专利名称：电源供应装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源供应装置，且特别涉及一种具有外部过压补偿与/或压差检 知补偿反馈功能的电源供应装置。
背景技术：
在某些高阶电子产品(例如伺服器、工业电脑)的应用中，常将两组规格相同且具 有负反馈控制功能的电源供应器(power supplier)并接在一起，以此同时供应电子产品运 作时所需的电力(electric power) 0当其中一组电源供应器因过压(over voltage)而发 生失效时，则利用另一组电源供应器来持续供应电力给电子产品使用。在实际应用中，当其中一组电源供应器过压时，或者二组电源供应器的反馈有偏 差时，由于负反馈控制之故，该组电源供应器内部的电压反馈控制器所产生的控制信号的 工作周期会进行对应的缩减，但在缩减至极的情况下，该组电源供应器就会发生失效。此 时，由于另一组电源供应器的负载加剧许多，故很有可能会造成该组电源供应器所供应的 电力发生过大的电压降(voltage drop)。如果此电力突然掉到电子产品的最低电源规格以 下时，则很有可能会造成电子产品无预警的关机，或者会造成电子系统非常的不稳定。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电源供应装置，其得以解决现有技术所述及的问题。本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达到上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明所提供的电源供应装置 包括第一组电源供应器，用以接收一直流输入电压，并据以产生一直流输出电压。此第一组 电源供应器包括主电源产生单元、隔离二极管、第一电阻、电压反馈控制器，以及压差检知 单元。其中，主电源产生单元用以接收并转换所述直流输入电压，据以产生一主电源。隔离 二极管连接主电源产生单元，且其阳极用以接收所述主电源，而其阴极则用以输出所述直 流输出电压。第一电阻的第一端连接隔离二极管的阳极。电压反馈控制器连接第一电阻的第二 端与主电源产生单元，用以依据第一电阻的第二端的电压，提供控制信号以控制主电源产 生单元，从而调节所述主电源。压差检知单元连接隔离二极管的阴极与第一电阻的第二端， 用以比较隔离二极管的阴极的电压与第一电阻的第二端的电压，据以控制第一电阻的第二 端的电压恒等于隔离二极管的阴极的电压，从而使得第一组电源供应器稳定地输出所述直 流输出电压。在本发明的一实施例中，电源供应装置还包括第二组电源供应器，用以接收所述 直流输入电压，并据以产生所述直流输出电压。其中，第一组与第二组电源供应器所各别产 生的直流输出电压系同时供应给一负载使用。在此条件下，第一组电源供应器还包括过压 检知单元，连接隔离二极管的阴极与第一电阻的第二端，用以当第二组电源供应器过压时， 拉低第一电阻的第二端的电压，据以增加所述控制信号的工作周期，从而提升所述主电源。
基于上述可知，本发明所提出的电源供应装置利用压差检知单元，以控制第一电 阻的第二端的电压恒等于隔离二极管的阴极的电压，从而使得第一组电源供应器稳定地/ 精准地输出所预期的直流输出电压给负载(例如伺服器、工业电脑等高阶电子产品)使用。 另外，本发明所提出的电源供应装置还利用过压检知单元，以于第二组电源供应器过压时， 事先提升第一组电源供应器的主电源产生单元所产生的主电源，从而使得第一组电源供应 器所产生的直流输出电压不因负载加剧(即第二组电源供应器因过压而发生失效时)而造 成过大的电压降，且得以确保不低于电子产品的最低电源规格。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合附图， 作详细说明如下，但是上述一般描述及以下实施方式仅为例示性及阐释性的，其并不能限 制本发明所欲主张的范围。
图1为本发明一实施例的电源供应装置的示意图；图2为本发明一实施例的第一组电源供应器的方块图；图3为本发明一实施例的第一组电源供应器的电路图；图4为本发明另一实施例的第一组电源供应器的电路图。附图中主要元件符号说明100-电源供应装置；101-第一组电源供应103-第二组电源供应器；105-负载、伺服器；201-主电源产生单元；203-电压反馈控制器205-压差检知单元；207-过压检知单元；Dl-隔离二极管；D2、D3-二极管；Rl R4-第一电阻至第四电阻； CP-比较器；OP-运算放大器；ZD-齐纳二极管；T-NPN型双极型晶体管；L-电感；C-电容；Sff-开关；CS-控制信号；MP-主电源；VB、VC-电压；Vin-直流输入电压；Vout-直流输出电压；GND-接地电位。
具体实施例方式有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合附图的多个实施例 的详细说明中，将可清楚地呈现。另外，现将详细参考本发明的实施例，并在附图中说明所 述实施例的实例。再者，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表 相同或类似部分。图1为本发明一实施例的电源供应装置的示意图。请参照图1，电源供应装置100 包括两组具有负反馈控制功能的电源供应器第一组电源供应器101与第二组电源供应器 103。在本实施例中，第一组电源供应器101与第二组电源供应器103并接在一起，且分别 用以接收直流输入电压Vin，并据以产生直流输出电压Vout给负载105使用(例如伺服器，但并不限制于此，以下改称负载105为伺服器105)。换言之，第一组电源供应器101与第二 组电源供应器103是同时供应伺服器105运作时所需的电力的。从现有技术所揭示的内容可知，当第二组电源供应器103过压时，或者第一组电 源供应器101与第二组电源供应器103的反馈有偏差时(其导致的原因有可能为第一组电 源供应器101与第二组电源供应器103内部反馈零件的误差，即电阻阻值的误差)，由于 负反馈控制之故，第二组电源供应器103内部的电压反馈控制器(未示出)所产生的控制 信号的工作周期会进行对应的缩减，但在缩减至极的情况下，第二组电源供应器103就会 发生失效。在本实施例中，虽然此时第一组电源供应器101的负载加剧许多，但是第一组电 源供应器101所产生的直流输出电压Vout并不会发生过大的电压降，且得以维持在伺服器 105的最低电源规格以上。如此一来，本实施例即得以解决现有技术所述及的问题。更清楚来说，图2为本发明一实施例的第一组电源供应器的方块图，而图3为本发 明一实施例的第一组电源供应器的电路图。请合并参照图1 图3，第一组电源供应器101 包括主电源产生单元201、隔离二极管D1、第一电阻R1、电压反馈控制器203、压差检知单元 205，以及过压检知单元207。在本实施例中，主电源产生单元201为直流转直流转换器(DC-to-DCconverter)， 例如为降压型转换器(bulk converter)，但并不限制于此，其余隔离型或非隔离型的升压 型与/或降压型转换器皆可。主电源产生单元201用以接收并转换直流输入电压Vin，以此 产生主电源MP。隔离二极管Dl连接主电源产生单元201，且其阳极(anode)用以接收主电源MP， 而其阴极(cathode)则用以输出直流输出电压Vout。第一电阻Rl的第一端连接隔离二极 管Dl的阳极。电压反馈控制器203连接第一电阻Rl的第二端与主电源产生单元201，用以 依据第一电阻Rl的第二端的电压VC，提供控制信号CS以控制主电源产生单元201，从而调 节(例如提升或缩减)主电源MP。在此先值得一提的是，在本发明的其他实施例中，还可利用金属氧化物半导体场 效应晶体管(以下简称M0SFET)的寄生二极管来实现隔离二极管Dl的功效。如此一来，仅 需于第一组电源供应器101内多增设一个控制机制以控制MOSFET的开或关即可。压差检知单元205连接隔离二极管Dl的阴极与第一电阻Rl的第二端，用以比较 隔离二极管Dl的阴极的电压VB与第一电阻Rl的第二端的电压VC，以此控制第一电阻Rl的 第二端的电压VC恒等于隔离二极管Dl的阴极的电压VB，从而使得第一组电源供应器101 稳定地/精准地输出直流输出电压Vout。过压检知单元207连接隔离二极管Dl的阴极与 第一电阻Rl的第二端，用以当第二组电源供应器103过压时，拉低第一电阻Rl的第二端的 电压VC，以此增加控制信号CS的工作周期，从而提升主电源MP。在本实施例中，主电源产生单元201包括开关SW、二极管D2、电感L，以及电容C。 其中，开关SW得以利用MOS晶体管实现，且其第一端用以接收直流输入电压Vin，而其控制 端则用以接收控制信号CS。二极管D2的阳极连接至接地电位GND，而二极管D2的阴极则 连接开关SW的第二端。电感L的第一端连接开关SW的第二端，而电感L的第二端则连接 第一电阻Rl的第一端以产生主电源MP。电容C的第一端连接电感L的第二端，而电容C的 第二端则连接至接地电位GND。压差检知单元205包括比较器(Comparator)CP与第二电阻R2。其中，比较器CP的正输入端(+)连接隔离二极管Dl的阴极，而比较器CP的负输入端(_)则连接第一电阻 Rl的第二端。第二电阻R2的第一端连接比较器CP的输出端，而第二电阻R2的第二端则连 接第一电阻Rl的第二端。过压检知单元207包括齐纳二极管(Zener diode) ZD、第三电阻R3、NPN型双极型 晶体管(bipolar junction transistor，BJT)T，以及第四电阻R4。其中，齐纳二极管ZD的 阴极连接隔离二极管Dl的阴极。第三电阻R3的第一端连接齐纳二极管ZD的阳极。NPN型 双极型晶体管T的基极(base)连接第三电阻R3的第二端，而NPN型双极型晶体T的射极 (emitter)则连接至接地电位GND。第四电阻R4的第一端连接第一电阻Rl的第二端，而第 四电阻R4的第二端则连接NPN型双极型晶体管T的集极(collector)。在本实施例中，若第二组电源供应器103过压时，齐纳二极管ZD会导通。换言之， 本实施例的齐纳二极管ZD仅会在第二组电源供应器103过压时而导通。此时，由于NPN型 双极型晶体管T也会导通，以至于第一电阻Rl的第二端的电压VC会被拉低，从而增加电压 反馈控制器203所提供的控制信号CS的工作周期，以此提升主电源产生单元201所产生的 主电源MP。也因如此，当第二组电源供应器103因过压而发生失效时，第一组电源供应器101 所产生的直流输出电压Vout并不会因负载加剧而造成过大的电压降(因主电源产生单元 201所产生的主电源MP在第二组电源供应器103失效前已事先被提升)，从而使得第一组 电源供应器101在这瞬间所产生的直流输出电压Vout还能维持在不低于伺服器105的最 低电源规格，以此避免/防止伺服器105发生无预警的关机事件，或者避免/防止伺服器 105的系统发生不稳定的现象。另一方面，为了要使得第一组电源供应器101稳定地/精准地输出直流输出电压 Vout给伺服器105使用。当第一组电源供应器101的输出电流增加时(即负载加重时)， 隔离二极管Dl的阴极的电压VB也会跟着下降，但是由于比较器CP会比较隔离二极管Dl 的阴极的电压VB与第一电阻Rl的第二端的电压VC，所以当隔离二极管Dl的阴极的电压 VB下降时，比较器CP的输出端也会把第一电阻Rl的第二端的电压VC拉低，以此致使第一 电阻Rl的第二端的电压VC恒等于隔离二极管Dl的阴极的电压VB，即VB = VC0如此一来，由于电压反馈控制器203用以调节主电源MP的参考依据(即第一电阻 Rl的第二端的电压VC)恒等于隔离二极管Dl的阴极的电压VB(即直流输出电压Vout)，所 以第一组电源供应器101便能稳定地/精准地输出所预期的直流输出电压Vout给伺服器 105使用。除此之外，当隔离二极管Dl的阴极的电压VB过高时，也会被比较器CP隔离，以 此防止过高的直流输出电压Vout倒灌入第一组电源供应器101内。基于上述可知，本实施例利用压差检知单元205以控制第一电阻Rl的第二端的电 压VC恒等于隔离二极管Dl的阴极的电压VB，从而使得第一组电源供应器101稳定地/精 准地输出所预期的直流输出电压Vout给伺服器105使用。另外，本实施例还利用过压检知 单元207，在第二组电源供应器103过压时，事先提升第一组电源供应器101的主电源产生 单元201所产生的主电源MP，从而使得第一组电源供应器101所产生的直流输出电压Vout 不因负载加剧(即第二组电源供应器103因过压而发生失效时)而造成过大的电压降，且 得以确保不低于伺服器105的最低电源规格。图4为本发明另一实施例的第一组电源供应器101的电路图。请合并参照图3与图4，图4与图3不同之处仅在于图4的压差检知单元205是利用运算放大器 (operational amplifier)OP、第二电阻R2，以及二极管D3来实现的。其中，运算放大器OP 的正输入端(+)连接隔离二极管Dl的阴极，而运算放大器OP的负输入端(_)则连接第一 电阻Rl的第二端。第二电阻R2的第一端连接运算放大器OP的输出端。二极管D3的阳极 连接第一电阻Rl的第二端，而二极管D3的阴极则连接第二电阻R2的第二端。在本实施例中，由于运算放大器OP的输出级(output stage)结构不同于比较器 CP的输出级结构，所以图4的压差检知单元205中必需多增设二极管D3，以此防止过高的 直流输出电压Vout倒灌入第一组电源供应器101内。于此，由于图4的第一组电源供应器 101的整体运作实质上类似于图3的第一组电源供应器101，故而在此并不再加以赘述。综上所述，本发明所提出的电源供应装置利用压差检知单元，以控制第一电阻的 第二端的电压恒等于隔离二极管的阴极的电压，从而使得第一组电源供应器稳定地/精准 地输出所预期的直流输出电压给负载(例如伺服器、工业电脑等高阶电子产品)使用。另 外，本发明所提出的电源供应装置还利用过压检知单元，以于第二组电源供应器过压时，事 先提升第一组电源供应器的主电源产生单元所产生的主电源，从而使得第一组电源供应器 所产生的直流输出电压不因负载加剧(即第二组电源供应器因过压而发生失效时)而造成 过大的电压降，且得以确保不低于电子产品的最低电源规格。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
1.一种电源供应装置，包括一第一组电源供应器，用以接收一直流输入电压，并据以产生一直流输出电压，该第一 组电源供应器包括一主电源产生单元，用以接收并转换该直流输入电压，据以产生一主电源； 一隔离二极管，连接该主电源产生单元，且其阳极用以接收该主电源，而其阴极则用以 输出该直流输出电压；一第一电阻，其第一端连接该隔离二极管的阳极；一电压反馈控制器，连接该第一电阻的第二端与该主电源产生单元，用以依据该第一 电阻的第二端的电压，提供一控制信号以控制该主电源产生单元，从而调节该主电源；以及 一压差检知单元，连接该隔离二极管的阴极与该第一电阻的第二端，用以比较该隔离 二极管的阴极的电压与该第一电阻的第二端的电压，据以控制该第一电阻的第二端的电压 恒等于该隔离二极管的阴极的电压，从而使得该第一组电源供应器稳定地输出该直流输出 电压。
2.根据权利要求1所述的电源供应装置，还包括一第二组电源供应器，用以接收该直流输入电压，并据以产生该直流输出电压， 其中，该第一组与该第二组电源供应器所分别产生的该直流输出电压同时供应给一负 载使用。
3.根据权利要求2所述的电源供应装置，其中该第一组电源供应器还包括一过压检知单元，连接该隔离二极管的阴极与该第一电阻的第二端，用以当该第二组 电源供应器过压时，拉低该第一电阻的第二端的电压，据以增加该控制信号的工作周期，从 而提升该主电源。
4.根据权利要求3所述的电源供应装置，其中该压差检知单元包括一比较器，其正输入端连接该隔离二极管的阴极，而其负输入端则连接该第一电阻的 第二端；以及一第二电阻，其第一端连接该比较器的输出端，而其第二端则连接该第一电阻的第二端。
5.根据权利要求3所述的电源供应装置，其中该压差检知单元包括一运算放大器，其正输入端连接该隔离二极管的阴极，而其负输入端则连接该第一电 阻的第二端；一第二电阻，其第一端连接该运算放大器的输出端；以及一二极管，其阳极连接该第一电阻的第二端，而其阴极则连接该第二电阻的第二端。
6.根据权利要求3所述的电源供应装置，其中该过压检知单元包括 一齐纳二极管，其阴极连接该隔离二极管的阴极；一第三电阻，其第一端连接该齐纳二极管的阳极；一双极型晶体管，其基极连接该第三电阻的第二端，而其射极则连接至一接地电位；以及一第四电阻，其第一端连接该第一电阻的第二端，而其第二端则连接该双极型晶体管 的集极。
7.根据权利要求6所述的电源供应装置，其中该双极型晶体管为一NPN型双极型晶体管。
8.根据权利要求1项所述的电源供应装置，其中该主电源产生单元包括一开关，其第一端用以接收该直流输入电压，而其控制端则用以接收该控制信号； 一二极管，其阳极连接至一接地电位，而其阴极则连接该开关的第二端； 一电感，其第一端连接该开关的第二端，而其第二端则连接该第一电阻的第一端以产 生该主电源；以及一电容，其第一端连接该电感的第二端，而其第二端则连接至该接地电位。
9.根据权利要求8所述的电源供应装置，其中该主电源产生单元为一直流转直流转换器。
10.根据权利要求9所述的电源供应装置，其中该直流转直流转换器包括一隔离型或 非隔离型的升压型与/或降压型转换器。
全文摘要
本发明提供了一种电源供应装置，包括两组并接在一起的电源供应器，用于同时供应电子产品运作时所需的电力。本发明的电源供应装置可以稳定地/精准地输出所预期的直流输出电压给电子产品使用，且还可以于其中一组电源供应器过压时，事先提升另一组电源供应器内部所产生的主电源，以此避免直流输出电压发生过大的电压降。
文档编号H02M3/155GK102130588SQ20101000420
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者蔡志昌 申请人:全汉企业股份有限公司, 善元科技股份有限公司