电源共享装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种电源共享装置及方法，且特别是有关于一种分时多工电源共享装置及方法。
【背景技术】
[0002]电子产品对于人类而言已不可或缺，而电子产品运作上的基本条件即为电源供应。近年来，为得到更可靠的电源供应，常采用电源共享装置来供应电源。
[0003]一般而言，电源共享装置是利用多个调节器、处理器和公用汇流排等元件来实现，处理器调整每一调节器使每一调节器具相同的输出电压，借此使每一调节器输出相同的输出电流至公用汇流排。
[0004]然而，每一调节器的输出电压调整成相同电压将耗费许多时间，且在实作上可能因调节器或其他元件于特性上的误差造成每一调节器的输出电压无法调整成相同电压。换句话说，若欲调整各调节器输出端的电压以达成电源共享，调节器或其他元件于特性上的误差必须要够小，且在设计调整每一输出端电压的演算法时要避免进入无穷回圈以收敛每一输出端电压，进而达成电源共享。
[0005]无论如何，为达成上述要求将大幅增加硬件及软件成本。再者，当调节器的数量增加时，上述要求将更不易达成且须增加更多的成本。
【发明内容】
[0006]因此，本发明提供一种分时多工电源共享装置及方法，从而解决电源共享的硬件成本及软件成本过高的问题。
[0007]本发明的一方面是关于一种电源共享装置。电源共享装置应用于多个输入电源与负载。电源共享装置包含控制单元、多个调节器以及多个反馈电路。每一调节器包含第一输入端、第二输入端和输出端。控制单兀产生多个脉冲宽度调变信号。第一输入端接收输入电源其中一者，第二输入端接收脉冲宽度调变信号其中一者，并于第二输入端上形成一回授电压，输出端选择性地输出一输出电源。每一反馈电路耦接于每一调节器的第二输入端及输出端间。每一调节器的输出端共同耦接于负载，且根据输入电源及脉冲宽度调变信号各自的工作周期于供电周期内轮替地输出一输出电源。
[0008]在一实施例中，脉冲宽度调变信号各自的工作周期为第一工作周期，供电周期包含多个子区间，控制单元于每一子区间中选择调整脉冲宽度调变信号其中一者的工作周期为一第二工作周期，以改变对应的调节器的回授电压，使得对应的调节器调整其输出电源，从而通过对应的反馈电路补偿回授电压。
[0009]在另一实施例中，控制单元进一步耦接至每一调节器的输出端，控制单元周期性地侦测每一调节器输出端的输出电源，进而判断调节器是否有效，并统计调节器的有效数量。
[0010]在次一实施例中，电源共享装置还包含多个分压电路，分压电路分别耦接于调节器的输出端与控制单元间，控制单元通过分压电路周期性地侦测每一调节器的输出电源，进而判断调节器是否有效，并统计调节器的有效数量。每一分压电路提供每一输出电源的分压电压至控制单元，当分压电压大于阈值电压时，分压电压对应的调节器为有效调节器；当分压电压小于阈值电压时，分压电压对应的调节器为无效调节器，且控制单元不调整或不输出对应于无效调节器的脉冲宽度调变信号的工作周期。
[0011]在一实施例中，供电周期包含多个子区间，每一子区间所持续的时间为供电周期除以有效数量、供电周期除以有效数量的倍数或固定长度。
[0012]本发明的另一方面是关于一种电源共享方法，应用于多个输入电源与负载。电源共享方法包含:提供输入电源以及以控制单元产生的多个脉冲宽度调变信号至多个调节器，调节器接收输入电源与脉冲宽度调变信号以产生多个回授电压；根据输入电源，通过调节器分别产生多个输出电源对应于脉冲宽度调变信号；通过控制单元调整脉冲宽度调变信号的工作周期；以及于一供电周期内，根据调整后的脉冲宽度调变信号的工作周期，通过每一调节器轮替地输出一输出电源。
[0013]在一实施例中，供电周期包含多个子区间，脉冲宽度调变信号的工作周期为第一工作周期；调整脉冲宽度调变信号的工作周期的步骤包含通过控制单元于每一子区间中选择并调整其中一个脉冲宽度调变信号的工作周期为第二工作周期，以改变其中一个调节器的回授电压；以及轮替地输出一输出电源的步骤包含通过上述其中一个调节器调整对应的输出电源，以透过反馈电路补偿上述其中一个调节器的回授电压。
[0014]在另一实施例中，于提供输入电源与脉冲宽度调变信号的步骤前，电源共享方法还包含:通过控制单元周期性地侦测每一调节器的输出电源以判断每一调节器是否有效；以及通过控制单元统计调节器的有效数量。
[0015]在次一实施例中，于提供输入电源与脉冲宽度调变信号的步骤前，电源共享方法还包含:周期性地侦测输出电源的分压电压以判断输出电源是否有效；通过控制单元周期性地侦测每一调节器的输出电源的分压电压以判断每一调节器是否有效；其中，当分压电压大于阈值电压时，对应的调节器为有效调节器；当分压电压小于阈值电压时，对应的调节器为无效调节器；以及通过控制单元统计调节器的一有效数量；其中，调整脉冲宽度调变信号的工作周期的步骤包含:不调整或不输出对应于无效输出电源的脉冲宽度调变信号的工作周期。
[0016]在另一实施例中，供电周期包含多个子区间，每一子区间所持续的时间为供电周期除以有效数量、供电周期除以有效数量的倍数或一固定长度。
[0017]由以上实施例可知，采用本发明实施例所示的电流分享装置及方法可大幅地降低硬件和软件成本，以及于增加调节器数目的情况下，更不需考虑元件间的误差及输出端电压的调整演算法即可实现分时多工电源共享。
【附图说明】
[0018]为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下:
[0019]图1是依据本发明一实施例绘示一电源共享装置的示意图；
[0020]图2A绘示图1中一调节器及反馈电路的示意图；
[0021]图2B绘示图1中控制单元产生的脉冲宽度调变信号的时序图；
[0022]图3是依据本发明另一实施例绘示一电源共享装置的示意图；
[0023]图4A绘示图3中调节器及反馈电路的示意图；
[0024]图4B绘示图3中控制单元产生的脉冲宽度调变信号的时序图；
[0025]图5绘示依据图3中电源共享装置的电源共享方法的流程图。
【具体实施方式】
[0026]本发明将在本说明书中利用随附附图的参考更充分地陈述，其中随附附图绘有本发明的实施例。然而本发明以许多不同形式实现而不应受限于本说明书陈述的实施例。
[0027]本说明书所用的用语只为描述特定实施例，而无意为本发明的限制。单数形式如“一”及“所述”，如本说明书所用，同样也包含复数形式。更可为人所理解的是，当用语“包含”，或“包含”或“具有”于本说明书中被使用时，详列所陈特征、部位、整数、步骤、操作、元件与/或部件的存在，但不排除其他特征、部位、整数、步骤、操作、元件、部件与/或其中群组的一者或以上的存在或添加。
[0028]除非另外定义，本说明书所用的所有用语(包含技术与科学用语)所具意义，与本发明所属技术领域的通常知识者的通常理解相同。更可为人所理解的是，例如被定义于广泛使用的字典中的用语，用语应被理解为具有意义与本发明以及相关技术中文章脉络里的用语意义一致，除非在本说明书中被明确地定义，否则不应以理想化或过度字面上的意思作解释。
[0029]请参阅图1，其绘示依据本发明一实施例的一电源共享装置100的示意图，电源共享装置100包含控制单兀102、多个输入电源IlOa?IlOcU多个调节器(regulator) 104a?104d、多个反馈电路106a?106d和负载108。
[0030]在一些实施例中，控制单元可为微控制器(micro control unit, MCU)、中央处理器(central processing unit, CPU)或其他控制装置。
[0031 ] 在一些实施例中，调节器可为降压调节器、继电器、电源芯片或其他相关装置。
[0032]控制单元102耦接至不同的调节器104a?104d及反馈电路106a?106d，调节器104a?104d分别耦接于输入电源IlOa?110d，且耦接于控制单元102和负载108。
[0033]功能上，控制单元102用以产生脉冲宽度调变信号PWMa?PWMd分别至调节器104a?104d，而控制单元102还设定脉冲宽度调变信号PWMa?PWMd的工作周期(dutycycle)。其中，脉冲宽度调变信号PWMa?PWMd的工作周期定义为于一时间周期中，脉冲宽度调变信号PWMa?PWMd具振幅的时间占一时间周期的比例，因此，工作周期的大小将进一步影响脉冲宽度调变信号PWMa?PWMd于一时间周期的平均信号大小，即为脉冲宽度调变信号PWMa?PWMd于一时间周期的平均电压。举例来说，工作周期为100%的脉冲宽度调变信号的平均信号大小将大于工作周期为50%的脉冲宽度调变信号的平均信号大小。在其他实施例中，脉冲宽度调变信号的振幅可为负的或为反向的，此时，周期为100 %的脉冲宽度调变信号的平均信号大小将小于工作周期为50%的脉冲宽度调变信号的平均信号大小。
[0034]在本实施例中，调节器104a?104d则用以分别转换输入电源IlOa?IlOd成对应的输出电源，例如，调节器将转换输入电源的电压成为输出电源的电压。