TW201324108A - 供電電路 - Google Patents

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Te-Ming Chang
Kuo-Hsiang Chang
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Hon Hai Prec Ind Co Ltd
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Abstract

一種供電電路，包括交流/直流轉換單元、不間斷電源、保護電路及電源供應單元，該交流/直流轉換單元用於將不間斷電源的電壓轉換為直流電壓並透過保護電路為電源供應單元提供直流電源，該保護電路包括第一電阻、開關、第一電容及微處理器，該第一電阻的第一端與交流/直流轉換單元相連，第二端與電源供應單元相連，該第一電阻的第二端還透過第一電容接地，該微處理器與第一電阻的第一端以及開關相連，在該不間斷電源供電的初始時刻，該微處理器控制開關斷開，經過一預設的延時時間之後，該微處理器控制開關閉合。

Description

供電電路
本發明涉及一種供電電路，特別涉及一種為伺服器供電的供電電路。
在伺服器的供電系統中，一般會包括不間斷電源。當外部電源發生故障而停止供電時，不間斷電源會及時為伺服器繼續供電。當不間斷電源為伺服器供電的初始時刻，由於供電系統內部所包含的電容會導致整個系統產生較大的浪湧電流，進而對系統造成一定的損壞。
鑒於以上內容，有必要提供一種供電電路，可避免不間斷電源在供電的初始時刻因浪湧電流而造成的對伺服器的損壞。
一種供電電路，包括一交流/直流轉換單元、一不間斷電源、一保護電路及一電源供應單元，該交流/直流轉換單元用於將不間斷電源的電壓轉換為直流電壓並透過保護電路為電源供應單元提供直流電源，該保護電路包括一第一電阻、一開關、一第一電容及一微處理器，該第一電阻的第一端與交流/直流轉換單元相連，第二端與電源供應單元相連，該第一電阻的第二端還透過第一電容接地，該微處理器與第一電阻的第一端以及開關相連，在該不間斷電源供電的初始時刻，該微處理器控制開關斷開，經過一預設的延時時間之後，該微處理器控制開關閉合。
上述供電電路透過微處理器控制開關斷開預設的延時時間，將與開關並聯連接的第一電阻接入電路以降低流經整個電路的電流值，可避免在不間斷電源供電的初始時刻因浪湧電流而造成的損壞。
參照圖1，本發明供電電路用於為複數伺服器1-N進行供電，該供電電路的第一較佳實施方式包括一交流/直流轉換器（AC/DC）10、一不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）12、一保護電路15、N個電源供應單元（Power Supply Unit，PSU）A1-AN，其中PSU A1-AN分別設置於不同的伺服器1-N內，以為對應的伺服器供電。
該AC/DC 10與一外部交流電源100相連，以將交流電源轉換為直流電源，並將轉換後的直流電源透過保護電路15傳輸給PSU A1-AN，以為伺服器提供直流電源。該UPS 12與AC/DC 10的輸入端相連，以在外部交流電源100斷電時為伺服器1-N供電。
該保護電路15包括一電阻R1、一開關S1、一電容C1、一電流感測電阻R2及一微處理器150。每一PSU A1-AN內均包括一直流/直流轉換器（DC/DC）18及一電容C2。
該電阻R1的第一端與AC/DC 10相連，第二端透過電流感測電阻R2與N個PSU A1-AN相連，該電阻R1與電流感測電阻R2之間的節點透過電容C1接地，該開關S1與電阻R1並聯連接。該微處理器150的電壓偵測端與電阻R1的第一端相連，電流偵測端與電流感測電阻R2相連，控制端與開關S1相連。該電容C1用於對來自AC/DC 10的電流進行濾波處理。
該PSU A1-AN內的DC/DC 18用於接收來自保護電路15的電壓，並將其轉換為諸如12V、5V等電壓以為伺服器內的不同元件供電，如硬碟機(HDD)20及主機板22。該保護電路15與DC/DC 18之間的節點透過電容C2接地。
當AC/DC 10或UPS 12供電給PSU A1-AN的初始時刻，其將會對電容C1及C2進行充電，由此產生的浪湧電流將會對PSU A1-AN造成損壞。本發明供電電路則可消除該缺陷。
該微處理器150用於偵測保護電路15所接收的電壓值，當保護電路15從沒有接收到電壓變化為接收到電壓時，即代表此時為外部電源100或UPS 12透過AC/DC 10供電給PSU A1-AN的初始時刻，該微處理器150則控制開關S1斷開，此時，該電阻R1即被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。
一預設的延時時間（本實施方式中取10.6ms）之後，該電容C1及C2被充電完成，該微處理器150則控制開關S1閉合，即該電阻R1被短路，此時，該電阻R1不再被接入電路，以避免電阻R1所造成的損耗。
後續工作過程中，該微處理器150即時讀取電流感測電阻R2的電流值，並對其進行判斷。當讀取的電流值大於預設的所能承受的最大電流值時，該微處理器150即控制開關S1斷開，此時，該電阻R1被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。當讀取的電流值不大於預設的所能承受的最大電流值時，該微處理器150即控制開關S1閉合，即該電阻R1被短路，此時，該電阻R1不再被接入電路，以避免電阻R1所造成的損耗。
上述供電電路透過微處理器150控制開關S1斷開或連接，從而可避免由於過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。當然，其他實施方式中，該開關S1可為一繼電器，該電流感測電阻R2可為其他能感測電流的元件。
請參照圖2，本發明供電電路的第二較佳實施方式與第一較佳實施方式的區別在於保護電路的結構，第二較佳實施方式中保護電路151包括電阻R1、開關S1、電容C1及微處理器150。
該電阻R1的第一端與AC/DC 10相連，第二端與N個PSU A1-AN相連，該電阻R1的第二端還透過電容C1接地，該開關S1與電阻R1並聯連接。該微處理器150的電壓偵測端與電阻R1的第一端相連，訊號偵測端對應與PSU A1-AN的接地引腳相連，控制端與開關S1相連。其中，每一PSU A1-AN的接地引腳與微處理器150的訊號偵測端之間的節點還透過一電阻R3接一直流電壓源V。
與第一較佳實施方式相同，當外部電源100或UPS 12透過AC/DC 10供電給PSU A1-AN的初始時刻，該微處理器150則控制開關S1斷開，此時，該電阻R1即被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。
一預設的延時時間（本實施方式中取10.6ms）之後，該電容C1及C2被充電完成，該微處理器150則控制開關S1閉合，即該電阻R1被短路，此時，該電阻R1不再被接入電路，以避免電阻R1所造成的損耗。
後續工作過程中，該微處理器150即時偵測PSU A1-AN是否被取出。若PSU A1-AN被取出，則導致微處理器150與PSU A1-AN的接地引腳相連的訊號偵測端被空置，此時，在直流電壓源V的作用下，該微處理器150的訊號偵測端將接收到高電平訊號，該微處理器150即判斷PSU A1-AN未被取出，並控制開關S1斷開。當PSU A1-AN與後端伺服器1-N相連時，微處理器150與PSU A1-AN的接地引腳相連的訊號偵測端則變為低電平，此時，該電容C2將被充電，可能會導致較大的浪湧電流。此時，該微處理器150即控制開關S1斷開，此時，該電阻R1即被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。
預設的延時時間（本實施方式中取10.6ms）之後，該電容C2被充電完成，該微處理器150則控制開關S1閉合，即該電阻R1被短路，此時，該電阻R1不再被接入電路，以避免電阻R1所造成的損耗。
請參照圖3，本發明供電電路的第三較佳實施方式與第一較佳實施方式的區別在於保護電路的結構，第三較佳實施方式中保護電路153包括電阻R1、開關S1、電容C1、電流感測電阻R2及微處理器150。
該電阻R1的第一端與AC/DC 10相連，第二端透過電流感測電阻R2與N個PSU A1-AN相連，該電阻R1與電流感測電阻R2之間的節點透過電容C1接地。該開關S1與電阻R1並聯連接。該微處理器150的電壓偵測端與電阻R1的第一端相連，電流偵測端與電流感測電阻R2相連，訊號偵測端對應與PSU A1-AN的接地引腳相連，控制端與開關S1相連。其中，每一PSU A1-AN的接地引腳與微處理器150的訊號偵測端之間的節點還透過一電阻R3接一直流電壓源V。
與第一及第二較佳實施方式相同，當保護電路153從沒有接收電壓變化為接收到電壓時，即代表此時為外部電源100或UPS 12透過AC/DC 10供電給PSU A1-AN的初始時刻，該微處理器150則控制開關S1斷開，此時，該電阻R1即被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。
一預設的延時時間（本實施方式中取10.6ms）之後，該電容C1及C2被充電完成，該微處理器150則控制開關S1閉合，即該電阻R1被短路，此時，該電阻R1不再被接入電路，以避免電阻R1所造成的損耗。
後續工作過程中，該微處理器150即時讀取電流感測電阻R2的電流值，並對其進行判斷。同時，該微處理器150還即時偵測PSU A1-AN是否被取出。
當讀取的電流值大於預設的所能承受的最大電流值時，該微處理器150即控制開關S1斷開，此時，該電阻R1被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。當讀取的電流值不大於預設的所能承受的最大電流值時，該微處理器150即控制開關S1閉合，即該電阻R1被短路，此時，該電阻R1不再被接入電路，以避免電阻R1所造成的損耗。
若PSU A1-AN被取出，則導致微處理器150與PSU A1-AN的接地引腳相連的訊號偵測端被空置，此時，在直流電壓源V的作用下，該微處理器150的訊號偵測端將接收到高電平訊號，該微處理器150即判斷PSU A1-AN未被取出，並控制開關S1斷開。當PSU A1-AN與後端伺服器1-N相連時，微處理器150與PSU A1-AN的接地引腳相連的訊號偵測端則變為低電平，此時，該電容C2將被充電，可能會導致較大的浪湧電流。此時，該微處理器150即控制開關S1斷開，該電阻R1即被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。
預設的延時時間（本實施方式中取10.6ms）之後，該電容C2被充電完成，該微處理器150則控制開關S1閉合，即該電阻R1被短路，此時，該電阻R1不再被接入電路，以避免電阻R1所造成的損耗。
請參照圖4，本發明供電電路的第四較佳實施方式與第一較佳實施方式的區別在於保護電路的結構，第四較佳實施方式中保護電路155包括電阻R1、R6、開關S1、S2、電容C1、電流感測電阻R2及微處理器150。
該電阻R1的第一端與AC/DC 10相連，第二端依次透過電流感測電阻R2及電阻R6與N個PSU A1-AN相連，該電阻R1與電流感測電阻R2之間的節點透過電容C1接地，該開關S1與電阻R1並聯連接，開關S2與電阻R6並聯連接。該微處理器150的電壓偵測端與電阻R1的第一端相連，電流偵測端與電流感測電阻R2相連，控制端與開關S1及S2均相連。該電容C1用於對來自AC/DC 10的電流進行濾波處理。
與第一較佳實施方式相同，當外部電源100或UPS 12透過AC/DC 10供電給PSU A1-AN的初始時刻，該微處理器150則控制開關S1及S2斷開，此時，該電阻R1及R6即被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。
一預設的延時時間（本實施方式中取10.6ms）之後，該電容C1及C2被充電完成，該微處理器150則控制開關S1及S2閉合，即該電阻R1及R6均被短路，此時，該電阻R1及R6不再被接入電路，以避免電阻R1及R6所造成的損耗。
後續工作過程中，該微處理器150即時讀取電流感測電阻R2的電流值，並對其進行判斷。當讀取的電流值大於預設的所能承受的最大電流值時，該微處理器150即控制開關S1及S2斷開，此時，該電阻R1及R6被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。當讀取的電流值不大於預設的所能承受的最大電流值時，該微處理器150即控制開關S1及S2閉合，即該電阻R1及R6被短路，此時，該電阻R1及R6不再被接入電路，以避免電阻R1及R6所造成的損耗。
請參照圖5，本發明供電電路的第五較佳實施方式與第二較佳實施方式的區別在於保護電路的結構，第五較佳實施方式中保護電路156包括電阻R1、R6、開關S1、S2、電容C1及微處理器150。
該電阻R1的第一端與AC/DC 10相連，第二端透過電阻R6與N個PSU A1-AN相連，該電阻R1與R6之間的節點透過電容C1接地，該開關S1與電阻R1並聯連接，開關S2與電阻R6並聯連接。該微處理器150的電壓偵測端與電阻R1的第一端相連，訊號偵測端對應與PSU A1-AN的接地引腳相連，控制端與開關S1及S2相連。其中，每一PSU A1-AN的接地引腳與微處理器150的訊號偵測端之間的節點還透過一電阻R3接一直流電壓源V。
當外部電源100或UPS 12透過AC/DC 10供電給PSU A1-AN的初始時刻，該微處理器150則控制開關S1及S2斷開，此時，該電阻R1及R6即被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。
一預設的延時時間（本實施方式中取10.6ms）之後，該電容C1及C2被充電完成，該微處理器150則控制開關S1及S2閉合，即該電阻R1及R6被短路，此時，該電阻R1及R6不再被接入電路，以避免電阻R1及R6所造成的損耗。
後續工作過程中，該微處理器150即時偵測PSU A1-AN是否被取出。若PSU A1-AN被取出，則導致微處理器150與PSU A1-AN的接地引腳相連的訊號偵測端被空置，此時，在直流電壓源V的作用下，該微處理器150的訊號偵測端將接收到高電平訊號，該微處理器150即判斷PSU A1-AN未被取出，並控制開關S1斷開。當PSU A1-AN與後端伺服器1-N相連時，微處理器150與PSU A1-AN的接地引腳相連的訊號偵測端則變為低電平，此時，該電容C2將被充電，可能會導致較大的浪湧電流。此時，該微處理器150即控制開關S1及S2斷開，該電阻R1及R6即被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。
預設的延時時間（本實施方式中取10.6ms）之後，該電容C2被充電完成，該微處理器150則控制開關S1及S2閉合，即該電阻R1及R6被短路，此時，該電阻R1及R6不再被接入電路，以避免電阻R1及R6所造成的損耗。
請參照圖6，本發明供電電路的第六較佳實施方式與第三較佳實施方式的區別在於保護電路的結構，第六較佳實施方式中保護電路158包括電阻R1、R6、開關S1、S2、電容C1、電流感測電阻R2及微處理器150。
該電阻R1的第一端與AC/DC 10相連，第二端依次透過電流感測電阻R2及電阻R6與N個PSU A1-AN相連，該電阻R1與電流感測電阻R2之間的節點透過電容C1接地，該開關S1與電阻R1並聯連接，開關S2與電阻R6並聯連接。該微處理器150的電壓偵測端與電阻R1的第一端相連，電流偵測端與電流感測電阻R2相連，訊號偵測端對應與PSU A1-AN的接地引腳相連，控制端與開關S1及S2相連。其中，每一PSU A1-AN的接地引腳與微處理器150的訊號偵測端之間的節點還透過一電阻R3接一直流電壓源V。
當外部電源100或UPS 12透過AC/DC 10供電給PSU A1-AN的初始時刻，該微處理器150則控制開關S1及S2斷開，此時，該電阻R1及R6即被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。
一預設的延時時間（本實施方式中取10.6ms）之後，該電容C1及C2被充電完成，該微處理器150則控制開關S1及S2閉合，即該電阻R1及R6被短路，此時，該電阻R1及R6不再被接入電路，以避免電阻R1及R6所造成的損耗。
後續工作過程中，該微處理器150即時讀取電流感測電阻R2的電流值，並對其進行判斷。同時，該微處理器150還即時偵測PSU A1-AN是否被取出。
當讀取的電流值大於預設的所能承受的最大電流值時，該微處理器150即控制開關S1及S2斷開，此時，該電阻R1及R6被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。當讀取的電流值不大於預設的所能承受的最大電流值時，該微處理器150即控制開關S1及S2閉合，即該電阻R1及R6被短路，此時，該電阻R1及R6不再被接入電路，以避免電阻R1及R6所造成的損耗。
若PSU A1-AN被取出，則導致微處理器150與PSU A1-AN的接地引腳相連的訊號偵測端被空置，此時，在直流電壓源V的作用下，該微處理器150的訊號偵測端將接收到高電平訊號，該微處理器150即判斷PSU A1-AN未被取出，並控制開關S1斷開。當PSU A1-AN與後端伺服器1-N相連時，微處理器150與PSU A1-AN的接地引腳相連的訊號偵測端則變為低電平，此時，該電容C2將被充電，可能會導致較大的浪湧電流。此時，該微處理器150即控制開關S1及S2斷開，此時，該電阻R1及R6即被接入整個電路，以降低流經整個電路的電流值，進而避免過大的浪湧電流對PSU A1-AN所造成的損壞。
預設的延時時間（本實施方式中取10.6ms）之後，該電容C2被充電完成，該微處理器150則控制開關S1及S2閉合，即該電阻R1及R6被短路，此時，該電阻R1及R6不再被接入電路，以避免電阻R1及R6所造成的損耗。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
100．．．外部交流電源
10．．．AC/DC
12．．．UPS
15、151、153、155、156、158．．．保護電路
150．．．微處理器
R1、R2、R3、R6．．．電阻
C1、C2．．．電容
S1、S2．．．開關
A1-AN．．．PSU
18．．．DC/DC
1-N．．．伺服器
20．．．HDD
22．．．主機板
圖1為本發明供電電路的第一較佳實施方式的方框圖。
圖2為本發明供電電路的第二較佳實施方式的方框圖。
圖3為本發明供電電路的第三較佳實施方式的方框圖。
圖4為本發明供電電路的第四較佳實施方式的方框圖。
圖5為本發明供電電路的第五較佳實施方式的方框圖。
圖6為本發明供電電路的第六較佳實施方式的方框圖。
100．．．外部交流電源
10．．．AC/DC
12．．．UPS
15．．．保護電路
150．．．微處理器
R1、R2．．．電阻
C1、C2．．．電容
S1．．．開關
A1-AN．．．PSU
18．．．DC/DC
1-N．．．伺服器
20．．．硬碟機
22．．．主機板

Claims (10)

  1. 一種供電電路，包括一交流/直流轉換單元、一不間斷電源、一保護電路及一電源供應單元，該交流/直流轉換單元用於將不間斷電源的電壓轉換為直流電壓並透過保護電路為電源供應單元提供直流電源，該保護電路包括一第一電阻、一第一開關、一第一電容及一微處理器，該第一電阻的第一端與交流/直流轉換單元相連，第二端與電源供應單元相連，該第一電阻的第二端還透過第一電容接地，該第一開關的兩端分別與第一電阻的第一及第二端相連，該微處理器的電壓偵測端與第一電阻的第一端相連，該微處理器的控制端與第一開關相連，在該不間斷電源供電的初始時刻，該微處理器控制第一開關斷開，經過一預設的延時時間之後，該微處理器控制第一開關閉合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之供電電路，其中該電源供應單元包括一直流/直流轉換單元，該直流/直流轉換單元與保護電路相連，以接收來自保護電路的電壓並將其轉換為合適的電壓以為後端的伺服器供電。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之供電電路，還包括一外部交流電源，該外部交流電源與交流/直流轉換單元相連，該交流/直流轉換單元還用於將外部交流電源的電壓轉換為直流電壓，並將轉換後的直流電壓透過保護電路傳輸給電源供應單元。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之供電電路，其中該保護電路還包括一電流感測電阻，該電源供應單元包括一第二電容，該第一電阻的第二端透過電流感測電阻與電源供應單元相連，該電流感測電阻未與第一電阻相連的一端透過第二電容接地，該微處理器的電流偵測端與電流感測電阻相連，用於接收流經電流感測電阻的電流值，當流經電流感測電阻的電流值大於預設的浪湧電流值時，該微處理器控制第一開關閉合；當流經電流感測電阻的電流值不大於預設的浪湧電流值時，該微處理器控制第一開關斷開。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之供電電路，其中該保護電路還包括一第二電阻及一第二開關，該第二電阻連接於電流感測電阻與電源供應單元之間，該第二開關的兩端分別與第二電阻的兩端相連，該第二開關還與微處理器的控制端相連，該第二開關與第一開關的狀態一致。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之供電電路，其中該電源供應單元包括一第二電容，該第一電阻的第二端還透過第二電容接地，該微處理器的訊號偵測端與電源供應單元的接地引腳相連，該微處理器的訊號偵測端與電源供應單元的接地引腳之間的節點透過一第二電阻與一直流電壓源相連；在該電源供應單元與保護電路相連的初始時刻，該微處理器控制第一開關斷開，經過預設的延時時間之後，該微處理器控制第一開關閉合。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之供電電路，其中該保護電路還包括一第三電阻及一第二開關，該第三電阻連接於電流感測電阻與電源供應單元之間，該第二開關的兩端分別與第三電阻的兩端相連，該第二開關還與微處理器的控制端相連，該第二開關與第一開關的狀態一致。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之供電電路，其中該電源供應單元包括一第二電容，該第一電阻的第二端還透過第二電容接地，該微處理器的訊號偵測端與電源供應單元的接地引腳相連，該微處理器的訊號偵測端與電源供應單元的接地引腳之間的節點透過一第二電阻與一直流電壓源相連；在該電源供應單元與保護電路相連的初始時刻，該微處理器控制第一開關斷開，經過預設的延時時間之後，該微處理器控制第一開關閉合。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之供電電路，其中該保護電路還包括一第三電阻及一第二開關，該第三電阻連接於電流感測電阻與電源供應單元之間，該第二開關的兩端分別與第三電阻的兩端相連，該第二開關還與微處理器的控制端相連，該第二開關與第一開關的狀態一致。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之供電電路，其中該延時時間為10.6毫秒。
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