CN219761434U - 一种大电流电源分配电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大电流电源分配电路，涉及计算机技术领域。所述电路包括有平行安装在电源背板上的电力变换电路板和输出分配电路板，其中，所述电力变换电路板的悬空端板面边缘区域布置有大电流输入端子和地线公共端子，所述输出分配电路板的悬空端板面边缘区域布置有高电流电源插座，所述大电流输入端子通过第一铜软连接件电连接所述高电流电源插座的正极，所述地线公共端子通过第二铜软连接件电连接所述高电流电源插座的负极，如此使得在所述电力变换电路板与所述输出分配电路板之间直传大电流的路径非常短，可以降低损耗，减少发热，并使大电流避免经过所述电源背板，进而在不扩充背板尺寸的前提下，可以有效提升电流承载能力。

Description

一种大电流电源分配电路

技术领域

本实用新型属于计算机技术领域，具体涉及一种大电流电源分配电路。

背景技术

随着计算机技术的进步，数据中心服务器的性能提高及耗电量在不断增长，使得电源背板所承受的电流越来越大。在传统的计算机设备设计中，只能通过扩充电源背板尺寸(也即加大电源背板尺寸)来提升电流承载能力。因此如何在不扩充背板尺寸的前提下，也能提升电流承载能力，是本领域技术人员亟需研究的课题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种大电流电源分配电路，用以解决现有计算机设备只能通过扩充电源背板尺寸来提升电流承载能力的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，提供了一种大电流电源分配电路，包括有平行安装在电源背板上的电力变换电路板和输出分配电路板，其中，所述电力变换电路板的悬空端板面边缘区域布置有大电流输入端子和地线公共端子，所述大电流输入端子用于电连接第一电源模块的正极，所述地线公共端子用于电连接所述第一电源模块的负极，所述输出分配电路板的悬空端板面边缘区域布置有高电流电源插座，所述电力变换电路板的悬空端与所述输出分配电路板的悬空端分别为远离所述电源背板的一端；

所述大电流输入端子通过第一铜软连接件电连接所述高电流电源插座的正极，所述地线公共端子通过第二铜软连接件电连接所述高电流电源插座的负极。

基于上述实用新型内容，提供了一种在电源背板上基于铜软连接件进行大电流电源分配的电路方案，即包括有平行安装在电源背板上的电力变换电路板和输出分配电路板，其中，所述电力变换电路板的悬空端板面边缘区域布置有大电流输入端子和地线公共端子，所述输出分配电路板的悬空端板面边缘区域布置有高电流电源插座，所述大电流输入端子通过第一铜软连接件电连接所述高电流电源插座的正极，所述地线公共端子通过第二铜软连接件电连接所述高电流电源插座的负极，如此使得在所述电力变换电路板与所述输出分配电路板之间直传大电流的路径非常短，可以降低损耗，减少发热，并使大电流避免经过所述电源背板，进而在不扩充背板尺寸的前提下，可以有效提升电流承载能力。

在一个可能的设计中，所述电力变换电路板的且除悬空端板面边缘区域之外的板面区域布置有控制电路单元、直流降压电路单元和多个输出侧连接端子，所述输出分配电路板的且除悬空端板面边缘区域之外的板面区域布置有主输出线材插座，其中，所述多个输出侧连接端子包括有直流输出端子、控制连接端子和数字通信连接端子，所述主输出线材插座用于电连接计算机主板；

所述控制电路单元的驱动信号输出端电连接所述直流降压电路单元的受驱端，所述直流降压电路单元的直流输入端电连接第二电源模块的供电输出端，所述直流降压电路单元的直流输出端电连接所述直流输出端子，所述控制电路单元的控制信号输出端电连接所述控制连接端子，所述控制电路单元的计算机主板通信端电连接所述数字通信连接端子；

所述多个输出侧连接端子通过多针脚插接件电连接所述主输出线材插座，其中，所述多针脚插接件的多个针脚与所述多个输出侧连接端子一一对应。

在一个可能的设计中，在所述直流降压电路单元的直流输出端布置有第一滤波电容组和/或在所述主输出线材插座布置有第二滤波电容组。

在一个可能的设计中，当所述第二电源模块采用12V标准电源模块时，所述直流降压电路单元包括有采用12V转5V的第一直流降压稳压电路和采用12V转3.3V的第二直流降压稳压电路，其中，所述第一直流降压稳压电路的直流输出端电连接所述多个输出侧连接端子中的第一直流输出端子，所述第二直流降压稳压电路的直流输出端电连接所述多个输出侧连接端子中的第二直流输出端子，所述第一直流输出端子包括有主电源直流输出端子和待机电源直流输出端子。

在一个可能的设计中，所述控制电路单元采用单片机芯片/数字处理器芯片及对应的芯片外围电路。

在一个可能的设计中，所述单片机芯片的芯片型号为STM32系列。

在一个可能的设计中，所述输出分配电路板的且除悬空端板面边缘区域之外的板面区域还布置有小功率外设插座，其中，所述小功率外设插座的正极电连接所述主输出线材插座中的且电连接所述直流输出端子的引脚。

在一个可能的设计中，所述输出分配电路板的且除悬空端板面边缘区域之外的板面区域还布置有用于指示工作状态的指示灯和/或用于报告运行错误的蜂鸣器。

在一个可能的设计中，所述第一电源模块采用12V标准电源模块。

在一个可能的设计中，所述第一铜软连接件或所述第二铜软连接件的端部电连接方式采用焊接方式或螺丝接线安装方式。

上述方案的有益效果：

(1)本发明创造性提供了一种在电源背板上基于铜软连接件进行大电流电源分配的电路方案，即包括有平行安装在电源背板上的电力变换电路板和输出分配电路板，其中，所述电力变换电路板的悬空端板面边缘区域布置有大电流输入端子和地线公共端子，所述输出分配电路板的悬空端板面边缘区域布置有高电流电源插座，所述大电流输入端子通过第一铜软连接件电连接所述高电流电源插座的正极，所述地线公共端子通过第二铜软连接件电连接所述高电流电源插座的负极，如此使得在所述电力变换电路板与所述输出分配电路板之间直传大电流的路径非常短，可以降低损耗，减少发热，并使大电流避免经过所述电源背板，进而在不扩充背板尺寸的前提下，可以有效提升电流承载能力；

(2)可以实现对计算机主板进行控制以及与所述计算机主板进行数字通信的功能，提升实用性，以及由于电力变换是采用数字信号方式直接驱动降压的设计，还可以尽可能地减少所述电力变换电路板上的元器件数量；

(3)由于从多个输出侧连接端子至主输出线材插座的电流路径会提供适当的电阻，因此通过该电阻和两滤波电容组，可组成一个CRC滤波电路，实现更大的滤波电容容量和两级滤波效果，利于降低干扰，进一步保障负载稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本申请实施例提供的大电流电源分配电路的原理结构示意图。

图2为本申请实施例提供的在电源背板上电力变换电路板和输出分配电路板的位置关系示意图。

上述附图中：1-电源背板；2-电力变换电路板；21-大电流输入端子/地线公共端子；3-输出分配电路板；31-高电流电源插座；4-铜软连接件。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本申请实施例作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述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，还可以根据这些实施例描述获得其他的实施例描述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一和第二等等来描述各种对象，但是这些对象不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个对象和另一个对象。例如可以将第一对象称作第二对象,并且类似地可以将第二对象称作第一对象，同时不脱离本申请的示例实施例的范围。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A、单独存在B或者同时存在A和B等三种情况；又例如，A、B和/或C，可以表示存在A、B和C中的任意一种或他们的任意组合；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A或者同时存在A和B等两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例一

如图1～2所示，本实施例提供的所述大电流电源分配电路，包括但不限于有平行安装在电源背板上的电力变换电路板和输出分配电路板，其中，所述电力变换电路板的悬空端板面边缘区域布置有大电流输入端子和地线公共端子，所述大电流输入端子用于电连接第一电源模块的正极，所述地线公共端子用于电连接所述第一电源模块的负极，所述输出分配电路板的悬空端板面边缘区域布置有高电流电源插座，所述电力变换电路板的悬空端与所述输出分配电路板的悬空端分别为远离所述电源背板的一端；所述大电流输入端子通过第一铜软连接件电连接所述高电流电源插座的正极，所述地线公共端子通过第二铜软连接件电连接所述高电流电源插座的负极。

如图1～2所示，在所述大电流电源分配电路的具体结构中，所述电力变换电路板和所述输出分配电路板分别为在所述电源背板上插接安装的常规板件，前者用于实现电力变换目的，后者用于实现电力输出分配目的；如图2所示，所述电力变换电路板的悬空端和所述输出分配电路板的悬空端分别为对应板件的顶端，所述电力变换电路板与所述输出分配电路板间隔有适当的绝缘安全距离。所述第一电源模块用于提供大电流的直流电，其可以但不限于采用12V标准电源模块(即标准的通用冗余电源模块)。所述高电流电源插座用于电连接在数据中心服务器内的高功耗设备，例如处理器等，其为现有插座且可布置有多个，例如布置有4个所述高电流电源插座；为了使所述输出分配电路板有更多的空间来布置其它元器件，所述高电流电源插座优选为紧凑型高电流电源插座。所述第一铜软连接件和所述第二铜软连接件分别是由铜材质制成的且适用于各种高压电器、真空电器、矿用防爆开关及汽车和机车等相关产品的现有软连接用配件。由于铜软连接件的搭界面是采用分子扩散焊技术一次性焊接成型，具有产品质量好、导电性强、承受电流大、电阻值小和经久耐用等特点，以及两铜软连接件是电连接在两平行板件的悬空端，使得在所述电力变换电路板与所述输出分配电路板之间直传大电流(其是一个本领域常用术语，例如大于1安培的电流可称为大电流或高电流)的路径非常短，可以降低损耗，减少发热，并使大电流避免经过所述电源背板，进而在不扩充背板尺寸的前提下，可以有效提升电流承载能力。此外，所述第一铜软连接件或所述第二铜软连接件的端部电连接方式可以但不限于采用焊接方式或螺丝接线安装方式等，优选为后者，以便随时拆换电路板；以及所述第一铜软连接件或所述第二铜软连接件可以但不限于采用铜箔软连接件、铜母线软连接件、铜绞线软连接件、镀锡铜编织带软连接件或变压器安装用铜编织带软连接件等。

优选的，所述电力变换电路板的且除悬空端板面边缘区域之外的板面区域布置有控制电路单元、直流降压电路单元和多个输出侧连接端子，所述输出分配电路板的且除悬空端板面边缘区域之外的板面区域布置有主输出线材插座，其中，所述多个输出侧连接端子包括但不限于有直流输出端子、控制连接端子和数字通信连接端子，所述主输出线材插座用于电连接计算机主板；所述控制电路单元的驱动信号输出端电连接所述直流降压电路单元的受驱端，所述直流降压电路单元的直流输入端电连接第二电源模块的供电输出端，所述直流降压电路单元的直流输出端电连接所述直流输出端子，所述控制电路单元的控制信号输出端电连接所述控制连接端子，所述控制电路单元的计算机主板通信端电连接所述数字通信连接端子；所述多个输出侧连接端子通过多针脚插接件电连接所述主输出线材插座，其中，所述多针脚插接件的多个针脚与所述多个输出侧连接端子一一对应。如图1所示，所述控制电路单元为现有电源背板结构中的常规配置，即所述控制电路单元可以但不限于采用单片机芯片/数字处理器芯片及对应的芯片外围电路，其中，所述单片机芯片的芯片型号可以但不限于为STM32系列。所述直流降压电路单元用于在所述控制电路单元的驱动控制下，将高压直流电转换为低压直流电，以便为所述计算机主板提供适配的待机电源电压和/或主电源电压；具体的，当所述第二电源模块采用12V标准电源模块时，所述直流降压电路单元包括但不限于有采用12V转5V的第一直流降压稳压电路和采用12V转3.3V的第二直流降压稳压电路，其中，所述第一直流降压稳压电路的直流输出端电连接所述多个输出侧连接端子中的第一直流输出端子，所述第二直流降压稳压电路的直流输出端电连接所述多个输出侧连接端子中的第二直流输出端子(其输出3.3V的主电源直流电)，所述第一直流输出端子包括但不限于有主电源直流输出端子(其输出5V的主电源直流电)和待机电源直流输出端子(其输出5V的待机电源直流电)。由于所述多个输出侧连接端子还包括有所述控制连接端子和所述数字通信连接端子，可以实现对所述计算机主板进行控制(例如，通过对所述计算机主板进行开关机操作)以及与所述计算机主板进行数字通信的功能，提升实用性。此外，所述第一直流降压稳压电路和所述第二直流降压稳压电路可以但不限于采用基于晶体管和电感器等的现有降压稳压电路；以及所述主输出线材插座优选采用ATX电源接口，以便与所述计算机主板相连，以及由于电力变换是采用数字信号方式直接驱动降压的设计，还可以尽可能地减少所述电力变换电路板上的元器件数量。

优选的，在所述直流降压电路单元的直流输出端布置有第一滤波电容组和/或在所述主输出线材插座布置有第二滤波电容组。如图1所示，所述第一滤波电容组或所述第二滤波电容组可以但不限于由多个接地的旁路电容组成，同时只要配置足够的容量，即可满足负载(其包括所述计算机主板)的稳定运行需求。此外，由于从所述多个输出侧连接端子至所述主输出线材插座的电流路径(其包括所述多针脚插接件)会提供适当的电阻，因此通过该电阻、所述第一滤波电容组和所述第二滤波电容组，可组成一个CRC滤波电路，实现更大的滤波电容容量和两级滤波效果，利于降低干扰，进一步保障负载稳定运行。

优选的，所述输出分配电路板的且除悬空端板面边缘区域之外的板面区域还布置有小功率外设插座，其中，所述小功率外设插座的正极电连接所述主输出线材插座中的且电连接所述直流输出端子(例如所述主电源直流输出端子和所述待机电源直流输出端子等)的引脚。如图1所示，通过配置所述小功率外设插座，还可以为诸如硬盘等小功率(其也是一个本领域常用术语)设备供电，进一步提升实用性。此外，所述小功率外设插座也为现有插座且可布置有多个。

优选的，所述输出分配电路板的且除悬空端板面边缘区域之外的板面区域还布置有用于指示工作状态的指示灯和/或用于报告运行错误的蜂鸣器。如图1所示，通过前述配置，可以进一步提升实用性。

综上，采用本实施例所提供的大电流电源分配电路，具有如下技术效果：

(1)本实施例提供了一种在电源背板上基于铜软连接件进行大电流电源分配的电路方案，即包括有平行安装在电源背板上的电力变换电路板和输出分配电路板，其中，所述电力变换电路板的悬空端板面边缘区域布置有大电流输入端子和地线公共端子，所述输出分配电路板的悬空端板面边缘区域布置有高电流电源插座，所述大电流输入端子通过第一铜软连接件电连接所述高电流电源插座的正极，所述地线公共端子通过第二铜软连接件电连接所述高电流电源插座的负极，如此使得在所述电力变换电路板与所述输出分配电路板之间直传大电流的路径非常短，可以降低损耗，减少发热，并使大电流避免经过所述电源背板，进而在不扩充背板尺寸的前提下，可以有效提升电流承载能力；

(2)可以实现对计算机主板进行控制以及与所述计算机主板进行数字通信的功能，提升实用性，以及由于电力变换是采用数字信号方式直接驱动降压的设计，还可以尽可能地减少所述电力变换电路板上的元器件数量；

(3)由于从多个输出侧连接端子至主输出线材插座的电流路径会提供适当的电阻，因此通过该电阻和两滤波电容组，可组成一个CRC滤波电路，实现更大的滤波电容容量和两级滤波效果，利于降低干扰，进一步保障负载稳定运行。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大电流电源分配电路，其特征在于，包括有平行安装在电源背板上的电力变换电路板和输出分配电路板，其中，所述电力变换电路板的悬空端板面边缘区域布置有大电流输入端子和地线公共端子，所述大电流输入端子用于电连接第一电源模块的正极，所述地线公共端子用于电连接所述第一电源模块的负极，所述输出分配电路板的悬空端板面边缘区域布置有高电流电源插座，所述电力变换电路板的悬空端与所述输出分配电路板的悬空端分别为远离所述电源背板的一端；

所述大电流输入端子通过第一铜软连接件电连接所述高电流电源插座的正极，所述地线公共端子通过第二铜软连接件电连接所述高电流电源插座的负极。

2.根据权利要求1所述的大电流电源分配电路，其特征在于，所述电力变换电路板的且除悬空端板面边缘区域之外的板面区域布置有控制电路单元、直流降压电路单元和多个输出侧连接端子，所述输出分配电路板的且除悬空端板面边缘区域之外的板面区域布置有主输出线材插座，其中，所述多个输出侧连接端子包括有直流输出端子、控制连接端子和数字通信连接端子，所述主输出线材插座用于电连接计算机主板；

所述控制电路单元的驱动信号输出端电连接所述直流降压电路单元的受驱端，所述直流降压电路单元的直流输入端电连接第二电源模块的供电输出端，所述直流降压电路单元的直流输出端电连接所述直流输出端子，所述控制电路单元的控制信号输出端电连接所述控制连接端子，所述控制电路单元的计算机主板通信端电连接所述数字通信连接端子；

所述多个输出侧连接端子通过多针脚插接件电连接所述主输出线材插座，其中，所述多针脚插接件的多个针脚与所述多个输出侧连接端子一一对应。

3.根据权利要求2所述的大电流电源分配电路，其特征在于，在所述直流降压电路单元的直流输出端布置有第一滤波电容组和/或在所述主输出线材插座布置有第二滤波电容组。

4.根据权利要求2所述的大电流电源分配电路，其特征在于，当所述第二电源模块采用12V标准电源模块时，所述直流降压电路单元包括有采用12V转5V的第一直流降压稳压电路和采用12V转3.3V的第二直流降压稳压电路，其中，所述第一直流降压稳压电路的直流输出端电连接所述多个输出侧连接端子中的第一直流输出端子，所述第二直流降压稳压电路的直流输出端电连接所述多个输出侧连接端子中的第二直流输出端子，所述第一直流输出端子包括有主电源直流输出端子和待机电源直流输出端子。

5.根据权利要求2所述的大电流电源分配电路，其特征在于，所述控制电路单元采用单片机芯片/数字处理器芯片及对应的芯片外围电路。

6.根据权利要求5所述的大电流电源分配电路，其特征在于，所述单片机芯片的芯片型号为STM32系列。

7.根据权利要求2所述的大电流电源分配电路，其特征在于，所述输出分配电路板的且除悬空端板面边缘区域之外的板面区域还布置有小功率外设插座，其中，所述小功率外设插座的正极电连接所述主输出线材插座中的且电连接所述直流输出端子的引脚。

8.根据权利要求2所述的大电流电源分配电路，其特征在于，所述输出分配电路板的且除悬空端板面边缘区域之外的板面区域还布置有用于指示工作状态的指示灯和/或用于报告运行错误的蜂鸣器。

9.根据权利要求1所述的大电流电源分配电路，其特征在于，所述第一电源模块采用12V标准电源模块。

10.根据权利要求1所述的大电流电源分配电路，其特征在于，所述第一铜软连接件或所述第二铜软连接件的端部电连接方式采用焊接方式或螺丝接线安装方式。