電源管理系統及其電源模塊的檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明是有關于一種電源模塊的檢測裝置及其所構成的電源管理系統，且特別是有關于一種利用高壓晶體管元件所建構的電源管理系統及其電源模塊的檢測裝置。
【背景技術】
[0002]在現今的技術領域，針對電源模塊進行檢測的電路中，常利用運算放大器來針對電源模塊所產生的高電壓的檢測電壓進行運算動作，并藉以檢測電源模塊的狀態是否正常。在這樣的狀態下，運算放大器中所使用的電子元件，就需要是可以承受較高電壓的電子元件(例如高壓元件的晶體管)。然而，這種可承受較高電壓的電子元件，其元件的尺寸較大，因此會占去相當大的電路面積，而使電路的成本大幅的增加。
[0003]另外，在現有技術中，要針對高壓元件所建構的運算放大器進行控制動作，需要利用電平轉換(level shift)電路將低電壓的控制信號轉換為高電壓，方能使控制信號可以有效的進行運算放大器的操控動作。這些電平轉換電路同樣會占去一定程度的電路面積而造成成本的增加，另外，電平轉換電路需要額外的功率消耗，也造成了電力的浪費。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種電源管理系統及其電源模塊的檢測裝置，可提高電力管理效率、降低功率消耗以及縮小電路的面積。
[0005]本發明的電源模塊的檢測裝置包括多數個電壓減法器、多工器以及時鐘產生器。電壓減法器接收電源電壓與電源模塊提供的多個檢測電壓的其中之二的第一檢測電壓以及第二檢測電壓。各電壓減法器包括第一及第二晶體管，用以分別依據第一及第二檢測電壓來調整電源電壓以分別產生第一及第調整電壓。各電壓減法器并依據選擇信號對第一及第二調整電壓進行減法運算以產生減法結果電壓。多工器選擇電壓減法器的其中之一產生的減法結果電壓以產生輸出電壓。時鐘產生器耦接電壓減法器，并提供各電壓減法器對應的選擇信號。
[0006]在本發明的一實施例中，上述的電壓減法器還包括第一開關、第二開關以及減法電路。第一開關的第一端耦接第一晶體管以接收第一調整電壓以及選擇信號，并依據選擇信號以傳送第一調整電壓至第一開關的第二端。第二開關的第一端耦接第二晶體管以接收第二調整電壓以及選擇信號，并依據選擇信號以傳送第二調整電壓至第二開關的第二端。減法電路耦接第一開關以及第二開關的第二端，針對第一調整電壓以及第二調整電壓進行減法運算以產生減法結果電壓。
[0007]在本發明的一實施例中，上述的減法電路包括運算放大器、第一電阻以及第二電阻。運算放大器的第一輸入端耦接至第一開關的第二端，其第二輸入端耦接至第二開關的第二端，其輸出端產生減法結果電壓。第一電阻耦接在運算放大器的第一輸入端以及參考接地端間。第二電阻耦接在運算放大器的輸出端與運算放大器的第二輸入端間。
[0008]在本發明的一實施例中，上述的第一及第二晶體管分別依據第一調整電壓以及第二調整電壓而工作在線性區。
[0009]基于上述，本發明提供電壓減法器來進行電源模塊的檢測動作，并通過在電壓減法器中設置高壓元件的晶體管。如此一來，可通過高壓元件的晶體管以依據電源模塊所提供的檢測電壓來調整電源電壓并藉以產生調整電壓，再通過將兩個調整電壓進行相減，并通過提供減法結果電壓來作為電源模塊檢測的依據。本發明通過在電壓減法器中設置高壓元件的晶體管的方式，有效提升電力管理的效率，并降低其功率消耗，且有效的縮小電路的面積。
[0010]為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明一實施例的電源管理系統的TJK意圖；
[0012]圖2為本發明實施例的電壓減法器的一實施方式的示意圖；
[0013]圖3為本發明實施例的電源模塊的實施方式的示意圖。
[0014]附圖標記說明:
[0015]100:電源管理系統；
[0016]101:檢測裝置；
[0017]110、300:電源模塊；
[0018]121?12N:電壓減法器；
[0019]130:多工器；
[0020]140:時鐘產生器；
[0021]VDll ?VDNU VD12 ?VDN2:檢測電壓；
[0022]Ml?M4:晶體管；
[0023]VT1、VT2:調整電壓；
[0024]VDD:電源電壓；
[0025]VDIFFl?VDIFFN:減法結果電壓；
[0026]VOUTjtmiS;
[0027]SELl ?SELN:選擇信號；
[0028]CMD:測試命令；
[0029]Rl ?R4:電阻；
[0030]SW1、SW2:開關；
[0031]210:減法電路；
[0032]OPl:運算放大器；
[0033]GND:參考接地立而；
[0034]BATl ?BATN:電池。
【具體實施方式】
[0035]以下請參照圖1，圖1為本發明一實施例的電源管理系統的示意圖。電源管理系統100包括電源模塊110以及檢測裝置101。檢測裝置用來檢測電源模塊110。檢測裝置101包括電壓減法器121?12N、多工器130以及時鐘產生器140。其中，電源模塊110提供多個檢測電壓VDll?VDNl以及￥012?￥0吧，檢測電壓￥011?￥0附以及VD12?VDN2彼此間的電壓值的大小都是不相同的。而在電壓減法器121?12N中，各電壓減法器接收檢測電壓VDll?VDNl以及VD12?VDN2中的其中兩個檢測電壓。以電壓減法器121為例，電壓減法器121接收檢測電壓VDll以及VD12。并且，電壓減法器121中包括晶體管Ml以及M2。晶體管Ml以及M2的控制端分別接收檢測電壓VDlI以及VD12，而晶體管Ml以及M2的第一端共同接收電源電壓VDD，且晶體管Ml以及M2的第二端分別產生調整電壓VTl以及VT2。
[0036]在本發明實施例中，晶體管Ml以及M2可以是金氧半導場效晶體管(MOSFET)，而晶體管Ml以及M2的控制端為其柵極，晶體管Ml以及M2的第一端可以是源極，晶體管Ml以及M2的第二端則可以是漏極。
[0037]值得注意的是，晶體管Ml依據所接收的檢測電壓VDll來針對電源電壓VDD進行調整來產生調整電壓VTl。晶體管M2依據所接收的檢測電壓VD12來針對電源電壓VDD進行調整來產生調整電壓VT2。晶體管Ml以及M2都為可以承受高電壓(例如40V以上)的高壓元件。
[0038]在實現細節上，在電源模塊110為正常狀態時，晶體管Ml以及M2分別接收電壓大小不相同的檢測電壓VDll以及VD12并分別工作在線性區，其中，檢測電壓VDll的電壓值大于檢測電壓VD12的電壓值。基于晶體管Ml以及M2為N型的晶體管，控制端接收較高檢測電壓VDll的晶體管Ml提供較小的電阻，而控制端接收較低檢測電壓VD12的晶體管M2提供較大的電阻。如此一來，調整電壓VTl電壓值會大于調整電壓VT2的電壓值。
[0039]電壓減法器121并針對調整電壓VTl以及VT2進行減法運算的動作，并產生減法結果電壓VDIFFl。通過減法結果電壓VDIFFl的電壓值，就可以得知電源模塊110提供的檢測電壓VDll以及VD12是否正常。
[0040]附帶一提的，電源模塊110中可以包括多個電源供應單元(例如電池)來分別產生檢測電壓VDll、VD12-VDNl以及VDN2。因此，以電壓減法器121為范例，通過檢查電壓減法器121所產生的減法結果電壓VDIFFl的電壓值，就可以知道電壓減法器121對應的電源供應單元所產生的檢測電壓VDll以及VD12是否正常，也就可以得知電壓減法器121對應的電源供應單元是否正常。而通過分別對電壓減法器121?12N所分別產生的減法結果電壓VDIFFl?VDIFFN進行檢測，就可以達到對電源模塊110中的所有的電源供應單元進行檢測的目的。
[0041]多工器130耦接至電壓減法器121?12N，并選擇電壓減法器121?12N所分別產生的減法結果電壓VDIFFl?VDIFFN的其中之一以進行輸出，并藉以產生輸出電壓VOUT。多工器130可將輸出電壓VOUT提供至一監控電路(未示出)，監控電路則可依據輸出電壓VOUT的電壓值大小來判讀出電源模塊110的工作狀態是否正常。
[0042]時鐘產生器140耦接至電壓減法器121?12N，并產生多數個選擇信號SELl?SELN以分別提供至電壓減法器121?12N。電壓減法器121?12N所進行的減法運算是分別依據所對應接收的選擇信號SELl?SELN來進行的。其中，時鐘產生器140可以利用計時的方式，使選擇信號SELl?SELN分別在不同的時間區間中產生正脈沖(或負脈沖)，而電壓減法器