CN211790883U - 供电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了供电装置，涉及供电领域。具体实现方案为：供电装置包括后备电源，后备电源包括N个电池后备单元、正极总线和负极总线，N为正整数；电池后备单元包括：电池子单元，及与电池子单元连接的电池管理组件；电池子单元的第一端与正极总线电连接；电池子单元的第二端与负极总线电连接，正极总线的输出端、负极总线的输出端分别用于与电子设备电连接，电池管理组件，用于控制电池子单元与电子设备之间的电连接连通或断开，使得电池子单元向电子设备供电或停止向电子设备供电。上述供电装置不用配备UPS，可节省供电装置所占的空间，同时，采用上述供电装置为电子设备提供电源，由于电压转换次数少，可降低转换损耗。

Description

供电装置

技术领域

本申请涉及电力技术领域中的供电技术，尤其涉及一种供电装置。

背景技术

已有技术中，采用铅酸蓄电池作为电子设备的后备电源，铅酸电池后备电源需要配备不间断电源(Uninterruptible Power Supply，简称UPS)进行充放电，这种供电方式，电源需要在UPS内进行2次转换，然后到达电子设备机柜后再进行2次转化才能输入电子设备，转化次数多，损耗大。

实用新型内容

本申请实施例提供一种供电装置，以解决现有的供电方式转化次数多，损耗大的问题。

为解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请提供一种供电装置，包括后备电源；

所述后备电源包括N个电池后备单元、正极总线和负极总线，所述N为正整数；

所述电池后备单元包括：电池子单元，及与所述电池子单元连接的电池管理组件；

所述电池子单元的第一端与所述正极总线电连接；

所述电池子单元的第二端与所述负极总线电连接；

所述正极总线的输出端、所述负极总线的输出端分别用于与电子设备电连接。

进一步的，所述电池后备单元还包括热插拔连接器；

所述电池子单元的第一端通过所述热插拔连接器的第一端与所述正极总线电连接；

所述电池子单元的第二端通过所述热插拔连接器的第二端与所述负极总线电连接。

进一步的，所述供电装置还包括：主电源；

所述主电源的输入端用于与市电连接，所述主电源的输出端用于与所述电子设备电连接，所述主电源用于为所述电子设备供电。

进一步的，所述电池后备单元还包括充电子单元；

所述充电子单元的第一端与所述主电源的输出端电连接；

所述充电子单元的第二端与所述电池子单元的第三端电连接；

所述电池管理组件的第一端与所述电池子单元的第四端电连接；

所述电池管理组件的第二端与所述充电子单元的第三端电连接。

进一步的，所述后备电源包括在线模式和离线模式；

其中，若所述后备电源处于在线模式，则位于所述充电子单元与所述电池子单元之间电连接线路上的第一开关为常闭开关，且所述主电源工作时，所述主电源的输出端输出的电压大于所述后备电源输出的最大电压；

若所述后备电源处于离线模式，则位于所述电池子单元与所述电子设备之间电连接线路上的第二开关为常开开关。

进一步的，所述后备电源包括总控制芯片；

所述总控制芯片分别与所述N个电池后备单元的N个电池管理组件连接。

进一步的，所述后备电源还包括后备电源框；

所述N个电池后备单元设置在所述后备电源框中；

所述后备电源框设置有供电接口，所述N个电池后备单元的N个充电子单元通所述供电接口与所述电子设备电连接。

进一步的，所述后备电源框包括至少N个热插拔接口，所述至少N个热插拔接口均与所述供电接口电连接；

所述N个电池后备单元中的各个电池后备单元分别通过热插拔连接器与所述至少N个热插拔接口中的一个电连接。

进一步的，所述电池子单元与所述电子设备之间通过母排或者电源分配单元PDU电连接。

上述申请中的一个实施例具有如下优点或有益效果：

供电装置包括后备电源，后备电源包括N个电池后备单元、正极总线和负极总线，N为正整数；电池后备单元包括：电池子单元，及与电池子单元连接的电池管理组件；电池子单元的第一端与正极总线电连接；电池子单元的第二端与负极总线电连接，正极总线的输出端、负极总线的输出端分别与电子设备电连接，电池管理组件用于控制电池子单元与电子设备之间的电连接连通或断开，使得电池子单元向电子设备供电或停止向电子设备供电。上述供电装置不用配备UPS，可节省供电装置所占的空间，同时，采用上述供电装置为电子设备提供电源，由于电压转换次数少，可降低转换损耗。

上述可选方式所具有的其他效果将在下文中结合具体实施例加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：

图1是本申请实施例提供的供电装置的结构图；

图2是本申请实施例提供的后备电源的结构图；

图3是本申请实施例提供的供电装置与服务器之间的连接示意图；

图4是本申请实施例提供的供电装置与服务器之间的另一连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

参见图1，图1是本申请实施例提供的供电装置的结构图，如图1所示，本实施例提供一种供电装置，包括后备电源1，所述后备电源1包括N个电池后备单元11、正极总线12和负极总线13，所述N为正整数；

所述电池后备单元11包括：电池子单元112，及与所述电池子单元112连接的电池管理组件111；

所述电池子单元112的第一端与所述正极总线12电连接；

所述电池子单元112的第二端与所述负极总线13电连接；

所述正极总线12的输出端、所述负极总线13的输出端分别用于与电子设备电连接。

所述电池管理组件111，用于控制所述电池子单元112与电子设备之间的电连接连通或断开，使得所述电池子单元112向所述电子设备供电或停止向所述电子设备供电，可在电池子单元112的第一端与所述正极总线12之间的电连接的线路上设置开关，电池管理组件111通过控制该开关的通断来控制电池子单元112与电子设备之间的电连接连通或断开。图1中电池管理组件111与电池子单元112之间的虚线，表示电池管理组件111与电池子单元112之间具有信号连接，该信号连接可为无线连接也可为有线连接，在此不做限定。

在本申请中，电子设备可为服务器、电脑等，本申请中以服务器为例进行说明。

后备电源1包括一个或多个电池后备单元11(Battery Backup Unit，简称BBU)，各个电池后备单元11与电子设备的连接方式都可以采用上述方式，即电池子单元112的第一端与正极总线12电连接；电池子单元112的第二端与负极总线13电连接；正极总线12的输出端、负极总线13的输出端分别与电子设备电连接。电池子单元112包括一个或多个锂电池。

本实施例中，供电装置包括后备电源1，所述后备电源1包括N个电池后备单元11、正极总线12和负极总线13，所述N为正整数；所述电池后备单元11包括：电池子单元112，及与所述电池子单元112连接的电池管理组件111；所述电池子单元112的第一端与所述正极总线12电连接；所述电池子单元112的第二端与所述负极总线13电连接，所述正极总线12的输出端、所述负极总线13的输出端分别与电子设备电连接，电池管理组件111，用于控制所述电池子单元112与电子设备之间的电连接连通或断开，使得所述电池子单元112向所述电子设备供电或停止向所述电子设备供电。上述供电装置不用配备UPS，可节省供电装置所占的空间，同时，采用上述供电装置为电子设备提供电源，由于电压转换次数少，可降低转换损耗。

如图2所示，在本申请一个实施例中，所述电池后备单元11还包括热插拔连接器114；

所述电池子单元112的第一端通过所述热插拔连接器114的第一端与所述正极总线12电连接；

所述电池子单元112的第二端通过所述热插拔连接器114的第二端与所述负极总线13电连接。

通过热插拔连接器114可实现电池后备单元11的带电插拔，从而可对后备电源1进行灵活设置，按照实际供电功率来设置后备电源1中电池后备单元11的数量。

在本申请一个实施例中，所述供电装置还包括：主电源2，所述主电源2的输入端用于与市电连接，所述主电源2的输出端用于与所述电子设备电连接，所述主电源2用于为所述电子设备供电。

主电源2可与两条市电线路进行连接，这两条市电线路分别连接不同的变电站，并为电子设备供电，这两条市电线路互为备用。在市电断开的情况下，启用后备电源1为电子设备供电，避免电子设备断电。

如图2所示，在本申请一个实施例中，所述电池后备单元11还包括充电子单元113；

所述充电子单元113的第一端与所述主电源2的输出端电连接，具体的，所述充电子单元113的第一端可通过热插拔连接器114的第三端与主电源2的输出端电连接；

所述充电子单元113的第二端与所述电池子单元112的第三端电连接；

所述电池管理组件111的第一端与所述电池子单元112的第四端电连接；

所述电池管理组件111的第二端与所述充电子单元113的第三端电连接。

其中，电池管理组件111可控制所述充电子单元113与电池子单元112之间的电连接连通或断开，使得所述充电子单元113将所述主电源2的输出端输出的电量提供给所述电池子单元112，为所述电池子单元112充电。可在充电子单元113与电池子单元112之间的电连接的线路上设置一开关，电池管理组件111通过控制该开关的通断来控制电池子单元112与充电子单元113之间的电连接连通或断开。

所述后备电源1包括在线模式和离线模式；其中，若所述后备电源1处于在线模式，则位于所述充电子单元113与所述电池子单元112之间电连接线路上的第一开关为常闭开关，且所述主电源2工作时，所述主电源2的输出端输出的电压大于所述后备电源1输出的最大电压；若所述后备电源1处于离线模式，则位于所述电池子单元112与所述电子设备之间电连接线路上的第二开关为常开开关。所述电池管理组件111，还用于控制所述第二开关关闭或断开，使得所述电池子单元112向所述电子设备供电或停止向所述电子设备供电。

后备电源1的工作模式包括在线模式和离线模式，可根据实际需要选择其中一种。在线模式下，位于所述充电子单元113与所述电池子单元112之间电连接线路上的第一开关为常闭开关。若在充电子单元113与主电源2输出端的电连接的线路上设置有开关，或者在电池子单元112与热插拔连接器114的电连接的线路上设置有开关，则这些线路上设置的开关均为常闭开关。电池管理组件111分别与电池子单元112、充电子单元113、热插拔连接器114之间具有信号连接，在图2中采用虚线表示信号连接，该信号连接可为无线连接也可为有线连接，在此不做限定。

在线模式下，主电源2与后备电源1中，输出电压大的电源为电子设备供电。主电源2工作时，所述主电源2的输出端输出的电压大于所述后备电源1输出的最大电压，此种情况下，由主电源2对电子设备供电，后备电源不对电子设备供电；当市电断开，主电源2输出电压低于后备电源1的电压时，后备电源1放电，由后备电源1为电子设备供电，避免电子设备断电。

在线模式又可称为在线不放电模式。在线不放电模式是指后备电源1与电子设备之间电连接，但是后备电源1不向电子设备供电，这种情况适用的场景为：主电源2的输出电压大于后备电源1的输出电压，例如，主电源2正常工作时的输出电压为55V，后备电源1的输出电压为50V，则由主电源2向电子设备供电；当市电断开，主电源2的输出电压减小，并小于50V时，转由后备电源1向电子设备供电；当市电恢复，主电源2的输出电压增大，且大于50V时，转由主电源2向电子设备供电。

若所述后备电源1处于离线模式，则位于所述电池子单元112与所述电子设备之间电连接线路上的第二开关为常开开关，由电池管理组件111控制所述第二开关关闭或断开，使得所述电池子单元112向所述电子设备供电或停止向所述电子设备供电。电池管理组件111可用于监测主电源2输出端的输出电压是否跌落，若跌落，判定市电不正常，可能存在断电，电池管理组件111控制电池子单元112与电子设备电连通，由后备电源1为电子设备供电，避免电子设备断电。

所述后备电源1包括总控制芯片；所述总控制芯片分别与所述N个电池后备单元11的N个电池管理组件111连接，即总控制芯片可分别与N个电池后备单元11的N个电池管理组件111无线连接或者有线连接，在此不做限定。

总控制芯片可用于监测主电源2输出端的输出电压是否跌落，若跌落，判定市电不正常，可能存在断电，总控制芯片向各电池后备单元11的电池管理组件111发送供电信号，电池管理组件111在收到供电信号后，控制电池子单元112与电子设备电连通，供电总线A包括正极总线12和负极总线13，正极总线12的输出端、负极总线13的输出端分别与电子设备电连接。多个电池后备单元11的输出电流在供电总线A上汇总，通过供电总线A为电子设备供电，其中，供电总线A可通过设置在后备电源1外框上的接口15与电子设备电连通。

总控制芯片还用于监测主电源2输出端的输出电压是否达到阈值，若达到阈值，判定市电恢复，由主电源2为电子设备供电，此种情况下，总控制芯片向各电池后备单元11的电池管理组件111发送停止供电信号，电池管理组件111在收到停止供电信号后，控制电池子单元112与电子设备断开连接，停止为电子设备放电。进一步的，在停止为电子设备放电后，电池后备单元11中的电池管理组件111可根据获取到的电池子单元112的电压数据，控制主电源2、充电子单元113、以及电池子单元112之间的电连通，从而控制充电子单元113为电池子单元112充电。

在本申请一个实施例中，所述后备电源1还包括后备电源框14；所述N个电池后备单元11设置在所述后备电源框14中；所述后备电源框14设置有供电接口15，所述N个电池后备单元11的N个充电子单元113通所述供电接口15与所述电子设备电连接。供电接口15的第一端与N个充电子单元113电连接，供电接口15的第二端可插在电子设备上，N个充电子单元113通所述供电接口15与所述电子设备电连接。

进一步的，所述后备电源框14包括至少N个热插拔接口，所述至少N个热插拔接口均与所述供电接口15电连接；所述N个电池后备单元11中的各个电池后备单元11分别通过热插拔连接器114与所述至少N个热插拔接口中的一个电连接。所述电池子单元112与所述电子设备之间通过母排或者电源分配单元(Power Distribution Unit，简称PDU)电连接。图4中B所示为母排或者PDU。

主电源2和后备电源1处于并联关系。市电正常时，主电源2为电子设备供电，后备电源1处于离线模式或在线不放电模式；当市电均发生故障，后备电源1监测到母排或PDU电压跌落，转为放电模式，为电子设备供电；市电恢复后，后备电源1通过母排或PDU电压充电，充电完成后进入离线模式或在线不放电模式。

本方案中供电装置的供电电压可设置在40伏到60伏，优选为48V。如图3所示。主电源可将220V转化为40V到60V中的任意数值，本申请中以48V，电子设备为服务器为例进行说明。服务器内部将主电源输出的48V转为1V，为服务器主板供电。如图4所示，服务器、主电源2、后备电源1可连接在机柜48V母排或48V PDU上，主电源2和后备电源1处于并联关系。两路市电正常时，主电源2为服务器供电，后备电源1处于离线模式或在线不放电模式；当两路市电均发生故障，后备电源1监测到母排或PDU电压跌落，转为放电模式，为服务器供电；市电恢复后，后备电源1通过母排或PDU电压充电，充电完成后进入离线模式或在线不放电模式。

所述后备电源1包括后备电源框14；所述N个电池后备单元11设置在所述后备电源框14中，后备电源框14可插在服务器机柜内，通过连接器连接在机柜母排或PDU上，后备电源框14设有供电接口15，供电接口15的第一端与N个充电子单元113电连接，供电接口15的第二端与服务器电连接，这样，N个充电子单元113通所述供电接口15与所述服务器电连接。

电池后备单元11中，充电子单元采用充电DC/DC模块，电池子单元采用锂电池包，电池后备单元11中不配置价格昂贵的放电DC/DC模块。其中，充电DC/DC模块通过电池管理组件控制其充电；电池管理组件保证电池后备单元11内部所有数据的收集以及电池后备单元11内各子单元的控制；通过热插拔连接器114，可实现电池后备单元11的带电插拔，电池子单元112采用锂离子电池，工作电压范围满足服务器工作电压范围，在放电时从满充电压逐渐下降。

本实施例不包括UPS设备，电源转换环节减少，后备电源在市电正常情况下不参与供电，没有任何损耗，只有在市电断电情况下，才进行放电，且其在放电过程中也损耗极少，放电效率高，节省成本。同时后备电源中的各个电池后备单元采用模块化设计，支持热插拔，灵活部署。

上述供电装置，适用于48V服务器机柜，满足服务器高功率机柜的后备需求；去掉了UPS与铅酸电池，可节省供电装置的占用空间，减少电压转换次数，提高供电效率；以48V为供电电压，产品生态成熟，且服务器端供电效率高；后备电源可随服务器机柜按需部署，无需一次性投资；后备电源可实现灵活弹性部署，按服务器机柜不同功率进行不同数量的部署，同时可通过热插拔实现机柜的功率升级、在线维护等；后备电源由于减少了成本占比较大的放电DC/DC模块，节省了成本；后备电源完全独立运行，除运行数据上传外，与服务器机柜无任何交互即可工作，安全且稳定。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (9)

1.一种供电装置，其特征在于，包括：后备电源；

所述后备电源包括N个电池后备单元、正极总线和负极总线，N为正整数；

所述电池后备单元包括：电池子单元，及与所述电池子单元连接的电池管理组件；

所述电池子单元的第一端与所述正极总线电连接；

所述电池子单元的第二端与所述负极总线电连接；

所述正极总线的输出端、所述负极总线的输出端分别用于与电子设备电连接。

2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述电池后备单元还包括热插拔连接器；

所述电池子单元的第一端通过所述热插拔连接器的第一端与所述正极总线电连接；

所述电池子单元的第二端通过所述热插拔连接器的第二端与所述负极总线电连接。

3.根据权利要求1或2所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括：主电源；

所述主电源的输入端用于与市电连接，所述主电源的输出端用于与所述电子设备电连接，所述主电源用于为所述电子设备供电。

4.根据权利要求3所述的供电装置，其特征在于，所述电池后备单元还包括充电子单元；

所述充电子单元的第一端与所述主电源的输出端电连接；

所述充电子单元的第二端与所述电池子单元的第三端电连接；

所述电池管理组件的第一端与所述电池子单元的第四端电连接；

所述电池管理组件的第二端与所述充电子单元的第三端电连接。

5.根据权利要求4所述的供电装置，其特征在于，所述后备电源包括在线模式和离线模式；

其中，若所述后备电源处于在线模式，则位于所述充电子单元与所述电池子单元之间电连接线路上的第一开关为常闭开关，且所述主电源工作时，所述主电源的输出端输出的电压大于所述后备电源输出的最大电压；

若所述后备电源处于离线模式，则位于所述电池子单元与所述电子设备之间电连接线路上的第二开关为常开开关。

6.根据权利要求5所述的供电装置，其特征在于，所述后备电源包括总控制芯片；

所述总控制芯片分别与所述N个电池后备单元的N个电池管理组件连接。

7.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述后备电源还包括后备电源框；

所述N个电池后备单元设置在所述后备电源框中；

所述后备电源框设置有供电接口，所述N个电池后备单元的N个充电子单元通所述供电接口与所述电子设备电连接。

8.根据权利要求7所述的供电装置，其特征在于，所述后备电源框包括至少N个热插拔接口，所述至少N个热插拔接口均与所述供电接口电连接；

所述N个电池后备单元中的各个电池后备单元分别通过热插拔连接器与所述至少N个热插拔接口中的一个电连接。

9.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述电池子单元与所述电子设备之间通过母排或者电源分配单元PDU电连接。

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