CN104242437A - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种电源装置。所述电源装置可包括：备用电源单元，将直流(DC)电压转换为工作电压和第一备用电压，并将第一备用电压提供给备用输出端；DC/DC转换单元，从备用电源单元接收工作电压，将DC电压转换为主电压，并将主电压提供给主输出端；主/备用电源单元，将来自DC/DC转换单元的主电压转换为第二备用电压，并将第二备用电压提供给备用输出端。备用电源单元基于第二备用电压是否被供应到备用输出端来改变第一备用电压的大小。

Description

电源装置
本申请要求于2013年6月17日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0069122号韩国专利申请的权益，该申请的公开通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及一种可应用于服务器的电源装置。
背景技术
通常，用于服务器的现有电源可使用具有简单结构的反激转换器来产生备用电源。反激转换器会因高电压应力和硬开关而导致具有低效率。
根据现有技术的用于服务器的电源装置具有这样的结构：备用电源单元使用来自功率因数校正(PFC)单元的直流(DC)功率来供应工作功率和备用功率，DC/DC转换单元从备用电源单元接收工作功率并使用来自PFC单元的DC功率供应主电压。
然而，在根据现有技术的用于服务器的电源装置中，备用电源单元通常使用反激转换器。在大约230Vac的输入电压在50％的负载下被输入到电源装置的状态下，PFC单元的效率大约为98％，DC/DC转换单元的效率大约为96％，备用电源单元的效率大约为80％。
因此，虽然与DC/DC转换单元相比备用电源单元的重要程度比较低，但是现有技术的用于服务器的电源装置具有非常低的效率。因此，应用电源装置的服务器的整体系统的效率会劣化。
发明内容
本公开的一方面可提供一种能够通过使用主电压供应备用电压来提高系统效率的电源装置。
本公开的一方面还可提供一种能够通过改变从备用电源单元提供到备用输出端的电压的大小来提高系统效率的电源装置。
根据本公开的一方面，一种电源装置可包括：备用电源单元，将直流(DC)电压转换为工作电压和第一备用电压，并将第一备用电压提供给备用输出端；DC/DC转换单元，从备用电源单元接收工作电压，将DC电压转换为主电压，并将主电压提供给主输出端；主/备用电源单元，将来自DC/DC转换单元的主电压转换为第二备用电压，并将第二备用电压提供给备用输出端，其中，备用电源单元基于第二备用电压是否被供应到备用输出端来改变第一备用电压的大小。
当第二备用电压被供应到备用输出端时，备用电源单元可改变第一备用电压的大小。
备用电源单元可将第一备用电压的大小减小为低于第二备用电压的大小。
备用电源单元可包括：无源元件单元，连接在备用电源单元的输出端与地之间；开关单元，连接在无源元件单元与地之间。
当第二备用电压被供应到备用输出端时，开关单元可接通。
主/备用电源单元可包括具有连接到主输出端的阳极和连接到备用输出端的阴极的第一二极管，第一二极管可通过来自DC/DC转换单元的主电压被导通并将第二备用电压提供给备用输出端。
主/备用电源单元可包括：电压调节器，将来自DC/DC转换单元的主电压转换为经过调节的电压；第二二极管，具有连接到电压调节器的输出端的阳极和连接到备用输出端的阴极，第二二极管可通过来自DC/DC转换单元的主电压被导通并将第二备用电压提供给备用输出端。
所述电源装置还可包括：保护电路单元，连接在备用电源单元的输出端与备用输出端之间，并在供应第二备用电压期间断开连接到备用电源单元的输出端的电源线。
保护电路单元可包括具有连接到备用电源单元的输出端的阳极和连接到备用输出端的阴极的保护二极管，保护二极管可在供应第二备用电压期间截止。
根据本公开的另一方面，一种电源装置可包括：备用电源单元，将DC电压转换为工作电压和第一备用电压，并将第一备用电压提供给备用输出端；DC/DC转换单元，从备用电源单元接收工作电压，将DC电压转换为主电压，并将主电压提供给主输出端；主/备用电源单元，将来自DC/DC转换单元的主电压转换为第二备用电压，并将第二备用电压提供给备用输出端；感测单元，感测第二备用电压是否被供应到备用输出端，其中，当第二备用电压被供应到备用输出端时，感测单元将改变第一备用电压的大小的开关信号输出到备用电源单元。
备用电源单元可基于所述开关信号将第一备用电压的大小减小为低于第二备用电压的大小。
备用电源单元可包括：无源元件单元，连接在备用电源单元的输出端与地之间；开关单元，连接在无源元件单元与地之间。
开关单元可基于所述开关信号工作。
附图说明
从以下结合附图的详细描述，本公开的以上以及其它方面、特征和优点将被更加清楚地理解，在附图中：
图1是示出根据本公开的示例性实施例的电源装置的框图；
图2是示出根据本公开的示例性实施例的控制电源装置的方法的流程图；
图3是示出根据本公开的示例性实施例的主/备用电源单元的第一配置示例的示图；
图4是示出根据本公开的示例性实施例的主/备用电源单元的第二配置示例的示图；
图5是示出根据本公开的示例性实施例的主/备用电源单元的第三配置示例的示图；
图6是示出根据本公开的示例性实施例的电源装置的修改的配置的示图；
图7是示出根据本公开的示例性实施例的备用电源单元的示图；
图8是示出根据本公开的另一示例性实施例的电源装置的框图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述本公开的实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式来实现，而不应被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开将是全面和完整的，并且这些实施例将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。贯穿附图，相同或相似的标号将用于表示相同或相似的元件。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的电源装置的框图。
参照图1，电源装置可包括功率因数校正(PFC)单元100、备用电源单元200、直流(DC)/DC转换单元300和主/备用电源单元400。
PFC单元100可将交流(AC)电压转换为具有预设大小的DC电压Vdc，并将DC电压Vdc提供给DC/DC转换单元300和备用电源单元200。
备用电源单元200可将从PFC单元100提供的DC电压Vdc转换为具有预设大小的工作电压Vcc和第一备用电压Vstb1，并将第一备用电压Vstb1提供给备用输出端OUTstb。
DC/DC转换单元300可从备用电源单元200接收工作电压Vcc，将DC电压Vdc转换为具有预设大小的主电压Vmain，并将主电压Vmain提供给主输出端OUTmain。
主/备用电源单元400可将来自DC/DC转换单元300的主电压Vmain转换为具有预设大小的第二备用电压Vstb2，并将第二备用电压提供给备用输出端OUTstb。
同时，根据本公开的示例性实施例，备用电源单元200可基于第二备用电压Vstb2是否被供应到备用输出端OUTstb来改变第一备用电压Vstb1的大小。例如，在第二备用电压Vstb2被供应到备用输出端OUTstb的情况下，备用电源单元200可改变第一备用电压Vstb1的大小。具体地讲，备用电源单元200可将第一备用电压Vstb1的大小减小为低于第二备用电压Vstb2的大小。
图2是示出根据本公开的示例性实施例的控制电源装置的方法的流程图。
根据本公开的示例性实施例，PFC单元100可将具有预定大小的AC电压(例如，大约90至266Vac)转换为具有预设大小的DC电压(例如，380Vdc)，并将DC电压Vdc提供给DC/DC转换单元300和备用电源单元200。
此外，根据本公开的示例性实施例，备用电源单元200可将来自PFC单元100的DC电压Vdc转换为具有预设大小的工作电压Vcc(例如，10Vdc)和第一备用电压Vstb1(例如，10Vdc)，并将第一备用电压Vstb1提供给备用输出端OUTstb(S210)。这里，第一备用电压Vstb1可以是备用电压Vstb。
此外，根据本公开的示例性实施例，DC/DC转换单元300可从备用电源单元200接收工作电压Vcc，使DC/DC转换单元300的内部电路工作，将DC电压Vdc转换为具有预设大小的主电压Vmain(例如，12Vdc)，并将主电压Vmain(例如，12Vdc)提供给主输出端OUTmain(S220)。
此外，根据本公开的示例性实施例，主/备用电源单元400可将来自DC/DC转换单元300的主电压Vmain转换为具有预设大小的第二备用电压Vstb2(例如，10V)，并将第二备用电压Vstb2提供给备用输出端OUTstb(S230)。这里，第二备用电压Vstb2可以是备用电压Vstb。
此外，根据本公开的示例性实施例，在第二备用电压被供应到备用输出端OUTstb的情况下，备用电源单元200可改变第一备用电压Vstb1的大小(S240)。具体地讲，备用电源单元200可将第一备用电压Vstb1的大小减小为低于第二备用电压Vstb2的大小。
在这种情况下，由于供应到备用输出端OUTstb的第一备用电压Vstb1的大小被减小为低于第二备用电压Vstb2的大小，因此第二备用电压Vstb2可被施加到备用输出端OUTstb。
也就是说，在DC/DC转换单元300接通的情况下，备用电源单元200改变第一备用电压Vstb1的大小，从而防止第一备用电压Vstb1从备用电源单元200泄露到备用输出端OUTstb中。
同时，在DC/DC转换单元300没有工作的备用状态下，备用电源单元200调整第一备用电压Vstb1的大小以保持预设大小，从而向备用输出端OUTstb提供如下电压，所述电压的大小与在DC/DC转换单元300工作时将被供应到备用输出端OUTstb的电压的大小相似。
因此，根据本公开的示例性实施例的电源装置可减小备用输出端OUTstb的电压变化。
此外，当DC/DC转换单元300工作时，备用电源单元200的第一备用电压被降低，使得供应到电源装置中的内部电路的功率被降低。结果，可提高电源装置的效率。
图3是示出根据本公开的示例性实施例的主/备用电源单元400的第一配置示例的示图。
参照图3，主/备用电源单元400可包括第一二极管D1，第一二极管D1的阳极连接到主输出端OUTmain，并且阴极连接到备用输出端OUTstb。
在这种情况下，第一二极管D1可被配置为通过来自DC/DC转换单元300的主电压Vmain被导通并将第二备用电压Vstb2提供给备用输出端OUTstb。
图4是示出根据本公开的示例性实施例的主/备用电源单元400的第二配置示例的示图。
参照图4，主/备用电源单元400可包括连接在主输出端OUTmain与备用输出端OUTstb之间的第一开关元件SW1。
在这种情况下，第一开关元件SW1被配置为通过第一开关控制信号被接通并将来自DC/DC转换单元300的主电压Vmain提供给备用输出端OUTstb。
例如，当从DC/DC转换单元300供应主电压Vmain时，电源装置可被配置为提供第一开关控制信号，其中，第一开关元件SW1可通过第一开关控制信号被断开。
图5是示出根据本公开的示例性实施例的主/备用电源单元400的第三配置示例的示图。
参照图5，主/备用电源单元400可包括电压调节器410和第二二极管D2，其中，电压调节器410将来自DC/DC转换单元300的主电压Vmain转换为具有预设大小的经过调节的电压，第二二极管D2的阳极连接到电压调节器410的输出端并且阴极连接到备用输出端OUTstb。
在这种情况下，第二二极管D2可被配置为通过来自电压调节器410的电压被导通并将第二备用电压Vstb2提供给备用输出端OUTstb。
图6是示出根据本公开的示例性实施例的电源装置的修改的配置的示图。
参照图6，电源装置可包括保护电路单元500，保护电路单元500连接在备用电源单元200的输出端与备用输出端OUTstb之间，并在供应第二备用电压Vstb2期间断开连接到备用电源单元200的输出端的电源线。
保护电路单元500可包括保护二极管D5，保护二极管D5的阳极连接到备用电源单元200的输出端并且阴极连接到备用输出端OUTstb。
在这种情况下，保护二极管D5可被配置为在供应第二备用电压Vstb2期间截止。
也就是说，根据本公开的示例性实施例，在DC/DC转换单元300接通的情况下，备用电源单元200减小第一备用电压的大小，从而防止第一备用电压从备用电源单元200泄露到备用输出端OUTstb中。
具体地讲，保护电路单元500可连接在备用电源单元200的输出端与备用输出端OUTstb之间，并在供应第二备用电压Vstb2期间断开连接到备用电源单元200的输出端的电源线。结果，可阻止第二备用电压Vstb2传入备用电源单元200。
作为一个示例，在保护电路单元500包括保护二极管D5的情况下，保护二极管D5可在供应第二备用电压Vstb2期间截止。
例如，在第一备用电压Vstb1和第二备用电压Vstb2分别为10Vdc的情况下，保护二极管D5可截止。
图7是示出根据本公开的示例性实施例的备用电源单元的示图。
参照图7，备用电源单元200可包括预定阻抗元件210。
根据本公开的示例性实施例，在第二备用电压被提供给备用输出端OUTstb的情况下，备用电源单元200可改变第一备用电压的大小。具体地讲，备用电源单元200可将第一备用电压的大小减小为低于第二备用电压的大小。
为此，备用电源单元200可包括无源元件单元220和开关单元230。
无源元件单元220可连接在备用电源单元的输出端OUTstb与地之间。无源元件单元220可包括至少一个无源元件。
此外，开关单元230可连接在无源元件单元与地之间。
根据本公开的示例性实施例，当第二备用电压被供应到备用输出端时，开关单元230可接通。
因此，可减小输出到备用输出端OUTstb的第一备用电压。
图8是示出根据本公开的另一示例性实施例的电源装置的框图。
参照图8，电源装置可包括PFC单元100、备用电源单元200、DC/DC转换单元300、主/备用电源单元400和感测单元600。
由于以上已描述了PFC单元100、备用电源单元200、DC/DC转换单元300和主/备用电源单元400，因此将省略对它们的详细描述。
感测单元600可感测第二备用电压Vstb2是否被供应到备用输出端OUTstb。
此外，在感测单元600感测到第二备用电压被供应到备用输出端的情况下，感测单元600可产生改变第一备用电压的开关信号SW，并将开关信号SW输出到备用电源单元200。
参照图7和图8，开关单元230可基于开关信号SW工作。也就是说，开关信号SW可控制开关单元230。例如，在感测单元600感测到第二备用电压的情况下，开关单元230可接通。
在以上描述的方案中，在第二备用电压被供应到备用输出端OUTstb的情况下，备用电源单元200可减小第一备用电压的大小。
通过以上描述的配置，电源装置可改变从备用电源单元提供到备用输出端的电压的大小，并使用主电压供应备用电压，从而提高系统效率。
如以上所阐明的，根据本公开的示例性实施例，电源装置能够通过使用主电压供应备用电压来提高系统效率。
此外，根据本公开的示例性实施例，电源装置能够通过改变从备用电源单元提供到备用输出端的电压的大小来提高系统效率。
虽然以上已示出和描述了示例性实施例，但是本领域技术人员将清楚，在不脱离由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以做出修改和变化。

Claims (13)

1.一种电源装置，包括：
备用电源单元，将直流DC电压转换为工作电压和第一备用电压，并将第一备用电压提供给备用输出端；
DC/DC转换单元，从备用电源单元接收工作电压，将DC电压转换为主电压，并将主电压提供给主输出端；
主/备用电源单元，将来自DC/DC转换单元的主电压转换为第二备用电压，并将第二备用电压提供给备用输出端，
其中，备用电源单元基于第二备用电压是否被供应到备用输出端来改变第一备用电压的大小。
2.如权利要求1所述的电源装置，其中，当第二备用电压被供应到备用输出端时，备用电源单元改变第一备用电压的大小。
3.如权利要求2所述的电源装置，其中，备用电源单元将第一备用电压的大小减小为低于第二备用电压的大小。
4.如权利要求1所述的电源装置，其中，备用电源单元包括：
无源元件单元，连接在备用电源单元的输出端与地之间；
开关单元，连接在无源元件单元与地之间。
5.如权利要求4所述的电源装置，其中，当第二备用电压被供应到备用输出端时，开关单元接通。
6.如权利要求1所述的电源装置，其中，主/备用电源单元包括具有连接到主输出端的阳极和连接到备用输出端的阴极的第一二极管，
第一二极管通过来自DC/DC转换单元的主电压被导通并将第二备用电压提供给备用输出端。
7.如权利要求1所述的电源装置，其中，主/备用电源单元包括：
电压调节器，将来自DC/DC转换单元的主电压转换为经过调节的电压；
第二二极管，具有连接到电压调节器的输出端的阳极和连接到备用输出端的阴极，
第二二极管通过来自DC/DC转换单元的主电压被导通并将第二备用电压提供给备用输出端。
8.如权利要求1所述的电源装置，还包括：保护电路单元，连接在备用电源单元的输出端与备用输出端之间，并在供应第二备用电压期间断开连接到备用电源单元的输出端的电源线。
9.如权利要求8所述的电源装置，其中，保护电路单元包括具有连接到备用电源单元的输出端的阳极和连接到备用输出端的阴极的保护二极管，
保护二极管在供应第二备用电压期间截止。
10.一种电源装置，包括：
备用电源单元，将DC电压转换为工作电压和第一备用电压，并将第一备用电压提供给备用输出端；
DC/DC转换单元，从备用电源单元接收工作电压，将DC电压转换为主电压，并将主电压提供给主输出端；
主/备用电源单元，将来自DC/DC转换单元的主电压转换为第二备用电压，并将第二备用电压提供给备用输出端；
感测单元，感测第二备用电压是否被供应到备用输出端，
其中，当第二备用电压被供应到备用输出端时，感测单元将改变第一备用电压的大小的开关信号输出到备用电源单元。
11.如权利要求10所述的电源装置，其中，备用电源单元基于所述开关信号将第一备用电压的大小减小为低于第二备用电压的大小。
12.如权利要求11所述的电源装置，其中，备用电源单元包括：
无源元件单元，连接在备用电源单元的输出端与地之间；
开关单元，连接在无源元件单元与地之间。
13.如权利要求12所述的电源装置，其中，开关单元基于所述开关信号工作。
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