CN103838339A - 功率整合模块及电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种功率整合模块，包含第一输入连接器、第二输入连接器、输出连接器、开关单元以及判断单元。第一与第二输入连接器用以电性连接来自电源供应模块的第一与第二输入电源。输出连接器用以电性连接至电力负载。开关单元耦接于第一输入连接器、第二输入连接器与输出连接器之间。其中当开关单元导通时，第一输入电源与第二输入电源以并联方式汇整，并经由输出连接器传输至电力负载。此外，本发明亦揭露一种具有多个上述功率整合模块的电子装置。藉此，可防止错误连接，避免不同电性参数的电源供应器并联。

Description

功率整合模块及电子装置
技术领域
本发明有关于一种电源供应技术，且特别是有关于一种用以汇整多个功率来源信号的电源供应架构。
背景技术
随着技术的快速发展，电子装置的复杂度随着使用者的需求逐渐提升，电子装置中各项电子元件所提供的功能也愈来愈多、处理速率愈来愈快、运算愈来愈强大，同时也需要更大的电力供应。其中，电子装置中的各个电力负载须要稳定的电力供应，方能具有稳定的效能。
举例来说，在电脑***中高级的影像显卡经常负担庞大的浮点数运算，相对具有较高的电功率消耗。在不少使用者进行超频超压的状况中，亦或是配备有两颗以上的图形处理器(Graphic Processing Unit,GPU)的显卡，都往往造成耗电超过其本身的规格，而面临供电不足的情形。在没有足够的电源下，可能会使影像显卡无法顺利运作，甚至因而损坏。
部分影像显卡除了原有的一组电源供应连接器，甚至设置有额外的另一组电源供应连接器，以获得更大功率的电源供应。然而，一般情况下，电源供应器输出至每一组电源传输线路的功率是固定的，额外的电源供应连接器至多能让影像显卡获得额外的一倍输入功率，且须占用一定的显卡面积，并提高制造成本。
发明内容
本发明提出的功率整合模块可将多个电源供应信号结合为较大功率的整合电源供应信号，此外，各功率整合模块上具有判断单元判断输入的多个电源的特性参数是否一致，可防止错误连接，避免不同电性参数的电源供应器并联。
本发明提供一种功率整合模块，用于整合一电源供应模块的多数电源，并输出至一电力负载。功率整合模块包含第一输入连接器、第二输入连接器、输出连接器、开关单元以及判断单元。第一输入连接器用以电性连接来自电源供应模块的第一输入电源。第二输入连接器用以电性连接来自电源供应模块的第二输入电源。输出连接器用以电性连接至电力负载。开关单元耦接于第一输入连接器、第二输入连接器与输出连接器之间。判断单元分别连接于第一输入连接器及第二输入连接器，并用以控制该开关单元的开启或关闭。当开关单元导通时，第一输入电源与该第二输入电源经由开关单元以并联方式汇整为整合电源至输出连接器，并由输出连接器传输至电力负载。
根据本发明内容的一实施例，其中判断单元包含第一电源传感器、第二电源传感器以及判断电路。第一电源传感器用以感测第一输入电源的特性参数。第二电源传感器用以感测第二输入电源的特性参数。判断电路用以判断第一输入电源与第二输入电源的特性参数是否一致，并据以选择性地产生控制信号至开关单元。
依据本发明内容一实施例，其中特性参数包含第一输入电源与第二输入电源各自的启动时间或各自的电压准位。
依据本发明内容一实施例，其中开关单元包含第一开关元件以及第二开关元件，第一开关元件耦接于第一输入连接器以及输出连接器之间。第二开关元件耦接于第二输入连接器以及输出连接器之间，其中判断电路产生的控制信号用以控制第一开关元件与第二开关元件的开启或关闭。
依据本发明内容一实施例，其中当判断单元判断该些特性参数为不一致时，判断单元关闭该开关单元并送出回馈信号，回馈信号用以将电力供应模块暂时切换至待机状态。
依据本发明内容一个实施例，其中该功率整合模块还包含警示单元，其中回馈信号用以驱动警示单元发出警示消息。
本发明更提供一种电子装置，用于并联多个电源并输出至一电力负载。电子装置包含多个电源供应模块、第一功率整合模块以及第二功率整合模块。多个电源供应模块分别用以产生多个输入电源。第一功率整合模块耦接至多个输入电源中的第一部分，并判断该第一部分的多个输入电源是否具有相同的特性参数，并依据判断结果选择性的将该第一部分的多个输入电源以并联方式汇整，输出至该电力负载。第二功率整合模块耦接至多个输入电源中的第二部分，并判断该第二部分的多个输入电源是否具有相同的特性参数，并依据判断结果选择性的将该第二部分的多个输入电源以并联方式汇整，输出至该电力负载。
依据本发明内容一实施例，电子装置还包含控制单元以及延时单元。当电子装置启动时，控制单元用以产生第一电源启动信号与第二电源启动信号至第一电源供应模块与第二电源供应模块。延时单元设置于控制单元与第二电源供应模块之间，延时单元用以使第二电源供应模块的启动时间相异于第一电源供应模块的启动时间。
依据本发明内容一实施例，其中该第一功率整合模块包含第一判断单元及第一开关单元，并且第一判断单元用于判断该多个电源是否具有相同的特性参数，并依据判断结果，选择性的产生控制信号至开关单元，第二功率整合模块包含第二判断单元及第二开关单元，并且第二判断单元用于判断该多个电源是否具有相同的特性参数，并依据判断结果，选择性的产生控制信号至开关单元。
依据本发明内容一个实施例，其中第一判断单元更具有多个电源传感器，分别用于感测所接收的该第一部分的输入电源的特性参数，第二判断单元更具有多个电源传感器，分别用于感测所接收的该第二部分的输入电源的特性参数。
附图说明
图1根据本发明的一实施例中一种电子装置的示意图；
图2为图1中的功率整合模块的示意图；
图3为根据本发明的另一实施例中一种电子装置的示意图；以及
图4为图3中第一判断单元、第一开关单元、第二判断单元及第二开关单元的示意图。
具体实施方式
请参照图1，其根据本发明的一实施例中一种电子装置100的示意图。电子装置100包含电源供应模块104、电力负载106以及耦接于两者之间的功率整合模块102。电力负载106在实际应用中可为高功率消耗的负载元件，例如，影像显卡、处理器或是其它等效的高功率元件。功率整合模块102将电源供应模块104提供的第一输入电源PS1以及第二输入电源PS2汇整为一组整合电源IPS1，并输出至电力负载106。但本发明并不以两组输入整合为一组输出为限。若电力负载106所需的功率更高，功率整合模块102亦可对三组以上的电源供应进行并联整合。
功率整合模块102包含第一输入连接器121及第二输入连接器122、判断单元140、开关单元160以及输出连接器180。第一输入连接器121与第二输入连接器122分别电性连接至电源供应模块104提供的第一输入电源PS1以及第二输入电源PS2。开关单元160耦接于第一输入连接器121及第二输入连接器122与输出连接器180之间。判断单元140用以判断第一输入连接器121及第二输入连接器122所接收的第一输入电源PS1与第二输入电源PS2的特性参数(例如启动时间或电压准位等)是否一致，并选择性地导通或关闭开关单元160。
请参阅图2，其为图1中的功率整合模块102的示意图。功率整合模块102中的第一输入连接器121及第二输入连接器122两者为并联，并分别经由开关单元160中的第一开关元件Q1与第二开关元件Q2耦接至输出连接器180。
如图2所示，判断单元140包含第一电源传感器141及第二电源传感器142以及判断电路144。第一电源传感器141及第二电源传感器142分别用以感测第一输入连接器121及第二输入连接器122上的输入电源(即第一输入电源PS1与第二输入电源PS2)的特性参数，例如启动时间。
判断电路144根据第一电源传感器141及第二电源传感器142所感测的启动时间是否一致，并且选择性产生控制信号SSW至第一开关元件Q1与第二开关元件Q2的闸极。例如，当判断电路144判断感测结果一致(即第一输入电源PS1与第二输入电源PS2的启动时间一致)则导通开关单元160，第一输入电源PS1与第二输入电源PS2分别由第一输入连接器121及第二输入连接器122经过开关单元160以并联方式连接至输出连接器180，并输出整合电源IPS1至电力负载106。
另一方面，若判断电路144判断感测结果不一致(即第一输入电源PS1与第二输入电源PS2的启动时间不一致)则关闭开关单元160，停止输出整合电源IPS1。此外，在部分实施例中，当判断感测结果不一致时，判断电路144可进一步送出回馈信号SFB至电力供应模块104将电力供应模块104暂时关闭切换至待机状态。或是，回馈信号SFB可用以驱动警示单元(未图示)发出警示灯号、警示音效或警示消息以通知用户。
在实际应用中，因应较大型的电子装置或是更高功率消耗的电力负载，电子装置并不仅限于前述实施例所示的一组电源供应模块104、一组功率整合模块102以及产生一组整合电源供应信号IPS1至电力负载106。
请参阅图3，其为根据本发明的另一实施例中一种电子装置300的示意图。于图3的实施例中，电子装置300包含第一功率整合模块302a、第二功率整合模块302b、第一电源供应模块304a、第二电源供应模块304b以及电力负载306。其中，第一功率整合模块302a耦接于第一电源供应模块304a与电力负载306之间，而第二功率整合模块302b耦接于第二电源供应模块304b与电力负载306之间。
第一电源供应模块304a用以产生第一输入电源PS1与第二输入电源PS2，第二电源供应模块304b用以产生第三输入电源PS3与第四输入电源PS4。
第一功率整合模块302a耦接至上述输入电源PS1~PS4中的第一部分，并判断第一部分的输入电源是否具有相同的特性参数，并依据判断结果选择性的将第一部分的输入电源以并联方式汇整，输出至电力负载306。相似地，第二功率整合模块302b耦接至输入电源PS1~PS4中的第二部分，并判断第二部分的输入电源是否具有相同的特性参数，并依据判断结果选择性的将第二部分的输入电源以并联方式汇整，输出至该电力负载。
举例来说，第一功率整合模块302a所耦接的第一部分输入电源是包含了第一电源供应模块304a提供的第一输入电源PS1与第二输入电源PS2，且第二功率整合模块302b所耦接的第二部分输入电源是包含了第二电源供应模块304b提供的第三输入电源PS3与第四输入电源PS4。
第一功率整合模块302a用以将第一电源供应模块304a提供的第一输入电源PS1与第二输入电源PS2汇整为整合电源IPS1，并供应至电力负载306。第二功率整合模块302b用以将第二电源供应模块304b提供的第三输入电源PS3与第四输入电源PS4汇整为整合电源IPS2，并供应至电力负载306。
第一功率整合模块302a具有第一输入连接器321a与第二输入连接器322a、第一判断单元340a、第一开关单元360a以及第一输出连接器380a；第二功率整合模块302b具有第三输入连接器321b与第四输入连接器322b、第二判断单元340b、第二开关单元360b以及第二输出连接器380b。
电子装置300更进一步包含控制单元307以及延时单元308，当电子装置300启动时，控制单元307用以分别产生第一电源启动信号PwOn1与第二电源启动信号PwOn2至第一电源供应模块304a与第二电源供应模块304b，使其开始作动并供电。延时单元308设置于控制单元307传送第二电源启动信号PwOn2至第二电源供应模块304b的路径上，使第二电源供应模块304b的启动时间落后第一电源供应模块304a一段时间。
第一功率整合模块302a与第二功率整合模块302b各自的元件连接关系与工作方式类似于先前实施例中的功率整合模块102(参见图1)，在此不再赘述。
须特别说明的是，本实施例中的第一功率整合模块302a与第二功率整合模块302b具有防误接机制，用以避免不同电性规格参数的电源供应器并联。
请一并参阅图4，其为图3中第一判断单元340a、第一开关单元360a、第二判断单元340a及第二开关单元360b的示意图。第一判断单元340a具有第一电源传感器341a、第二电源传感器342a以及第一判断电路344a，并且第一开关单元具有第一开关Q1及第二开关Q2；第二判断单元340b具有第三电源传感器341b、第四电源传感器342b以及第二判断电路344b，并且第二开关单元360b具有第三开关Q3及第四开关Q4。其中第一判断单元340a与第一开关单元360a、第二判断单元340b与第二开关单元360b的元件连接关系与作动方式均类似于上述实施例中的判断单元140与开关单元160的相互关系(参见图2)，在此不再赘述。
由于电源供应模块304a与电源供应模块304b可能因各自的电性参数条件不同(如启动时间、电压准位等)，使得第一电源供应模块304a与第二电源供应模块304b无法进行电源的并联。
请参阅图3及图4，于此实施例中，若假设第一功率整合模块302a所耦接的第一部分输入电源是包含了第一电源供应模块304a提供的第一输入电源PS1以及第二电源供应模块304b提供的第三输入电源PS3，且第二功率整合模块302b所耦接的第二部分输入电源是包含了第一电源供应模块304a提供的第二输入电源PS2以及第二电源供应模块304b提供的第四输入电源PS4。
也就是说，假设第一功率整合模块302a的第一输入连接器321a接收第一输入电源PS1，第二输入连接器322a接收第三输入电源PS3，也就是说，第一功率整合模块302a的两个输入连接器(第一输入连接器321a与第二输入连接器322a)分别连接到两个不同的电源供应模块(第一电源供应模块304a与第二电源供应模块304b)。如前所述，当控制单元307同时送出第一电源启动信号PwOn1及第二电源启动信号PwOn2至电源供应模块(304a与304b)，由于第二电源供应模块304b的第二电源启动信号PwOn2经由延时单元308延迟一段时间，使得第二电源供应模块304b的启动时间会落后第一电源供应模块304a一段时间。因此第一判断电路344a根据第一电源传感器341a及第二电源传感器342a所感测启动时间会产生不一致的结果，则关闭开关单元360a，并停止输出第一整合电源IPS1。第二功率整合模块302b与第一电源供应模块304a及第二电源供应模块304b的工作原理及相互关系类似，于此不另赘述。
如图4所述，于此实施例中，第一启动信号PwOn1与第二启动信号PwOn2输送至第一电力供应模块304a与第二电力供应模块304b的路径上进一步设置有第五开关元件Q3及第六开关元件Q4，当第一功率整合模块302a的第一判断电路344a及第二功率整合模块302b的第二判断电路344b判断结果为不一致时，判断电路可进一步送出回馈信号SFB1/SFB2至电源供应模块前方的第五开关元件Q3及第六开关元件Q4，并关闭开关元件，使电源供应模块(304a与304b)暂时切换至待机状态。或是于另一实施例中，回馈信号SFB1/SFB2可用以驱动警示单元(未图示)发出警示灯号、警示音效或警示消息以通知用户。
综上所述，本发明提出的功率整合模块可将多个电源供应信号结合为较大功率的整合电源供应信号，此外，各功率整合模块上具有判断单元判断输入的多个电源的特性参数是否一致，可防止错误连接，避免不同电性参数的电源供应器并联。
虽然本发明已以实施例的方式公开如上，但并非用于限制本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做适当的修改与润饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种功率整合模块，用于整合电源供应模块的多数电源，并输出至电力负载，其特征是，该功率整合模块包含：
第一输入连接器，用以电性连接来自该电源供应模块的第一输入电源；
第二输入连接器，用以电性连接来自该电源供应模块的第二输入电源；
输出连接器，用以电性连接至该电力负载；以及
开关单元，耦接于该第一输入连接器、该第二输入连接器与该输出连接器之间；以及
判断单元，分别连接于该第一输入连接器及该第二输入连接器，并用以控制该开关单元的开启或关闭，
其中当该开关单元导通时，该第一输入电源与该第二输入电源以并联方式汇整，并经由该输出连接器传输至该电力负载。
2.如权利要求1所述的功率整合模块，其特征是，其中该判断单元包含：
第一电源传感器，电性连接该第一输入连接器，并用以感测该第一输入电源的特性参数；
第二电源传感器，电性连接该第二输入连接器，并用以感测该第二输入电源的特性参数；以及
判断电路，用以判断该第一输入电源与该第二输入电源的所述特性参数是否一致，并据以选择性地产生控制信号至该开关单元。
3.如权利要求2所述的功率整合模块，其特征是，其中所述特性参数包含该第一输入电源与该第二输入电源各自的启动时间或各自的电压准位。
4.如权利要求2所述的功率整合模块，其特征是，其中该开关单元包含：
第一开关元件，耦接于该第一输入连接器以及该输出连接器之间；以及
第二开关元件，耦接于该第二输入连接器以及该输出连接器之间，
其中该判断电路产生的该控制信号用以控制该第一开关元件与该第二开关元件的开启或关闭。
5.如权利要求2所述的功率整合模块，其特征是，其中当该判断单元判断所述特性参数为不一致时，该判断单元关闭该开关单元并送出回馈信号，该回馈信号用以将该电力供应模块暂时切换至待机状态。
6.如权利要求5所述的功率整合模块，其特征是，其中该功率整合模块还包含警示单元，其中该回馈信号用以驱动该警示单元发出警示消息。
7.一种电子装置，用于并联多个电源，并输出至电力负载，其特征是，该电子装置包含：
多个电源供应模块，分别用以产生多个输入电源；
第一功率整合模块，该第一功率整合模块耦接至所述多个输入电源中的第一部分，并判断该第一部分的多个输入电源是否具有相同的特性参数，并依据判断结果选择性的将该第一部分的多个输入电源以并联方式汇整，输出至该电力负载；以及
第二功率整合模块，该第二功率整合模块耦接至所述多个输入电源中的第二部分，并判断该第二部分的多个输入电源是否具有相同的特性参数，并依据判断结果选择性的将该第二部分的多个输入电源以并联方式汇整，输出至该电力负载。
8.如权利要求7所述的电子装置，其特征是，还包含：
控制单元，当该电子装置启动时，该控制单元用以产生第一电源启动信号与第二电源启动信号至该第一电源供应模块与该第二电源供应模块；以及
延时单元，设置于该控制单元与该第二电源供应模块之间，该延时单元用以使该第二电源供应模块的启动时间相异于该第一电源供应模块的启动时间。
9.如权利要求7所述的电子装置，其特征是，其中该第一功率整合模块包含第一判断单元及第一开关单元，并且该第一判断单元用于判断该多个电源是否具有相同的特性参数，并依据该判断结果，选择性的产生控制信号至该开关单元，该第二功率整合模块包含第二判断单元及第二开关单元，并且该第二判断单元用于判断该多个电源是否具有相同的特性参数，并依据该判断结果，选择性的产生控制信号至该开关单元。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征是，其中该第一判断单元还具有多个电源传感器，分别用于感测所接收的该第一部分的该些输入电源的特性参数，该第二判断单元还具有多个电源传感器，分别用于感测所接收的该第二部分的该些输入电源的特性参数。
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