CN103683976A - 一种通用型电源供应系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源供应系统，包括：一背板模块、至少一个直流电源模块板及多数个交直流电源供应器；其中每个外观尺寸相同的直流电源模块板或交直流电源供应器进一步包括：一规格设定电路，当插接至该背板模块时，其规格识别信号端会输出识别信号予该背板模块的一监控电路；由于该监控电路内建有规格对照表，故可依传来的识别信号，比对该规格对照表得知插接于其上的型号规格，再分别自动设定每个直流电源模块板的电流临界值或交直流电源供应器的功率临界值作为过电流或过功率的监控点；如此，本发明不因采用不同直流电源模块板或交直流电源供应器而特别设计不同的背板模块。

Description

一种通用型电源供应系统

技术领域

本发明涉及一种电源供应系统，尤指一种工业计算机或服务器用的电源供应系统。

背景技术

一般工业计算机或服务器必须长时间运作，故需要求高功率电源供应系统或具有备用电源的功率电源供应系统，又由于每个家计算机厂所生产的工业计算机或服务器所需电源功率需求不同，因此一般电源供应系统厂商为因应不同电源功率规格需求的订单，即提供一种模块化电源供应系统50，请参阅图9及图10所示，其包括：

一机壳51，包含有二相对侧开口；

一背板模块52，固定于该机壳51一侧开口，其包含有多数个直流电源暨通讯埠521及一监控电路522；其中每个直流电源暨通讯埠521包含有一电源输出入埠521a及一通讯埠521b，该监控电路522电连接至该通讯埠521b，其中该监控电路包含有多数个启动控制端S_EN1、S_EN2及多数个电流检测端I_S1、I_S2，并设定有多数个电流临界值及过功率临界值；

多数个交直流电源供应器53，自该机壳51另一侧开口插设至该机壳51内，其中每个交直流电源供应器53的直流电源输出端子DC/OUT1、DC/OUT2连接至对应直流电源暨通讯埠521的直流电源输出入埠521a，并以通讯连接埠(IIC1、IIC2)连接至该背板模块51的监控电路522；及

多数个直流电源模块板54，自该机壳51另一侧开口插设至该机壳51内，其中每个直流电源模块板54包含有对应背板模块52的直流电源暨通讯埠521的端子埠，以获得交直流电源供应器53输出的直流电源，予以转换为特定电压准位的直流电源后输出，且启动端EN及电流输出端I_SENSE分别与直流电源暨通讯埠521的通讯埠521b连接，以由该监控电路522依据每个直流电源模块板54目前输出电流与预设的电流临界值相比，若大于该电流临界值则透过启动控制端控制S_EN1、S_EN2已过流的直流电源模块板54不再启动，避免过流烧毁。

上述模块化电源供应系统50主要将既有相同瓦数或不同瓦数的交直流电源供应器53装设于一机壳51内，再由该背板模块52依需求配合使用直流电源模块板54，以将交直流电源供应器53输出的电源经由直流电源模块板54转换的直流电源予以串联或并联输出，或令其中一组直流电源模块板54的直流电源作为预备电源用。再者，该背板模块52的监控电路522监控多数个直流电源模块板54的输出电流相较电流临界值是否已过电流，若是则控制该过电流的直流电源模块板54不再启动，提供过电流保护(Over-Current Protection;OCP)。再者，由于该背板模块进一步提供过功率保护(Over-Power Protection;OPP)，即该监控电路于并联输出模式下，若模块化电源供应系统50提供500W的直流电源，则使二台交直流电源供应器的功率均为500W，则每个台交直流电源供应器系输出250W，此时，该监控电路即设定以500W为监控是否过功率的功率临界值，一旦其中一台交直流电源供应器损坏，则由另一台500W直接供应，因此在使用二台相同瓦数的电源供应器，该背板模块的功率临界值可固定。

由于设计标准化的缘故，维修上述模块化电源供应系统50或制作不同瓦数模块化电源供应系统50，可能使用不同瓦数的交直流电源供应器，该等交直流电源供应器均可固定该机壳中。因此，当维修上述模块化电源供应系统50时，将其中一500W交直流电源供应器误更换为一875W交直流电源供应器，此时该背板模块检知二台交直流电源供应器(500W、875W)的电源不同时，即不会进入并联输出模式(current share)，而直接令其中一台为主电源供应器(Master)而另一台为备用电源供应器(slave)，并由主电源供应器供电，另一台不供电；倘若选择875W作为主电源供应器，由于该背板模块设定的功率临界值仍为500W，而造成过功率损毁的问题。

因此，就电源供应器厂商而言制作模块化电源供应系统所使用的电源供应器及直流电源模块板均已产品化，不必重新设计电路或电路板，只要因应不同电源功率需求或电源输出形式再客制化该背板模块即可。

然而，目前电源供应器厂商却因使用已产品化的电源供应器及直流电源模块板，而于外观上难以明确识别电源功率或直流电源规格，造成组装该模块化电源供应系统的错误，例如直流电源模块板插接至背板模块上的错误直流电源埠；再者，该模块化电源供应系统目前仍必须客制化背板模块，造成生产效率能无法有效提升；因此，如此模块化电源供应系统的模块化架构仍有待一步改良。

发明内容

为解决上述现有技术的问题，本发明主要目的是提供一种通用型电源供应系统及其通用型背板模块。

为达上述目的，而提供的通用型电源供应系统包括：

一机壳；

一背板模块，固定于该机壳，并包含有多数个直流电源暨通讯埠及一监控电路；其中该监控电路电连接该多数个直流电源暨通讯埠，且包含有多数个启动控制端、多数个电流检测端及多数个规格识别端，并内建有一规格对照表，其中该规格对照表包含有至少一直流电源模块板型号及其对应的电流临界值；

多数个交直流电源供应器，固定于该机壳内，其中每个交直流电源供应器的直流输出端子连接至对应直流电源暨通讯埠的电源输出入埠；及

至少一直流电源模块板，固定于该机壳内，并分别插设至该背板模块的直流电源暨通讯埠，每个直流电源模块板包含有一规格设定电路及一规格识别信号端，该规格识别信号端电连接至该监控电路的规格识别端，该监控电路读取每个直流电源模块板的规格识信号，再与其规格对照表比对直流电源模块板型号及对应的电流临界值，且该直流电源模块板的启动端电连接至该监控电路对应的启动控制端，又其电流输出端连接至该监控电路对应的电流检测端。

较佳的是在每个直流电源模块板的规格设定电路内包含一分压电路，其连接至一参考电压，而串接节点则连接至其所对应该规格识别端。

较佳的是每个直流电源模块板的分压电路相同，但所连接的参考电压不同。

较佳的是每个直流电源模块板的参考电压相同，但每个分压电路的上电阻的电阻值并不相同。

较佳的是每个直流电源模块板的规格设定电路包含多数个分压电路，分别连接至不同高低电压准位的参考电压；又该监控电路的每个规格识别端包含多数个规格识别子端子，以分别连接至对应的规格设定电路的规格识别子端子。

较佳的是每个至少一直流电源模块板的规格设定电路整合在其控制器内，并在所述控制器内建有一规格数据，该控制器即连接该规格识别信号端，且该规格数据对应监控电路内建的规格对照表的直流电源模块板型号。

由上述可知，本发明将每个外观尺寸相同的直流电源模块板进一步包含有规格设定电路，当插接至该背板模块时，其规格识别信号端会输出识别信号予该背板模块的监控电路；由于该监控电路内建有规格对照表，故可依插接于其上的每个直流电源模块板传来的识别信号，比对规格对照表得知插接于其上的每个直流电源模块板的型号规格，由该监控电路自动对每个直流电源模块板设定其电流临界值作为过电流保护的监控点；如此，当所有直流电源模块板插至该背板模块的对应直流电源输出入埠后，该背板模块可自动检知目前所有直流电源模块板规格，并自动监控每个直流电源模块板是否超过其对应的电流临界值，而不因采用不同直流电源模块板而特别设计不同的背板模块。

本发明提供另一种通用型电源供应系统，包括：

一机壳；

一背板模块，固定于该机壳内，其包含有多数个直流电源暨通讯埠及一监控电路；其中该监控电路电连接该多数个直流电源暨通讯埠，且包含有多数个规格识别端，并内建有一规格对照表，该规格对照表包含有多数个交直流电源供应器规格型号及其对应的功率临界值；

多数个交直流电源供应器，固定于该机壳内，其中每个输入侧电源供应器的直流输出端子连接至对应直流电源暨通讯埠的电源输出入埠，且每个交直流电源供应器包含有一规格设定电路及一规格识别信号端，以电连接至该监控电路的对应规格检测端；及

至少一直流电源模块板，固定至该机壳内，且每个直流电源模块板插设至该背板模块的对应直流电源暨通讯埠。

较佳的是所述每个交直流电源供应器的规格设定电路包含一分压电路，该分压电路连接至一参考电压，而其串接节点则连接至对应该规格识别端。

较佳的是每个直流电源模块板的分压电路相同，但所连接的参考电压不同。

较佳的是每个直流电源模块板的参考电压相同，但每个分压电路的上电阻的电阻值并不相同。

较佳的是每个交直流电源供应器的规格设定电路包含多数个分压电路，分别连接至不同高低电压准位的参考电压；又该监控电路的每个规格识别端包含多数个规格识别子端子，以分别连接至对应的规格设定电路的规格识别子端子。

较佳的是每个交直流电源供应器的规格设定电路整合在其二次侧控制器内，并在该二次侧控制器内建有一规格数据，该二次侧控制器即连接该规格识别信号端，且该规格数据对应监控电路内建的规格对照表的交直流电源供应器规格型号。

由上述可知，本发明的每个交直流电源供应器设有规格设定电路，当交直流电源供应器连接至该背板模块时，该监控电路检知目前负责供应电源的交直流电源供应器，故该监控电路读取负责供应电源的交直流电源供应器的该规格识别电路输出识别信号判断其型号规格，由该监控电路设定负责供应电源的交直流电源供应器的过功率临界值，作为过功率保护的监控点；如此，当所有交直流电源供应器连接至该背板模块后，该背板模块可自动检知目前负责供应电源的交直流电源供应器的型号规格，并自动设定过功率保护的功率临界值，而不必因采用不同直流电源供应器而特别设计不同的背板模块。

附图说明

图1：本发明通用型电源供应系统的立体分解图；

图2：本发明第一较佳实施例的电路方块图；

图3：本发明第二较佳实施例的电路方块图；

图4：本发明第一较佳实施例的一详细电路图；

图5：本发明第一及第二较佳实施例的一详细电路图；

图6：本发明第一及第二较佳实施例的另一详细电路图；

图7：本发明第一及第二较佳实施例的再一详细电路图；

图8：本发明第一及第二较佳实施例的又一详细电路图；

图9：公知电源供应系统立体外观图；

图10：图9的电路方块图。

具体实施方式

以下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

首先请参阅图1及图2所示，为本发明通用型电源供应系统10的第一较佳实施例，包括：

一机壳11，包含有二相对侧开口；

一背板模块12，固定于该机壳11一侧开口，其包含有至少一直流电源暨通讯埠121（包含直流端子和通信端子）及一监控电路122；其中该监控电路122电连接该至少一直流电源暨通讯埠121，其中每个直流电源暨通讯埠121包含有电源输出入埠121a及通讯埠121b，该通讯埠包含有至少一启动控制端S_EN1、S_EN2、至少一电流检测端I_S1、I_S2及至少一规格识别端V_ID1、V_ID2，并内建有一规格对照表；于本实施例中，该规格对照表包含有型号规格及其对应电压值及其对应的电流临界值；

多数个交直流电源供应器13，自该机壳11另一侧开口插设至该机壳11内，于本实施例中，共包含有二个交直流电源供应器13，其中每个交直流电源供应器13的直流输出端子DC/OUT1、DC/OUT2连接至对应直流电源暨通讯埠121的电源输出入埠121a；及

至少一直流电源模块板14，自该机壳14另一侧开口插设至该机壳11内，并分别插设至该背板模块12的直流电源暨通讯埠121；于本实施例中包含有二个直流电源模块板14，其中每个直流电源模块板14包含有一规格设定电路143及一规格识别信号端V₁、V₂，该规格识别信号端V₁、V₂电连接至该监控电路122的规格识别端V_ID1、V_ID2，且该直流电源模块板14的启动端DD1_EN、DD2_EN电连接至该监控电路122对应的启动控制端S_EN1、S_EN2，又其电流输出端DD1_Ise1、DD2_Ise2连接至该监控电路122对应的电流检测端。又，如图3所示每个直流电源模块板14包含有一控制器141、一直流电源输出端DD1_Vout及一电流输出电路；其中该输出电流电路包含有一电流检测器(电阻R_S)及一差动放大器142，该差动放大器142二输入端连接于该电流检测器R_S二端，而该电流检测器R_S串接在直流电压输出端DD1_Vout与直流电源输出埠DD1之间，以检知目前直流电源模块板的输出电流DD1_Ise1。

此外，再请参阅图3所示，为本发明通用型电源供应系统10的第二较佳实施例，其与第一较佳实施例大致相同，但可只包含一个或多数个交直流电源供应器13，其中每个交直流电源供应器13进一步包含有一规格设定电路及一规格识别信号端V₃、V₄，且该监控电路122也进一步包含有多数个规格识别端V_ID3、V_ID4，以识别每个交直流电源供应器13的型号规格，且自所内建的规格对照表以型号规格读取其对应的过功率临界值。此外，该监控电路亦可单独包含有多数个规格识别端V_ID3、V_ID4，仅判断每个交直流电源供应器1₃的型号规格，而不另设定判断每个直流电源模块板14的电流临界值的规格识别端V_ID1、V_ID2。该监控电路122具有检知目前多数个交直流电源供应器负责输出的交直流电源供应器，并以目前负责输出的交直流电源供应器的规格型号对应的功率临界点作为监控点。

请配合参阅图4所示，为本发明第一较佳实施例的例示，即该监控电路122只连接一直流电源模块板14，其中该直流电源模块板14的规格设定电路143为一分压电路R1、R2，该分压电路143连接至一参考电压Vref，而串接节点V1则连接至该监控电路122的规格识别端V_ID1。于本例示中，该分压电路的下电阻R2可外接，即该上电阻R1一端连接至该参考电压Vref，另一端连接至该规格识别信号端V1，而该规格识别信号端V₁再与一外接的下电阻R2一端连接，而下电阻R2另一端则接地。由于上、下电阻R1、R2的电阻值固定，故监控电路122可依据该规格识别端V_ID1的电压，比对规格对照表的电压，以对照型号，再依再型号读取其对应的电流临界值，并将此一电流临界值设定为该直流电源模块板14的电流临界值。

请配合参阅图5所示，为本发明第一较佳实施例的另一例示，其较上述例示增加另一直流电源模块板14。于本例示中，二直流电源模块板14的规格设定电路143均为分压电路R1/R2、R3/R2，且此二分压电路所连接的参考电压Vref均相同；是以，该监控电路122’可令二组分压电路R1/R2、R3/R2所选用的上电阻R1、R3的电阻值不同，故该监控电路122’即可于二规格识别端V_ID1、V_ID2读取不同的电压，再分别比对规格对照表的电压，若有任一符合者，则进一步读取其对应型号的电流临界值，设定为每个直流电源模块板14的电流临界值；据此，即可分别自动设定每个直流电源模块板14的电流临界值，作为过电流保护的监控点。

同理，上述例示也可应用于本发明第二较佳实施例中；其中该监控电路122’亦可进一步内建包含有交直流电源供应器型号规格及其功率临界值的规格对照表，令每个交直流电源供应器13的规格设定电路亦为分压电路，通过设定相同参考电压和选用不同电阻值的上电阻，即可取得每个交流电源供应器的规格，再比对该规格对照表即取得目前交流电源供应器的型号规格，再依据型号规格读取其对应的功率临界值，以设定为过功率保护功能的监控点。

为使该监控电路122’可以由该规格识别端的电压大小识别直流电源模块板规格，从而设定其合适的电流临界值，如图6所示，多数个规格识别电路143可使用相同的分压电路，所连接的参考电压Vref1、Vref2并不相同。

请配合参阅7所示，为本发明第一较佳实施例的再一例示，每个规格设定电路143’包含有多数个分压电路，每个分压电路连接不同的高、低参考电压Vref1、Vref2，如每个规格设定电路143’即输出高低准位不同的电压信号至该监控电路122’，该监控电路122’对应每个规格设定电路143’的规格识别端亦包含有多数个个规格识别子端子V_ID11、V_ID12、V_ID21、V_ID22，以分别连接至对应的分压电路的串联节点，而顺利读取每个规格设定电路143’的高低电压信号；以本例示来说，每个规格设定电路143’包含有二分压电路，假设Vref1>Vref2，则该监控电路的二规格识别端V_ID11、V_ID12即自第一规格设定电路143’读出1、0电压准位信号，而另二规格识别端V_ID21、V_ID22则自读取第二规格设定电路143’读取第0、1电压准位信号；是以，该监控电路122’即可依据多数个规格识别端的电压准位信号，识别每个直流电源模块板的型号。

请配合参阅8所示，为本发明第一较佳实施例的又一例示，其中该规格设定电路143整合于对应直流电源模块板的控制器141a中，即该控制器141a连接至该规格识别信号端V1、V2，并内建有规格数据，以PM BUS信号传输至该监控电路122”，该监控电路122”直接取得规格数据，该规格数据对应该监控电路122”的规格对照表的其中一直流电源模块板规格型号，故于自该控制器141a取得规格数据后，即可判断目前直流电源模块板14的规格型号，并进一步读取得到规格对照表内的电流临界值，作为过电流监控点。同理，每个交直流电源供应器13的该规格设定电路整合于对应二次侧控制器中，即该二次侧控制器连接至该规格识别信号端V3、V4，并内建有规格数据，该规格数据亦对应该监控电路的规格对照表的其中一该监控电路122”的规格对照表的其中一交直流电源供应器规格型号，故可以PM BUS信号或IIC信号传输至该监控电路122”，该监控电路122”直接取得规格数据，判断目前交直流电源供应器的规格型号，而读取规格对照表内的功率值，再自所有功率中取其中最小者作为监控过功率的监控点。

由于该监控电路可检知目前负责供电的交直流电源供应器，故以负责供电的交直流电源供应器的规格型号，对照该规格对照表读取该规格型号的功率临界值，以该功率临界值作为过功率保护功能的监控点。如此一来，当二个500W交直流电源供应器于并联输出模式下，该监控电路以其中一交直流电源供应器的规格型号，设定其对应的功率临界值作为过功率保护功能(OPP)的功率临界值。又若二个875W、500W的交直流电源供应器中，以875W交直流电源供应器作为主电源供应器，则该监控电路即读取875W交直流电源供应器的规格型号，进而比对该规格对表照中875W交直流电源供应器型号的功率临界值作为过功率保护功能的监控点；反之，若以500W交直流电源供应器为主电源供应器，则该监控电路即读取500W交直流电源供应器的规格型号，进而比对该规格对表照中500W交直流电源供应器型号的功率临界值作为过功率保护功能的监控点，以保护交直流电源供应器。

综上所述，当所有直流电源模块板插至该背板模块的对应直流电源输出入埠后，该背板模块可自动检知目前所有直流电源模块板规格，并依据规格自动设定过电流保护功能的监控点，以监控每个直流电源模块板是否超过其对应的电流临界值，而不因采用不同直流电源模块板而特别设计不同的背板模块，兼具有防呆功能；此外，当所有输入侧电源供应器连接至该背板模块后，该背板模块可自动检知目前所有直流电源供应器的功率规格，一样依据规格自动设定过功率保护功能的监控点，以监控交直流电源供应器是否超过其对应的电流临界值，而不必因采用不同直流电源供应器而特别设计不同的背板模块，兼具有防呆功能。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种通用型电源供应系统，其特征在于，包括：

一机壳；

一背板模块，固定在该机壳内，且包含有多数个直流电源暨通讯埠及一监控电路；其中该监控电路电连接该多数个直流电源暨通讯埠，且包含有多数个启动控制端、多数个电流检测端及多数个规格识别端，并内建有一规格对照表，其中该规格对照表包含有至少一个直流电源模块板型号及其对应的电流临界值；

多数个交直流电源供应器，固定于该机壳内，其中每个电源供应器的直流输出端子连接至对应直流电源暨通讯埠的电源输出入埠；及

至少一直流电源模块板，固定于该机壳内，并分别插设至该背板模块的直流电源暨通讯埠，每个直流电源模块板包含有一规格设定电路及一规格识别信号端，该规格识别信号端电连接至该监控电路的规格识别端，该监控电路读取每个直流电源模块板的规格识信号，再与其规格对照表比对直流电源模块板型号及其对应的电流临界值，且该直流电源模块板的启动端电连接至该监控电路对应的启动控制端，又其电流输出端连接至该监控电路对应的电流检测端。

2.根据权利要求1所述的通用型电源供应系统，其特征在于，其中每个直流电源模块板的规格设定电路包含一分压电路，其连接至一参考电压，而串接节点则连接至所对应该规格识别端。

3.根据权利要求2所述的通用型电源供应系统，其特征在于，其中每个直流电源模块板的分压电路相同，但所连接的参考电压不同。

4.根据权利要求2所述的通用型电源供应系统，其特征在于，其中每个直流电源模块板的参考电压相同，但所连接的分压电路的每个分压电路的上电阻的电阻值并不相同。

5.根据权利要求1所述的通用型电源供应系统，其特征在于，其中每个直流电源模块板的规格设定电路包含多数个分压电路，分别连接至不同高低电压准位的参考电压；又该监控电路的每个规格识别端包含多数个规格识别子端子，以分别连接至对应的规格设定电路的规格识别子端子。

6.根据权利要求1所述的通用型电源供应系统，其特征在于，其中每个至少一直流电源模块板的规格设定电路整合在其控制器内，并在该控制器内建有一规格数据，该控制器连接该规格识别信号端，该规格数据对应该监控电路内建的规格对照表的直流电源模块板型号。

7.一种通用型电源供应系统，其特征在于，包括：

一机壳；

一背板模块，固定于该机壳内，其包含有多数个直流电源暨通讯埠及一监控电路；其中该监控电路电连接该多数个直流电源暨通讯埠，且包含有多数个规格识别端，并内建有一规格对照表，该规格对照表包含有多数个交直流电源供应器规格型号及其对应的功率临界值；

多数个交直流电源供应器，固定于该机壳内，其中每个交直流电源供应器的直流输出端子连接至对应直流电源暨通讯埠的电源输出入埠，且每个交直流电源供应器包含有一规格设定电路及一规格识别信号端，以电连接至该监控电路的对应规格检测端；及

至少一直流电源模块板，固定至该机壳内，且每个直流电源模块板插设至该背板模块的对应直流电源暨通讯埠。

8.根据权利要求7所述的通用型电源供应系统，其特征在于，其中每个交直流电源供应器的规格设定电路包含一分压电路，该分压电路连接至一参考电压，而其串接节点则连接至对应该规格识别端。

9.根据权利要求8所述的通用型电源供应系统，其特征在于，其中每个直流电源模块板的分压电路相同，但所连接的参考电压不同。

10.根据权利要求8所述的通用型电源供应系统，其特征在于，其中每个直流电源模块板的参考电压相同，但每个分压电路的上电阻的电阻值并不相同。

11.根据权利要求7所述的通用型电源供应系统，其特征在于，其中每个交直流电源供应器的规格设定电路包含多数个分压电路，分别连接至不同高低电压准位的参考电压；又该监控电路的每个规格识别端包含多数个规格识别子端子，以分别连接至对应的规格设定电路的规格识别子端子。

12.根据权利要求7所述的通用型电源供应系统，其特征在于，其中每个交直流电源供应器的规格设定电路整合在其二次侧控制器内，并在该二次侧控制器内建有一规格数据，该二次侧控制器即连接该规格识别信号端，该规格数据对应该监控电路内建的规格对照表的交直流电源供应器规格型号。

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