CN103259422A - 电源装置 - Google Patents
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Abstract
一种电源装置，包括降压电路、电源供应单元(powersupplyunit,PSU)、缓冲电路以及一连接至PSU以及缓冲电路的逻辑电路，所述PSU用以供应直流电至所述降压电路，该降压电路将所述直流电的电压转换成一预设的电压供应至一受电端，所述缓冲电路连接至降压电路，用以防止所述降压电路处于重载供电状态下工作时受损，所述缓冲电路通过逻辑电路选择连接至降压电路，所述PSU检测降压电路是否处于重载状态，并对应降压电路处于重载状态时触发逻辑电路将缓冲电路连接至降压电路；对应降压电路处于轻载状态时，该PSU触发逻辑电路断开缓冲电路与降压电路的连接，以消除所述缓冲电路产生的功率损耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源装置，尤其涉及一种具有缓冲电路的电源装置。
背景技术
目前的笔记本电脑、伺服器等电源装置通常包括电源供应单元(Power supply unit, PSU)以及降压电路，所述PSU用以将从外界接入的交流电转换为直流电，所述降压电路用以将PSU转换的直流电的电压降低至预设的电压值，供应至伺服器***等受电端。现有的降压电路通常包括脉冲宽度调制芯片等控制器、依次串接于PSU以及地之间的第一开关、第二开关、相串接后并联至第二开关相对两端的输出电感以及储能电容，伺服器***等受电端则并联至储能电容的相对两端，并通过控制器控制所述第一开关以及第二开关依次导通而将PSU输出的电压转换成预设的电压供应至受电端。然而，当所述电源装置输出至负载的电压较高时(即该降压电路处于重载状态)，在所述第二开关从导通状态切换至断开状态的瞬间，该第二开关上的电压可能会因PSU供应的电压的作用而突然增大，从而烧坏所述第二开关。对此，现有的作业方式是在第二开关以及输出电感之间串接由电阻及电容组成的缓冲电路，以抑制所述第二开关断开时瞬间电压过高的现象。可见，上述缓冲电路虽然可在电源装置处于重载(输出的电压较高)时有效防止第二开关被烧坏，但是该缓冲电路在电源装置处于轻载状态下而无需保护第二开关时，则会闲置而增加该电源装置的功率损耗。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种供电效率较高的电源中装置。
一种电源装置，用以对受电端供电，该电源装置包括降压电路、电源供应单元(power supply unit, PSU)、缓冲电路以及一连接至PSU以及缓冲电路的逻辑电路，所述PSU用以供应直流电至所述降压电路，该降压电路将所述直流电的电压转换成一预设的电压供应至受电端，所述缓冲电路连接至降压电路，用以防止所述降压电路处于重载供电状态下工作时受损，所述缓冲电路通过逻辑电路选择连接至降压电路，所述PSU检测降压电路是否处于重载状态，并对应降压电路处于重载状态时触发逻辑电路将缓冲电路连接至降压电路；对应降压电路处于轻载状态时，该PSU触发逻辑电路断开缓冲电路与降压电路的连接，以消除所述缓冲电路产生的损耗。
所述电源装置于所述降压电路处于重载状态而可能受损时，控制所述缓冲电路连接至降压电路，以有效保护该降压电路；而当降压电路处于轻载状态不会损坏而无需缓冲电路提供保护时，所述电源装置断开所述缓冲电路与降压电路的连接，以消除该缓冲电路产生的功率损耗，使该电源装置的供电效率更高。
附图说明
图1是本发明电源装置对受电端供电的电路原理图。
主要元件符号说明
| 电源装置 | 100 |
| 降压电路 | 10 |
| 控制器 | 11 |
| 第一开关 | Q1 |
| 第二开关 | Q2 |
| 输出电感 | L |
| 储能电容 | C1 |
| PSU | 30 |
| 缓冲电路 | 50 |
| 电阻 | R |
| 缓冲电容 | C2 |
| 逻辑电路 | 70 |
| 逻辑模块 | 71 |
| 逻辑开关 | 73 |
| 受电端 | 200 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
请参阅图1所示，本发明的电源装置100用以对伺服器***等受电端200供电。该电源装置100包括降压电路10、电源供应单元(power supply unit, PSU)30、缓冲电路50以及逻辑电路70，所述PSU30连接至降压电路10以及逻辑电路70，所述逻辑电路70还连接至缓冲电路50，用以控制所述缓冲电路50与降压电路10之间的电性连接。所述PSU30用以提供直流电源至降压电路10，并侦测该PSU30输出至降压电路10电流值。该PSU30侦测到其输出的电流值较高时判断所述降压电路10处于重载状态，然后触发逻辑电路70将缓冲电路50连接至降压电路10，以保护该降压电路10；当该PSU30侦测到其输出的电流值较小时判断所述降压电路10处于轻载状态下而无需保护该降压电路10时，触发所述逻辑电路70断开所述缓冲电路50与降压电路10的连接，消除该缓冲电路50产生的功率损耗。
所述降压电路10包括控制器11、第一开关Q1、第二开关Q2、输出电感L以及储能电容C1。
所述控制器11连接至第一开关Q1以及第二开关Q2，用以根据该降压电路10输出至受电端200的电压值依次控制所述第一开关Q1以及第二开关Q2导通/断开。于本发明实施方式中，所述控制器11为一脉冲宽度调制芯片，并通过发送至第一开关Q1以及第二开关Q2的脉冲宽度调制信号的占空比来调节所述第一开关Q1以及第二开关Q2的导通时长，相应调节该降压电路10输出的电压值的大小。
所述第一开关Q1以及第二开关Q2依次串接于PSU30以及地之间，所述输出电感L以及储能电容C1相串连后，储能电容C1的另一端连接于第一开关Q1与第二开关Q2之间，输出电感L的另一端接地。所述受电端200并联至储能电容C1的相对两端。如此，当所述控制器11导通第一开关Q1、断开第二开关Q2时，PSU30端接入的电能将从第一开关Q1、输出电感L供应至受电端200以及储能电容C1，以于对受电端200供电的同时通过储能电容C1存储电能；当所述控制器11断开第一开关Q1、导通第二开关Q2时，则PSU30停止对该降压电路10供电，而由储能电容C1释放其存储的能量对受电端200供电。于本发明实施方式中，所述第一开关Q1以及第二开关Q2均为一场效应管，且所述第一开关Q1通过栅极连接至控制器11，通过漏极连接至PSU30，并通过源极连接至第二开关Q2；所述第二开关Q2通过漏极连接至第一开关Q1的源极，通过栅极连接至控制器，并通过源极接地。
所述PSU30连接至降压电路10的第一开关Q1以及逻辑电路70，用以供应直流电源至降压电路10，同时检测所述降压电路10是处于重载状态还是轻载状态。当该PSU30检测到所述降压电路10处于重载状态时，触发逻辑电路70将缓冲电路50并联至第二开关Q2；当检测到所述降压电路10处于轻载状态时，触发所述逻辑电路70断开缓冲电路50与第二开关Q2的连接。于本发明实施方式中，所述PSU30对应其输出至降压电路10的电流值设定一基准电流值，并检测该PSU30输出至降压电路10的电流值，若所输出的电流值超出预设的基准电流值，则判定所述降压电路10处于重载状态；若PSU30输出至降压电路10的电流值低于预设的基准电流值，则判定所述降压电路10处于轻载状态。于本发明实施方式中，所述PSU30通过***控制总线(System Management Bus, Smbus)中的SDA以及SCL信号线建立与逻辑电路70的通信，从而触发所述逻辑电路70控制缓冲电路50与降压电路10的连接。
所述缓冲电路50包括一电阻R以及一缓冲电容C2，所述电阻R以及缓冲电容C2相串联后的一端连接至第二开关Q2以及输出电感L之间，另一端通过逻辑电路70接地。如此，当所述逻辑电路70将缓冲电路50接地时，该缓冲电路50即并联至所述第二开关Q2，当所述逻辑电路70断开缓冲电路50与地的连接时，所述缓冲电路50将断开与降压电路10的电连接。
所述逻辑电路70包括逻辑模块71以及逻辑开关73。所述逻辑模块71电连接至PSU30，并连接至逻辑开关73，所述逻辑开关73的一端还连接至缓冲电容C2，另一端接地。所述逻辑模块71在PSU30的触发下控制逻辑开关73的导通或者断开，相应的将所述缓冲电路50的一端接地或者断开与地的连接，对应实现将所述缓冲电路50并连接至第二开关Q2或者断开二者的连接。于本发明实施方式中，所述逻辑开关73也为一场效应管，所述逻辑模块71在PSU30的控制下发送一高电平信号至逻辑开关73而导通该逻辑开关73。
使用该电源装置100对受电端200供电的过程中，所述PSU30提供一直流电源至降压电路10，然后控制器11输出一具有一定占空比的脉冲宽度调制信号控制所述第一开关Q1以及第二开关Q2的导通时长，使该电源装置100保持输出一预定的电压供应至受电端200。于此过程中，所述PSU30检测其输出至降压电路10的电流，并判断输出的电流值是否超出预设的基准电流。当所述PSU30输出至降压电路10的电流超出预设的基准电流时，判定该降压电路10处于重载状态，然后触发逻辑模块71导通所述逻辑开关73，以将缓冲电路50的一端接地而并联连接至第二开关Q2上，防止第二开关Q2上的电压于断开时因PSU30供应的电压的作用突然变大而损坏该第二开关Q2。当PSU30输出至降压电路10的电流低于预设的基准电流时，则判定所述降压电路10处于轻载状态，然后触发所述逻辑模块71断开逻辑开关73，以断开缓冲电路50与第二开关Q2的连接，从而消除该缓冲电路50带来的功率损耗。
本发明的电源装置100于所述降压电路10处于重载状态时，控制所述缓冲电路50连接至降压电路10中的第二开关Q2，以防止第二开关Q2由导通切换至断开状态的瞬间电压过大而被烧坏，有效保护该降压电路10；该降压电路10处于轻载状态时，第二开关Q2不会因为刚断开时的电压过大而受损而无需缓冲电路50提供保护时，所述电源装置100断开所述缓冲电路50与降压电路10的连接，消除该缓冲电路50产生的功率损耗，使该电源装置100的供电效率更高。
对本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种电源装置，用以对受电端供电，该电源装置包括降压电路、电源供应单元(power supply unit, PSU)以及缓冲电路，所述PSU用以供应直流电至所述降压电路，该降压电路将所述直流电的电压转换成一预设的电压供应至受电端，所述缓冲电路连接至降压电路，用以防止所述降压电路处于重载供电状态下工作时受损，其特征在于：该电源装置还包括一连接至PSU以及缓冲电路的逻辑电路，所述缓冲电路通过逻辑电路选择性的连接至降压电路，所述PSU检测降压电路是否处于重载状态，并对应降压电路处于重载状态时触发逻辑电路将缓冲电路连接至降压电路；对应降压电路处于轻载状态时，该PSU触发逻辑电路断开缓冲电路与降压电路的连接。
2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于：所述PSU对应输出至降压电路的直流电的电流预设一基准电流，并检测该PSU输出至降压电路的电流是否超出所述预设的基准电流，若所述输出的电流超出预设的基准电流则判定所述降压电路处于重载状态，若所述输出的电流低于预设的基准电流则判定所述降压电路处于轻载状态。
3.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于：所述逻辑电路包括依次串接于PSU以及地之间的逻辑模块以及逻辑开关，所述逻辑电路通过逻辑开关连接至缓冲电路，所述PSU通过逻辑模块控制逻辑开关的导通或者断开，相应将所述缓冲电路连接至降压电路，或者断开所述缓冲电路与降压电路的连接。
4.如权利要求3所述的电源装置，其特征在于：所述逻辑开关为一场效应管。
5.如权利要求3所述的电源装置，其特征在于：所述PSU通过***控制总线中的SDA以及SCL信号线建立与所述逻辑模块的通信。
6.如权利要求3所述的电源装置，其特征在于：所述缓冲电路包括一电阻以及电容，所述缓冲电路通过电容连接至逻辑开关，并通过电阻连接至第一开关以及第二开关之间。
7.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于：所述降压电路包括控制器、第一开关、第二开关、输出电感以及储能电容，所述第一开关以及第二开关相串接于PSU以及地之间，所述输出电感以及储能电容串接后的一端连接至第一开关与第二开关之间，另一端接地，所述受电端并联至储能电容的相对两端，所述控制器分别控制第一开关以及第二开关导通一预设的时长，以将PSU提供的电源的电压转换成所述预设的电压供应至受电端，所述缓冲电路的一端连接至第一开关与第二开关之间，另一端通过逻辑电路接地，以在逻辑电路的控制下接地而并联至第二开关，或者在逻辑电路的控制下断开与地的连接而断开该缓冲电路与降压电路的连接。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130821 |