CN101295885B - 冗余电源供应系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冗余电源供应系统，包括：机体，具有第一容置部与第二容置部；第一电源供应器，具有第一连接接口；第二电源供应器，具有第二连接接口；以及电源转换电路板，设置于机体的内部，且具有电源转换电路、第一插槽与第二插槽，其中第一插槽与第一电源供应器的第一连接接口连接，第二插槽与第二连接接口连接，且电源转换电路板与第一电源供应器以及第二电源供应器的长度方向近似垂直，以由电源转换电路板将第一电源供应器和/或第二电源供应器所提供的电源进行转换然后输出。本发明可以减小冗余电源供应系统的整体长度并提高散热效果，还可以使冗余电源供应系统直接与受电设备连接，从而提供受电设备所需的能量。

Description

冗余电源供应系统

技术领域

本发明涉及一种电源供应系统，尤其涉及一种冗余电源供应系统(Redundant power supply system)。

背景技术

电源供应系统是使诸如通讯设备、工业计算机、信息设备或服务器之类的各种设备维持正常运作所不可或缺的装备。为了防止电源供应系统发生故障而无法继续供电，甚至导致受电设备损坏、数据设备损坏或数据遗失，因而发展出冗余电源供应系统。冗余电源供应系统的主要原理是将两个以上的电源供应器并联地装置于一机体内，在正常操作模式下，电源供应器可以分担提供至负载的能量，但当其中一个电源供应器发生故障而无法供电时，可以由另一个电源供应器继续提供电源。

请参阅图1(a)，其为传统冗余电源供应系统的结构示意图。如图1(a)所示，传统冗余电源供应系统1包括一机体10、一第一电源供应器11以及一第二电源供应器12。其中，机体10内部的空间可由隔板101分隔成第一容置部102与第二容置部103，以分别用于插置第一电源供应器11以及第二电源供应器12。机体10的内部还设置一背板13，该背板13上具有一第一插槽131与一第二插槽132，以分别与第一电源供应器11的连接部111以及第二电源供应器12的连接部121插接。机体10背面的穿孔可穿出多个电线14，多个电线14与背板13直接连接，以将冗余电源供应系统1所提供的电源通过电线14提供至受电设备的内部使用。

然而，传统冗余电源供应系统1的背板13仅为一转接接口，即仅用于汇接第一电源供应器11与第二电源供应器12输出的电源，而没有配置任何电源转换电路，因此第一电源供应器11与第二电源供应器12内部的电路板须分别配置电源转换电路(如交流/直流转换电路与直流/直流转换电路)，再通过第一电源供应器11的连接部111和第二电源供应器12的连接部121与背板13的第一插槽131和第二插槽132连接，因此第一电源供应器11与第二电源供应器12的整体长度相对较长。此外，当其中一个电源供应器发生故障时，另一个电源供应器虽能继续提供电源，但却无法有效地对整个背板13进行散热，且机体10内的背板13阻挡了电源供应器内部风扇所驱动的散热气流，另外，机体10没有适当的通道可以提供散热，因此造成整个冗余电源供应系统1的散热效果较差，间接地影响到电源转换效率与内部电子元件的使用寿命。

请参阅图1(b)，其为另一种传统冗余电源供应系统的结构示意图。如图1(b)所示，传统冗余电源供应系统1包括一机体15、一第一电源供应器16以及一第二电源供应器17。其中，机体15内部的空间可由隔板151分隔成第一容置部152与第二容置部153，以分别用于插置第一电源供应器16以及第二电源供应器17。机体15的内部还设置多个背板18，多个背板18至少包括一第一背板181以及一第二背板182，该第一背板181具有一第一插槽183，且该第二背板182具有一第二插槽184，以分别用于与第一电源供应器16的连接部161以及第二电源供应器17的连接部171插接。第一背板181与第二背板182分别与第一电源供应器16以及第二电源供应器17平行设置，且第一背板181与第二背板182之间可利用多个电路板185连接，以通过第一背板181、第二背板182以及多个电路板185架构成一电源转换电路，从而提供电源转换功能。机体15背面的穿孔可穿出多个电线19，多个电线19与第二背板182直接连接，以将冗余电源供应系统1所提供的电源通过电线19提供至受电设备的内部使用。

虽然此传统冗余电源供应系统1可利用第一背板181、第二背板182以及多个电路板185所构成的电源转换电路进行电源转换，但因第一背板181与第二背板182分别平行于第一电源供应器16以及第二电源供应器17设置，因此冗余电源供应系统1的整体长度仍无法缩小，且此种设计结构复杂，不便于组装。此外，当其中一个电源供应器发生故障时，另一个电源供应器虽能继续提供电源，但却仍无法有效地对所有背板进行散热，且机体15没有适当的通道可以提供散热，因此造成整个冗余电源供应系统1的散热效果较差。

因此，如何发展一种可以解决传统技术存在的问题与缺点、且可以减小系统尺寸并提高散热效果的冗余电源供应系统是目前相关领域迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种冗余电源供应系统，其通过设置电源转换电路板以及配置机体散热孔来减小冗余电源供应系统的整体长度并提高散热效果。

本发明的另一目的在于提供一种冗余电源供应系统，其通过凸设于机体背面的电源连接器，使冗余电源供应系统可以利用该电源连接器直接与诸如通讯设备、工业计算机、信息设备或服务器、内部元件之类的受电设备连接，从而提供该受电设备所需的能量。

为了达到上述目的，本发明的一较广义实施形式为提供一种冗余电源供应系统，包括：机体，具有第一容置部与第二容置部；第一电源供应器，具有第一连接接口；第二电源供应器，具有第二连接接口；以及电源转换电路板，设置于该机体的内部，且具有电源转换电路、第一插槽与第二插槽，其中第一插槽与第一电源供应器的第一连接接口连接，第二插槽与第二连接接口连接，且该电源转换电路板与该第一电源供应器以及该第二电源供应器的长度方向实质上垂直，以由电源转换电路板将第一电源供应器和/或第二电源供应器所提供的电源进行转换然后输出。

优选地，该机体的内部具有一隔板，以将该机体的内部分隔成一第一容置部与一第二容置部。

优选地，该第一电源供应器与该第二电源供应器分别可插拔地容置于该第一容置部与该第二容置部。

优选地，该电源转换电路为一直流/直流转换电路。

优选地，该电源转换电路板设置于该机体背面的内侧。

优选地，该第一连接接口与该第二连接接口分别为金手指接口。

优选地，该机体还具有多个散热孔，所述多个散热孔设置于邻近该电源转换电路板的位置。

优选地，该第一电源供应器与该第二电源供应器均包括：一壳体；一电路板，设置于该壳体的内部；以及一散热风扇，设置于该电路板上近似中央位置的开口中，以与该电路板配合在该壳体内部形成一第一散热气流通道与一第二散热气流通道。

优选地，该第一连接接口与该第二连接接口分别从该第一电源供应器与该第二电源供应器的壳体的一开口向外延伸。

优选地，该壳体的底面边缘具有一凹部。

优选地，该电源转换电路板还具有至少一个散热器。

优选地，该冗余电源供应系统还包括一辅助电路板，该辅助电路板架设于该电源转换电路板上，且相对于该第一插槽与该第二插槽的设置面。

优选地，该辅助电路板与该电源转换电路板之间以多个固定元件固定与连接。

优选地，该固定元件为具有内螺纹的螺栓，以通过一螺丝穿过该电源转换电路板、该固定元件以及该辅助电路板而与一螺帽相锁固，从而使该辅助电路板固定于该电源转换电路板上。

优选地，该辅助电路板在与该电源转换电路板相对的另一表面设置多个电源连接器，所述多个电源连接器通过该辅助电路板与该电源转换电路板电连接。

优选地，该冗余电源供应系统还包括一金属框架，该金属框架设置于该电源转换电路板上，且与该第一插槽以及该第二插槽位于该电源转换电路板的相同面。

与传统技术相比，本发明的优点在于：可以减小冗余电源供应系统的整体长度并提高散热效果，还可以使冗余电源供应系统利用电源连接器直接与诸如通讯设备、工业计算机、信息设备或服务器、内部元件之类的受电设备连接，从而提供受电设备所需的能量。

附图说明

图1(a)为传统冗余电源供应系统的结构示意图。

图1(b)为另一种传统冗余电源供应系统的结构示意图。

图2为本发明较佳实施例的冗余电源供应系统的结构示意图。

图3(a)与图3(b)为图2所示的第一电源供应器在不同视角下的结构示意图。

图4(a)与图4(b)为图2所示电源转换电路板的结构示意图。

图5为增设金属框架的电源转换电路板的结构示意图。

图6为显示第一电源供应器的第一连接接口插置于电源转换电路板的第一插槽的结构示意图。

图7为显示本发明的冗余电源供应系统设置电源连接器的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、2：冗余电源供应系统                    10、15、20：机体

11、16、21：第一电源供应器                12、17、22：第二电源供应器

101、151、201：隔板                       102、152、202：第一容置部

103、153、203：第二容置部                 13、18：背板

181：第一背板                             182：第二背板

185：电路板                               131、183、231：第一插槽

132、184、232：第二插槽                   111、161：连接部

121、171：连接部                          14、19：电线

204：散热孔                               210：壳体

211：第一连接接口                         212：电路板

213：散热风扇                             214：开口

215：凹部                                 216：第一散热气流通道

217：第二散热气流通道                     218：把手

219：卡固元件                             221：第二连接接口

23：电源转换电路板                        233：电源转换电路

234：散热器                               24：电源连接器

25：辅助电路板                            26：固定元件        27：螺帽

28：金属框架                              29：交流输入插头    30：螺丝

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的形式上具有各种变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上仅当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图2，其为本发明较佳实施例的冗余电源供应系统的结构示意图。如图2所示，本发明的冗余电源供应系统2主要包括一机体20、一第一电源供应器21以及一第二电源供应器22。其中，机体20内部的空间可由隔板201分隔成第一容置部202与第二容置部203，以分别用于插置第一电源供应器21以及第二电源供应器22。在一些实施例中，第一电源供应器21与第二电源供应器22分别可热插拔于机体20的第一容置部202与第二容置部203中。机体20的内部还设置一电源转换电路板23，该电源转换电路板23具有例如直流/直流转换电路，且电源转换电路板23设置于机体20背面的内侧并与第一电源供应器21与第二电源供应器22的长度方向实质上垂直。电源转换电路板23上还具有一第一插槽231与一第二插槽232，以分别与第一电源供应器21的第一连接接口211以及第二电源供应器22的第二连接接口221插接。在一些实施例中，该第一连接接口211与该第二连接接口221分别为设置于第一电源供应器21与第二电源供应器22内部电路板边缘的金手指接口，但不以此为限。机体20在邻近设置电源转换电路板23的位置处，即与机体20背面相连接的至少一个侧面上，形成多个散热孔204，由此第一电源供应器21与第二电源供应器22内部的散热风扇所驱动的散热气流在对电源转换电路板23进行散热后，可穿过散热孔204所提供的气流信道，从而利于系统散热。

请参阅图3(a)与图3(b)，其为图2所示的第一电源供应器在不同视角下的结构示意图。由于第一电源供应器21与第二电源供应器22的架构相同，因此图中仅以第一电源供应器21为例说明两个电源供应器的架构。如图2以及图3(a)与图3(b)所示，该第一电源供应器21具有壳体210、电路板212以及散热风扇213，其中电路板212设置于壳体210的内部，且电路板212边缘的第一连接接口211由壳体210的开口214延伸出。散热风扇213设置于电路板212上实质上位于中央位置的开口(图中未示出)中，因此通过电路板212与散热风扇213可使第一电源供应器21的内部分隔成第一散热气流通道216与第二散热气流通道217。在一些实施例中，第一电源供应器21在一表面上具有把手218与卡固元件219，该把手218可供使用者在抽拔第一电源供应器21时施力，而该卡固元件219则可在第一电源供应器21置入机体20的第一容置部202后，将其卡固于机体20的内部，以防止意外插拔动作所造成的损坏。第一电源供应器21的表面上还可选择性地设置一交流输入插头29。第一电源供应器21的壳体210底面边缘在邻近第一连接接口211的下方处形成一凹部215，因此，如图6所示，当第一连接接口211与电源转换电路板23的第一插槽231连接时，第一电源供应器21便可通过第一散热气流通道216与第二散热气流通道217分别对电源转换电路板23位于第一插槽231上方的部分与下方的部分进行散热。当然，在其它实施例中，也可在壳体210顶面边缘形成另一凹部，且不以此为限。

请参阅图4(a)与图4(b)，其为本发明较佳实施例的冗余电源供应系统的电源转换电路板的结构示意图。如图4(a)与图4(b)所示，电源转换电路板23除了具有第一插槽231与第二插槽232之外还具有电源转换电路233，该电源转换电路233可为例如直流/直流转换电路，但不以此为限。电源转换电路板23的电源转换电路233可将电源转换后输出至受电设备使用。此外，电源转换电路板23还具有至少一个散热器234，散热器234可用于辅助电源转换电路板23散热。在一些实施例中，电源转换电路板23在相对于第一插槽231与第二插槽232的设置面的另一表面上还可架设一辅助电路板25，该辅助电路板25与电源转换电路板23之间可以利用固定元件26固定与连接。在一些实施例中，该固定元件26可为具有内螺纹的螺栓，且电源转换电路板23以及辅助电路板25在相对于固定元件26的两端处分别具有穿孔，因此通过螺丝30穿过电源转换电路板23的穿孔、固定元件26以及辅助电路板25的穿孔，进而与螺帽27相螺合而使辅助电路板25固定于电源转换电路板23上，由此可避免焊接工艺的不便，从而便于组装。辅助电路板25在与电源转换电路板23相对的另一表面设置多个电源连接器24，多个电源连接器24通过辅助电路板25与电源转换电路板23电连接，且凸设于机体20的背面，如图7所示，由此便可将电源转换电路板23转换后的电源经由辅助电路板25上的电源连接器24直接提供给受电设备，例如通讯设备、工业计算机、信息设备或服务器，因此可便于将冗余电源供应系统2电连接于受电设备。除此之外，通过电源连接器24的设置，使用者可视受电设备的规格与需求而自行更换连接于受电设备与冗余电源供应系统2的电源连接器24之间的电线(图中未示出)，从而使冗余电源供应系统2可更弹性地应用于各种不同的受电设备，以改善传统冗余电源供应系统的电线因直接连接于背板而无法由使用者自行弹性更换的缺点。

在一些实施例中，如图5所示，电源转换电路板23还可在与第一插槽231以及第二插槽232相同的面上设置一金属框架28，该金属框架28遮蔽电源转换电路板23除了第一插槽231与第二插槽232之外的其它区域，以作为金属屏蔽装置，从而防止电磁干扰。此外，金属框架28由高热导系数材料制成，因此金属框架28可在第一电源供应器21与第二电源供应器22正常运作时辅助电源转换电路板23散热，也可在第一电源供应器21与第二电源供应器22其中一个电源供应器发生故障时仍可由另一个电源供应器所提供的散热气流配合该金属框架28以对电源转换电路板23进行散热与均温，从而提高系统的散热效果。

请再参阅图6，其为显示第一电源供应器的第一连接接口插置于电源转换电路板的第一插槽的结构示意图。如图3(a)、图3(b)与图6所示，由于第一电源供应装置21的壳体210底面边缘形成一凹部215，该凹部215可以使第一电源供应器21内部散热风扇213所驱动的散热气流经由第一电源供应器21的第二散热气流通道217流动至电源转换电路板23的下方部分，因此即使在第二电源供应器22发生故障而无法运作时，第一电源供应器21的散热风扇213仍可驱动散热气流，使散热气流除了经由第一散热气流信道216对电源转换电路板23上方部分散热外，也可经由第二散热气流通道217以及凹部215提供至第二电源供应器22插置于电源转换电路板23的区域附近，以提高系统的散热效果。

综上所述，本发明的冗余电源供应装置2将第一电源供应器21以及第二电源供应器22的电源转换电路设置于机体20内部的电源转换电路板23上，且该电源转换电路板23实质上垂直于第一电源供应器21以及第二电源供应器22，因此第一电源供应器21以及第二电源供应器22的长度相较于传统电源供应器的长度可以缩短，由此可以降低冗余电源供应系统2的尺寸。此外，由于电源转换电路板23设置于机体20背面的内侧，因此配合机体20的散热孔204以及电源供应器21的壳体210底面的凹部215，可以在另一电源供应器发生故障时，仍可以对整个电源转换电路板23提供散热气流，以提高系统的散热效果。

本发明可由本领域的技术人员进行各种修改，但皆不脱离如所附权利要求书所要保护的范围。

Claims (16)

1.一种冗余电源供应系统，包括：

一机体，具有一第一容置部与一第二容置部；

一第一电源供应器，具有一第一连接接口；

一第二电源供应器，具有一第二连接接口；以及

一电源转换电路板，设置于该机体的内部，且具有一电源转换电路、一第一插槽与一第二插槽，其中该第一插槽与该第一电源供应器的该第一连接接口连接，该第二插槽与该第二连接接口连接，且该电源转换电路板与该第一电源供应器以及该第二电源供应器的长度方向近似垂直，以由该电源转换电路板将该第一电源供应器和/或该第二电源供应器所提供的电源进行转换然后输出。

2.如权利要求1所述的冗余电源供应系统，其中该机体的内部具有一隔板，以将该机体的内部分隔成一第一容置部与一第二容置部。

3.如权利要求2所述的冗余电源供应系统，其中该第一电源供应器与该第二电源供应器分别可插拔地容置于该第一容置部与该第二容置部。

4.如权利要求1所述的冗余电源供应系统，其中该电源转换电路为一直流/直流转换电路。

5.如权利要求1所述的冗余电源供应系统，其中该电源转换电路板设置于该机体背面的内侧。

6.如权利要求1所述的冗余电源供应系统，其中该第一连接接口与该第二连接接口分别为金手指接口。

7.如权利要求1所述的冗余电源供应系统，其中该机体还具有多个散热孔，所述多个散热孔设置于邻近该电源转换电路板的位置。

8.如权利要求1所述的冗余电源供应系统，其中该第一电源供应器与该第二电源供应器均包括：

一壳体；

一电路板，设置于该壳体的内部；以及

一散热风扇，设置于该电路板上近似中央位置的开口中，以与该电路板配合在该壳体内部形成一第一散热气流通道与一第二散热气流通道。

9.如权利要求8所述的冗余电源供应系统，其中该第一连接接口与该第二连接接口分别从该第一电源供应器与该第二电源供应器的壳体的一开口向外延伸。

10.如权利要求9所述的冗余电源供应系统，其中该壳体的底面边缘具有一凹部。

11.如权利要求1所述的冗余电源供应系统，其中该电源转换电路板还具有至少一个散热器。

12.如权利要求1所述的冗余电源供应系统，其中该冗余电源供应系统还包括一辅助电路板，该辅助电路板架设于该电源转换电路板上，且相对于该第一插槽与该第二插槽的设置面。

13.如权利要求12所述的冗余电源供应系统，其中该辅助电路板与该电源转换电路板之间以多个固定元件固定与连接。

14.如权利要求13所述的冗余电源供应系统，其中该固定元件为具有内螺纹的螺栓，以通过一螺丝穿过该电源转换电路板、该固定元件以及该辅助电路板而与一螺帽相锁固，从而使该辅助电路板固定于该电源转换电路板上。

15.如权利要求12所述的冗余电源供应系统，其中该辅助电路板在与该电源转换电路板相对的另一表面设置多个电源连接器，所述多个电源连接器通过该辅助电路板与该电源转换电路板电连接。

16.如权利要求1所述的冗余电源供应系统，其中该冗余电源供应系统还包括一金属框架，该金属框架设置于该电源转换电路板上，且与该第一插槽以及该第二插槽位于该电源转换电路板的相同面。

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