CN115149633A - 一种能量传递装置、电源供应器及供电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种能量传递装置、电源供应器及供电设备，该方案应用于供电技术领域。包括：与多个电源供应器中隔离变压器的二次侧均连接的发射装置，用于在主电源供应器中隔离变压器的一次侧无电压输入时，通过变化的磁通量使接收装置工作，多个电源供应器包括主电源供应器和备电源供应器；与主电源供应器中隔离变压器的一次侧上控制电路连接的接收装置，用于在工作时产生感应电流为控制电路供电。隔离变压器的二次侧的发射装置通过变化的磁通量将二次侧的能量无线传输至一次侧为控制电路供电，实现了即使一次侧无输入电压，也可以使一次侧的控制电路获取工作电压完成例如软件升级的功能，保证电源供应器的功能完整性。
Description
技术领域
本发明涉及供电技术领域，特别是涉及一种能量传递装置、电源供应器及供电设备。
背景技术
由于电子商务、社群媒体及大数据分析给因特网带来庞大的数据量传输及保存数据要求，因而开发了大型数据中心来处理数据。而大型数据中心中主要的关键硬设备为服务器及配电设施，发电厂传输公共标准的交流及高压直流电力给大型数据中心使用时，还需透过电源供应器转换成低压直流电以提供服务器内部准确工作电压使用。
电源供应器中输入电压转换后经过隔离变压器为服务器供电，而一台服务器正常配置有二至四台电源供应器来维持运作，在主电源供应器中隔离变压器的一次侧线路无输入电压时，冗余电源供应器能继续为服务器供电，但是位于一次侧线路上的控制电路无法获取工作电压完成例如软件升级的功能，影响电源供应器的功能完整性。
发明内容
本申请的目的是提供一种能量传递装置、电源供应器及供电设备，该方案应用于供电技术领域。隔离变压器的二次侧的发射装置通过变化的磁通量将二次侧的能量无线传输至一次侧为控制电路供电，实现了即使一次侧无输入电压，也可以使一次侧的控制电路获取工作电压完成例如软件升级的功能，保证电源供应器的功能完整性。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种能量传递装置，包括：
与多个所述电源供应器中隔离变压器的二次侧均连接的发射装置，用于在主电源供应器中隔离变压器的一次侧无电压输入时，通过变化的磁通量使接收装置工作，多个所述电源供应器包括所述主电源供应器和备电源供应器；
与所述主电源供应器中隔离变压器的一次侧上控制电路连接的所述接收装置，用于在工作时产生感应电流为所述控制电路供电。
优选的，所述发射装置包括：
分别与所述接收装置和DC/AC转换电路连接的第一控制器，用于在所述接收装置检测到所述主电源供应器中隔离变压器的一次侧无电压输入时，控制所述DC/AC转换电路工作；
输入端与多个所述电源供应器中隔离变压器的二次侧均连接，输出端与发射线圈连接的DC/AC转换电路，用于在所述第一控制器的控制下将直流电压转换为交流电压并触发所述发射线圈产生变化的磁通量；
所述发射线圈，用于通过所述变化的磁通量使所述接收装置工作。
优选的，所述接收装置包括：
与交流电源串联的接收线圈，用于在工作时产生感应电流为所述交流电源供电；
与AC/DC转换电路的输入端连接的所述交流电源，用于提供交流电压；
分别与所述主电源供应器中隔离变压器的一次侧和所述AC/DC转换电路连接的第二控制器，用于检测所述隔离变压器的一次侧是否存在电压输入，并在无电压输入时控制开启所述AC/DC转换电路。
与所述控制电路连接的所述AC/DC转换电路，用于在所述第二控制器的控制下将交流电压转换为直流电压为所述控制电路供电。
优选的，所述接收装置还包括：
分别与所述第二控制器和所述AC/DC转换电路的输出端连接的DC/DC转换电路，用于在所述第二控制器检测到所述隔离变压器的一次侧不存在电压输入时，在所述第二控制器的控制下进行电压转换；
分别与所述DC/DC转换电路、所述第二控制器和所述控制电路连接的充电电池，用于在所述第二控制器检测到所述隔离变压器的一次侧不存在电压输入时，在所述第二控制器的控制下进行放电。
优选的，所述充电电池，还用于在所述第二控制器检测到所述隔离变压器的一次侧存在电压输入时，在所述第二控制器的控制下进行充电。
优选的，所述发射线圈与所述接收线圈对齐，所述接收线圈位于所述主电源供应器中隔离变压器的一次侧的第一预设位置，所述发射线圈位于所述主电源供应器中隔离变压器的二次侧的第二预设位置。
优选的，所述第二控制器还用于对所述AC/DC转换电路产生的直流电压进行稳压。
优选的，所述控制电路用于在上电时进行软件升级并检测所述主电源供应器中隔离变压器的一次侧的输入电源参数并发送至所述主电源供应器中隔离变压器的二次侧的第三控制器。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电源供应器，包括所述的能量传递装置。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种供电设备，包括多个所述电源供应器，市电分别与各所述电源供应器的输入端连接，各所述电源供应器的输出端均与服务器的供电端连接。
本申请提供了一种能量传递装置、电源供应器及供电设备，该方案应用于供电技术领域。包括：与多个电源供应器中隔离变压器的二次侧均连接的发射装置，用于在主电源供应器中隔离变压器的一次侧无电压输入时，通过变化的磁通量使接收装置工作，多个电源供应器包括主电源供应器和备电源供应器；与主电源供应器中隔离变压器的一次侧上控制电路连接的接收装置，用于在工作时产生感应电流为控制电路供电。隔离变压器的二次侧的发射装置通过变化的磁通量将二次侧的能量无线传输至一次侧为控制电路供电，实现了即使一次侧无输入电压，也可以使一次侧的控制电路获取工作电压完成例如软件升级的功能，保证电源供应器的功能完整性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请提供的一种能量传递装置的结构示意图；
图2为本申请提供的另一种能量传递装置的结构示意图；
图3为本申请提供的一种发射线圈和接收线圈的结构示意图；
图4为本申请提供的一种主电源供应器的结构示意图；
图5为本申请提供的另一种发射线圈和接收线圈的结构示意图；
图6为本申请提供的一种供电设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种能量传递装置、电源供应器及供电设备，该方案应用于供电技术领域。隔离变压器的二次侧的发射装置通过变化的磁通量将二次侧的能量无线传输至一次侧为控制电路供电，实现了即使一次侧无输入电压，也可以使一次侧的控制电路获取工作电压完成例如软件升级的功能，保证电源供应器的功能完整性。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请提供的一种能量传递装置的结构示意图，包括：
与多个电源供应器中隔离变压器的二次侧均连接的发射装置1，用于在主电源供应器中隔离变压器的一次侧无电压输入时，通过变化的磁通量使接收装置2工作，多个电源供应器包括主电源供应器和备电源供应器；
与主电源供应器中隔离变压器的一次侧上控制电路连接的接收装置2，用于在工作时产生感应电流为控制电路供电。
由于电子商务、社群媒体及大数据分析给因特网带来庞大的数据量传输及保存数据要求，因而开发了大型数据中心(Data Center)来处理数据。而大型数据中心中主要的关键硬设备为服务器(Server)及配电设施，发电厂传输公共标准的交流(AC)及高压直流(HVDC)电力给大型数据中心使用时，还需透过电源供应器(Power Supply Unit，PSU)转换成低压直流电(+48V、+12V、+5V、+3.3V…)以提供服务器内部准确工作电压使用。
电源供应器中输入电压转换后经过隔离变压器为服务器供电，而一台服务器正常配置有二至四台电源供应器来维持运作，输出瓦数低者有500W及800W等，高输出瓦数有2000W及3000W等，整体消耗功率可达1000W至6000W。大型数据中心内的服务器数量可达上千、上百数量，所以电源供应器在数据中心是位于技术核心的设备。一旦主电源供应器故障轻者导致故障电源关闭输出，由冗余电源供应器维持电压，严重则主电源供应器损坏波及服务器线路安全。例如，在主电源供应器中隔离变压器的一次侧线路无输入电压时，冗余电源供应器能继续为服务器供电，但是位于一次侧线路上的控制电路无法获取工作电压完成例如软件升级的功能，影响电源供应器的功能完整性。
为解决上述技术问题，本申请中通过发射装置1将主电源供应器中隔离变压器的二次侧的能量无线传输至隔离变压器的一次侧，为一次侧的控制电路供电，使控制电路具备工作电压，从而保证电源供应器的功能完整性。
具体的，多个电源供应器并联为服务器供电，其中多个电源供应器包括主电源供应器和备电源供应器，具体参照图1，图1中以两个电源供应器为例，其一为主电源供应器，其二为备电源供应器。电源供应器在服务器中是以冗余电源系统配置，达到均流目的。两台电源供应器中隔离变压器的二次侧并联于服务器的输入端。正常状况是两台电源供应器连接输入电源线稳定工作，一但主电源供应器的输入电源断电或人为因素导致输入电源线脱落时该主电源供应器供电异常，因有备电源供应器相互提供支持会维持隔离变压器的二次侧的并联输出端的工作电压，使服务器正常工作。
两个电源供应器同时为服务器供电，在主电源供应器中的隔离变压器的一次侧无输入电压时，服务器只由备电源供应器进行供电，此时与两个电源供应器中的隔离变压器的二次侧均连接的发射装置1可以通过备电源供应器的供电产生变化的磁通量，触发接收装置2产生感应电流，此时发射装置1与接收装置2之间通过电磁感应原理将隔离变压器的二次侧的能量无线传输至主电源供应器中的隔离变压器的一次侧，从而通过接收装置2产生的感应电流为一次侧的控制电路提供工作电压。
其中，导致主电源供应器中的隔离变压器的一次侧无输入电压的原因可能为：市网停电或人为误拔电源线；控制电路可以由DSP(digital signal processor-DSP-数位讯号处理器)/MCU以及相关外围电路构成。
还需要说明的是，发射装置1与接收装置2之间进行能量传递所用到的电磁感应原理，当接收装置2接收到发射装置1产生的变化的磁通量时，就会相应产生感应电动势，驱使电子流动形成感应电流。而要让磁通量产生变化，可以运用磁铁与线圈的相对运动、主副线圈通电的有无，以及载流导体在磁场中的运动等，具有导体切割磁力线的现象时，就会产生感应电流。目前可以达到无线传输电能的原理以及实现方式可分为三种方式：电磁感应、电磁共振、无线电波，但是万变不离其宗，它们都是为典型的电磁感应功率传输系统，主要组成部分为发射系统和接收系统，本申请中具体为发射装置1和接收装置2。
因而，本申请可以在主电源供应器中隔离变压器的一次侧无电压输入时，使二次侧功率组件经由电磁感应原理无线传输能量给一次测，解决一次测线路因无输入电压而导致无法生成内部工作电压无法运作的缺陷，提高电源供应器在机房内运作的稳定性，克服外部输入电压质量的不确定性。同时，在主电源供应器需在线软件升级时，如遇到输入电压不稳或断电状况时还可以通过本申请的能量传递装置为控制电路供电，使控制电路正常执行软件升级程序，不会因为无输入电压导致升级失败，达到电源供应器的功能完整性。
综上，本申请提供了一种能量传递装置，该方案应用于供电技术领域。包括：与多个电源供应器中隔离变压器的二次侧均连接的发射装置1，用于在主电源供应器中隔离变压器的一次侧无电压输入时，通过变化的磁通量使接收装置2工作，多个电源供应器包括主电源供应器和备电源供应器；与主电源供应器中隔离变压器的一次侧上控制电路连接的接收装置2，用于在工作时产生感应电流为控制电路供电。隔离变压器的二次侧的发射装置1通过变化的磁通量将二次侧的能量无线传输至一次侧为控制电路供电，实现了即使一次侧无输入电压，也可以使一次侧的控制电路获取工作电压完成例如软件升级的功能，保证电源供应器的功能完整性。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，发射装置1包括：
分别与接收装置2和DC/AC转换电路13连接的第一控制器12，用于在接收装置2检测到主电源供应器中隔离变压器的一次侧无电压输入时，控制DC/AC转换电路13工作；
输入端与多个电源供应器中隔离变压器的二次侧均连接，输出端与发射线圈11连接的DC/AC转换电路13，用于在第一控制器12的控制下将直流电压转换为交流电压并触发发射线圈11产生变化的磁通量；
发射线圈11，用于通过变化的磁通量使接收装置2工作。
本实施例可以参照图2，发射装置1可以由第一控制器12、DC/AC转换电路13和发射线圈11构成。具体的，接收装置2检测到主电源供应器中隔离变压器的一次侧无电压输入时，将检测结果告知第一控制器12，第一控制器12控制DC/AC转换电路13工作，DC/AC转换电路13将备电源供应器中隔离变压器的二次侧的电压转换为交流电压，而发射线圈11在交流电压的作用下产生变化的磁通量，变化的磁通量则会触发接收装置2工作，即产生感应电流。
其中，发射线圈11可以为铜线圈，参照图3，发射线圈11可以与电容、电阻、DC/AC转换电路13所带来的负载进行串联。
作为一种优选的实施例，接收装置2包括：
与交流电源22串联的接收线圈21，用于在工作时产生感应电流为交流电源22供电；
与AC/DC转换电路23的输入端连接的交流电源22，用于提供交流电压；
分别与主电源供应器中隔离变压器的一次侧和AC/DC转换电路23连接的第二控制器24，用于检测隔离变压器的一次侧是否存在电压输入，并在无电压输入时控制开启AC/DC转换电路23。
与控制电路连接的AC/DC转换电路23，用于在第二控制器24的控制下将交流电压转换为直流电压为控制电路供电。
本实施例可以参照图2，接收装置2可以由第二控制器24、AC/DC转换电路23、交流电源22和接收线圈21构成。具体的，第二控制器24可以检测主电源供应器中隔离变压器的一次侧是否存在电压输入，并在无电压输入时控制开启AC/DC转换电路23，同时告知二次侧的第一控制器12。接收线圈21在二次侧的发射装置1产生的变化的磁通量的作用下产生感应电流，该感应电流可以为交流电源22供电，同时处于开启状态的AC/DC转换电路23将交流电源22产生的交流电转换为直流电为主电源供应器中隔离变压器的一次侧上的控制电路提供工作电压，以使控制电路可以进行软件升级等功能，保证电源供应器的功能完整性。
其中，接收线圈21可以为铜线圈，参照图3，接收线圈21可以与电容、电阻、交流电源22所带来的负载进行串联。
还需要说明的是，发射线圈11和接收线圈21之间进行无线能量传输的电磁感应原理，当接收线圈21接收到的磁力线数目产生变化时，就会产生感应电流。严格地说，其原理就是指当接收线圈21在单位时间内的磁通量(magnetic flux，ΦB)发生变化时，接收线圈21便会产生感应电动势，驱使电子流动形成感应电流：ε＝-△ΦB/△t。而要让磁通量产生变化，可以运用磁铁与线圈的相对运动、主副线圈通电的有无，以及载流导体在磁场中的运动等，具有导体切割磁力线的现象时，就会产生感应电流。目前可以达到无线传输电能的原理以及实现方式可分为三种方式：电磁感应、电磁共振、无线电波，但是万变不离其宗，他们都是为典型的电磁感应功率传输系统，主要组成部分为发射装置1与接收装置2。
作为一种优选的实施例，接收装置2还包括：
分别与第二控制器24和AC/DC转换电路23的输出端连接的DC/DC转换电路25，用于在第二控制器24检测到隔离变压器的一次侧不存在电压输入时，在第二控制器24的控制下进行电压转换；
分别与DC/DC转换电路25、第二控制器24和控制电路连接的充电电池26，用于在第二控制器24检测到隔离变压器的一次侧不存在电压输入时，在第二控制器24的控制下进行放电。
本实施例中，接收装置2还可以包括DC/DC转换电路25和充电电池26，接收线圈21产生的感应电流为交流电源22供电，再通过AC/DC转换电路23将交流电源22的交流电压转换为直流电压，为了防止大电压造成的损坏，例如控制电路由DSP/MCU以及相关外围电路构成时，所需工作电压仅为3.3V，此时就还需要通过DC/DC转换电路25再次对直流电压进行电压转换。同时，考虑到控制电路的供电需求，可以增设充电电池26，在主电源供应器中隔离变压器的一次侧不存在电压输入时通过该充电电池26保证控制电路不断电，DC/DC转换电路25也为充电电池26进行充电维持控制电路的持续供电。
其中，主电源供应器中隔离变压器的一次侧在正常工作时会同步对充电电池26进行充电，一但输入电源断电后，第二控制器24会立即检测到输入电压异常，实时将控制电路的工作电压由原本的外围降压电路切换至充电电池26放电来提供稳定的工作电压。同时，一次测的第二控制器24将输入电压异常通知二次侧的第一控制器12，并立即启动发射装置1，将二次侧的工作电压转换成交流模式提供给发射线圈11产生变化的磁场，一次测的接收线圈21在变化的磁场的作用下产生感应电流及电压，再经整流稳压后对充电电池26进行充电，为充电电池26提供稳定充电电流以维持一次测的控制电路的稳定运作。待主电源供应器输入电压恢复正常时，第二控制器24再切换为由外围降压电路提供一次测的内部工作电压，并确保充电电池26还持续充电，待下次异常状况发生时还能立即切换成充电电池26供电模式。
作为一种优选的实施例，充电电池26，还用于在第二控制器24检测到隔离变压器的一次侧存在电压输入时，在第二控制器24的控制下进行充电。
本实施例中，可以参照图2，在第二控制器24检测到主电源供应器中隔离变压器的一次侧存在电压输入时，即主电源供应器中隔离变压器的一次侧正常供电时，可以在第二控制器24的控制下，由主电源供应器中隔离变压器的一次侧为充电电池26充电，保证在隔离变压器的一次侧不存在电压输入时充电电池26有足够的电量，可以及时为控制电路供电。
作为一种优选的实施例，发射线圈11与接收线圈21对齐，接收线圈21位于主电源供应器中隔离变压器的一次侧的第一预设位置，发射线圈11位于主电源供应器中隔离变压器的二次侧的第二预设位置。
结合图2，图2中相关电路和器件在主电源供应器中的设置位置可以参照图4，其中接收线圈21设置在虚线的左侧，左侧为主电源供应器中隔离变压器的一次侧，发射线圈11设置在虚线的右侧，右侧为主电源供应器中隔离变压器的二次侧。虚线左侧的AC/DCConverter为AC/DC转换电路23，DC/DC Converter为DC/DC转换电路25，Battery为充电电池26，Controller为第二控制器24，DSP/MCU为控制电路的核心部分；虚线右侧的DC/ACInverter为DC/AC转换电路13，Controller为第一控制器12，External standby Voltage为备电源供应器中隔离变压器的二次侧输出的电压。
通过发射线圈11和接收线圈21进行无线能量传递，可以运用到手机无线充电领域。但也对传输距离和位置对应由相应要求，为提高供电效率，需要使发射线圈11和接收线圈21的位置对齐，不产生偏移。
此时，发射线圈11和接收线圈21的具体结构可以参照图5，分别在两侧的吸波材质RMT4055上内置了TX线圈(即发射线圈11)和RX线圈(即接收线圈21)。设计上，如图4所示，将发射线圈11和接收线圈21设置于机壳侧边并以平行方式对齐，以线接模式将接收线圈21感应的电压/电流连接至控制电路。发射线圈11和接收线圈21维持相对距离，二者靠近以后，二次侧发射线圈11通过一定频率的交流电压，通过电磁感应在一次侧的接收线圈21中产生一定的感应电流，从而将能量从发射线圈11转移到接收线圈21，再经过AC/DC转换电路23和DC/DC转换电路25后提供给充电电池26充电使用，一次侧的充电电池26便开始进行放电为控制电路提供内部工作电压。
作为一种优选的实施例，第二控制器24还用于对AC/DC转换电路23产生的直流电压进行稳压。
本实施例中，主电源供应器需通过增加发射线圈11和接收线圈21以及相关电路来稳定输出感应直流电压及对充电电池26进行充电，增加额外开发成本，降低成本方式可以为：将对AC/DC转换电路23进行控制的第二控制器24还用于对AC/DC转换电路23输出的直流电压进行稳压控制，对充电电池26的充电进行监控避免过充情况发生。在不影响第二控制器24对隔离变压器的一次侧的控制外，额外增加附加功能。
综上，第二控制器24除基本控制逻辑和与服务器的通讯外，还额外进行稳压控制和充电电池26过压监控，同时第二控制器24的运算能力及内存(Flash)的选择也需要考虑折衷于主电源供应器成本及检测信号的多样性。
此时，结合上述实施例，能量传递装置的架构如图2所示，隔离变压器的二次侧将电压由DC/AC转换电路13转换成交流电压后经发射线圈11产生磁场传递，一次测的接收线圈21感应后经AC/DC转换电路23转换成直流电压并由DC/DC转换电路25稳压成充电电池26的充电电压，需要由第二控制器24来调节直流输出。通常来说，发射线圈11与接收线圈21会设计成一致。通过发射线圈11与接收线圈21耦合能量，接收线圈21输出的交流电转换为直流电为充电电池26充电。变化的磁场会产生变化的电场，变化的电场会产生变化的磁场，其大小均与它们的变化率有关系，而正弦函数的变化率是另外一个正弦函数，所以电磁波能够传播出去，而感应电压的产生与磁通量的变化相关，所以接收线圈21内部变化的磁场产生感应电压，进而产生感应电流，从而完成充电过程。
以一般应用来说，无线充电(Wireless Charging，无线充电)的负载皆需直流电力，故需通过AC/DC转换电路23将接收线圈21的交流电转换为直流电，并由DC/DC转换电路25将直流电转换为负载(即充电电池26)所需电压准位。另外，需由第二控制器24控制AC/DC转换电路23与DC/DC转换电路25的运作。并且由于无线充电的发射装置1与接收装置2之间的沟通可以通过无线通信方式完成，故可以增加无线通信模块来进行发射装置1与接收装置2之间的双向沟通。
作为一种优选的实施例，控制电路用于在上电时进行软件升级并检测主电源供应器中隔离变压器的一次侧的输入电源参数并发送至主电源供应器中隔离变压器的二次侧的第三控制器。
本实施例中，控制电路除了进行软件升级外，还可以检测主电源供应器中隔离变压器的一次侧的输入电源参数，并发送至主电源供应器中隔离变压器的二次侧的第三控制器，为控制电路提供了附加功能。其中，输入电源参数可以包括输入电压/输入电流/输入功率/零件温度等。
结合上述实施例，通过能量传递装置将二次侧的能量通过电磁感应原理提供给一次测，达到一次侧虽无输入电压但也能产生基本的工作电压来驱动部分电路使用。除了增加电源供应器的附加价值功能外，也能改善数据中心整体供电稳定性及降低系统当机的损失。除了保护服务器运作正常外，也不会受到配电线路停电或人为疏忽影响导致整机当机，重要机密数据无法回复的风险。
本申请还提供了一种电源供应器，包括的能量传递装置。
对于本申请提供的一种电源供应器中的能量传递装置的介绍，请参照上述实施例，本申请此处不再赘述。
在电源供应器中设置能量传递装置，在主电源供应器的隔离变压器的一次侧无输入电源供电时，通过电磁感应技术将二次侧功率组件的能量无线传输至一次测，解决一次侧线路因无输入电源而导致无法生成内部工作电压无法正常运作的缺点。
电源供应器的工作原理为：通过隔离变压器隔离一次测AC/DC(交流/直流)电路和二次侧DC/DC(直流/直流)电路，两者接地线路不同，一为供电线路的接地，另一为设备的接地，两者线路分离。电源供应器将输入交流电压(AC110V/220V)透过桥式整流转换成脉动直流波形再经由电容滤波后生成直流电压，功率因数修正电路(power factor correction,简称PFC)将直流电压升压成DC/DC电路(例如半桥谐振、全桥谐振、LLC谐振电路)所需的输入电压再经由隔离变压器降压成稳定的输出直流电压供服务器(Server)使用，除能量转换电路外还需要有额外参考线路(3.3V/5V)来产生电源内部的工作电压来驱动控制IC及周边线路组件使用，中间线路设计复杂此处不多加阐述。其中能量转换的隔离变压器起了隔离效果达到一次测AC/DC(交流/直流)电路和二次侧DC/DC(直流/直流)电路隔离效果，所以能量是由一次测AC/DC电路传送到二次侧DC/DC电路，反之二次侧DC/DC电路无法传送至一次测AC/DC电路中。此时，也就需要借助本申请中的能量传递装置。
服务器采用冗余电源系统，冗余电源系统是用于服务器、工业计算机安全监控等的供电方式，是由两个或多个完全一样的电源供应器(PSU)组成，由电源供应器内部芯片控制达到负载均衡。当其中一个电源供应器出现故障时，由另一个电源供应器立即接管其工作，待更换故障电源供应器后，又是两个电源供应器工作。冗余电源系统是为了实现服务器系统的高可用性。其中两个电源供应器的输出端并联，通过Oring电路来避免电流逆灌的现象发生。也因为输出端并联，所以其中一台电源供应器无输入电压时，由服务器上另外一台电源供应器供电维持内部二次侧的工作电压，但一次测因无输入电压且因隔离变压器隔离所以无法产生工作电压使一次测上电路停摆无法运作。需要通过能量传递装置将二次侧的工作电压经提供给一次测，达到虽无输入电压，但也能产生基本的工作电压来驱动部分电路使用。
请参照图6，图6为本申请提供的一种供电设备的结构示意图，包括多个电源供应器，市电分别与各电源供应器的输入端连接，各电源供应器的输出端均与服务器的供电端连接。
对于本申请提供的一种供电设备中的电源供应器的介绍，请参照上述实施例，本申请此处不再赘述。
需要说明的是，在本说明书中，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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种能量传递装置，其特征在于，包括：
与多个所述电源供应器中隔离变压器的二次侧均连接的发射装置，用于在主电源供应器中隔离变压器的一次侧无电压输入时，通过变化的磁通量使接收装置工作，多个所述电源供应器包括所述主电源供应器和备电源供应器；
与所述主电源供应器中隔离变压器的一次侧上控制电路连接的所述接收装置，用于在工作时产生感应电流为所述控制电路供电。
2.如权利要求1所述的能量传递装置，其特征在于，所述发射装置包括：
分别与所述接收装置和DC/AC转换电路连接的第一控制器，用于在所述接收装置检测到所述主电源供应器中隔离变压器的一次侧无电压输入时，控制所述DC/AC转换电路工作；
输入端与多个所述电源供应器中隔离变压器的二次侧均连接，输出端与发射线圈连接的DC/AC转换电路，用于在所述第一控制器的控制下将直流电压转换为交流电压并触发所述发射线圈产生变化的磁通量；
所述发射线圈，用于通过所述变化的磁通量使所述接收装置工作。
3.如权利要求2所述的能量传递装置，其特征在于，所述接收装置包括：
与交流电源串联的接收线圈，用于在工作时产生感应电流为所述交流电源供电；
与AC/DC转换电路的输入端连接的所述交流电源，用于提供交流电压；
分别与所述主电源供应器中隔离变压器的一次侧和所述AC/DC转换电路连接的第二控制器，用于检测所述隔离变压器的一次侧是否存在电压输入，并在无电压输入时控制开启所述AC/DC转换电路；
与所述控制电路连接的所述AC/DC转换电路，用于在所述第二控制器的控制下将交流电压转换为直流电压为所述控制电路供电。
4.如权利要求3所述的能量传递装置，其特征在于，所述接收装置还包括：
分别与所述第二控制器和所述AC/DC转换电路的输出端连接的DC/DC转换电路，用于在所述第二控制器检测到所述隔离变压器的一次侧不存在电压输入时，在所述第二控制器的控制下进行电压转换；
分别与所述DC/DC转换电路、所述第二控制器和所述控制电路连接的充电电池，用于在所述第二控制器检测到所述隔离变压器的一次侧不存在电压输入时，在所述第二控制器的控制下进行放电。
5.如权利要求4所述的能量传递装置，其特征在于，所述充电电池，还用于在所述第二控制器检测到所述隔离变压器的一次侧存在电压输入时，在所述第二控制器的控制下进行充电。
6.如权利要求3所述的能量传递装置，其特征在于，所述发射线圈与所述接收线圈对齐，所述接收线圈位于所述主电源供应器中隔离变压器的一次侧的第一预设位置，所述发射线圈位于所述主电源供应器中隔离变压器的二次侧的第二预设位置。
7.如权利要求3所述的能量传递装置，其特征在于，所述第二控制器还用于对所述AC/DC转换电路产生的直流电压进行稳压。
8.如权利要求1至7任一项所述的能量传递装置，其特征在于，所述控制电路用于在上电时进行软件升级并检测所述主电源供应器中隔离变压器的一次侧的输入电源参数并发送至所述主电源供应器中隔离变压器的二次侧的第三控制器。
9.一种电源供应器，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的能量传递装置。
10.一种供电设备，其特征在于，包括多个如权利要求9所述电源供应器，市电分别与各所述电源供应器的输入端连接，各所述电源供应器的输出端均与服务器的供电端连接。
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|---|---|---|---|
| CN202210893469.7A CN115149633B (zh) | 2022-07-27 | 2022-07-27 | 一种能量传递装置、电源供应器及供电设备 |
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| CN104485756A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-04-01 | 珠海许继电气有限公司 | 一种高压输电线路的取电装置 |
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2022
- 2022-07-27 CN CN202210893469.7A patent/CN115149633B/zh active Active
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| CN115149633B (zh) | 2024-01-12 |
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