專利名稱：電源供應裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電源供應裝置，特別是一種計算機的電源供應裝置。
背景技術：
隨著科技的進步，臺式計算機幾乎已成為每人所需使用的電子裝置之一，而為了 要讓臺式計算機順利開機，電源供應器扮演著相當重要的角色。一般而言，臺式計算機中的 電源供應器是不具有備用電源功能的。圖1為現有電源供應器100的方塊圖。電源供應器 100包括功率因數校正(power factor correction, PFC)單元101、主電源直流轉直流轉換 器103、次電源直流轉直流轉換器105、直流變壓器107、穩壓器109，以及電容CBulk。在現有技術中，當市電AC有效時，功率因數校正單元101會接收并調整市電AC，以 輸出直流電壓DC給主電源直流轉直流轉換器103與直流變壓器107，并對電容CBulk進行充 電。接著，主電源直流轉直流轉換器103會對直流電壓DC進行轉換，以輸出主電源MP至臺 式計算機的主電源線(未在圖中示出)以及次電源直流轉直流轉換器105。如此一來，次電源直流轉直流轉換器105會對主電源MP進行轉換，以分別輸出多 個次電源SP1 SP3給臺式計算機的多個次電源線(未在圖中示出)。另外，直流變壓器 107同樣會對直流電壓DC進行轉換，以輸出浮動待機電源FSTB給穩壓器109。如此一來， 穩壓器109會對浮動待機電源FSTB進行穩壓，以輸出穩定待機電源STB至臺式計算機的待 機電源線(未在圖中示出)。由于主電源直流轉直流轉換器103、次電源直流轉直流轉換器105以及穩壓器109 已分別產生臺式計算機工作時所需的所有電源組，因此臺式計算機得以正常開機工作。然 而，當市電突然失效時(例如跳電)，電源供應器所輸出的電源會突然中止輸出，且此時電 容CBUlk所暫存的電荷大約僅能讓電源供應器100維持十幾微秒的有效輸出，故而會導致使 用者來不及備份資料，甚至更嚴重還會損壞到臺式計算機系統及/或內部元件。為了要解決這樣的問題，最簡單的方式就是外架一臺不斷電系統 (uninterruptible power supply, UPS)以做為臺式計算機的備用電源，但若以成本層面來 考慮的話，利用不斷電系統來解決上述問題絕非為最佳的解決方式。

實用新型內容由上述原因，本實用新型提供一種電源供應裝置。本實用新型提供了一種的電源供應裝置，包括功率因數校正單元、主電源直流轉 直流轉換器、待機電源產生單元，以及電池模組。功率因數校正單元用以接收并調整市電， 藉以輸出直流電壓。主電源直流轉直流轉換器連接功率因數校正單元，用以接收并轉換所 述直流電壓，藉以輸出主電源至計算機的主電源線。待機電源產生單元連接功率因數校正單元，用以當市電有效時，接收并轉換所述 直流電壓，藉以輸出充電電壓以及輸出穩定待機電源至計算機的待機電源線，并當市電突 然失效時，從所述主電源線接收并對備用主電源進行穩壓，藉以輸出所述穩定待機電源至所述待機電源線。電池模組連接待機電源產生單元，用以當市電有效時，接收所述充電電壓 以進行充電，并當市電突然失效時，提供備用主電源至所述主電源線。在本實用新型的一實施例中，待機電源產生單元包括直流變壓器、第一二極管、第 二二極管，以及穩壓器。直流變壓器具有一次側與二次側，并透過一次側接收所述直流電壓 以于二次側產生浮動待機電源與所述充電電壓。第一二極管的陽極端用以接收所述浮動待 機電源，而第二二極管的陽極端則連接所述主電源線。穩壓器連接第一與第二二極管的陰 極端，用以接收并對所述主電源或備用主電源進行穩壓，藉以產生所述穩定待機電源。在本實用新型的一實施例中，電源供應裝置還包括偵測單元，連接電池模組，用以 接收并偵測市電有效與否，并據以發出充電信號或放電信號。當偵測單元偵測出市電為有 效時，輸出所述充電信號，否則輸出所述放電信號。在本實用新型的一實施例中，電池模組包括管理單元、開關單元、可充電式電池， 以及降壓單元。管理單元連接偵測單元，用以接收到所述充電信號時，輸出致能信號，并于 接收到所述放電信號時，輸出禁能信號。開關單元連接管理單元與待機電源產生單元，用以 接收所述充電電壓，并于接收到所述致能信號時，傳輸所述充電電壓，且于接收到所述禁能 信號時，阻隔所述充電電壓。可充電式電池連接開關單元，用于開關單元接收到所述致能信號時，接收所述充 電電壓以進行充電，并于開關單元接收到所述禁能信號時，提供釋放電壓。降壓單元連接可 充電式電池，且作用于開關單元接收到所述禁能信號之時，用以接收所述釋放電壓，并將所 述釋放電壓降壓至所述備用主電源后，以提供至所述主電源線。在本實用新型的一實施例中，電源供應裝置還包括次電源直流轉直流轉換器。次 電源直流轉直流轉換器連接所述主電源線，用以從所述主電源線接收并轉換所述主電源或 備用主電源，藉以分別輸出多個次電源至計算機的多條次電源線。在本實用新型的一實施例中，所述主電源與備用主電源為+12V，而所述多個次電 源至少包括+5V、+3.3V以及-12V。所述充電電壓高于所述主電源與備用主電源。在本實用新型的一實施例中，所述浮動待機電源高于所述穩定待機電源，且所述 穩定待機電源為+5V。在本實用新型的一實施例中，功率因數校正單元可以為主動式或被動式功率因數 校正器。在本實用新型的一實施例中，計算機可以為臺式計算機(desktopcomputer device)、伺月艮器(server)或工作站(workstation)。在本實用新型的一實施例中，電源供應裝置為先進技術擴展電源供應器(ATX powers upply)。基于上述可知，當市電無效時，電池模組會提供備用主電源以使電源供應裝置不 會突然中止輸出。如此一來，使用者便有些許的時間來備份資料，甚至還可以對臺式計算機 進行正常關機流程，以防止臺式計算機系統及/或內部元件的損毀。上述一般描述及以下具體實施例僅為例示性及闡釋性的，其并不能限制本實用新 型所請求的范圍。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。


[0023]圖1為現有電源供應器的方塊圖；[0024]圖2為本實用新型一實施例的臺式計算機的示意圖；[0025]圖3為本實用新型一實施例的待機電源產生單元的方塊圖；[0026]圖4為本實用新型一實施例的電池模組的方塊圖。[0027]主要元件符號說明[0028]100 電源供應器；101,205 功率因數校正單元；[0029]103,207 主電源直流轉直流轉換器；105,215 次電源直流轉直流轉換器[0030]107,301 直流變壓器；109,303 穩壓器；[0031]200:臺式計算機；201:電源供應裝置；[0032]202 臺式計算機系統；203:臺式計算機內部元件；[0033]209 待機電源產生單元；211 偵測單元；[0034]213 電池模組；401 管理單元；[0035]403 開關單元；405 可充電式電池；[0036]407 降壓單元；cBulk:電容；[0037]D1、D2 二極管；AC 市電；[0038]DC:直流電壓；MP 主電源；[0039]SMP 備用主電源；SP1 SP3 次電源；[0040]STB 穩定待機電源；FSTB 浮動待機電源；[0041]CV:充電電壓；CS:充電信號；[0042]DS:放電信號；MPB 主電源線；[0043]SPB1 SPB3 次電源線；STBPB 待機電源線；[0044]EN 致能信號；DIS 禁能信號；[0045]RV:釋放電壓。
具體實施方式
參照本實用新型的實施例，在附圖中說明所述實施例的實例。另外，在圖式及實施 例中使用相同標號的元件/構件/符號代表相同或類似部分。圖2為本實用新型一實施例的臺式計算機200的示意圖。請參照圖2，臺式計算機 200包括電源供應裝置201、臺式計算機系統202，以及臺式計算機內部元件203。其中，電 源供應裝置201可以為先進技術擴展電源供應器(ATX power supply)。電源供應裝置201包括功率因數校正(power factor correction，PFC)單元205、 主電源直流轉直流轉換器207、待機電源產生單元209、偵測單元211、電池模組213、次電源 直流轉直流轉換器215，以及電容CBulk。其中，功率因數校正單元205用以接收并調整市電 AC(通常為電力公司所供應的AC110V或AC220V)，藉以輸出直流電壓DC以對電容(^11;進行 充電。在本實施例中，功率因數校正單元205可以為主動式功率因數校正器(active power factor corrector)或被動式功率因數校正器(passivepower factor corrector)。 然而，無論是主動式還是被動式功率因數校正器皆屬于本實用新型領域技術人員公知常識，故而在此并不再加以贅述其工作原理。主電源直流轉直流轉換器207連接功率因數校正單元205，用以接收并轉換直流 電壓DC，藉以輸出主電源(main-power)MP至臺式計算機200的主電源線(main-power bus) MPB。在本實施例中，主電源MP例如可以為+12V。待機電源產生單元209連接功率因數校正單元205與主電源線MPB，用以當市電 AC有效時(亦即電力公司供電正常)，接收并轉換直流電壓DC，藉以輸出充電電壓CV以及 輸出穩定待機電源STB至臺式計算機200的待機電源線(standby power bus)STBPB。另 外，當市電AC突然失效時(亦即電力公司供電不正常)，待機電源產生單元209會從主電源 線MPB接收并對電池模組213所提供的備用主電源SMP進行穩壓(容后再詳述)，藉以輸出 穩定待機電源STB至待機電源線STBPB。在本實施例中，充電電壓CV高于主電源MP，且例 如可以為+35V，但并不限制于此。另外，穩定待機電源STB例如可以為+5V。圖3為本實用新型一實施例的待機電源產生單元209的方塊圖。參照圖2與圖 3，待機電源產生單元209包括直流變壓器301、二極管D1與D2，以及穩壓器303。直流變 壓器301具有一次側與二次側，并透過一次側接收直流電壓DC以于二次側產生浮動待機電 源FSTB與充電電壓CV。在此，可理解直流變壓器301的一次側有一組線圈，而直流變壓器 301的二次側有兩組線圈，但并不限制于此。在本實用新型其他實施例中，亦可獨立使用兩 個直流變壓器來分別產生浮動待機電源FSTB與充電電壓CV。在本實施例中，浮動待機電源 FSTB高于穩定待機電源STB，例如介于7V 8V之間。二極管D1的陽極端用以接收浮動待機電源FSTB，而二極管D1的陰極端則連接穩 壓器303。二極管D2的陽極端連接主電源線MPB，而二極管D2的陰極端同樣連接穩壓器 303。穩壓器303用以接收并對主電源MP或電池模組113所提供的備用主電源SMP進行穩 壓，藉以產生穩定待機電源STB。參照圖2，偵測單元211用以接收并偵測市電AC有效與否，并據以發出充電信號 CS或放電信號DS。在本實施例中，當偵測單元211偵測出市電AC為有效時，則輸出充電信 號CS。另外，當偵測單元211偵測出市電AC為無效時，則輸出放電信號DS。電池模組213連接待機電源產生單元209與偵測單元211，用以當市電AC有效時， 接收充電電壓CV以進行充電，并當市電AC突然失效時(例如跳電)，提供備用主電源SMP 至主電源線MPB。在本實施例中，充電電壓CV也是高于備用主電源SMP，且備用主電源SMP 例如可以為+12V。圖4為本實用新型一實施例的電池模組213的方塊圖。參照圖2 圖4，電池模 組213包括管理單元401、開關單元403、可充電式電池405，以及降壓單元407。管理單元 401連接偵測單元211，用以接收到充電信號CS時，輸出致能信號EN，并于接收到放電信號 DS時，輸出禁能信號DIS。開關單元403連接管理單元401與待機電源產生單元209，用以 接收充電電壓CV，并于接收到致能信號EN時，傳輸充電電壓CV，且于接收到禁能信號DIS 時，阻隔充電電壓CV。可充電式電池405連接開關單元403，用以開關單元403接收到致能信號EN時，接 收充電電壓CV以進行充電，并于開關單元403接收到禁能信號DIS時，提供釋放電壓RV。 在本實施例中，釋放電壓RV例如介于+12. 8V至+25. 6V之間，但并不限制于此。降壓單元 407連接可充電式電池405與主電源線MPB，且作用于開關單元403接收到禁能信號DIS之時，用以接收釋放電壓RV，并將釋放電壓RV降壓至備用主電源SMP后，以提供至主電源線 MPB。參照圖2，次電源直流轉直流轉換器215連接主電源線MPB，用以從主電源線MPB 接收并轉換主電源MP或備用主電源SMP，藉以分別輸出多個次電源(sub-powers) SP1 SP3至臺式計算機200的多條次電源線(sub-power buses) SPB1 SPB3。在本實施例中， 次電源SP1 SP3例如分別為+5V、+3. 3V以及-12V。基于上述可知，當電力公司供電正常的狀態下，由于功率因數校正單元205會接 收到市電AC，以至于功率因數校正單元205會調整市電AC以輸出直流電壓DC。也亦因如 此，主電源直流轉直流轉換器207即會轉換直流電壓DC以輸出主電源MP至主電源線MPB， 從而使得次電源直流轉直流轉換器215會從主電源線MPB接收并轉換主電源MP，以分別輸 出次電源SP1 SP3至次電源線SPB1 SPB3。同時間，待機電源產生單元209也會轉換直流電壓DC，藉以輸出充電電壓CV以及 輸出穩定待機電源STB至待機電源線STBPB。如此一來，由于主電源直流轉直流轉換器207、 待機電源產生單元209以及次電源直流轉直流轉換器215于此時已分別產生臺式計算機 200工作時所需的所有電源組(亦即主電源MP、次電源SP1 SP3以及待機電源STB)，因此 臺式計算機200即可正常開機工作。另外，由于此時偵測單元211會偵測出市電AC為有效，故而偵測單元211會輸出 充電信號CS給電池模組213的管理單元401，從而使得管理單元401會輸出致能信號EN， 以致使開關單元403將其所接收的充電電壓CV傳輸至可充電式電池405。如此一來，可充 電式電池405即會開始進行充電，但是由于降壓單元407僅作用于開關單元403接收到禁 能信號DIS之時，故而在市電AC為有效的狀態下，電池模組213并不會提供備用主電源SMP 至主電源線MPB。然而，當電力公司供電不正常的狀態下(例如突然/瞬間跳電)，由于功率因數校 正單元205此時并不會接收到市電AC，以至于功率因數校正單元205不會輸出直流電壓 DC。也亦因如此，電容CBulk所暫存的電荷大約僅能讓電源供應裝置201維持十幾微秒的有 效輸出，而之后主電源直流轉直流轉換器207、待機電源產生單元209以及次電源直流轉直 流轉換器215就無法分別產生臺式計算機200工作時所需的所有電源組。由上述原因，偵測單元211于此時會偵測出市電AC為無效，故而偵測單元211會 輸出放電信號DS給電池模組213的管理單元401，從而使得管理單元401會輸出禁能信號 DIS，以致使開關單元403阻隔其所接收的充電電壓CV (亦即可充電式電池405不再進行充 電)。如此一來，可充電式電池405隨即會提供釋放電壓RV(即開始釋放所儲存的電荷)給 降壓單元407。由于降壓單元407會作用于開關單元403接收到禁能信號DIS之時，故而在市電 AC為無效的狀態下，電池模組213會提供備用主電源SMP至主電源線MPB，從而使得待機電 源產生單元209的穩壓器303會從主電源線MPB接收備用主電源SMP，并將備用主電源SMP 穩壓在穩定待機電源STB后輸出至待機電源線STBPB。另外，次電源直流轉直流轉換器215也會從主電源線MPB接收備用主電源SMP，并 且轉換備用主電源SMP以分別輸出次電源SP1 SP3至次電源線SPB1 SPB3。如此一來， 由于待機電源產生單元209、電池模組213以及次電源直流轉直流轉換器215于此時已分別產生臺式計算機200工作時所需的所有電源組，因此臺式計算機200還得以正常開機工作。由此可知，就算市電AC突然跳電，電源供應裝置201也不會突然中止輸出，以至于 使用者會有些許的時間(時間長短必須端視可充電式電池405的蓄電量而論)來備份資 料，甚至還可以對臺式計算機200進行正常關機流程，以防止臺式計算機系統202及/或內 部元件203 (例如記憶體、硬碟、CPU...等)的損毀。另外，依據先進技術擴展電源供應器(ATX power supply)的規 格書而論，由于先 進技術擴展電源供應器本身即需提供上述的穩定待機電源，以至于本實用新型用以對可充 電式電池進行充電的充電電壓可以藉由在原先用以產生穩定待機電源的直流變壓器的二 次側(亦即先前技術所述的直流變壓器107)中多繞一組線圈來產生。因此，并不需額外設 計產生充電電壓的電路以節省成本。再者，由于本實用新型的可充電式電池所提供的釋放 電壓僅需透過一級降壓電路(buck circuit，即降壓單元)就可產生備用主電源，以至于可 充電式電池的蓄電量不會過分地被消耗掉。因此，即可拉長可充電式電池提供備用主電源 的時間。除此之外，上述實施例是以臺式計算機為例來做說明，但依據本實用新型所提出 的技藝，若其他類型的計算機(例如伺服器、工作站...等)需要穩定待機電源的話，本實 用新型的電源供應裝置同樣適用，因此本實用新型所欲請求的范圍并不得以上述實施例所 表示的內容而受到限制。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其進行限 制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理 解其依然可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替 換亦不能使修改后的技術方案脫離本實用新型技術方案的精神和范圍。
權利要求一種電源供應裝置，其特征在于，用于一計算機，所述電源供應裝置包括一功率因數校正單元，用以接收并調整一市電，藉以輸出一直流電壓；一主電源直流轉直流轉換器，連接所述功率因數校正單元，用以接收并轉換所述直流電壓，藉以輸出一主電源至所述計算機的一主電源線；一待機電源產生單元，連接所述功率因數校正單元與所述主電源線，用以當所述市電有效時，接收并轉換所述直流電壓，藉以輸出一充電電壓以及輸出一穩定待機電源至所述計算機的一待機電源線，并當所述市電突然失效時，從所述主電源線接收并對一備用主電源進行穩壓，藉以輸出所述穩定待機電源至所述待機電源線；一電池模組，連接所述待機電源產生單元，用以當所述市電有效時，接收所述充電電壓以進行充電，并當所述市電突然失效時，提供所述備用主電源至所述主電源線。
2.根據權利要求1所述的電源供應裝置，其特征在于，其中所述待機電源產生單元包括一直流變壓器，具有一次側與二次側，并透過一次側接收所述直流電壓以于二次側產 生一浮動待機電源與所述充電電壓；一第一二極管，其陽極端用以接收所述浮動待機電源； 一第二二極管，其陽極端連接所述主電源線；一穩壓器，連接所述第一二極管與所述第二二極管的陰極端，用以接收并對所述主電 源或所述備用主電源進行穩壓，藉以產生所述穩定待機電源。
3.根據權利要求2所述的電源供應裝置，其特征在于，其中所述浮動待機電源高于所 述穩定待機電源，且所述穩定待機電源為+5V。
4.根據權利要求1所述的電源供應裝置，其特征在于，還包括一偵測單元，連接所述電池模組，用以接收并偵測所述市電有效與否，并據以發出一充 電信號或一放電信號，其中，當所述偵測單元偵測出所述市電為有效時，輸出所述充電信號，否則輸出所述放 電信號。
5.根據權利要求4所述的電源供應裝置，其特征在于，其中所述電池模組包括 一管理單元，連接所述偵測單元，用以接收到所述充電信號時，輸出一致能信號，并于接收到所述放電信號時，輸出一禁能信號；一開關單元，連接所述管理單元與所述待機電源產生單元，用以接收所述充電電壓，并 于接收到所述致能信號時，傳輸所述充電電壓，且于接收到所述禁能信號時，阻隔所述充電 電壓；一可充電式電池，連接所述開關單元，用以所述開關單元接收到所述致能信號時，接收 所述充電電壓以進行充電，并于所述開關單元接收到所述禁能信號時，提供一釋放電壓；一降壓單元，連接所述可充電式電池，且作用于所述開關單元接收到所述禁能信號之 時，用以接收所述釋放電壓，并將所述釋放電壓降壓至所述備用主電源后，提供至所述主電 源線。
6.根據權利要求1所述的電源供應裝置，其特征在于，還包括一次電源直流轉直流轉換器，連接所述主電源線，用以從所述主電源線接收并轉換所 述主電源或所述備用主電源，藉以分別輸出多個次電源至所述計算機的多條次電源線。
7.根據權利要求6所述的電源供應裝置，其特征在于，其中所述主電源與所述備用主 電源為+12V，而所述多個次電源至少包括+5V、+3. 3V以及-12V。
8.根據權利要求7所述的電源供應裝置，其特征在于，其中所述充電電壓高于所述主 電源與所述備用主電源。
9.根據權利要求1所述的電源供應裝置，其特征在于，其中所述功率因數校正單元為 一主動式功率因數校正器或一被動式功率因數校正器。
10.根據權利要求1所述的電源供應裝置，其特征在于，其中所述計算機為一臺式計算 機、一伺服器或一工作站。
專利摘要本實用新型公開了一種的電源供應裝置，包括功率因數校正單元、主電源直流轉直流轉換器、待機電源產生單元，以及電池模組。功率因數校正單元用以接收并調整市電，藉以輸出直流電壓。主電源直流轉直流轉換器用以接收并轉換直流電壓，藉以輸出主電源至計算機的主電源線。待機電源產生單元用以當市電有效時，接收并轉換直流電壓，藉以輸出充電電壓以及輸出穩定待機電源至計算機的待機電源線，并當市電突然失效時，從主電源線接收并對備用主電源進行穩壓，藉以輸出穩定待機電源至待機電源線。電池模組用以當市電有效時，接收充電電壓以進行充電，并當市電突然失效時，提供備用主電源至主電源線。
文檔編號G06F1/26GK201562231SQ20092015957
公開日2010年8月25日 申請日期2009年6月16日 優先權日2009年5月15日
發明者李智雄, 李耕榕, 李鴻欽, 陳宗慶 申請人:康舒科技股份有限公司