TW201401055A - 電力資料切換通訊架構 - Google Patents

Abstract

一種電力資料切換通訊架構，包括有一第一電源供應單元，一第二電源供應單元，一主機板以及一資料通訊切換單元。該第一、第二電源供應單元分別包含有一根據該第一、第二電源供應單元的工作狀態而分別產生相應至少一第一、第二工作參數的第一及第二電源管理單元。該主機板包含有分別連接該第一電源管理單元與該第二電源管理單元的一第一資料通訊電路以及一第二資料通訊電路。該資料通訊切換單元電性連接於該第一資料通訊電路以及該第二資料通訊電路，該資料通訊切換單元接收一切換訊號以決定導通該第一資料通訊電路或者該第二資料通訊電路。

Description

電力資料切換通訊架構

本發明係有關一種電力資料切換通訊架構，尤指一種應用於具有電源供應單元的電子裝置的電力資料切換通訊架構。

電腦系統隨著電腦技術的進展，可因應使用者需求提供多種功能，包括資料處理或者是休閒娛樂，因其持續處理龐大且複雜之資訊而要求穩定的大功率電力供應。為防止電力供應源突然失效或因切換至備用電力時所造成之突波而損害昂貴且複雜之電器設備或使處理之資訊瞬間消失，高階電腦系統採用N+M備援式電源供應系統(Redundant Power Supply)以維持常態運作而不中斷電力供應，N表示該電器設備所需總和功率負載值所應組合之電源供應器數量，M表示可允許電源供應器損壞之數量，而N≧1且M≧1。備援式電源供應系統所包含N+M組電源供應器，每一電源供應器係包含一常駐輸出直流電力之常備電力單元，以及一開機狀態下輸出直流電力之主電力單元。目前開發出許多備援式電源供應系統，以強化備援或容錯之功能，如一具備交直流電力輸入之備援式電源供應器，於美國專利第7,394,674號所示，採用雙電力源輸入之備援式電源供應器設計，讓該電源供應器在任一電力輸入源中斷時，仍可持續輸出直流電力至電器設備正常運作。

為了能符合電腦系統效能不斷提升連帶耗費大量電源的需求，雖然可以增加充足電力，如前述使用N+M備援式電源供應系統等，但在綠色環保科技的趨勢下，電源管理系統的重要性逐漸被重視。現今常用的電源管理系統，包括有高階電源管理(Advanced Power Management, APM)以及先進架構電源介面(Advanced Configuration and Power Interface, ACPI)兩種。傳統高階電源管理(APM)是由基本輸入輸出系統(Basic Input/Output System,BIOS)的韌體所主導控制，不易輸入指令或決定，且無法隨著作業系統的改變而有效調整電力。而先進架構電源介面(ACPI)是一項新的電源管理技術，使用者可以透過作業系統進行電源管理，並且來檢視電源消耗的狀態。由於先進架構電源介面利用可以廣泛控制硬體的作業系統取代傳統利用基本輸入輸出系統(BIOS)管理電源，有效提升電源管理的效率。先進架構電源介面(ACPI)的電源管理搭配硬體可以對許多設備的電力耗損狀況加以記錄及控制，所監控的項目相當廣泛，包含電源供應器的電壓、主機板溫度以及風扇轉速等。

在現行電腦系統中單一主機板僅能針對單一電源供應器進行電源管理，在N+M備援式電源供應系統的架構下，雖然該些電源供應器的電力可以透過一整合背板輸入至主機板作為驅動電力，但主機板卻無法有效完整監控該些電源供應器的電力資訊以及供電狀況。

本發明之主要目的，在於解決傳統主機板無法有效監控N+M備援式電源供應系統中每一電源供應器的電力資訊以及供電狀況。為達上述目的，本發明提供一種電力資料切換通訊架構，設置於一電子裝置，包括有一第一電源供應單元，一第二電源供應單元，一主機板以及一資料通訊切換單元。該第一電源供應單元包含有一根據該第一電源供應單元的工作狀態而產生相應至少一第一工作參數的第一電源管理單元。該第二電源供應單元包含有一根據該第二電源供應單元的工作狀態而產生相應至少一第二工作參數的第二電源管理單元。該主機板包含有一連接該第一電源管理單元以取得該第一工作參數的第一資料通訊電路，以及一連接該第二電源管理單元以取得該第二工作參數的第二資料通訊電路。該資料通訊切換單元電性連接於該第一資料通訊電路以及該第二資料通訊電路，該資料通訊切換單元接收一切換訊號以決定導通該第一資料通訊電路或者該第二資料通訊電路。

於一實施例中，該資料通訊切換單元包含有一設置於該第一資料通訊電路的第一導通開關單元以及一設置於該第二資料通訊電路的第二導通開關單元。

於一實施例中，該第一資料通訊電路包含有一第一串列資料線以及一第一串列時脈線。

於一實施例中，該第一資料通訊電路包含有一第二串列資料線以及一第二串列時脈線。

於一實施例中，該主機板包含有一連接到該資料通訊切換單元以輸出該主機板產生的該切換訊號的第一控制線路。

於一實施例中，該電子裝置包含有一供使用者操作以產生相對應該切換訊號的切換開關，該切換開關包含有一連接到該資料通訊切換單元的第二控制線路。

於一實施例中，該第一工作參數與該第二工作參數為該直流電力的電壓值。

於一實施例中，該第一電源管理單元電性連接於一溫度感測單元，該第一工作參數為該第一電源供應單元內部的溫度。

於一實施例中，該第二電源管理單元電性連接於一溫度感測單元，該第二工作參數為該第二電源供應單元內部的溫度。

於一實施例中，該第一電源管理單元電性連接於一散熱風扇，該第一工作參數為該散熱風扇的轉速。

於一實施例中，該第二電源管理單元電性連接於一散熱風扇，該第二工作參數為該散熱風扇的轉速。

於一實施例中，該第一電源供應單元包含有一連接外部電力源的整流濾波單元、一連接該整流濾波單元的功因校正單元、一變壓器、一脈寬控制單元、一開關元件以及一整流輸出單元。

於一實施例中，該第二電源供應單元包含有一連接外部電力源的整流濾波單元、一連接該整流濾波單元的功因校正單元、一變壓器、一脈寬控制單元、一開關元件以及一整流輸出單元。

本發明電力資料切換通訊架構，於該主機板分別連接該第一電源管理單元的第一資料通訊電路與連接該第二電源管理單元的第二資料通訊電路上設置有可以決定何者導通的資料通訊切換單元，該主機板得以由導通的該第一資料通訊電路或該第二資料通訊電路取得該第一工作參數或該第二工作參數。如此，該主機板得以有效監控該第一電源供應單元以及該第二電源供應單元的電力資訊或供電狀況。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱『圖1』，為本發明電力資料切換通訊架構的第一實施例電路方塊示意圖，如圖所示：本發明為一種電力資料切換通訊架構，設置於一電子裝置中，於本實施例該電子裝置為一電腦系統。該電腦系統包含有至少一主機板10以及分別輸出直流電力的一第一電源供應單元20與一第二電源供應單元20a。該主機板10至少包含有一中央處理單元(Central Processing Unit, CPU)以及其他電子元件與電路佈局。該第一電源供應單元20與該第二電源供應單元20a可以相互組合成為一N+M備援式電源供應系統，其中N代表第一電源供應單元20的數目，M代表第二電源供應單元20a的數目，N≧1且M≧1；於本實施例中，係以N=1，M=1為表示。該第一電源供應單元20與該第二電源供應單元20a分別包含有一連接外部電力源30、30a的整流濾波單元21、21a、一連接該整流濾波單元21、21a的功因校正單元22、22a、一變壓器23、23a、一脈寬控制單元24、24a、一開關元件25、25a以及一整流輸出單元26、26a。該外部電力源30、30a輸出的交流外部電力經過該整流濾波單元21、21a以及該功因校正單元22、22a後，該功因校正單元22、22a利用內部一變壓電力位準調整該外部電力的功率因數及電壓。該脈寬控制單元24、24a決定該開關元件25、25a的工作週期，藉以調整通過該變壓器23、23a之線圈電流。最後，經由該整流輸出單元26、26a產生一直流電力201、201a，並將該直流電力201、201a傳送至該主機板10。甚者，該第一電源供應單元20及該第二電源供應單元20a可以共同電性連接到至少一電力整合控制單元(圖中未示)。該第一電源供應單元20及該第二電源供應單元20a內分別包含有至少一散熱風扇28、28a以及一溫度感測單元29、29a。

本發明中該第一電源供應單元20包含有一根據該第一電源供應單元20的工作狀態而產生相應至少一第一工作參數的第一電源管理單元27，該第二電源供應單元20a包含有一根據該第二電源供應單元20a的工作狀態而產生相應至少一第二工作參數的第二電源管理單元27a。該第一工作參數及該第二工作參數可為該直流電力201、201a的電壓值、該第一、第二電源供應單元20、20a內部的溫度或者該散熱風扇28、28a的轉速等。

該主機板10包含有一連接該第一電源管理單元27以取得該第一工作參數的第一資料通訊電路11，以及一連接該第二電源管理單元27a以取得該第二工作參數的第二資料通訊電路12。於本發明中，該第一資料通訊電路11以及該第二資料通訊電路12上分別電性連接有一資料通訊切換單元，該資料通訊切換單元包含有一設置於該第一資料通訊電路11的第一導通開關單元41，一設置於該第二資料通訊電路12的第二導通開關單元42。而該第一導通開關單元41與該第二導通開關單元42更與一切換開關43連接，該切換開關43則包含有連接該第一導通開關單元41與該第二導通開關單元42的一第二控制線路431。使用者操作該切換開關43產生相對應的一切換訊號來控制該第一導通開關41或者該第二導通開關42決定導通該第一資料通訊電路11或該第二資料通訊電路12。於本實施例中，該切換開關43上可具有至少對應於該第一電源供應單元20以及該第二電源供應單元20a的切換位置，當該切換開關43調整至不同的切換位置則輸出相對應的該切換訊號。當使用者欲透過該主機板10監控或管理該第一電源供應單元20時，可操作該切換開關43到對應該第一電源供應單元20的切換位置。此時，該切換開關43則輸出該切換訊號至該第一導通開關單元41使該第一資料通訊電路11導通，該主機板10得以透過該第一資料通訊電路11取得該第一電源供應單元20的該第一工作參數，並利用其中央處理單元對該第一電源供應單元20進行電源管理。當使用者欲透過該主機板10監控或管理該第二電源供應單元20a時，可操作該切換開關43到對應該第二電源供應單元20a的切換位置。此時，該切換開關43則輸出該切換訊號至該第二導通開關單元42使該第二資料通訊電路12導通，該主機板10得以透過該第二資料通訊電路12取得該第二電源供應單元20a的該第二工作參數，並對該第二電源供應單元20a進行電源管理。

前述實施例中，本發明以該切換開關43驅使該資料通訊切換單元導通該第一導通開關單元41或該第二導通開關單元42的其中之一，除此之外本發明更可進一步利用軟體產生相同功效。於另一實施例中，請參閱『圖2』所示，為本發明第二實施例電路方塊示意圖，該主機板10包含有一連接到該第一導通開關單元41以及該第二導通開關單元42的第一控制線路13。當使用者欲透過該主機板10監控或管理該第一電源供應單元20，可透過該電子裝置的控制軟體讓該主機板10產生一相對應的切換訊號給該第一導通開關單元41，使該第一資料通訊電路11導通，該主機板10得以透過該第一資料通訊電路11取得該第一電源供應單元20的該第一工作參數。當使用者欲透過該主機板10監控或管理該第二電源供應單元20a，可透過該電子裝置的控制軟體讓該主機板10產生一相對應的切換訊號給該第二導通開關單元42，使該第二資料通訊電路12導通，該主機板10得以透過該第一資料通訊電路12取得該第二電源供應單元20a的該第二工作參數。

本實施例中，該第一、第二電源供應單元20、20a與該主機板10之間連接方式是以內部積體電路(Inter-Integrated Circuit, I²C)匯流排為例，該第一資料通訊電路11包含有一第一串列資料線111與一第一串列時脈線112，該第二資料通訊電路12包含有一第二串列資料線121以及一第二串列時脈線122。其中，該第一串列資料線111和該第二串列資料線121用以雙向傳輸資料及位址，該第一串列時脈線112和該第二串列時脈線122用以雙向傳輸時脈。

本發明電力資料切換通訊架構，於該主機板分別連接該第一電源管理單元的第一資料通訊電路與連接該第二電源管理單元的第二資料通訊電路上設置有可以決定何者導通的資料通訊切換單元，該主機板得以由導通的該第一資料通訊電路或該第二資料通訊電路分別取得該第一工作參數或該第二工作參數，並進行電源管理。如此，該主機板得以有效監控該第一電源供應單元以及該第二電源供應單元的電力資訊或供電狀況。以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

10．．．主機板

11．．．第一資料通訊電路

111．．．第一串列資料線

112．．．第一串列時脈線

12．．．第二資料通訊電路

121．．．第二串列資料線

122．．．第二串列時脈線

13．．．第一控制線路

20．．．第一電源供應單元

20a．．．第二電源供應單元

201、201a．．．直流電力

21、21a．．．整流濾波單元

22、22a．．．功因校正單元

23、23a．．．變壓器

24、24a．．．脈寬控制單元

25、25a．．．開關元件

26、26a．．．整流輸出單元

27．．．第一電源管理單元

27a．．．第二電源管理單元

28、28a．．．散熱風扇

29、29a．．．溫度感測單元

30、30a．．．外部電力源

41．．．第一導通開關單元

42．．．第二導通開關單元

43．．．切換開關

431．．．第二控制線路

圖1，為本發明電力資料切換通訊架構的第一實施例之電路方塊示意圖。

圖2，為本發明電力資料切換通訊架構的第二實施例之電路方塊示意圖。

10．．．主機板

11．．．第一資料通訊電路

111．．．第一串列資料線

112．．．第一串列時脈線

12．．．第二資料通訊電路

121．．．第二串列資料線

122．．．第二串列時脈線

20．．．第一電源供應單元

20a．．．第二電源供應單元

201、201a．．．直流電力

21、21a．．．整流濾波單元

22、22a．．．功因校正單元

23、23a．．．變壓器

24、24a．．．脈寬控制單元

25、25a．．．開關元件

26、26a．．．整流輸出單元

27．．．第一電源管理單元

27a．．．第二電源管理單元

28、28a．．．散熱風扇

29、29a．．．溫度感測單元

30、30a．．．外部電力源

41．．．第一導通開關單元

42．．．第二導通開關單元

43．．．切換開關

431．．．第二控制線路

Claims (13)

1. 一種電力資料切換通訊架構，設置於一電子裝置，包括有：
   　　一第一電源供應單元，包含有一根據該第一電源供應單元的工作狀態而產生相應至少一第一工作參數的第一電源管理單元；
   　　一第二電源供應單元，包含有一根據該第二電源供應單元的工作狀態而產生相應至少一第二工作參數的第二電源管理單元；
   　　一主機板，包含有一連接該第一電源管理單元以取得該第一工作參數的第一資料通訊電路，以及一連接該第二電源管理單元以取得該第二工作參數的第二資料通訊電路；以及
   一資料通訊切換單元，電性連接於該第一資料通訊電路以及該第二資料通訊電路，該資料通訊切換單元接收一切換訊號以決定導通該第一資料通訊電路或者該第二資料通訊電路。
2. 如申請專利範圍第1項所述電力資料切換通訊架構，其中，該資料通訊切換單元包含一設置於該第一資料通訊電路的第一導通開關單元以及一設置於該第二資料通訊電路的第二導通開關單元。
3. 如申請專利範圍第1項所述電力資料切換通訊架構，其中，該第一資料通訊電路包含有一第一串列資料線以及一第一串列時脈線。
4. 如申請專利範圍第1項所述電力資料切換通訊架構，其中，該第二資料通訊電路包含有一第二串列資料線以及一第二串列時脈線。
5. 如申請專利範圍第1項所述電力資料切換通訊架構，其中，該主機板包含有一連接到該資料通訊切換單元以輸出該主機板產生的該切換訊號的第一控制線路。
6. 如申請專利範圍第1項所述電力資料切換通訊架構，其中，該電子裝置包含有一供使用者操作以產生相對應該切換訊號的切換開關，該切換開關包含有一連接到該資料通訊切換單元的第二控制線路。
7. 如申請專利範圍第1項所述電力資料切換通訊架構，其中，該第一工作參數及第二工作參數為該直流電力的電壓值。
8. 如申請專利範圍第1項所述電力資料切換通訊架構，其中，該第一電源管理單元電性連接於一溫度感測單元，該第一工作參數為該第一電源供應單元內部的溫度。
9. 如申請專利範圍第1項所述電力資料切換通訊架構，其中，該第二電源管理單元電性連接於一溫度感測單元，該第二工作參數為該第二電源供應單元內部的溫度。
10. 如申請專利範圍第1項所述電力資料切換通訊架構，其中，該第一電源管理單元電性連接於一散熱風扇，該第一工作參數為該散熱風扇的轉速。
11. 如申請專利範圍第1項所述電力資料切換通訊架構，其中，該第二電源管理單元電性連接於一散熱風扇，該第二工作參數為該散熱風扇的轉速。
12. 如申請專利範圍第1項所述電力資料切換通訊架構，其中，該第一電源供應單元包含有一連接外部電力源的整流濾波單元、一連接該整流濾波單元的功因校正單元、一變壓器、一脈寬控制單元、一開關元件以及一整流輸出單元。
13. 如申請專利範圍第1項所述電力資料切換通訊架構，其中，該第二電源供應單元包含有一連接外部電力源的整流濾波單元、一連接該整流濾波單元的功因校正單元、一變壓器、一脈寬控制單元、一開關元件以及一整流輸出單元。