电源调整电路、可调式电源供应系统及其方法与流程

1.本发明涉及一种电源装置，特别是涉及一种电源调整电路、可调式电源供应系统及其方法。


背景技术：

2.请参阅图1为待测装置的供电示意图，图1中现有装置电源供应器(device power supply，dps)10大多可承受最大功率消耗约10w，然而为了满足待测装置12的高电流需求，可将装置电源供应器10的工作电压vdd设定在10v，并使得装置电源供应器10可以稳定对待测装置12提供供应电压-1v～7v及供应电流0.7a。虽然装置电源供应器10可以承受一定的功率消耗，但随着装置电源供应器10的功率消耗增加，装置电源供应器10的温度也会跟着上升，故必须通过散热结构对装置电源供应器10进行散热。
3.然而随着待测装置12对高电流的需求，例如由装置电源供应器10对待测装置12提供供应电流1a，并通过降低装置电源供应器10对待测装置12提供供应电压至0v～3.7v，以使装置电源供应器10可通过现行散热结构进行有效散热。然而受限于散热结构的极限，现有装置电源供应器10显然无法同时满足不同待测装置的高电压或高电流需求。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种电源调整电路、可调式电源供应系统及其方法，可根据待测装置的用电状况自动控制装置电源供应器的供电状况。
5.本发明实施例提供一种可调式电源供应系统，包括电源模块、装置电源供应器及控制电路。装置电源供应器电性连接电源模块，并根据工作电压执行供电运行并提供一供应电源给一待测装置(dut)。控制电路根据待测装置的用电状况输出调整信号，使得电源模块根据调整信号产生工作电压，并让装置电源供应器产生的第一功率消耗小于预设功率。
6.本发明实施例提供一种电源调整电路，适用于对一电源模块及一装置电源供应器进行电源控制，电源模块提供一工作电压给装置电源供应器，装置电源供应器根据工作电压执行供电运行并提供一供应电源给一待侧装置。电源调整电路包括检测电路及控制电路。检测电路检测待测装置的用电状况并输出一电源检测结果。控制电路电性连接检测电路，根据电源检测结果输出一调整信号控制电源模块，使得电源模块根据调整信号产生工作电压，并使装置电源供应器产生的一第一功率消耗小于一预设功率。其中控制电路根据电源检测结果以运算得知待测装置的一第二功率消耗及装置电源供应器的第一功率消耗，当第一功率消耗大于默认功率，控制电路输出调整信号。
7.本发明实施例提供一种可调式电源供应方法，适用一控制电路对一电源模块及一装置电源供应器进行电源控制，包括于装置电源供应器对待测装置提供一供应电源时，控制电路检测待测装置的用电状况，其中装置电源供应器根据电源模块提供的工作电压执行供电运行；以及控制电路根据检测结果输出调整信号，使得电源模块根据调整信号产生工
作电压，并让装置电源供应器产生的第一功率消耗小于预设功率。
8.综上所述，本发明实施例提供的电源调整电路、可调式电源供应系统及其方法，装置电源供应器的功率消耗可以根据待测装置的用电状况自动相对调整，使得装置电源供应器能稳定的提供高电压及高电流以满足不同待测装置的用电需求，且能有效降低散热负担。
9.为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
10.图1为待测装置的供电示意图。
11.图2为本发明实施例提供可调式电源供应系统的功能方框图。
12.图3为本发明实施例提供可调式电源供应方法的流程图。
13.图4为本发明实施例提供可调式电源供应系统的功能方框图。
14.图5为本发明实施例提供可调式电源供应方法的流程图。
具体实施方式
15.以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所提供的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所提供的内容并非用以限制本发明的保护范围。
16.应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包含相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
17.本发明实施例提供一种电源调整电路、可调式电源供应系统及其方法，通过检测负载端的功率消耗，进一步根据检测结果得知目前提供给负载端使用的装置电源供应器(device power supply，dps)本身功率消耗，并可主动通过一调整机制以调降装置电源供应器的功率消耗，借此使得装置电源供应器的工作能稳定且可减轻散热负担，以及装置电源供应器可提供高电压输出及高电流输出以满足各种待测装置的用电需求。
18.【可调式电源供应系统的实施例】
19.请分别参照图2，图2是本发明实施例提供可调式电源供应系统的功能方框图。本实施例所述的可调式电源供应系统2例如包括但不限于电源模块20、装置电源供应器22、控制电路24及检测电路26。在此所述的可调式电源供系统2的供电对像是以测试系统中的待测装置(dut)举例说明，但并不以此为限。其中电源模块20电性连接装置电源供应器22，装置电源供应器22电性连接待测装置3，检测电路26电性连接待测装置3，控制电路24电性连接检测电路26及电源模块20。
20.进一步来说，电源模块20可提供一工作电压vdd给装置电源供应器22，装置电源供
应器22即根据此工作电压vdd执行供电运行。在此装置电源供应器22可根据不同待测装置3的供电需求分别对应提供不同的供应电源。举例来说，装置电源供应器22提供的供应电源可根据设定或操作以对待测装置3提供不同的供应电压vo或供应电流io。关于装置电源供应器22具体供电架构由于是属于本领域通常知识者所知悉，故在此不予以详述。
21.控制电路24根据待测装置3的用电状况进而相对输出调整信号至电源模块20，此调整信号是用来对电源模块20输出给装置电源供应器22的工作电压vdd进行调整。举例来说，假设装置电源供应器22的功率消耗为第一功率消耗，待测装置3的功率消耗为第二功率消耗，第一功率消耗与第二功率消耗的总和等于总功率消耗，总功率消耗为装置电源供应器22的工作电压乘vdd以装置电源供应器22提供给待测装置3的供应电流io。因此当总功率消耗为固定值时，当第二功率消耗变小时，即待测装置3为轻载时，第一功率消耗相对变大。然而过大的第一功率消耗可能导致装置电源供应器22温度上升变快或是超过可承受功率而造成工作不稳，故本实施例中的控制电路24主要可通过调整信号调整装置电源供应器22的功率消耗控制在小于预设功率的一合理安全范围内，默认功率例如是使装置电源供应器22可以稳定工作的功率，但本发明并不此为限。
22.具体来说，当控制电路24根据待测装置3的用电状况得知装置电源供应器22的功率消耗大于默认功率时，控制电路24据此输出调整信号至电源模块20，以使电源模块20根据此调整信号对提供给装置电源供应器22的工作电压vdd进行调大或调小，借此使得经过整后的工作电压vdd能使得装置电源供应器22的功率消耗小于预设功率。另外当控制电路24根据待测装置3的用电状况得知装置电源供应器22的功率消耗小于默认功率时，控制电路24将不会输出调整信号，亦即此时的装置电源供应器22可以正常工作。
23.在一实施例中，控制电路24可以通过检测电路26得知待测装置3的用电状况，在此所述的用电状况是指待测装置3本身的功率消耗、电压或电流。例如控制电路24通过检测电路26可以得知待测装置3的供应电源，控制电路24即可根据此供应电源运算得知待测装置3的功率消耗。检测电路26例如可以是电压检测器或电流检测器的各种组合。
24.举例来说，控制电路24得知待测装置3的供应电源可能有如下几种方式。当控制电路24已知装置电源供应器22提供给待测装置3的供应电流io时，控制电路24可通过检测电路26中的电压检测器检测得知装置电源供应器22提供给待测装置3的供应电压vo。又或者当控制电路24已知装置电源供应器22提供给待测装置3的供应电压vo时，控制电路24可通过检测电路26中的电流检测器检测得知装置电源供应器22提供给待测装置3的供应电流io。又或者控制电路24可通过检测电路26中的电压检测器及电流检测器分别检测得知装置电源供应器22提供给待测装置3的供应电压vo及供应电流io。最后控制电路24即可根据供应电压vo以及供电电流io的相乘结果得知待测装置3的功率消耗。
25.因此当控制电路24得知待测装置3的电源检测结果后，即可据此计算装置电源供应器22的第一功率消耗及待测装置3的第二功率消耗。第一功率消耗的计算方式例如将提供给装置电源供应器22的工作电压vdd减去装置电源供应器22提供给待测装置3的供应电压vo而得到一电压差值，再将此电压差值乘以装置电源供应器22提供给待测装置3的供应电流io即可得到第一功率消耗，实务上来说此工作电压vdd是大于供应电压vo。第二功率消耗的计算方式例如将装置电源供应器22提供给待测装置3的供应电压vo与供应电流io相乘即可得到第二功率消耗。本发明计算第一功率消耗及第二功率消耗并不局限于上述举例说
明。
26.另外在一实施例中控制电路24及检测电路26可以当成是电源模块20及装置电源供应器22的电源调整电路使用，控制电路24根据检测电路26检测结果，作为调整电源模块20提供给装置电源供应器22的依据，使得装置电源供应器22的功率消耗可以根据待测装置3的用电状况相对维持在可正常工作的预设功率内。
27.【可调式电源供应方法的实施例】
28.请参照图3。图3为本发明实施例可调式电源供应方法的流程图。图3所示的流程图是以图2的架构举例说明，但并不以此为限。图3所示流程包括如下步骤。
29.于步骤s301中，检测待测装置3。在此控制电路24控制检测电路26对待测装置3的用电状况进行检测，以得知装置电源供应器22提供给待测装置3的供应电压vo或供应电流。
30.于步骤s303中，运算待测装置3的功率消耗。控制电路24根据步骤s301的检测结果即可运算出待测装置3目前功率消耗为何。
31.于步骤s305中，判断装置电源供应器22的功率消耗是否小于预设功率。当控制电路24得知待测装置3的用电状况后，即可根据待测装置的功率消耗进一步计算出装置电源供应器22的功率消耗，并将装置电源供应器22的功率消耗与预设功率比较，以得知装置电源供应器22的功率消耗是否小于预设功率。
32.于步骤s307中，输出调整信号。当步骤s305判断为否，代表装置电源供应器22的功率消耗大于预设功率，此时控制电路24将输出调整信号给电源模块20，以供电源模块20根据此调整信号对提供给装置电源供应器22的工作电压vdd进行调整，在此所述的调整方式例如是将工作电压调大或调小，并使得最后装置电源供应器22根据调整后工作电压vdd时的功率消耗能小于预设功率。当步骤s305判断为是，则回到步骤s301继续执行。
33.上述实施例说明，控制电路24可以根据检测电路26的检测结果，而得知装置电源供应器22的功率消耗是否小于默认功率，当装置电源供应器22的功率消耗大于默认功率，控制电路24即会输出调整信号，以通过电源模块20调降装置电源供应器22的功率消耗小于预设功率。
34.值得注意的是，在另一实施例中，控制电路24也可通过查表方式而对装置电源供应器22的功率消耗进行调整。举例说明如下。
35.如下表一提供检测电压vd与工作电压vdd的对应状况，其中检测电压vd为检测电路26检测待测装置3供应电压vo的检测结果，工作电压vdd为装置电源供应器22工作使用的电压，同时假设装置电源供应器22提供固定的1.2a作为供应电流io给待测装置3使用。
36.vd0v1v2v3v4v5v6v7vvdd3v4v5v6v7v8v9v10vvd8v9v10v11v12v13v14v15vvdd11v12v13v14v15v16v17v18v
37.表一
38.上述表一中，当vd为0v时对应的vdd为3v、当vd为1v时对应的vdd为4v
……
当vd为15v时对应的vdd为18v。此表一可存储于控制电路24以供查表使用。
39.举例来说，当控制电路24通过检测电路26检测得知检测电压vd为0v时，此时控制电路24通过查表后输出一调整信号给电源模块20，此调整信号用来控制电源模块20调整输
出给装置电源供应器22的供应电压vdd为3v。
40.而当控制电路24通过检测电路26检测得知检测电压vd为1v时，此时控制电路24通过查表后输出一调整信号给电源模块20，此调整信号用来控制电源模块20调整输出给装置电源供应器22的供应电压vdd为4v。
41.对其他检测电压vd的检测结果，则依此方式类推。也就是说，控制电路24通过查表方式可以有效控制装置电源供应22的功率消耗小于预设功率，此预设功率例如为3w，同时配合装置电源供应器22上的散热设计，即可使得装置电源供应器22在满足高电压及高电流输出时可以正常稳定工作。
42.因此通过表一的设计方式，当装置电源供应器22提供给待测装置3的供应电压由一第一供应电压转变为一第二供应电压时，控制电路24相对输出的调整信号是控制电源模块20提供给装置电源供应器24的工作电压由一第一工作电压转变为一第二工作电压。以及当装置电源供应器22提供给待测装置3的供应电压由第二供应电压转变为第一供应电压时，控制电路24相对输出的调整信号是控制电源模块20提供给装置电源供应器22的工作电压由第二工作电压转变为第一工作电压，其中第二供应电压大于第一供应电压以及第二工作电压大于第一工作电压，且第一供应电压与第一工作电压的差值与第二供应电压与第二工作电压的差值互为相同。表一在此是用来说明控制电路24如何通过查表进而控制电源模块20输出的工作电压vdd，但表一中的各电压仅是举例说明，本发明并不以此为限。
43.【可调式电源供应系统具有温度检测的另一实施例】
44.请参照图4。图4为本发明实施例提供可调式电源供应系统的功能方框图。图4所示的可调式电源供应系统4相较于图2所示的可调式电源供应系统2是进一步设置一温度检测器28，在此针对温度检测器28提出说明，而其余组件相关功能操作可参照前述说明。
45.温度检测器28电性连接装置电源供应器22及控制电路24。温度检测器28用以检测装置电源供应器22的工作温度，并输出一温度检测结果给控制电路24。当控制电路24接收到温度检测器28的温度检测结果，控制电路24可得知装置电源供应器22的工作温度，并进一步判断装置电源供应器22的工作温度是否超过默认温度。
46.当装置电源供应器22的工作温度超过默认温度时，控制电路24通过电源模块20对装置电源供应器22进行降温操作。举例来说，控制电路24可控制电源模块20调降输出给装置电源供应器22的工作电压，借此使得装置电源供应器22在工作电压调降时能达到降温效果。在此所述调降工作电压的方式例如是每次降1v，但本发明不以此为限。
47.【可调式电源供应方法的另一实施例】
48.请参照图5。图5为本发明实施例可调式电源供应方法的流程图。图5所示的流程图是以图4的架构举例说明，但并不以此为限。图5所示流程包括如下步骤。
49.于步骤s501中，检测待测装置3。
50.于步骤s503中，运算待测装置3的功率消耗。
51.于步骤s505中，判断装置电源供应器22的功率消耗是否小于预设功率。
52.于步骤s507中，输出调整信号。当步骤s505判断为否，此时控制电路24将输出调整信号给电源模块20，供电源模块20根据此调整信号对提供给装置电源供应器22的工作电压进行调整。当步骤s505判为是，则执行步骤s509。
53.于步骤s509中，检测装置电源供应器22温度。控制电路24通过温度检测器28检测
装置电源供应器22的温度状况。
54.于步骤s511中，判断装置电源供应器22的工作温度是否小于默认温度。根据步骤s509的检测结果，控制电路24可以得知装置电源供应器22的工作温度，且将此工作温度与默认温度进行大小比较。
55.于步骤s513中，调降工作电压。当步骤s511判断为否，则代表目前装置电源供应器22的工作温度超过默认温度，故此时控制电路24将会对装置电源供应器22执行降温操作。例如控制电路24控制电源模块20调降工作电压vddd，以使得装置电源供应器22的工作温度能随着降低。
56.当步骤s511判断为是，则执行步骤s501。
57.在一实施例中，控制电路101可例如为特定应用集成电路(asic)、现场可规划门阵列(fpga)或系统单芯片(soc)的其中一个或任意组合，并可配合其他相关电路组件以及配合固件以实现上述功能操作。
58.[实施例的有益效果]
[0059]
本发明所提供可调式电源供应系统及其方法，通过主动检测待测装置的用电状况，并相对应调整电源模块输出的工作电压，使得装置电源供应器本身的功率消耗可以被控制在预设功率内，借此使得装置电源供应器可以根据不同的待测装置的用电需求，分别对其供高电压输出、高电流输出或是其他供电输出，且可以确保装置电源供应器可以稳定正常工作，还可减轻散热负担。
[0060]
以上所提供的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求内。