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Die Erfindung betrifft ein redundantes Energieversorgungssystem, insbesondere ein redundantes Energieversorgungssystem, dessen Stromversorgungseinheiten Hauptstrom zur Unterstützung des Standby-Zustands von Lasten zur Verfügung stellt.
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Zur Bereitstellung stabiler Stromenergie sowie zum langzeitigen Betrieb von Datenbanken oder Servogeräten wird meistens ein redundantes Energieversorgungssystem in einer gängigen Datenbank bzw. einem handelsüblichen Servogerät eingesetzt. Aus der
TW M381826 ist ein herkömmliches ”redundantes Stromversorgungssystem” bekannt, das einen Hauptkörper, eine Rückwandplatine, mehrere Stromversorgungseinheiten und mindestens ein Stromeingangsmodul aufweist. In dem Hauptkörper sind mindestens eine Stromeingangsaufnahme und mehrere Stromausgangsaufnahmen untergebracht. In der Stromeingangsaufnahme ist das Stromeingangsmodul aufgenommen. In den Stromausgangsaufnahmen sind hingegen die Stromversorgungseinheiten untergebracht. Hierbei sind das Stromeingangsmodul und die Stromversorgungseinheiten elektrisch an die Rückwandplatine angeschlossen. Das Stromeingangsmodul ist weiterhin an ein externes Netzteil angeschlossen, derart, dass die Stromversorgungseinheiten gespeist werden. Da das Stromversorgungssystem eine Vielzahl von Stromversorgungseinheiten aufweist, kann der Strom bei einer bzw. mehreren defekten Stromversorgungseinheiten ebenfalls bereitgestellt werden.
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Aus der
TW M307787 ist ein anderes herkömmliches redundantes Energieversorgungssystem dargestellt, das als ”völlig abnehmbares zusammengesetztes redundantes Energieversorgungssystem” bezeichnet ist. Das redundante Energieversorgungssystem weist ein Hauptaggregat, mindestens eine elektrische Einheit und mehrere Gruppen von Stromversorgungseinheiten auf. Das Hauptaggregat ist in mehrere abnehmbare Haupträume geteilt, die auf der Innenseite mit einem Hauptstromverteiler versehen sind. Die elektrische Einheit weist ein Nebenaggregat auf, das in mehrere abnehmbare Nebenräume geteilt ist, in denen die Stromversorgungseinheiten untergebracht sind. In dem Nebenaggregat können mehrere Stromversorgungseinheiten aufgenommen werden, die gemeinsam eine elektrische Einheit bilden. In den abnehmbaren Haupträumen kann jeweils eine elektrische Einheit untergebracht sein. Auf diese Weise ist eine Vielzahl von elektrischen Einheiten in dem Hauptaggregat untergebracht, die elektrisch an den Hauptstromverteiler angeschlossen sind. Die elektrischen Einheiten sind jeweils mit einer Vielzahl von Stromversorgungseinheiten versehen, derart, dass der Strom bei einer bzw. mehreren defekten Stromversorgungseinheiten in dem Hauptaggregat ebenfalls bereitgestellt werden kann.
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Damit die die ferngesteuerte Ein-/Ausschaltung unterstützenden Lasten zum Standby-Zustand kommen können, muss das redundante Energieversorgungssystem den Lasten den im Standby-Zustand benötigten Strom zur Verfügung stellen. Aus der
TW 1331714 ist ein redundantes Energieversorgungssystem dargestellt, das zum Erlangen des Standby-Zustands zur Verfügung gestellt werden kann. Das redundante Energieversorgungssystem weist hierbei eine Vielzahl von Stromversorgungseinheiten auf, die jeweils eine Dauerstromeinheit und eine Hauptstromeinheit umfasst. Mit der Dauerstromeinheit werden die Lasten im Standby-Zustand des Netzteils kontinuierlich mit Strom versorgt, derart, dass die Lasten zur Vorbereitung auf einen Normalbetrieb zum Standby-Zustand gelangen. Außerdem weist das redundante Energieversorgungssystem eine erste und eine zweite Leistungsausgleichseinheit auf, die mit der Dauerstromeinheit und der Hauptstromeinheit der Stromversorgungseinheiten verbunden sind, um den Ausgang zweier Stromversorgungseinheiten einzustellen und somit ausgeglichene höhere Leistungen beizubehalten.
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Laut dem Stand der Technik wird der Strom mehrerer Stromversorgungseinheiten durch eine Ausgleichsschaltung, nämlich durch eine Rückwandplatine, gesammelt. Der Ausgangsstrom wird hierbei nach Bedarf der Lasten gesteuert. In 1 ist eine Rückwandplatine 92 schematisch dargestellt, die mit einer Vielzahl von Stromversorgungseinheiten 91 verbunden ist. Jede Stromversorgungseinheit 91 stellt der Rückwandplatine 92 einen Hauptstrom 911 und einen Dauerstrom 912 bereit. Nachdem die Stromversorgungseinheiten 91 ihren jeweiligen Hauptstrom 911 und Dauerstrom 912 der Rückwandplatine 92 zugeführt haben, wird der Hauptstrom 911 durch den Hauptstrombus 921 der Rückwandplatine 92 gesammelt. Durch ferngesteuerte Ein-/Aus-Schaltungen von einer Vielzahl von Betätigungsschaltern 931, 932, 933, 934 wird bestimmt, ob der Strom den hinter angeordneten Lasten 941 zugeführt und somit zur Verfügung gestellt wird. Der von der Stromversorgungseinheit 91 bereitgestellte Dauerstrom 912 wird ebenfalls von dem Hauptstrombus 922 an der Rückwandplatine 92 gesammelt und unmittelbar den hinter angeordneten Lasten 941, 942, 943, 944 zugeführt. Da die Lasten 941, 942, 943, 944 im Standby-Zustand bzw. im Normalbetrieb den Dauerstrom 912 benutzen, erübrigen sich hierbei die Schaltelemente der ferngesteuerten Ein-/Aus-Schaltungen.
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Der in 1 dargestellte Aufbau ist bei der Ausführung meistens mit ungenügendem Dauerstrom 912 konfrontiert. Trotz der Erhöhung der Ausgangsleistung der Stromversorgungseinheiten 91 wird hierbei lediglich der Ausgangsstrom des Hauptstroms 911 erhöht, während der Nennausgangsstrom des Dauerstroms 912 beibehalten wird. Überschreitet der im Standby-Zustand von den mit der Rückwandplatine 92 verbundenen Lasten 941, 942, 943 benötigte Dauerstrom die Kapazität des von den Stromversorgungseinheiten 91 bereitgestellten Dauerstroms 912, können die Lasten 941, 942, 943, 944 nicht normal betrieben werden. Prinzipiell können die hinter der Rückwandplatine 92 angeordneten Lasten 941, 942, 943, 944 bei einer oder mehreren defekten bzw. außer Betrieb gesetzten Stromversorgungseinheiten 91 unter Wirkung der genügenden Ausgangsleistungen der Stromversorgungseinheiten 91 angetrieben werden. Jedoch kann kein genügender Dauerstrom 912 auf Grund der zu vielen Lasten 941, 942, 943, 944 bei einer oder mehreren ausgeschalteten, defekten bzw. reparierenden Stromversorgungseinheiten 91 zur Verfügung gestellt werden. Dies kann letztendlich zur Außerbetriebsetzung der Lasten 941, 942, 943, 944 führen.
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Auf Grund des ungenügenden Dauerstroms wird die Anzahl der durch das Stromversorgungssystem unterstützten Lasten beschränkt.
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Da der ungenügende Dauerstrom die Anzahl der durch das Stromversorgungssystem unterstützten Lasten beschränkt, bietet die Erfindung ein verbessertes Stromversorgungssystem an, um die Nachteile herkömmlichen Technik zu beheben und genügenden Dauerstrom zur Verfügung zu stellen.
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Von daher stellt die Erfindung ein redundantes Energieversorgungssystem bereit, das eine Vielzahl von Hauptströmen und eine Vielzahl von Dauerströmen zur Verfügung stellt, um eine Vielzahl von Lasten beim Normalbetrieb bzw. im Standby-Zustand zu unterstützen. Das redundante Energieversorgungssystem umfasst eine Vielzahl von Stromversorgungseinheiten und eine Rückwandplatine. Die Stromversorgungseinheiten bieten jeweils einen Hauptstrom und einen Dauerstrom an. Die Hauptströme werden hierbei durch die Stromsammelschiene der Rückwandplatine gesammelt. Die Stromsammelschiene verteilt sich hierbei in eine Vielzahl von Hauptstromausgängen und einer Vielzahl von Dauerstromausgängen. Die Hauptstromausgänge sind jeweils durch eine ferngesteuerte Ein-/Aus-Schaltung gesteuert. Die Dauerstromausgänge sind jeweils mit einer Umwandlungseinheit versehen. Durch die Umwandlungseinheiten wird der Strom in der Stromsammelschiene in einen analogen Dauerstrom umgewandelt, der den Lasten zugeführt wird.
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Hierbei stellt mindestens eine der Stromversorgungseinheiten den Hauptstrom bereit. Das redundante Energieversorgungssystem weist eine Stromüberwachungseinheit auf, die den von den Stromversorgungseinheiten ausgeführten Dauerstrom empfängt und somit beurteilt, ob die Stromversorgungseinheiten defekt sind. Auf diese Weise ist zu gewähren, dass mindestens eine Stromversorgungseinheit den Hauptstrom bereitstellt. Der Hauptstrom und der analoge Dauerstrom weisen hierbei unterschiedliche Spannungspegel auf.
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Die Stromüberwachungseinheit kann auf der Rückwandplatine angeordnet sein. Zwischen der Stromüberwachungseinheit und den Stromversorgungseinheiten ist jeweils eine Steuersignalleitung angeordnet. Durch die Steuersignalleitung gibt die Stromüberwachungseinheit ein Steuersignal aus, das folglich den Stromversorgungseinheiten zugeführt wird, um die Stromversorgungseinheiten zum Ausführen von Hauptstrom anzutreiben.
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Durch die vorstehend erläuterte Technik wird der an der Stromsammelschiene angesammelte Hauptstrom mittels einer entsprechenden Umwandlungseinheit in einen analogen Dauerstrom umgewandelt, der folglich der entsprechenden Last zugeführt wird. Da die Leistung des Hauptstroms dem im Standby-Zustand aller Lasten benötigten Dauerstrom genügen kann, ist in diesem Fall möglich, lediglich eine Stromversorgungseinheit in Betrieb zu setzen, um Hauptstrom zur Unterstützung aller Lasten bereitzustellen. Im Zusammenhang damit können sich alle Lasten im Standby-Zustand befinden, wobei nicht alle Stromversorgungseinheiten zum Ausführen eines Dauerstroms in Betrieb gesetzt werden müssen. Auf diese Weise lässt sich die durch gleichzeitige Verwendung vieler Stromversorgungseinheiten verursachte Energieverschwendung sparen.
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Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen redundanten Energieversorgungssystems; und
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2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen redundanten Energieversorgungssystems.
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In 2 ist ein erfindungsgemäßes redundantes Energieversorgungssystem dargestellt, das eine Vielzahl von Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 und eine Rückwandplatine 2 aufweist. Die Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 stellen im Standby-Zustand und dem Normalbetrieb Dauerstrom bereit, der durch eine Dauerstromleitung 112, 122, 132 ausgeführt wird. Außerdem bieten die Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 im Normalbetrieb einen Hauptstrom an, der durch eine Hauptstromleitung 111, 121, 131 ausgeführt wird. Hierbei sind die Hauptstromleitungen 111, 121, 131 der Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 an die Rückwandplatine 2 angeschlossen. Der Erfindung gemäß muss hierbei mindestens eine der Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 in Betrieb gesetzt werden, um den Hauptstrom zur Verfügung zu stellen. Auf die Gründe gehen wir im Folgenden detaillierter ein. Durch die Hauptstromleitungen 111, 121, 131 nimmt die Rückwandplatine 2 den von den Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 bereitgestellten Hauptstrom auf. Die Rückwandplatine 2 weist weiterhin eine Stromsammelschiene 21 auf, um den Hauptstrom zu sammeln. Die Stromsammelschiene 21 verteilt sich in einer Vielzahl von Hauptstromausgängen 211, 212, 213, 214 und einer Vielzahl von Dauerstromausgängen 410, 420, 430, 440. Hierbei sind die Dauerstromausgänge 410, 420, 430, 440 jeweils mit einer Umwandlungseinheit 41, 42, 43, 44 versehen. Zwischen den Hauptstromausgängen 211, 212, 213, 214 und der Stromsammelschiene 21 ist jeweils ein ferngesteuerter Ein-/Aus-Schalter 31, 32, 33, 34 angeordnet.
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Durch Betätigung des ferngesteuerten Ein-/Aus-Schalters 31, 32, 33, 34 wird der Strom von der Stromsammelschiene 21 durch die Hauptstromausgänge ausgeführt. Erst durch Umwandlung mittels der Umwandlungseinheiten 41, 42, 43, 44 kann der Strom von der Stromsammelschiene 21 durch die Dauerstromausgänge 410, 420, 430, 440 ausgeführt werden. Mittels der Umwandlungseinheiten 41, 42, 43, 44 wird der Strom der Stromsammelschiene 21 in analogen Dauerstrom umgewandelt, wobei der Hauptstrom der Stromsammelschiene 21 und der analoge Dauerstrom jeweils unterschiedliche Spannungspegel aufweisen. Die Hauptstromausgänge 211, 212, 213, 214 und die Dauerstromausgänge 410, 420, 430, 440 sind mit mehreren Lasten 61, 62, 63, 64 verbunden, derart, dass jede Last 61, 62, 63, 64 den analogen Dauerstrom oder den Hauptstrom aufnimmt, um zum Standby-Zustand bzw. zum Normalbetrieb zu gelangen. Bei der Ausführung wird die Spannung des Hauptstroms der Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 auf 12 V eingestellt, wobei der Hauptstrom mit der Spannung von 12 V an der Stromsammelschiene 21 gesammelt wird. Durch die Umwandlungseinheiten 41, 42, 43, 44 wird der Hauptstrom in einen analogen Dauerstrom mit einer Spannung von 5 V umgewandelt. Die Lasten 61, 62, 63, 64 nehmen hierbei den analogen Dauerstrom auf und gelangen somit zum Standby-Zustand. Der Erfindung gemäß muss mindestens eine der Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 in Betrieb gesetzt werden, um den Hauptstrom zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise können die Umwandlungseinheiten 41, 42, 43, 44 den Hauptstrom empfangen und diesen in den analogen Dauerstrom umwandeln, der folglich ausgeführt wird.
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Hinsichtlich 2 ist die Rückwandplatine 2 elektrisch an die Lasten 61, 62, 63, 64 angeschlossen. Befinden sich die Lasten 61, 62, 63, 64 im Standby-Zustand, ist lediglich eine Stromversorgungseinheit 22 zu betätigen, um den Hauptstrom auszuführen. Mittels der Umwandlungseinheiten 41, 42, 43, 44 wird der analoge Dauerstrom den Lasten 61, 62, 63, 64 zugeführt. Da der von einer Stromversorgungseinheit 11 zur Verfügung gestellte Hauptstrom der im Standby-Zustand benötigten Leistung der Lasten 61, 62, 63, 64 genügen kann, erübrigen sich die anderen Stromversorgungseinheiten 12, 13 in diesem Fall, wodurch die durch Betrieb der anderen Stromversorgungseinheiten 12, 13 verursachte Energieverschwendung vermieden werden kann. Da der Ausgang der Stromversorgungseinheit 11 den Standby-Zustand der Lasten 61, 62, 63, 64 unterstützen kann, lässt sich hierbei die durch ungenügende Stromenergie verursachte Beschränkung der Anzahl der von dem redundanten Energieversorgungssystem unterstützten Lasten ausschließen. Zur Betätigung der Lasten 61, 62, 63, 64 werden die ferngesteuerten Ein-/Aus-Schalter 31, 32, 33, 34 durch einen Benutzer in Gang gesetzt. In diesem Fall werden die Stromversorgungseinheiten 12, 13 zum Ausführen genügender Leistung je nach Bedarf betätigt werden. Weiterhin ist die Stromsammelschiene 21 mit einer Umwandlungseinheit 45 verbunden, die hinten elektrisch an einen Lüfter 65 angeschlossen ist. Hierbei nimmt die Umwandlungseinheit 45 Strom von der Stromsammelschiene 21 auf und wandelt diesen in den beim Betrieb des Lüfters 65 benötigten Strom um, um schließlich die Abwärme des Systems abzuleiten.
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Aus 2 ist ersichtlich, dass das redundante Energieversorgungssystem weiterhin eine Stromüberwachungseinheit 5 aufweist, die an die Vielzahl von Dauerstromleitungen 112, 122, 132 der Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 angeschlossen ist. Durch Empfangen des von den Stromversorgungseinheiten 11, 12, 14 ausgeführten Dauerstroms wird hierbei festgestellt, ob die Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 defekt sind. Die Stromüberwachungseinheit 5 kann hierbei auf der Rückwandplatine 2 angeordnet sein. Alternativ kann die Stromüberwachungseinheit 5 getrennt von der Rückwandplatine 2 vorgesehen sein. Zwischen der Stromüberwachungseinheit 5 und den Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 befindet sich jeweils eine Steuersignalleitung 51, 52, 53. Durch die Steuersignalleitungen 51, 52, 53 führt die Stromüberwachungseinheit 5 den Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 ein Steuersignal zu, wodurch die Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 zur Bereitstellung vom Hauptstrom in Betrieb gesetzt werden. Zur Bereitstellung des Hauptstroms durch mindestens eine Stromversorgungseinheit 11, 12, 13 muss die Stromüberwachungseinheit 5 zur Verfügung gestellt werden, um festzustellen, ob mindestens eine der Stromversorgungseinheiten 11, 12, 13 stabil in Betrieb ist. Bei Fehlfunktionen der in Betrieb gesetzten Stromversorgungseinheit 11, 12, 13 wird eine andere Stromversorgungseinheit 11, 12, 13 zur dauerhaften Bereitstellung des Hauptstroms in Gang gesetzt.
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Wie vorstehend kann der an der Stromsammelschiene angesammelte Hauptstrom durch die Umwandlungseinheiten in einen analogen Dauerstrom umgewandelt werden, der folglich den Lasten zur Verfügung steht. Da die Leistung des Hauptstroms dem im Standby-Zustand benötigten Dauerstrom der Lasten genügen kann, reicht es hierbei aus, mindestens eine der Stromversorgungseinheiten zu betätigen, um Hauptstrom zur Unterstützung des Standby-Zustandes aller Lasten bereitzustellen. In diesem Fall gelangen alle Lasten zum Standby-Zustand, wobei nicht alle Stromversorgungseinheiten zum Ausführen vom Dauerstrom zur Verfügung gestellt werden müssen. Dadurch kann die durch Verwendung aller Stromversorgungseinheiten verursachte Energieverschwendung ausgeschlossen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- TW 381826 [0002]
- TW 307787 [0003]
- TW 1331714 [0004]
