CN103166306A - 不间断电源系统 - Google Patents

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Abstract

一种不间断电源系统用于为服务器机柜的交流电源供应单元提供电压，该不间断电源系统包括整流器、直流转换器、电源分配单元、交流主电源、太阳能电池模块、电池以及来自其他服务器机柜的直流电力。该交流主电源通过该整流器将交流电压转换为直流电压，再通过该直流转换器和该电源分配单元输出适合该交流电源供应单元工作的直流电压至该交流电源供应单元。当该交流主电源停止供电时，该太阳能电池模块、该电池或该直流电力提供直流电压给该交流电源供应单元。上述不间断电源系统通过多个电源提供不间断直流电压给该交流电源供应单元，效率高且利于节能。

Description

不间断电源系统
技术领域
本发明涉及一种不间断电源系统。
背景技术
服务器机柜的不间断电源包括主电源和辅助电源，主电源一般为交流电源，辅助电源为一可充电电池，该交流电源给服务器供电的同时还通过一整流器将交流电压转换为直流电压，以给该可充电电池充电，当该交流电源发生故障无法给服务器供电时，该充电电池即通过一逆变器将直流电压转换为交流电压，以给服务器供电，如此，该整流器及逆变器在转换电流的过程中将损耗一定量的电能，不利于节能且效率低。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种利于节能且效率高的不间断电源系统。
一种不间断电源系统，用于为服务器机柜的交流电源供应单元提供电压，该不间断电源系统包括：
一交流主电源，用于输出交流电压；
一整流器，用于将该交流主电源所输出的交流电压转换为直流电压；
一直流转换器，用于将该整流器所输出的直流电压降为电压值于该交流供应单元可接受的范围之间的另一直流电压；
一电源分配单元，用于将该另一直流电压输出至该交流电源供应单元；
一第一直流辅助电源，当该交流电源停止供电时，该第一辅助电源通过该电源分配单元提供电压值在该交流供电单元可接受的范围之间的直流电压给该交流电源供应单元。
上述不间断电源系统通过该交流主电源或该第一直流辅助电源提供直流电压给该交流电源供应单元，无需将直流电压转换为交流电压再给该交流电源供应单元供电，效率高且利于节能。
附图说明
图1为本发明不间断电源系统的较佳实施方式的方框图。
图2为图1中不间断电源系统的直流转换器的较佳实施方式的电路图。
主要元件符号说明
不间断电源系统 100
第一浪涌保护器 45
整流器 65
PFC 95
直流转换器 85
电池 90
直流电力模块 80
第二浪涌保护器 70
PDU 10
第一断路器 60
第二断路器 50
太阳能电池模块 30
交流电源 40
PSU 20
电容 C1-C3
场效应管 Q1、Q2
变压器 T
二极管 D1、D2
电感 L
IC芯片 856
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1，本发明不间断电源系统100用于为服务器机柜的交流电源供应单元（power supply unit，PSU）20提供电压。该不间断电源系统100包括交流电源40、太阳能电池模块30、电池90、直流电力模块80、第一和第二浪涌保护器45和70、整流器65、PFC（power factor correction，功率因数校正）电路95、隔离型直流转换器85和PDU（power distribution unit，电源分配单元）10。该PDU 10包括第一和第二断路器60和50。
该交流电源40依次通过该第一断路器60、该第一浪涌保护器45、整流器65、PFC电路95和该隔离型直流转换器85与该PDU 10的第一电源输入端相连。该太阳能电池模块30依次通过该第二断路器50和该第二浪涌保护器70与该整流器65和该PFC电路95之间的节点相连。该电池90与该PDU 10的第二电源输入端相连。该直流电力模块80连接该PDU 10的第三电源输入端。该PDU 10的电源输出端与该PSU 20的交流电压输入端相连。
该第一和第二断路器60和50均用于过流保护，该第一和第二浪涌保护器45均用于抑制浪涌电流和瞬时过电压。
该交流电源40为该不间断电源系统100的主电源，本实施例中，该交流电源40为三相交流电源，其他实施例中，该交流电源40还可为一相交流电源。
该整流器65用于将该交流电源40所输出的交流电压转换为直流电压。
该PFC电路95用于提高该整流器65或该太阳能电池模块30所输出的直流电压的功率因数。
该隔离型直流转换器85用于将该PFC电路95所输出的直流电压转换为一特定范围的直流电压。本实施例中，该转换后的直流电压的范围为127伏特至375伏特，该范围等效于该PSU 20所能接受的90伏特至264伏特的交流电压调节范围，故，当处于该特定范围的直流电压通过该PDU 10输入该PSU 20的交流输入端时，该PSU 20依然可正常工作。
请参考图2，本实施例中，该隔离型直流转换器85包括电容C1-C3、场效应管Q1和Q2、变压器T、二极管D1和D2、电感L、用于接收来自该PFC电路95的电压的电压输入端A和B，以及用于输出电压至该PDU 10的第一电源输入端的电压输出端M和N。该电压输入端A连接该场效应管Q1的漏极，该场效应管Q1的栅极与一直流转换器控制IC芯片856的一信号端相连，该场效应管Q1的源极连接该变压器T的原边的异名端，该电压输入端A还通过该电容C1连接该变压器T的原边的同名端，该电压输入端B连接该场效应管Q2的源极，该场效果应管Q2的栅极连接该IC芯片856的另一信号端，该场效应管Q2的漏极连接该变压器T的原边的异名端，该电压输入B还通过该电容C2连接该变压器T的原边的同名端。该变压器T副边的同名端连接该二极管D1的阳极，该变压器T副边的异名端连接该二极管D2的阳极，该二极管D1和D2的阴极均通过该电感L与该电压输出端M相连，该变压器T的中间抽头通过该电容C3连接该电压输出端M，该变压器T的中间抽头还与该电压输出端N相连。
由上述电路结构可知，该隔离型直流转换器85没有传统半桥式转换器所具备的BUCK电路和反馈电路，故，本隔离型直流转换器85仅用于隔离和降压。其他实施例中，该隔离型直流转换器85还可为不包括BUCK电路和反馈电路的其他直流转换器如全桥转换器或推挽式转换器。由于该PSU 20所能接受的交流电压调节范围较宽，故，该隔离型直流转换器85虽不包括BUCK电路和反馈电路，但依然可提供安全的工作电压给该PSU 20。
该太阳能电池模块30、电池90和直流电力模块80均为该不间断电源系统100的辅助电源，当该交流电源40因故障停止供电时，该PDU 10的输入电压由该太阳能电池模块30、该电池90或该直流电力模块80提供。
该太阳能电池模块30将太阳能转换为直流电压，再通过该隔离型直流转换器85将转换后的直流电压降压为127伏特至375伏特范围之间的直流电压，以通过该PDU 10输入至该PSU 20。本实施例中，该直流电力模块80包括其他服务器机柜的直流电源。该直流电力模块80和该电池90均通过该PDU 10直接输出直流电压至该PSU 20。
由上述可知，该不间断电源系统100利用该PSU 20较宽的90伏特至264伏特的交流电压调节范围，直接提供在127伏特至375伏特之间的直流电压给该PSU 20供电，无需将直流电压转换为交流电压再给该PSU 20供电，效率高，且利于节能。另外，该隔离性直流转换器85不包括BUCK电路和反馈电路，利于节能。再者，该不间断电源系统100的辅助电源包括该太阳能电池模块30、电池90和直流电力模块80，当主电源发生故障停止供电时，可由上述三个辅助电源之一供电，不间断供电可靠性高。

Claims (10)

1.一种不间断电源系统，用于为服务器机柜的交流电源供应单元提供电压，该不间断电源系统，包括：
一交流主电源，用于输出交流电压；
一整流器，用于将该交流主电源所输出的交流电压转换为直流电压；
一直流转换器，用于将该整流器所输出的直流电压降为电压值处于该交流供应单元可接受的范围内的另一直流电压；
一电源分配单元，用于将该另一直流电压输出至该交流电源供应单元；
一第一直流辅助电源，当该交流电源停止供电时，该第一辅助电源通过该电源分配单元提供电压值处于该交流供电单元可接受的范围内的直流电压给该交流电源供应单元。
2.如权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于：该另一直流电压的电压值范围为127伏特至375伏特。
3.如权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于：该直流转换器为一不包括BUCK电路和反馈电路的隔离型直流转换器。
4.如权利要求3所述的不间断电源系统，其特征在于：该直流转换器包括第一至第三电容、第一和第二场效应管、变压器、第一和第二二极管、电感、用于接收来自该整流器的电压的第一和第二电压输入端，以及用于输出电压至该电源分配单元的第一和第二电压输出端，该第一电压输入端连接该第一场效应管的漏极，该第一场效应管的栅极与一直流转换器控制IC芯片的一信号端相连，该第一场效应管的源极连接该变压器的原边的异名端，该第一电压输入端还通过该第一电容连接该变压器的原边的同名端，该第二电压输入端连接该第二场效应管的源极，该第二场效应管的栅极连接该IC芯片的另一信号端，该第二场效应管的漏极连接该变压器的原边的异名端，该第二电压输入端还通过该第二电容连接该变压器的原边的同名端，一第一电压输出端通过该电感连接该第一和第二二极管的阴极，该第一二极管的阳极连接该变压器的副边的同名端，该第二二极管的阳极连接该变压器的副边的异名端，该第一电压输出端还通过该第三电容与一第二电压输出端相连，该第二电压输出端连接该变压器的副边的中间抽头。
5.如权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于：该电源分配单元还包括一断路器，该断路器连接于该交流电源和该整流器之间，以用于过流保护。
6.如权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于：该不间断电源系统还包括一浪涌保护器，该浪涌保护器连接于该第一交流电源和该整流器之间，以用于抑制浪涌电流和瞬时过电压。
7.如权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于：该第一直流辅助电源为一直流电力模块，该直流电力模块为其他服务器机柜的直流供电系统。
8.如权利要求7所述的不间断电源系统，其特征在于：该不间断电源系统还包括一功率因数校正电路，该功率因数校正电路连接于该整流器和该直流转换器之间，以用于提高该整流器所输出的直流电压的功率因数。
9.如权利要求8所述的不间断电源系统，其特征在于：该不间断电源系统还包括一第二直流辅助电源，该第二直流辅助电源与该整流器和该功率因数校正电路之间的节点相连，该第二直流辅助电源为一太阳能电池模块。
10.如权利要求9所述的不间断电源系统，其特征在于：该不间断电源系统还包括一第三直流辅助电源，该第三直流辅助电源用于提供电压值在该交流供电单元可接受的范围内的直流电压给该交流电源供应单元，该第三直流辅助电源为一电池。
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