TWI505666B - 伺服器 - Google Patents

Description

伺服器

本發明係關於一種伺服器，特別是一種可降低電源之功率消耗並提升電源之工作效率的伺服器。

這些年來，隨著電子科技的進步，人們對於電子相關的產品的要求也日益增高。為了提供人們物美價廉的商品，如何有效的節省電子產品的體積成了現今電子產品設計者的重要課題。由於一般電子裝置中，都需要多組的電源來提供做為工作電壓，為了避免使用多個體積龐大的變壓器來提供這些不同電壓的電源，電源供應器遂成為設計者所重視的一種電源供應裝置。

舉例來說，位於伺服器中的許多積體電路晶片需要在系統待機狀態下即開始工作，因此必須透過電源供應器以產生數個直流電壓，以作為這些積體電路晶片的電壓所需。而一旦系統啟動開機後，系統會切換到工作狀態，此時將使用到工作狀態的直流電壓。然而，系統除了使用到工作狀態的直流電壓之外，亦同時使用到待機狀態的直流電壓。

一般而言，應用於習知技術中的電源供應器，大多不具有電壓切換的功能，使得伺服器於工作狀態下同時使用到工作電壓與待機電壓，導致電源多餘的功率消耗，亦降低電源的工作效率。

本發明提供一種伺服器，藉以降低電源的功率消耗並提升電源的工作效率。

根據本發明之一實施例，一種伺服器具有一待機狀態與一工作狀態，此伺服器包括一電源模組、一偵測電路、一切換電路、至少一第一電子元件、及至少一第二電子元件。電源模組用以提供對應於待機狀態的一待機電壓與對應於工作狀態的一工作電壓。偵測電路耦接電源模組，用以接收伺服器的一工作狀態訊號，並依據工作狀態訊號的一電平，產生一控制訊號。其中工作狀態訊號用以指示伺服器處於待機狀態或工作狀態。切換電路耦接偵測電路與電源模組，用以接收轉換後的控制訊號、工作電壓與待機電壓，並依據轉換後的控制訊號，以選擇輸出工作電壓或待機電壓。至少一第一電子元件耦接切換電路，用以工作於工作狀態，且不工作於待機狀態。至少一第二電子元件耦接切換電路，用以工作於待機狀態與工作狀態。其中，當伺服器處於待機狀態時，切換電路依據轉換後的控制訊號，選擇輸出待機電壓給第二電子元件，當伺服器處於工作狀態時，切換電路依據轉換後的控制訊號，選擇輸出工作電壓給第一電子元件與第二電子元件。

本發明所提供的伺服器，先藉由偵測電路接收工作狀態訊號而對應產生控制訊號，並藉由切換電路接收轉換後的控制訊號，並依據轉換後的控制訊號，以選擇輸出工作電壓或待機電壓。如此一來，可有效降低電源的功率消耗並提升電源的工作效率。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係 用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

100‧‧‧伺服器

101‧‧‧電源模組

110‧‧‧偵測電路

120‧‧‧緩衝電路

122‧‧‧參考電壓訊號產生器

124‧‧‧比較器

130‧‧‧電平調整電路

140‧‧‧切換電路

150‧‧‧第一電子元件

160‧‧‧第二電子元件

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

C3‧‧‧第三電容

C4‧‧‧第四電容

C5‧‧‧第五電容

D1‧‧‧二極體

D2‧‧‧第一雙向二極體

D3‧‧‧第二雙向二極體

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

R3‧‧‧第三電阻

R4‧‧‧第四電阻

R5‧‧‧第五電阻

R6‧‧‧第六電阻

R7‧‧‧第七電阻

R8‧‧‧第八電阻

R9‧‧‧第九電阻

R10‧‧‧第十電阻

T1‧‧‧第一電晶體

T2‧‧‧第二電晶體

T3‧‧‧第三電晶體

T4‧‧‧第四電晶體

T5‧‧‧第五電晶體

PS_OFF‧‧‧工作狀態訊號

VCC1‧‧‧工作電壓

VCC2‧‧‧待機電壓

VCC3‧‧‧電壓

第1圖為本發明之伺服器的示意圖。

第2圖為本發明之伺服器的內部電路示意圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照『第1圖』與『第2圖』，其為根據本發明之一實施例之伺服器的示意圖與伺服器的內部電路示意圖。本實施例之伺服器100具有一待機狀態與一工作狀態，此伺服器100可選擇輸出對應電壓給內部的電子元件。伺服器100包括一電源模組101、一偵測電路110、一切換電路140、至少一第一電子元件150、及至少一第二電子元件160。其中，電源模組101用以提供對應於待機狀態的一待機電壓VCC2與對應於工作狀態的一工作電壓VCC1。

偵測電路110耦接電源模組101，用以接收伺服器100的一工作狀態訊號PS_OFF，並依據工作狀態訊號PS_OFF的一電平，產生一控制訊號。在本實施例中，工作狀態訊號PS_OFF例如用以指示伺服器100 處於待機狀態或是工作狀態，此工作狀態可為伺服器100接收直流電壓進行正常工作的狀態。進一步來說，偵測電路110包括一第一電晶體T1、一第一電阻R1、一二極體D1、一第二電阻R2、及一第一電容C1。

第一電晶體T1具有一第一端、一第二端與一第三端，第一電晶體T1的第一端接收工作狀態訊號PS_OFF，第一電晶體T1的第二端產生控制訊號，第一電晶體T1的第三端耦接一接地端。在本實施例中，第一電晶體T1例如可為NPN雙極性接面電晶體(Bipolar Junction Transistor,BJT)。其中，第一電晶體T1的第一端例如為雙極性接面電晶體的基極端(Base)，第一電晶體T1的第二端例如為雙極性接面電晶體的集極端(Collector)，第一電晶體T1的第三端例如為雙極性接面電晶體的射極端(Emitter)。但本實施例不限於此，第一電晶體T1亦可使用PNP雙極性接面電晶體、金氧半場效電晶體(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)或是其他類似的元件來實施。

第一電阻R1具有一第一端與一第二端，第一電阻R1的第一端接收工作電壓VCC1，第一電阻R1的第二端耦接第一電晶體T1的第二端。在本實施例中，工作電壓VCC1例如可為P5V。二極體D1具有一陽極端與一陰極端，二極體D1的陽極端耦接第一電阻R1的第二端，二極體D1的陰極端耦接第一電阻R1的第一端。第二電阻R2具有一第一端與一第二端，第二電阻R2的第一端耦接第一電晶體T1的第二端，第二電阻R2的第二端耦接接地端。第一電容C1具有一第一端與一第二端，第一電容C1的第一端耦接第二電阻R2的第一端，第一電容C1的第二端耦接第二電阻R2的第二端。

舉例來說，當伺服器100處於待機狀態時，工作狀態訊號PS_OFF的電平為高電平，可致使第一電晶體T1導通，使得偵測電路110產生低電平的控制訊號。當伺服器100處於工作狀態時，工作狀態訊號PS_OFF的電平為低電平，可致使第一電晶體T1截止，使得偵測電路110產生高電平的控制訊號。

切換電路140耦接偵測電路110與電源模組101，用以接收轉換後的控制訊號、工作電壓VCC1與待機電壓VCC2，並依據轉換後的控制訊號，以選擇輸出工作電壓VCC1或待機電壓VCC2。進一步來說，切換電路140包括一第四電晶體T4、一第五電晶體T5、一第九電阻R9、一第十電阻R10、及一第五電容C5。

第四電晶體T4具有一第一端、一第二端與一第三端，第四電晶體T4的第一端接收轉換後的控制訊號，第四電晶體T4的第二端接收工作電壓VCC1，第四電晶體T4的第三端輸出工作電壓VCC1。在本實施例中，第四電晶體T4例如可為N型電晶體。其中，第四電晶體T4的第一端例如為N型電晶體的閘極端(Gate)，第四電晶體T4的第二端例如為N型電晶體的汲極端(Drain)，第四電晶體T4的第三端例如為N型電晶體的源極端(Source)。但本實施例不限於此，第四電晶體T4亦可使用P型電晶體或其他類似的元件來實施。

第五電晶體T5具有一第一端、一第二端與一第三端，第五電晶體T5的第一端接收轉換後的控制訊號，第五電晶體T5的第二端輸出待機電壓VCC2，第五電晶體T5的第三端接收待機電壓VCC2。在本實施例中，第五電晶體T5例如可為P型電晶體。其中，第五電晶體T5的第一 端例如為P型電晶體的閘極端，第五電晶體T5的第二端例如為P型電晶體的源極端，第五電晶體T5的第三端例如為P型電晶體的汲極端。但本實施例不限於此，第五電晶體T5亦可使用N型電晶體或其他類似的元件來實施。

第九電阻R9具有一第一端與一第二端，第九電阻R9的第一端耦接第四電晶體T4的第三端，第九電阻R9的第二端耦接第五電晶體T5的第三端。第十電阻R10具有一第一端與一第二端，第十電阻R10的第一端耦接第九電阻R9的第二端，第十電阻R10的第二端耦接一接地端。第五電容C5具有一第一端與一第二端，第五電容C5的第一端耦接第九電阻R9的第一端，第五電容C5的第二端耦接接地端。

此外，切換電路140還包括一第一雙向二極體D2與一第二雙向二極體D3。第一雙向二極體D2具有一第一端與一第二端，第一雙向二極體D2的第一端耦接第四電晶體T4的第二端，第一雙向二極體D2的第二端耦接第四電晶體T4的第一端。第二雙向二極體D3具有一第一端與一第二端，第二雙向二極體D3的第一端耦接第五電晶體T5的第二端，第二雙向二極體D3的第二端耦接第五電晶體T5的第一端。

舉例來說，當轉換後的控制訊號為低電平時，第四電晶體T4截止，而第五電晶體T5導通，第五電晶體T5的第三端接收VCC2，並藉由第五電晶體T5的第二端輸出此待機電壓VCC2。當轉換後的控制訊號為高電平時，第四電晶體T4導通，而第五電晶體T5截止，第四電晶體T4的第二端接收工作電壓VCC1，並藉由第四電晶體T4的第三端輸出此工作電壓VCC1。

至少一第一電子元件150耦接切換電路140，用以工作於工 作狀態，且不工作於待機狀態。其中，至少一第一電子元件150的數目例如為一個，但不以此為限。在本實施例中，第一電子元件150例如可為積體電路晶片。但本實施例不限於此，第一電子元件150亦可使用負載元件或是其他類似的元件來實施。

至少一第二電子元件160耦接切換電路140，用以工作於待機狀態與工作狀態。其中，至少一第二電子元件160的數目例如為一個，但不以此為限。在本實施例中，第二電子元件160例如可為積體電路晶片。但本實施例不限於此，第二電子元件160亦可使用負載元件或是其他類似的元件來實施。

舉例來說，當伺服器100處於待機狀態時，切換電路140依據轉換後的控制訊號，選擇輸出待機電壓VCC2給第二電子元件160，而不會輸出待機電壓VCC2給第一電子元件150。當伺服器100處於工作狀態時，切換電路140依據轉換後的控制訊號，選擇輸出工作電壓VCC1給第一電子元件150與第二電子元件160，並切斷前述之待機電壓VCC2對第二電子元件160的供電。

另外，前述之伺服器100還包括一緩衝電路120以及一電平調整電路130，且緩衝電路120以及電平調整電路130耦接於前述之偵測電路110與切換電路140之間。詳細來說，緩衝電路120耦接偵測電路110與電源模組101，用以接收並緩衝控制訊號，以產生一緩衝訊號。進一步來說，緩衝電路120包括一參考電壓訊號產生器122、一比較器124、一第三電阻R3、及一第二電容C2。

參考電壓訊號產生器122用以接收待機電壓VCC2，並依據 待機電壓VCC2，產生一參考電壓訊號。在本實施例中，待機電壓VCC2例如可為P5V_STBY。進一步來說，參考電壓訊號產生器122包括一第四電阻R4、一第五電阻R5、及一第三電容C3。第四電阻R4具有一第一端與一第二端，第四電阻R4的第一端接收待機電壓VCC2，第四電阻R4的第二端產生參考電壓訊號。第五電阻R5具有一第一端與一第二端，第五電阻R5的第一端耦接第四電阻R4的第二端，第五電阻R5的第二端耦接一接地端。第三電容C3具有一第一端與一第二端，第三電容C3的第一端耦接第五電阻R5的第一端，第三電容C3的第二端耦接接地端。

比較器124具有一第一輸入端、一第二輸入端與一輸出端，比較器124的第一輸入端接收控制訊號，比較器124的第二輸入端接收參考電壓訊號，比較器124的輸出端產生緩衝訊號。其中，比較器124例如可為運算放大器，但本實施例不限於此，比較器124亦可使用其他類似的元件來實施。

第三電阻R3具有一第一端與一第二端，第三電阻R3的第一端耦接比較器124的第一輸入端，第三電阻R3的第二端耦接比較器124的輸出端。第二電容C2具有一第一端與一第二端，第二電容C2的第一端耦接比較器124的第二輸入端，第二電容C2的第二端耦接比較器124的第一輸入端。

舉例來說，當控制訊號為低電平時，比較器124的第一輸入端所接收之低電平的控制訊號會小於比較器124的第二輸入端所接收的參考電壓訊號，則比較器124的輸出端會產生例如低電平的緩衝訊號。當控制訊號為高電平時，比較器124的第一輸入端所接收之高電平的控制訊 號會大於比較器124的第二輸入端所接收的參考電壓訊號，則比較器124的輸出端會產生例如高電平的緩衝訊號。

電平調整電路130耦接緩衝電路120與電源模組101，用以接收緩衝訊號，並對緩衝訊號進行一電平調整，以產生轉換後的控制訊號。進一步來說，電平調整電路130包括一第六電阻R6、一第二電晶體T2、一第七電阻R7、一第三電晶體T3、一第八電阻R8、及一第四電容C4。

第六電阻R6具有一第一端與一第二端，第六電阻R6的第一端接收緩衝訊號。第二電晶體T2具有一第一端、一第二端與一第三端，第二電晶體T2的第一端耦接第六電阻的第二端，第二電晶體T2的第二端產生一轉換訊號，第二電晶體T2的第三端耦接一接地端。在本實施例中，第二電晶體T2例如可為NPN雙極性接面電晶體。其中，第二電晶體T2的第一端例如為雙極性接面電晶體的基極端，第二電晶體T2的第二端例如為雙極性接面電晶體的集極端，第二電晶體T2的第三端例如為雙極性接面電晶體的射極端。但本實施例不限於此，第二電晶體T2亦可使用PNP雙極性接面電晶體、金氧半場效電晶體或是其他類似的元件來實施。

第七電阻R7具有一第一端與一第二端，第七電阻R7的第一端接收待機電壓VCC2，第七電阻R7的第二端耦接第二電晶體T2的第二端。第三電晶體T3具有一第一端、一第二端與一第三端，第三電晶體T3的第一端接收轉換訊號，第三電晶體T3的第二端產生轉換後的控制訊號，第三電晶體T3的第三端耦接接地端。在本實施例中，第三電晶體T3例如可為NPN雙極性接面電晶體。其中，第三電晶體T3的第一端例如為雙極性接面電晶體的基極端，第三電晶體T3的第二端例如為雙極性接面電 晶體的集極端，第三電晶體T3的第三端例如為雙極性接面電晶體的射極端。但本實施例不限於此，第三電晶體T3亦可使用PNP雙極性接面電晶體、金氧半場效電晶體或是其他類似的元件來實施。

進一步來說，第八電阻R8具有一第一端與一第二端，第八電阻R8的第一端接收一電壓VCC3，第八電阻R8的第二端耦接第三電晶體T3的第二端。在本實施例中，此電壓VCC3例如可為P12V。第四電容C4具有一第一端與一第二端，第四電容C4的第一端耦接第八電阻R8的第二端，第四電容C4的第二端耦接接地端。

舉例來說，當緩衝訊號為低電平時，第二電晶體T2截止，使得第二電晶體T2的第二端產生例如高電平的轉換訊號給第三電晶體T3的第一端。接著，第三電晶體T3導通，使得第三電晶體T3的第二端(即電平調整電路130)產生例如低電平之轉換後的控制訊號。當緩衝訊號為高電平時，第二電晶體T2導通，使得第二電晶體T2的第二端產生例如低電平的轉換訊號給第三電晶體的第一端。接著，第三電晶體T3截止，使得第三電晶體T3的第二端(即電平調整電路130)產生例如高電平之轉換後的控制訊號。

藉由以上所述之伺服器100，可得知當處於待機狀態時，伺服器100可輸出待機電壓VCC2，當處於工作狀態時，伺服器100可輸出工作電壓VCC1。換句話說，此伺服器100可對應當下所處的狀態，而選擇性的輸出對應的電壓，可有效降低電源的功率消耗並提升電源的工作效率。

綜上所述，本發明之實施例所揭露的伺服器，先藉由偵測電路接收工作狀態訊號而對應產生控制訊號，並藉由切換電路接收轉換後 的控制訊號，並依據轉換後的控制訊號，以選擇輸出工作電壓或待機電壓。如此一來，可有效降低電源的功率消耗並提升電源的工作效率。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

100‧‧‧伺服器

101‧‧‧電源模組

110‧‧‧偵測電路

120‧‧‧緩衝電路

130‧‧‧電平調整電路

140‧‧‧切換電路

150‧‧‧第一電子元件

160‧‧‧第二電子元件

Claims (8)

1. 一種伺服器，具有一待機狀態與一工作狀態，該伺服器包括：一電源模組，用以提供對應於該待機狀態的一待機電壓與對應於該工作狀態的一工作電壓；一偵測電路，耦接該電源模組，用以接收該伺服器的一工作狀態訊號，並依據該工作狀態訊號的一電平，產生一第一控制訊號，其中該工作狀態訊號用以指示該伺服器處於該待機狀態或該工作狀態；一切換電路，耦接該偵測電路與該電源模組，用以接收一第二控制訊號、該工作電壓與該待機電壓，並依據該第二控制訊號，以選擇輸出該工作電壓或該待機電壓，其中該第二控制訊號係該第一控制訊號經轉換後產生；至少一第一電子元件，耦接該切換電路，用以工作於該工作狀態，且不工作於該待機狀態；以及至少一第二電子元件，耦接該切換電路，用以工作於該待機狀態與該工作狀態；其中，當該伺服器處於該待機狀態時，該切換電路依據該第二控制訊號，選擇輸出該待機電壓給該第二電子元件，當該伺服器處於該工作狀態時，該切換電路依據該第二控制訊號，選擇輸出該工作電壓給該第一電子元件與該第二電子元件。
2. 如請求項1所述之伺服器，其中該偵測電路包括：一第一電晶體，具有一第一端、一第二端與一第三端，該第一電晶體的該第一端接收該工作狀態訊號，該第一電晶體的該第二端產生該第 一控制訊號，該第一電晶體的該第三端耦接一接地端；一第一電阻，具有一第一端與一第二端，該第一電阻的該第一端接收該工作電壓，該第一電阻的該第二端耦接該第一電晶體的該第二端；一二極體，具有一陽極端與一陰極端，該二極體的該陽極端耦接該第一電阻的該第二端，該二極體的該陰極端耦接該第一電阻的該第一端；一第二電阻，具有一第一端與一第二端，該第二電阻的該第一端耦接該第一電晶體的該第二端，該第二電阻的該第二端耦接該接地端；以及一第一電容，具有一第一端與一第二端，該第一電容的該第一端耦接該第二電阻的該第一端，該第一電容的該第二端耦接該第二電阻的該第二端。
3. 如請求項1所述之伺服器，更包括：一緩衝電路，耦接該偵測電路與該電源模組，用以接收並緩衝該第一控制訊號，以產生一緩衝訊號；以及一電平調整電路，耦接該緩衝電路與該電源模組，用以接收該緩衝訊號，並對該緩衝訊號進行一電平調整，以產生該第二控制訊號。
4. 如請求項3所述之伺服器，其中該緩衝電路包括：一參考電壓訊號產生器，用以接收該待機電壓，並依據該待機電壓，產生一參考電壓訊號；一比較器，具有一第一輸入端、一第二輸入端與一輸出端，該比較器的該第一輸入端接收該第一控制訊號，該比較器的該第二輸入端接收 該參考電壓訊號，該比較器的該輸出端產生該緩衝訊號；一第三電阻，具有一第一端與一第二端，該第三電阻的該第一端耦接該比較器的該第一輸入端，該第三電阻的該第二端耦接該比較器的該輸出端；以及一第二電容，具有一第一端與一第二端，該第二電容的該第一端耦接該比較器的該第二輸入端，該第二電容的該第二端耦接該比較器的該第一輸入端。
5. 如請求項4所述之伺服器，其中該參考電壓訊號產生器包括：一第四電阻，具有一第一端與一第二端，該第四電阻的該第一端接收該待機電壓，該第四電阻的該第二端產生該參考電壓訊號；一第五電阻，具有一第一端與一第二端，該第五電阻的該第一端耦接該第四電阻的該第二端，該第五電阻的該第二端耦接一接地端；以及一第三電容，具有一第一端與一第二端，該第三電容的該第一端耦接該第五電阻的該第一端，該第三電容的該第二端耦接該接地端。
6. 如請求項3所述之伺服器，其中該電平調整電路包括：一第六電阻，具有一第一端與一第二端，該第六電阻的該第一端接收該緩衝訊號；一第二電晶體，具有一第一端、一第二端與一第三端，該第二電晶體的該第一端耦接該第六電阻的該第二端，該第二電晶體的該第二端產生一轉換訊號，該第二電晶體的該第三端耦接一接地端；一第七電阻，具有一第一端與一第二端，該第七電阻的該第一端接收該待機電壓，該第七電阻的該第二端耦接該第二電晶體的該第二端； 一第三電晶體，具有一第一端、一第二端與一第三端，該第三電晶體的該第一端接收該轉換訊號，該第三電晶體的該第二端產生該第二控制訊號，該第三電晶體的該第三端耦接該接地端；一第八電阻，具有一第一端與一第二端，該第八電阻的該第一端接收一電壓，該第八電阻的該第二端耦接該第三電晶體的該第二端；以及一第四電容，具有一第一端與一第二端，該第四電容的該第一端耦接該第八電阻的該第二端，該第四電容的該第二端耦接該接地端。
7. 如請求項1所述之伺服器，其中該切換電路包括：一第四電晶體，具有一第一端、一第二端與一第三端，該第四電晶體的該第一端接收該第二控制訊號，該第四電晶體的該第二端接收該工作電壓，該第四電晶體的該第三端輸出該工作電壓；一第五電晶體，具有一第一端、一第二端與一第三端，該第五電晶體的該第一端接收該第二控制訊號，該第五電晶體的該第二端輸出該待機電壓，該第五電晶體的該第三端接收該待機電壓；一第九電阻，具有一第一端與一第二端，該第九電阻的該第一端耦接該第四電晶體的該第三端，該第九電阻的該第二端耦接該第五電晶體的該第三端；一第十電阻，具有一第一端與一第二端，該第十電阻的該第一端耦接該第九電阻的該第二端，該第十電阻的該第二端耦接一接地端；以及一第五電容，具有一第一端與一第二端，該第五電容的該第一端耦接該第九電阻的該第一端，該第五電容的該第二端耦接該接地端。
8. 如請求項7所述之伺服器，其中該切換電路更包括： 一第一雙向二極體，具有一第一端與一第二端，該第一雙向二極體的該第一端耦接該第四電晶體的該第二端，該第一雙向二極體的該第二端耦接該第四電晶體的該第一端；以及一第二雙向二極體，具有一第一端與一第二端，該第二雙向二極體的該第一端耦接該第五電晶體的該第二端，該第二雙向二極體的該第二端耦接該第五電晶體的該第一端。