CN112003364B - 一种备电模块及服务器电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种备电模块，包括：电池，备电逻辑单元，以及设于电池与备电逻辑单元的电源输入端之间的第一开关；其中，备电逻辑单元的电源输入端还与交流电源整流降压模块的第一输出端连接。通过设置由交流电源整流降压模块的第二输出端进行控制的第一开关，实现当交流电源正常工作时切断电池对备电逻辑单元的供电，由交流电源对备电逻辑单元进行供电，而在交流电源意外掉电后能够控制电池与备电逻辑单元之间导通，此时再由电池对备电逻辑单元供电，实现了在交流电源有效供电时不浪费电池，相较于现有技术减少了电池充放电次数，延长了电池的使用寿命。本发明还公开了一种服务器电源，具有上述有益效果。

Description

一种备电模块及服务器电源

技术领域

本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种备电模块及服务器电源。

背景技术

在存储及服务器等电子设备中经常采用电池进行备电，在系统异常掉电时切换至电池供电，代替交流电源为系统提供电能，以保障系统的正常运行，避免数据丢失。

备电切换逻辑由备电逻辑单元实现。为了保证备电切换的可靠性，传统的备电模块的备电逻辑单元的电能由电池提供，而这种架构导致在交流电源正常供电时，备电模块也在使用电池本身的电能，造成了电池耗电，相当于增加了电池充放电的次数，降低了电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种备电模块及服务器电源，用于优化备电模块中备电逻辑单元的供电架构，延长电池使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供一种备电模块，包括：电池，备电逻辑单元，以及设于所述电池与所述备电逻辑单元的电源输入端之间的第一开关；

其中，所述备电逻辑单元的电源输入端还与交流电源整流降压模块的第一输出端连接；

所述第一开关的控制端与所述交流电源整流降压模块的第二输出端连接，以在交流电源供电时控制所述电池与所述备电逻辑单元的电源输入端之间处于断路状态，在所述交流电源掉电时控制所述电池与所述备电逻辑单元的电源输入端之间处于通路状态。

可选的，所述第一开关具体为继电器。

可选的，还包括设于所述备电逻辑单元的电源输入端与所述交流电源整流降压模块的第一输出端之间的第二开关；

所述第二开关的控制端与所述交流电源整流降压模块的第二输出端连接，以在所述交流电源供电时控制所述备电逻辑单元的电源输入端与所述交流电源整流降压模块的第一输出端之间处于通路状态，在所述交流电源掉电时控制所述备电逻辑单元的电源输入端与所述交流电源整流降压模块的第一输出端之间处于断路状态。

可选的，所述第一开关和所述第二开关均为PMOS管；

所述备电模块还包括：第一三极管，第二三极管，第一电阻和第二电阻；

其中，所述第一三极管的基极、所述第二电阻的第二端、所述第二三极管的集电极和所述第二开关的栅极连接，所述第一三极管的集电极、所述第一电阻的第二端和所述第一开关的栅极连接，所述第二三极管的基极与所述交流电源整流降压模块的第二输出端连接，所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极均接地，所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第一开关的源极均与所述电池的正极连接，所述第一开关的漏极、所述第二开关的漏极均与所述备电逻辑单元的电源输入端连接，所述第二开关的源极与所述交流电源整流降压模块的第一输出端连接；

所述第一三极管和所述第二三极管均为PNP型三极管；

所述交流电源整流降压模块的第二输出端为交流电源状态输出端，所述交流电源状态输出端在所述交流电源掉电后输出低电平，否则输出高电平。

可选的，所述第一开关和所述第二开关均为PMOS管；

所述备电模块还包括：第三三极管，第四三极管，第三电阻，第四电阻和非门电路；

其中，所述第三三极管的集电极、所述第三电阻的第二端与所述第一开关的栅极连接，所述第三三极管的基极与所述非门电路的输出端连接，所述非门电路的输入端、所述第四三极管的基极与所述交流电源整流降压模块的第二输出端连接，所述第四三极管的集电极、所述第四电阻的第二端与所述第二开关的栅极连接，所述第三三极管的发射极和所述第四三极管的发射极均接地，所述第三电阻的第一端、所述第四电阻的第一端和所述第一开关的源极均与所述电池的正极连接，所述第一开关的漏极、所述第二开关的漏极均与所述备电逻辑单元的电源输入端连接，所述第二开关的源极与所述交流电源整流降压模块的第一输出端连接；

所述第三三极管和所述第四三极管均为PNP型三极管；

所述交流电源整流降压模块的第二输出端为交流电源状态输出端，所述交流电源状态输出端在所述交流电源掉电后输出低电平，否则输出高电平。

可选的，所述第二开关具体为继电器。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种服务器电源，包括上述任意一项所述的备电模块。

本发明所提供的备电模块，包括：电池，备电逻辑单元，以及设于电池与备电逻辑单元的电源输入端之间的第一开关；其中，备电逻辑单元的电源输入端还与交流电源整流降压模块的第一输出端连接；第一开关的控制端与交流电源整流降压模块的第二输出端连接，以在交流电源供电时控制电池与备电逻辑单元的电源输入端之间处于断路状态，在交流电源掉电时控制电池与备电逻辑单元的电源输入端之间处于通路状态。通过设置由交流电源整流降压模块的第二输出端进行控制的第一开关，实现当交流电源正常工作时切断电池对备电逻辑单元的供电，由交流电源对备电逻辑单元进行供电，而在交流电源意外掉电后能够控制电池与备电逻辑单元之间导通，此时再由电池对备电逻辑单元供电，实现了在交流电源有效供电时不浪费电池，相较于现有技术减少了电池充放电次数，延长了电池的使用寿命。

本发明还提供一种服务器电源，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种备电模块的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种备电模块的电路图；

图3为本发明实施例提供的另一种备电模块的电路图；

其中，101为电池，102为备电逻辑单元，103为第一开关，104为交流电源整流降压模块，105为第二开关。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种备电模块及服务器电源，用于优化备电模块中备电逻辑单元的供电架构，延长电池使用寿命。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种备电模块的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的备电模块包括：电池101，备电逻辑单元102，以及设于电池101与备电逻辑单元102的电源输入端之间的第一开关103；

其中，备电逻辑单元102的电源输入端还与交流电源整流降压模块104的第一输出端连接；

第一开关103的控制端与交流电源整流降压模块104的第二输出端连接，以在交流电源供电时控制电池101与备电逻辑单元102的电源输入端之间处于断路状态，在交流电源掉电时控制电池101与备电逻辑单元102的电源输入端之间处于通路状态。

在实际应用中，备电逻辑单元102主要包括逻辑单元降压模块和备电逻辑电路，备电逻辑单元102的电源输入端即为逻辑单元降压模块的输入端。

第一开关103的控制逻辑可以采用继电器实现，由此可以避免在交流电源为备电逻辑单元102供电时，交流电源的电流倒灌入电池101。在具体实施中，可以将第一开关103的线圈通过交流电源整流降压模块104的第二输出端接入交流电源整流降压模块104的供电电路中，设置第一开关103的触点为常闭触点。当交流电源正常供电时，第一开关103的线圈得电，第一开关103的触点断开，电池101不对备电逻辑单元102供电；当交流电源异常掉电时，第一开关103的线圈掉电，第一开关103的触点闭合，由电池101对备电逻辑单元102供电。

在此基础上，为提高电路安全性，如图1所示，本发明实施例提供的备电模块还可以包括设于备电逻辑单元102的电源输入端与交流电源整流降压模块104的第一输出端之间的第二开关105；

第二开关105的控制端与交流电源整流降压模块104的第二输出端连接，以在交流电源供电时控制备电逻辑单元102的电源输入端与交流电源整流降压模块104的第一输出端之间处于通路状态，在交流电源掉电时控制备电逻辑单元102的电源输入端与交流电源整流降压模块104的第一输出端之间处于断路状态。

在具体实施中，第二开关105也可以采用继电器。可以将第二开关105的线圈通过交流电源整流降压模块104的第二输出端接入交流电源整流降压模块104的供电电路中，设置第二开关105的触点为常开触点。当交流电源正常供电时，第二开关105的线圈得电，第二开关105的触点闭合，由交流电源对备电逻辑单元102供电；当交流电源异常掉电时，第二开关105的线圈掉电，第二开关105的触点断开，由电池101对备电逻辑单元102供电，且能够避免电池101电流倒灌入交流电源供电电路或在交流电源恢复正常后交流电源电流倒灌入电池101。

本发明实施例提供的备电模块，包括：电池，备电逻辑单元，以及设于电池与备电逻辑单元的电源输入端之间的第一开关；其中，备电逻辑单元的电源输入端还与交流电源整流降压模块的第一输出端连接；第一开关的控制端与交流电源整流降压模块的第二输出端连接，以在交流电源供电时控制电池与备电逻辑单元的电源输入端之间处于断路状态，在交流电源掉电时控制电池与备电逻辑单元的电源输入端之间处于通路状态。通过设置由交流电源整流降压模块的第二输出端进行控制的第一开关，实现当交流电源正常工作时切断电池对备电逻辑单元的供电，由交流电源对备电逻辑单元进行供电，而在交流电源意外掉电后能够控制电池与备电逻辑单元之间导通，此时再由电池对备电逻辑单元供电，实现了在交流电源有效供电时不浪费电池，相较于现有技术减少了电池充放电次数，延长了电池的使用寿命。

图2为本发明实施例提供的一种备电模块的电路图。

在上述实施例的基础上，如图2所示，在本发明实施例提供的备电模块中，第一开关103和第二开关105均采用PMOS管(如图2所示的K1、K2)；

备电模块还包括：第一三极管Q1，第二三极管Q2，第一电阻R1和第二电阻R2；

其中，第一三极管Q1的基极、第二电阻R2的第二端、第二三极管Q2的集电极和第二开关105的栅极连接，第一三极管Q1的集电极、第一电阻R1的第二端和第一开关103的栅极连接，第二三极管Q2的基极与交流电源整流降压模块104的第二输出端连接，第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的发射极均接地，第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第一端和第一开关103的源极均与电池101的正极(如图2所示的V+)连接，第一开关103的漏极、第二开关105的漏极均与备电逻辑单元102的电源输入端连接，第二开关105的源极与交流电源整流降压模块104的第一输出端连接；

第一三极管Q1和第二三极管Q2均为PNP型三极管；

交流电源整流降压模块104的第二输出端为交流电源状态输出端，交流电源状态输出端在交流电源掉电后输出低电平，否则输出高电平。

交流电源整流降压模块104设有交流电源状态输出端，输出AC FAIL信号，该信号在交流电源正常工作时为高电平，在交流电源异常掉电时输出低电平。基于此，设计如图2所示的控制电路。

当交流电源正常工作时，交流电源状态输出端输出高电平，第二三极管Q2导通，控制第二开关105导通且第一三极管Q1截止，进而控制第一开关103截止，此时交流电源对备电逻辑单元102进行供电，且保证了交流电源与电池101之间的隔离。

当交流电源意外掉电时，交流电源状态输出端输出低电平，第二三极管Q2截止，控制第二开关105截止且第一三极管Q1导通，进而控制第一开关103导通，此时电池101对备电逻辑单元102供电，且保证了电池101与交流电源之间的隔离。

图3为本发明实施例提供的另一种备电模块的电路图。

如图3所示，在本发明实施例提供的备电模块中，第一开关103和第二开关105均采用PMOS管(如图3所示的K3、K4)；

备电模块还包括：第三三极管Q3，第四三极管Q4，第三电阻R3，第四电阻R4和非门电路；

其中，第三三极管Q3的集电极、第三电阻R3的第二端与第一开关103的栅极连接，第三三极管的基极与非门电路的输出端连接，非门电路的输入端、第四三极管Q4的基极与交流电源整流降压模块104的第二输出端连接，第四三极管Q4的集电极、第四电阻R4的第二端与第二开关105的栅极连接，第三三极管Q3的发射极和第四三极管Q4的发射极均接地，第三电阻R3的第一端、第四电阻R4的第一端和第一开关103的源极均与电池101的正极(如图3所示的V+)连接，第一开关103的漏极、第二开关105的漏极均与备电逻辑单元102的电源输入端连接，第二开关105的源极与交流电源整流降压模块104的第一输出端连接；

第三三极管Q3和第四三极管Q4均为PNP型三极管；

交流电源整流降压模块104的第二输出端为交流电源状态输出端，交流电源状态输出端在交流电源掉电后输出低电平，否则输出高电平。

与图2所示电路类似，而通过非门电路实现对第一开关103和第二开关105的不同控制，使得同一时间有且仅有一个开关导通，实现双向防倒灌。

非门电路具体可以由CMOS反相器或NMOS反相器或PMOS反相器搭建而成，具体连接方式可以参考现有技术。

为了保证对第一开关103和第二开关105的控制逻辑的可靠性，非门电路所需的VCC电源可以由电池101提供。虽然如此会增加电池101耗电，但远小于备电逻辑单元102采用电池101供电时的耗电。

上文详述了备电模块对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开了与上述方法对应的服务器电源，该服务器电源可以包括上述任意一个实施例提供的备电模块。

由于服务器电源部分的实施例与备电模块部分的实施例相互对应，因此服务器电源部分的实施例请参见备电模块部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

以上对本发明所提供的一种备电模块及服务器电源进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (2)

1.一种备电模块，其特征在于，包括：电池，备电逻辑单元，以及设于所述电池与所述备电逻辑单元的电源输入端之间的第一开关，设于所述备电逻辑单元的电源输入端与交流电源整流降压模块的第一输出端之间的第二开关；

其中，所述备电逻辑单元的电源输入端还与所述交流电源整流降压模块的第一输出端连接；

所述第一开关的控制端与所述交流电源整流降压模块的第二输出端连接，以在交流电源供电时控制所述电池与所述备电逻辑单元的电源输入端之间处于断路状态，在所述交流电源掉电时控制所述电池与所述备电逻辑单元的电源输入端之间处于通路状态；

所述备电模块还包括：第一三极管，第二三极管，第一电阻和第二电阻；所述第一三极管的基极、所述第二电阻的第二端、所述第二三极管的集电极和所述第二开关的栅极连接，所述第一三极管的集电极、所述第一电阻的第二端和所述第一开关的栅极连接，所述第二三极管的基极与所述交流电源整流降压模块的第二输出端连接，所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极均接地，所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第一开关的源极均与所述电池的正极连接，所述第一开关的漏极、所述第二开关的漏极均与所述备电逻辑单元的电源输入端连接，所述第二开关的源极与所述交流电源整流降压模块的第一输出端连接；所述第一开关和所述第二开关均为PMOS管；所述第一三极管和所述第二三极管均为PNP型三极管；所述交流电源整流降压模块的第二输出端为交流电源状态输出端，所述交流电源状态输出端在所述交流电源掉电后输出低电平，否则输出高电平；

或，

所述备电模块还包括：第三三极管，第四三极管，第三电阻，第四电阻和非门电路；所述第三三极管的集电极、所述第三电阻的第二端与所述第一开关的栅极连接，所述第三三极管的基极与所述非门电路的输出端连接，所述非门电路的输入端、所述第四三极管的基极与所述交流电源整流降压模块的第二输出端连接，所述第四三极管的集电极、所述第四电阻的第二端与所述第二开关的栅极连接，所述第三三极管的发射极和所述第四三极管的发射极均接地，所述第三电阻的第一端、所述第四电阻的第一端和所述第一开关的源极均与所述电池的正极连接，所述第一开关的漏极、所述第二开关的漏极均与所述备电逻辑单元的电源输入端连接，所述第二开关的源极与所述交流电源整流降压模块的第一输出端连接；所述第一开关和所述第二开关均为PMOS管；所述第三三极管和所述第四三极管均为PNP型三极管；所述交流电源整流降压模块的第二输出端为交流电源状态输出端，所述交流电源状态输出端在所述交流电源掉电后输出低电平，否则输出高电平，

或，所述第一开关和所述第二开关均具体为继电器。

2.一种服务器电源，其特征在于，包括权利要求1所述的备电模块。

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