具有自我检测机制的电源供应系统的制作方法

本实用新型涉及一种具有自我检测机制的电源供应系统，具体为一种具有自我检测供电是否可达满载的电源供应系统。

背景技术：

在多台并联的电源供应器架构中，理想上每一台工作正常的电源供应器各自分担一部分的系统电源，正常情况下每一台电源均不会被使用到各自的满载。且为了保证系统可持续运行，而会将多台并联的电源供应器架维持于非满载的情况下工作。以使当其中一台电源供应器突然发生故障时，剩余的电源供应器分摊所述故障的电源供应器的电流而不至于过载。由于正常情况下每一台电源供应器均不会被使用到各自的满载。所以任何一台电源因为组件老化、故障等等原因无法提供充足瓦特数时，系统端并无法事先知情。一直要等到某一台电源供应器故障，而其他所有电源供应器必须提供到满载电源时，问题才会浮现，此时系统的可靠度就会受影响。

此外，现有技术的台并联的电源供应器架构由于未有事先自我检测供电是否可达满载的功能，若系统需抽至满载而有电源供应器因为上述情况而无法供应至满载时，会造成输出电流无法提升而导致整个系统被迫关闭(shut down)。因此，如何设计出具有自我检测机制的电源供应系统，利用电源分享的概念，通过逐步改变自我电压，检测自我电流，达到预先自我检测的效果，乃为本案创作人所欲行克服并加以解决的一大课题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型系提供一种具有自我检测机制的电源供应系统，以克服现有技术技术的问题。因此，本实用新型该具有自我检测机制的电源供应系统，其特征在于该电源供应系统包括：多个电源供应模块。对应连接所述多个电源供应模块的多个控制模块，每个控制模块接包含连接所对应的所述电源供应模块的一信息检测单元与一输出电压调升单元，连接于所述信息检测单元与所述输出电压调升单元之间的一判断单元。连接所述多个控制模块的一管理模块，所述管理模块包含连接所述判断单元的一信息存储控制单元，以及连接于所述信息存储控制单元与所述输出电压调升单元之间的一输出电压调整单元。

于一实施例中，其特征在于所述管理模块更包含连接所述判断单元的一触发单元。

于一实施例中，其特征在于所述判断单元包含连接所述信息检测单元、所述触发单元以及所述信息存储控制单元之间的一基础信息控制单元，以及连接所述基础信息控制单元与所述输出电压调升单元之间的一电压调升控制单元。

于一实施例中，其特征在于所述判断单元更包含连接所述基础信息控制单元与所述信息检测单元之间的一延迟单元。

于一实施例中，其特征在于所述输出电压调升单元为步阶式调升输出电压。

于一实施例中，其特征在于所述信息检测单元更包括一输入电压传感器、一温度传感器、一输出电压传感器以及一输出电流传感器。

于一实施例中，其特征在于所述管理模块更包含连接所述触发单元与所述信息存储控制单元之间的一人机接口。

综上所述，本实用新型相对于现有技术具有以下的优点：

1、由于所述电源供应系统100具有事先自我检测供电是否可达满载的功能，因此可达事先得知电源供应模块10的状况是否正常的功效；

2、且可于所述电源供应系统100运行时执行所述自我检测机制，因此无需关闭所述电源供应系统100，以达到所述电源供应系统100于运行中同时检测电源供应模块10的状况是否正常的功效。

附图说明

图1为实用新型具有自我检测机制的电源供应系统的方块示意图；

图2为实用新型多个控制模块以及管理模块的方块示意图；

图3为实用新型判断单元以及管理模块的方块示意图；

图4为实用新型具有自我检测机制的电源供应系统的流程图。

其中，附图标记

100…电源供应系统

10…电源供应模块

20…控制模块

21…信息检测单元

22…输出电压调升单元

23…判断单元

231…基础信息控制单元

232…电压调升控制单元

233…延迟单元

30…管理模块

31…触发单元

32…信息存储控制单元

33…输出电压调整单元

34…人机界面

Vi…输入电压

Vo…输出电压

Io…输出电流

T…温度

T1…第一延迟时间

T2…第二延迟时间

Cph…自我检测命令

Cvo…电压调升命令

Sb…基础信息

(S100)～(S800)…步骤

具体实施方式

兹有关本实用新型的具体实施方式及详细说明，配合图说明如下：

请参阅图1为实用新型具有自我检测机制的电源供应系统的方块示意图。所述电源供应系统100包括多个电源供应模块10、多个控制模块20以及一管理模块30。每一个电源供应模块10对应连接一个控制模块20，所述多个控制模块20皆连接所述管理模块30。所述多个电源供应模块10可为电源供应器、转换器、变换器等现有技术的功率输出电路。所述管理模块30可发送一自我检测命令Cph至所述多个控制模块20的其中一个，所述的其中一个控制模块20依据所述自我检测命令Cph控制对应的电源供应模块10做自我供电能力的检测。所述自我供电能力的检测为调升所述对应的电源供应模块10的输出电压Vo，并检测所述对应的电源供应模块10的输出电流Io。当藉由调升所述对应的电源供应模块10的输出电压Vo，而使输出电流Io可达输出电流Io上限值时，表示所述对应的电源供应模块10为正常无故障的状态。当藉由调升所述对应的电源供应模块10的输出电压Vo，但输出电流Io无法达输出电流Io上限值时，表示所述对应的电源供应模块10为有故障疑虑的状态。此时，所述管理模块30标记所述对应的电源供应模块10为正常无故障的状态或有故障疑虑的状态后，将所述对应的电源供应模块10的输出电压Vo调回调升前的电压值。藉此使得所有的电源供应模块10再次平均分配系统电源，所述电源供应系统100返回正常供电模式。

当所述电源供应系统100返回正常供电模式后，所述管理模块30可继续发送一自我检测命令Cph至其他的控制模块20，使剩余的电源供应模块10续行自我供电能力的检测。值得一提，除了上述所述多个控制模块20与所对应的所述多个电源供应模块10的电路结构外，每一个所述多个控制模块20亦可整合于每一个所对应的所述多个电源供应模块10内的控制芯片中，或所述多个电源供应模块10由单一个整合的控制模块20所控制。值得一提，所述管理模块30可由一多向切换开关(图未示)发送所述自我检测命令Cph至不同的电源供应模块10，以控制每个电源供应模块10依序做自我供电能力的检测。以图1为例，所述电源供应系统100包括3个电源供应模块10，因此可以一三向切换开关控制所述自我检测命令Cph分别依序传送至3个电源供应模块10。

复而参阅图1，所述电源供应系统100包括3个电源供应模块10，每个电源供应模块10连接一个控制模块20，且每个控制模块20皆连接所述管理模块30。假设操作者于所述管理模块30操作执行所述电源供应系统100自我检测供电是否可达满载的流程时，所述管理模块30选择其中之一控制模块20调升所对应的电源供应模块10的输出电压Vo。由于电源分享的概念，剩余的电源供应模块10供应后端负载(图未示)的输出电流Io被调升输出电压Vo的电源供应模块10抢走。此时，若发现被调升输出电压Vo的电源供应模块10的输出电流Io无法达到输出电流Io上限值时，表示所述电源供应模块10可能因组件老化、故障等等原因无法提供充足瓦特数。所述管理模块30标记所述电源供应模块10为正常无故障的状态或为有故障疑虑的状态后，系将所述电源供应系统100返回正常供电模式，此时，所有的电源供应模块10再次平均分配系统电源。之后，所述电源供应系统100续行检测剩余的电源供应模块10直到检测且标记完所有的电源供应模块10。若于检测中的电源供应模块10由于调升输出电压Vo而导致所述电源供应模块10故障而被迫关闭(shut down)或损坏时，剩余的电源供应模块10可分摊供应后端负载(图未示)的输出电流Io而不至于使得所述电源供应系统100被迫关闭(shut down)。因此，可达到预先自我检测、且于检测中可维持所述电源供应系统100稳定运行的功效。

请参阅图2为实用新型多个控制模块以及管理模块的方块示意图。复配合参阅图1，每一个控制模块20内皆包含一信息检测单元21、一输出电压调升单元22以及一判断单元23。所述信息检测单元21与所述输出电压调升单元22连接所对应的电源供应模块10，所述判断单元23连接所述信息检测单元21与所述输出电压调升单元22之间。每一个信息检测单元21至少包括一输入电压传感器、一温度传感器、一输出电压传感器以及一输出电流传感器，且至少检测所对应的每一个电源供应模块10的输入电压Vi、温度T、输出电压Vo以及输出电流Io。所述判断单元23藉由接收所述信息检测单元21的信息以及所述管理模块30的信息，判断是否控制所述输出电压调升单元22调升输出电压Vo，或判断后发送信息至所述管理模块30。所述输出电压调升单元22可依照所述管理模块30所设定的分辨率，而步阶调升输出电压Vo。至于所述判断单元23与所述管理模块30的详细电路，以及电源供应系统100的详细操作方式，将于后文有进一步说明。

复参阅图2，并配合参阅图1。所述管理模块30包含一触发单元31、一信息存储控制单元32以及一输出电压调整单元33。所述触发单元31与所述信息存储控制单元32连接所述判断单元23，所述输出电压调整单元33连接所述信息存储控制单元32与所述输出电压调升单元22之间。所述触发单元31传送所述自我检测命令Cph至所述判断单元23，所述判断单元23判断后，传送信息至所述信息存储控制单元32。所述信息存储控制单元32纪录后，控制所述输出电压调整单元33将所述输出电压调升单元22所调升的输出电压Vo调整为调升前的输出电压Vo。所述管理模块30更包含一人机接口34，所述人机接口34连接所述触发单元31与所述信息存储控制单元32之间。操作者藉由所述人机接口34可发送所述自我检测命令Cph，并藉由所述信息存储控制单元32得知所述多个电源供应模块10是否为正常无故障的状态。

请参阅图3为实用新型判断单元以及管理模块的方块示意图。复配合参阅图1～2，所述判断单元23包含一基础信息控制单元231与一电压调升控制单元232。所述基础信息控制单元231连接所述信息检测单元21、所述触发单元31以及所述信息存储控制单元32之间。所述电压调升控制单元232连接所述基础信息控制单元231与所述输出电压调升单元22之间。所述基础信息控制单元231纪录所述信息检测单元21所检测到的信息，以及所述多个电源供应模块10的输出电流Io上限值(输出电流Io上限值)以及输出电压Vo上限值。所述触发单元31传送所述自我检测命令Cph至所述基础信息控制单元231后，所述基础信息控制单元231藉由纪录所述信息检测单元21所检测到的信息，以及所述多个电源供应模块10的输出电流Io上限值(输出电流Io上限值)以及输出电压Vo上限值判断是否发送一输出电压调升命令Cvo至所述电压调升控制单元232，且传送一基础信息Sb至所述信息存储控制单元32。所述电压调升控制单元232藉由所接收到的所述输出电压调升命令Cvo控制所述输出电压调升单元22调升输出电压Vo。所述判断单元23更包含一延迟单元233，所述延迟单元233连接所述基础信息控制单元231与所述信息检测单元21之间。所述基础信息控制单元231判断所述多个电源供应模块10的输出电流Io达到输出电流Io上限值或输出电压Vo达到上限值时，藉由所述延迟单元233延迟一小段时间后再由所述信息检测单元21所检测到的信息确定输出电流Io是否可维持输出电流Io上限值，以避免因输出电流Io的短暂扰动或噪声而使得所述基础信息控制单元231误判断。

请参阅图4为实用新型具有自我检测机制的电源供应系统的流程图。复配合参阅图1～3，操作者于所述管理模块30的所述人机接口34操作执行所述电源供应系统100自我检测供电是否可达满载的流程时，所述控制模块20系执行下述步骤：首先，接收自我检测命令(S100)所述控制模块20内的所述基础信息控制单元231接收到所述触发单元31所传送所述自我检测命令Cph后，所述控制模块20系准备检测所对应的电源供应模块10。然后，重置所有检测信息(S200)。所述基础信息控制单元231接收到所述自我检测命令Cph后，系重置所述信息存储控制单元32内的所有检测信息。所述检测信息包含一电源供应模块10正常无故障标记(所述电源供应模块10正常无故障标记为标记所述电源供应模块10是否可输出输出电流Io上限值)；一电源供应模块10有故障疑虑标记(所述电源供应模块10有故障疑虑标记为标记所述电源供应模块10可能因组件老化、故障等等原因无法提供充足瓦特数)；一输出电压Vo标记(所述输出电压Vo信息表示所述输出电压Vo是否可正常输出额定电压，以及输出电压Vo的上限值)；一温度T标记(所述温度T至少为电源供应模块10内的控制芯片温度、功率开关温度、功率电感温度、电源供应模块10整体温度以及工作环境温度的其中之一)；及一输入电压Vi标记(所述输入电压Vi标记表示输入电压Vi是否正常供电)。

复参阅图4，并配合参阅图1～3。所述基础信息控制单元231重置所述信息存储控制单元32内的所有检测信息之后，所述基础信息控制单元231开始做电源供应模块10信息的确定与判断。然后，确定输出额定电压(S300)。所述基础信息控制单元231藉由所述信息检测单元21所检测到所对应的电源供应模块10的输出电压Vo是否达到额定电压，并传送所述基础信息Sb至所述信息存储控制单元32。然后，标记输出电压未达额定与电源供应模块有故障疑虑(S350)。若所述输出电压Vo未达到额定电压时，所述信息存储控制单元32系更新所述输出电压Vo未达额定的标记，所述信息存储控制单元32也同时更新所述电源供应模块10有故障疑虑的标记。值得一提，于本实施例之中，所述额定电压例如为12V，但不以此为限。因此，于本实施例之中，不限定所述电源供应模块10的额定输出电压需为12V，仅为方便说明为例。然后，确定温度(S400)。所述基础信息控制单元231藉由所述信息检测单元21所检测到所对应的电源供应模块10的温度T来确定所述电源供应模块10是否受到本体温度或环境温度的影响而超过工作容忍温度，并传送所述基础信息Sb至所述信息存储控制单元32。然后，标记超过工作容忍温度与电源供应模块有故障疑虑(S450)。若所对应的电源供应模块10的温度T超过工作容忍温度时，所述信息存储控制单元32系更新所述超过工作容忍温度的标记，所述信息存储控制单元32也同时更新所述电源供应模块10有故障疑虑的标记。然后，确定输入电压(S500)。所述基础信息控制单元231藉由所述信息检测单元21所检测到所对应的电源供应模块10的输入电压Vi是否正常供电，并传送所述基础信息Sb至所述信息存储控制单元32。然后，标记输出电压未达额定与电源供应模块有故障疑虑(S550)。若所述输入电压Vi未达到额定电压时，所述信息存储控制单元32系更新所述输入电压Vi未达额定的标记，所述信息存储控制单元32也同时更新所述电源供应模块10有故障疑虑的标记。

如图4所示，并配合参阅图1～3。所述基础信息控制单元231确定所述电源供应模块10输出电压达到额定、温度于工作容忍温度内以及输出电压达到额定后，所述基础信息控制单元231开始做检测输出电流Io并调升输出电压Vo的步骤。然后，检测输出电流是否达到输出电流上限值(S600)。所述基础信息控制单元231藉由所述信息检测单元21所检测到所对应的电源供应模块10的输出电流Io是否达到输出电流Io上限值。若所述基础信息控制单元231判断所述输出电流Io未达到输出电流Io上限值时，系进行调升输出电压Vo的步骤。然后，调升输出电压(S700)。所述基础信息控制单元231发送一输出电压调升命令Cvo至所述电压调升控制单元232，所述电压调升控制单元232藉由所接收到的所述输出电压调升命令Cvo控制所述输出电压调升单元22调升输出电压Vo，其中所述输出电压调升单元22可依照所述管理模块30所设定的分辨率，而步阶调升输出电压Vo。然后，检测输出电压是否达到输出电压上限值(S730)。所述基础信息控制单元231根据所述信息检测单元21所检测到所对应的电源供应模块10的输出电压Vo判断输出电压Vo是否达到输出电压Vo上限值。若所述基础信息控制单元231藉由所述信息检测单元21所检测到所对应的电源供应模块10的输出电压Vo未达上限值时，系返回步骤(S300)。并持续执行流程循环直到所述基础信息控制单元231藉由所述信息检测单元21所检测到所对应的电源供应模块10的输出电流Io达到输出电流Io上限值或输出电压Vo达到输出电压Vo上限值为止。

基础信息控制单元231藉由所述信息检测单元21所检测到所对应的电源供应模块10的输出电流Io达到输出电流Io上限值或输出电压Vo达到输出电压Vo上限值后，所述基础信息控制单元231开始做延迟确认的步骤。然后，延迟一第一延迟时间(S650)。当所述基础信息控制单元231判断所述输出电流Io达到输出电流Io上限值时，所述基础信息控制单元231系控制所述延迟单元233延迟一第一延迟时间T1后，再确定所述输出电流Io是否达到输出电流Io上限值，以避免因输出电流Io的短暂扰动或噪声而使得所述基础信息控制单元231误判断。然后，判断电源供应模块为正常无故障的标记(S800)。若所述输出电流Io于延迟所述第一延迟时间T1后可维持于输出电流Io上限值时，所述基础信息控制单元231传送所述基础信息Sb至所述信息存储控制单元32，所述信息存储控制单元32系更新所述电源供应模块10正常无故障的标记。然后，判断电源供应模块为有故障疑虑的标记(S900)。若所述输出电流Io于延迟所述第一延迟时间T1无法维持于输出电流Io上限值时，所述基础信息控制单元231传送所述基础信息Sb至所述信息存储控制单元32，所述信息存储控制单元32系更新所述电源供应模块10有故障疑虑的标记。然后，延迟一第二延迟时间(S760)。当所述基础信息控制单元231判断所述输出电压Vo达到输出电压Vo上限值时，所述基础信息控制单元231系控制所述延迟单元233延迟一第二延迟时间T2后，再确定所述输出电流Io是否可达到输出电流Io上限值，以避免输出电流Io响应速度追随不上输出电压Vo的调升而使得所述基础信息控制单元231误判断。若所述输出电压Vo达到输出电压Vo上限值且延迟所述第二延迟时间T2后，输出电流Io可达输出电流Io上限值时，进行步骤(S800)。此时，所述基础信息控制单元231传送所述基础信息Sb至所述信息存储控制单元32，所述信息存储控制单元32系更新所述电源供应模块10正常无故障的标记。若所述输出电压Vo达到输出电压Vo上限值且延迟所述第二延迟时间T2后，输出电流Io无法达输出电流Io上限值时，进行步骤(S900)。此时，所述基础信息控制单元231传送所述基础信息Sb至所述信息存储控制单元32，所述信息存储控制单元32系更新所述电源供应模块10有故障疑虑的标记。

复参阅图4，并配合参阅图1～3。所述信息存储控制单元32更新所述电源供应模块10为正常无故障的标记或为有故障疑虑的标记后，结束流程步骤。最后，返回正常供电模式并显示电源供应模块为正常无故障的状态或为有故障疑虑的状态(S1000)。所述信息存储控制单元32将标记结果传送至所述人机接口34，并控制所述输出电压调整单元33。所述输出电压调整单元33控制所述输出电压调升单元22将调升后的输出电压Vo调整回额定输出电压。此时，所述电源供应系统100返回正常供电模式，所有的电源供应模块10再次平均分配系统电源。所述人机接口34系显示所述电源供应模块10为正常无故障的状态或为有故障疑虑的状态，其中所述电源供应模块10为有故障疑虑的状态包含输入电压Vi未达额定、超过工作容忍温度、输出电压Vo未达额定、输出电流Io上限值未能维持所述第一预定时间T1或输出电压达到输出电压Vo上限值超过所述第二预定时间T2后，输出电流Io未达输出电流Io上限值。

以图4为例，所述输出电压调升单元22可依照所述管理模块30所设定的分辨率，而步阶调升输出电压Vo。假设输出额定电压为12V，输出电压Vo上限值设定13V，且分辨率设定0.1V为一阶。当所述基础信息控制单元231确定所述电源供应模块10输出电压达到额定、温度于工作容忍温度内以及输出电压达到额定后，所述基础信息控制单元231检测所述输出电流Io是否达到输出电流Io上限值。若所述输出电流Io未达输出电流Io上限值时，所述基础信息控制单元231控制所述电压调升控制单元232调升所述输出电压Vo为12.1V，并再次检测所述输出电流Io是否达到输出电流Io上限值。若所述输出电压Vo未调升至13V，且所述输出电流Io已达到输出电流Io上限值，并超过所述第一延迟时间T1时，所述管理模块30判定所述电源供应模块10为正常无故障的状态。值得一提，所述输出电压Vo上限值系不以13V为限，其旨在设定于额定输出电压Vo至电源供应器内控制芯片触发过电压保护(OVP)电压值的范围内。因此，只要不触发电源供应器内控制芯片过电压保护(OVP)的范围内的电压值，皆应包含在本实施例的范畴之中。此外，于本实施例中，所述输出电流Io上限值系以90％的满载电流为最佳，且所述第一延迟时间T1以1秒为最佳。所述输出电流Io上限值设定为90％的满载电流且延迟1秒钟旨在为避免因输出电压Vo调升，而造成输出电流Io流扰动或噪声超过过电流值2秒钟，而触发电源供应器内控制芯片的过电流保护(OCP)。因此，于本实施例中，所述输出电流Io上限值以及所述第一延迟时间T1只要不触发电源供应器内控制芯片过电流保护(OCP)的范围，皆应包含在本实施例的范畴之中。再者，所述第二延迟时间T2以10秒为最佳。其旨在避免输出电流Io的响应追随不上输出电压Vo的变动，而造成所述管理模块30的误判断。因此，于本实施例中，只要能避免所述管理模块30的误判断的所述第二延迟时间T2，皆应包含在本实施例的范畴之中。

综上所述，本实用新型具有以下的优点：

1、由于所述电源供应系统100具有事先自我检测供电是否可达满载的功能，因此可达事先得知电源供应模块10的状况是否正常的功效；

2、且可于所述电源供应系统100运行时执行所述自我检测机制，因此无需关闭所述电源供应系统100，以达到所述电源供应系统100于运行中同时检测电源供应模块10的状况是否正常的功效；

惟，以上所述，仅为本实用新型较佳具体实施例的详细说明与图式，惟本实用新型的特征并不局限于此，并非用以限制本实用新型，本实用新型的所有范围应以下述的权利要求为准，凡合于本实用新型权利要求的精神与其类似变化的实施例，皆应包括于本实用新型的范畴中，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本实用新型所附权利要求的保护范围内。