专利名称:电源转换装置的制作方法
技术领域:
本发明是有关于一种电源转换装置,且特别是有关于一种利用电压激活单元与脉 宽调变电路来进行操控的电源转换装置。
背景技术:
在服务器的系统设计中,特定应用集成电路(Application Specific IntegratedCircuits,ASICs)是常用的集成芯片。这些集成芯片是利用服务器中的输入电 压与核心电压来进行相应的操作,且服务器是透过电源转换装置而将输入电压转换成核心 电压。值得注意的是,为了符合服务器的逻辑设计,输入电压与核心电压的提供时序一般会 有特定的要求,也就是供应输入电压的时间点必须早于核心电压。针对上述情形来看,图1绘示为传统的服务器的部份电路图。如图1所示,电源转 换装置110是透过脉宽调变(pulse width modulation)电路111,来切换开关SW11与SW12 的导通与否。随着开关SW11与SW12的切换,流经电感L11与电容C11的电流将随之改变, 以致使输入电压VIN1转换成核心电压VTOKE1。另一方面,输入电压VIN1与核心电压V。。KE1会供 应给传统服务器100中的特定应用集成电路120使用。在此,应用集成电路120的内部晶 体管会形成等效于二极管D11与D12的电路架构,跨接在电源转换装置110的两端。然而,电源转换装置110的输入端TM11所接收到的输入电压VIN1,会透过二极管 D11与D12漏电至电源转换装置110的输出端TM12。因此,当电源转换装置110软激活时, 输入电压VIN1将随着开关SW11与SW12的切换,而透过电感L11与开关SW12进行放电。此 时,输入电压VIN1与核心电压VroKE1的电平将同时被拉低,进而导致电源转换装置110无法 正常操作。
发明内容
本发明提供一种电源转换装置,依据激活电压与核心电压的电压值的大小,而适 时地阻断放电路径的形成。藉此,在软激活过程中的电源转换装置将可不受特定应用集成 电路的影响,而正常地操作。本发明提出一种电源转换装置,包括一脉宽调变电路、一切换单元、一功率输出单 元以及一电压激活单元。脉宽调变电路以软激活方式增加一激活电压,并操作在激活电压 下,以产生一脉宽调变信号。切换单元用以接收一输入电压,并依据脉宽调变信号交替地形 成一充电路径与一放电路径。另一方面,功率输出单元用以配合切换单元所形成的充电路 径与放电路径,而将输入电压转换成一核心电压。电压激活单元用以检测激活电压,并在激 活电压小于核心电压时发送一控制信号,以致使放电路径无法形成。在本发明的一实施例中,上述的切换单元包括一第一开关与一第二开关。其中, 第一开关的第一端用以接收输入电压,且第一开关的控制端电性连接脉宽调变电路。第二 开关的第一端电性连接第一开关的第二端与功率输出单元,第二开关的第二端电性连接一 地端,且第二开关的控制端电性连接脉宽调变电路与电压激活单元。值得注意的是,切换单元会依据脉宽调变信号交替地导通第一开关与第二开关的其一,以在第一开关导通时形成 充电路径,并在第二开关导通时形成放电路径。此外,切换单元更依据控制信号断开第二开 关,以致使放电路径无法形成。在本发明的一实施例中,上述的电压激活单元包括一运算放大器与一第三开关。 其中,运算放大器用以接收激活电压与核心电压,并在激活电压小于核心电压时,输出一检 测信号。第三开关的第一端电性连接第二开关的控制端,第三开关的第二端电性连接地端, 且第三开关的控制端电性连接运算放大器。在此,第三开关系依据检测信号而导通其第一 端与第二端,以产生控制信号。基于上述,本发明是利用电压激活单元与脉宽调变电路来操控切换单元。藉此,电 源转换装置在软激活的过程中,电压激活单元将会适时地阻断在切换单元中放电路径的形 成。如此一来,透过特定应用集成电路漏电至电源转换装置的输出端的输入电压,将无法透 过切换单元中的放电路径进行放电。换而言之,在软激活过程中的电源转换装置将可不受 特定应用集成电路的影响,进而正常地将输入电压转换成核心电压。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图作 详细说明如下。
图1绘示为传统服务器的部份电路图。图2绘示为依据本发明一实施例的电源转换装置的电路架构示意图。
具体实施例方式在说明本发明实施例之前,先假设以下实施例所述的电源转换装置适用于一服务 器,并可提供输入电压与核心电压来给服务器中的特定应用集成电路使用。然上述假设并 非用以限定本发明,本领域具有通常知识者可依设计所需,来任意更改本发明所述的电源 转换装置的应用型态。图2绘示为依据本发明一实施例的电源转换装置的电路架构示意图。其中,图2更 绘示出本实施例在应用上,电源转换装置200与特定应用集成电路201的相对关系。在此, 电源转换装置200用以将一输入电压VIN2转换成一核心电压VroKE2。特定应用集成电路201 则会利用输入电压VIN2与核心电压V。。KE2来进行相应的操作。此外,应用集成电路201的内 部晶体管会形成等效于二极管D21与D22的电路架构,跨接在电源转换装置200的两端。参照图2,电源转换装置200包括一脉宽调变电路210、一切换单元220、一功率输 出单元230以及一电压激活单元240。其中,切换单元220电性连接至脉宽调变电路210与 电压激活单元240。功率输出单元230电性连接至切换单元220与电压激活单元240。在此,脉宽调变电路210包括一电容C21。其中,电容C21用以储存一激活电压Vss。 脉宽调变电路210会以软激活方式增加激活电压Vss,以延迟核心电压VroKE2的产生。此外, 脉宽调变电路210操作在激活电压Vss下,以产生一脉宽调变信号。另一方面,切换单元220包括一开关SW21与一开关SW22。其中,开关SW21的第 一端用以接收输入电压VIN2,且开关SW21的控制端电性连接脉宽调变电路210。此外,开关 SW22的第一端电性连接开关SW21的第二端与功率输出单元230,开关SW22的第二端电性
4连接一地端,且开关SW22的控制端电性连接脉宽调变电路210与电压激活单元240。在整体作动上,切换单元220会依据脉宽调变电路210所输出的脉宽调变信号,交 替地导通开关SW21与开关SW22的其中之一。举例来说,倘若此刻的切换单元220是依据 脉宽调变信号导通(turn on)开关SW21并关闭(turn off)开关SW22,则在下一刻其将依 据脉宽调变信号关闭开关SW21并导通开关SW22。换而言之,开关SW21与开关SW22会轮流 被开启。其中,当开关SW21导通且开关SW22不导通时,切换单元220将形成一充电路径 P21,以致使输入电压VIN2传送至功率输出单元230。相对地,当开关SW21不导通且开关SW22 导通时,切换单元220将形成一放电路径P22,以致使输入电压VIN2无法传送至功率输出单 元230。藉此,切换单元220将可依据脉宽调变信号,交替地形成充电路径P21与放电路径 P22更进一步来看,功率输出单元230包括一电感L21与一电容C22。其中,电感L21 的第一端连接开关SW21的第二端。电容C22的第一端电性连接电感L21的第二端,且电容 C22的第二端电性连接地端。在此,当充电路径P21被形成时,输入电压VIN2会经由电感L21 转换成电流,并对藉此对电容C22进行充电。此时,核心电的电平将增加。相对地,当放电路径P22被形成时,电容C22会透过放电路径P22进行放电,以致 使核心电压VroKE2的电平下降。随着开关SW21与开关SW22的不断地切换,充电路径P21与 放电路径P22将交替地被产生,以致使核心电压VroKE2产生周期性的变化。如此一来,功率 输出单元230将可配合切换单元220所形成的充电路径P21与放电路径P22,而将输入电压 VIN2转换成核心电压vTOKE2。值得注意的是,在本实施例中,切换单元220更受控于电压激活单元240,以避免 特定应用集成电路201对电源转换装置200在软激活时所造成的影响。以下将针对电压激 活单元240的操作机制做进一步地说明。请继续参照图2,电压激活单元240包括一运算放大器241以及一开关SW23。其 中,运算放大器241的第一输入端用以接收激活电压Vss,运算放大器241的第二输入端用以 接收核心电压VeQKE2,且运算放大器241的输出端用以输出一检测信号S21。另外,开关SW23 的第一端电性连接开关SW22的控制端,开关SW23的第二端电性连接地端,且开关SW23的 控制端电性连接运算放大器241的输出端。在整体作动上,运算放大器241会比较激活电压Vss与核心电压VeQKE2的电压值,并 在激活电压vss小于核心电压VTOKE2时,输出一检测信号S21。另一方面,开关SW23依据检测 信号S21而导通其第一端与第二端,以产生电压激活单元240所输出的控制信号。此时,切 换单元220中的开关SW22将不导通,而无法形成放电路径P22。换而言之,电压激活单元240用以检测激活电压Vss,并在激活电压Vss小于核心电 压VroKE2时发送控制信号,以致使放电路径P22无法形成。藉此,电源转换装置200在软激 活的过程中,由于切换单元220中的开关SW22会适时地被断开,因此透过二极管D21与D22 漏电至电源转换装置200的输出端的输入电压VIN2,将无法透过电感L21与开关SW22进行 放电。也就是说,电源转换装置200在软激活过程中将可不受特定应用集成电路201的 影响,并正常地操控而将输入电压VIN2转换成核心电压VroKE2。此外,值得一提的是,本实施例是通过拉至地端的信号来形成电压激活单元240所输出的控制信号。因此,本实施例所 述的开关SW22可由一 N型晶体管所构成,以致使开关SW22依据控制信号无法导通其第一
兄而与弟一兄而。综上所述,本发明是利用电压激活单元与脉宽调变电路来操控切换单元。藉此,电 源转换装置在软激活的过程中,电压激活单元将会适时地产生控制信号,以致使导致输入 电压可进行放电的放电路径被断开。如此一来,在软激活过程中的电源转换装置将可不受 特定应用集成电路的影响,进而正常地将输入电压转换成核心电压。虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域 中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明 的保护范围当以权利要求所界定的为准。
权利要求
一种电源转换装置,包括一脉宽调变电路,以软激活方式增加一激活电压,并操作在该激活电压下,以产生一脉宽调变信号;一切换单元,用以接收一输入电压,并依据该脉宽调变信号交替地形成一充电路径与一放电路径;一功率输出单元,电性连接该切换单元,用以配合该切换单元所形成的该充电路径与该放电路径,而将该输入电压转换成一核心电压;以及一电压激活单元,用以检测该激活电压,并在该激活电压小于该核心电压时发送一控制信号,以致使该放电路径无法形成。
2.如权利要求1所述的电源转换装置,其特征在于,该切换单元包括一第一开关,其第一端用以接收该输入电压,且该第一开关的控制端电性连接该脉宽 调变电路;以及一第二开关,其第一端电性连接该第一开关的第二端与该功率输出单元,该第二开关 的第二端电性连接一地端,且该第二开关的控制端电性连接该脉宽调变电路与该电压激活 单元,其中,该切换单元会依据该脉宽调变信号交替地导通该第一开关与该第二开关的其 一,以在该第一开关导通时形成该充电路径,并在该第二开关导通时形成该放电路径,该切 换单元更依据该控制信号断开该第二开关,以致使该放电路径无法形成。
3.如权利要求2所述的电源转换装置,其特征在于,该电压激活单元包括一运算放大器,接收该激活电压与该核心电压,并在该激活电压小于该核心电压时,输 出一检测信号;以及一第三开关,其第一端电性连接该第二开关的控制端,该第三开关的第二端电性连接 该地端,且该第三开关的控制端电性连接该运算放大器,其中该第三开关系依据该检测信 号而导通其第一端与第二端,以产生该控制信号。
4.如权利要求3所述的电源转换装置,其特征在于,该第二开关由一N型晶体管所构成。
5.如权利要求2所述的电源转换装置,其特征在于,该功率输出单元包括一电感,其第一端电性连接该第一开关的第二端;以及一第一电容,其第一端电性连接该电感的第二端,且该第一电容的第二端电性连接该 地端。
6.如权利要求1所述的电源转换装置,其特征在于,该脉宽调变电路包括一第二电容, 用以储存该激活电压。
7.如权利要求1所述的电源转换装置,其特征在于,适用于一服务器,且该服务器中的 特定应用集成电路利用该输入电压与该核心电压来进行相应的操作。
全文摘要
本发明公开了一种电源转换装置,包括一脉宽调变电路、一切换单元、一功率输出单元以及一电压激活单元。脉宽调变电路以软激活方式增加一激活电压,并操作在激活电压下,以产生一脉宽调变信号。切换单元用以接收一输入电压,并依据脉宽调变信号交替地形成一充电路径与一放电路径。功率输出单元用以配合充电路径与放电路径,而将输入电压转换成一核心电压。电压激活单元用以检测激活电压,并在激活电压小于核心电压时发送一控制信号,以致使放电路径无法形成。
文档编号H02M1/08GK101841234SQ200910128579
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者刘士豪, 夏春华 申请人:英业达股份有限公司