CN109672334B - 可调整输出电压的电源供应器及操作*** - Google Patents

可调整输出电压的电源供应器及操作*** Download PDF

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Abstract

一种可调整输出电压的电源供应器，用以供电予一主板的一端口，并包括一电压产生器、一第一电源路径、一第二电源路径、一检测电路以及一开关电路。电压产生器用以产生一第一电压、一第二电压、一第三电压以及一第四电压。第一电源路径用以传送第一电压予端口的一第一接脚。第二电源路径用以传送第二电压予端口的一第二接脚。检测电路检测端口的一第三接脚的电压，用以产生一检测信号。开关电路根据检测信号提供一第三电源路径或是一第四电源路径。第三电源路径用以传送第三电压予第三接脚。第四电源路径用以传送第四电压予第三接脚。

Description

可调整输出电压的电源供应器及操作***
技术领域
本发明有关于一种电源供应器，特别是有关于一种可调整输出电压的电源供应器。
背景技术
现有的电源供应器是将交流电压转换成直流电压，再提供予外部装置，如主板。然而，电源供应器的输出电压的数量为固定，无法满足所有的主板。举例而言，假设，一电源供应器固定输出4组3.3V、5组5V以及2组12V。如果一主板需7组3.3V时，则该电源供应器就无法满足主板的需求。
发明内容
本发明提供一种可调整输出电压的电源供应器，用以供电予一主板的一端口，并包括一电压产生器、一第一电源路径、一第二电源路径、一第一检测电路以及一第一开关电路。电压产生器用以产生一第一电压、一第二电压、一第三电压以及一第四电压。第一电源路径用以传送第一电压予端口的一第一接脚。第二电源路径用以传送第二电压予端口的一第二接脚。第一检测电路检测端口的一第三接脚的电压，用以产生一第一检测信号。第一开关电路根据第一检测信号提供一第三电源路径或是一第四电源路径。第三电源路径用以传送第三电压予第三接脚。第四电源路径用以传送第四电压予第三接脚。
其中，该第一电压不同于该第二电压，该第三电压相同于该第一电压，该第四电压相同于该第二电压。
其中，可调整输出电压的电源供应器更包括：
一第二检测电路，检测该端口的一第四接脚的电压，用以产生一第二检测信号；
一第二开关电路，根据该第二检测信号提供一第五电源路径或是一第六电源路径，其中该第五电源路径用以传送一第五电压予该第四接脚，该第六电源路径用以传送一第六电压予该第四接脚。
其中，该第五电压相同或不同于该第六电压。
其中，可调整输出电压的电源供应器，更包括：
一信号产生器，根据该第一检测信号产生一第二检测信号，其中该第一开关电路根据该第一检测信号提供该第三电源路径，用以传送该第三电压予该第三接脚，并且根据该第二检测信号提供该第四电源路径，用以传送该第四电压予该第三接脚。
其中，该第三电压不同于该第四电压。
其中，该第一检测信号反相于该第二检测信号。
其中，该信号产生器包括：
一上拉元件，接收一操作电压，并耦接一输出节点；
一晶体管，耦接该输出节点，并接收该第一检测信号；以及
一储能元件，耦接该输出节点。
其中，该第一检测电路包括：
一第一分压器，根据该第三接脚的电压产生一第一分压；
一第二分压器，根据一第五电压产生一第二分压；
一比较器，比较该第一分压及该第二分压，用以产生该第一检测信号，其中该第五电压系由该电压产生器所产生并等于该第一电压或该第二电压。
其中，当该第一分压大于该第二分压时，该第一检测信号的位准等于一特定电压，该特定电压大于该第一电压及该第二电压。
本发明另提供一种操作***，包括一主板以及一可调整输出电压的电源供应器。主板包括一端口。端口具有一第一接脚、一第二接脚以及一第三接脚。可调整输出电压的电源供应器用以供电予该主板，并包括一电压产生器、一第一电源路径、一第二电源路径、一第一检测电路以及一第一开关电路。电压产生器用以产生一第一电压、一第二电压、一第三电压以及一第四电压。第一电源路径用以传送第一电压予第一接脚。第二电源路径用以传送第二电压予第二接脚。第一检测电路检测第三接脚的电压，用以产生一第一检测信号。第一开关电路根据第一检测信号提供一第三电源路径或是一第四电源路径。第三电源路径用以传送第三电压予第三接脚。第四电源路径用以传送第四电压予第三接脚。
其中，该第三接脚电性连接该第一接脚或该第二接脚。
附图说明
图1为本发明的操作***的示意图。
图2为本发明的操作***的另一示意图。
图3A为图1的检测电路的一可能实施例。
图3B为本发明的检测电路的另一可能实施例。
图4A为图1的开关电路的一可能实施例。
图4B为本发明的开关电路的另一可能实施例。
其中，附图标记：
100、200：操作***；
110、210：电源供应器；
120、220：主板；
121、221：端口；
OP1～OP5：操作电压；
111、211：电压产生器；
112、212、214、112A、112B：开关电路；
113、213、215、113A、113B：检测电路；
114～117、216～222：电源路径；
V1～V7、VP13、PS1～PS3：电压；
P11～P13、P21～P25：接脚；
SD1～SD4：检测信号；
SW1、SW2、411～414、421～424：开关；
118、340：信号产生器
310、320：分压器；
330：比较器；
VD1、VD2：分压；
R1～R5：电阻；
GND：接地电压；
341：上拉元件；
T1～T9：晶体管；
ND：输出节点；
C1、C2储能元件。
具体实施方式
为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出实施例，并配合所附图式，做详细的说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各元件的配置为说明之用，并非用以限制本发明。另外，实施例中图式标号的部分重复，系为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。
图1为本发明的操作***的示意图。如图所示，操作***100包括一电源供应器110以及一主板120。主板120接收并根据电源供应器110所产生的电压而动作。在一可能实施例中，主板120具有一端口121。端口121耦接电源供应器110，用以接收电源供应器110所产生的电压，并将接收到的电压作为操作电压OP1及OP2，用以提供予主板120的其它元件(未显示)。主板120的内部元件再根据操作电压OP1及OP2而动作。在本实施例中，图1只有列出与本发明有关的元件，并非用以限制本发明。主板120仍具有其它硬件元件，在此不一一赘述。
电源供应器110供电予主板120的端口121，并可调整输出电压的数量。如图所示，电源供应器110包括一电压产生器111、一开关电路112、一检测电路113以及电源路径114～117。在本实施例中，电压产生器111用以产生电压V1～V4。本发明并不限定电压产生器111产生的电压的数量。在其它实施例中，电压产生器111可能产生更少或更多的电压。在本实施例中，电压V1不同于电压V2，在一可能实施例中，电压V1为3.3V，并且电压V2为5V。在另一可能实施例中，电压V3及V4不等于电压V1及V2。在其它实施例中，电压V3等于电压V1，电压V4等于电压V2。
电源路径114用以传送电压V1予端口121的一接脚P11。接脚P11接收电压V1，并将电压V1作为操作电压OP1提供予主板120的其它元件。电源路径115用以传送电压V2予端口121的一接脚P12。接脚P12接收电压V2，并将电压V2作为操作电压OP2提供予主板120的其它元件。在本实施例中，当电源供应器110耦接主板120时，电源供应器110持续提供电压V1与V2予主板120。
检测电路113检测端口121的一接脚P13的电压，用以产生一检测信号SD1。主板120的设计人员可根据主板的电源需求，将接脚P13电性连接至接脚P11或P12。举例而言，假设，接脚P11接收到的电压V1为3.3V，并且接脚P12接收到的电压V2为5V。在此例中，如果主板120需要较多的3.3V时，设计人员可将接脚P13电性连接至接脚P11。相反地，如果主板120需要较多的5V时，设计人员可将接脚P13电性连接至接脚P12。检测电路113根据接脚P13的电压，便可得知主板120所需的电压，故可利用检测信号SD1，控制开关电路112输出适当的电压予接脚P13。在其它实施例中，如果主板120需要较多的3.3V时，设计人员可将接脚P13电性连接至接脚P12。同样地，如果主板120需要较多的5V时，设计人员可将接脚P13电性连接至接脚P11。
开关电路112根据检测信号SD1提供一电源路径116或是117。在一可能实施例中，开关电路112包括开关SW1及SW2。当检测信号SD1导通开关SW1时，电压产生器111与接脚P13之间的电源路径116被导通，电压V3透过电源路径116被传送至接脚P13。当检测信号SD1导通开关SW2时，电压产生器111与接脚P13之间的电源路径117被导通，电压V4透过电源路径117被传送至接脚P13。在本实施例中，开关SW1与SW2不会同时导通。在其它实施例中，开关电路112具有更多的开关，每一开关用以传送适当的电压予主板120。
在上述实施例中，开关SW1与SW2系由同一信号(如SD1)所控制，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，开关SW1与SW2可能由两信号控制。在此例中，电源供应器110更包括一信号产生器118。信号产生器118根据检测信号SD1产生一检测信号SD2。检测信号SD1用以导通或不导通开关SW1。检测信号SD2用以导通或不导通开关SW2。
检测信号SD1反相于检测信号SD2。举例而言，当检测信号SD1为高位准时，检测信号SD2为低位准。然而，当检测信号SD1为低位准时，检测信号SD2为高位准。因此，当开关SW1导通时，开关SW2不导通。同样地，当开关SW1不导通时，开关SW2导通。
图2为本发明的操作***的另一可能实施例。图2相似图1，不同之处在于图2的电源供应器210提供更多的电压予主板220。在本实施例中，主板220的端口221具有接脚P21～P25，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，端口221具有更少或更多的接脚。如图所示，接脚P22电性连接接脚P25。接脚P23电性连接接脚P24。
电源供应器210包括一电压产生器211、开关电路212、214、检测电路213、215以及电源路径216～222。电压产生器211产生电压V1～V7。在一可能实施例中，电压V1～V3均不相同。在另一可能实施例中，电压V1～V3的两者相同。在其它实施例中，电压V4可能相同于电压V1～V3的一者。在此例中，电压V5可能相同于电压V1～V3的另一者。在一些实施例中，电压V6可能相同于电压V1～V3的一者。在此例中，电压V7可能相同于电压V1～V3的另一者。
电源路径216传送电压V1予接脚P21。接脚P21将电压V1作为操作电压OP3，并提供予主板220的其它元件使用。电源路径217传送电压V2予接脚P22。接脚P22将电压V2作为操作电压OP4，并提供予主板220的其它元件使用。电源路径218传送电压V3予接脚P23。接脚P23将电压V3作为操作电压OP5，并提供予主板220的其它元件使用。在本实施例中，电源路径216～218持续传送电压V1～V3。因此，当电源供应器210耦接端口221时，接脚P21～P23便可立即接收到电压V1～V3。
检测电路213根据接脚P24的电压产生一检测信号SD3。开关电路212根据检测信号SD3导通电源路径219或220。电源路径219传送电压V4予接脚P24。电源路径220用以传送电压V5予接脚P24。由于检测电路213的特性与图1的开关电路112相同，故不再赘述。
检测电路215检测端口221的接脚P25的电压，用以产生一检测信号SD4。开关电路214根据检测信号SD4导通电源路径221或222。电源路径221用以传送电压V6予接脚P25。电源路径222用以传送电压V7予接脚P25。在一可能实施例中，电压V6相同于电压V4及V5的一者。在此例中，电压V7也可能相同于电压V4及V5的另一者。
在其它实施例中，图1的信号产生器118也可应用于图2中。在此例中，电源供应器210可能具有一第一信号产生器(未显示)以及一第二信号产生器。第一信号产生器根据检测信号SD3产生一第一反相信号。开关电路212根据检测信号SD3与第一反相信号输出电压V4或V5予接脚P24。另外，第二信号产生器根据检测信号SD4产生一第二反相信号。开关电路214根据检测信号SD4与第二反相信号输出电压V6或V7予接脚P25。
图3A为图1的检测电路的一可能实施例。图3A的检测电路亦可应用于图2中。检测电路113A包括分压器310、320及一比较器330。分压器310根据主板120上的端口121的接脚P13的电压VP13产生一分压VD1。在本实施例中，分压器310包括电阻R1及R2。电阻R1串联电阻R2于电压VP13与接地电压GND之间。
分压器320根据一电压PS1产生一分压VD2。在一可能实施例中，电压PS1系由图1的电压产生器111所产生。电压PS1可能相同于电压V1～V2的一者，或是不同于电压V1及V2。在本实施例中，分压器320包括电阻R3及R4。电阻R3串联电阻R4于电压PS1与接地电压GND之间。
比较器330比较分压VD1及VD2，用以产生检测信号SD1。在本实施例中，比较器330的非反相输入端接收分压VD1，比较器330的反相输入端接收分压VD2。当分压VD1大于分压VD2时，检测信号SD1的位准约略等于电压PS2。在一可能实施例中，电压PS2系由电压产生器111所产生。在此例中，电压PS2可能大于电压V1及V2，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，电压PS2约略等于电压V1或V2。当分压VD1小于分压VD2时，检测信号SD1的位准约略等于接地电压GND。
在另一可能实施例中，分压器310更包括一储能元件C1。储能元件C1并联电阻R2，用以控制分压VD1的延迟时间。在此例中，储能元件C1可避免比较器330产生不正确的检测信号SD1。在一可能实施例中，储能元件C1系为一电容。
图3B为本发明的检测电路的另一可能实施例。图3B相似图3A，不同之处在于图3B多了一信号产生器340。在其它实施例中，信号产生器340系独立于检测电路113B之外。信号产生器340根据检测信号SD1产生检测信号SD2。检测信号SD1反相于检测信号SD2。
信号产生器340包括一上拉元件341以及一晶体管T1。上拉元件341接收一电压PS3并耦接一输出节点ND，用以将输出节点ND的电压上拉至电压PS3。在本实施例中，上拉元件341为电阻R5。
晶体管T1耦接输出节点ND，并接收检测信号SD1。晶体管T1作为一下拉元件，用以输出节点ND的电压下拉至接地电压GND。举例而言，当检测信号SD1为高位准时，晶体管T1导通。因此，输出节点ND的电压等于接地电压GND，也就是检测信号SD2为低位准。当检测信号SD1为低位准时，晶体管T1不导通。因此，输出节点ND的电压等于电压PS3，也就是检测信号SD2为高位准。在一可能实施例中，电压PS3等于电压PS2。举例而言，电压PS2与PS3均为+12V。在其它实施例中，电压PS3不等于电压PS2。在此例中，电压PS3可能相同于电压V1或V2，或是不同于电压V1及V2。
在另一实施例中，信号产生器340更包括一储能元件C2。储能元件C2耦接输出节点ND，用以避免检测信号SD2的位准相同于检测信号SD1。在一可能实施例中，储能元件C2为一电容。在此例中，电容的容值约为560u。
图4A为图1的开关电路的一可能实施例。图4A的开关电路亦可应用于图2中。开关电路112A包括开关411～414。如图所示，电源路径116具有开关411及412。开关411耦接开关412并接收电压V3。开关412耦接于开关411与接脚P13之间。电源路径117具有开关413及414。开关413耦接开关414并接收电压V4。开关414耦接于开关413与接脚P13之间。
当检测信号SD1为一第一位准(如低位准)时，开关411与412导通，并且开关413及414不导通。因此，电源路径116传送电压V3予接脚P13。当检测信号SD1为一第二位准(如高位准)时，开关411与412不导通，并且开关413及414导通。因此，电源路径117传送电压V4予接脚P13。
本发明并不限定开关411～414的种类。在本实施例中，开关411与412分别为P型晶体管T2与T3，开关413与414分别为N型晶体管T4与T5，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，开关411与412为N型晶体管，并且开关413与414为P型晶体管。
在一些实施例中，电源路径116可能具有更多或更少的开关。同样地，电源路径117可能具有更多或更少的开关。电源路径116的开关数量可能相同或不同于电源路径117的开关数量。另外，开关412及414可能被省略。在此例中，电源路径116仅具有单一开关411，并且电源路径117也仅具有单一开关413。
图4B为图1的开关电路的另一可能实施例。图4B相似图4A，不同之处在于，开关421～424均为相同型态的晶体管，如N型晶体管T6～T9，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，开关421～424可能均为P型晶体管。另外，开关电路112B根据检测信号SD1及SD2，传送电压V3或V4予接脚P13。
在本实施例中，当检测信号SD1为一第一位准(如低位准)并且检测信号SD2为一第二位准(如高位准)时，开关421及422导通并且开关423及424不导通。因此，电源路径116传送电压V3予接脚P13。然而，当检测信号SD1为第二位准(如高位准)并且检测信号SD2为第一位准(如低位准)时，开关421及422不导通并且开关423及424导通。因此，电源路径117传送电压V3予接脚P13。
由于本发明的电源供应器除了提供基本的电压(如一个3.3V以及一个5V)予主板外，更可根据主板上的接脚的位准，提供额外的电压(如至少一个3.3V、至少一个5V或是一个3.3V以及一个5V)予主板，故可符合主板的电源需求。因此，设计人员只要根据主板上的元件特性，设定一特定接脚(如图1的接脚P13)的位准，便可命令外部电源供应器提供所需的电源。
除非另作定义，在此所有词汇(包含技术与科学词汇)均属本领域技术人员的一般理解。此外，除非明白表示，词汇于一般字典中的定义应解释为与其相关技术领域的文章中意义一致，而不应解释为理想状态或过分正式的语态。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种可调整输出电压的电源供应器，用以供电予一主板的一端口，其特征在于，包括：
一电压产生器，用以产生一第一电压、一第二电压、一第三电压以及一第四电压；
一第一电源路径，用以传送该第一电压予该端口的一第一接脚；
一第二电源路径，用以传送该第二电压予该端口的一第二接脚；
一第一检测电路，检测该端口的一第三接脚的电压，用以产生一第一检测信号；以及
一第一开关电路，根据该第一检测信号提供一第三电源路径或是一第四电源路径，其中该第三电源路径用以传送该第三电压予该第三接脚，该第四电源路径用以传送该第四电压予该第三接脚；
一信号产生器，根据该第一检测信号产生一第二检测信号，其中该第一开关电路根据该第一检测信号提供该第三电源路径，用以传送该第三电压予该第三接脚，并且根据该第二检测信号提供该第四电源路径，用以传送该第四电压予该第三接脚。
2.根据权利要求1所述的可调整输出电压的电源供应器，其特征在于，该第一电压不同于该第二电压，该第三电压相同于该第一电压，该第四电压相同于该第二电压。
3.根据权利要求1所述的可调整输出电压的电源供应器，其特征在于，更包括：
一第二检测电路，检测该端口的一第四接脚的电压，用以产生一第二检测信号；
一第二开关电路，根据该第二检测信号提供一第五电源路径或是一第六电源路径，其中该第五电源路径用以传送一第五电压予该第四接脚，该第六电源路径用以传送一第六电压予该第四接脚。
4.根据权利要求3所述的可调整输出电压的电源供应器，其特征在于，该第五电压相同或不同于该第六电压。
5.根据权利要求1所述的可调整输出电压的电源供应器，其特征在于，该第三电压不同于该第四电压。
6.根据权利要求1所述的可调整输出电压的电源供应器，其特征在于，该第一检测信号反相于该第二检测信号。
7.根据权利要求1所述的可调整输出电压的电源供应器，其特征在于，该信号产生器包括：
一上拉元件，接收一操作电压，并耦接一输出节点；
一晶体管，耦接该输出节点，并接收该第一检测信号；以及
一储能元件，耦接该输出节点。
8.根据权利要求1所述的可调整输出电压的电源供应器，其特征在于，该第一检测电路包括：
一第一分压器，根据该第三接脚的电压产生一第一分压；
一第二分压器，根据一第五电压产生一第二分压；
一比较器，比较该第一分压及该第二分压，用以产生该第一检测信号，其中该第五电压系由该电压产生器所产生并等于该第一电压或该第二电压。
9.根据权利要求8所述的可调整输出电压的电源供应器，其特征在于，当该第一分压大于该第二分压时，该第一检测信号的位准等于一特定电压，该特定电压大于该第一电压及该第二电压。
10.一种操作***，其特征在于，包括：
一主板，包括一端口，该端口具有一第一接脚、一第二接脚以及一第三接脚；以及
一可调整输出电压的电源供应器，供电予该主板，并包括：
一电压产生器，用以产生一第一电压、一第二电压、一第三电压以及一第四电压；
一第一电源路径，用以传送该第一电压予该第一接脚；
一第二电源路径，用以传送该第二电压予该第二接脚；
一第一检测电路，检测该第三接脚的电压，用以产生一第一检测信号；以及
一第一开关电路，根据该第一检测信号提供一第三电源路径或是一第四电源路径，其中该第三电源路径用以传送该第三电压予该第三接脚，该第四电源路径用以传送该第四电压予该第三接脚；
一信号产生器，根据该第一检测信号产生一第二检测信号，其中该第一开关电路根据该第一检测信号提供该第三电源路径，用以传送该第三电压予该第三接脚，并且根据该第二检测信号提供该第四电源路径，用以传送该第四电压予该第三接脚。
11.根据权利要求10所述的操作***，其特征在于，该第三接脚电性连接该第一接脚或该第二接脚。
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