專利名稱：備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種備援電源供應(yīng)系統(tǒng)，尤其是具有功率平衡 單元的備援電源供應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般大功率需求的電器設(shè)備，如工業(yè)型計算機(jī)或用于飛機(jī)等的 計算機(jī)設(shè)備，因其持續(xù)處理龐大且復(fù)雜的信息而要求穩(wěn)定的電力供
脈而損害該昂貴且復(fù)雜的電器設(shè)備或使該處理的信息瞬間消失，普
遍采用N+M備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)(Redundant Power Supply )以維 持常態(tài)運作而不中斷電力供應(yīng)，N表示該電器設(shè)備所需總和功率負(fù) 載值所應(yīng)該組合的電源供應(yīng)器數(shù)量，M表示可允許電源供應(yīng)器損壞 的數(shù)量，而N^1且M^1。備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)所包含N+M組電 源供應(yīng)器，每一電源供應(yīng)器是包含一常駐輸出直流電力的常備電力 單元、以及一開才幾狀態(tài)下輸出直流電力的主電力單元。目前開發(fā)出 許多備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)，以強(qiáng)化備援或容錯的功能，如一具備交 直流電力輸入的備援式電源供應(yīng)器，如美國專利申請第11/022,795 號所示，采用雙電力源輸入的備援式電源供應(yīng)器設(shè)計，讓所述電源 供應(yīng)器在任一電力輸入源中斷時，仍可持續(xù)輸出直流電力至電器設(shè) 備正常運作。
先前備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)的主電力單元皆采用并聯(lián)方式電連 接，以1+1備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)為例，理論上，所述兩主電力單元
是設(shè)定平均分配負(fù)栽電流以驅(qū)動電器設(shè)備正常運作，但是在許多實 際應(yīng)用中，任一主電力單元可能出現(xiàn)老化或輸出阻抗差異等無法平 均負(fù)擔(dān)相同功率電力的狀況，若強(qiáng)制使其提供相同功率電力易發(fā)生 所述主電力單元的超載，為維持所述電器i殳備正常運作，另一主電 力單元被迫完全負(fù)擔(dān)輸出的電力，但是也超出負(fù)載，大幅減少所述 備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)的使用壽命，因此發(fā)展出主電力單元的電流負(fù)
載分配4支術(shù)(Current Sharing Technique )以解決上述問題，如美國 專利申請第20060273740號所示。電流負(fù)載技術(shù)裝置是檢測其輸出 的直流電力功率后，根據(jù)其檢測的電流信號進(jìn)而反饋一信號給所述 主電力單元再次進(jìn)行輸出電力的調(diào)整，如此當(dāng)所檢測主電力單元的 輸出電力發(fā)生異常，會抑制其輸出的直流電力，并和另一主電力單 元一起提供較高的直流電力，如此，所有的主電力單元皆獲得最佳 電力輸出調(diào)配，延長所述備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)的壽命并減少突然發(fā) 生損l夂的情況。另 一備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)(Backup-type power supply system)力口美國專利申i青第11/330,079號所示，所述電源供應(yīng)系統(tǒng)；
分別整合輸出，每臺電源供應(yīng)器皆具有 一獨立功率平衡單元均衡輸 出電力，確保每一電力位準(zhǔn)提供最佳的電力輸出。然而以上針對輸 出電力的平衡模式大多針對主電力單元所設(shè)計。
除了主電力單元之外，存在于所述備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)的常備 電力單元， 一般常態(tài)提供電器設(shè)備開關(guān)時所需的常備電力，隨著電 器設(shè)備日益復(fù)雜且電力需求增大，常備電力單元的利用也有越來越 大的趨勢；除此之外，現(xiàn)今電器設(shè)備的應(yīng)用技術(shù)，還發(fā)展出許多可
如照明裝置、小型液晶顯示裝置等，凡此類運用，皆無須在開機(jī) 狀態(tài)下即可單獨運作。因此各常備電力單元間也可能發(fā)生如各主電 力單元于不相對供電狀況下，強(qiáng)迫輸出超過負(fù)載的電力所導(dǎo)致所迷 常備電力單元壽命減少的問題，可能影響常態(tài)下供電，甚至可能因
過度負(fù)載而使所述常備電力單元突然斷電的情況，使所述電器設(shè)備

實用新型內(nèi)容
本實用新型的主要目的，除了平衡各備援電源供應(yīng)器的主電力 單元間所輸出的直流電力，使主電力以最佳質(zhì)量輸出外，針對負(fù)載
整體備援電源供應(yīng)器輸出電力的最佳化，并防止任一主電力單元或 常備電力單元電源供應(yīng)中斷，以避免重要才幾器刃匕電。
為達(dá)上述目的，本實用新型提供一種備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)，包
括N+M組電源供應(yīng)器，所述N^1且M^1，所述電源供應(yīng)器電 連接至少一個外部電力源以轉(zhuǎn)換電力輸出，其中，所述電源供應(yīng)器 內(nèi)部的電力轉(zhuǎn)換單元至少具備有一常態(tài)輸出電力的常備電力單元 以及一于開機(jī)狀態(tài)下提供電力的主電力單元；各電源供應(yīng)器共同電 連才矣到至少 一個電力整合控制單元，所述電力整合控制單元4妻收所 述電源供應(yīng)器輸出的轉(zhuǎn)換電力并整合輸出；所述電源供應(yīng)器的常備 電力單元以及主電力單元與所述電力整合控制單元之間分別架設(shè) 一第一功率平;f軒單元與一第二功率平衡單元，所述第一功率平衡單
元與第二功率平衡單元以負(fù)載功率平衡模式分別使所述電力整合 控制單元于常態(tài)狀態(tài)與開機(jī)狀態(tài)的總輸出電力根據(jù)各電源供應(yīng)器 的負(fù)載比定義出各電源供應(yīng)器的實際輸出電力。
采用本實用新型的備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)，其輸出的主電力以及 常備電力通過負(fù)責(zé)調(diào)整并控制所述常備電力單元輸出電力的第一 功率平衡單元，以及調(diào)整并4空制主電力單元輸出電力的第二功率平 衡單元進(jìn)4于電力供應(yīng)的調(diào)配，可以4吏開才幾狀態(tài)的主電力以及常態(tài)狀
態(tài)下的常備電力皆能以最佳質(zhì)量方式輸出，且避免任一主電力單元或常備電力單元負(fù)栽過重導(dǎo)致所述電源供應(yīng)器中斷供電能力而無 法供應(yīng)所述電器設(shè)備所需的電力。
附圖i兌明
圖l是本實用新型的備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)的電路方塊連接示意圖。
圖2是本實用新型的備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)的電路示意圖。
具體實施方式
有關(guān)本實用新型的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)結(jié)合
如
下
請參照圖1及圖2，是本實用新型的備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)電路 方塊連接示意圖及電路示意圖，如圖所示本實用新型為一種備援 式電源供應(yīng)系統(tǒng)，采用N+M組電源供應(yīng)器10、 20，所述N^1且 M^1，其中N為驅(qū)動電器設(shè)備運作的電力功率負(fù)栽總和所需的電 源供應(yīng)器10數(shù)目，M為可允許電源供應(yīng)器20損壞的數(shù)目。每臺電 源供應(yīng)器10、 20都電連接于至少一個外部電力源以轉(zhuǎn)換電力輸出， 其中，所述電源供應(yīng)器10、 20內(nèi)部的電力專爭4灸單元分別為至少有 常備電力單元11、 21以及主電力單元12、 22，所述常備電力單元 11、 21在電源供應(yīng)器10、 20常態(tài)狀態(tài)(包含開機(jī)以及待機(jī)狀態(tài)) 下連接所述外部電力源常態(tài)輸出轉(zhuǎn)換電力，而所述主電力單元12、 22則在電源供應(yīng)器10、 20開機(jī)狀態(tài)下連接所述外部電力源輸出轉(zhuǎn) 換電力；本實用新型還提供至少一個電力整合控制單元30,是共同 電連接所述電源供應(yīng)器10、 20,所述電力整合控制單元30接收所 述電源供應(yīng)器10、 20輸出的轉(zhuǎn)換電力并整合輸出，所述電力整合 控制單元30具有一第一功率檢測連接線路31以及一第二功率檢測連接線路32，所述第一功率檢測連接線路31電連接于常備電力單 元ll、 21，而所述第二功率檢測連接線路32電連接于主電力單元 l2、 22，使所述常備電力單元ll、 21之間以及主電力單元12、 22 之間分別形成小型備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)，整體而言，各連接于電力 整合控制單元30的電源供應(yīng)器10、 20形成一整合所有常備電力單 元ll、 21以及主電力單元12、 22的大型備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)。
為方便了解本實用新型的備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)，以下將以N=l 且M=l作為實施例加以i兌明，也就是i兌定義所述備援式電源供應(yīng) 系統(tǒng)為1+1 ^L電源供應(yīng)器10、 20架構(gòu)。
每一電源供應(yīng)器IO、 20中，各所述常備電力單元ll、 21與所 述電力整合控制單元30間各架設(shè)一第一功率平衡單元41、 42;當(dāng) 在開4幾狀態(tài)下，各所述常備電力單元11、 21所轉(zhuǎn)換出的直流電力 會經(jīng)過所述第一功率平衡單元41、 42,此時所述第一功率平4軒單元 41、 42以負(fù)載功率平衡才莫式，先4企測所述常備電力單元11、 21的 輸出功率，進(jìn)而反饋控制所述常備電力單元11、 21，根據(jù)各常備電 力單元11、 21的負(fù)載比定義出實際輸出電力。所述第一功率平衡-單元41、 42可i殳置于所述電源供應(yīng)器10、 20內(nèi)部、或者所述電力 整合控制單元30內(nèi)。
除此之外，為確^呆所述電源供應(yīng)器10、 20的主電力單元12、 22也可以經(jīng)由調(diào)整以穩(wěn)、定常備電力的輸出，于各主電力單元12、 22與所述電力整合控制單元30之間各i殳置一第二功率平纟軒單元 51、 52,如同第一功率平衡單元41、 42相對所述常備電力單元11、 21的功效，所述第二功率平衡單元51、 52也以負(fù)栽功率平衡模式 使所述電力整合控制單元30于常態(tài)狀態(tài)的總輸出電力，根據(jù)主電 力單元12、 22的負(fù)栽比定義出主電力單元12、 22的實際輸出電力。 所述第二功率平衡單元51、 52可設(shè)置于所述電力整合控制單元30 上、或者所述電源供應(yīng)器IO、 20內(nèi)部。
本備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)所輸出的主電力以及常備電力，通過負(fù)
責(zé)調(diào)整并控制所述常備電力單元11、 21輸出電力的第一功率平衡 單元41、 42,以及調(diào)整并控制主電力單元12、 22輸出電力的第二 功率平衡單元51、 52進(jìn)4于電力供應(yīng)的調(diào)配，4吏開才幾4犬態(tài)的主電力 以及常態(tài)狀態(tài)下的常備電力皆能以最佳質(zhì)量方式輸出，且避免任一 主電力單元12、 22或常備電力單元11、 21負(fù)載過重導(dǎo)致所述電源 供應(yīng)器10、 20中斷供電能力而無法供應(yīng)所述電器設(shè)備所需的電力。
以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本 實用新型。在上述實施例中，本實用新型可以有各種更改和變化。 凡在本實用新型的津fr神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、 改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，包括N+M組電源供應(yīng)器(10、20)，所述N≥1且M≥1，所述電源供應(yīng)器(10、20)電連接至少一個外部電力源以轉(zhuǎn)換電力輸出，其中，所述電源供應(yīng)器(10、20)內(nèi)部的電力轉(zhuǎn)換單元至少具備有一在電源供應(yīng)器(10、20)常態(tài)狀態(tài)下連接所述外部電力源常態(tài)輸出轉(zhuǎn)換電力的常備電力單元(11、21)以及一在電源供應(yīng)器(10、20)開機(jī)狀態(tài)下連接所述外部電力源輸出轉(zhuǎn)換電力的主電力單元(12、22)；至少一個電力整合控制單元(30)，共同電連接所述電源供應(yīng)器(10、20)，所述電力整合控制單元(30)接收所述電源供應(yīng)器(10、20)輸出的轉(zhuǎn)換電力并整合輸出；一第一功率平衡單元(41、42)，架構(gòu)于所述電源供應(yīng)器(10、20)的常備電力單元(11、21)及所述電力整合控制單元(30)之間，所述第一功率平衡單元(41、42)以負(fù)載功率平衡模式使所述電力整合控制單元(30)于待機(jī)狀態(tài)的總輸出電力根據(jù)各電源供應(yīng)器(10、20)的負(fù)載比產(chǎn)生出各電源供應(yīng)器(10、20)的實際輸出電力；一第二功率平衡單元(51、52)，架構(gòu)于所述電源供應(yīng)器(10、20)的主電力單元(12、22)及所述電力整合控制單元(30)之間，所述第二功率平衡單元(51、52)以負(fù)載功率平衡模式使所述電力整合控制單元(30)于開機(jī)狀態(tài)的總輸出電力相據(jù)各電源供應(yīng)器(10、20)的負(fù)載比產(chǎn)生出各電源供應(yīng)器(10、20)的實際輸出電力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述 第一功率平衡單元(41 、42 K殳置于所述電力整合控制單元(30 ) 上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述 第二功率平衡單元(51 、52 H殳置于所述電力整合控制單元(30 ) 上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述 第一功率平衡單元(41、 42)設(shè)置于所述電源供應(yīng)器(10、 20) 內(nèi)部。
5. 根椐權(quán)利要求1所述備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述 第二功率平衡單元(51、 52)設(shè)置于所述電源供應(yīng)器(10、 20) 內(nèi)部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述 常備電力單元(ll、 21 )在所述電源供應(yīng)器(10、 20)開機(jī)狀 態(tài)下仍連接所述外部電力源并維持所述第一功率平衡單元(51、 52)以負(fù)栽功率平#^莫式輸出轉(zhuǎn)換電力。
專利摘要一種備援式電源供應(yīng)系統(tǒng)，可平衡內(nèi)部各主電力單元與主電力單元間以及常備電力單元與常備電力單元間的電力供應(yīng)，使主電力與常備電力達(dá)到最佳輸出質(zhì)量，也可防止任一主電力單元或常備電力單元發(fā)生電源供應(yīng)中斷，是利用各主電力單元以及各常備電力單元與電力整合控制單元間，架設(shè)一功率平衡單元并以負(fù)載功率平衡模式分別使所述電力整合控制單元于常態(tài)以及開機(jī)狀態(tài)的總輸出電力根據(jù)各電源供應(yīng)器的負(fù)載比定義出各電源供應(yīng)器的實際輸出電力。
文檔編號H02J9/00GK201075731SQ20072012813
公開日2008年6月18日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者陳聰俊 申請人:新巨企業(yè)股份有限公司