專利名稱：供電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于ー種供電系統(tǒng)，且特別是有關于ー種應黃金電容(GoldCapacitor)及增壓儲能元件來進行供電操作的供電系統(tǒng)。
背景技術：
在科技發(fā)展日新月異的現(xiàn)今時代，手持式電子裝置，例如是筆記本型計算機、平版計算機、智能型手機等，已廣為人們所接受，以便利人們的生活。一般來說，手持式電子裝置多配置有化學電池，以在無法接收市電供電信號時，針對手持式電子裝置進行供電。然而，一般化學電池的壽命有限，往往僅具有數百次的充放電壽命；而隨著充電次數的増加，化學電池的儲能效率會跟著降低，使得充飽電后的供電時間亦對應地減少。此外，化學電池往往需要較長的充電時間(例如是數小時)，始能完成其的充電操作。由于現(xiàn)有的化學電池供電方案具有上述的若干缺點，因此如何針對手持式電子裝置設計出更理想的供電方案，為業(yè)界不斷致力方向之一。

發(fā)明內容
本發(fā)明有關于ー種供電系統(tǒng)，用以針對負載裝置進行供電，其中是配置有:內部供電單元，包括黃金電容(Gold Capacitor)單元，以儲存內部儲存電壓；充電路徑單元,于充電期間中將內部儲存電壓提供至增壓儲能単元，使增壓儲能單元對應至增壓供電電壓；及放電路徑単元，于放電期間中將增壓儲能単元及黃金電容單元串聯(lián)連接于輸出節(jié)點及參考電壓之間，以根據內部儲存電壓及增壓供電電壓提供電源信號驅動負載裝置。換言之，本發(fā)明相關的供電系統(tǒng)是應用黃金電容及增壓儲能單元來進行供電操作。據此，相較于傳統(tǒng)化學電池供電方案，本發(fā)明相關的供電系統(tǒng)具有可有效地避免化學電池所帯來的種種不便的優(yōu)點。根據本發(fā)明提出ー種供電系統(tǒng)，用以針對第一負載裝置提供電源信號。供電系統(tǒng)包括第一輸出節(jié)點、第一內部供電單元、第一增壓儲能単元、第一充電路徑単元及第ー放電路徑單元。第一輸出節(jié)點耦接至第一負載裝置。第一內部供電單元包括第一黃金電容(GoldCapacitor)単元，用以儲存第一內部儲存電壓內部儲存電壓。第一充電路徑單元于第一充電期間中導通，以將第一內部儲存電壓提供至第一增壓儲能単元，使第一增壓儲能單元對應至第一增壓供電電壓。第一放電路徑單元于第一放電期間中導通，以將第一增壓儲能單元及第一黃金電容單元串聯(lián)連接于第一輸出節(jié)點及參考電壓之間，以根據第一內部儲存電壓及第一增壓供電電壓提供電源信號驅動第一負載裝置。第一充電及第一放電期間彼此不相互重迭(Overlapped)。為了對本發(fā)明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖1繪示本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)的方塊圖。圖2繪示本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)的另一方塊圖。圖3繪示依照本發(fā)明第二實施例的供電系統(tǒng)的電路圖。圖4繪示本發(fā)明第二實施例的供電系統(tǒng)的另一方塊圖。圖5繪示依照本發(fā)明第三實施例的供電系統(tǒng)的電路圖。圖6繪示依照本發(fā)明第四實施例的供電系統(tǒng)的電路圖。圖7繪示依照本發(fā)明第四實施例的內部供電單元70的另ー電路圖。圖8繪示依照本發(fā)明實施例的手持式電子裝置的方塊圖。圖9A-9D繪示乃嵌入式控制器B的操作流程圖。[主要元件標號說明]100、200:負載裝置1000:外部供電電路Ul:充電單元PUl:測量集成電路R1、R2、PR1、PR2、PR3:電阻Cl、C2、PC4、PC7、PC5、PC6:電容Dl及D2:齊納ニ極管1、2、3、4、5、6:供電系統(tǒng)10:內部供電單元12:增壓儲能單元14:充電路徑單元16:放電路徑單元Q1-Q20、Q1，_Q9，、Q1" -Q5":晶體管PC1、PC2、PC3、PC4、PC5、PC6、PC7:黃金電容單元Cbl、Cb3、Cb3，、Cb5、Cb6、Cb7:增壓電容Lb2、Lb4、Lb4’:增壓電感PC5’:子黃金電容單元Cb5’:子增壓電容A:手持式電子裝置B:嵌入式控制器PW_l-PW_n供電單元D1、D2、...、Dm:裝置CPU:中央處理器Pl:外部供電路徑P_bus:供電總線C_bus:控制總線
具體實施例方式第一實施例請參照圖1，其繪示本發(fā)明第一實施例的供電系統(tǒng)的方塊圖。供電系統(tǒng)I包括輸出節(jié)點No、內部供電單元10、增壓 儲能單元12、充電路徑單元14及放電路徑單元16，其中供電系統(tǒng)I是經由輸出節(jié)點No耦接至負載裝置100并經由其來針對負載裝置100提供電源信號Vol ;增壓儲能單元12由增壓電容Cbl來實現(xiàn)。內部供電單元包括黃金電容(Gold Capacitor)單元PCI,用以儲存內部儲存電壓Vgl。進ー步地說，黃金電容單元PCl是受控于外部供電電路1000的驅動，以儲存內部儲存電壓Vgl，其中該外部供電電路1000包括充電單元Ul及測量集成電路(Gas Gauge IC)PU1。充電單元Ul提供外部供電電壓BATT ;測量集成電路PUl充電單元Ul及內部充電單元10耦接，以針對黃金電容單元PCl進行充電，使其以具有內部儲存電壓Vgl。舉例來說，測量集成電路PUl還對黃金電容單元PCl進行電壓及電流測量操作。舉例來說，外部供電電路1000還包括電阻 Rl、R2、PRl、PR2、PR3、電容 Cl、C2、PC4、PC7、PC5、PC6、齊納ニ極管 DI 及 D2，用
以對充電單元Ul及測量集成電路PUl進行偏壓。充電路徑単元14于充電期間中導通，以將內部儲存電壓Vgl提供至增壓電容CbI，使對應地儲存第一能量，而其兩端對應至增壓供電電壓Vbl。進ー步的說，充電路徑單元14包括開關單元Q2及Q5，其耦接至增壓電容Cbl及黃金電容單元PC1，其中開關單元Q2及Q5可以晶體管來實現(xiàn)。開關單元Q2及Q5響應于時序信號PWM2及PWM5于充電期間中導通，以將黃金電容單元PCl耦接至增壓電容Cbl，以根據內部儲存電壓Vgl來對增壓電容Cbl進行充電，使其兩端的增壓供電電壓Vbl與內部儲存電壓Vgl對應至相近的電壓電平。放電路徑單元16于放電期間中導通，以將增壓電容Cbl及黃金電容單元PCl串聯(lián)連接于輸出節(jié)點No及參考電壓(例如是接地參考電壓)之間，以根據內部儲存電壓Vgl及增壓供電電壓Vbl提供電源信號Vol驅動負載裝置2。舉例來說，充電及該放電期間彼此不相互重迭(Overlapped)。進ー步的說，放電路徑単元16包括開關單元Ql、Q3及Q4，其中開關單元Ql及Q4的一端分別耦接至增壓電容Cbl的正輸入端及負輸入端，另一端分別耦接至開關單元Q3的一端及接收接地參考電壓，開關單元Q3的另一端耦接至輸出節(jié)點No ;開關單元Q1、Q3及Q4可以晶體管來實現(xiàn)。開關單元Q1、Q3及Q4分別響應于時序信號PWM1、PWM3及PWM4于放電期間中導通，以使黃金電容單元PCl及增壓電容Cbl串聯(lián)連接輸出節(jié)點No及接地參考電壓之間，以根據內部儲存電壓Vgl及增壓供電電壓Vbl提供電源信號Vol驅動負載裝置2。在本實施例中，雖僅以增壓儲能単元12以增壓電容Cbl來實現(xiàn)的情形為例做說明，然，本實施例的供電系統(tǒng)I并不局限于此。在另ー個例子中，增壓儲能単元22亦可以增壓電感Lb2來實現(xiàn)，而對應的供電系統(tǒng)2亦可對應地根據黃金電容單元PC2兩端的內部儲存電壓Vg2及增壓電感22兩端的供電電壓Vb2來提供電源信號Vo2，如圖2所示。第二實施例本實施例的供電系統(tǒng)與第一實施例的供電系統(tǒng)不同之處在于其中還包括多組增壓儲能単元、多個充電路徑單元及放電路徑単元，其分別于多段不同的放電時間中提供電源信號驅動負載單元，藉此實現(xiàn)出可提供多相電源信號的供電系統(tǒng)。請參照圖3，其繪示依照本發(fā)明第二實施例的供電系統(tǒng)的電路圖。進ー步的說，供電系統(tǒng)3包括充電路徑單元34、35、放電路徑單元36、37、內部供電單元(由黃金電容單元PC3實現(xiàn))及分別由增壓電容Cb3及Cb3’實現(xiàn)的兩個增壓儲能単元32及32’。舉例來說，黃金電容單元PC3、增壓電容Cb3、充電路徑單元34及放電路徑單元36系與圖1中對應的単元(即是黃金電容單元PC1、增壓電容Cbl、充電路徑單元14及放電路徑単元16)相似的操作，以于第一充電期間對增壓電容Cb3充電，使其兩端對應至增壓供電電壓Vb3，并于第一放電期間中根據內部儲存電壓Vg3及增壓供電電壓Vb3提供電源信號Vo3_PHl驅動負載裝置(未繪示)。充電路徑單元35于第二充電期間中導通，以將內部儲存電壓Vg 3提供至增壓儲能単元32’，使其的兩端對應至增壓供電電壓Vb3’。進ー步的說，充電路徑單元35包括開關單元Q2’及Q5’，其耦接至增壓電容Cb3’及黃金電容單元PC3 ;開關單元Q2’及Q5’可以晶體管來實現(xiàn)。開關單元Q2’及Q5’響應于時序信號PWM2’及PWM5’于充電期間中導通，以將黃金電容單元PC3耦接至增壓電容Cb3 ’，以根據內部儲存電壓Vg3來對增壓電容Cb3 ’進行充電，使其兩端的增壓供電電壓Vb3 ’與內部儲存電壓Vg3對應至相近的電壓電平。放電路徑單元37于放電期間中導通，以將增壓電容Cb3’及黃金電容單元PC3串聯(lián)連接于輸出節(jié)點No及接地參考電壓之間，以根據內部儲存電壓Vg3及增壓供電電壓Vb3 ’提供電源信號Vo3_PH2驅動負載裝置；其中，第二充電期間及第ニ放電期間彼此不相互重迭。進ー步地說，放電路徑単元37包括開關單元Ql’、Q3’及Q4’，其中開關單元Q1’及Q4’的一端分別耦接至增壓電容Cb3’的正輸入端及負輸入端，另一端分別耦接至開關單元Q3’的一端及接收接地參考電壓，開關單元Q3’的另一端耦接至輸出節(jié)點No ;開關單元Ql’、Q3’及Q4’可以晶體管來實現(xiàn)。開關單元Q1’、Q3’及Q4’分別響應于時序信號PWM1’、PWM3’及PWM4’于第二放電期間中導通，以使黃金電容單元PC3及增壓電容Cb3’串聯(lián)連接輸出節(jié)點No及接地參考電壓之間，以根據內部儲存電壓Vg3及增壓供電電壓Vb3 ’提供電源信號Vo3_PH2驅動負載裝置(未繪示)。在一個實施例中，第一放電期間與第二充電期間觸發(fā)于實質上相同的時段，而第ニ放電期間與第一充電期間觸發(fā)于實質上相同的時段。換言之，在放電路徑単元36根據內部儲存電壓Vg3及增壓供電電壓Vb3提供電源信號Vo3_PHl對負載裝置執(zhí)行供電操作的同時，充電路徑單元35根據內部儲存電壓Vg3對增壓電容Cb3’進行儲能。而在放電路徑單元36根據內部儲存電壓Vg3及增壓供電電壓Vb3’提供電源信號Vo3_PH2對負載裝置執(zhí)行供電操作的同時，充電路徑單元34根據內部儲存電壓Vg3對增壓電容Cb3進行儲能。據此，經由前述兩組充電與放電路徑單元34與36及35與37的分時操作，本實施例的供電系統(tǒng)3可對應地提供兩相供電信號Vo3_PHl及Vo3_PH2。在本實施例中，雖僅以增壓儲能單元32及32’分別以增壓電容Cb3及Cb3’來實現(xiàn)的情形為例做說明，然，本實施例的供電系統(tǒng)3并不局限于此。在另ー個例子中，增壓儲能單元42及42’亦可以增壓電感Lb4及Lb4’來實現(xiàn)，而對應的供電系統(tǒng)4亦可對應地根據黃金電容單元PC4兩端的內部儲存電壓Vg4及增壓電感Lb4兩端的供電電壓Vb4來提供電源信號Vo2_PHl，并根據黃金電容單元PC4兩端的內部儲存電壓Vg4及增壓電感Lb4’兩端的供電電壓Vb4’來提供電源信號Vo2_PH2，如圖4所示。在本實施例中，雖僅以供電系統(tǒng)3及4中包括兩組增壓儲能単元、兩個充電路徑單元及放電路徑単元，而可對應地提供兩相電源信號的情形為例做說明，然，本實施例的供電系統(tǒng)并不局限于此。在其它例子中，本實施例的供電系統(tǒng)亦可包括三組或三組以上的增壓儲能單元、充電路徑單元及放電路徑單元；同時，配合相對應之的時序控制，以對應地提供三相或三相以上的電源信號。第三實施例本實施例的供電系統(tǒng)與第一實施例的供電系統(tǒng)不同之處在于其中的放電路徑單元還包括子內部供電單元、子增壓儲能単元、子充電路徑單元及子放電路徑単元，以決定參考電壓的電平。請參照圖5，其繪示依照本發(fā)明第三實施例的供電系統(tǒng)的電路圖。供電系統(tǒng)5包括輸出節(jié)點No、包括黃金電容單元PC5的內部供電單元50、由增壓電容Cb5實現(xiàn)的增壓儲能單元52、充電路徑單元54及放電路徑單元56，其中黃金電容單元PC5、增壓電容Cb5及充電路徑單元54是與圖1中對應的單元(即是黃金電容單元PC1、增壓電容Cbl及充電路徑單元14)相似的操作，以于充電期間對增壓電容Cb5充電，使其兩端對應至增壓供電電壓Vb5。
本實施例的供電系統(tǒng)5與第一實施例的供電系統(tǒng)I不同之處在于其中的放電路徑單元56還包括輸出節(jié)點No2、子內部供電單元560、子增壓儲能單元562、子充電路徑單元564及子放電路徑單元566，其中輸出節(jié)點No2上具有參考電壓Vo6 ;子內部供電單元560包括子黃金電容單元PC5’，其儲存子內部儲存電壓Vg5’ ；子增壓儲能単元是由增壓電容Cb5'來實現(xiàn)。子充電路徑單元564于充電期間中導通，以將子內部儲存電壓Vg5’提供至子增壓儲能単元562，使子增壓儲能単元562儲存子能量，而其兩端是對應至子增壓供電電壓Vb5’。進ー步的說，子充電路徑單元564包括開關單元Q12及Q15，其耦接至子增壓電容Cb5’及子黃金電容單元PC5’，其中開關單元Q12及Q15可以晶體管來實現(xiàn)。開關單元Q12及Q15響應于時序信號PWM12及PWM15于充電期間中導通，以將黃金電容單元PC5’耦接至增壓電容Cb5’，來根據內部儲存電壓Vg5’對增壓電容Cb5’進行充電，使其兩端的子增壓供電電壓Vb5’與內部儲存電壓Vg5’對應至相近的電壓電平。子放電路徑単元566于放電期間中導通，以將子增壓電容Cb5’及增壓電容Cb5串聯(lián)連接于輸出節(jié)點No2及接地參考電壓VSS之間，以根據子增壓供電電壓Vg5’及子增壓供電電壓Vb5’決定參考電壓Vo5’的電平。進ー步的說，子放電路徑単元566包括開關單元Ql"、Q4"、Q11、Q14及Q16、，其中開關單元Ql”及Q4”的一端分別耦接至增壓電容Cb5的正輸入端及負輸入端，另一端分別耦接至開關單元Q16及Qll的一端；開關QielQll的另一端分別耦接至輸出節(jié)點No2及耦接至子增壓電容Cb5’的正輸入端；開關Q14的兩端分別接至子增壓電容Cb5’的負輸入端及接收接地參考電壓。開關單元Q1”、Q4”、Q11、Q14及Q16可以晶體管來實現(xiàn)。開關單元Ql”、Q4"、Qll、Q14及Q16分別響應于時序信號PWM1”、PWM4”、PWMl1、PWM14及PWM16于放電期間中導通，以使子增壓電容Cb5’及增壓電容Cb5串聯(lián)連接輸出節(jié)點No2及接地參考電壓之間，以根據子增壓供電Vb5’及增壓供電電壓Vb5提供參考電壓Vo5，。在ー個操作實例中，輸出節(jié)點No2還耦接至第二負載裝置(未繪示)，井根據參考電壓Vo6來驅動此第二負載裝置。第四實施例本實施例的供電系統(tǒng)與第一實施例的供電系統(tǒng)不同之處在于其中的內部供電單元還包括升壓/降壓單元，用以響應于黃金電容單元儲存的內部儲存電壓來對增壓儲能單元進行充電。請參照圖6，其繪示依照本發(fā)明第四實施例的供電系統(tǒng)的電路圖。本實施例的供電系統(tǒng)6與第一實施例的供電系統(tǒng)I不同之處在于其中的內部供電單兀60還包括升壓/降壓單元60a，用以接收黃金電容單元PC6所儲存的內部儲存電壓Vg6，并據以對增壓儲能單元62 (由增壓電容Cb6來實現(xiàn))進行充電，使增壓電容Cb6儲存對應的能量，并使其的兩端對應至增壓供電電壓Vb6。舉例來說,升壓/降壓單元60可以線性穩(wěn)壓器(Linear Regulator,LD0)或降壓轉換器(Buck Converter)來實現(xiàn)。對于本實施例的供電系統(tǒng)6來說，其可通過在內部供電單元60中配置升壓/降壓單元60a，來對增壓電容Cb6的增壓供電電壓Vb6做出較為精準的電壓控制。請參照圖7，其繪示依照本發(fā)明第四實施例的內部供電單元70的電路圖。在另ー個例子中，內部供電單元70中的升壓/降壓單元70a可以晶體管Q17、Q18、Q19、Q20及電感L來實現(xiàn)，其中經由晶體管Q17-Q20的切換操作，使得升壓/降壓單元70a可對應地實現(xiàn)出升壓(Boost Converter)及降壓(Buck Convert)操作。進ー步地說，當黃金電容單元PC7兩端的內部儲存電壓Vg7高于增壓電容Cb7兩端所需的增壓供電電壓Vb7吋，晶體管Q19為關閉，同時間晶體管Q17、Q18及Q20和L進入Switch mode, Switch mode分為ニ段時間操作，第一段時間，Q17和Q18為導通,此時電流流入L，轉成電磁能儲存至し第二段時間，Q17和Q20為導通，此時儲存至L的電磁能轉換成電流流出。如此反復交替供電；據此，升壓/降壓單元70a是實現(xiàn)出降壓轉換器(BuckConverter)，以針對內部儲存電壓Vg7進行降壓操作，藉此根據降壓后的增壓供電電壓Vb7來決定增壓電容Cb7的電平。當黃金電容單元PC7兩端的內部儲存電壓Vg7低于增壓電容Cb7兩端所需的增壓供電電壓Vb7時，晶體管Q20為關閉，同時間晶體管Q17、Q18及Q19和L進入Switch mode,Switch mode分為ニ段時間操作,第一段時間,Q18和Q19為導通,此時電流流入L,轉成電磁能儲存至し第二段時間，Q17和Q18為導通，此時儲存至L的電磁能轉換成電流流出。如此反復交替供電；據此，升壓/降壓單元70a是實現(xiàn)出升壓轉換器(Boost Converter),以針對內部儲存電壓Vg7進行升壓操作，藉此根據升壓后的增壓供電電壓Vb7來決定增壓電容Cb7的電平。當黃金電容單元PC7兩端的內部儲存電壓Vg7等于增壓電容Cb7兩端所需的增壓供電電壓Vb7吋，晶體管Q19及Q20為關閉，同時間晶體管Q17及Q18為導通；據此，升壓/降壓單元70a不具有任何升壓及降壓功能，而可直接將內部儲存電壓Vg7提供至增壓電容Cb7。在ー個應用實例中，本發(fā)明上述各實施例中的供電系統(tǒng)1-6可應用于手持式電子裝置(例如是筆記本型計算機)中，以對其進行供電。舉例來說，筆記本型計算機中的嵌入式控制器(Embedded Controller)是作為供電系統(tǒng)1_6的控制裝置，以對應地提供時序信號 pwml-pwm20、pmwl' -pwm91、pwml " -pwm5 "來對其進行時序控制。在ー個應用實例中，手持式電子裝置中可同時配置多個供電系統(tǒng)，以針對其中所使用的各個處理核心電路(例如是中央處理器、主機板上的南北橋集成電路、隨取存儲器等)及外圍電路進行供電，如圖8所示。在圖8繪示的應用實例中，手持式電子裝置A是配置有多個供電單元PW_1、PW_2、...、Pff_n,以經由供電總線P_bus對應地提供n組供電電壓V_l、V_2、...、V_n,以分
別針對手持式電子裝置A中對應需要各種供電電平的裝置D1、D2.....Dm及中央處理器
CPU進行供電，其中n及m為大于I的自然數。舉例來說，各供電單元PW_l-PW_n可以第一至四實施例所述的供電系統(tǒng)來實現(xiàn)。進ー步的說，各供電單元PW_l-PWM_n包括測量集成電路PUl_l-PUl_n及開關單元GS_l-GS_n，其中測量集成電路PUl_l_PUl_n例如具有如圖1中的測量集成電路PUl所示的電路圖，其用以經由外部供電路徑Pl接收外部供電電壓BATT。開關單元GS_l-GS_n例如由對應的充電路徑單元及放電路徑單元來實現(xiàn)。測量集成電路PUl_l-PUl_n及開關單元65_1-65_11還經由控制總線C_bus耦接至嵌入式控制器B，以受控于嵌入式控制器B執(zhí)行對應的操作。在ー個操作實例中，手持式電子裝置A中的嵌入式控制器B用以經由控制總線(:_bus來與各個供電單元PW_l-PW_n相連接，并對應地控制其的供電操作。請參照圖9A-9D，其繪示乃嵌入式控制器B針對本實施例的供電系統(tǒng)所執(zhí)行的操作流程圖。進ー步的說，嵌入式控制器B包括下列步驟:外部供電電壓BATT檢測(a)、內部儲存電壓Vgl檢測(b)、數字模擬轉換(C)、查表(d)、溫度/電流檢測(e)、數據傳輸(f)、綜合判斷操作(g)及錯誤指示(h)等操作步驟。在步驟(a)中，嵌入式控制器B系檢測是否接收到外部供電電壓BATT，若是則跳至步驟(b)。在步驟(b)-(d)中，嵌入式控制器B分別針對內部儲存電壓Vgl進行取樣、數字模擬轉換及查表操作，以找出內部儲存電壓Vgl的原始數值；在步驟(e)中，嵌入式控制器B驅動測量集成電路PUl找出黃金電容單元PCl的溫度及電流參數。在步驟(f)及(g)中，嵌入式控制器B分別接收前述內部儲存電壓Vgl、溫度及電流參數，并據以進行綜合的電壓、電流及溫度參數考慮，以判斷是否可針對黃金電容單元PCl進行充電操作。在前述步驟(a)-(g)中，一旦發(fā)生操作失敗的情形，則自對應的步驟跳至步驟(h)，以發(fā)出錯誤消息。請參照圖9B。在判斷可針對黃金電容單元PCl進行充電后，是執(zhí)行步驟⑴，嵌入式控制器B經由外部供電電路1000來對黃金電容單元PCl進行充電。然后如步驟(j)，嵌入式控制器B所執(zhí)行的程序是進入自我更新模式(self-refresh Mode)，并判斷外部供電電壓BATT是否異常；若是則執(zhí)行步驟(h);若否則執(zhí)行步驟(j)持續(xù)對黃金電容單元PCl進行充電，直至其充電完成。接著執(zhí)行步驟(k)，嵌入式控制器B判斷外部供電電壓BATT是否移除；若否，則重復執(zhí)行步驟(k)。若是，則執(zhí)行步驟(I)，嵌入式控制器B進入節(jié)能模式(ECO Mode)，并判斷黃金電容單元PCl的操作是否異常；若是則執(zhí)行步驟(h);若否則執(zhí)行步驟(m)，針對黃金電容單元PCl進行放電操作，直至其放電完畢。請參照圖9C。在前述第一至第三實施例的情況中，嵌入式控制器B例如執(zhí)行下列的流程步驟(n)、(O)及(p)。如步驟(n)，嵌入式控制器B經由測量集成電路PUl來判斷可否應用黃金電容單元PCl來進行供電；若否則重復執(zhí)行步驟(n)。若是，則執(zhí)行步驟(O)，于其中嵌入式控制器B驅動充電路徑單元14，以應用黃金電容單元PCl對增壓電容Cbl進行充電。之后如步驟(P)，嵌入式控制器B經由放電路徑単元16將增壓電容Cbl及黃金電容單元PCl串聯(lián)連接于輸出節(jié)點No及參考電壓之間，藉此對對應的裝置進行供電。 請參照圖9D。在前述第四實施例的情況中，嵌入式控制器B例如執(zhí)行下列的流程步驟(q)、(r)、(s)、(t)及(U)。如步驟(q)，嵌入式控制器B經由測量集成電路PUl來判斷可否應用黃金電容單元PCl來進行供電；若否則重復執(zhí)行步驟(q)。若是，則執(zhí)行步驟(r)，嵌入式控制器B比較內部儲存電壓Vg6及增壓供電電壓Vb6。當黃金電容單元PC6兩端的內部儲存電壓Vg6高于增壓電容Cb6兩端所需的增壓供電電壓Vb6時執(zhí)行步驟(S)，嵌入式控制器B控制升壓/降壓單元60a執(zhí)行降壓轉換操作，以根據降壓后的內部儲存電壓Vg6來對增壓電容Cb6進行供電。當黃金電容單元PC6兩端的內部儲存電壓Vg6低于增壓電容Cb6兩端所需的增壓供電電壓Vb6時執(zhí)行步驟(t)，嵌入式控制器B控制升壓/降壓單元60a執(zhí)行升壓轉換操作，以根據升壓后的內部儲存電壓Vg6來對增壓電容Cb6進行供電。當黃金電容單元PC6兩端的內部儲存電壓Vg6等于增壓電容Cb6兩端所需的增壓供電電壓Vb6時執(zhí)行步驟(U)，嵌入式控制器B非致能升壓/降壓單元60a的升壓及降壓轉換操作，以直接將內部儲存電壓Vg6提供至增壓電容Cb6。
本發(fā)明上述實施例的供電系統(tǒng)用以針對負載裝置進行供電，其中配置有:內部供電單元，其中包括黃金電容單元，以儲存內部儲存電壓；充電路徑單元，于充電期間中將內部儲存電壓提供至增壓儲能単元，使增壓儲能單元對應至增壓供電電壓；及放電路徑単元，于放電期間中將增壓儲能単元及黃金電容單元串聯(lián)連接于輸出節(jié)點及參考電壓之間，以根據內部儲存電壓及增壓供電電壓提供電源信號驅動負載裝置。換言之，本發(fā)明上述實施例的供電系統(tǒng)可應用黃金電容及增壓儲能單元來進行供電操作。據此，相較于傳統(tǒng)化學電池供電方案，本發(fā)明上述實施例的供電系統(tǒng)具有可有效地避免化學電池所帯來的種種不便的優(yōu)點。綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當視所附的權利要求范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種供電系統(tǒng)，用以針對一第一負載裝置提供ー電源信號，該供電系統(tǒng)包括: 一第一輸出節(jié)點，耦接至該第一負載裝置； 一第一內部供電單兀，包括: 一第一黃金電容單兀，用以儲存一第一內部儲存電壓內部儲存電壓； 一第一增壓儲能單元； 一第一充電路徑單兀，于ー第一充電期間中導通，以將該第一內部儲存電壓提供至該第一增壓儲能単元，使該第一增壓儲能單元對應儲存一第一增壓供電電壓；以及 一第一放電路徑単元，于ー第一放電期間中導通，以將該第一增壓儲能単元及該第一黃金電容單兀串聯(lián)連接于該第一輸出節(jié)點及ー參考電壓之間，以根據該第一內部儲存電壓及該第一增壓供電電壓提供該電源信號驅動該第一負載裝置； 其中，該第一充電及該第一放電期間彼此不相互重迭。
2.根據權利要求1所述的供電系統(tǒng)，其中該第一充電路徑単元包括: 一第一組開關単元，耦接至該第一增壓儲能単元及該第一黃金電容單元，并響應于ー第一組時序信號于該第一充電期間中導通，以將該第一黃金電容單元耦接至該第一增壓儲能単元，井根據該第一內部儲存電壓來對該第一增壓儲能単元進行充電。
3.根據權利要求1所述的供電系統(tǒng)，其中該第一放電路徑単元包括: 一第二組開關単元，耦接至該第一黃金電容單元、該第一增壓儲存單元、該參考電壓及該第一輸出節(jié)點，并響應于ー第二組時序信號于該第一放電期間中導通，以串聯(lián)連接該第一黃金電容單兀及該第一增壓 儲能單兀于該第一輸出節(jié)點及該參考電壓之間。
4.根據權利要求1所述的供電系統(tǒng)，還包括: 一第二增壓儲能単元； 一第二充電路徑單元，于ー第二充電期間中導通，以將該第一內部儲存電壓提供至該第二增壓儲能単元，使該第二增壓儲能單元對應儲存一第二增壓供電電壓；及 一第二放電路徑単元，于ー第二放電期間中導通，以將該第二增壓儲能単元及該第一黃金電容單元串聯(lián)連接于該第一輸出節(jié)點及該參考電壓之間，以根據該第一內部儲存電壓及該第二增壓供電電壓提供該電源信號驅動該第一負載裝置； 其中，該第二充電及該第二放電期間彼此不相互重迭。
5.根據權利要求4所述的供電系統(tǒng)，其中該第二充電路徑單元包括: 一第三組開關単元，耦接至該第二增壓儲能単元及該第一黃金電容單元，并響應于ー第二組時序信號于該第二充電期間中導通，以將該第一黃金電容單元耦接至該第二增壓儲能単元，井根據該第一內部儲存電壓來對該第二增壓儲能単元進行充電。
6.根據權利要求4所述的供電系統(tǒng)，其中該第二放電路徑単元包括: 一第四組開關単元，耦接至該第一黃金電容單元、該第二增壓儲存單元、該參考電壓及該第一輸出節(jié)點，并響應于ー第一組時序信號于該第二放電期間中導通，以串聯(lián)連接該第一黃金電容單元及該第二增壓儲能単元于該第一輸出節(jié)點及該參考電壓之間。
7.根據權利要求4所述的供電系統(tǒng)，還包括: 一第三增壓儲能単元； 一第三充電路徑單元，于ー第三充電期間中導通，以將該第一內部儲存電壓提供至該第三增壓儲能単元，使該第三增壓儲能單元對應儲存一第三增壓供電電壓；及一第三放電路徑単元，于ー第三放電期間中導通，以將該第三增壓儲能単元及該第一黃金電容單元串聯(lián)連接于該第一輸出節(jié)點及該參考電壓之間，以根據該第一內部儲存電壓及該第三增壓供電電壓提供該電源信號驅動該第一負載裝置； 其中，該第三充電及該第三放電期間彼此不相互重迭。
8.根據權利要求1所述的供電系統(tǒng)，其中該第一放電路徑單元還包括: 一第二輸出節(jié)點，具有該參考電壓； 一子內部供電單元，包括: 一子黃金電容單兀，用以儲存一子內部儲存電壓； 一子增壓儲能単元； 一子充電路徑單元，于該第一充電期間中導通，以將該子內部儲存電壓提供至該子增壓儲能単元，使該子增壓儲能單元對應儲存一子增壓供電電壓；及 一子放電路徑単元，于該第一放電期間中導通，以將該子增壓儲能単元及該第一增壓儲能單元串聯(lián)連接于該第二輸出節(jié)點及一接地參考電壓之間，以根據該子內部儲存電壓及該第一增壓供電電壓決定該參考電壓的電平。
9.根據權利要求8所述的供電系 統(tǒng)，其中該第二輸出節(jié)點還耦接至一第二負載裝置，井根據該參考電壓驅動該第二負載裝置。
10.根據權利要求1所述的供電系統(tǒng)，其中該第一內部供電單元還包括: 一升壓/降壓單元，用以接收該第一內部儲存電壓，并據以對該第一增壓儲能單元進行充電，使該第一增壓儲能単元對應儲存該第一增壓供電電壓。
11.根據權利要求1所述的供電系統(tǒng)，其中該第一增壓儲能単元選擇性地包括ー電容電路及一電感電路其中的一者。
12.根據權利要求1所述的供電系統(tǒng)，其中該第一黃金電容單元是以受控于一外部供電電路的驅動，以儲存該第一內部儲存電壓，該外部供電電路包括: 一充電單元，用以提供一外部供電電壓 '及 一測量集成電路，與該充電単元及該第一內部供電單元耦接，以針對該第一黃金電容單元進行充電，以具有該內部儲存電壓； 其中，該測量集成電路還用以對該第一黃金電容單元進行電壓及電流測量操作。
全文摘要
一種供電系統(tǒng)，包括輸出節(jié)點、內部供電單元、增壓儲能單元、充電路徑單元及放電路徑單元。輸出節(jié)點耦接至負載裝置。內部供電單元包括黃金電容(Gold Capacitor)單元，儲存內部儲存電壓。充電路徑單元于充電期間中導通，使增壓儲能單元對應儲存增壓供電電壓。放電路徑單元于放電期間中導通，以根據內部儲存電壓及增壓供電電壓提供電源信號驅動負載裝置。充電及放電期間彼此不相互重迭(Overlapped)。
文檔編號H02M3/07GK103095126SQ20111035520
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權日2011年10月27日
發(fā)明者劉建宏 申請人:廣達電腦股份有限公司