[发明专利]电源供应器以及具有多个电源供应器的供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源供应器以及供电系统，尤其涉及一种可快速启动、节省电能以及减少生产成本的电源供应器以及具有多个电源供应器的供电系统。

背景技术

近年来随着科技的进步，具有各式各样不同功能的电子产品已逐渐被研发出来，这些具有各式各样不同功能的电子产品不但满足了人们的各种不同需求，更融入每个人的日常生活，使得人们生活更为便利。

这些各式各样不同功能的电子产品由各种电子元件所组成，而每一个电子元件所需的电源电压不尽相同，因此，现今的供电系统提供的交流电源并不适合直接提供给电子产品使用。为了提供适当的电压给每一个电子元件使其正常运行，这些电子产品需要通过电源转换电路将交流电源，例如一般的市电，转换为适当的电压给电子产品使用。

电源供应器依其电路架构的不同，约可粗略地区分为线性式和交换式电源供应器两种，简单的线性式电源供应器是由变压器、二极管整流器和电容滤波器所组成，其优点是电路简单且成本低，但是因使用较大的变压器且转换效率低，所以无法使用在体积较小或长时间使用的电子产品中。相较于线性式电源供应器，交换式电源供应器具有较高的转换效率及较小的体积，因此，长时间使用或小型化的电子产品大多会使用交换式电源供应器。

一般而言，电源供应器，例如交换式电源供应器，主要包含一前级电源电路、一后级电源电路、一总线电容以及一待机电源电路，其中前级电源电路及后级电源电路分别将所接收的电能进行转换。总线电容与前级电源电路的输出端电连接，以通过前级电源电路输出的电能来充电，以当后级电源电路停止运行时，释放储存的电能至后级电源电路，使后级电源电路可在一维持时间(hold-up time)中持续提供电子产品所需的电能。待机电源电路则与前级电源电路的输出端及总线电容电连接，其可将前级电源电路所输出的电能或总线电容所储存的电能转换为待机电能，并持续提供给电源供应器内部的电路或电子元件，例如用来控制前级电源电路动作的前级控制电路及用来控制后级电源电路动作的后级控制电路等，因此当电源供应器开机时，电源供应器于启动阶段所需的电能便通过待机电源电路来提供。

为了使电子产品可接收到高可靠度(high reliability)的电能来动作，目前是将多个电源供应器组合成一冗余型(redundancy)的供电系统，该冗余型的供电系统利用多个电源供应器平均供电给电子产品而提升整体的供电容量，此外，由于该冗余型的供电系统使用多个电源供应器，因此可防止因为单个电源供应器故障造成供电中断而使电子产品停止运行的问题。

请参阅图1，其为典型电源供应器的效率曲线图。如图1所示，虽然公知冗余型的供电系统确实可提升供电的可靠度，但当公知供电系统供电给属于轻载的电子产品时，公知供电系统会因为多个电源供应器操作在轻载模式而使得整体运行效率下降，举例而言，当公知供电系统为1+1架构，也即公知供电系统由两个电源供应器所构成时，此时，每个电源供应器仅仅提供一半的电能给电子产品，而由图1的电源供应器的典型效率曲线可得知，当电源供应器操作在轻载模式，例如电源供应器仅输出额定供电量的40％以下时，公知电源供应器的供电效率便会偏低，使得公知供电系统的整体运行效率下降。

为了改善公知供电系统的缺陷，目前有业者设计供电系统会在某特定负载条件下关闭或开启内部特定的电源供应器，以达到用多少电量就开启多少个电源供应器的目的，借此提高供电系统的供电效率，同时维持冗余供电的可靠度，然而上述的供电系统却需要额外增加一电源分配单元(Power Distribution Unit)来负责检测电子产品的耗电量以及各个电源供应器的开启或关断的决策判断，导致供电系统的生产成本增加。

此外，公知电源供应器为了减少电能损耗，以达到节能的目的，同时，使公知电源供应器在关断或待机时也可立即启动，公知电源供应器设计成当处于关断或待机时，将后级电源电路关断，并使前级电源电路保持运行，如此一来，公知电源供应器便节省了后级电源电路的运行损耗，同时，因为前级电源电路保持运行，故前级电源电路可持续输出电能给待机电源电路及总线电容，使得待机电源电路对应地持续的输出待机电能给前级控制电路及后级控制电路，故当公知电源供应器的后级电源电路欲再次启动时，后级控制电路便可立即控制后级电源电路开始动作。