CN1897395A - 直流不断电电源供应装置及使用该装置的设备与系统 - Google Patents

Abstract

本发明系有关于一种直流不断电电源供应装置及使用该装置的设备与系统，其中直流不断电电源供应装置组设于计算机设备中，且计算机设备包括有一与交流电源相连接的电源供应器与主机板，直流不断电电源供应装置电性连接于电源供应器及主机板之间，俾当电源供应器异常供电时，直流不断电电源供应装置能提供至少一组直流电源至主机板及计算机设备的其它装置。

Description

直流不断电电源供应装置及使用该装置的设备与系统

技术领域

本发明涉及一种不断电电源供应器，尤指一种直流不断电电源供应装置及使用该装置的设备与系统。

背景技术

不断电电源供应器(Uninterruptible Power Supply，UPS)常常被用来保护计算机设备。图1显示公知使用不断电电源供应器的示意图，其显示不断电电源供应器11的输入端111连接市电电源，其输出端112则与计算机设备12的电源供应器121相连接。

图2显示上述不断电电源供应器11的内部功能方块图，其包括交流-直流转换器115、直流-交流转换器116、直流-直流转换器117及电池118。当市电正常供电时，分为两个回路同时动作，其一是对电池118进行充电，另一个则是经由交流-直流转换器115将交流电转换为直流电，继而再由经由直流-交流转换器116将直流电转换为交流电，以由输出端112输出至电源供应器121。当市电发生异常时，直流-交流转换器116的输入改由电池118来供应，其中电池118所提供的直流电先通过直流-直流转换器117的转换，才提供给直流-交流转换器116，由此达成不断电的功效。上述不断电电源供应器11为一种在线式不断电电源供应器(On-Line UPS)。当然，其亦可为离线式不断电电源供应器(Off-Line UPS)或在线交互式不断电电源供应器(Line-Interactive UPS)。

然而，上述不断电电源供应器皆属于典型的交流式不断电电源供应器，于其中，必须设置直流-交流转换器，故体积较大，成本较高。此外，传统的不断电电源供应器的输出端往往只提供单一电源的输出，无法直接提供给计算机设备所需的各种不同的电源。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种直流不断电电源供应装置及使用该装置的设备与系统，能避免计算机设备因电源不稳或电源中断而导致系统当机与数据流失。

本发明的另一目的在于提出一种直流不断电电源供应装置及使用该装置的设备与系统，能直接提供计算机设备所需的各种直流电源。

本发明的再一目的在于提出一种直流不断电电源供应装置及使用该装置的设备与系统，能提供一体积小且效率高的直流不断电电源供应装置。

为实现上述目的，本发明提供的计算机设备，包括：

一电源供应器，与一交流电源相连接，并提供一直流电源；

一主机板；以及

一直流不断电电源供应装置，包括有一电池，且该直流不断电电源供应装置分别与该电源供应器及该主机板电性连接，供该直流不断电电源供应装置接收该电源供应器所提供的直流电源，以对该电池充电，该直流不断电电源供应装置并能提供至少一组直流电源至该主机板，其中该电源供应器异常供电时，该直流不断电电源供应装置能通过该电池提供该至少一组直流电源至该主机板。

所述的计算机设备，其中该直流不断电电源供应装置还包括一控制单元，其还包括一电压侦测电路，该电压侦测电路与该电源供应器电性连接，以侦测该电源供应器是否异常供电。

所述的计算机设备，其中该直流不断电电源供应装置还包括一控制单元与一发光单元，该控制单元还包括一微控制器，与该发光单元电性连接，当该直流不断电电源供应装置提供该至少一组直流电源至该主机板且该计算机设备进入休眠状态后，该控制单元的微控制器能控制该发光单元持续发光一预设时间。

所述的计算机设备，其中该直流不断电电源供应装置组设于该计算机设备的一扩充空间。

本发明提供的直流不断电电源供应装置，组设于一计算机设备中，该计算机设备包括有一电源供应器与一主机板，其中该电源供应器与一交流电源相连接，并提供一直流电源，该直流不断电电源供应装置包括：

一电池；

一充电器，分别与该计算机设备的电源供应器及该电池电性连接，以能对该电池充电；

一直流-直流转换器，分别与该电池及该主机板电性连接，以提供至少一组直流电源给该主机板；以及

一控制单元，分别与该电源供应器、该充电器及该直流-直流转换器电性连接，当该电源供应器异常供电时，该控制单元能控制该直流-直流转换器提供该至少一组直流电源至该主机板。

所述的直流不断电电源供应装置，其中该控制单元包括一电压侦测电路，该电压侦测电路与该电源供应器电性连接，以侦测该电源供应器是否异常供电。

所述的直流不断电电源供应装置，其中该控制单元还包括有一微控制器，能控制该充电器对该电池进行充电。

所述的直流不断电电源供应装置，其中该计算机设备包括有一扩充空间，且该直流不断电电源供应装置组设于该扩充空间。

所述的直流不断电电源供应装置，其中该扩充空间一能容置一光驱的扩充空间。

本发明提供的直流不断电系统，包括：

一电源供应器，与一交流电源相连接，并与至少一使用直流的组件电性连接；以及

一直流不断电电源供应装置，为一直流对直流电源供应器，且分别与该电源供应器及该至少一使用直流的组件电性连接，当该电源供应器异常时，该直流不断电电源供应装置能提供直流电源给该至少一使用直流的组件。

附图说明

图1为公知不断电电源供应器的使用示意图。

图2为公知不断电电源供应器的功能方块图。

图3为本发明一较佳实施例的功能方块图。

图4为本发明一较佳实施例的直流不断电电源供应装置组设于计算机设备的示意图。

图5为本发明提供的直流不断电电源供应装置的应用实施图。

具体实施方式

本发明提供一种组设于计算机设备的直流不断电电源供应装置装置(DC UPS)，其中计算机设备可为典型的桌上型计算机、准系统、服务器、附加式网络储存装置(Network Attached Storage，NAS)或磁盘阵列系统(RAID)。另外，本发明所提供的直流不断电电源供应装置组设于计算机设备的电源供应器与主机板之间，使得直流不断电电源供应装置能直接提供直流电源给主机板、磁盘驱动器、光驱及其它计算机设备的内部装置，其中该主机板是指组设有处理单元(Processor)的印刷电路板。

图3显示本发明较佳实施例的功能方块图，其中计算机设备3包括电源供应器31、直流不断电电源供应装置(DC-UPS)32、主机板(Motherboard)33、磁盘驱动器(Disk drive)34、光驱35及电源按钮36。上述直流不断电电源供应装置32包括有充电器321、电池322、控制单元323、直流-直流转换器324、发光单元325及系统电源326。上述主机板33组设有处理单元331及内存332。

于本实施例中，电池322可为镍氢电池、锂离子电池、镍铬电池、锂聚合物电池、铅蓄电池或其它等效的可充电电池。

上述电源供应器31组设于计算机设备3的中，且电源供应器31与一外部的交流电源30相连接，其中交流电源30在实际上可由市电电源提供，亦即电源供应器31可通过一插头来插设于一插座上，以汲取交流电源30，并提供一直流电源。此外，电源供应器31为一典型的计算机用电源供应装置，因此使用者在采用本实施例所提供的直流不断电电源供应装置32时，无需额外购置其它特殊规格的电源供应装置。

上述电源供应器31并分别与直流不断电电源供应装置32、主机板33、磁盘驱动器34及光驱35电性连接，其中电源供应器31还分别与直流不断电电源供应装置32的充电器321、侦测电路3231及直流-直流转换器324电性连接。由此，电源供应器31可提供直流电源(例如：12V的直流电压及/或5V的直流电压)给磁盘驱动器34与光驱35，且在电源供应器31正常供电时能通过直流不断电电源供应装置32直接提供直流电源给主机板33。此外，在电源供应器31异常供电时，直流不断电电源供应装置32能经由电源供应器31提供直流电源给磁盘驱动器34、光驱35及其它计算机设备3的内部装置或外部装置，且直流不断电电源供应装置32并能提供直流电源给主机板33。有关直流不断电电源供应装置32的进一步说明，请参照下述说明。

上述直流不断电电源供应装置32的充电器321分别与电源供应器31、电池322及控制单元323的微控制器3232电性连接，电池322分别与充电器321、系统电源326及直流-直流转换器324电性连接，系统电源326分别与电池322、控制单元323及直流-直流转换器324电性连接，直流-直流转换器324分别与电源供应器31、主机板33、控制单元323及系统电源326电性连接。控制单元323分别与电源供应器31、充电器321、直流-直流转换器324、发光单元325、系统电源326及电源按钮36电性连接，其中控制单元323的侦测电路3231与电源供应器31电性连接，且控制单元323的微控制器3232分别与充电器321、侦测电路3231、直流-直流转换器324、发光单元325、主机板33及电源按钮36电性连接。

上述控制单元323的侦测电路3231，在一实施例中，用以侦测电源供应器31所提供的+12V、+5V、+3.3V以及电源正常讯号(PWR_OK)。当侦测电路3231侦测电源供应器31所提供的电压为正常且电源正常讯号亦正常时，微控制器3232控制充电器321对电池322进行充电。

当电源供应器31所提供的其中一组电压异常(例如：+12V突然下拉至9V)或者电源正常讯号异常(例如：正常的电源正常讯号为高电位，在异常时，电源正常讯号可能突然下拉为低电位)，则侦测电路3231产生一侦测致能讯号且将其送至微控制器3232。此时，电池322提供电源给系统电源326与直流-直流转换器324，供系统电源326能提供电力给控制单元323与直流-直流转换器324，以使得其能维持运作。另外，微控制器3232此时依据侦测致能讯号控制直流-直流转换器324提供计算机设备3所需的各项电源轨(Power Rail)，其中电源轨可包括+12V、+5V、+3.3V及+5VSB(待机电压)。

例如：直流-直流转换器324提供至少一组直流电源给主机板33，并提供直流电源给电源供应器31，供通过电源供应器31提供直流电源给磁盘驱动器34、光驱35及计算机设备3的其它内部装置。在其它实施中，直流-直流转换器324除了提供直流电源给主机板33外，亦可直接提供直流电源给磁盘驱动器34或光驱35。

在传统的实施中，计算机设备3的电源供应器31的电源线(例如：20接脚接头的电源线或24接脚接头的电源线)直接连接到主机板33上，以提供直流电源至主机板33。于本实施例中，电源供应器31的电源线先连接到直流不断电电源供应装置32的接头，且电源按钮36的讯号线(2接脚接头)(PWRBTN_CHASSIS)亦与直流不断电电源供应装置32相连接，而直流不断电电源供应装置32提供具有20接脚(或24接脚)接头的电源线与2接脚接头的讯号线(PWRBTN_MB)，以用来连接至主机板33。所以，上述直流-直流转换器324能通过具有20接脚(或24接脚)接头的电源线来提供至少一组直流电源给主机板33，并在电源供应器31无法正常供电时，通过2接脚接头的讯号线(PWRBTN_MB)来通知主机板33进入休眠状态。

当电源供应器31供电异常时，直流不断电电源供应装置32可通过控制单元323的侦测电路3231来判断电源供应器31是否能提供正常电源。若直流不断电电源供应装置32确认电源供应器31无法正常供电，则直流不断电电源供应装置32除了提供至少一组直流电源给主机板33以及磁盘驱动器34的外，直流不断电电源供应装置32的控制单元323的微控制器3232会送出一休眠讯号，并通过连接至主机板33的2接脚接头的连接线将休眠讯号送至主机板33，使得主机板33的处理单元331能将内存332中所储存的系统使用状态相关数据储存到磁盘驱动器34中。其中，可由软件设定，使得休眠讯号送至主机板33后，操作系统会自动让计算机设备3进入休眠状态。

接着，当计算机设备3成功进入休眠状态后(亦即完成储存系统使用状态相关数据于磁盘驱动器34中)，主机板33会产生一电源关闭讯号，并将其送至直流不断电电源供应装置32的控制单元323的微控制器3232。微控制器3232在读取该电源关闭讯号后，微控制器3232会控制直流-直流转换器324停止输出直流电源且控制发光单元325持续发光一段预设时间。于本实施例中，发光单元325可由至少一发光二极管所组成。另外，在其它实施例中，发光单元325可组设于计算机设备3中而不是组设于直流不断电电源供应装置32内。于本实施例中，预设时间为十分钟，所以发光单元325在计算机设备3进入休眠状态后，可持续发光十分钟，以提醒使用者了解计算机设备3目前的状态。在其它实施例中，预设时间可视使用者的习惯来加以调整。

上述电源关闭讯号在实施时可由一电源讯号(PS_ON#)来实施。亦即，计算机设备3没有进入休眠状态时，电源讯号为低电位，且直流不断电电源供应装置32的控制单元323的微控制器3232在读取该电源讯号后，微控制器3232不会控制直流-直流转换器324停止输出直流电源。相对地，计算机设备3进入休眠状态后，电源讯号为高电位，微控制器3232在读取该电源讯号后，微控制器3232控制直流-直流转换器324停止输出直流电源。

图4显示直流不断电电源供应装置32组设于计算机设备3的示意图，其中计算机设备3具有第一扩充空间37与第二扩充空间38。由于本发明所提供的直流不断电电源供应装置32被设计成一体积小的盒体，更特别地其可被组设于计算机设备3空间37或38。例如：上述第一扩充空间37可以用来容置磁盘驱动器34或光驱35(图未示)，第二扩充空间38则用来组设直流不断电电源供应装置32。当然，在其它实施例中，计算机设备3的整体体积可能比较小，例如：准系统，则直流不断电电源供应装置32可被组设于计算机设备3的内部的适当位置，以达到最佳化的机构设计。此外，直流不断电电源供应装置32的发光单元325可被组设于直流不断电电源供应装置32的外侧，供发光单元325发光时，能够提醒使用者。

由以上说明可知，本发明所提供的直流不断电电源供应装置组设于计算机设备内，且直流不断电电源供应装置连接于电源供应器与主机板之间，其有别于组设于计算机设备的外部的典型不断电电源供应器。此外，直流不断电电源供应装置无需侦测交流电压或频率，即可在交流电发生异常时便能维持直流电压的稳定，且充电器亦无须与交流电源相连接，而是直接利用电源供应器所提供的直流电源对电池充电。又，直流不断电电源供应装置接收电源供应器所提供的直流电源，并能提供计算机设备所需的各种电源轨，所以直流不断电电源供应装置无需如同典型的不断电电源供应器必须设置交流-直流转换器与直流-交流转换器，故在体积上可以比较小且制造成本亦可以比较低廉。

更特别地，本发明所提供的直流不断电电源供应装置，并不限定于以上实施例，其亦可被实施于其它装置或系统中。例如：图5显示直流不断电电源系统架构，其包括交流电源501、电源供应器502、直流不断电电源供应装置(DC UPS)503、及使用直流电源的组件504。上述交流电源501在一实施例中可为市电电源，例如：110伏特、60赫兹交流电源，当然也可为220伏特、50赫兹交流电源，在此并不限定，电源供应器502电性连接至交流电源501，并接收交流电源501的电源以及输出直流电源至使用直流电源的组件504，其中使用直流电源的组件504，例如可为前述实施例中的磁盘驱动器、光驱或主机板，然使用直流组件504并不限定存在于计算机系统内，如一外接式光驱所需电源也可由此提供电源，直流不断电电源供应装置503电性连接至电源供应器502，在另一实施例中还可电性连接至使用直流电源的组件504。请注意，直流不断电电源供应装置503为一种直流对直流电源供应器，亦即直流不断电电源供应装置503的输入为直流电源，其输出亦为直流电源。当电源供应器502工作正常时，直流不断电电源供应装置503接收电源供应器502的直流电源充电，当电源供应器502工作不正常时，直流不断电电源供应装置503提供直流电源给使用直流电源的组件504。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种计算机设备，包括：

一电源供应器，与一交流电源相连接，并提供一直流电源；

一主机板；以及

一直流不断电电源供应装置，包括有一电池，且该直流不断电电源供应装置分别与该电源供应器及该主机板电性连接，供该直流不断电电源供应装置接收该电源供应器所提供的直流电源，以对该电池充电，该直流不断电电源供应装置并能提供至少一组直流电源至该主机板，其中该电源供应器异常供电时，该直流不断电电源供应装置能通过该电池提供该至少一组直流电源至该主机板。

2.如权利要求1所述的计算机设备，其中该直流不断电电源供应装置还包括一控制单元，其还包括一电压侦测电路，该电压侦测电路与该电源供应器电性连接，以侦测该电源供应器是否异常供电。

3.如权利要求1所述的计算机设备，其中该直流不断电电源供应装置还包括一控制单元与一发光单元，该控制单元还包括一微控制器，与该发光单元电性连接，当该直流不断电电源供应装置提供该至少一组直流电源至该主机板且该计算机设备进入休眠状态后，该控制单元的微控制器能控制该发光单元持续发光一预设时间。

4.如权利要求1所述的计算机设备，其中该直流不断电电源供应装置组设于该计算机设备的一扩充空间。

5.一种直流不断电电源供应装置，组设于一计算机设备中，该计算机设备包括有一电源供应器与一主机板，其中该电源供应器与一交流电源相连接，并提供一直流电源，该直流不断电电源供应装置包括：

一电池；

一充电器，分别与该计算机设备的电源供应器及该电池电性连接，以能对该电池充电；

一直流-直流转换器，分别与该电池及该主机板电性连接，以提供至少一组直流电源给该主机板；以及

一控制单元，分别与该电源供应器、该充电器及该直流-直流转换器电性连接，当该电源供应器异常供电时，该控制单元能控制该直流-直流转换器提供该至少一组直流电源至该主机板。

6.如权利要求5所述的直流不断电电源供应装置，其中该控制单元包括一电压侦测电路，该电压侦测电路与该电源供应器电性连接，以侦测该电源供应器是否异常供电。

7.如权利要求5所述的直流不断电电源供应装置，其中该控制单元还包括有一微控制器，能控制该充电器对该电池进行充电。

8.如权利要求5所述的直流不断电电源供应装置，其中该计算机设备包括有一扩充空间，且该直流不断电电源供应装置组设于该扩充空间。

9.如权利要求8所述的直流不断电电源供应装置，其中该扩充空间一能容置一光驱的扩充空间。

10.一种直流不断电系统，包括：

一电源供应器，与一交流电源相连接，并与至少一使用直流的组件电性连接；以及

一直流不断电电源供应装置，为一直流对直流电源供应器，且分别与该电源供应器及该至少一使用直流的组件电性连接，当该电源供应器异常时，该直流不断电电源供应装置能提供直流电源给该至少一使用直流的组件。

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