改善待機耗能的冗餘電源系統的製作方法
2023-06-05 14:07:01 1
改善待機耗能的冗餘電源系統的製作方法
【專利摘要】一種改善待機耗能的冗餘電源系統，包括有多個電力供應模塊及一電力整合背板。這些電力供應模塊分別具有一第一供電路徑、一第二供電路徑以及一設置於該第一供電路徑上且具有一常備電力輸入路徑的工作電力轉換單元，該電力整合背板分別與這些電力供應模塊連接，包含有一工作電力整合單元及一常備電力整合單元，該常備電力整合單元還與每一該電力供應模塊的該常備電力輸入路徑連接以對該電力供應模塊供給該常備電力，且該常備電力轉換單元具有一根據一耗能信號決定由相對應數量的該第二供電路徑供給該外部電力轉換該常備電力的電力調節機制。
【專利說明】改善待機耗能的冗餘電源系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種冗餘電源系統，尤指一種通過調整該常備電力輸出狀況以改善待機耗能的幾餘電源系統。
【背景技術】
[0002]ATX (Advanced Technology Extended)是現今最為普遍使用的主機板規格,而在ATX規格下實施的一電源供應器，並不會直接與信息系統的一啟動開關連接，其實際上是通過一主機板的觸發才會啟動，而該電源供應器常態對該主機板供給一常備電力(俗稱5Vsb)，使該主機板隨時具有電力並進入待命啟動的狀態。當該啟動開關受使用者按壓觸發時，該主機板向該電源供應器輸出一啟動信號，使該電源供應器以該常備電力作為啟動電源，完成啟動輸出該主機板正常運作下所需的工作電力，所稱工作電力即如ATX供電規格中的12V、5V以及3.3V等。
[0003]再者，由於現今科技業對於電力供給穩定度的要求，遂有業者提出了一種冗餘電源系統(Redundant Power Supply),而所稱冗餘電源系統主要包含至少兩個電力供應模塊以及一連接這些電力供應模塊的電力整合背板，供電時，該電力整合背板依據所連接負載的耗能狀態決定每一該電力供應模塊所輸出的功率，也就是說，該負載所需要的耗能是由這些電力供應模塊所分攤供應。若其中一該電力供應模塊損壞無法正常供電，維護人員可在該冗餘電源系統仍處於供電的情況下，直接將損壞的其中一該電力供應模塊與該電力整合背板分離，更換另一功能正常的電力供應模塊。然而，該冗餘電源系統中所使用的該電力供應模塊可分別視其為一電源供應器，除了供應該主機板所需的工作電力之外，還轉換輸出有該常備電力，但是該負載運作時會依據不同的耗能需要不同功率的工作電力及該常備電力。舉例說明，該冗餘電源系統具有4組電力供應模塊，每一該電力供應模塊常態輸出IW的該常備電力，但該負載僅需要IW的該常備電力，未使用的3W常備電力即成為廢能，轉由其他元件進行消耗。也就是說，現今的該冗餘電源系統並不會依據該負載所需的耗能多寡，來調整該冗餘電源系統所供應該常備電力的功率，因而產生了許多不必要的損耗。
實用新型內容
[0004]本實用新型的主要目的，在於提供一種可依負載耗能狀態來調整所輸出常備電力的冗餘電源系統。
[0005]為達上述目的，本實用新型提供一種改善待機耗能的冗餘電源系統，該冗餘電源系統包括有多個電力供應模塊以及一與電力供應模塊連接的電力整合背板。每一個該電力供應模塊獨立連接有一外部電源並接收一外部電力，而每一個該電力供應模塊分別具有與該外部電源連接的一第一供電路徑與一第二供電路徑、以及一設置於該第一供電路徑上並對該外部電力進行電力電平轉換以輸出一工作電力的工作電力轉換單兀，且該工作電力轉換單元具有一常備電力輸入路徑。該電力整合背板與電力供應模塊連接，該電力整合背板包含有一工作電力整合單元以及一常備電力轉換單元，該工作電力整合單元連接每一個該電力供應模塊的每一個該第一供電路徑並整合所接收的工作電力以輸出至一負載，該常備電力轉換單元連接每一個該電力供應模塊的每一個該第二供電路徑並將所接收的外部電力轉換為一常備電力輸出至該負載，其中，該常備電力轉換單元還與每一個該電力供應模塊的該常備電力輸入路徑連接以將該常備電力供應給該電力供應模塊，且該常備電力轉換單元具有一電力調節機制，該電力調節機自該負載獲取一耗能信號以決定由相對應數量的該第二供電路徑供給該外部電力以轉換為該常備電力。
[0006]於一實施例中，每一個該電力供應模塊的每一個該工作電力轉換單元包含有一連接該第一供電路徑的整流濾波單元、一連接該整流濾波單元的功因校正單元、一變壓器、一脈寬控制單元、一開關元件以及一調製輸出單元。
[0007]於一實施例中，每一個該電力供應模塊分別具有一設置於該第二供電路徑上以決定該第二供電路徑的導通或斷路的開關單元。
[0008]於一實施例中，每一個該電力供應模塊分別具有一控制該開關單元的數字控制單
J Li ο
[0009]於一實施例中，每一個該電力供應模塊分別具有一連接該開關單兀並依該開關單元的狀態產生色彩變化的狀態指示燈。
[0010]於一實施例中，該電力整合背板具有一連接該工作電力整合單元的電力調製單元，該電力調製單元接收該工作電力並進行電力電平轉換而向該負載輸出至少一調製工作電力。
[0011]通過上述結構，本實用新型相較習用冗餘電源系統具有以下特色:
[0012]本實用新型通過該常備電力轉換單元針對該負載需求輸出相應的該常備電力，避免了常用冗餘電源系統無法針對該常備電力進行調製而導致損耗發生的事情。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型改善待機耗能的冗餘電源系統一實施例的單元組成示意圖。
[0014]圖2為本實用新型改善待機耗能的冗餘電源系統另一實施例的單元組成示意圖。
[0015]圖3為本實用新型改善待機耗能的冗餘電源系統一實施例的外觀示意圖。
【具體實施方式】
[0016]有關本實用新型的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下:
[0017]請參閱圖1，本實用新型的改善待機耗能的冗餘電源系統主要是由多個電力供應模塊I以及一電力整合背板2所組構而成，而本實用新型於此僅以兩個電力供應模塊I進行舉例，實際上該冗餘電源系統可依據實施態樣的不同調整該電力供應模塊I的數量。每一該電力供應模塊I獨立連接有一外部電源3並接收有一外部電力，而本實用新型所稱該外部電源3可為一室配電源或一工業電源。進一步地，每一該電力供應模塊I分別具有與該外部電源3連接的一第一供電路徑11與一第二供電路徑12，以及一設置於該第一供電路徑11上的工作電力轉換單元13。該第一供電路徑11與該第二供電路徑12分別自該外部電源3接收該外部電力，而設置於該第一供電路徑11上的該工作電力轉換單元13則對該第一供電路徑11所接收的該外部電力進行電力電平轉換以輸出有一工作電力，所稱該工作電力可為ATX主機板規格中指定的12Vdc。具體說明，每一該電力供應模塊I所包含的每一該工作電力轉換單元13分別包含有一連接該第一供電路徑11的整流濾波單元131、一連接該整流濾波單元131的功因校正單元132、一變壓器133、一脈寬控制單元134、一開關元件135以及一調製輸出單元136。而該外部電力經該整流濾波單元131整流濾波之後，受該功因校正單元132以一變壓調整電平調整該外部電力的功率因子，而該脈寬控制單元134則輸出一驅動信號決定該開關元件135的工作周期，通過該開關元件135周期性的導通與截止來調製該變壓器133的線圈電流，並由該調製輸出單元136對該變壓器133所輸出的電力進行調製，最後輸出該工作電力。進一步地，本實用新型該工作電力轉換單元13具有一常備電力輸入路徑137，所稱該常備電力輸入路徑137主要是用來接收一常備電力，以利用該常備電力啟動該工作電力轉換單元13。
[0018]另一方面，該電力整合背板2與這些電力供應模塊I連接，該電力整合背板2具有一工作電力整合單元21以及一常備電力轉換單元22，該工作電力整合單元21連接每一該電力供應模塊I的每一該第一供電路徑11，並從這些第一供電路徑11接收每一該第一工作路徑11所傳輸的這些工作電力，而該工作電力整合單元21進一步將這些工作電力進行整合併輸出至一負載4,而所稱的該負載4可為一伺服器、一個人電腦等信息設備。該常備電力轉換單元22則連接每一該電力供應模塊I的每一該第二供電路徑12，並從這些第二供電路徑12接收每一該第二供電路徑12所傳輸的這些外部電力，而進一步對該外部電力進行電力電平的轉換，將該外部電力轉換成該常備電力並輸出至該負載4。再者，該常備電力轉換單元22還與每一該電力供應模塊I的該常備電力輸入路徑137連接，而將該常備電力向每一該電力供應模塊I輸出，此外，本實用新型該常備電力轉換單元22還具有一電力調節機制，所謂該電力調節機制其主要自該負載4獲取一耗能信號，再決定由相對應數量的該第二供電路徑12供給該外部電力給該常備電力轉換單元22以進行電力電平的轉換。更進一步針對該電力調節機制進行說明，當該負載4運轉的當下需要2W的該常備電力，該常備電力轉換單元22即將該負載4耗能需求轉換成該耗能信號，並依據該耗能信號決定需要多少的該外部電力進行轉換，輸出符合該負載4所需的該常備電力，也就是說，如果該常備電力轉換單元22於當下僅由這些電力供應模塊I的其中之一取得該外部電力，轉換輸出IW的該常備電力，明顯不符合該負載4需求，因此，該常備電力轉換單元22依據該耗能信號決定同時自這些電力供應模塊I (本實施例於此是以兩個電力供應模塊I進行舉例)接收該外部電力，以轉換輸出符合該負載4需求的該常備電力。反之，若該負載4無需較大功率的該常備電力時，該常備電力轉換單元22即調整每一該電力供應模塊I對其輸出該外部電力的供電情況，藉此以改善該冗餘電源系統於待機狀態下的耗能。另外，本實用新型該電力整合背板2還可具有一電力調製單元23，該電力調製單元23連接該工作電力整合單元21並接收該工作電力，對該工作電力進行電力電平調製而向該負載4輸出至少一調製工作電力，所稱的該調製工作電力即為ATX主機板規格中指定的5Vdc、3.3Vdc等。
[0019]請參閱圖2，此外，本實用新型除上述結構之外，還進一步於每一該電力供應模塊I的該第二供電路徑12上設置一開關單元121，而該開關單元121的導通或截止決定了該第二供電路徑12的導通或斷路，如此一來，使用者可依據使用的需求導通或截止該開關單元121，進而停止該電力供應模塊I對該電力整合背板2的該外部電力供給，而該開關單元121可為裝設於該電力供應模塊I的一外殼14上的一實體開關(如圖3所示)。進一步地，每一該電力供應模塊I還可分別具有一連接該開關單元121並依該開關單元121狀態產生色彩變化的狀態指示燈15。再者，每一該電力供應模塊I還可分別具有一控制該開關單元121的數字控制單元16，而該數字控制單元16可經由該電力整合背板2接收一控制信號，而以該控制信號控制該開關單元121導通或截止。
[0020]綜上所述，本實用新型的該改善待機耗能的冗餘電源系統，包括有多個電力供應模塊及一電力整合背板。這些電力供應模塊分別具有一第一供電路徑、一第二供電路徑以及一設置於該第一供電路徑上且具有一常備電力輸入路徑的工作電力轉換單元，該電力整合背板分別與這些電力供應模塊連接，包含有一工作電力整合單元及一常備電力整合單元，該常備電力整合單元還與每一該電力供應模塊的該常備電力輸入路徑連接以對該電力供應模塊供給該常備電力，且該常備電力轉換單元具有一根據一耗能信號決定由相對應數量的該第二供電路徑供給該外部電力轉換該常備電力的電力調節機制。
【權利要求】
1.一種改善待機耗能的冗餘電源系統，其特徵在於，所述冗餘電源系統包括有: 多個電力供應模塊，每一個所述電力供應模塊獨立連接有一外部電源並接收一外部電力，而每一個所述電力供應模塊分別具有與所述外部電源連接的一第一供電路徑與一第二供電路徑、以及一設置於所述第一供電路徑上並對所述外部電力進行電力電平轉換以輸出一工作電力的工作電力轉換單元，且所述工作電力轉換單元具有一常備電力輸入路徑； 一電力整合背板，與所述電力供應模塊連接，所述電力整合背板包含有一工作電力整合單元以及一常備電力轉換單元，所述工作電力整合單元連接每一個所述電力供應模塊的每一個所述第一供電路徑並整合所接收的所述工作電力以輸出至一負載，所述常備電力轉換單元連接每一個所述電力供應模塊的每一個所述第二供電路徑並將所接收的所述外部電力轉換為一常備電力輸出至所述負載，其中，所述常備電力轉換單元還與每一個所述電力供應模塊的所述常備電力輸入路徑連接以將所述常備電力供應給所述電力供應模塊，且所述常備電力轉換單元具有一電力調節機制，所述電力調節機制自所述負載獲取一耗能信號以決定由相對應數量的所述第二供電路徑供給所述外部電力以轉換為所述常備電力。
2.根據權利要求1所述的改善待機耗能的冗餘電源系統，其特徵在於，每一個所述電力供應模塊的每一個所述工作電力轉換單元包含有一連接所述第一供電路徑的整流濾波單元、一連接所述整流濾波單元的功因校正單元、一變壓器、一脈寬控制單元、一開關元件以及一調製輸出單元。
3.根據權利要求1所述的改善待機耗能的冗餘電源系統，其特徵在於，每一個所述電力供應模塊分別具有一設置於所述第二供電路徑上以決定所述第二供電路徑的導通或斷路的開關單元。
4.根據權利要求3所述的改善待機耗能的冗餘電源系統，其特徵在於，每一個所述電力供應模塊分別具有一控制所述開關單元的數字控制單元。
5.根據權利要求3所述的改善待機耗能的冗餘電源系統，其特徵在於，每一個所述電力供應模塊分別具有一連接所述開關單元並依所述開關單元的狀態產生色彩變化的狀態指示燈。
6.根據權利要求1所述的改善待機耗能的冗餘電源系統，其特徵在於，所述電力整合背板具有一連接所述工作電力整合單元的電力調製單元，所述電力調製單元接收所述工作電力並進行電力電平轉換而向所述負載輸出至少一調製工作電力。
【文檔編號】H02J9/04GK203674783SQ201320864071
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】陳聰俊, 黃永欣 申請人:新巨企業股份有限公司