本發(fā)明系關(guān)于電源供應(yīng)器的能量偵測，尤指一種將一電源模塊之一次側(cè)的一模擬輸入訊號轉(zhuǎn)換并耦合至該電源模塊之二次側(cè)，以于該電源模塊之二次側(cè)計(jì)算該電源模塊之能量信息的電源偵測及傳輸電路，及其相關(guān)的電源供應(yīng)器。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的電源供應(yīng)器需要使用一次側(cè)的微控制器來量測輸入電壓訊號和輸入電流訊號，并且需要一通用非同步收發(fā)傳輸器(universalasynchronousreceiver/transmitter，uart)介面(標(biāo)注為「uart」)來將量測結(jié)果傳送至二次側(cè)的微控制器統(tǒng)合。舉例來說，于圖1中，傳統(tǒng)的電源供應(yīng)器100需要在電源模塊110之一次側(cè)利用微控制器120來擷取火線ln之模擬電壓訊號與中性線nt之模擬電壓訊號，并且在電源模塊110之一次側(cè)設(shè)置感應(yīng)電阻rs以供微控制器120量測一輸入電流訊號ct。在完成電壓電流的量測計(jì)算之后，微控制器120透過uart介面將所計(jì)算的數(shù)值傳送至位于二次側(cè)的微控制器130。微控制器130會統(tǒng)合所接收的量測信息(包含輸出電壓vo及輸出電流io的偵測結(jié)果)，接著經(jīng)由一電源管理總線(powermanagementbus，pmbus)送出完整的系統(tǒng)供電信息至負(fù)載400，諸如電壓、電流、功率、頻率以及風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

然而，在一次側(cè)使用微控制器來量測輸入電壓/電流訊號，會產(chǎn)生許多問題。舉例來說，微控制器120需要額外的穩(wěn)壓電路與獨(dú)立的地回路路徑(groundpath)，且微控制器120必須借助于額外設(shè)置在一次側(cè)的感應(yīng)電阻rs以量測輸入電流，這些都會導(dǎo)致能量損耗的增加。此外，由于位于一次側(cè)的微控制器120需要強(qiáng)大的突波電壓耐受力，因而增加電路復(fù)雜度與電路成本。再者，微控制器120需要藉由uart介面將所計(jì)算的資料傳送至微控制器130，這將增加程式設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。

因此，需要一種創(chuàng)新的電源偵測架構(gòu)來簡化電路設(shè)計(jì)及降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種將一電源模塊之一次側(cè)的一模擬輸入訊號轉(zhuǎn)換并耦合至該電源模塊之二次側(cè)，以于該電源模塊之二次側(cè)計(jì)算該電源模塊之能量信息的電源偵測及傳輸電路以及相關(guān)的電源供應(yīng)器，來解決上述問題。

依據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，其揭示一種電源偵測及傳輸電路。該電源偵測及傳輸電路包含一第一轉(zhuǎn)換電路、一第二轉(zhuǎn)換電路以及一訊號耦合電路。該第一轉(zhuǎn)換電路系電性連接一電源模塊以得到一模擬輸入訊號，以及將該模擬輸入訊號轉(zhuǎn)換為一第一脈寬調(diào)變訊號。該第二轉(zhuǎn)換電路用以將一第二脈寬調(diào)變訊號轉(zhuǎn)換為一模擬再生訊號，并將該模擬再生訊號傳送至一微控制器，其中該微控制器依據(jù)該模擬再生訊號來計(jì)算該電源模塊的能量信息。該訊號耦合電路系耦接于該第一轉(zhuǎn)換電路與該第二轉(zhuǎn)換電路之間，用以將該第一脈寬調(diào)變訊號耦合至該第二轉(zhuǎn)換電路，并據(jù)以產(chǎn)生該第二脈寬調(diào)變訊號。

依據(jù)本發(fā)明之另一實(shí)施例，其揭示一種電源偵測及傳輸電路。該電源偵測及傳輸電路包含一第一轉(zhuǎn)換電路、一第二轉(zhuǎn)換電路以及一訊號耦合電路。該第一轉(zhuǎn)換電路用以偵測一電源模塊之一輸入電壓訊號與一輸入電流訊號，將該輸入電壓訊號轉(zhuǎn)換為一第一脈寬調(diào)變訊號，以及將該輸入電流訊號轉(zhuǎn)換為一第二脈寬調(diào)變訊號，其中該輸入電壓訊號與該輸入電流訊號具有相同的相位。該第二轉(zhuǎn)換電路用以將一第三脈寬調(diào)變訊號轉(zhuǎn)換為一第一模擬再生訊號、將一第四脈寬調(diào)變訊號轉(zhuǎn)換為一第二模擬再生訊號，以及將該第一模擬再生訊號及該第二模擬再生訊號傳送至一微控制器，其中該微控制器依據(jù)該第一模擬再生訊號及該第二模擬再生訊號來計(jì)算該電源模塊的能量信息。該訊號耦合電路系耦接于該第一轉(zhuǎn)換電路與該第二轉(zhuǎn)換電路之間，用以將該第一脈寬調(diào)變訊號耦合至該第二轉(zhuǎn)換電路，并據(jù)以產(chǎn)生該第三脈寬調(diào)變訊號，以及將該第二脈寬調(diào)變訊號耦合至該第二轉(zhuǎn)換電路，并據(jù)以產(chǎn)生該第四脈寬調(diào)變訊號。

依據(jù)本發(fā)明之另一實(shí)施例，其揭示一種電源供應(yīng)器。該電源供應(yīng)器包含一電源模塊、一電源偵測及傳輸電路以及一微控制器。該電源模塊包含一電磁干擾濾波電路、一整流電路、一功率因數(shù)校正電路及一直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路。該電源偵測及傳輸電路包含一第一轉(zhuǎn)換電路、一第二轉(zhuǎn)換電路以及一訊號耦合電路。該第一轉(zhuǎn)換電路系電性連接該電源模塊以得到一模擬輸入訊號，以及將該模擬輸入訊號轉(zhuǎn)換為一第一脈寬調(diào)變訊號。該第二轉(zhuǎn)換電路用以將一第二脈寬調(diào)變訊號轉(zhuǎn)換為一模擬再生訊號。該訊號耦合電路系耦接于該第一轉(zhuǎn)換電路與該第二轉(zhuǎn)換電路之間，用以將該第一脈寬調(diào)變訊號耦合至該第二轉(zhuǎn)換電路，并據(jù)以產(chǎn)生該第二脈寬調(diào)變訊號。該微控制器系耦接該第二轉(zhuǎn)換電路，用以接收該模擬再生訊號來計(jì)算該電源模塊的能量信息。

本發(fā)明所提供之電源偵測及傳輸架構(gòu)無需在一次側(cè)設(shè)置微控制器、uart介面及額外的感應(yīng)電阻，即可計(jì)算出完整的系統(tǒng)供電信息。因此，本發(fā)明所提供之電源偵測及傳輸架構(gòu)不僅可簡化電路設(shè)計(jì)，也可減少程式設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，進(jìn)而大幅降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)的電源供應(yīng)器的功能方塊示意圖。

圖2繪示了本發(fā)明電源供應(yīng)器之一實(shí)施例的功能方塊示意圖。

圖3是圖2所示之電源供應(yīng)器之一實(shí)施例的示意圖。

圖4是圖3所示之訊號相減器所涉及之復(fù)數(shù)個訊號波形的一實(shí)施例的示意圖。

圖5是圖3所示之比較器所涉及之復(fù)數(shù)個訊號波形的一實(shí)施例的示意圖。

圖6是圖3所示之電源偵測及傳輸電路之輸出訊號波形的一實(shí)施例的示意圖。

圖7是圖3所示之電源偵測及傳輸電路之輸出訊號波形的一實(shí)施例的示意圖。

圖8繪示了圖2所示之第一轉(zhuǎn)換電路之一實(shí)施例的功能方塊示意圖。

圖9是圖2所示之微控制器應(yīng)用于電源警示架構(gòu)之一實(shí)施例的示意圖。

圖10是圖3所示之第二轉(zhuǎn)換電路所涉及之復(fù)數(shù)個訊號波形的一實(shí)施例的示意圖。

【符號說明】

100、200、300電源供應(yīng)器

110、210、310電源模塊

120、130、230、330微控制器

220、320電源偵測及傳輸電路

222、322、822第一轉(zhuǎn)換電路

228訊號耦合電路

229、329第二轉(zhuǎn)換電路

312電磁干擾濾波電路

314整流電路

316功率因數(shù)校正電路

318直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路

323訊號相減器

324訊號放大器

325、825振蕩器

326、327、826比較器

328光耦合電路

400、902負(fù)載

500外部電源

823訊號處理電路

904開關(guān)元件

ln火線

nt中性線

ct輸入電流訊號

rs感應(yīng)電阻

vo輸出電壓

io輸出電流

uart通用非同步收發(fā)傳輸器介面

pmbus電源管理總線

vi輸入電源

vo輸出電源

sain模擬輸入訊號

sp1、sp2脈寬調(diào)變訊號

sar、sarv、sari模擬再生訊號

ri輸入側(cè)

va、vb電壓訊號

rp感應(yīng)電阻

cp濾波電容

vin輸入電壓訊號

iin輸入電流訊號

v1火線電壓訊號

v2中性線電壓訊號

vaco、iaco、spre預(yù)處理訊號

ss、sosc振蕩訊號

spv1、spv2、spi1、spi2脈寬調(diào)變訊號

r1～r4電阻

c1～c2電容

sal警示訊號

sc控制訊號

pr電力

具體實(shí)施方式

藉由將電源模塊之一次側(cè)的模擬訊號輸入轉(zhuǎn)換為脈寬調(diào)變訊號，以及將所轉(zhuǎn)換之脈寬調(diào)變訊號耦合至電源模塊之二次側(cè)的微控制器，本發(fā)明所提供之電源偵測架構(gòu)無需在電源模塊之一次側(cè)設(shè)置微控制器，即可計(jì)算電源模塊的能量信息。換言之，本發(fā)明所提供之電源偵測及傳輸架構(gòu)可在無需一次側(cè)微控制器與uart介面的情形下，計(jì)算出完整的系統(tǒng)供電信息。進(jìn)一步的說明如下。

圖2繪示了本發(fā)明電源供應(yīng)器之一實(shí)施例的功能方塊示意圖。電源供應(yīng)器200可包含(但不限于)一電源模塊210、一電源偵測及傳輸電路220以及一微控制器230。電源模塊210可接收一輸入電源vi以產(chǎn)生一輸出電源vo，其中電源模塊210可由一電源供應(yīng)單元(powersupplyunit，psu)來實(shí)施。電源偵測及傳輸電路220電性連接于電源模塊210，用以接收來自電源模塊210的一模擬輸入訊號sain(例如，因應(yīng)輸入電源vi而產(chǎn)生)，并據(jù)以產(chǎn)生一模擬再生訊號sar，其中模擬再生訊號sar可具有與模擬輸入訊號sain相似/相同的訊號波形。微控制器230便可接收模擬再生訊號sar以計(jì)算電源模塊210(或電源供應(yīng)器200)之一次側(cè)的相關(guān)電源信息。此外，由于微控制器230也可偵測輸出電源vo的相關(guān)電源信息(例如，微控制器230可接收輸出電源vo并進(jìn)行相關(guān)的能量計(jì)算)，因此，微控制器230便可統(tǒng)合電源模塊210(或電源供應(yīng)器200)之一次側(cè)與二次側(cè)的電源信息，以計(jì)算電源模塊210完整的能量信息。

于此實(shí)施例中，電源偵測及傳輸電路220可包含一第一轉(zhuǎn)換電路222、一訊號耦合電路228以及一第二轉(zhuǎn)換電路229。第一轉(zhuǎn)換電路222系電性連接電源模塊210以得到模擬輸入訊號sain，并可將模擬輸入訊號sain轉(zhuǎn)換為一脈寬調(diào)變訊號sp1。訊號耦合電路228耦接于第一轉(zhuǎn)換電路222與第二轉(zhuǎn)換電路229之間，用以將脈寬調(diào)變訊號sp1耦合至第二轉(zhuǎn)換電路229，并據(jù)以產(chǎn)生一脈寬調(diào)變訊號sp2。另外，第二轉(zhuǎn)換電路229可將脈寬調(diào)變訊號sp2轉(zhuǎn)換為模擬再生訊號sar，微控制器230可接收模擬再生訊號sar以進(jìn)行能量信息的計(jì)算，并可經(jīng)由一電源管理總線(pmbus)送出完整的系統(tǒng)供電信息。

于一實(shí)施例中，訊號耦合電路228另可將脈寬調(diào)變訊號sp1與脈寬調(diào)變訊號sp2隔離，以減少/抑制噪聲的干擾。簡言之，電源偵測及傳輸電路220首先可利用第一轉(zhuǎn)換電路222將模擬輸入訊號sain轉(zhuǎn)換為一數(shù)字訊號(脈寬調(diào)變訊號sp1)，接著利用訊號耦合電路228將該數(shù)字訊號自電源供應(yīng)器200之一次側(cè)耦合至電源供應(yīng)器200之二次側(cè)，并產(chǎn)生另一數(shù)字訊號(脈寬調(diào)變訊號sp2)，其中脈寬調(diào)變訊號sp2具有與脈寬調(diào)變訊號sp1相似的訊號波形(例如，兩者之間只有訊號振幅不同)，最后再利用第二轉(zhuǎn)換電路229基于該另一數(shù)字訊號來產(chǎn)生模擬再生訊號sar，以提供微控制器230關(guān)于電源供應(yīng)器200之一次側(cè)的電源信息。如此一來，電源供應(yīng)器200便可無需在一次側(cè)設(shè)置一微控制器，即可計(jì)算出完整的系統(tǒng)供電信息。

請注意，圖2所示之電源偵測及傳輸電路220系為基于本發(fā)明概念的基本電源偵測架構(gòu)，因此，任何采用圖2所示之電路架構(gòu)的電路均落入本發(fā)明的范疇。為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)特征，以下采用一實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明電源供應(yīng)架構(gòu)/電源偵測架構(gòu)的細(xì)節(jié)，然而，基于圖2所示之電路架構(gòu)的其它電路實(shí)作亦是可行的。請參閱圖3，其為圖2所示之電源供應(yīng)器200之一實(shí)施例的示意圖。電源供應(yīng)器300可包含一電源模塊310、一電源偵測及傳輸電路320以及一微控制器330，其中圖2所示之電源模塊210、電源偵測及傳輸電路220以及微控制器230可分別由電源模塊310、電源偵測及傳輸電路320以及微控制器330來實(shí)作之。電源模塊310可包含(但不限于)一電磁干擾濾波電路(electromagneticinterferencefilter，emifilter)312、一整流電路(rectifiercircuit)314、一功率因數(shù)校正電路(powerfactorcorrectioncircuit，pfccircuit)316及一直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路(dc/dcconvertercircuit)318。于此實(shí)施例中，電磁干擾濾波電路312耦接于整流電路314之一輸入側(cè)ri，而功率因數(shù)校正電路316耦接于整流電路314與直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路318之間。功率因數(shù)校正電路316可對一待校正訊號(一電壓訊號va)進(jìn)行功率因數(shù)校正操作，并據(jù)以產(chǎn)生一校正后訊號(一電壓訊號vb)至直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換電路318。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可了解電源模塊310中各電路組件的操作細(xì)節(jié)，故相關(guān)的說明在此便不再贅述。

電源偵測及傳輸電路320可包含一第一轉(zhuǎn)換電路322、一光耦合電路328以及一第二轉(zhuǎn)換電路329，其中圖2所示之第一轉(zhuǎn)換電路222、訊號耦合電路228以及第二轉(zhuǎn)換電路229可由第一轉(zhuǎn)換電路322、光耦合電路328以及第二轉(zhuǎn)換電路329來實(shí)作之。于此實(shí)施例中，電源偵測及傳輸電路320可偵測電源模塊310之一輸入電壓及/或一輸入電流，并且將所偵測的結(jié)果傳輸至微控制器330。為了便于理解，以下先說明電源偵測及傳輸電路320所進(jìn)行之電壓偵測及傳輸?shù)牟僮骷?xì)節(jié)。

第一轉(zhuǎn)換電路322可電性連接于整流電路314之輸入側(cè)ri以偵測一輸入電壓訊號vin(亦即，一模擬輸入訊號)，其中輸入電壓訊號vin可以是輸入至整流電路314之一待整流訊號，或電磁干擾濾波電路312對輸入電源vi進(jìn)行濾波處理所產(chǎn)生之一濾波后訊號。因此，輸入電壓訊號vin可反映/指示出輸入電源vi的電壓信息。

在接收輸入電壓訊號vin(該模擬輸入訊號)之后，第一轉(zhuǎn)換電路322可將輸入電壓訊號vin轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)之?dāng)?shù)字訊號/脈寬調(diào)變訊號。舉例來說，第一轉(zhuǎn)換電路322可包含(但不限于)一訊號相減器323、一振蕩器325以及一比較器326，其中比較器326(標(biāo)注為「cp」)耦接于訊號相減器323與振蕩器325(標(biāo)注為「osc」)。訊號相減器323(標(biāo)注為「-」)可將輸入電壓訊號vin所包含之一火線電壓訊號v1(其可指示出火線ln的電壓信息)與一中性線電壓訊號v2(其可指示出中性線nt的電壓信息)相減，以產(chǎn)生一預(yù)處理訊號vaco至比較器326。振蕩器325可產(chǎn)生一振蕩訊號ss至比較器326。接下來，比較器326便可比較預(yù)處理訊號vaco與振蕩訊號ss來產(chǎn)生一脈寬調(diào)變訊號spv1。其中上述訊號相減器323可為一差動放大器。

圖4與圖5繪示了圖3所示之第一轉(zhuǎn)換電路322于一實(shí)施例中進(jìn)行電壓訊號轉(zhuǎn)換所涉及之復(fù)數(shù)個訊號時序圖。首先，請連同圖3來參閱圖4。圖4為圖3所示之訊號相減器323所涉及之復(fù)數(shù)個訊號波形的一實(shí)施例的示意圖。于此實(shí)施例中，訊號相減器323可將火線電壓訊號v1與中性線電壓訊號v2相減以產(chǎn)生具有m型波形的預(yù)處理訊號vaco，其中預(yù)處理訊號vaco的單位為伏特(標(biāo)注為「v」)，火線電壓訊號v1與中性線電壓訊號v2的單位為毫伏特(標(biāo)注為「mv」)，以及橫軸坐標(biāo)的時間單位為秒(標(biāo)注為「s」)。值得注意的是，訊號相減器323可將火線電壓訊號v1與中性線電壓訊號v2相減的結(jié)果加上一補(bǔ)償電壓以產(chǎn)生預(yù)處理訊號vaco，以提升后續(xù)電壓轉(zhuǎn)換(比較器325之比較操作)的精確度。

請連同圖3來參閱圖5。圖5為圖3所示之比較器326所涉及之復(fù)數(shù)個訊號波形的一實(shí)施例的示意圖。于此實(shí)施例中，比較器326可根據(jù)預(yù)處理訊號vaco與振蕩訊號ss兩者的比較結(jié)果來產(chǎn)生脈寬調(diào)變訊號spv1，其中當(dāng)預(yù)處理訊號vaco之訊號準(zhǔn)位高于振蕩訊號ss之訊號準(zhǔn)位時，脈寬調(diào)變訊號spv1可具有高訊號準(zhǔn)位。如此一來，脈寬調(diào)變訊號spv1可指示出預(yù)處理訊號vaco之訊號信息。

在第一轉(zhuǎn)換電路322產(chǎn)生脈寬調(diào)變訊號spv1之后，光耦合電路328可將脈寬調(diào)變訊號spv1耦合至第二轉(zhuǎn)換電路329，并據(jù)以產(chǎn)生一脈寬調(diào)變訊號spv2。第二轉(zhuǎn)換電路329接著可將脈寬調(diào)變訊號spv2轉(zhuǎn)換為一模擬再生訊號sarv。請連同圖3來參閱圖6。圖6為圖3所示之電源偵測及傳輸電路320之輸出訊號波形的一實(shí)施例的示意圖。于此實(shí)施例中，第二轉(zhuǎn)換電路329可由一低通濾波電路(其可包含復(fù)數(shù)個電阻r1～r4及復(fù)數(shù)個電容c1～c2)來實(shí)施，以利用濾波處理來將脈寬調(diào)變訊號spv2再生為模擬再生訊號sarv，其中該低通濾波電路可依據(jù)脈寬調(diào)變訊號spv2中不同的脈寬進(jìn)行充放電，而將脈寬調(diào)變訊號spv2還原再生為模擬再生訊號sarv；模擬再生訊號sarv可具有與預(yù)處理訊號vaco相似的訊號波形。該低通濾波電路將脈寬調(diào)變訊號spv2還原再生為模擬再生訊號sarv的訊號處理的一實(shí)施方式可參閱圖10所示之時序圖。換言之，第二轉(zhuǎn)換電路329可將脈寬調(diào)變訊號spv2轉(zhuǎn)換為預(yù)處理訊號vaco的再生訊號(亦即，模擬再生訊號sarv)，因此，微控制器330便可根據(jù)模擬再生訊號sarv來計(jì)算出電源模塊310之一次側(cè)的電壓信息。

接下來說明電源偵測及傳輸電路320所進(jìn)行之電流偵測及傳輸?shù)牟僮骷?xì)節(jié)。請?jiān)俅螀㈤唸D3，于此實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)換電路322另可電性連接電源模塊310之中的一感應(yīng)電阻，以經(jīng)由該感應(yīng)電阻偵測輸入電源vi的電流信息。舉例來說，第一轉(zhuǎn)換電路322可電性連接于功率因數(shù)校正電路316所包含之一感應(yīng)電阻rp(例如，耦接于一濾波電容cp)以偵測一輸入電流訊號iin(亦即，一模擬輸入訊號)。由于輸入電流訊號iin是感應(yīng)電阻rp因應(yīng)電壓訊號va而產(chǎn)生，故可反映/指示出輸入電源vi的電流信息。值得注意的是，由于第一轉(zhuǎn)換電路322可直接經(jīng)由該感應(yīng)電阻(位于電源模塊310內(nèi)部)偵測輸入電源vi的電流信息，因此，電源供應(yīng)器300可無需在電源模塊310之輸入側(cè)額外設(shè)置另一感應(yīng)電阻。

在接收輸入電流訊號iin(該模擬輸入訊號)之后，第一轉(zhuǎn)換電路322可將輸入電流訊號iin轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)之?dāng)?shù)字訊號/脈寬調(diào)變訊號。舉例來說，第一轉(zhuǎn)換電路322另可包含(但不限于)一訊號放大器324以及一比較器327，其中比較器327(標(biāo)注為「cp」)耦接于訊號放大器324與振蕩器325。訊號放大器324(標(biāo)注為「x」)可將輸入電流訊號iin放大以產(chǎn)生一預(yù)處理訊號iaco。由于振蕩器325可將振蕩訊號ss傳送至比較器327，因此，比較器327便可比較預(yù)處理訊號iaco與振蕩訊號ss來產(chǎn)生一脈寬調(diào)變訊號spi1。舉例來說(但本發(fā)明不限于此)，當(dāng)預(yù)處理訊號iaco之訊號準(zhǔn)位高于振蕩訊號ss之訊號準(zhǔn)位時，脈寬調(diào)變訊號spi1可具有高訊號準(zhǔn)位。換言之，脈寬調(diào)變訊號spi1可指示出預(yù)處理訊號iaco之訊號信息。

與上述電壓偵測及傳輸?shù)牟僮飨嗨疲诘谝晦D(zhuǎn)換電路322產(chǎn)生脈寬調(diào)變訊號spi1之后，光耦合電路328可將脈寬調(diào)變訊號spi1耦合至第二轉(zhuǎn)換電路329，并據(jù)以產(chǎn)生一脈寬調(diào)變訊號spi2。第二轉(zhuǎn)換電路329接著可將脈寬調(diào)變訊號spi2轉(zhuǎn)換為一模擬再生訊號sari。請連同圖3來參閱圖7。圖7為圖3所示之電源偵測及傳輸電路320之輸出訊號波形的一實(shí)施例的示意圖。于此實(shí)施例中，第二轉(zhuǎn)換電路329可利用濾波處理來將脈寬調(diào)變訊號spi2再生為模擬再生訊號sari，其中模擬再生訊號sari可具有與預(yù)處理訊號iaco相似的訊號波形(單位為毫安；標(biāo)注為「ma」)。換言之，第二轉(zhuǎn)換電路329可將脈寬調(diào)變訊號spi2轉(zhuǎn)換為預(yù)處理訊號iaco的再生訊號(亦即，模擬再生訊號sari)，因此，微控制器330便可根據(jù)模擬再生訊號sari來計(jì)算出電源模塊310之一次側(cè)的電流信息。

經(jīng)由上述電源偵測及傳輸操作之后，微控制器330便可依據(jù)所接收之模擬再生訊號sarv及模擬再生訊號sari來計(jì)算電源模塊310的能量信息。舉例來說，微控制器330可對模擬再生訊號sarv及模擬再生訊號sari進(jìn)行取樣運(yùn)算，并可將運(yùn)算結(jié)果與輸出電源vo的偵測結(jié)果加以統(tǒng)合，經(jīng)由電源管理總線送出完整的系統(tǒng)供電信息，諸如電壓、電流、功率、頻率以及風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

值得注意的是，電源偵測及傳輸電路320可同時進(jìn)行上述電壓偵測及傳輸操作、電流偵測及傳輸操作，也可以僅進(jìn)行上述電壓偵測及傳輸操作、電流偵測及傳輸操作兩者的其中之一。另外，在同時進(jìn)行上述電壓轉(zhuǎn)換操作與電流轉(zhuǎn)換操作的情形下，電源偵測及傳輸電路320所接收/偵測之輸入電壓訊號vin與輸入電流訊號iin可具有相同的相位。然而，本發(fā)明并不以此為限。

另外，在采用光耦合電路328來實(shí)作出圖2所示之訊號耦合電路228的情形下，由于光耦合電路328不僅可有效減少/抑制噪聲突波的干擾以提升訊號傳輸路徑的訊號噪聲比，并可具有高速的響應(yīng)速度，因此，電源偵測及傳輸電路320可快速地將一次側(cè)的電源信息耦合至二次側(cè)，以滿足實(shí)時計(jì)算能量的需求。

請注意，以上所述僅供說明之需，并非用來做為本發(fā)明的限制。于一實(shí)施例中，圖3所示之電源偵測及傳輸電路320可以從電磁干擾濾波電路312之輸入側(cè)直接接收火線ln所挾帶的電壓訊號與中性線nt所挾帶的電壓訊號，以分別做為火線電壓訊號v1與中性線電壓訊號v2。于另一實(shí)施例中，電源偵測及傳輸電路320自電源模塊310所接收之輸入電壓訊號vin與輸入電流訊號iin可具不同的相位。

另外，圖3所示之第一轉(zhuǎn)換電路322的電路架構(gòu)并非用來做為本發(fā)明之限制。請連同圖2來參閱圖8。圖8繪示了圖2所示之第一轉(zhuǎn)換電路222之一實(shí)施例的功能方塊示意圖。于此實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)換電路822可包含一訊號處理電路823、一振蕩器825以及一比較器826。訊號處理電路823可處理來自圖2所示之電源模塊210之模擬輸入訊號sain，以產(chǎn)生一預(yù)處理訊號spre，振蕩器825可產(chǎn)生一振蕩訊號sosc。比較器826系耦接于訊號處理電路823與振蕩器825，用以比較預(yù)處理訊號spre與振蕩訊號sosc來產(chǎn)生脈寬調(diào)變訊號sp1。

以電壓轉(zhuǎn)換操作為例，訊號處理電路823可電性連接電源模塊210所包含之一整流電路(例如，圖3所示之整流電路314)的一輸入側(cè)，用以將模擬輸入訊號sain所包含的一火線電壓訊號與一中性線電壓訊號相減，以產(chǎn)生預(yù)處理訊號spre。舉例來說，在將第一轉(zhuǎn)換電路822的架構(gòu)應(yīng)用至圖3所示之第一轉(zhuǎn)換電路322的情形下，訊號處理電路823之至少一部分可由圖3所示之訊號相減器323來實(shí)作之，振蕩器825之至少一部分可由圖3所示之振蕩器325來實(shí)作之，以及比較器826之至少一部分可由圖3所示之比較器326來實(shí)作之。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員經(jīng)由閱讀圖2～圖4的相關(guān)說明之后，應(yīng)可了解第一轉(zhuǎn)換電路822應(yīng)用于電壓轉(zhuǎn)換的操作細(xì)節(jié)及其設(shè)計(jì)變化，故進(jìn)一步的說明在此便不再贅述。

第一轉(zhuǎn)換電路822也可應(yīng)用于電流轉(zhuǎn)換操作。舉例來說，訊號處理電路823可電性連接電源模塊210所包含之一功率因數(shù)校正電路之一感應(yīng)電阻(例如，圖3所示之功率因數(shù)校正電路316中的感應(yīng)電阻rp)，用以將模擬輸入訊號sain所包含的一輸入電流訊號放大以產(chǎn)生預(yù)處理訊號spre，其中該輸入電流訊號系由該感應(yīng)電阻所產(chǎn)生。舉例來說，在將第一轉(zhuǎn)換電路822的架構(gòu)應(yīng)用至圖3所示之第一轉(zhuǎn)換電路322的情形下，訊號處理電路823之至少一部分可由圖3所示之訊號放大器324來實(shí)作之，振蕩器825之至少一部分可由圖3所示之振蕩器325來實(shí)作之，以及比較器826之至少一部分可由圖3所示之比較器327來實(shí)作之。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員經(jīng)由閱讀圖2～圖3的相關(guān)說明之后，應(yīng)可了解第一轉(zhuǎn)換電路822應(yīng)用于電流轉(zhuǎn)換的操作細(xì)節(jié)及其設(shè)計(jì)變化，故進(jìn)一步的說明在此便不再贅述。

另外，在將第一轉(zhuǎn)換電路822應(yīng)用于圖3所示之第一轉(zhuǎn)換電路322以同時進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換操作與電流轉(zhuǎn)換操作的情形下，訊號處理電路823之至少一部分可由圖3所示之訊號相減器323與訊號放大器324來實(shí)作之，振蕩器825之至少一部分可由圖3所示之振蕩器325來實(shí)作之，以及比較器826之至少一部分可由圖3所示之比較器326與比較器327來實(shí)作之。

本發(fā)明所提供之電源偵測架構(gòu)除了可計(jì)算電源模塊的能量信息之外，也可以判斷輸入電源是否正常，并據(jù)以產(chǎn)生一中斷訊號/警示訊號(alertsignal)。請連同圖2來參閱圖9。圖9為圖2所示之微控制器230應(yīng)用于電源警示架構(gòu)之一實(shí)施例的示意圖。于此實(shí)施例中，微控制器230可判斷輸入電源vi是否處于異常狀態(tài)，而據(jù)以決定是否要切換電源模塊210之供電電源。舉例來說，微控制器230可偵測模擬再生訊號sar之電壓準(zhǔn)位是否小于或等于一預(yù)定準(zhǔn)位(例如，0)超過一預(yù)定時間，以判斷電源模塊210之供電運(yùn)作是否出現(xiàn)異常(亦即，輸入電源vi之電壓準(zhǔn)位過低而導(dǎo)致供電異常)。當(dāng)偵測出模擬再生訊號sar之電壓準(zhǔn)位小于該預(yù)定準(zhǔn)位超過該預(yù)定時間時，微控制器230可輸出一警示訊號sal至一負(fù)載902(諸如一服務(wù)器)，令負(fù)載902指示一外部電源500(諸如不斷電系統(tǒng)(uninterruptiblepowersupply，ups)或電池模塊)提供一電力pr至電源模塊210。于此實(shí)施例中，負(fù)載902可因應(yīng)警示訊號sal來產(chǎn)生一控制訊號sc，以致使一開關(guān)元件904將電力pr提供予電源模塊210。

另外，微控制器230可對模擬再生訊號sar之電壓準(zhǔn)位進(jìn)行取樣，而據(jù)以判斷電源模塊210之供電運(yùn)作是否出現(xiàn)異常。舉例來說，在模擬再生訊號sar之電壓成份可由圖6所示之模擬再生訊號sarv來實(shí)施的情形下，微控制器230可對具有m型波形之模擬再生訊號sarv(模擬再生訊號sar之電壓準(zhǔn)位)進(jìn)行取樣(諸如模擬數(shù)位轉(zhuǎn)換之分段取樣操作)以產(chǎn)生一取樣結(jié)果。當(dāng)該取樣結(jié)果指示出模擬再生訊號sarv之電壓準(zhǔn)位(模擬再生訊號sar之電壓準(zhǔn)位)連續(xù)小于該預(yù)定準(zhǔn)位的次數(shù)等于一預(yù)定次數(shù)(例如3次)時，微控制器230可偵測出模擬再生訊號sar之電壓準(zhǔn)位小于該預(yù)定準(zhǔn)位超過該預(yù)定時間，進(jìn)而輸出警示訊號sal至負(fù)載902。負(fù)載902便因應(yīng)警示訊號sal來致使開關(guān)元件904將外部電源500的電力pr提供予電源模塊210，以維持電源模塊210的正常運(yùn)作。

綜上所述，本發(fā)明所提供之電源偵測及傳輸架構(gòu)無需在一次側(cè)設(shè)置微控制器、uart介面及額外的感應(yīng)電阻，即可計(jì)算出完整的系統(tǒng)供電信息。因此，本發(fā)明所提供之電源偵測及傳輸架構(gòu)不僅可簡化電路設(shè)計(jì)，也可減少程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，進(jìn)而大幅降低生產(chǎn)成本。

以上所述僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做之均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明之涵蓋范圍。