CN102222848B - 具有安全机制的连接器及供电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有安全机制的连接器及供电装置。一种从电源向电力设备供应电力的母连接器，包括用于供应电力的两个电源端子，分别连接至两个电源端子以控制电力供应的两个继电器，以及被配置为控制两个继电器的打开和闭合的两个控制电极，其中由电源驱动两个继电器，并且两个控制电极在母连接器和公连接器配合时通过公连接器的控制端子相互电耦合，两个控制电极的电耦合导致两个继电器闭合以将电力供应至两个电源端子。

Description

具有安全机制的连接器及供电装置

技术领域

本发明总体上涉及用于供应电力的连接器以及供电装置。

背景技术

电力设备通常从电源接收电力以运行。为了供应电力，通常使用连接器将电力从电源供应至电力设备。这样的连接器包括相互配合以建立电连接的具有一或更多个公插头(male pins)的公(male-type)连接器和具有一或更多个母插座(female socket)的母(female-type)连接器。专利文献1和2中公开了这种结构。

近年来，用于本地电力输送的直流高压电力的供应被作为应对全球变暖的措施来研究。根据这样的电源配置，电压转换和电力输送时的功率损耗较低，并且也无需使用粗电缆。尤其是对于诸如服务器的信息设备来说，因为它们的电力消耗较大，所以这样的电源配置被认为是所期望的。

因为被人体直接接触会很危险，所以应当注意供应给电力设备的电力。特别是，直流电力与频率无关，其可能需要更大的注意。

设备的安装和维护需要手工作业。因而，当直流电力用于诸如服务器的信息设备时，在电连接点所使用的连接器会需要具有与用于商用电源的常规连接器不同的特别设计。

此外，具有多个连接器的供电装置通常用于将电力供应至负载，例如，诸如服务器的信息设备。

[专利文献1]公开号为No.5-82208的日本专利申请

[专利文献2]公开号为No.2003-31301的日本专利申请

发明内容

本发明的总体目标是提供大幅消除由相关技术的局陷和缺点所导致的一或更多个问题的连接器和供电装置。特别地，期望提供能够安全地供应电力的连接器和供电装置。

根据实施例，从电源向电力设备供应电力的母连接器包括用于供应电力的两个电源端子、分别连接至两个电源端子以控制电力供应的两个继电器、以及被配置为控制两个继电器的打开和闭合的两个控制电极，其中两个继电器由电源驱动，并且两个控制电极在母连接器与公连接器配合时通过公连接器的控制端子相互电耦合，两个控制电极的电耦合导致两个继电器闭合以将电力供应至两个电源端子。

根据实施例，供电装置包含多个连接器，其中至少一个是如上所述的母连接器。

连接器对包括具有控制插头和用来接收电力的电源插头的公连接器，并且进一步包括母连接器。母连接器包括被配置为与电源插头配合以将电力供应至电源插头的两个电源插座、分别连接至两个电源插座以控制电力供应的两个继电器、被配置为与控制插头配合的控制插座、位于控制插座内用以控制两个继电器的打开和闭合的两个控制电极，其中两个控制电极在母连接器与公连接器配合时通过控制插头相互电耦合，两个控制电极的电耦合导致两个继电器闭合以将电力供应至两个电源插座。

根据至少一个实施例，提供了能够安全供应电力的连接器和供电装置。

附图说明

当结合附图阅读下面的详细描述时，本发明的其它目的和进一步的特征将会变得显而易见，附图中：

图1是描述根据实施例的连接器结构的示图；

图2A和图2B是根据实施例的连接器的外观透视图；

图3A至图3D是描述根据实施例的母连接器结构的示图；

图4是描述使用实施例的连接器的供电系统的结构的示图；以及

图5是使用实施例的连接器的PDU的透视图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的实施例。

[连接器概况]

下面将描述根据实施例的连接器。图1是描述根据本实施例的母连接器的结构的概况的示图。

根据本实施例的母连接器20耦合至用于供应电力的直流电源50。母连接器20包括用于供应电力的电源插座端子21和22、控制插座端子23、以及接地的接地插座端子24。在控制插座端子23内提供电极37和38。

要连接至根据本实施例的母连接器20的公连接器10通过电力供应电缆15耦合至诸如服务器的信息设备40。公连接器10包括与电源插座端子21和22配合的电源插头端子11和12、与控制插座端子23配合的控制插头端子13、以及与接地插座端子24配合的接地插头14。

在母连接器20中提供两个继电器31和32。继电器31包括线圈33和响应于流经线圈33的电流而闭合以提供电连接的继电器触点34。当没有电流流经线圈33时，继电器触点34处于打开状态而不提供电连接。继电器32包括线圈35和响应于流经线圈35的电流而闭合以提供电连接的继电器触点36。当没有电流流经线圈35时，继电器触点36处于打开状态而不提供电连接。

继电器触点34的一端连接至直流电源50的正输出，而它的另一端连接至电源插座端子21。继电器触点36的一端连接至直流电源50的负输出，而它的另一端连接至电源插座端子22。

为了驱动继电器31和32，母连接器20接收与通过连接器供应电力的电源相同的直流电源50。具体而言，继电器31的线圈33的一端连接至继电器32的线圈35的一端。根据该配置，继电器31的线圈33和继电器32的线圈35串行连接(即，串联)。线圈33的另一端连接至直流电源50的一端。线圈35的另一端和直流电源50的另一端分别连接至位于控制插座端子23内的两个电极38和37。

以这种方式，直流电源50用以作为驱动继电器31和32的电源。这种配置消除了提供驱动继电器31和32的专用电源的需求，从而简化了结构。如随后将要描述的一样，这种配置还减少了连接器和PDU的成本。

当公连接器10和母连接器20相互配合时，两个电极37和38通过控制插座端子23内的控制插头端子13而相互电耦合。为此，控制插头端子13由电导体制成。控制插头端子13的长度可以设置成这样的长度：两个电极37和38仅在电源插头端子11和12分别与电源插座端子21和22完全配合后通过控制插头端子13相互耦合。即，两个电极37和38仅在电源插头端子11和12的整个长度分别插入电源插座端子21和22之后通过控制插头端子13相互耦合。为此，控制插头端子13的长度可以设置成短于电源插头端子11和12的长度。

以这种方式，电极37和38通过控制插头端子13相互电耦合。作为结果，来自直流电源50的电流流经每个继电器31和32的线圈33和35以闭合继电器触点34和36，从而供应电力至母连接器20的电源插座端子21和22。因此，电力通过公连接器10的电源插头端子11和12而供应给诸如服务器的信息设备40。

在本实施例的母连接器20中，继电器31和32的相应的继电器触点34和36分别电连接至电源插座端子21和22。为电源插座端子21和22两者提供继电器触点的理由是人体在直接接触200V或更高的直流时的危险非常高。上述配置控制电源插座端子21和22两者处的电力供应，从而进一步提高了安全性。

[连接器结构]

下面将参考附图2A和2B以及附图3A至3D来描述根据本实施例的连接器结构和连接方法。图2A是公连接器10的外观的图解透视图。图2B是根据本实施例的母连接器插座20A的外观的图解透视图。母连接器插座20A是图1所示的母连接器20的插座部分。

图3A是根据本实施例的母连接器插座20A的俯视图。图3B是根据本实施例的母连接器插座20A的纵侧视图。图3C是根据本实施例的母连接器插座20A的后视图。图3D是根据本实施例的母连接器插座20A的横侧视图。

如图2A所示，公连接器10的外形具有30mm的宽度W1、30mm的长度D1、以及16mm的高度H1。供应400V直流电压的电力供应电缆15连接至公连接器10。公连接器10的另一侧具有由金属制成的电源插头端子11和12、控制插头端子13以及接地插头端子14。每一个电源插头端子11和12具有17mm的长度A。接地插头端子14具有19mm的长度B。控制插头端子13具有14.5mm的长度C。

如图2B和图3A至3D所示，根据本实施例的母连接器插座20A具有被公连接器10的一部分插入的结构。母连接器插座20A具有分别连接至电源插头端子11和12的电源插座端子21和22，并且还具有连接至接地插头端子14的接地插座端子24。此外，母连接器插座20A具有与控制插头端子13连接的控制插座端子23，电极37和38位于控制插座端子23内。

母连接器插座20A在其后侧还具有端子，该端子用于连接PDU或类似装置。具体地，提供了电源端子21A、电源端子22A、接地端子24A以及控制端子23A和23B。电源端子21A用于将电源插座端子21连接至继电器31的继电器触点34。电源端子22A用于将电源插座端子22连接至继电器32的继电器触点36。接地端子24A连接至接地插座端子24。控制端子23A和23B连接至控制插座端子23的相应的电极37和38。

如图3A和3B所示，母连接器插座20A具有56mm的宽度W2、40mm的长度D2、以及40.5mm的高度H2。在本实施例中，继电器31和32位于母连接器插座20A的外部。替代地，继电器31和32可以位于母连接器插座20A的内部。

当母连接器插座20A没有连接至公连接器10时，母连接器插座20A的电极37和38相互并不接触。当控制插头端子13插入时，电极37和38与控制插头端子13接触，从而电极37和38通过控制插头端子13相互电耦合以允许电流的通过。

控制插头端子13的长度可以比电源插头端子11和12的长度短。这防止了在电源插头端子11和12分别与电源插座端子21和22完全配合之前将400V的高DC电压施加给电源插座端子21和22。如果在公连接器10完全插入母连接器20之前将400V的高DC电压施加至母连接器20的电源插座端子21和22，则对人员的危险是显而易见的。人员可能不经意地触摸电源插座端子21和22，或者可能通过螺丝刀、金属片、导线段(fragmented wire)或者类似物意外地与电源插座端子21和22接触。

[供电系统]

下面将描述本实施例的使用连接器的供电系统的结构。

图4是描述使用本实施例的连接器的供电系统的结构的示图。

供电系统将AC电力从商用电源70供应至直流电源50。直流电源50的AC至DC转换器51将AC电力转换为400V的直流电压。直流电力能够存储在电池或类似物中。因而，电池52用以作为备份电源。这使得其可以应对断电或类似问题。本实施例的母连接器20通过电力供应电缆连接至直流电源50。直流电源50的400V直流电压的电力通过母连接器20来供应。在直流电源50中提供诸如PV(光伏电池)或FC(燃料电池)的直流发电机53，直流发电机53不需要由商业电源70供应的电力。可以根据需求进行电压转换。

公连接器10通过电力供应电缆15连接至作为负载的诸如服务器的信息设备40。母连接器20与公连接器10相互电耦合。根据这种配置，直流电源50的电力供应给诸如服务器的信息设备40。

此外，在诸如服务器的信息设备40中供应DC至DC转换器41，并且将400V的直流电压转换为可由诸如CPU 42的电子部件使用的较低DC电压。

因为仅执行一次商用电源70的AC至DC转换，所以这样的供电系统具有功率损耗较低的优点。此外，在400V高直流电压的情况下，不需要太关注导线的厚度或类似问题。而且，在电池52中能够存储直流电力，这使得易于应对商用电源70的中断(如断电)。

下面将通过参考图5来描述使用本实施例的连接器的PDU(即，配电单元)。

图4所示的直流电源50所供应的400V直流电压被施加给配电板70，配电板70将电力配送至每个PDU 30。每个PDU 30具有多个本实施例的母连接器20，并且通过母连接器20中的每一个供应400V直流电压的电力。服务器机柜45可容纳多个诸如服务器的信息设备40。用于接收电源的公连接器10通过电力供应电缆15连接至诸如服务器的信息设备40中的每一个。公连接器10电连接至位于PDU 30中的母连接器20以接收400V直流电压的电力。

此外，本发明不限于这些实施例，在不脱离本发明范围的前提下，可以作出各种变化和修改。

本发明基于2008年11月11日在日本专利局提交的、申请号为No.2008-288800的日本专利申请，其全部内容在此通过引用而并入。

Claims (4)

1.一种用于从电源向电力设备供应电力的连接器对，包含：

包括控制插头端子和用于接收电力的两个电源插头端子的公连接器；以及

母连接器，包括：

被配置为分别与所述两个电源插头端子配合以将电力供应至所述两个电源插头端子的两个电源插座端子；

分别连接至所述两个电源插座端子以控制电力供应的两个继电器；

被配置为与所述控制插头端子配合的控制插座端子；和

位于所述控制插座端子中用以控制所述两个继电器的打开和闭合的两个控制电极，

其中在所述母连接器和所述公连接器之间配合时所述两个控制电极通过所述控制插头端子相互电耦合，所述两个控制电极的电耦合导致所述两个继电器闭合以将电力供应至所述两个电源插座端子，

其中所述两个控制电极位于所述控制插座端子内，其中所述控制插头端子是固定的，并且所述控制插头端子的长度设置成短于所述两个电源插头端子的长度，从而所述两个控制电极仅在所述两个电源插头端子分别连接到所述两个电源插座端子之后才通过所述控制插头端子相互电耦合。

2.如权利要求1所述的连接器对，所述母连接器包含接地插座端子，并且所述公连接器包含用于与所述接地插座端子配合的接地插头端子。

3.如权利要求1所述的连接器对，其中从电源供应的电力是直流电压。

4.一种用于从电源向电力设备供应电力的供电装置，包含多个连接器对，其中至少一个是如权利要求1所述的连接器对。