TW201424183A - 控制裝置、控制方法及電源管理系統 - Google Patents

Abstract

一種控制裝置，用來控制一電源管理系統進入一操作模式，該控制裝置包含有一電源轉換裝置，用來提供該控制裝置的輸入電源；一操作模式控制訊號，用來控制該電源管理系統進入該操作模式，該操作模式控制訊號係該電源管理系統之一第一訊號；以及一操作結果顯示訊號，用來顯示該操作模式中至少一操作結果，該操作結果顯示訊號係該電源管理系統之一第二訊號。

Description

控制裝置、控制方法及電源管理系統

本發明係指一種可控制電源管理系統進入操作模式的裝置及方法及其電源管理系統，尤指一種可避免使用複雜的程式語言或輔助軟體，而只運用電源管理系統中的控制訊號，以硬體方式控制電源管理系統進入操作模式的裝置及方法及其電源管理系統。

近年來，過電流保護裝置已成為電源管理系統的基本配備之一。為求過電流保護裝置的穩定性，電源管理系統必須進行測試，來確保觸發過電流的電流值足夠準確。舉例來說，請參考第1圖，第1圖為習知一電源管理系統之一過電流保護裝置10之示意圖。如第1圖所示，過電流保護裝置10包含一比較器102、一感測電阻R_sen、一補償電阻R_offset、一可變電阻R_var及一電流源I_sink。比較器102之正輸入端及負輸入端分別耦接至感測電阻R_sen兩端，用來比較感測電阻R_sen兩端之電壓，而感測電阻R_sen則用來偵測電源管理系統的輸出電流I_out。於比較器102的負輸入端及感測電阻R_sen之間另串接補償電阻R_offset，並接上電流源I_sink，使得補償電阻R_offset兩端產生一跨壓，用來補償比較器102負輸入端之電壓V_N。因此，比較器102正輸入端之電壓V_P及負輸入端之電壓V_N可進行比較。比較器102之輸出端則根據電壓V_P及電壓V_N的比較結果，產生過電流訊號V_OCP。

在過電流保護裝置10正常運作之下，當輸出電流I_out為零或極小時，電壓V_P會大於電壓V_N。當電流I_out逐漸增大時，正輸入端與負輸入端的電壓差V_P-V_N會逐漸縮小。當I_out超越一臨界值時，電壓V_P開始小於電壓V_N，使得過電流訊號V_OCP被觸發而改變狀態。舉例來說，若電源管理系統要求10安培的過電流保護時，可分別設定感測電阻R_sen及補償電阻R_offset的電阻值以及電流源I_sink的電流值，使得I_out=10A時V_P=V_N。然而，由於製程的誤差，在具有相同電路架構的每一過電流保護裝置10中，過電流訊號V_OCP可能被觸發於大小不一的電流I_out，而非準確地在固定的電流觸發。舉例來說，若電源管理系統要求10安培的過電流保護時，針對每一個晶片實際改變輸出電流I_out來進行測試，則過電流訊號V_OCP不一定在I_out=10A時改變狀態，而可能在其它電流(如9.5A或10.5A)改變狀態。此誤差可能來自於比較器102之正負輸入端不匹配、感測電阻R_sen及補償電阻R_offset的電阻值誤差、或電流源I_sink的電流值誤差等。因此，可使用一可變電阻R_var串接於補償電阻R_offset，並手動調整可變電阻R_var的阻值，來修正過電流訊號V_OCP觸發點的誤差，使得過電流訊號V_OCP可準確地在I_out=10A時改變狀態，進而達成穩定的過電流保護。

由於電源管理系統在量產時，需要進行過電流測試的裝置數量十分龐大。為提高生產效率，業界已發展出一種自動測試系統，可控制電源管理系統進入一測試模式，用來測試每一電源管理系統中 的每一過電流保護裝置是否準確，並由系統內部自動校正過電流訊號V_OCP的觸發點。一般來說，控制電源管理系統進入自動測試模式的方式係透過程式語言(例如：C語言)或輔助軟體(例如：LabVIEW)來達成。然而，藉由軟體或程式語言控制的程序十分複雜，無法有效縮短生產流程以提高生產效率。因此，習知技術實有改進的必要。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種控制裝置、控制方法及電源管理系統，其不需使用複雜的程式語言或輔助軟體，而只運用電源管理系統中的控制訊號，即可以硬體方式控制電源管理系統進入自動測試模式。

本發明揭露一種控制裝置，用來控制一電源管理系統進入一操作模式，該控制裝置包含有一電源轉換裝置，用來提供該控制裝置的輸入電源；一操作模式控制訊號，用來控制該電源管理系統進入該操作模式，該操作模式控制訊號係該電源管理系統之一第一訊號；以及一操作結果顯示訊號，用來顯示該操作模式中至少一操作結果，該操作結果顯示訊號係該電源管理系統之一第二訊號。

本發明另揭露一種控制方法，用來控制一電源管理系統進入一操作模式，該控制方法包含有藉由控制該電源管理系統之一第一訊號，控制該電源管理系統進入該操作模式；以及藉由該電源管理系統之一第二訊號，顯示該操作模式中至少一操作結果。

本發明另揭露一種電源管理系統，包含有一過電流保護模組及一控制裝置。該過電流保護模組包含有一過電流偵測裝置；以及一補償裝置，用來補償該過電流偵測裝置偵測一過電流臨界值的誤差。該控制裝置係用來控制該電源管理系統進入一自動測試模式，以進行一過電流保護測試，該控制裝置包含有一電源轉換裝置，用來提供該控制裝置的輸入電源；一操作模式控制訊號，用來控制該電源管理系統進入該自動測試模式，該操作模式控制訊號係該電源管理系統之一第一訊號；以及一操作結果顯示訊號，用來顯示該自動測試模式中至少一操作結果，該操作結果顯示訊號係該電源管理系統之一第二訊號。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一過電流保護裝置20之示意圖。如第2圖所示，過電流保護裝置20之架構與過電流保護裝置10之架構相似，皆用於一電源管理系統進行過電流保護，因此功能相似的元件或訊號以相同符號表示。過電流保護裝置20與過電流保護裝置10之主要差別在於，過電流保護裝置20未包含可變電阻R_var。因此，當過電流訊號V_OCP的觸發點出現誤差時，過電流保護裝置20不透過手動調整可變電阻R_var的阻值來調整過電流訊號V_OCP的觸發點，而是由晶片內部自動調整電流源I_sink的大小，來修正過電流訊號V_OCP觸發點的誤差，使得過電流訊號V_OCP可準確地改變狀態，進而達成穩定的過電流保護。

請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一自動測試系統30之示意圖。如第3圖所示，自動測試系統30可針對一電源管理系統300中的過電流保護裝置20進行一過電流保護測試及自動校正，以確保過電流訊號V_OCP可準確地在一固定過電流值被觸發。自動測試系統30包含一自動測試設備(automatic test equipment，ATE)302、一交流(AC)電源304、一交流轉直流電源306及一拉高電阻308。自動測試設備302係用來對電源管理系統300進行過電流保護測試。自動測試設備302及電源管理系統300之間除了互相進行輸出電壓V_out及地端GND的電位交換之外，電源管理系統300另輸出一開關訊號PSONB及一電源狀態顯示訊號PGO。開關訊號PSONB係用來控制電源管理系統300開啟或關閉，電源狀態顯示訊號PGO係用來顯示電源管理系統300之輸出電壓V_out是否已達到足夠的電位而可作為直流電壓源輸出。交流電源304係用來提供電源管理系統300之輸入電源。交流轉直流電源306耦接於交流電源304，用來產生一直流電源輸出。拉高電阻308則耦接於交流轉直流電源306，用來接收交流轉直流電源306所輸出的直流電源，以拉高開關訊號PSONB至一較高電位。

詳細來說，當自動測試系統30開始對過電流保護裝置20進行過電流保護測試時，可藉由控制開關訊號PSONB來進入自動測試模式，以對過電流保護裝置20進行自動測試及自動校正。於部分實施例中，可藉由自動測試設備302於開關訊號PSONB輸入一特定 形態的控制訊號來控制電源管理系統300進入自動測試模式。舉例來說，請參考第4圖，第4圖為自動測試系統30控制電源管理系統300在自動測試模式中運作之波形示意圖。如第4圖所示，由於自動測試系統30啟動時，開關訊號PSONB被拉高電阻308拉高至高於高準位V_A之一電位，因此可利用自動測試設備302中之一驅動裝置310，連續驅動開關訊號PSONB至低於低準位V_B之一電位數次，以產生連續數個脈衝訊號。自動測試系統30可偵測開關訊號PSONB，當開關訊號PSONB出現連續數個脈衝訊號，且該脈衝訊號之高電位高於V_A且低電位低於V_B時，控制電源管理系統300進入自動測試模式，並開始對過電流保護裝置20進行自動測試及自動校正。

值得注意的是，控制電源管理系統300進入自動測試模式的方式必須具有一定的進入難度或複雜度，如此一來，當面臨雜訊干擾或使用者誤觸開關時，電源管理系統300不容易誤入自動測試模式。相較於習知透過程式語言或輔助軟體的方式，本發明實施例之進入自動測試模式的方式雖簡單許多，但仍具有一定難度，以避免電源管理系統300在正常使用時意外進入自動測試模式而影響運作。舉例來說，可將高準位V_A設計於電源管理系統300正常使用時開關訊號PSONB不會達到的較高電位，或將低準位V_B設計於電源管理系統300正常使用時開關訊號PSONB不會達到的較低電位，使得電源管理系統300在正常使用時，無法輕易進入自動測試模式。此外，於開關訊號PSONB上，亦可調整連續脈衝訊號的次 數，使得當連續脈衝次數超過一適當的次數時，控制電源管理系統300進入自動測試模式。若次數太低，則較容易因意外觸發而進入自動測試模式；若次數太高，則控制訊號的時間過長，使得自動測試的效率降低。

接著，在啟動自動測試模式之後，可控制開關訊號PSONB維持於低電位，以控制電源管理系統300維持於自動測試模式。此時過電流保護裝置20開始進行自動測試及自動校正，並於自動校正完成後顯示一校正完成的訊號。詳細來說，自動測試系統30可透過電源狀態顯示訊號PGO顯示校正完成的訊號。如第4圖所示，於進入自動測試模式時，電源狀態顯示訊號PGO持續位於低電位，於過電流保護裝置20完成自動測試及自動校正之後，電源狀態顯示訊號PGO出現一脈衝訊號，表示自動校正已順利完成。

於部分實施例中，電源管理系統300包含有超過一個過電流保護裝置，因此自動測試設備302必須對不同的過電流保護裝置進行自動測試及自動校正。此時，電源狀態顯示訊號PGO必須透過不同方式顯示不同通道上過電流保護裝置之自動校正狀態。舉例來說，假設電源管理系統300包含有兩個過電流保護裝置，分別位於通道CH1及CH2。電源狀態顯示訊號PGO可產生不同數目的脈衝訊號來代表不同通道上的過電流保護裝置校正完成。例如，可藉由一個脈衝訊號來表示通道CH1的過電流保護裝置已完成自動校正，而藉由兩個連續的脈衝訊號來表示通道CH2的過電流保護裝置已完成 自動校正。如第4圖所示，電源狀態顯示訊號PGO上產生單一脈衝訊號，表示通道CH1的過電流保護裝置已完成自動校正。如此一來，自動測試系統30可藉由產生不同數目的脈衝訊號，來顯示更多通道上的過電流保護裝置之自動校正狀態。此外，亦可藉由產生不同振幅或不同長度的訊號來顯示多個過電流保護裝置之自動校正狀態，而不限於此。

於部分實施例中，自動測試系統30亦可在通道CH1的過電流保護裝置完成自動校正並顯示於電源狀態顯示訊號PGO之後，在開關訊號PSONB上產生一特定形態的訊號，表示開始進行下一個通道CH2的過電流保護裝置之自動校正流程。或者，可透過於開關訊號PSONB上產生特定形態的訊號，來控制電源管理系統300離開自動測試模式。舉例來說，如第4圖所示，在電源狀態顯示訊號PGO顯示某一過電流保護裝置已完成自動校正之後，自動測試系統30可於開關訊號PSONB上產生一較長且位於中間電位的脈衝訊號，以控制電源管理系統300進行下一階段的自動測試及自動校正，或控制電源管理系統300離開自動測試模式。

值得注意的是，本發明之主要精神在於避免使用複雜的程式語言或輔助軟體，而運用電源管理系統中的控制訊號，來控制電源管理系統進入自動測試模式。本領域具通常知識者當可據以修飾或變化，而不限於此。舉例來說，第4圖中的開關訊號PSONB於自動測試模式中係維持在低電位，並透過正相的脈衝訊號來控制電源管 理系統300進行下一階段的自動測試或離開自動測試模式。於其它實施例中，亦可於自動測試模式中，將開關訊號PSONB維持在高電位，並透過反相的脈衝訊號或其它形態的控制訊號來控制電源管理系統300的運作，而不限於此。

請參考第5圖，第5圖為自動測試系統30控制電源管理系統300在另一自動測試模式中運作之波形示意圖。如第5圖所示，於自動測試模式中，開關訊號PSONB係維持在高電位。此外，用來控制電源管理系統300變更至下一階段自動測試或離開自動測試模式之控制訊號，亦不同於第4圖中的控制訊號。由此可知，用於開關訊號PSONB上的控制訊號形態並不限於上述實施例中的方式，即不論各種形態的控制訊號，只要可用來控制電源管理系統300進行相關於自動測試模式之各種運作，皆在本發明所保護的範圍內。

上述自動測試系統30之運作，可歸納為一自動測試流程60。如第6圖所示，自動測試流程60包含有以下步驟：

步驟600：開始。

步驟602：藉由控制電源管理系統300之開關訊號PSONB，控制電源管理系統300進入自動測試模式。

步驟604：藉由電源管理系統300之電源狀態顯示訊號PGO，顯示自動測試模式中之自動測試及自動校正結果。

步驟606：結束。

關於自動測試流程60之詳細操作可參考上述說明，於此不再贅 述。

在習知技術中，往往透過程式語言或輔助軟體來控制電源管理系統進入自動測試模式，其程序十分複雜，無法有效縮短生產流程以提高生產效率。相較之下，本發明可運用電源管理系統中的控制訊號，以硬體方式來控制電源管理系統進入自動測試模式。如此一來，可簡化電源管理系統進入自動測試模式的流程，以提高自動測試效率，進而提高生產效率。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10、20‧‧‧過電流保護裝置

102‧‧‧比較器

R_sen‧‧‧感測電阻

R_offcset‧‧‧補償電阻

R_var‧‧‧可變電阻

I_sink‧‧‧電流源

30‧‧‧自動測試系統

300‧‧‧電源管理系統

302‧‧‧自動測試設備

304‧‧‧交流電源

306‧‧‧交流轉直流電源

308‧‧‧拉高電阻

310‧‧‧驅動裝置

PSONB‧‧‧開關訊號

PGO‧‧‧電源狀態顯示訊號

60‧‧‧流程

600~606‧‧‧步驟

第1圖為習知一電源管理系統之一過電流保護裝置之示意圖。

第2圖為本發明實施例一過電流保護裝置之示意圖。

第3圖為本發明實施例一自動測試系統之示意圖。

第4圖為自動測試系統控制電源管理系統在自動測試模式中運作之波形示意圖。

第5圖為自動測試系統控制電源管理系統在另一自動測試模式中運作之波形示意圖。

第6圖為本發明實施例一自動測試流程之示意圖。

30‧‧‧自動測試系統

300‧‧‧電源管理系統

302‧‧‧自動測試設備

304‧‧‧交流電源

306‧‧‧交流轉直流電源

308‧‧‧拉高電阻

310‧‧‧驅動裝置

PSONB‧‧‧開關訊號

PGO‧‧‧電源狀態顯示訊號

Claims (34)

1. 一種控制裝置，用來控制一電源管理系統進入一操作模式，該控制裝置包含有：一電源轉換裝置，用來提供該控制裝置的輸入電源；一操作模式控制訊號，用來控制該電源管理系統進入該操作模式，該操作模式控制訊號係該電源管理系統之一第一訊號；以及一操作結果顯示訊號，用來顯示該操作模式中至少一操作結果，該操作結果顯示訊號係該電源管理系統之一第二訊號。
2. 如請求項1所述之控制裝置，其中該第一訊號為一開關訊號。
3. 如請求項1所述之控制裝置，其中該第二訊號為一電源狀態顯示訊號。
4. 如請求項1所述之控制裝置，其中該操作模式為一自動測試模式。
5. 如請求項4所述之控制裝置，其中於該自動測試模式中，針對該電源管理系統進行一過電流保護測試，以測試一過電流臨界值是否準確。
6. 如請求項5所述之控制裝置，其中當該過電流臨界值未準確 時，該電源管理系統由內部調整該過電流臨界值。
7. 如請求項5所述之控制裝置，其中當該過電流臨界值係準確時，該操作結果顯示訊號顯示該至少一操作結果中之一操作結果已完成。
8. 如請求項1所述之控制裝置，其中該控制裝置於該操作模式控制訊號產生一第一形態訊號，以控制該電源管理系統進入該操作模式。
9. 如請求項8所述之控制裝置，其中該第一形態訊號係複數個脈衝訊號。
10. 如請求項8所述之控制裝置，其中該控制裝置於該操作模式控制訊號輸入一第二形態訊號，以控制該電源管理系統進入另一操作模式。
11. 如請求項8所述之控制裝置，其中該控制裝置於該操作模式控制訊號輸入一第三形態訊號，以控制該電源管理系統離開該操作模式。
12. 如請求項1所述之控制裝置，另包含一拉高電阻，耦接於該操作模式控制訊號，用來拉高該操作模式控制訊號的電位。
13. 一種控制方法，用來控制一電源管理系統進入一操作模式，該控制方法包含有：藉由控制該電源管理系統之一第一訊號，控制該電源管理系統進入該操作模式；以及藉由該電源管理系統之一第二訊號，顯示該操作模式中至少一操作結果。
14. 如請求項13所述之控制方法，其中該第一訊號為一開關訊號。
15. 如請求項13所述之控制方法，其中該第二訊號為一電源狀態顯示訊號。
16. 如請求項13所述之控制方法，其中該操作模式為一自動測試模式。
17. 如請求項16所述之控制方法，其中於該自動測試模式中，針對該電源管理系統進行一過電流保護測試，以測試一過電流臨界值是否準確。
18. 如請求項17所述之控制方法，其中當該過電流臨界值未準確時，該電源管理系統由內部調整該過電流臨界值。
19. 如請求項17所述之控制方法，其中當該過電流臨界值係準確時，該操作結果顯示訊號顯示該至少一操作結果中之一操作結果已完成。
20. 如請求項13所述之控制方法，其中該控制裝置於該操作模式控制訊號輸入一第一形態訊號，以控制該電源管理系統進入該操作模式。
21. 如請求項20所述之控制方法，其中該第一形態訊號係複數個脈衝訊號。
22. 如請求項20所述之控制方法，其中該控制裝置於該操作模式控制訊號輸入一第二形態訊號，以控制該電源管理系統進入另一操作模式。
23. 如請求項20所述之控制方法，其中該控制裝置於該操作模式控制訊號輸入一第三形態訊號，以控制該電源管理系統離開該操作模式。
24. 如請求項13所述之控制方法，另包含一拉高電阻，耦接於該操作模式控制訊號，用來拉高該操作模式控制訊號的電位。
25. 一種電源管理系統，包含有： 一過電流保護模組，包含有：一過電流偵測裝置；以及一補償裝置，用來補償該過電流偵測裝置偵測一過電流臨界值的誤差；以及一控制裝置，用來控制該電源管理系統進入一自動測試模式，以進行一過電流保護測試，該控制裝置包含有：一電源轉換裝置，用來提供該控制裝置的輸入電源；一操作模式控制訊號，用來控制該電源管理系統進入該自動測試模式，該操作模式控制訊號係該電源管理系統之一第一訊號；以及一操作結果顯示訊號，用來顯示該自動測試模式中至少一操作結果，該操作結果顯示訊號係該電源管理系統之一第二訊號。
26. 如請求項25所述之電源管理系統，其中該第一訊號為一開關訊號。
27. 如請求項25所述之電源管理系統，其中該第二訊號為一電源狀態顯示訊號。
28. 如請求項25所述之電源管理系統，其中當該過電流臨界值未準確時，該電源管理系統由內部調整該過電流臨界值。
29. 如請求項25所述之電源管理系統，其中當該過電流臨界值係準確時，該操作結果顯示訊號顯示該至少一操作結果中之一操作結果已完成。
30. 如請求項25所述之電源管理系統，其中該控制裝置於該操作模式控制訊號輸入一第一形態訊號，以控制該電源管理系統進入該自動測試模式。
31. 如請求項30所述之電源管理系統，其中該第一形態訊號係複數個脈衝訊號。
32. 如請求項30所述之電源管理系統，其中該控制裝置於該操作模式控制訊號輸入一第二形態訊號，以控制該電源管理系統進入另一操作模式。
33. 如請求項30所述之電源管理系統，其中該控制裝置於該操作模式控制訊號輸入一第三形態訊號，以控制該電源管理系統離開該操作模式。
34. 如請求項25所述之電源管理系統，另包含一拉高電阻，耦接於該操作模式控制訊號，用來拉高該操作模式控制訊號的電位。