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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Kettenreaktions-Steuerschaltung (chain reaction control circuit)
für parallele
bzw. parallel geschaltete Spannungsversorgungen und betrifft insbesondere
eine Steuerschaltung, die zur Verwendung bei einer Mehrzahl von
parallelen bzw. parallel geschalteten Spannungsversorgungen ausgelegt
ist, die für
dieselben oder unterschiedliche Spannungs-Spezifikationen ausgelegt
sind, um eine elektrische Spannungswandlung gleichzeitig auszulösen, um
eine elektrische Spannung auszugeben.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Mit der weiteren Entwicklung von
Multimedia-Technologien werden viele Personal-Computer oder Server mit mehreren Hardware-Geräten ausgestattet
(beispielsweise Festplattenlaufwerk, Karten-Lesegerät, CD-Brenner
und dergleichen), um die Leistungsfähigkeit zu verbessern. Weil
die Spannungsversorgung für
die ursprüngliche
Hardware-Konfiguration
ein vorgegebenes Leistungsvermögen
aufweist, müssen
die Nutzer dann, wenn die hinzugefügte Hardware-Ausrüstung die
Grenzen der ursprünglichen
Spannungsversorgung überschreitet, eine
Spannungsversorgung mit einem größeren Leistungsvermögen beschaffen,
um den Anforderungen beim Betrieb zu genügen. Für die Hersteller von Spannungsversorgungen
ist es schwierig, den Anforderungen nach einer größeren Leistungsfähigkeit
der Spannungsversorgung mittels einer einzigen Spannungsversorgung
zu genügen,
was normalerweise komplizierte Techniken erfordert. Dies resultiert
in höheren
Herstellungskosten. Es ist auch schwierig, die Probleme hinsichtlich
der Größe und der
Wärmeabfuhr
zu lösen.
Außerdem
werden für
den Fall, dass nicht sämtliche
Hardware-Geräte in vollem
Umfang während
des Computerbetriebs eingesetzt werden, elektrische Spannungsreserven
verschwendet.
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Im Hinblick auf diese Problematik
haben einige Hersteller einen Lösungsansatz
aufgegriffen, der eine Mehrzahl von Spannungsversorgungen in paralleler
Weise miteinander koppelt. Eine Mehrzahl von elektrischen Ausgangssteckern
werden bereitgestellt, um die höhe re
und die niedrigere Spannung gleichzeitig zu ergänzen. Die 1 stellt eine Vorgehensweise dar, die
in der taiwanesischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 00566760 mit
dem Titel "Verbesserte
Spannungsversorgung mit hohem Leistungsvermögen" offenbart wird. Darin wird für eine Spannungsversorgung
mit hohem Leistungsvermögen
dadurch gesorgt, dass Spannungsversorgungen in paralleler Weise
miteinander gekoppelt werden. Diese weist Ausgänge mit +5V, –5V und
+3,3V auf. Eine andere Spannungsversorgung weist einen Ausgang mit
+12V und –12V
auf. Die einzelnen Spannungsversorgungen werden mittels einer Treiberschaltung
gesteuert. Dann werden die Spannungsversorgungen auf derselben Platine
in paralleler Weise mittels einer Rechtecksignal-Steuerschaltung
und einer Schutzschaltung angeordnet bzw. geschaltet. Ein solcher
Aufbau weist gewisse Nachteile auf, insbesondere:
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- 1. Die interne Schaltung von jeder Spannungsversorgung
muss erheblich modifiziert werden. Für Spannungsversorgungen von
verschiedenen Herstellern bestehen erheblich Kompatibilitätsprobleme.
Dieses Problem einer Inkompatibilität tritt selbst für Spannungsversorgungen
von verschiedenen Modellen auf, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten
gekauft werden. Sobald eine Spannungsversorgung ausfällt, muss
folglich der gesamte Satz der parallelen Spannungsversorgungen ersetzt
werden. Dies ist nicht wirtschaftlich.
- 2. Für
den Fall, dass zwei Sätze
von Spannungsversorgungen, die parallel geschaltet sind, dennoch
nicht die Anforderungen der Hardware erfüllen können, beispielsweise auf Grund
des Schaltungsdesigns, ist es nicht möglich, eine andere Spannungsversorgung
in paralleler Weise hinzuzufügen.
Folglich ist die Erweiterbarkeit begrenzt. Selbst wenn die interne
Schaltung der einzelnen Spannungsversorgungen neu ausgelegt worden ist,
entstehen höhere
Kosten. Außerdem
muss für jede
weitere Spannungsversorgung ein zusätzlicher Steuer-IC hinzugefügt werden.
Die resultierende Kostenerhöhung
ist erheblich.
- 3. Die Spannungsversorgungen müssen unter Einhaltung derselben
Spannungs-Spezifikationen parallel
geschaltet werden. Dies limitiert die gekoppelte Spannungskapazität. Eine
Parallelschaltung mit einer Spannungsversorgung mit einer geringeren
Kapazität
wird darin resultieren, dass die Anforderungen einer höheren Spannungskapazität nicht
erfüllt
werden können.
Die Parallelschaltung mit einer Spannungsversorgung mit höherer Kapazität wird in
dem Hardware-Gerät
in einer Verschwendung von elektrischen Spannungsressourcen resultieren,
wenn diese im Einsatz sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Deshalb ist es eine Hauptaufgabe
der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu beheben.
Die Erfindung trachtet danach, einen Spannungsversorgungs-Aufbau
mit hoher Kapazität
bereitzustellen, ohne dass das Design der ursprünglichen Spannungsversorgung
verändert
werden muss. Eine Steuereinheit ist vorgesehen, um die Funktion einer
Signalverteilung auszuführen.
Die Anzahl von Signalausgabe-Anschlüssen entspricht der Anzahl von
parallelen bzw. parallel geschalteten Spannungsversorgungen und
die Spannungsversorgungen können
unter Einhaltung derselben oder von verschiedenen Spannungs-Spezifikationen
miteinander verschaltet werden. Mehrere Sätze können in Entsprechung zu den
Spannungsanforderungen der Hardware-Ausrüstung. miteinander verschaltet
werden. Für
den Fall, dass Nutzer die Hardware-Ausstattung verändern oder
verringern, kann eine einzelne Spannungsversorgung unabhängig arbeiten,
um für die
Ausgabe einer niedrigeren Spannung zu sorgen. Somit kann die Erfindung
die Vorteile einer Kombination von höheren und niedrigeren Spannungen
optimieren, und zwar zu minimalen Auslegungs- und Herstellungskosten.
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Die vorgenannten weiteren Ziele,
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden
ausführlichen
Beschreibung, die Bezug nimmt auf die beigefügten Zeichnungen, besser ersichtlich
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Schaltschema einer herkömmlichen
parallelen Spannungsversorgung.
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2 ist
ein Blockdiagramm gemäß der Erfindung
in einem gekoppelten Zustand.
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3 ist
ein Schaltschema gemäß der Erfindung
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4 ist
ein Signal-Flussdiagramm gemäß der Erfindung.
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5 ist
ein Blockschema einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im
Einsatz.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEI-SPIELE
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Die 2 und 3 stellen Kopplungsschema- und
Schaltungsschemazeichnungen der Erfindung dar. Die Erfindung umfasst
eine Kettenreaktions-Steuerschaltung für parallele Spannungsversorgungen 30 und 40.
Die Kettenreaktions-Steuerschaltung umfasst eine Spannungs-Betätigungseinheit 10, um
ein erstes Spannungs-Betätigungssignal 11 auszugeben,
um die Ausgabe einer elektrischen Spannung zu aktivieren, eine Steuereinheit 20,
um das Spannungs-Betätigungssignal
zu empfangen und eine Mehrzahl von zweiten Spannungs-Betätigungssignalen 21 und 22 auszugeben,
sowie die parallelen bzw. parallel geschalteten Spannungsversorgungen 30 und 40,
die die zweiten Spannungs-Betätigungssignale 21 und 22 empfangen
und eine elektrische Spannungswandlung ausführen, um elektrische Spannungen 32 und 42 auszugeben.
Die Spannungsversorgungen 30 und 40 geben auch
jeweils ein erstes Spannungs-Bestätigungssignal 31 und 41 an
die Steuereinheit 20 aus, wenn die Wand lung der elektrischen
Spannung 32 und 42 abgeschlossen ist, und die
Steuereinheit empfängt
die ersten Spannungs-Bestätigungssignale 31 und 41 und
gibt ein zweites Spannungs-Bestätigungssignal 23 an
eine angeschlossene Last 50 aus, und die Spannungsversorgungen 30 und 40 geben
die entsprechende und abgestimmte elektrische Spannung 32 und 42 an
die Last 50 ab.
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Die 3 und 4 zeigen das Schaltungsschema
und ein Signal-Flussdiagramm der parallelen Spannungsversorgungen 30 und 40 gemäß der Erfindung.
Der Signal-Betriebsprozess umfasst die folgenden Schritte:
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- A. In einem Ausgangszustand, in welchem die
parallelen bzw. parallel geschalteten Spannungsversorgungen 30 und 40 mit
einer externen Spannungsversorgung und mit der Steuerschaltung 20 mit
Signalübermittlung
verbunden sind, erzeugt die Steuereinheit 20 die zweiten
Spannungs-Betätigungssignale 21 und 22 für jede Spannungsversorgung 30 und 40,
um den Betrieb der Spannungsversorgung 30 und 40 abzubrechen;
- B. ein Nutzer aktiviert die Spannungs-Betätigungseinheit 10 (einen
Stromschalter auf einem Host-Computer-System oder eine Starteinrichtung
von anderen Host-Computer-Systemen).
Die Spannungs-Betätigungseinheit 10 gibt
das erste Spannungs-Betätigungssignal 11 an
die Steuereinheit 20 ab und aktiviert die externe Spannungsquelle,
um eine elektrische Spannung auszugeben, und geht über zu dem
nächsten
Schritt. Falls die Steuereinheit 20 nicht das erste Spannungs-Betätigungssignal 11 empfängt, wird
der Ruhezustand des Schrittes A aufrecht erhalten;
- C. Nachdem die Steuereinheit 20 das erste Spannungs-Betätigungssignal 11 empfangen
hat, wird in Abhängigkeit
von der Anzahl von Signalausgabe-Schenkeln bzw. Signalausgabe-Anschlüssen eine
Mehrzahl der zweiten Spannungs-Betätigungssignale 21 und 22 an
die Spannungsversorgung 30 und 40 ausgegeben.
Unterdessen führt die
Spannungsversorgung 30 und 40 einen Prozess zur
Wandlung bzw. Transformation der elektrischen Spannung 32 und 42 aus.
Nachdem der Prozess der Wandlung der elektrischen Spannung 32 und 42 abgeschlossen
ist, werden die ersten Spannungs-Bestätigungssignale 31 und 41 an
die Steuereinheit 20 gesendet, welche das erste Spannungs-Bestätigungssignal 31 und 41 empfängt und
das zweite Spannungs-Bestätigungssignal 23 an
die angeschlossene Last 50 ausgibt; und
- D. für
den Fall, dass das erste Spannungs-Bestätigungssignal 31 und 41 sich
in einem normalen Zustand befindet, stellen die Spannungsversorgungen 30 und 40 der
Last 50 (bei der es sich um eine Last 50 oder
um eine beliebige Kombination von mehreren Lasten 50 handeln
kann) die gewandelte entsprechende und angepasste elektrische Spannung 32 und 42 zur
Verfügung.
Für den Fall,
dass die ersten Spannungs-Bestätigungssignale 31 und 41 anormal
sind, gibt die Steuereinheit 20 die zweiten Spannungs-Betätigungssignale 21 und 22 an
die Spannungsversorgung 30 und 40 aus, um die
Abgabe der elektrischen Spannung 32 und 42 zu
beenden; unterdessen wird die Übermittlung
des zweiten Spannungs-Bestätigungssignals 23 an
die Last beendet, um das Anlegen der elektrischen Spannung 32 und 42 an
die Last 50 abzubrechen.
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Der vorgenannte Prozess ist der Signalisierungsprozess
für die
Spannungs-Betätigungseinheit 10,
um die Eingabe an eine externe elektrische Spannungsquelle zu aktivieren.
Für den
Fall, dass Nutzer die Abgabe der elektrischen Spannung 32 und 42 der Spannungsversorgung 30 und 40 herunterfahren wollen,
und zwar bei dem Schritt B, nachdem die Spannungs-Betätigungseinheit 10 das
erste Spannungs-Betätigungssignal 11 an
die Steuereinheit 20 abgegeben hat, sendet die Steuereinheit 20 bei
dem Schritt C die zweiten Spannungs-Betätigungssignale 21 und 22 an
verschiedene Spannungsversorgungen 30 und 40,
um die Abgabe der elektrischen Spannung 32 und 42 zu
beenden.
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Zusammenfassend können gemäß der Erfindung die folgenden
Effekte bewirkt werden:
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- 1. Es besteht keine Notwendigkeit, das interne Schaltungsdesign
der Spannungsversorgung 30 und 40 zu ändern. Der
Signalübermittlungsprozess
wird mittels der Steuereinheit 20 ausgeführt. Für den Fall,
dass irgendeine der Spannungsversorgungen 30 und 40 beschädigt ist,
können sämtliche
der Spannungsversorgungen 30 und 40 mittels der
Steuereinheit 20 heruntergefahren bzw. ausgeschaltet werden,
wenn die ersten Spannungs-Bestätigungssignale 31 und 41 detektiert
werden. Somit kann die Last 50 vor anormalen Bedingungen
geschützt
werden.
- 2. Für
den Fall, dass die Last 50 (Hardware-Gerät) erweitert
bzw. vergrößert wird
und ein oder mehrere Sätze
von Spannungsversorgungen 30 und 40 hinzugefügt worden
sind, kann dies über die
Steuereinheit 20 eingestellt werden, bei der es sich um
einen Treiber-IC handelt. Die Anzahl der Signalausgabe-Anschlüsse der
Steuereinheit 20 entspricht der Anzahl der parallelen bzw.
parallel geschalteten Spannungsversorgungen 30 und 40.
Gemäß der 5 können mehrere Sätze von Spannungsversorgungen 30 und 40 parallel
geschaltet werden. Der Signalisierungsprozess ist derselbe wie der
vorstehend erörterte.
- 3. Die miteinander zu verschaltenden Spannungsversorgungen 30 und 40 sind
nicht auf dieselbe Spannungsspezifikation begrenzt. Je nach den Anforderungen
des Nutzers kann die Spannung, die von verschiedenen Lasten 50 angefordert wird,
gekoppelt werden, um eine Hochspannungskombination zu bilden. Und
dies wird mittels einzelner Spannungsversorgungen 30 oder 40 bewerkstelligt.
Somit kann die Erfindung für
eine verbesserte Erweiterbarkeit sorgen, so dass eine größere Wirtschaftlichkeit
erzielt werden kann.
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Während
zu Offenbarungszwecken bevorzugte Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargelegt
wurden, werden dem Fachmann auf diesem Gebiet zahlreiche Modifikationen
der offenbarten Ausführungsbeispiele
gemäß der Erfindung
und auch weitere Ausführungsformen
ersichtlich werden. Folglich sollen die beigefügten Schutzansprüche sämtliche
solcher Ausführungsformen
mit abdecken, welche nicht von dem Lösungsgedanken und dem Schutzbereich
der Erfindung abweichen.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung
eine Kettenreaktions-Steuerschaltung für parallele Spannungsversorgungen,
die ohne Änderung
der Auslegung des ursprünglichen
Spannungsversorgungs-Aufbaus für
höhere
Spannungen bzw. eine größere Leistung
sorgt. Diese umfasst eine Steuereinheit 20, um ein erstes
Spannungs-Betätigungssignal 11 zu
empfangen, das von einer Spannungs-Betätigungseinheit 10 ausgegeben
wird, gibt dann mehrere Sätze
von zweiten Spannungs-Betätigungssignalen 21, 22 an
parallele bzw. parallel geschaltete Spannungsversorgungen 30, 40 aus.
Die mehreren Spannungsversorgungen 30, 40, die
parallel geschaltet sind, empfangen die zweiten Spannungs-Betätigungssignale
und wandeln eine elektrische Spannung gleichzeitig, geben dann eine
elektrische Spannung 32, 42 aus. Nach der elektrischen Spannungswandlung
werden erste Spannungs-Bestätigungssignale 31, 42 von
den Spannungsversorgungen 30, 40 an die Steuereinheit 20 ausgegeben, welche
die ersten Spannungs-Bestätigungssignale empfängt und
an eine angeschlossene Last 50 ein zweites Spannungs-Bestätigungssignal 23 ausgibt und
die Spannungsversorgungen 30, 40 stellen einer angeschlossenen
Last 50 die entsprechende und abgestimmte elektrische Spannung
bzw. Leistung 32, 42 bereit.