CN101296599B - 电源供应器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源供应器，其应用于备援式电源供应系统中，该电源供应器包含：壳体，具有第一气流进出口与第二气流进出口；电路板总成，设置于壳体的内部，且具有多个电子元件；以及气流驱动元件，设置于电路板总成的实质上中段区域，并于壳体内部驱动散热气流以使散热气流由第一气流进出口以及第二气流进出口进出，以进行散热。本发明的电源供应器的气流驱动元件设于电源供应器的实质上中段区域，因此可以有效的排除电源供应器内部的电子元件所产生的热，确保电源供应器的稳定工作，使备援式电源供应系统能够稳定地供电给受电设备。

Description

电源供应器

技术领域

本发明涉及一种电源供应器，尤其涉及一种应用于备援式电源供应系统的电源供应器。

背景技术

电源供应系统为各种设备，例如通讯设备、工业计算机、信息设备或服务器，维持正常工作所不可或缺的配备。为防止电源供应系统故障而无法继续供电，甚至导致受电的设备损坏或数据遗失，因而发展出备援式电源供应系统(Redundant power supply system)。备援式电源供应系统的主要原理是将两部以上的电源供应器并联地装置在一机体内，在正常操作模式时，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，其为传统应用于备援式电源供应系统的电源供应器结构示意图。如图所示，该电源供应器1设置于一备援式电源供应系统内，且该电源供应器1壳体10的其中一侧边开口处装设至少一个散热风扇11。该散热风扇11固定于壳体10上，以用于对电源供应器1内部电子元件所产生的热量进行散热，从而维持电源供应器1的正常工作。当散热风扇11运转时，散热气流会因散热风扇11的驱动而流动，但由于散热风扇11装设于电源供应器1壳体10的其中一侧面的开口上，散热气流在流经散热风扇11之前会将电源供应器1内部电路板总成12上电子元件121所产生的热量携离，而这些电子元件121所产生的热量将使得散热气流在移动至下游的过程中温度逐渐的往上增加，直到靠近散热风扇11的位置时，往往就是散热气流温度较高的位置，因此散热风扇11设置于散热气流的下游处会因散热气流温度相对较高而影响散热风扇11的使用寿命、工作效率且容易在工作时产生噪音。

除此之外，由于散热风扇11装设于电源供应器1壳体的其中一侧面的开口上(也即散热气流的进出口面)，因此备援式电源供应系统的电源供应器1仅能在生产制造时视系统设备的要求即设定为单一且固定散热气流方向的形式，例如图1箭头方向所示。然而，当系统设备容置备援式电源供应系统的位置要求变更时，例如从正面改为背面的时候，就必须另外制造与生产适用的备援式电源供应系统的电源供应器以符合系统设备所需的散热气流方向，因此传统备援式电源供应系统的电源供应器缺乏应用变化与弹性。

因此，如何发展一种适用于备援式电源供应系统的电源供应器，以改善传统技术的缺失以及解决传统技术所面临的问题，实为相关技术领域技术人员目前所迫切需要解决的课题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种应用于备援式电源供应系统的电源供应器，该电源供应器将气流驱动元件设于电源供应器的实质上中段区域，可有效的通过驱动散热气流散除电源供应器因工作而产生的热量，以确保备援式电源供应系统能够稳定地提供电源给受电设备。

本发明的另一目的为提供一种应用于备援式电源供应系统的电源供应器，该电源供应器的气流驱动元件处于散热气流相对低温的环境，以达到延长气流驱动元件的使用寿命、提升工作效率以及降低工作时所产生的噪音等功效。

本发明的又一目的在于提供一种应用于备援式电源供应系统的电源供应器，该电源供应器可以提供双向的散热气流，且设置于电源供应器的交流输入连接器可不受气流驱动元件位置的限制而得以依据系统设备的需要而弹性地选择设置于电源供应系统的前面或后面的位置，也即交流输入连接器的设置位置也可双向选择。

为达到上述目的，本发明的一较广义实施例为提供一种电源供应器，其应用于备援式电源供应系统中，该电源供应器包含：壳体，具有第一气流进出口与第二气流进出口；电路板总成，设置于壳体内部，且具有多个电子元件；以及气流驱动元件，设置于电路板总成的实质上中段区域且具有一轴向平行于该电路板总成，该气流驱动元件面对该壳体的第一气流进出口与该第二气流进出口，并于壳体内部驱动散热气流以使散热气流由第一气流进出口以及第二气流进出口进出，以进行散热；其中该电路板总成还包含一通口，该通口设置于该电路板总成的实质上中段区域，以用于容置该气流驱动元件，且该气流驱动元件的一部分穿过该通口，使该气流驱动元件嵌设于该电路板总成，且该电路板总成的上方与下方分别形成一第一散热气流通道以及一第二散热气流通道，散热气流流动的方向平行于该气流驱动元件的该轴向。

根据所述的电源供应器，其中该第一气流进出口与该第二气流进出口分别位于该壳体的两相对侧面。

根据所述的电源供应器，其中该第一气流进出口包括多个散热孔，且该第二气流进出口为一开口。

根据所述的电源供应器，其中该电路板总成还包含至少一辅助电路板，该辅助电路板设置于该通口的至少一侧边且具有连接线路，以用于桥接该电路板总成的该通口两侧的所述多个电子元件所构成的电源转换电路以及强化该电路板总成的结构。

根据所述的电源供应器，还包含一交流输入连接器，设置于该电路板总成的其中一端。

根据所述的电源供应器，还包含一卡固元件，该卡固元件的一端固定于该壳体的内壁面，且该卡固元件的另一端为自由端。

根据所述的电源供应器，其中该卡固元件还具有：一弯折部；以及一凸部，与该备援式电源供应器的机体的凹槽相配合，以使该电源供应器固定于该备援式电源供应系统中。

根据所述的电源供应器，其中该壳体还具有一把手。

根据所述的电源供应器，其中该气流驱动元件为散热风扇。

根据所述的电源供应器，其中该电路板总成的一端具有连接接口，该连接接口为金手指接口，该连接接口的部分线路用于接收交流电源输入，且该连接接口的该部分线路在该连接接口的两相对面上形成一地线线路与一火线线路。

根据所述的电源供应器，其中该壳体的底面边缘具有一凹部。

根据所述的电源供应器，其中该电路板总成还包括一第一子电路板、一第二子电路板以及至少一连接线，该第一子电路板与该第二子电路板彼此分离且以该连接线连接。

根据所述的电源供应器，其中该气流驱动元件设置于该电路板总成的该第一子电路板与该第二子电路板之间，以使该驱动元件位于该电路板总成的实质上中段区域。

为达到上述目的，本发明的另一较广义实施例为提供一种备援式电源供应系统，至少包括：机体，具有至少一第一容置部与一第二容置部；以及至少两个电源供应器，可插拔地设置于第一容置部与第二容置部。其中，每一电源供应器包括：壳体，具有第一气流进出口与第二气流进出口；电路板总成，设置于壳体内部，且具有多个电子元件；以及气流驱动元件，设置于电路板总成的实质上中段区域且具有一轴向平行于该电路板总成，该气流驱动元件面对该壳体的第一气流进出口与该第二气流进出口，并在壳体内部驱动散热气流以使该散热气流由第一气流进出口以及第二气流进出口进出，以进行散热；其中该电路板总成还包含一通口，该通口设置于该电路板总成的实质上中段区域，以用于容置该气流驱动元件，且该气流驱动元件的一部分穿过该通口，使该气流驱动元件嵌设于该电路板总成，且该电路板总成的上方与下方分别形成一第一散热气流通道以及一第二散热气流通道，散热气流流动的方向平行于该气流驱动元件的该轴向。

本发明的电源供应器的气流驱动元件设于电源供应器的实质上中段区域，因此可以有效的排除电源供应器内部的电子元件所产生的热，确保电源供应器的稳定工作，使备援式电源供应系统能够稳定地供电给受电设备。另一方面，本发明的电源供应器及备援式电源供应系统可使气流驱动元件处于相对低温的环境，如此可以有效地增加气流驱动元件的使用寿命、提升工作效率以及降低工作时的噪音。

附图说明

图1为传统应用于备援式电源供应系统的电源供应器结构示意图。

图2(a)为本发明电源供应器的第一优选实施例的细部结构示意图。

图2(b)为本发明电源供应器的第一优选实施例的组合结构示意图。

图3(a)为本发明电源供应器的第二优选实施例的细部结构示意图。

图3(b)为本发明电源供应器的第二优选实施例的组合结构示意图。

图3(c)为显示图3(a)所示结构在区域A的局部结构放大图。

图4为本发明电源供应器的第三优选实施例的结构示意图。

图5为本发明电源供应器的卡固元件结构示意图。

图6为显示本发明电源供应器通过卡固元件固定的结构示意图。

图7为显示适用本发明的电源供应器使用于备援式电源供应系统的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：电源供应器              10：壳体

11：散热风扇               12：电路板总成

121：电子元件              2：电源供应器

21：壳体                   22：电路板总成

22a：第一子电路板          22b：第二子电路板

23：气流驱动元件           24：交流输入连接器

25：把手                   26：卡固元件

27：连接元件               211：第一气流进出口

212：第二气流进出口        213：散热气流通道

214：凹部                  2131：第一散热气流通道

2132：第二散热气流通道     221：通口

222：辅助电路板            223：电子元件

224：连接点                225：电源线

226：连接接口              227：线路

2271：地线线路             2272：火线线路

2273：接地线路             28：连接线

228：电源线                241：导接脚

261：弯折部                262：孔洞

263：凸部                  3：备援式电源供应系统

30：机体                   301：隔板

302：第一容置部            303：第二容置部

304：散热孔                33：电源转换电路板

331：第一插槽              332：第二插槽

29：凸轨    305：凹槽

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面的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实例上具有各种的变化，其均不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图2(a)与图2(b)，其分别为本发明电源供应器的第一优选实施例的细部结构与组合结构示意图。本发明的电源供应器2应用于例如备援式电源供应系统中，以稳定地供电给受电设备使用。本发明的电源供应器2主要包含一壳体21、一电路板总成22以及一气流驱动元件23，其中壳体21具有第一气流进出口211以及第二气流进出口212，且第一气流进出口211与第二气流进出口212分别位于该壳体21的两相对侧面，并于第一气流进出口211与第二气流进出口212之间形成散热气流通道213。在一些实施例中，第一气流进出口211可为形成于壳体21侧面的多个散热孔，而第二气流进出口212可为至少一散热孔，但不以此为限。电路板总成22设置于壳体21的内部，且具有多个电子元件223，以通过所述多个电子元件223所构成的电源转换电路提供电源转换功能。在一些实施例中，电路板总成22在实质上中段区域设有一通口221，该通口221可容置气流驱动元件23，使气流驱动元件23设置于电路板总成22的实质上中段区域。另外，气流驱动元件23可为例如至少一散热风扇，且不以此为限。

在一些实施例中，当电源供应器2工作时，位于电路板总成22实质上中段区域的气流驱动元件23也开始运转，并在电源供应器2的散热气流通道213中形成散热气流。该散热气流会通过第一气流进出口211与第二气流进出口212进出，由此气流驱动元件23所驱动的散热气流便可对电源供应器2内部电路板总成22的电子元件223进行散热，以确保电源供应器2的稳定工作。此外，由于气流驱动元件23并非设置壳体21的第一气流进出口211与第二气流进出口212处，也即气流驱动元件23并非设置于散热气流的下游处，因此不会使气流驱动元件23处于散热气流的相对高温的区域，如此便可延长气流驱动元件23的使用寿命以及提升工作效率，并且可以使气流驱动元件23因相对远离电源供应器2外部而降低使用者听到的噪音程度。

请再参阅图2(a)，在一些实施例中，电路板总成22在通口221的两侧可设置辅助电路板222，该辅助电路板222具有连接线路，借以桥接电路板总成22于通口221另两侧的电子元件223所构成的电源转换电路。由于辅助电路板222设置于气流驱动元件23的两侧，一方面可以桥接通口221两侧的电源转换电路，另一方面也可加强电路板总成22的强度，避免电路板总成22因外力作用而断裂。

请参阅图3(a)与图3(b)，其分别为本发明电源供应器的第二优选实施例的细部结构与组合结构示意图。在该实施例中，电源供应器2的气流驱动元件23的一部分可穿过通口221而嵌设于电路板总成22的实质上中段区域，并使气流驱动元件23面向第一气流进出口211与第二气流进出口212，由此便可于壳体21内部的电路板总成22上方与下方分别形成第一散热气流通道2131以及第二散热气流通道2132。因此，当气流驱动元件23运转时，散热气流就可同时在第一散热气流通道2131与第二散热气流通道2132内流通，使散热气流通过第一气流进出口211与第二气流进出口212进出。

请参阅图4，其为本发明电源供应器的第三优选实施例的结构示意图。在该实施例中，电路板总成22包括第一子电路板22a以及第二子电路板22b，其中第一子电路板22a与第二子电路板22b彼此分离且以连接线28连接，电源供应器2的气流驱动元件23设置于电路板总成22的第一子电路板22a与第二子电路板22b之间，由于第一子电路板22a与第二子电路板22b大体上具有相当的长度，因此气流驱动元件23设置于电路板总成22的实质上中段区域，并使气流驱动元件23面向第一气流进出口211与第二气流进出口212，由此同样地可于壳体21内部的电路板总成22上方与下方分别形成第一散热气流通道2131以及第二散热气流通道2132(同图3(b)所示)。因此，当气流驱动元件23运转时，散热气流就可同时在第一散热气流通道2131与第二散热气流通道2132内流通，使散热气流通过第一气流进出口211与第二气流进出口212进出。

请再参阅图2(a)、图2(b)与图3(a)、图3(b)，由于本发明的电源供应器2的气流驱动元件23并非设置于壳体21的第一气流进出口211与第二气流进出口212处，而是设置于壳体21的实质上中段区域，因此交流输入连接器24的设置位置相对不受限而可以视系统设备的需求而弹性地选择设置于前面或后面的位置。如图2(a)所示，当交流输入连接器24设置于电源供应器2的电路板总成22的一端时，交流输入连接器24可以利用电源线225来连接导接脚241以及电路板总成22上的连接点224。当然，在其它实施例中，也可利用交流输入连接器24的导接脚241直接下脚连接至电路板总成22上的连接点224。在其它实施例中，如图3(a)所示，也可通过电路板总成22另一端的连接接口226(例如金手指接口)的部分线路227接收交流电源输入，并通过电源线228连接该部分线路227至电路板总成22的连接点224上，再经由电路板总成22的电源转换电路转换后由连接接口226的其它线路输出转换后的电源。图3(c)显示图3(a)所示结构在区域A的局部结构放大图。在一些实施例中，连接接口226的该部分线路227可于连接接口的两相对面形成地线线路2271与火线线路2272，并于其中一面形成接地线路2273，由此可节省连接接口226的线路配置空间，以增加连接接口226的线路配置数目以及增加可使用空间。在一些实施例中，电路板总成22边缘的连接接口226由壳体21的第二气流进出口212延伸出。

在一些实施例中，请再参阅图2(a)、图2(b)与图3(a)、图3(b)，电源供应器2于一表面上具有把手25与卡固元件26，该把手25可供使用者在抽拔电源供应器2时施力，而该卡固元件26则可在电源供应器2置入备援式电源供应系统的机体后，将其卡固于机体内部，以防止意外插拔动作所造成的损坏。此外，如图3(b)所示，电源供应器2的壳体21底面边缘于邻近连接接口226下方处还可形成一凹部214，以利于备援式电源供应系统的散热。

在一些实施例中，如图5所示，本发明的电源供应器2的卡固元件26可于电源供应器2置入备援式电源供应系统3的机体30时与备援式电源供应系统3机体30内部的凹槽(未图示)相配合而使该电源供应器2固定于备援式电源供应系统3的机体30内，其结构如图6所示。请再参阅图5，在一些实施例中，卡固元件26具有至少一弯折部261、至少一孔洞262，其中孔洞262用于容置连接元件27，例如螺丝或铆钉，将卡固元件26的一端固定于电源供应器2壳体21内侧，并从壳体21的该侧延伸出一凸部263。请再参阅图5与图6，当本发明的电源供应器2组装至备援式电源供应系统3的机体30的容置部时，利用卡固元件26的凸部263与备援式电源供应系统3的机体30内部对应的凹槽(未图示)相配合，即可将电源供应器2稳固的卡固于备援式电源供应系统3的机体30内。当欲抽拔出电源供应器2时，则仅需扳动该卡固元件26的自由端，便可使得凸出于电源供应器2壳体21的凸部263与备援式电源供应系统3的机体30的凹槽相脱离，进而使电源供应器2得以脱离备援式电源供应系统3的机体30。此外，由于卡固元件26具有弯折部261，因此可以使卡固元件26在长时间使用后仍可提供足够的弹力供使用者施力。

在一些实施例中，如图5与图6所示，卡固元件26设于交流输入连接器24的侧边，因此，当外部电源线的电源连接器(未图示)连接至本发明的电源供应器2的交流输入连接器24时，外部电源线的电源连接器(未图示)会抵顶卡固元件26，使得卡固元件26无法受到外力扳动而解开卡固状态，由此便可于电源供应器2的交流输入连接器24与外部电源线的电源连接器连接时，避免电源供应器2在运转使用的过程中脱离备援式电源供应系统3的机体30。

请参阅图7，其显示适用本发明的电源供应器使用于备援式电源供应系统的结构示意图。如图7所示，备援式电源供应系统3主要包括一机体30以及至少两个电源供应器2。其中，机体30内部的空间可由隔板301分隔成第一容置部302与第二容置部303，以用于插置两个电源供应器2。在一些实施例中，该电源供应器2可热插拔于机体30的第一容置部302与第二容置部303中。机体30的内部还设置一电源转换电路板33，该电源转换电路板33具有例如直流/直流转换电路，且电源转换电路板33设置于机体30背面的内侧并与电源供应器2的长度方向实质上垂直。电源转换电路板33上还具有一第一插槽331与一第二插槽332，以分别与电源供应器2的连接接口226插接。机体30于邻近电源转换电路板33设置位置处，也即与机体30背面相连接的至少一个侧面上，形成多个散热孔304，由此电源供应器2内部的气流驱动元件所驱动的散热气流在对电源转换电路板33散热后可通过散热孔304提供气流通道，以利于系统散热。此外，在一些实施例中，如图3(a)与图7所示，为避免电源供应器2被以错误的方式插入机体30以及使电源供应器2在置入机体30后与对应的插槽准确地连接，可在机体30的至少一侧面内壁形成一凹槽305，而电源供应器2在至少一侧面形成一凸轨29，由此电源供应器2的凸轨29可与机体30内部的凹槽305相配合而达到结构防呆的功能。

综上所述，本发明的电源供应器的气流驱动元件设于电源供应器的实质上中段区域，因此可以有效的排除电源供应器内部的电子元件所产生的热，确保电源供应器的稳定工作，使备援式电源供应系统能够稳定地供电给受电设备。另一方面，本发明的电源供应器可使气流驱动元件处于相对低温的环境，如此可以有效地增加气流驱动元件的使用寿命、提升工作效率以及降低工作时的噪音。进一步地，本发明的电源供应器可以提供双向的散热气流，且设置于电源供应器的交流输入连接器可不受气流驱动元件位置的限制而得以视系统设备的需求而弹性地选择设置于前面或后面的位置。

本发明可由所属领域技术人员进行各种修改和改变，然而其均不脱离如所附权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种电源供应器，其应用于一备援式电源供应系统中，该电源供应器包含：

一壳体，具有一第一气流进出口与一第二气流进出口；

一电路板总成，设置于该壳体的内部，且具有多个电子元件；以及

一气流驱动元件，设置于该电路板总成的实质上中段区域且具有一轴向平行于该电路板总成，该气流驱动元件面对该壳体的第一气流进出口与该第二气流进出口，并于该壳体内部驱动散热气流以使该散热气流由该第一气流进出口以及该第二气流进出口进出，以进行散热；

其中该电路板总成还包含一通口，该通口设置于该电路板总成的实质上中段区域，以用于容置该气流驱动元件，且该气流驱动元件的一部分穿过该通口，使该气流驱动元件嵌设于该电路板总成，且该电路板总成的上方与下方分别形成一第一散热气流通道以及一第二散热气流通道，散热气流流动的方向平行于该气流驱动元件的该轴向。

2.如权利要求1所述的电源供应器，其中该第一气流进出口与该第二气流进出口分别位于该壳体的两相对侧面。

3.如权利要求2所述的电源供应器，其中该第一气流进出口包括多个散热孔，且该第二气流进出口为一开口。

4.如权利要求1所述的电源供应器，其中该电路板总成还包含至少一辅助电路板，该辅助电路板设置于该通口的至少一侧边且具有连接线路，以用于桥接该电路板总成的该通口两侧的所述多个电子元件所构成的电源转换电路以及强化该电路板总成的结构。

5.如权利要求1所述的电源供应器，还包含一交流输入连接器，设置于该电路板总成的其中一端。

6.如权利要求1所述的电源供应器，还包含一卡固元件，该卡固元件的一端固定于该壳体的内壁面，且该卡固元件的另一端为自由端。

7.如权利要求6所述的电源供应器，其中该卡固元件还具有：

一弯折部；以及

一凸部，与该备援式电源供应器的机体的凹槽相配合，以使该电源供应器固定于该备援式电源供应系统中。

8.如权利要求1所述的电源供应器，其中该壳体还具有一把手。

9.如权利要求1所述的电源供应器，其中该气流驱动元件为散热风扇。

10.如权利要求1所述的电源供应器，其中该电路板总成的一端具有连接接口，该连接接口为金手指接口，该连接接口的部分线路用于接收交流电源输入，且该连接接口的该部分线路在该连接接口的两相对面上形成一地线线路与一火线线路。

11.如权利要求1所述的电源供应器，其中该壳体的底面边缘具有一凹部。

12.如权利要求1所述的电源供应器，其中该电路板总成还包括一第一子电路板、一第二子电路板以及至少一连接线，该第一子电路板与该第二子电路板彼此分离且以该连接线连接。

13.如权利要求12所述的电源供应器，其中该气流驱动元件设置于该电路板总成的该第一子电路板与该第二子电路板之间，以使该驱动元件位于该电路板总成的实质上中段区域。

14.一种备援式电源供应系统，至少包括：

一机体，具有至少一第一容置部与一第二容置部；以及

至少两个电源供应器，可插拔地设置于该第一容置部与该第二容置部，其中每一所述电源供应器包括：

一壳体，具有一第一气流进出口与一第二气流进出口；

一电路板总成，设置于该壳体的内部，且具有多个电子元件；以及

一气流驱动元件，设置于该电路板总成的实质上中段区域且具有一轴向平行于该电路板总成，该气流驱动元件面对该壳体的第一气流进出口与该第二气流进出口，并于该壳体内部驱动散热气流以使该散热气流由该第一气流进出口以及该第二气流进出口进出，以进行散热；

其中该电路板总成还包含一通口，该通口设置于该电路板总成的实质上中段区域，以用于容置该气流驱动元件，且该气流驱动元件的一部分穿过该通口，使该气流驱动元件嵌设于该电路板总成，且该电路板总成的上方与下方分别形成一第一散热气流通道以及一第二散热气流通道，散热气流流动的方向平行于该气流驱动元件的该轴向。

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