CN105406579A - 快速启动备用的冗余式电源供应系统 - Google Patents

Abstract

一种快速启动备用的冗余式电源供应系统，包含有至少一个主电源供应器、至少一个副电源供应器以及一电力整合背板。该副电源供应器包含一开机启动后具有一稳压电位的稳压储能元件，当该副电源供应器受触发关机而使该稳压电位低于一低电压判断基准时，即进入一待命工作模式，在该待命工作模式中，该副电源供应器被重新启动一暂态工作时间而对该稳压储能元件进行充电。该电力整合背板电性连接该主电源供应器以及该副电源供应器，并常态检测该主电源供应器及该副电源供应器的输出状态而决定该副电源供应器的开机或关机。藉此，使该副电源供应器常态处于可以快速启动的待机工作模式上，而降低电能的耗费。

Description

快速启动备用的冗余式电源供应系统

技术领域

本发明涉及一种冗余式电源供应系统，尤指一种可快速启动备用的冗余式电源供应系统。

背景技术

现今科技业对于电力供给稳定度的要求逐渐严苛，因此有业者提出一种冗余式电源供应系统(RedundantPowerSupply)，所称该冗余电源供应系统主要包含有一主电源供应器、一作为备用的副电源供应器以及一电力整合背板，在启动供电时，该电力整合背板接收该主电源供应器以及该副电源供应器所输出的电力而向一负载供给，然而，该电力整合背板还依据所连接该负载的耗能状态决定该主电源供应器以及该副电源供应器所提供的输出电力，换言之，该负载工作所需的耗能是由该主电源供应器以及该副电源供应器所分别提供。若该主电源供应器不慎损坏，该电力整合背板调配增加该副电源供应器的输出电力以补足该主电源供应器无法供给的部分而满足该负载工作需求。

然而，通常冗余式电源供应系统经通电启动后，该主电源供应器以及该副电源供应器常态处于启动的工作状态下，但实际上该冗余式电源供应系统并非长时间处于额定满载输出的工作状态下，还会有轻载输出的工作状态。在轻载输出的工作状态中，该副电源供应器受该电力整合背板调配而处于低输出供给的工作模式，实际上在轻载输出的工作状态中，该主电源供应器所供给输出的电力即能符合该负载的需求，但现今业者为了让该副电源供应器可以随时作为电力供给而备用，仍然会使该副电源供应器常态处于开机的状态，但该副电源供应器开机却不提供电力的供给，实际上是使该副电源供应器处于一空转的状态，长期实施下，还会产生许多不必要的损耗。

发明内容

本发明的主要目的，在于使副电源供应器可以快速启动，并同时解决惯用实施方式长期使副电源供应器处于开机状态所导致的耗能的问题。

为达到上述目的，本发明提供一种快速启动备用的冗余式电源供应系统，包含有至少一个主电源供应器、至少一个副电源供应器以及一电力整合背板。该主电源供应器接收一外部电力并受外部触发开机而转换该外部电力并输出有一主工作电力，该主电源供应器开机时根据对一输出比较基准与该主电源供应器所输出的该主工作电力的比较而产生有一第一轻载工作参数或一第一重载工作参数。该副电源供应器接收该外部电力并受外部触发开机而转换该外部电力并输出一副工作电力，该副电源供应器包含一稳压储能元件，该稳压储能元件设置于一功率校正单元中，并且该稳压储能元件在该副电源供应器开机进行充电后而具有一稳压电位，该副电源供应器开机时根据对该输出比较基准与该副电源供应器所输出的该副工作电力的比较而产生有一第二轻载工作参数或一第二重载工作参数，该副电源供应器受外部触发关机时，根据对一低电压判断基准与该稳压电位的比较而具有一关机工作模式以及一待命工作模式，在该待命工作模式中，该稳压电位低于该低电压判断基准，该副电源供应器被短暂开机，而使该稳压储能元件获得电力进行充电并使该稳压电位高于该低电压判断基准，并在一暂态工作时间后关闭该副电源供应器。该电力整合背板电性连接该主电源供应器及该副电源供应器，并接收该第一轻载工作参数、该第一重载工作参数、该第二轻载工作参数或该第二重载工作参数，该电力整合背板具有一第一启动模式以及一第二启动模式，在第一启动模式中，该电力整合背板从该副电源供应器接收该第二轻载工作参数而使该副电源供应器关机，在第二启动模式中，该电力整合背板从该主电源供应器及该副电源供应器分别取得该第一重载参数以及该第二重载参数而使该副电源供应器开机转换该外部电力并输出该副工作电力。

在一实施例中，该副电源供应器在该待命工作模式中还包含有一放电电压判断基准，将该放电电压判断基准与该稳压电位进行比较，而在该稳压电位高于该放电电压判断基准时，该副电源供应器的一隔离电路被导通，而在该稳压电位低于该放电电压判断基准时，该隔离电路被断路。

在一实施例中，该副电源供应器具有一整流滤波单元，一变压器、一脉宽控制单元、一开关元件以及一调变输出单元，该整流滤波单取得外部电力并与该功率校正单元连接。

在一实施例中，该副电源供应器还包含有一节能控制单元，该节能控制单元连接该功率校正单元，并且该节能控制单元受该电力整合背板启动而比较该稳压电位来决定该副电源供应器进入该关机工作模式或该待命工作模式。

在一实施例中，该副电源供应器还包含有一第二输出状态分析单元，该第二输出状态分析单元在该副电源供应器开机时，根据对该输出比较基准与该副电源供应器所输出的该副工作电力的比较而产生有该第二轻载工作参数以及该第二重载工作参数。

在一实施例中，该电力整合背板还包含有一控制单元，该控制单元接收该第一轻载工作参数、该第一重载工作参数、该第二轻载工作参数以及该第二重载工作参数而决定该电力整合背板进入该第一启动模式。

通过本发明上述所公开的内容，相较于惯用方式具有以下特点：

1.本发明使作为备用的该副电源供应器并未常态处于开机状态，而能降低使该副电源供应器空转所产生的耗能。

2.本发明使未常态供电的副电源供应器无需等待该稳压储能元件的电位稳压，即可快速将该副电源供应器启动进行供电。

附图说明

图1为本发明快速启动备用的冗余式电源供应系统一实施例的单元组成图。

图2为本发明快速启动备用的冗余式电源供应系统一实施例实施过程中的稳压电位示意图。

具体实施方式

涉及本发明的详细说明及技术内容，现就配合附图说明如下：

请参阅图1及图2，本发明快速启动备用的冗余式电源供应系统，包含至少一个主电源供应器1、至少一个副电源供应器2以及一电力整合背板3。进一步地，本发明该主电源供应器1与该副电源供应器2可分别以多个来实施，且该主电源供应器1与该副电源供应器2实际上为相同结构，在此仅以该副电源供应器2进行举例。具体说明，该副电源供应器2包含有一整流滤波单元21、一连接该整流滤波单元21的功率校正单元22、一变压器23、一脉宽控制单元24、一开关元件25以及一调变输出单元26。当该副电源供应器2受外部触发而开机时，该整流滤波单元21从一与该副电源供应器2连接的外部电源4取得一外部电力，并对该外部电力整流滤波，再利用该功率校正单元22以一变压调整电平改变该外部电力的功率因子，该脉宽控制单元24则向该开关元件25输出一脉波宽度调变信号以决定该开关元件25的工作周期，以通过该开关元件25周期性的导通与截止调变该变压器23的线圈电流，并由该调变输出单元26对该变压器23所输出的电力进行调变，而输出一副工作电力至该电力整合背板3。此外，本发明该主电源供应器1经触发而开机启动后，即转换该外部电力为一主工作电力，并将该主工作电力输出至该电力整合背板3。

进一步地，本发明该功率校正单元22还包含有一在该副电源供应器2通电后具有一稳压电位V的稳压储能元件221，该稳压储能元件221可为一电容器。并请搭配参阅图2，本发明该副电源供应器2在受外部触发而关机时，该副电源供应器2根据对一低电压判断基准R1与该稳压电位V的比较而具有一关机工作模式以及一待命工作模式，其中，当该稳压电位V高于该低电压判断基准R1时，该副电源供应器2进入该关机工作模式，在该关机工作模式中，该副电源供应器2持续停止转换该外部电力，而使该稳压储能元件221的该稳压电位V持续下降。承上，当该稳压电位V低于该低电压判断基准R1时，该副电源供应器2进入该待命工作模式，在该待命工作模式中，该副电源供应器2被短暂开机而转换该外部电力，该稳压储能元件221获得电力而进行充电并使该稳压电位V高于该低电压判断基准R1，且在一暂态工作时间T1后关闭该副电源供应器2。再者，在一实施例中，该副电源供应器2还包含有一放电电压判断基准R2，该放电电压判断基准R2与该稳压电位V进行比较，当该稳压电位V高于该放电电压判断基准R2时，该副电源供应器2的一隔离电路27被控制而导通。当该稳压电位V低于该放电电压判断基准R2时，该副电源供应器2的该隔离电路27被控制而由导通转为断路。进一步地，本发明该隔离电路27设置于该副电源供应器2向该电力整合背板3输出该副工作电力的回路上，该隔离电路27可以由一个可被控制的电子开关所组成，该隔离电路27的设置目的在于避免当该副电源供应器2处于该待命工作模式时，该副电源供应器2的与该电力整合背板3连接的输出端处于低电压状态，该隔离电路27限制了该电力整合背板3上的电力无法进入该副电源供应器2。此外，该放电电压判断基准R2的电位条件基准较高于该低电压判断基准R1的电位条件基准。此外，在一实施例中，该副电源供应器2还包含有一节能控制单元29，该节能控制单元连接该功率校正单元22，并由该电力整合背板3启动而比较该稳压电位V来决定该副电源供应器2进入该关机工作模式或该待命工作模式。

再者，本发明该副电源供应器2还包含一第二输出状态分析单元28，该第二输出状态分析单元28在该副电源供应器2开机时，常态检测该副电源供应器2向该电力整合背板3输出的该副工作电力的至少一电气特性(如电流值、电压值)，且将该电气特性等效转换为一第二轻载工作参数或一第二重载工作参数。而该输出比较基准主要用来判断该主电源供应器1或该副电源供应器2所输出电力相较于该冗余式电源供应系统整体输出的比重，假设该输出比较基准为50瓦特，而该副电源供应器2输出的该副工作电力仅有30瓦特时，该第二输出状态分析单元28即判断为轻载，输出该第二轻载工作参数。

另一方面，复请参阅图1，本发明该电力整合背板3分别连接每一该主电源供应器1以及每一该副电源供应器2，在该主电源供应器1及该副电源供应器2分别受外部触发而开机启动时，该电力整合背板3从每一该主电源供应器1接收一第一轻载工作参数或该第一重载工作参数，并且从每一该副电源供应器2接收该第二轻载工作参数或该第二重载工作参数。该电力整合背板3具有一第一启动模式以及一第二启动模式，在第一启动模式中，该电力整合背板从该副电源供应器2接收该第二轻载工作参数而使该副电源供应器2进入该待机工作模式，在第二启动模式中，该电力整合背板从该主电源供应器1及该副电源供应器2分别取得该第一重载参数以及该第二重载参数而使该副电源供应器2开机转换该外部电力输出该副工作电力。再者，该电力整合背板3在一实施例中包含有一控制单元31，该控制单元接收该第一轻载工作参数、该第一重载工作参数、该第二轻载工作参数或该第二重载工作参数而决定该电力整合背板3进入该第一启动模式或该第二启动模式。再者，本发明在另一实施例中，该电力整合背板3还可以利用一负载耗能基准决定进入该第一启动模式或该第二启动模式，该负载耗能基准则是以整合后的该第一轻载工作参数、该第一重载工作参数、该第二轻载工作参数或该第二重载工作参数进行比较，更具体的说明，在一实施例中，该主电源供应器1产生有该第一重载工作参数，而该副电源供应器2则产生有该第二轻载工作参数，该电力整合背板3分别取得该第一重载工作参数及该第二轻载工作参数后，首先将其整合再以该负载耗能基准进行比较判断，而决定进入该第一启动模式或该第二启动模式。

更具体说明，本发明该冗余式电源供应系统在实施的过程中，该电力整合背板3接收该负载5所输出的一启动信号(Ps_on)后，随即启动开机该主电源供应器1以及该副电源供应器2，而该主电源供应器1开机后，其所包含的一第一输出状态分析单元11输出有该第一轻载工作参数或该第一重载工作参数，该副电源供应器2则输出有该第二轻载工作参数或该第二重载工作参数。于此假设，该输出比较基准是以该冗余式电源供应系统输出电力为50瓦特为基础，而在一实施例中，该副电源供应器2输出的该副工作电力为30瓦特，低于该输出比较基准，该副电源供应器2产生有该第二轻载工作参数。而该主电源供应器1输出的该主工作电力同样为30瓦特时，该主电源供应器1产生有该第一轻载工作参数。该电力整合背板3的该控制单元31接收到该第一轻载工作参数以及该第二轻载工作参数，使该副电源供应器2由开机转为关机，停止转换该外部电力。然而，关机的该副电源供应器2对该低电压判断基准R1与该稳压储能元件221当下的该稳压电位V进行比较，由于该副电源供应器2停止转换该外部电力，使该稳压储能元件221无法获得电力而进入放电状态，该稳压电位V持续降低。当该稳压电位V低于该低电压判断基准R1时，而使该副电源供应器2被短暂重新启动，该副电源供应器2重新转换该外部电力，使该稳压储能元件221再次获得电力而进行充电，且在该暂态工作时间T1(如120ms)后再次使该副电源供应器2关机。再者，本发明该电力整合背板3常态受该负载5要求而提供相应功率的电力，若该负载5持续处于低耗能状态，该电力整合背板3常态使该副电源供应器2常态处于该待命工作模式。如此一来，该副电源供应器2的该稳压储能元件221常态存有电荷，当该电力整合背板3受该负载5要求而需要该副电源供应器2输出电力时，该副电源供应器2无需等待该稳压储能元件221稳压，即可快速开机启动提供该副工作电力。此外，在一实施例中，该副电源供应器2进入该待命工作模式，还以该放电电压判断基准R2判断该稳压电位V，在该稳压电位V低于该放电电压判断基准R2后，即使该副电源供应器2上的该隔离电路27断路，保护该副电源供应器2不受外部电力从其与该电力整合背板3连接的一端进入而产生损坏的问题发生。

综上所述，本发明该快速启动备用的冗余式电源供应系统，包含有至少一个主电源供应器、至少一个副电源供应器以及一电力整合背板。该副电源供应器包含一开机启动后具有一稳压电位的稳压储能元件，当该副电源供应器受触发关机而使该稳压电位低于一低电压判断基准时，即进入一待命工作模式，在该待命工作模式中该副电源供应器被重新启动一暂态工作时间而对该稳压储能元件进行充电。该电力整合背板电性连接该主电源供应器以及该副电源供应器，并常态检测该主电源供应器及该副电源供应器的输出状态而决定该副电源供应器的开机或关机。藉此，以使该副电源供应器常态处于可以快速启动的待机工作模式上，降低电能的耗费。

Claims (6)

1.一种快速启动备用的冗余式电源供应系统，其特征在于，所述快速启动备用的冗余式电源供应系统包含有：

至少一个主电源供应器，所述至少一个主电源供应器接收一外部电力并受外部触发开机而转换所述外部电力并输出有一主工作电力，所述主电源供应器开机时，根据对一输出比较基准与所述主电源供应器所输出的所述主工作电力的比较而产生有一第一轻载工作参数或一第一重载工作参数；

至少一个副电源供应器，所述至少一个副电源供应器接收所述外部电力并受外部触发开机而转换所述外部电力并输出一副工作电力，所述副电源供应器包含一稳压储能元件，所述稳压储能元件设置于一功率校正单元中，并且所述稳压储能元件在所述副电源供应器开机进行充电后具有一稳压电位，所述副电源供应器开机时，根据对所述输出比较基准与所述副电源供应器所输出的所述副工作电力的比较而产生有一第二轻载工作参数或一第二重载工作参数，所述副电源供应器受外部触发关机时，根据对一低电压判断基准与所述稳压电位的比较而具有一关机工作模式以及一待命工作模式，在所述待命工作模式中，所述稳压电位低于所述低电压判断基准，所述副电源供应器被短暂开机，而使所述稳压储能元件获得电力进行充电并使所述稳压电位高于所述低电压判断基准，并在一暂态工作时间后关闭所述副电源供应器；以及

一电力整合背板，所述电力整合背板电性连接所述主电源供应器及所述副电源供应器，所述电力整合背板具有一第一启动模式以及一第二启动模式，在所述第一启动模式中，所述电力整合背板从所述副电源供应器接收所述第二轻载工作参数而使所述副电源供应器关机，在所述第二启动模式中，所述电力整合背板从所述主电源供应器及所述副电源供应器分别取得所述第一重载参数以及所述第二重载参数而使所述副电源供应器开机转换所述外部电力并输出所述副工作电力。

2.根据权利要求1所述的快速启动备用的冗余式电源供应系统，其特征在于，所述副电源供应器在所述待命工作模式中还包含有一放电电压判断基准，将所述放电电压判断基准与所述稳压电位进行比较，而在所述稳压电位高于所述放电电压判断基准时，所述副电源供应器的一隔离电路被导通，而在所述稳压电位低于所述放电电压判断基准时，所述隔离电路被断路。

3.根据权利要求1所述的快速启动备用的冗余式电源供应系统，其特征在于，所述副电源供应器具有一整流滤波单元、一变压器、一脉宽控制单元、一开关元件以及一调变输出单元，所述整流滤波单元取得所述外部电力并与所述功率校正单元连接。

4.根据权利要求1或3所述的快速启动备用的冗余式电源供应系统，其特征在于，所述副电源供应器还包含有一节能控制单元，所述节能控制单元连接所述功率校正单元，并且所述节能控制单元由所述电力整合背板启动而比较所述稳压电位来决定所述副电源供应器进入所述关机工作模式或所述待命工作模式。

5.根据权利要求1所述的快速启动备用的冗余式电源供应系统，其特征在于，所述副电源供应器还包含有一第二输出状态分析单元，所述第二输出状态分析单元在所述副电源供应器开机时，根据对所述输出比较基准与所述副电源供应器所输出的所述副工作电力的比较而产生所述第二轻载工作参数以及所述第二重载工作参数。

6.根据权利要求1所述的快速启动备用的冗余式电源供应系统，其特征在于，所述电力整合背板还包含有一控制单元，所述控制单元接收所述第一轻载工作参数、所述第一重载工作参数、所述第二轻载工作参数或所述第二重载工作参数而决定所述电力整合背板进入所述第一启动模式或所述第二启动模式。