電源管理系統與方法
2023-06-12 18:32:31 1
專利名稱：電源管理系統與方法
技術領域：
本發明有關於一種電源管理系統與方法，且特別是有關於一種提供多個電 源的電源管理系統與方法。
背景技術：
在一般的電子裝置中，其所使用的電力來源通常是內部電池所提供的直流 電與電力公司所提供的交流電。但是，通常電子裝置內部的負載電路卻需要不 同電壓準位的多組電源。因此，目前的電子裝置內具有一個電源供應模塊，將 所接收的交流電或電池的直流電，轉換為不同電壓準位的多組電源後提供給負 載電路。
然而，在電路實際操作過程中，電源供應模塊在提供多組電源給負載電路 後，這些電源可能受到負載電路的影響，使得部分的電源的電壓準位異常。舉 例來說，當負載電路的某個部分的負載過大時(例如流經負載電路的電流上升 時)，將使得提供至負載的電源的電壓準位下降，因而造成電路的運作失常，甚 至造成負載電路的損壞。
發明內容
本發明提供一種電源管理系統，通過偵測提供至負載電路的電源的電壓準 位是否異常，實時地停止提供至電源供應模塊的主電源，以防止負載電路的損 壞。
本發明提供一種電源管理方法，在偵測出電源的電壓準位異常時，能夠立 即關閉提供至負載電路的電源，以避免負載電路因電源不穩定所造成的損壞。
本發明提出一種電源管理系統，用以驅動一負載電路，此電源管理系統包 括電源供應模塊與電源控制模塊。其中，電源供應模塊根據一主電源，提供至 少一第一電源與一第二電源給負載電路，並偵測第一電源及第二電源的電壓準 位。而電源控制模塊耦接至電源供應模塊，並提供主電源至電源供應模塊，當 第一電源與第二電源其中之一的電壓準位異常時，電源控制模塊則停止供應主 電源，讓電源供應模塊關閉提供至負載電路的第一電源與第二電源。
在本發明的一實施例中，上述的電源供應模塊包括第一旗標與第二旗標。 其中，第一旗標對應於第一電源，第二旗標對應於第二電源。當電源供應模塊 偵測出第一電源的電壓準位異常時，則設置第一旗標，當偵測出第二電源的電 壓準位異常時，則設置第二旗標。在本發明的一實施例中，當電源控制模塊偵測出第一旗標與第二旗標其中 之一設置時，則停止供應主電源至該電源供應模塊。
在本發明的一實施例中，當電源管理系統啟動時，電源控制模塊輸出一開 機序列至電源供應模塊，而電源供應模塊依據開機序列，決定第一電源與第二 電源提供至負載電路的順序。
在本發明的一實施例中，上述的電源供應模塊包括一第一輸出埠與一第二 輸出埠。其中，第一輸出埠對應於第一電源，而第二輸出埠對應於第二電源。 其中，電源控制模塊依據開機序列，控制第一輸出埠與第二輸出埠上的信號 致能的順序。
在本發明的一實施例中，上述的電源管理系統還包括耦接至第一輸出埠與 第二輸出埠的切換模塊，而此切換模塊接收第一電源與第二電源，當第一輸 出埠上的信號致能時，輸出第一電源至負載電路，當第二輸出埠上的信號 致能時，輸出第二電源至該負載電路。
本發明還提出一種電源管理方法，包括提供一主電源；根據此主電源， 提供第一電源與第二電源給負載電路；偵測第一電源及第二電源的電壓準位； 當第一電源與第二電源其中之一的電壓準位異常時，停止供應主電源，以關閉 提供至負載電路的第一電源與第二電源。
在本發明的一實施例中，上述偵測第一電源及第二電源的電壓準位的步驟， 包括提供一第一旗標與一第二旗標；偵測第一電源及第二電源的電壓準位； 當偵測出第一電源的電壓準位異常時，則設置第一旗標；當偵測出第二電源的 電壓準位異常時，則設置第二旗標。
在本發明的一實施例中，上述的電源管理方法還包括重置第一旗標與第二 旗標的步驟。
在本發明的一實施例中，上述當第一電源與第二電源其中之一的電壓準位 異常時，停止供應主電源的步驟，包括監控第一旗標與該第二旗標，以及當 監控到第一旗標與第二旗標設置時，停止供應主電源，以關閉提供至負載電路 的第一電源與第二電源。
在本發明的一實施例中，上述提供第一電源與第二電源給該負載電路的步 驟包括依據一開機序列，依序提供第一電源與第二電源給負載電路，其中開 機序列用以決定第一電源與第二電源提供至負載電路的順序。'
本發明通過偵測提供至負載電路的電源是否異常，實時地關閉主電源，以 停止主電源至負載電路，並防止負載電路因電源不穩定而損壞。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配 合所附圖式，作詳細說明如下。
圖1為本發明實施例的電源管理系統方塊圖。
圖2為本發明實施例的電源管理方法的步驟流程圖。
具體實施例方式
圖1為本發明實施例的電源管理系統方塊圖。電源管理系統100包括電源 控制模塊110、電源供應模塊120、切換模塊130與一負載電路140。其中，電 源供應模塊120耦接於電源控制模塊110，並接收一主電源PS。而電源供應模 塊120也耦接於切換模塊130，並將主電源PS轉換為多組電源後，經由切換模 塊130輸出至負載電路140。
上述實施例中，電源供應模塊120可將所接收的主電源PS轉換多組電源(例 如將12V的主電源PS轉換為3V、 5V、 1.5V或其它各種負載所需的電壓準位)。 但是，為了方便說明本發明實施例，在以下的實施例中，電源供應模塊120皆 假設僅將主電源PS轉換為兩組電源，並分別表示為一第一電源Pl與第二電源 P2。另外，此實施例還假設電源供應模塊120內具有兩個緩存器，用以儲存第 一旗標Fl與第二旗標F2，並分別表示第一電源Pl與第二電源P2的電壓準位是 否正常。當電源供應模塊120偵測出所供應給負載電路140的第一電源Pl與第 二電源P2其中之一異常時，將立即設置異常的電源所對應的旗標。
電源供應模塊120具有一第一輸出埠與一第二輸出埠，用來輸出兩個致能 信號Enable—1、 Enable—2至切換模塊130，以分別控制切換模塊130是否要輸 出第一電源P1與第二'電源P2至負載電路140。其中，致能信號EnableJ用以 控制第一電源Pl，而致能信號Enable_2用以控制第一電源P2。
接下來，以上述的假設為基礎開始描述本發明實施例所提出的電源管理系 統的操作。當電源管理系統100啟動時，電源控制模塊110先將主電源PS輸入 至電源供應模塊120。而電源供應模塊120接收到主電源PS後，開始將主電源 PS轉換為第一電源P1與第二電源P2，並重置其內部的旗標F1、 F2。同時，電 源控制模塊110也開始監控電源供應模塊120內的旗標Fl、 F2是否被設置。在 第一電源Pl與第二電源P2穩定之後，電源供應模塊120輸出第一電源Pl與第 二電源P2至切換模塊130，並且由電源控制讀取出一開機序列SEQ。此開機序 列SEQ用以決定第一電源Pl與第二電源P2提供給負載電路140的順序，以讓 負載電路140內的電晶體邏輯運作正常，並防止需要高電壓源的負載的電流流 入需要低電壓源的負載。
接下來，電源供應模塊120依據開機序列SEQ，致能其輸出埠上的致能信 號Enable—1與Enable—2。而切換模塊130根據致能信號Enable—1與Enable_2， 輸出第一電源P1與第二電源P2至負載電路140。之後，接收到第一電源P1與 第二電源P2的負載電路140也將開始正常運作，而同時電源供應模塊120仍不 斷地檢測第一電源P1與第二電源P2的電壓準位是否異常。當電源供應模塊120偵測到第一電源Pl與第二電源P2其中之一的電壓準位異常時，電源供應模塊 120便設置有異常電壓準位的電源對應的旗標Fl或F2。同時，電源控制模塊110 也在監控電源供應模塊120內的旗標Fl與F2。當電源控制模塊110監控到旗標 Fl與F2其中之一被設置時，電源控制模塊110將立即停止供應主電源PS至電 源供應模塊120，使得電源供應模塊120暫停供應第一電源Pl與第二電源P2至 負載電路140。因此負載電路140便不會因電壓準位異常而造成的損壞。
本領域具有通常知識者由上述的實施例可等效推知，電源供應模塊120內 可用切換式電源轉換器配合脈寬調變(PWM)控制器實施。PWM控制器是利用負載 電路140所回傳的回授電壓，來調節第一電源Pl與第二電源P2的電壓準位。 因此，本發明實施例只需要利用負載電路140的回授電壓，就可以偵測出第一 電源P1與第二電源P2的電壓準位是否異常，並且，在偵測出第一電源P1與第 二電源P2的電壓準位異常時，立即地關閉電源供應模塊120的主電源PS。
本領域具有通常知識者由上述切換模塊130的操作可知，在另一實施例中， 切換模塊130例如以兩個開關(switch)來實施，其中的一開關的控制端接收致 能信號Enable—1，並依照致能信號Enable—1來切換輸出第一電源Pl至負載電 路140。而另一開關的控制端接收致能信號Enable_2，並依照致能信號Enable—2 來切換輸出第二電源P2至負載電路140。另外，本發明所提出的電源控制模塊 110主要用於監控旗標Fl與F2，來控制電源供應模塊120內的主電源PS是否 關閉。因此，在實際應用時，電源控制模塊110可用硬體的方式實施於集成電 路中，或是以韌體的方式，來控制電源供應模塊120，故本發明不以此實施例為 限。
另外，在上述實施例中，當電源控制模塊110監控到旗標Fl或F2被設置 時，將停止提供主電源PS，以關閉提供至負載電路140的電源。但為了防止因 突然關閉電源對於電路所造成的傷害，電源控制模塊110也可以在監控到旗標 Fl或F2被設置時，輸出一關機序列至電源供應模塊120。電源供應模塊120依 據此關機序列，依序停止供應第一電源Pl與第二電源P2。
根據上述圖1的實施例，可歸納出一電源管理方法。圖2為本發明實施例 的電源管理方法的步驟流程圖。請同時參照圖1與2，當電源管理系統100啟動 時，電源控制模塊110提供主電源PS至電源供應模塊120(步驟S210)。之後， 電源供應模塊120重置緩存器內的第一旗標Fl與第二旗標F2，並且，開始根據 主電源PS，產生第一電源P1與第二電源P2 (步驟S220)。
當第一電源Pl與第二電源P2穩定時，電源供應模塊120將由電源控制模 塊110內取讀取出一開機序列SEQ(步驟S230)，並且依據開機序列SEQ，致能提 供至切換模塊130的致能信號Eable_l與Eable—2(步驟S240)。而切換模塊130 將依照致能信號Eable_l與Eable_2，提供第一電源Pl與第二電源P2至負載電 路140(步驟S250)。而此時，電源控制模塊110也開始監控電源供應模塊120內的旗標Fl與F2是否被設置(步驟S260)。
此時，負載電路140已進入正常的操作狀態，然而電源控制模塊110仍然 持續地監控電源供應模塊120內的旗標Fl與F2。而當電源控制模塊110發現旗 標Fl與F2其中之一被設置時，將停止供應主電源PS至電源供應模塊120(步驟 S270)，以使得電源供應模塊120暫停供應第一電源Pl與第二電源P2至負載電 路140，以防止負載電路140因電源不穩定所造成的損壞。
綜上所述，本發明實施例通過偵測提供至負載電路的電源是否異常，並在 偵測出電源異常時，立即地關閉主電源，以停止供應電源至負載電路，來防止 負載電路因電源不穩定而損壞。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所 屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許 的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的權利要求所述範圍為準。
權利要求
1、一種電源管理系統，驅動一負載電路，其特徵在於，包括一電源供應模塊，根據一主電源，提供至少一第一電源與一第二電源給該負載電路，並偵測該第一電源及該第二電源的電壓準位；以及一電源控制模塊，耦接至該電源供應模塊，用以提供該主電源，並當該第一電源與該第二電源其中之一的電壓準位異常時，該電源控制模塊則停止供應該主電源。
2、 根據權利要求l所述的電源管理系統，其特徵在於所述電源供應模塊 包括一第一旗標，對應於該第一電源；以及 一第二旗標，對應於該第二電源；其中，當電源供應模塊偵測出該第一電源的電壓準位異常時，則設置該第 一旗標，當偵測出該第二電源的電壓準位異常時，則設置該第二旗標。
3、 根據權利要求2所述的電源管理系統，其特徵在於當所述電源控制模塊偵測出該第一旗標與該第二旗標其中之一設置時，則停止供應該主電源至該 電源供應模塊。
4、 根據權利要求l所述的電源管理系統，其特徵在於當所述電源管理系統啟動時，該電源控制模塊輸出一開機序列至該電源供應模塊，而該電源供應 模塊依據該開機序列，決定該第一電源與第二電源提供至該負載電路的順序。
5、 根據權利要求4所述的電源管理系統，其特徵在於，所述電源供應模塊包括一第一輸出埠，對應於該第一電源；以及 一第二輸出埠，對應於該第二電源；其中，該電源控制模塊依據該開機序列，控制該第一輸出埠與該第二輸出 埠上的信號致能的順序。
6、 根據權利要求5所述的電源管理系統，其特徵在於，所述電源供應模塊 還包括一切換模塊，耦接至該第一輸出埠與該第二輸出埠，並接收該第一電源與 該第二電源，當該第一輸出埠上的信號致能時，輸出該第一電源至該負載電 路，當該第二輸出埠上的信號致能時，輸出該第二電源至該負載電路。
7、 一種電源管理方法，其特徵在於，包括下列步驟 提供一主電源；根據該主電源，提供至少一第一電源與一第二電源給一負載電路； 偵測該第一電源及該第二電源的電壓準位；以及當該第一電源與該第二電源其中之一的電壓準位異常時，停止供應該主電源，以關閉提供至該負載電路的該第一電源與該第二電源。
8、 根據權利要求7所述的電源管理方法，其特徵在於，偵測該第一電源及該第二電源的電壓準位的步驟，包括下列步驟 提供一第一旗標與一第二旗標； 偵測該第一 電源及該第二電源的電壓準位；當偵測出該第一電源的電壓準位異常時，則設置該第一旗標；以及 當偵測出該第二電源的電壓準位異常時，則設置該第二旗標。
9、 根據權利要求8所述的電源管理方法，其特徵在於，還包括下列步驟 重置該第一旗標與該第二旗標。
10、 根據權利要求8所述的電源管理方法，其特徵在於，當該第一電源與 該第二電源其中之一的電壓準位異常時，停止供應該主電源，以關閉提供至該 負載電路的該第一電源與該第二電源的步驟，包括下列步驟監控該第一旗標與該第二旗標；以及當監控到該第一旗標與該第二旗標設置時，停止供應該主電源，以關閉提 供至該負載電路的該第一電源與該第二電源。
11、 根據權利要求7所述的電源管理方法，其特徵在於，其中提供該第一 電源與該第二電源給該負載電路的步驟，包括下列步驟依據一開機序列，依序提供該第一電源與該第二電源給該負載電路，其中 該開機序列用以決定該第一電源與該第二電源提供至該負載電路的順序。
全文摘要
一種電源管理系統與方法用以驅動一負載電路，此系統包括電源供應模塊與電源控制模塊。其中，電源供應模塊根據一主電源，提供至少一第一電源與一第二電源給負載電路，並偵測第一電源及第二電源的電壓準位。而電源控制模塊耦接至電源供應模塊，當第一電源與第二電源其中之一的電壓準位異常時，電源控制模塊則停止供應主電源至電源供應模塊，以讓電源供應模塊關閉提供至負載電路的第一電源與第二電源，來防止負載電路因電源不穩定而損壞。
文檔編號H02J9/00GK101339414SQ20071002894
公開日2009年1月7日 申請日期2007年7月2日 優先權日2007年7月2日
發明者張耀俊 申請人:佛山市順德區順達電腦廠有限公司;神達電腦股份有限公司