CN101964540A - 冗余电源供电系统 - Google Patents
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Abstract
一种冗余电源供电系统，包括一设有共享式电源模组及微控制器的配电板及若干电源供应器，每一电源供应器均包括一AC-DC转换模组、一风扇模组及一设于所述AC-DC转换模组与一外部交流电源之间由所述微控制器控制的开关模组，所述风扇模组接收所述共享式电源模组提供的电源，当某一电源供应器出现故障时，所述微控制器根据所述故障电源供应器的状态信号控制所述开关模组切断所述AC-DC转换模组与外部交流电源之间的连接，且控制所述风扇模组中的风扇继续正常工作或加速工作。所述冗余电源供电系统可防止电源供应器出现故障后损坏或烧毁。
Description
技术领域
本发明涉及一种供电系统，特别涉及一种具有冗余电源的供电系统。
背景技术
目前，在服务器等大型的电子设备中，供电系统一般都具有冗余电源设计，即包括若干个电源供应器设计成冗余架构来为电子设备供电，当某一个电源供应器出现故障时，其他电源供应器可代替故障的电源供应器继续为电子设备供电。
但是，现有的电子设备的冗余电源供电系统具有如下弊端：第一，当某一电源供应器出现故障时，虽然其自身不会继续工作，但提供给该故障的电源供应器的外部交流电源仍然将电源信号不间断地输入至该故障的电源供应器，有可能会给该故障的电源供应器内部的一些电子元件造成损坏；第二，由于该故障的电源供应器不能工作，故其上的散热风扇也同时停止工作，不能继续散热会导致该故障的电源供应器中部分电子元件出现烧毁的可能。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种具有保护功能的冗余电源供电系统，以防止某一电源供应器出现故障后损坏或烧毁。
一种冗余电源供电系统，包括一设有共享式电源模组及微控制器的配电板及若干电源供应器，每一电源供应器均包括一AC-DC转换模组、一风扇模组及一设于所述AC-DC转换模组与一外部交流电源之间由所述微控制器控制的开关模组，所述风扇模组接收所述共享式电源模组提供的电源，当某一电源供应器出现故障时，所述微控制器根据所述故障电源供应器的状态信号控制所述开关模组切断所述AC-DC转换模组与外部交流电源之间的连接，且控制所述风扇模组中的风扇继续正常工作或加速工作。
上述冗余电源供电系统通过在所述AC-DC转换模组与一外部交流电源之间设置所述开关模组，可使所述微控制器在某一电源供应器出现故障时控制对应的开关模组切断所述AC-DC转换模组与外部交流电源之间的连接，从而防止了外部交流电源可能对电源供应器内部的一些电子元件造成损坏。同时，由于所述风扇模组接收的是所述共享式电源模组提供的电源，故不会断电，此时所述微控制器继续控制所述风扇继续正常工作或加速工作，避免了所述电源供应器出现故障的部分发生烧毁的可能。
附图说明
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
图1为本发明冗余电源供电系统较佳实施方式连接一电子设备的框图。
图2为本发明冗余电源供电系统较佳实施方式的局部电路图。
具体实施方式
请参照图1，本发明冗余电源供电系统10用于为一电子设备如一服务器20提供电源，所述冗余电源供电系统10的较佳实施方式包括一配电板(power distribution board，PDB)100及若干电源供应器(power supply unit，PSU)，为清楚地理解本发明，本实施方式中仅给出两个电源供应器200及300加以举例说明，电源供应器的数量可根据实际需要相应的增加。
所述配电板100包括一微控制器(micro control unit，MCU)110及一共享式电源模组120，所述共享式电源模组120用于接收所述电源供应器200及300的直流电源，并作冗余处理后输出给所述服务器20。由于所述共享式电源模组120为现有技术，故此处不具体给出所述共享式电源模组120与所述所述电源供应器200及300之间的连接关系与工作原理。
所述电源供应器200及300的内部结构相同，均包括一交流转直流(AC-DC)转换模组210，用于将接收的外部交流电源(未示出)转换成直流电源以输出给所述共享式电源模组120；一开关模组220，用于控制所述AC-DC转换模组210与所述共享式电源模组120之间的连接；及一风扇模组230，用于为所述电源供应器200及300的内部元件进行散热。
所述微控制器110用于接收所述电源供应器200及300的状态信号，并根据所述状态信号判断所述电源供应器200及300工作是否正常，当某一电源供应器200或300工作异常时，所述微控制器110控制对应的开关模组220以切断对应的AC-DC转换模组210与所述共享式电源模组120之间的连接，从而保证外部交流电源不会损坏或烧毁工作异常的电源供应器的内部电路，同时，所述微控制器110控制对应的风扇模组230继续工作或加速工作，以进一步降低该异常的电源供应器的内部元件的损坏或烧毁的程度。由于所述微控制器110接收所述电源供应器200及300的状态信号为现有技术，故本实施方式中未给出具体电路及工作原理描述。
请参照图2，所述微控制器110与其中一个电源供应器200的具体电路及连接关系描述如下。
所述电源供应器200包括一火线接收端L及一零线接收端N，用于接收所述外部交流电源。所述开关模组220连接在所述火线接收端L及零线接收端N与所述AC-DC转换模组210之间，其包括一继电器222及一N沟道场效应管Q，所述继电器222包括两开关K1、K2及一线圈J。所述开关K1连接在所述火线接收端L与所述AC-DC转换模组210之间，所述K2连接在所述零线接收端N与所述AC-DC转换模组210之间，所述线圈J的一端接地，另一端连接至所述场效应管Q的源极(第一端)，所述场效应管Q的漏极(第二端)接收由所述共享式电源模组120输出的一3.3V电源，所述场效应管Q的栅极(控制端)连接至所述微控制器110的一控制引脚FAN1C。
所述风扇模组230包括一风扇232，所述风扇232包括一脉宽调制(Pulse-WidthModulation，PWM)信号引脚PWM、一电源引脚VCC、一接地引脚GND及一侦测引脚TACH。所述电源引脚VCC接收由所述共享式电源模组120输出的一12V电源并通过两滤波电容C1及C2接地，所述接地引脚GND接地。所述PWM信号引脚PWM经一电阻R1接收所述微控制器110的PWM信号引脚FAN1_PWM输出的PWM信号，以控制所述风扇232的转速，所述PWM信号引脚PWM还经所述电阻R1连接至一二极管D1的阳极。所述二极管D1的阴极接收由所述共享式电源模组120输出的3.3V电源，一电阻R2与所述二极管D1并联连接。所述侦测引脚TACH连接至一二极管D2的阴极及连接至一二极管D3的阴极，所述二极管D2的阳极接地，所述二极管D3的阳极经一电阻R3连接至所述微控制器110的侦测引脚FAN1_TACH。所述二极管D3的阳极还经所述电阻R3及一电阻R4后接收由所述共享式电源模组120输出的3.3V电源，所述二极管D3的阳极还经所述电阻R3及一电容C3接地。所述风扇模组330与所述微控制器110的控制引脚FAN2C、PWM信号引脚FAN2_PWM、侦测引脚FAN2_TACH之间的连接关系与所述风扇模组230相同，这里不再赘述。其中，述二极管D1及D2起到电压保护的作用，可以根据需要删除，所述电容C1-C3起到滤波的作用，也可根据需要删除。
正常工作时，所述微控制器110的控制引脚FAN1_C、FAN2_C输出低电平信号，此时，所述场效应管Q截止，进而使所述继电器220上的开关K1、K2处于闭合状态，所述AC-DC转换模组210及所述风扇模组230均正常工作，同理，所述AC-DC转换模组310及所述风扇模组330也正常工作。
当其中某一个电源供应器，如电源供应器200发生故障时，所述微控制器110的控制引脚FAN1_C变为高电平信号，此时，所述场效应管Q导通，进而使所述继电器220上的开关K1、K2处于开启状态，所述AC-DC转换模组210无法接收外部交流电源而停止工作，故而防止了所述外部交流电源可能对电源供应器200内部的一些电子元件造成损坏。同时，由于所述风扇模组230接收的是所述共享式电源模组120提供的3.3V、12V电源，故不会断电，此时，所述微控制器110的PWM信号引脚FAN1_PWM将继续输出原来的PWM信号或提高PWM信号的占空比，进而控制所述风扇232继续正常工作或加速工作，以避免所述电源供应器200中出现故障的部分发生烧毁的可能。
Claims (9)
1.一种冗余电源供电系统，包括一设有共享式电源模组及微控制器的配电板及若干电源供应器，每一电源供应器均包括一AC-DC转换模组及一风扇模组，其特征在于：每一电源供应器还包括一设于所述AC-DC转换模组与一外部交流电源之间由所述微控制器控制的开关模组，所述风扇模组接收所述共享式电源模组提供的电源，当某一电源供应器出现故障时，所述微控制器根据所述故障电源供应器的状态信号控制所述开关模组切断所述AC-DC转换模组与外部交流电源之间的连接，且控制所述风扇模组中的风扇继续正常工作或加速工作。
2.如权利要求1所述的冗余电源供电系统，其特征在于：所述开关模组包括一继电器及一电开关，所述继电器包括两开关及一线圈，所述两开关分别连接在所述外部交流电源与所述AC-DC转换模组之间的火线及零线上，所述线圈的一端接地，另一端连接至所述电开关的第一端，所述电开关的第二端接收由所述共享式电源模组输出的一第一电源，所述电开关的控制端连接至所述微控制器的一控制引脚，当某一电源供应器出现故障时，所述微控制器控制所述电开关导通，进而断开所述两开关以切断所述AC-DC转换模组与外部交流电源之间的连接。
3.如权利要求2所述的冗余电源供电系统，其特征在于：所述电开关为一N沟道场效应管，所述电开关的第一端、第二端、控制端分别对应N沟道场效应管的源极、漏极、栅极。
4.如权利要求1所述的冗余电源供电系统，其特征在于：所述风扇包括一PWM信号引脚、一电源引脚及一侦测引脚，所述电源引脚接收由所述共享式电源模组输出的一第二电源，所述PWM信号引脚经一第一电阻接收所述微控制器输出的PWM信号，所述PWM信号引脚还经所述第一电阻及一第二电阻接收由所述共享式电源模组输出的第一电源，所述侦测引脚连接至一第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极经一第三电阻连接至所述微控制器的侦测引脚，所述第一二极管的阳极还经所述第三电阻及一第四电阻后接收由所述共享式电源模组输出的第一电源。
5.如权利要求4所述的冗余电源供电系统，其特征在于：所述电源引脚还通过两滤波电容接地。
6.如权利要求4所述的冗余电源供电系统，其特征在于：所述PWM信号引脚还经所述第一电阻连接一第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极接收由所述共享式电源模组输出的第一电源。
7.如权利要求4所述的冗余电源供电系统，其特征在于：所述侦测引脚还连接一第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极接地。
8.如权利要求4所述的冗余电源供电系统，其特征在于：所述第三电阻及所述第四电阻的节点还连接一滤波电容接地。
9.如权利要求4所述的冗余电源供电系统，其特征在于：所述第一电源为3.3V，所述第二电源为12V。
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