī)模式,主供電模塊100由休眠操作中被喚醒以供輸出電子裝置20抽載電力,微控制器102的運(yùn)作電壓隨之提高。然而,因主供電模塊100及待機(jī)供電模塊120在輸出級(jí)共地,故在電子裝置20脫離待機(jī)模式時(shí),待機(jī)供電模塊120的輸出電壓除了原本就要輸出給電子裝置20的待機(jī)電壓v1(如圖1所示)外,更包含了主供電模塊100輸出電流在待機(jī)供電模塊120的輸出回路產(chǎn)生的回路電壓v2(如圖1所示),即:
vsb=v1+v2。
其中,
vsb待機(jī)供電模塊120的總輸出電壓;
v1為待機(jī)供電模塊120輸出給電子裝置20的待機(jī)電壓;以及
v2為電源轉(zhuǎn)換裝置10脫離待機(jī)模式時(shí),主供電模塊100的輸出電流在待機(jī)供電模塊120的輸出回路產(chǎn)生的回路電壓。
在此情況下,若待機(jī)供電模塊120的總輸出電壓vsb超過其默認(rèn)最大輸出電壓時(shí),待機(jī)電源控制器128便會(huì)讓待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122停止電力轉(zhuǎn)換。如此一來,主供電模塊100中的微控制器102在非待機(jī)模式操作下的運(yùn)作電力就必須由直流電容器138提供。若直流電容器138所能提供的直流電壓低于電源轉(zhuǎn)換模塊10的默認(rèn)最低補(bǔ)償電壓時(shí),便會(huì)造成電源轉(zhuǎn)換裝置10異常關(guān)機(jī)。
在此要特別說明的是,每個(gè)微控制器102都具有一個(gè)低封鎖電壓uvlo;其中,當(dāng)傳遞至微控制器102的電壓小于低封鎖電壓uvlo時(shí),微控制器102便停止工作。再者,每個(gè)微控制器102的低封鎖電壓uvlo皆不同;在此定義所有微控制器102的低封鎖電壓uvlo中的最大值為uvlo(max)。當(dāng)運(yùn)作電壓產(chǎn)生單元產(chǎn)生且傳遞至待機(jī)電源控制器128的電力為va(即圖2所示節(jié)點(diǎn)a電壓),微控制器102在非待機(jī)模式下的需求運(yùn)作電壓為vb(即圖2所示節(jié)點(diǎn)b的電壓),電源轉(zhuǎn)換裝置10在非待機(jī)模式操作時(shí)默認(rèn)的默認(rèn)最低補(bǔ)償電壓vc,滿足下列條件:
vc=va-(vb-uvlo(max))
為了避免電源轉(zhuǎn)換裝置10發(fā)生異常關(guān)機(jī),在電源轉(zhuǎn)換裝置10脫離待機(jī)模式并進(jìn)入非待機(jī)模式,且待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122停止工作時(shí),待機(jī)電源控制器128會(huì)開始執(zhí)行電壓監(jiān)測(cè)程序以監(jiān)測(cè)運(yùn)作電壓供應(yīng)單元的輸出電壓。進(jìn)一步地,待機(jī)電源控制器128會(huì)在直流電容器138所能提供的直流電壓(即va)不大于默認(rèn)的最低補(bǔ)償電壓(即vc)之前(如圖3時(shí)間點(diǎn)t0所示),強(qiáng)制啟動(dòng)待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122運(yùn)作,進(jìn)行轉(zhuǎn)換后的電力經(jīng)初級(jí)繞組wp耦合至輔助繞組wa,并經(jīng)整流元件126整流后通過電壓調(diào)整單元130傳遞至微控制器102。直流電容器138進(jìn)入充電程序。藉此,電壓供應(yīng)單元的輸出電壓提高(如圖3時(shí)間點(diǎn)t0~t1所示)。當(dāng)操作電壓供應(yīng)單元所能提供的直流電壓高于最低補(bǔ)償電壓(即vc)一定值時(shí),待機(jī)電源控制器128便停止運(yùn)作電壓監(jiān)測(cè)程序以停止強(qiáng)迫待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122運(yùn)作。
綜上所述,本發(fā)明的防止電源轉(zhuǎn)換裝置異常關(guān)機(jī)的方法可由如下步驟實(shí)現(xiàn):首先,提供電源轉(zhuǎn)換裝置10,此電源轉(zhuǎn)換裝置10包含主供電模塊100及待機(jī)供電模塊120,待機(jī)供電模塊120電連接于主供電模塊100。主供電模塊100用以于電源轉(zhuǎn)換裝置10進(jìn)入非待機(jī)模式時(shí)進(jìn)行供電,待機(jī)供電模塊120除了于電源轉(zhuǎn)換裝置10進(jìn)入待機(jī)模式時(shí)進(jìn)行供電外,更用以提供主供電模塊100中的多個(gè)微控制器102運(yùn)作電壓。
其次,于電源轉(zhuǎn)換裝置10進(jìn)入非待機(jī)模式且待機(jī)供電模塊120的待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122停止工作時(shí),監(jiān)測(cè)運(yùn)作電壓。
接著,使電源轉(zhuǎn)換裝置10脫離待機(jī)模式并進(jìn)入非待機(jī)模式時(shí),并于待機(jī)供電模塊120中的待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122停止工作時(shí)執(zhí)行監(jiān)測(cè)程序以監(jiān)測(cè)運(yùn)作電壓,并于運(yùn)作電壓低于默認(rèn)最低補(bǔ)償電壓之前,強(qiáng)迫待機(jī)電源轉(zhuǎn)換器122運(yùn)作以避免電源轉(zhuǎn)換裝置10異常關(guān)機(jī)。
最后,若運(yùn)作電壓高于最低補(bǔ)償電壓一定值后,停止運(yùn)作電壓監(jiān)測(cè)程序。
此外,為了避免待機(jī)電源控制器128因操作于過高電壓而使電源轉(zhuǎn)換裝置10異常關(guān)機(jī),電源轉(zhuǎn)換裝置10還可以包含過電壓保護(hù)電路(圖未示)。過電壓保護(hù)電路用以于操作電壓輸出電源的輸出電壓不小于待機(jī)電源控制器128的默認(rèn)最大保護(hù)電壓ovp時(shí)(如圖3時(shí)間點(diǎn)t2所示),驅(qū)使待機(jī)電源控制器128停止工作,以降低輸出電壓(如圖3時(shí)間點(diǎn)t1~t2所示),避免電源轉(zhuǎn)換裝置10異常關(guān)機(jī)。
雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何熟習(xí)此技藝者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。