CN1964167A - 一种供电系统、适配装置以及应用设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供电系统，包括由电源模块构成的电源系统子架PSS和与所述PSS连接的电源进线分配装置PCD，所述PCD具体包括第一连接器、第二连接器以及第一传输单元，其中，第一连接器用以自输入电源线引入电信号；第一传输单元用以将第一连接器引入的电信号传输至第二连接器；第二连接器用以将传输单元提供的电信号输出给PSS的电源模块。本发明还公开了一种PCD和一种与之适配的PSS以及一种一体化设备。采用本发明技术方案，使得成本较高、固定规格的PSS使用范围更广。

Description

一种供电系统、适配装置以及应用设备

技术领域

本发明涉及设备供电领域，尤其涉及一种供电系统、适配装置以及应用设备。

背景技术

目前通信行业领域的大功率设备的供电大都采用两种供电方式，一种是交流220Vac(110Vac)输入，另一种是-48Vdc(-60Vdc)直流输入。通常而言，一体化设备对于其中的嵌入式电源系统子架(PSS，Power Supply Subrack)的外形尺寸要求为19英寸或者23英寸，以便能够方便地嵌入标准的19英寸或23英寸一体化设备机柜中，高度一般以U(1U约等于44.45mm)为单位，所述PSS包括至少一个电源模块。对于高功率的交流或直流PSS而言，因为大功率电源系统的输入电流一般都很大，因此大都采用多个电源模块并联的方式，输入电源线则是在每个电源模块上直接接入，以达到一体化设备的供电需求。

各电源模块的输入输出方案有两种：前进后出和后进后出。如果采用前进后出的方案，具体的输入方式有两种：一种是直接在电源模块的输入端子连接输入电源线；另一种是将模块前端的输入端子通过连线引到后端，由后端进线。如果采用后进后出的方式，输入则是直接在电源模块位于后部的输入端连接输入电源线。

考虑到设备前部的美观，一般都采用后进后出或将前端输入端子通过引线引到后端，进而在一体化设备的后部接入输入电源线。请参阅图1，其为现有在一体化设备的后部接入输入电源线的示意图。图中所示PSS包括4个电源模块，每个电源模块连接有2根输入电源线，另外，每个电源模块上各连接有一根接地线或者四个电源模块共一个接地线，这样在一个PSS中至少需要连接9根线，多则12根。因此，从PSS的后部来看，大量的线集中接入于在一体化设备的后部。

本领域技术人员知道，由于各一体化设备的实现复杂度不同，因此对其体积无法规定一个统一的标准，目前能做到的仅仅是对一体化设备的宽度采用较为统一的标准，因此，不同一体化设备的深度存在较大差别。

请参阅图2，其为现有一体化设备的侧面示意图。从图中可以看出，在长方体结构的一体化设备中嵌入有主机体和PSS，PSS深度基本与一体化设备深度相适配，PSS后部连接有数根输入电源线。一体化设备深度主要由主机体来决定，PSS嵌入到一体化设备的主机体下面。如前面所述，主机体的实现复杂程度不同，其所需的深度也不同，进而一体化设备的深度也不同，于是，可能出现某些一体化设备深度大于PSS深度，即PSS后部表面与一体化设备后部表面相差较大距离的情况，如图3所示。由于PSS后部需要连接数根输入电源线，而PSS后面距离一体化设备后面较远，并且PSS的高度一般较低，因此导致操作人员在PSS后部进行输入线连接时非常困难。

为了避免上述情况下的连接困难问题，生产厂商就需要生产多种规格的PSS以便适配不同规格的一体化设备，以使每种一体化设备都能达到图2所示的较佳适配效果。但是，这样显然不利于批量生产，而且重新生产PSS的成本也较高。由此可见，现有固定规格PSS的使用范围较小，其只能嵌入在一定深度的设备中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种设备供电系统，该系统中PSS可以适用于不同深度的一体化设备，固定规格PSS的使用范围较大。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种供电系统，包括由电源模块构成的电源系统子架PSS和与所述PSS连接的电源进线分配装置PCD，所述PCD具体包括第一连接器、第二连接器以及第一传输单元，其中，所述第一连接器用以自输入电源线引入电信号；所述第一传输单元用以将第一连接器引入的电信号传输至第二连接器；所述第二连接器用以将传输单元提供的电信号输出给PSS的电源模块。

优选的，所述PSS还包括与PCD第二连接器适配的第三连接器以及第二传输单元，其中，第三连接器用以将第二连接器输出的电信号引入第二传输单元；第二传输单元用以将所述引入的电信号传输给对应的电源模块。

优选的，所述PCD第一连接器自输入电源线所引入的电信号至少为一组，所述第二传输单元具体为多路传输单元，用以将自PCD所引入的每一组电信号分别传输给多个电源模块。

优选的，所述PCD第一连接器自输入电源线所引入的电信号至少为一组，所述第二传输单元还包括开关，用以控制自PCD所引入的每一组电信号处于通路或断路状态。

优选的，所述PCD的第一传输单元还包括电压变换模块，用以将第一连接器所引入的电信号做电压变换后再传输至第二连接器。

一种一体化设备，包括主机体，以及如上所述的供电系统，所述供电系统的电源模块输出的电信号传输至所述主机体。

一种电源进线分配装置，所述电源进线分配装置PCD具体包括第一连接器、第二连接器以及第一传输单元，其中，所述第一连接器用以自输入电源线引入电信号；所述第一传输单元用以将第一连接器引入的电信号传输至第二连接器；所述第二连接器用以将传输单元提供的电信号输出给电源系统子架PSS中的电源模块。

优选的，所述PCD的第一传输单元还包括电压变换模块，用以将第一连接器引入的电信号做电压变换后再传输至第二连接器。

一种电源系统子架PSS，包括电源模块、第三连接器以及第二传输单元，其中，所述第三连接器用以将PCD输出的电信号引入第二传输单元；所述第二传输单元用以将所引入的电信号传输给对应的电源模块。

优选的，所述第二传输单元具体为多路传输单元，用以将自PCD所引入的每一组电信号同时传输给多个电源模块。

优选的，所述第二传输单元还包括开关，用以控制自PCD所引入的每一组电信号处于通路或断路状态。

以上技术方案可以看出，本发明的供电系统包括PSS和与其连接的PCD，所述PCD通过第一连接器自输入电源线引入电信号，然后通过传输单元传输至第二连接器，最后由第二连接器输出给PSS的电源模块。从PCD的内部结构可以看出，其实现简单，因此成本非常低廉，易于生产各种规格的PCD，以便根据实际情况与固定规格的PSS搭配使用。进而，如果PSS深度和一体化设备深度相差较多，则无需更换成本较高的PSS，只需选择合适深度(规格)的PCD与PSS连接，使得PCD和PSS连接后的总深度与一体化设备的深度相适配，就不会出现输入电源线连接困难的问题。因此，本发明技术方案中由于生产成本较低的PCD存在，使得成本较高的PSS使用范围较广，能够适用于不同深度的一体化设备。

进一步，PCD自输入电源线所引入的每一组电信号可以分别为多个PSS电源模块供电，因此较现有单独在每个电源模块直接连接输入电源线而言，可以减少输入电源线的总数量，这对于大功率设备而言尤其重要，避免设备表面过于凌乱、占用较多空间。

再进一步，所述PCD还包括用以控制自PCD所引入的每一组电信号通/断状态的开关，而每一组所引入的电信号可以同时为多个电源模块供电，因此，一个开关可以同时控制多个电源模块的通/断，进而，对于操作人员而言比较易于同时关闭所有控制开关，即同时断开多个电源模块，于是在一定程度上避免由于先后断开各电源模块导致超载以及系统故障的问题。

更进一步，通过在PCD中做简单的电压变换，使得本发明设备供电系统能够更方便的适应环境变化。例如，有些地区的市电是220Vac，而有些地区的市电是110Vac，许多大功率PSS的电源模块自身不能在输入电压不同情况下提供一致的输出功率，因此为了保证能够为一体化设备提供其所需的一定功率，如果按照现有供电系统而言，只能更换新的包含更多电源模块的PSS，显然成本是比较大的。而采用本发明技术方案，在成本较低的PCD中做简单升压变换，将110Vac升为190Vac左右后再提供给PSS，这样PSS电源模块提供给一体化设备的输出功率基本可以满足一体化设备所需，不必更换原有PSS。

附图说明

图1为现有一体化设备后部接入输入电源线的示意图；

图2为现有一体化设备的侧面示意图；

图3为现有PSS深度与一体化设备深度相差较大的侧面情况示意图；

图4为本发明供电系统第一实施例的物理结构示意图；

图5为图4所示供电系统中PCD40和PSS50连接在一起后的侧面示意图；

图6为图4所示供电系统中PCD40和PSS50连接在一起后的正面示意图；

图7为PSS50的前视图；

图8为本发明交流Y型接法的PCD外部结构示意图；

图9为本发明交流Delta型接法的PCD外部结构示意图；

图10为本发明供电系统第二实施例的物理结构示意图；

图11为其本发明供电系统的电气连接第一实施例示意图；

图12为其本发明供电系统的电气连接第二实施例示意图；

图13为本发明供电系统优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明所公开的技术方案对于大功率设备而言，具有更为显著的效果，但是本领域技术人员应该意识到，本发明技术方案也同样适用于小功率设备。

就目前技术而言，设备所需的供电电压通常限于交流或直流，因此，下面对本发明交流的供电系统优选实施例和直流的供电系统优选实施例分别介绍。由于这两种供电系统的实质结构是相同的，因此首先介绍本发明各优先实施例的物理结构，然后以两个具体的PCD为例介绍本发明供电系统的电气结构，最后给出本发明供电系统实质的逻辑结构示意图。

请参阅图4，其本发明供电系统第一实施例的物理结构示意图。从图中可以看出，本实施例所述的交流供电系统包括PSS50和与PSS50连接的电源进线分配装置(PCD，Power Cable Distribution)40。

就本实施例的PCD40外部结构而言，PCD40包括插座型的第一连接器41，PSS50包括第三连接器51，实际上在PCD40的后部还包括与第三连接器51适配的第二连接器(图中不便示出)。在实际应用中，PCD40后部的第二连接器可以与PSS50后部的第三连接器51插接在一起，从而实现PCD40和PSS50的物理、电气连接。需要说明，用以将PCD40和PSS50进行电气相连的第二连接器和第三连接器51耦合的方式并仅仅限于插接、卡接，还可以是线缆连接等其他连接方式，在PCD40和PSS50通过线缆连接器予以连接时，外部呈现出来的第一连接器41和第三连接器51可以是适配的一对或多对接线端子，每对接线端子之间通过线缆予以连接；或者是第一连接器41自身就既包括线缆又包括接线端子，进而第三连接器51只包含适配的接线端子即可，反之亦然。总而言之，只要PCD40和PSS50之间的连接可以拆分，能够实现电气连接即可。

PCD40和PSS50连接在一起后的侧面示意图如图5所示，正面示意图如图6所示。所有输入电源线的电信号(包括火线电信号、零线电信号以及地线电信号)自第一连接器41引入PCD40，然后由PCD40内部的第一传输单元将引入的电信号传输至PCD40的第二连接器，由于PCD40的第二连接器和PSS50的第三连接器51能够实现电气连接，因此，PCD40自输入电源线引入的电信号又被输出至PSS50。PSS50的物理结构可以参看图7所示的PSS前视图，通常情况下，PSS50包括多个并联在一起的电源模块，各电源模块可以为设备供电，有关电源模块及其为设备供电的具体实现可以参考现有相关技术，不再赘述。实质上，在PSS50内部还包括有一个第二传输单元，该传输单元将第三连接器51引入的电信号传输给对应的电源模块。后面会通过本发明供电系统的电气结构示意图进一步公开PCD10中的第一传输单元和PSS50中的第二传输单元。

以上介绍的PCD40具体为交流插座型PCD，但是实际应用中，考虑到输入电源线的种类不同，因此相应的，PCD40也可以有多种具体类型。例如，图8所示的本发明交流Y型(星型)接法的PCD外部结构，和图9所示的交流Delta型(三角型)接法的PCD外部结构。交流Y型接法的PCD、交流Delta型接法的PCD与交流插座型PCD的主要区别在于第一连接器41的具体结构及内部传输单元的具体实现略有不同，后面会结合供电系统的电气结构示意图做进一步说明。

请参阅图10，其为本发明供电系统第二实施例的物理结构示意图。本实施例中的PCD40为直流型PCD。从图中所示的外部结构可以看出，PCD40包括第一连接器41，PSS50包括第三连接器51，实际上在PCD40的后部还包括与第三连接器51适配的第二连接器(图中不便示出)。对比图10与图4可以看出，两者的区别之处主要在于第一连接器41以及第三连接器51的具体结构不同，以便适配对应的输入电源线。如本图所示第一连接器41的具体结构是多个输入端子，以便适配输入电源线的输出端子，第一连接器自输入电源线引入多组电信号。输入端子的种类按照引入的电信号分类为“输入正”、“输入负”以及“保护地”，每种输入端子可以有多个，以便第一连接器41自输入电源线引入多组电信号。第二连接器和第三连接器51的具体结构也没有限制，只要两者能够之间的配合能够实现PCD40和PSS50之间的电气连接，并且能够拆分即可。

与第一实施例中的供电系统工作原理相同，所有输入电源线的电信号(包括正极电信号、负极电信号以及地线电信号)自第一连接器41引入PCD40，然后由PCD40内部的第一传输单元将引入的电信号传输至PCD40的第二连接器，然后通过PCD40的第二连接器和PSS50的第三连接器51实现电气连接，因此，PCD40自输入电源线引入的电信号又被输出至PSS50。PSS50的物理结构可以参看图7所示的PSS前视图，通常情况下，PSS50包括多个并联在一起的电源模块，这些电源模块可以为设备供电。同理，在PSS50内部还包括有一个第二传输单元，该传输单元将第三连接器51引入的电信号传输给对应的电源模块。

请参阅图11，其本发明供电系统的电气连接第一实施例示意图。本实施例中的PCD10具体为图8所示的交流Y型接法的PCD，该种类型的PCD通常适用于交流220V供电地区。所述PCD10的第一连接器41具体包括5个接线端子，分别为L1、L2、L3、N和PE，也可以是L1、L2、L3、N1、N2、N3和PE共7个接线端子。其中，L1、L2、L3用于引入输入电源线中火线的电信号，N(或N1、N2、N3)用于引入输入电源线中零线的电信号，PE用于引入输入电源线中地线的电信号。本领域技术人员可以看出，自输入电源线引入的电信号共有3组。

从图11可以看出，PCD40通过各输入端子引入电信号后，由第一传输单元111传输至PCD40外部的第二连接器(本图中未示出)；由于PCD40外部的第二连接器和PSS50外部的第三连接器51(本图中未示出)实现了电气连接，于是，第三连接器51将自第二连接器引入的电信号提供给第二传输单元222，进而，第二传输单元222将每组电信号提供给对应的电源模块。需要说明，所述第一传输单元111连接于各输入端子(第一连接器41)和第二连接器之间，可以是多条普通导线，也可以是适用于大电流情况的Busbar。第二传输单元222通常是普通导线，优选的，印制在PSS的背板上。具体而言，第一传输单元111将输入端子L1、L2、L3和PE引入的电信号直接传输至第二传输单元222，第一传输单元111将输入端子N引入的电信号分成并联的3路，然后再传输至第二传输单元222。进而，第二传输单元222将源自L1、N以及PE的这一组电信号分别提供给第一电源模块和第四电源模块；源自L2、N以及PE的这一组电信号分别提供给第二电源模块和第五电源模块；源自L3、N以及PE的这一组电信号分别提供给第三电源模块和第六电源模块。进而，各电源模块就可以为设备进行供电了。

优选的，如图所示，第二传输单元222将所引入的每组电信号同时提供给两个电源模块。理论上，在输入电源线引入的一组电信号可以给许多个电源模块供电，但是在实际应用中，需要考虑输入电源线线缆所能够承受的最大电流以及每个电源模块所能够承受的最大电流。因此，通常情况下，PCD40会通过第一连接器41引入多组电信号，然后每组电信号同时提供给几个电源模块。当然，也不排除PCD40只引入一组电信号，然后通过该组电信号给PSS50的所有电源模块供电。由此可见，由于PCD自输入电源线所引入的每一组电信号可以为多个PSS电源模块供电，因此较现有单独在每个电源模块直接连接输入电源线而言，可以减少输入电源线的总数量，这对于大功率设备而言尤其重要，避免设备表明过于凌乱、占用较多空间。

从图中还可以看出，在第二传输单元222内部还包括三个开关2220，分别控制一组引入的电信号，开关2220在物理上通常设置于PSS50的面板。由于这三个开关可以放置在一排，因此当需要停止向设备供电时，操作人员易于一起将这三个开关同时断开，换而言之，PSS50自PCD40引入的三组电信号都处于断路状态，即停止给图中所示的6个电源模块供电。而现有PSS在每个电源模块上各设置一个开关(每个开关只能控制其所在的电源模块)，在需要停止向设备供电时，操作人员要在6个电源模块上同时断开开关是不太现实的，于是就会出现先后断开的现象，后面断开的电源模块在断开前已经带不动负载(设备)，于是就容易出现超载或系统故障的问题。可见，本发明提供的供电系统能够在一定程度上避免上述超载问题。

请参阅图12，其为其本发明供电系统的电气连接第二实施例示意图。本实施例中的PCD10具体为图9所示的交流Delta型接法的PCD，该种类型的PCD适用于交流110V的供电地区。所述PCD10的第一连接器41具体包括4个接线端子，分别为L1、L2、L3和PE。其中，L1、L2、L3用于引入输入电源线中火线的电信号，PE用于引入输入电源线中地线的电信号。本领域技术人员可以看出，自输入电源线引入的电信号共有3组。对比图11和图12可知，第一传输单元111和第二传输单元222的实现原理是相同的，都是将自输入电源线引入的各组电信号传输给对应的电源模块，只是根据所引入的电信号具体差异，采用的具体传输方式不同而已。具体而言，第一传输单元10将自L1、L2、L3引入的电信号各分成两路后，再传输给第二传输单元222，进而第二传输单元222将源自L1、L2以及PE的这组电信号分别提供给第一电源模块和第四电源模块；源自L1、L3以及PE的这组电信号分别提供给第二电源模块和第五电源模块；源自L2、L3以及PE的这组电信号分别提供给第三电源模块和第六电源模块。

以上分别从物理和电气两个方面角度剖析了本发明供电系统的各个优选实施例，下面从逻辑上给出本发明供电系统的优选实施例结构图，如图13所示。

本实施例所示的供电系统包括PCD40和PSS41，其中PCD具体包括第一连接器41、第二连接器42以及第一传输单元111，PSS具体包括第三连接器51、第二传输单元222以及电源模块组52。下面结合其工作原理进一步说明其内部各组成部分。

PCD通过第一连接器41与输入电源线相接，自输入电源线引入电信号，所引入的电信号至少为一组。第一连接器41有多种实现形式，如前文所述的电源插座型、Y型以及Delta型等等。第一传输单元111将第一连接器41引入的电信号传输至第二连接器42，第一传输单元111有多种具体的实现形，如各类导线以及Busbar等等；而且具体的传输方式也有多种，如直接传输或将某个引入的电信号分成多路后再传输至第二连接器42。优选的，还可以在第一传输单元111设置一个电压变换模块，将第一连接器41所引入的电信号变压到PSS所需的电压后再传输至第二连接器42。例如，在成本较低的PCD中做简单升压变换，将110Vac升为190Vac左右后再提供给PSS，这样PSS电源模块提供给一体化设备的输出功率基本可以满足一体化设备所需，不必更换原有PSS。。

由于PCD的第二连接器42和PSS的第三连接器相适配，即能够实现电气连接，于是第三连接器51将第二连接器42输出的电信号引入第二传输单元222，由第二传输单元222将所引入的电信号提供给对应的电源模块。正如前文所述，传输单元222的具体实现形式以及传输方式根据实际情况有多种，不再赘述。优选的，第二传输单元222具体为多路传输单元，将自PCD所引入的每一组电信号分别提供给多个电源模块，这种优选的技术方案可以减少输入电源线的总数量。优选的，第二传输单元222还包括用以控制自PCD所引入的每一组电信号处于通路或断路状态的开关2220，这种优选的技术方案在一定程度上能够避免过载问题。

上述公开的供电系统可以嵌入设备内部，与设备主机体一起构成一台一体化设备，通过PCD将所有输入电源线的电信号引入，然后传输给PSS，进而由PSS的电源模块为主机体供电。由于PCD的内部结构简单，因此成本非常低廉，易于生产各种规格的PCD，以便根据实际情况与固定规格的PSS搭配使用。进而，如果PSS深度和一体化设备深度相差较多，则无需更换成本较高的PSS，只需选择合适深度(规格)的PCD与PSS连接，使得PCD和PSS连接后的总深度与一体化设备的深度相适配，就不会出现输入电源线连接困难的问题。因此，采用本发明技术方案，使得成本较高的PSS使用范围更广，能够适用于不同深度的一体化设备。当然，本发明提供的供电系统也可以置于设备外部使用，并不局限于嵌入一体化设备中予以使用。

以上对本发明所提供的一种供电系统、适配装置以及应用设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

 1、一种供电系统，其特征在于，包括由电源模块构成的电源系统子架PSS和与所述PSS连接的电源进线分配装置PCD，所述PCD具体包括第一连接器、第二连接器以及第一传输单元，其中，

所述第一连接器用以自输入电源线引入电信号；所述第一传输单元用以将第一连接器引入的电信号传输至第二连接器；所述第二连接器用以将传输单元提供的电信号输出给PSS的电源模块。

2、根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述PSS还包括与PCD第二连接器适配的第三连接器以及第二传输单元，其中，

第三连接器用以将第二连接器输出的电信号引入第二传输单元；第二传输单元用以将所述引入的电信号传输给对应的电源模块。

3、根据权利要求2述的供电系统，其特征在于，所述PCD第一连接器自输入电源线所引入的电信号至少为一组，

所述第二传输单元具体为多路传输单元，用以将自PCD所引入的每一组电信号分别传输给多个电源模块。

4、根据权利要求2或3所述的供电系统，其特征在于，所述PCD第一连接器自输入电源线所引入的电信号至少为一组，

所述第二传输单元还包括开关，用以控制自PCD所引入的每一组电信号处于通路或断路状态。

5、根据权利要求1至3中任意一项所述的供电系统，其特征在于，所述PCD的第一传输单元还包括电压变换模块，用以将第一连接器所引入的电信号做电压变换后再传输至第二连接器。

6、一种一体化设备，包括主机体，其特征在于，还包括如权利要求1至3中任意一项所述的供电系统，所述供电系统的电源模块输出的电信号传输至所述主机体。

7、一种电源进线分配装置，其特征在于，所述电源进线分配装置PCD具体包括第一连接器、第二连接器以及第一传输单元，其中，

所述第一连接器用以自输入电源线引入电信号；所述第一传输单元用以将第一连接器引入的电信号传输至第二连接器；所述第二连接器用以将传输单元提供的电信号输出给电源系统子架PSS中的电源模块。

8、根据权利要求7所述的PCD，其特征在于，所述PCD的第一传输单元还包括电压变换模块，用以将第一连接器引入的电信号做电压变换后再传输至第二连接器。

9、一种与权利要求7或8所述PCD配套使用的电源系统子架PSS，其特征在于，所述PSS包括电源模块、第三连接器以及第二传输单元，其中，

所述第三连接器用以将PCD输出的电信号引入第二传输单元；所述第二传输单元用以将所引入的电信号传输给对应的电源模块。

10、根据权利要求9所述的PSS，其特征在于，所述第二传输单元具体为多路传输单元，用以将自PCD所引入的每一组电信号同时传输给多个电源模块。

11、根据权利要求9或10所述的PSS，其特征在于，所述第二传输单元还包括开关，用以控制自PCD所引入的每一组电信号处于通路或断路状态。

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