CN200990515Y

CN200990515Y - 不断电式电力供应装置

Info

Publication number: CN200990515Y
Application number: CNU2006201330264U
Authority: CN
Inventors: 陈协里
Original assignee: Inventec Corp
Current assignee: Inventec Corp
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2016-08-23

Abstract

本实用新型公开了一种可搭接至电子系统的不断电式电力供应装置，包含：主电源模块、电池转接模块、电池管理模块、断电侦测模块以及具有第一及第二线路的电源切换模块。当输出端电压为主电源模块输出的直流电压时，第一及第二线路均断路，而当电池转接模块输出的直流电压大于主电源模块输出的直流电压时，第一线路形成短路并通过第一线路将电池转接模块输出的直流电压传至输出端，且因断电侦测模块发出的切换致能信号，使第二线路形成短路而改由通过第二线路将电池转接模块输出的直流电压传至输出端。其特点在于可让使用者随意搭接并管理所需类型的电池单元，且在切换过程中可避免因过多负载执行切换及电力传输而致使电池单元无法长时间供应电源。

Description

不断电式电力供应装置

技术领域

本实用新型涉及一种电力供应装置，特别是涉及一种不断电式电力供应装置(Uninterruptible Power Supply，UPS)，其可应用于搭接至一电子系统，例如为网络服务器或桌上型个人计算机，用以对该电子系统提供一不断电式的直流电力供应功能。

背景技术

不断电式电力供应装置为各式的计算机平台(例如网络服务器或桌上型个人计算机)所常使用的一种电力供应装置，可在主电源(通常为电力公司所提供的电力)发生断电状况时，仍可通过电池或发电机来不中断地对计算机平台提供电力，以由此来防止计算机平台因受到不预期的突然断电状况而导致重要数据的流失。

目前业界已发展出多种网络服务器专用的UPS不断电式电力供应装置。这些UPS装置大都采用电池来作为主电源断电时的备援电源。然而，UPS装置于主电源发生断电状况时，将电力来源切换至备援电池的过程中，需通过多个控制元件等负载执行切换及电力传输，故较易耗用备援电池的电力，以致该备援电池无法长时间供应电源。

此外，目前此类UPS装置于实际应用上的另一项缺点在于其中的电池为固定式而不可随客户的意愿而任意替换成其它类型的电池。

实用新型内容

鉴于以上所述背景技术的缺点，本实用新型的主要目的便是在于提供一种不断电式电力供应装置，在将电力来源切换至备援电池的过程中，可避免因过多负载执行切换及电力传输而致使该备援电池无法长时间供应电源。

本实用新型的另一目的便是在于提供一种不断电式电力供应装置，其中的电池具有可替换性，使得应用上更为便利及有弹性。

于架构上，本实用新型的不断电式电力供应装置可对一电子系统提供不断电式的电力供应功能，该不断电式电力供应装置至少包含：(A)一主电源模块，其可连接至一外部供电系统，用以将该外部供电系统所提供的电力转换成一直流电压，并将该直流电压传送至一输出端；(B)一电池转接模块，其可搭接至一电池单元，藉以利用该电池单元来输出一直流电压，该电池转接模块所输出的直流电压小于该主电源模块所输出的直流电压；(C)一电池管理模块，其可对该电池转接模块所搭接上的电池单元提供一组管理功能；(D)一断电侦测模块，其可侦测该输出端的直流电压是否小于一预定值；若是，则发出一切换致能信号；以及(E)一电源切换模块，其具有第一线路及第二线路，于该输出端的电压为该外部供电系统所提供的直流电压时，该第一线路及第二线路均形成断路，而在该电池转接模块所输出的直流电压大于该主电源模块所输出的直流电压时，使该第一线路形成短路，并通过该第一线路将该电池转接模块所输出的直流电压传送至该输出端，且因该断电侦测模块所发出的切换致能信号，使该第二线路形成短路，而改由通过该第二线路将该电池转接模块所输出的直流电压传送至该输出端，令该输出端于该主电源模块发生断电的情况下，仍可不中断地输出该电池单元所提供的直流电压至该电子系统。

本实用新型的不断电式电力供应装置的特点在于可提供一电池转接功能来让使用者可随意搭接所需类型的电池单元，并对搭接上的电池单元提供一组管理功能。此特点可让使用者更为方便及有弹性地来使用不断电式的电力供应功能。

附图说明

图1为一架构示意图，用以显示本实用新型的不断电式电力供应装置的基本架构；

图2为一架构示意图，用以显示本实用新型的不断电式电力供应装置的操控面板的一个实施例。

主要元件符号说明

10电子系统(网络服务器)

20外部供电系统

100 本实用新型的不断电式电力供应装置

110 主电源模块

120 电池转接模块

121 电池单元

130 电池管理模块

131 电量显示单元

132 电量过低警示单元

133 电量过低自动关机单元

140 断电侦测模块

150 电源切换模块

200 操控面板

210 发光二极管阵列

220 蜂鸣器

301 电量信息

302 电量过低警示信息

303 自动关机致能信息

具体实施方式

以下配合附图详细揭示说明本实用新型的不断电式电力供应装置的实施例。

图1显示本实用新型的不断电式电力供应装置(如标记100所指的虚线框所包含的部分)的基本架构。如图所示，本实用新型的不断电式电力供应装置100于实际应用时是搭接至一电子系统10，例如为网络服务器或桌上型个人计算机(以下以网络服务器为例作说明)，用以对该网络服务器10提供一不断电式的电力供应功能。此外，本实用新型的不断电式电力供应装置100连接至一外部供电系统20，例如为电力公司的供电设施或专用的发电机，用以利用该外部供电系统20所提供的电力来对该网络服务器10提供一直流的驱动电压；并于该外部供电系统20发生断电的情况下，仍可不中断地对该网络服务器10提供直流电压。

如图1所示，本实用新型的不断电式电力供应装置100的基本架构至少包含：(A)一主电源模块110；(B)一电池转接模块120；(C)一电池管理模块130；(D)一断电侦测模块140；以及(E)一电源切换模块150。以下首先分别说明这些构件110、120、130、140、150的各自属性及功能。

主电源模块110用以连接至该外部供电系统20，用以将该外部供电系统20所提供的电力(通常为交流电压)转换成一直流电压DCV1，并将该直流电压DCV1经由一输出端DC_OUT来传送给该网络服务器10。

电池转接模块120可搭接至一可充电式的电池单元121，藉以利用该电池单元121来作为一备援电源，用以于外部供电系统20发生断电状况时，输出一额定的直流电压DCV2至输出端DC_OUT。此电池转接模块120可搭接的电池单元121的类型如包括铅蓄电池、燃料电池和太阳电池。于具体实施上，电池单元121可预先由制造厂商搭配于本实用新型的不断电式电力供应装置100之中，或选择性地由客户自行安装其所需的电池类型。当电池单元121搭接至电池转接模块120之后，电池转接模块120可汲取主电源模块110所输出的电力来对电池单元121进行充电。

一般而言，该电池转接模块120所输出的直流电压DCV2小于该主电源模块110所输出的直流电压DCV1。

电池管理模块130可对上述的电池转接模块120所搭接上的电池单元121提供一组管理功能，例如包括一电量显示功能、一电量过低警示功能和一电量过低自动关机功能。这些管理功能分别由一电量显示单元131、一电量过低警示单元132和一电量过低自动关机单元133来负责执行。

电量显示单元131用以对电池转接模块120所搭接的电池单元121提供一电量显示功能，藉以让使用者可知道目前该电池单元121所具有的电量。于具体实施上，此电量显示单元131例如为采用一5段式电量显示功能来发出一电量信息301，亦即将该电池单元121的电能总容量分成5个阶段，并例如利用图2所示的操控面板200上所设置的一发光二极管阵列210(其例如由5个发光二极管所组成)来显示此5个阶段的电量。举例来说，当电池单元121的电量为100％的充饱状态时，令5个发光二极管全部发亮；剩余80％时，令4个发光二极管发亮；剩余60％时，令3个发光二极管发亮；依此类推。

电量过低警示单元132用以对电池转接模块120所搭接的电池单元121提供一电量过低警示功能，藉以于该电池单元121的电量低于一临界值时，例如为低于15％时，发出一电量过低警示信息302来通知使用者对网络服务器10采取必要的关机程序或更换电源。于具体实施上，此电量过低警示单元132例如为采用一2段式警示功能，亦即将该电池单元121低于临界值的电量分成2个阶段，例如达到15％时为第1阶段，而达到10％时为第2阶段；并例如利用图2所示的操控面板200上所设置一蜂鸣器220来显示此2个阶段的临界电量，例如于第1阶段时令该蜂鸣器220每7秒发出一次蜂鸣声，并于第2阶段时每3秒发出一次蜂鸣声。

电量过低自动关机单元133用以对网络服务器10提供一电量过低自动关机功能，藉以于该电池单元121的电量达到一临界值时，例如为剩余5％时，发出一自动关机致能信息303至该网络服务器10，令该网络服务器10响应地自动执行一关机程序。

断电侦测模块140用以侦测前述的主电源模块110所输出的直流电压DCV1是否因外部供电系统20发生故障而导致断电状况；若是，则发出一切换致能信号至电源切换模块150。于具体实施上，此断电侦测模块140可例如为一继电器或一晶体管开关器。一般而言，该断电侦测模块140侦测到该输出端DC_OUT所输出的电压若小于该主电源模块110所输出的直流电压DCV1，则发出一切换致能信号。

电源切换模块150用以在该电池转接模块120所输出的直流电压DCV2大于该主电源模块110所输出的直流电压DCV1时，亦即，外部供电系统20发生故障的情况下，使该电池转接模块120根据电池单元121所提供的电力仍可不中断地输出一直流电压DCV2给该网络服务器10。该电源切换模块150提供第一线路及第二线路，于具体实施上，该第一线路是由二极管所组成，本实施例的二极管采用一肖特基(Schottky)二极管1500，而第二线路是由一开关元件1501所组成，其中该开关元件1501与肖特基二极管1500并联，一般情况下，亦即，于外部供电系统20正常供电的情况下，该肖特基二极管1500及开关元件1501均为断路，直到外部供电系统20发生断电而使主电源模块110所输出的直流电压小于电池转接模块120所输出的直流电压时，该肖特基二极管1500形成短路，且该电池转接模块120根据电池单元121所提供的电力输出额定的直流电压DCV2通过该肖特基二极管1500输出至输出端DC_OUT，之后，该断电侦测模块140亦侦测到输出端DC_OUT所输出的电压为直流电压DCV2，故该断电侦测模块140发出切换致能信号，而使该开关元件1501处于短路状态(ON)，如此，使该电池转接模块120直接通过该开关元件1501将直流电压DCV2输出至输出端DC_OUT。由此可知，因不须通过肖特基二极管1500将直流电压DCV2输出至输出端DC_OUT，故可有效提升电池单元121的供电效率，以免因通过肖特基二极管1500作为电池单元121的供电路径因肖特基二极管1500本身所需耗电而耗用电池单元121的电力。

再者，通过该电源切换模块150的肖特基二极管1500，以在外部供电系统20发生故障的情况下，使该电池转接模块120根据电池单元121所提供的电力输出该直流电压DCV2给该网络服务器10，由于此种电力供应切换方式可使输入同轨且无开关回路，因此具有更快的切换速度。

以下利用一应用实例来说明本实用新型的不断电式电力供应装置100于实际应用时的整体操作方式。于实际应用时，使用者即可利用本实用新型的不断电式电力供应装置100来提供电力给网络服务器10。

于外部供电系统20正常供电的情况下，主电源模块110会将该外部供电系统20所提供的交流电压转换成直流电压DCV1，并将其经由输出端DC_OUT而传送给网络服务器10，藉以驱动该网络服务器10的运作。

当外部供电系统20发生故障状况而导致电力中断时，其将致使主电源模块110无法输出直流电压DCV1。此断电状况将致使断电侦测模块140响应地发出一切换致能信号至电源切换模块150，令电源切换模块150响应地将电池单元121所输出的直流电压DCV2切换成传送至该输出端DC_OUT，令该输出端DC_OUT于外部供电系统20发生故障的情况下，仍可不中断地输出一直流电压DCV2给该网络服务器10。

于电池单元121实际运作的过程中，电池管理模块130将持续对该电池单元121执行一组管理功能，包括一电量显示功能、一电量过低警示功能和一电量过低自动关机功能。电量显示单元131采用一5段式电量显示功能来发出一电量信息301，并利用图2所示的发光二极管阵列210的发光形态来显示此5个阶段的电量；亦即当电池单元121的电量为100％的充饱状态时，令5个发光二极管全部发亮；剩余80％时，令4个发光二极管发亮；剩余60％时，令3个发光二极管发亮；依此类推。电量过低警示单元132可于电池单元121的电量低于一临界值时，例如为低于15％时，通过蜂鸣器220来发出一电量过低警示信息302，藉以通知使用者对网络服务器10采取必要的关机程序或更换电池。此电量过低警示信息302例如为电量达到15％时令该蜂鸣器220每7秒发出一次蜂鸣声；而达到10％时，则每3秒发出一次蜂鸣声。电量过低自动关机单元133可对网络服务器10提供一电量过低自动关机功能，藉以于该电池单元121的电量达到一临界值时，例如为剩余5％时，发出一自动关机致能信息303至该网络服务器10，令该网络服务器10响应地自动执行一关机程序。

总而言之，本实用新型提供了一种不断电式电力供应装置，其可应用于搭接至一电子系统，例如为网络服务器或桌上型个人计算机，用以对该电子系统提供一不断电式的电力供应功能；且其特点在于可提供一电池转接功能来让使用者可随意搭接所需类型的电池单元，并对搭接上的电池单元提供一组管理功能。此特点可让使用者更为方便及有弹性地来使用不断电式的电力供应功能。且本实用新型在将电力来源切换至电池单元的过程中，可避免因过多负载执行切换及电力传输而致使该电池单元无法长时间供应电源。本实用新型因此较背景技术具有更佳的进步性及实用性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并非用以限定本实用新型的实质技术内容的范围。本实用新型的实质技术内容广义地定义于随附的权利要求中。若任何他人所完成的技术实体或方法与随附的权利要求所定义的完全相同或是为一种等效的变更，均将被视为涵盖于本实用新型的权利要求之中。

Claims

1.一种不断电式电力供应装置，其可对一电子系统提供不断电式的电力供应功能，其特征是，该不断电式电力供应装置至少包含：

一主电源模块，其可连接至一外部供电系统，用以将该外部供电系统所提供的电力转换成一直流电压，并将该直流电压传送至一输出端；

一电池转接模块，其可搭接至一电池单元，藉以利用该电池单元来输出一直流电压，该电池转接模块所输出的直流电压小于该主电源模块所输出的直流电压；

一电池管理模块，其可对该电池转接模块所搭接上的电池单元提供一组管理功能；

一断电侦测模块，其可侦测该输出端的直流电压是否小于一预定值；若是，则发出一切换致能信号；以及

一电源切换模块，其具有第一线路及第二线路，于该输出端的电压为该外部供电系统所提供的直流电压时，该第一线路及第二线路均为断路，而在该电池转接模块所输出的直流电压大于该主电源模块所输出的直流电压时，使该第一线路形成短路，并通过该第一线路将该电池转接模块所输出的直流电压传送至该输出端，且因该断电侦测模块所发出的切换致能信号，使该第二线路形成短路，而改由通过该第二线路将该电池转接模块所输出的直流电压传送至该输出端，令该输出端于该主电源模块发生断电的情况下，仍可不中断地输出该电池单元所提供的直流电压至该电子系统。

2.根据权利要求1所述的不断电式电力供应装置，其中该第一线路是由二极管所组成，而该第二线路是由开关元件所组成，且该开关元件与二极管并联，在该电池转接模块所输出的直流电压大于该主电源模块所输出的直流电压时，该二极管形成短路，以通过该二极管将该电池转接模块所输出的直流电压传送至该输出端，该开关元件依据该断电侦测模块所发出的切换致能信号而处于短路状态，以通过该开关元件将该电池转接模块所输出的直流电压输出至该输出端。

3.根据权利要求1所述的不断电式电力供应装置，其中该预定值是指该外部供电系统所提供的电力经该主电源模块电力转换后的直流电压。

4.根据权利要求1所述的不断电式电力供应装置，其中该电池转接模块所搭接的电池单元为一铅蓄电池。

5.根据权利要求1所述的不断电式电力供应装置，其中该电池转接模块所搭接的电池单元为一燃料电池。

6.根据权利要求1所述的不断电式电力供应装置，其中该电池转接模块所搭接的电池单元为一太阳电池。

7.根据权利要求1所述的不断电式电力供应装置，其中该电池管理模块包括一电量显示单元，用以对该电池转接模块所搭接的电池单元提供一电量显示功能。

8.根据权利要求7所述的不断电式电力供应装置，其中该电量显示单元包括一发光二极管阵列，用以通过预定发光方式来发出一电量显示信息。

9.根据权利要求1所述的不断电式电力供应装置，其中该电池管理模块包括一电量过低警示单元，用以对该电池转接模块所搭接的电池单元提供一电量过低警示功能。

10.根据权利要求9所述的不断电式电力供应装置，其中该电量过低警示单元包括一蜂鸣器，用以通过预定蜂鸣方式来发出一电量过低警示信息。

11.根据权利要求1所述的不断电式电力供应装置，其中该电池管理模块包括一电量过低自动关机单元，用以对该电子系统提供一电量过低自动关机功能，藉以于该电池单元的电量低于一临界值时，令该电子系统自动执行一关机程序。