TWI536711B - Modular redundant power supply - Google Patents

Description

模組化冗餘式電源供應器

本發明有關一種冗餘式電源供應器，尤指一種以模組化實施的冗餘式電源供應器。

現今科技業對於電力供給穩定度的要求逐漸嚴苛，遂有業者提出一種冗餘式電源供應系統(Redundant Power Supply)，所稱該冗餘式電源供應系統主要包含有一主電源供應器、一作為備援的副電源供應器以及一電力整合背板。於該冗餘式電源供應系統啟動供電時，該電力整合背板接受該主電源供應器以及該副電源供應器所輸出的電力向一負載供給。進一步地，該電力整合背板更於接受該主電源供應器及該副電源供應器所輸出電力之後，對所接受到的電力進行電力調變，以產生主機板運作所需的電壓。

再者，現今冗餘式電源供應系統的配置為了令該主電源供應器或該副電源供應器得以快速的替換維修，該冗餘式電源供應系統一般會將電力整合背板配置於一機箱的末端，以方便該主電源供應器或該副電源供應器的抽換，就如中華民國公告第I357550、M459676專利案所公開。但實際上，該冗餘式電源供應系統於通電工作的過程中，該電力整合背板仍然會有損壞的風險產生，然而，由於習用電力整合背板裝配於該機箱的末端，導致工程人員需依序將該主電源供應器及該副電源供應器抽離該機箱，才可對該電力整合背板進行維修。除此之外，習用該電力整合背板的電力調變功能，於該冗餘式電源供應系統製成後，就已固定而無法根據實施需求作調整，而容易有虛耗功率的問題發生。

本發明的主要目的，在於解決習用冗餘式電源供應系統的電力整合背板維修不易且無法根據實施需求作調整的問題。

為達上述目的，本發明提供一種模組化冗餘式電源供應器，包含有一機箱、一電力整合背板、複數電源供應模組以及一電力調變模組。該機箱具有一安裝空間並以該安裝空間的開放側為一安裝開口，相對該安裝開口的另側為一安裝末端，該機箱以一裝配承架於該安裝空間內界定出一第一安裝區域及一第二安裝區域。該電力整合背板對應該安裝末端組裝於該安裝空間內，且佈設有一包含複數第一連接埠與一第二連接埠的整合電路，及至少一連接該整合電路並得向一外部裝置供給電力的輸出埠，每一該第一連接埠對應該第一安裝區域設置，該第二連接埠對應該第二安裝區域設置。該些電源供應模組裝配於該第一安裝區域且每一該電源供應模組得分別相對該機箱進行抽拔作業，每一該電源供應模組分別以一電力輸入端與一外部電源連接取得一外部電力，並對該外部電力進行電力轉換而以一與該第一連接埠形成插接關係的電力輸出端向該整合電路輸出一工作電力，令該整合電路經該輸出埠將該工作電力供給至該外部裝置。該電力調變模組設於該裝配承架上位於該第二安裝區域且得相對該機箱進行抽拔作業，且具有一與該第二連接埠形成插接關係以自該整合電路取得該工作電力的電力連接端以及一連接該電力連接端接受該工作電力以進行調變產生至少一輔助工作電力的電力調變單元，其中，該電力調變單元產生該輔助工作電力後，再以該電力連接端將該輔助工作電力輸出至該整合電路，令該整合電路以該輸出埠將該輔助工作電力供給至該外部裝置。

於一實施例中，該工作電力為12V，該輔助工作電力則為5V或3.3V。

於一實施例中，該電力調變單元同時調變有數個該輔助工作電力，且每一該輔助工作電力的電壓為相異。

於一實施例中，該電力整合背板自該外部裝置取得一啟動控制訊號，該電力調變模組包含有一自該電力整合背板取得該啟動控制訊號而控制每一該電源供應模組啟動的啟動控制單元。

於一實施例中，該機箱具有複數間隔排列設置於該安裝空間內以分別供每一該電源供應模組組裝於上並得進行抽拔作業的裝配承架。

於一實施例中，每一該電源供應模組分別具有一電力輸入端、一連接該電力輸入端的整流濾波單元、一連接該整流濾波單元的功率校正單元、一連接該功率校正單元的變壓器、一脈寬控制單元、一開關元件以及一得與該第一連接埠形成插接關係的電力輸出端。

於一實施例中，每一該電源供應模組更包含有一連接該變壓器輸出側的次級整流濾波單元。

透過本案上述實施方式，相較於習用具有以下特點： 1.  本發明以可進行抽拔作業的該電力調變模組，改善習用電力整合背板不易維修及替換的問題。 2.  本發明該電力調變模組得根據實施需求選擇相應的模組使用。

本發明詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱圖1至圖4，本發明模組化冗餘式電源供應器1，包含有一機箱10、一電力整合背板11、複數電源供應模組12以及一電力調變模組13。

於一實施例中，該機箱10可由一金屬材質經沖壓等機械加工程序製成，完成後的該機箱10具有一安裝空間101，該安裝空間101一側為開放而具有一安裝開口102，而該安裝空間101於相對該安裝開口102的另一側為封閉而具有一安裝末端103。又，本發明該機箱10得於該安裝末端103位置開設至少一裝配通孔(本圖未示)，以供配置於該安裝空間101內的電子構件得經該裝配通孔，由該安裝末端103出線連接一外部裝置2。又，該機箱10更於該安裝空間101內設有一裝配承架104，並以該裝配承架104將該安裝空間101界定出一第一安裝區域105及一第二安裝區域106。進一步地，本發明可以透過調整該裝配承架104位於該安裝空間101的位置，改變該第一安裝區域105及該第二安裝區域106的空間大小。

再者，本發明該電力整合背板11對應該安裝末端103設於該安裝空間101內，該電力整合背板11佈設有一整合電路111及一輸出埠112。其中，該整合電路111包含有複數第一連接埠113以及一第二連接埠114，該輸出埠112連接該整合電路111並得經該機箱10上的該裝配通孔與該外部裝置2連接以供給電力。再者，每一該第一連接埠113分別對應該第一安裝區域105設置，該第二連接埠114則對應該第二安裝區域106設置。於一實施例中，該機箱10具有至少一設置於該安裝空間101內以供該電源供應模組12組裝於上的裝配承架107。

承上所述，復請參閱圖2至圖4，本發明該些電源供應模組12裝配於該第一安裝區域105內，且每一該電源供應模組12得分別獨自相對該機箱10進行抽拔作業。每一該電源供應模組12分別具有一電力輸入端121、一連接該電力輸入端121的整流濾波單元122、一連接該整流濾波單元122的功率校正單元123、一連接該功率校正單元123的變壓器124、一脈寬控制單元125、一開關元件126以及一得與該第一連接埠113形成插接關係的電力輸出端127。此外，於一實施例中，該電力輸出端127得為一規格對應該第一連接埠113的插接結構。每一該電源供應模組12分別以該電力輸入端121與一外部電源連接以取得一外部電力3，而該外部電力3經整流濾波單元122、該功率校正單元123及該變壓器124的電力轉換後，產生有一工作電力，而該工作電力則經與該第一連接埠113形成插接關係的該電力輸出端127向該電力整合背板11的該整合電路111輸出，令該整合電路111得於接受該工作電力之後，經該輸出埠112再將該工作電力供給至該外部裝置2。此外，於一實施例中，每一該電源供應模組12包含有一連接該變壓器124輸出側的次級整流濾波單元128，藉此以令每一該電源供應模組12輸出的該工作電力得以穩定。

再者，請搭配參閱圖2及圖4，本發明該電力調變模組13設於該裝配承架104上且位於該第二安裝區域106，該電力調變模組13得受使用者控制而相對該機箱10進行抽拔作業，進一步說明，該電力調變模組13具有一得與該第二連接埠114形成插接關係的電力連接端131以及一連接該電力連接端131的電力調變單元132。於一實施例中，該電力連接端131得為一規格對應該第二連接埠114的插接結構，進一步地，於一實施例中，該電力連接端131及該第二連接埠114區分有一電力接收部份及一電力傳輸部份，於實施時，該電力連接端131的電力接收部份與該第二連接埠114的該電力傳輸部份連接，而該電力連接端131的該電力傳輸部份則與該第二連接埠114的該電力接受部份連接。該電力調變模組13以該電力連接端131自該電力整合背板11的該整合電路111取得每一該電源供應模組12產生的該工作電力後，接著以該電力調變單元132對該工作電力進行調變產生至少一輔助工作電力，而當該電力調變單元132產生該輔助工作電力之後，再以該電力連接端131將該輔助工作電力輸出至該整合電路111，令該整合電路111以該輸出埠112將該輔助工作電力供給至該外部裝置2。進一步地，本發明所稱輔助工作電力得為ATX主機板規格中所定義5V、3.3V、-5V或-12V。而於一實施例中，該電力調變模組13得同時調變有複數個輔助工作電力，且每一該輔助工作電力的電壓為相異。承上所述，於一實施例中，該電力調變單元132所輸出的5V該輔助工作電力，得作為ATX主機板規格中所定義的5VSB。

進一步說明，本發明每一該電源供應模組12取得該外部電力3後，將該外部電力3轉換成12V的工作電力，並隨即將該工作電力輸出至該電力整合背板11，以該電力整合背板11整合輸出至該外部裝置2。另一方面，本發明該電力調變模組13未連接該外部電力3，而是至該電力整合背板11取得該工作電力，將該工作電力進行調變，產生5V或3.3V的輔助工作電力。接著，該電力調變模組13再將該輔助工作電力，經該電力連接端131輸出該電力整合背板11，此後，該電力整合背板11將該工作電力及該輔助工作電力輸出至該外部裝置2供其使用。然而，由於本發明每一該電源供應模組12僅需輸出特定電壓的該工作電力，而使每一該電源供應模組12的電路設計得以簡化。又，該電力調變模組13的可抽拔設計，則令工程人員得簡易地對其維修，並得根據使用上的需求選擇相符的電力調變模組13使用。此外，於一實施例中，該電力調變模組13包含有一根據一啟動控制訊號(Ps_on)而控制每一該電源供應模組12啟動的啟動控制單元133，如此一來，本發明於實施的初始，該外部裝置2受到觸發而產生該啟動控制訊號(Ps_on)，並將該啟動控制訊號輸出至該模組化冗餘式電源供應器1，而該電力整合背板11於取得該啟動控制訊號後，隨即輸出至該電力調變模組13，令該電力調變模組13以該啟動控制單元133控制每一該電源供應模組12的啟動。

綜上所述，本發明模組化冗餘式電源供應器，包含一機箱、一電力整合背板、複數電源供應模組及一電力調變模組。該機箱具有一安裝空間並界定出一第一安裝區域及一第二安裝區域。該電力整合背板設於該安裝空間內，該些電源供應模組設於該第一安裝區域並連接該電力整合背板，該電力調變模組設於該第二安裝區域且連接該電力整合背板。每一該電源供應模組啟動後向該電力整合背板輸出一工作電力，該電力調變模組自該電力整合背板取得該工作電力，調變產生一輔助工作電力輸出至該電力整合背板，令該電力整合背板將該工作電力及該輔助工作電力供給一外部裝置。藉此，以令該模組化冗餘式電源供應器的維修得以簡化，且模組化設計更讓工程人員得根據實施需求選擇所需要的該電力轉換模組。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

1‧‧‧冗餘式電源供應器
10‧‧‧機箱
101‧‧‧安裝空間
102‧‧‧安裝開口
103‧‧‧安裝末端
104‧‧‧裝配承架
105‧‧‧第一安裝區域
106‧‧‧第二安裝區域
107‧‧‧裝配承架
11‧‧‧電力整合背板
111‧‧‧整合電路
112‧‧‧輸出埠
113‧‧‧第一連接埠
114‧‧‧第二連接埠
12‧‧‧電源供應模組
121‧‧‧電力輸入端
122‧‧‧整流濾波單元
123‧‧‧功率校正單元
124‧‧‧變壓器
125‧‧‧脈寬控制單元
126‧‧‧開關元件
127‧‧‧電力輸出端
128‧‧‧次級整流濾波單元
13‧‧‧電力調變模組
131‧‧‧電力連接端
132‧‧‧電力調變單元
133‧‧‧啟動控制單元
2‧‧‧外部裝置
3‧‧‧外部電力

圖1，本發明一實施例的結構外觀示意圖。 圖2，本發明一實施例的結構分解示意圖(一)。 圖3，本發明一實施例的結構分解示意圖(二)。 圖4，本發明一實施例的電路單元組成示意圖。

1‧‧‧冗餘式電源供應器

10‧‧‧機箱

101‧‧‧安裝空間

102‧‧‧安裝開口

103‧‧‧安裝末端

104‧‧‧裝配承架

105‧‧‧第一安裝區域

106‧‧‧第二安裝區域

107‧‧‧裝配承架

11‧‧‧電力整合背板

113‧‧‧第一連接埠

114‧‧‧第二連接埠

12‧‧‧電源供應模組

121‧‧‧電力輸入端

13‧‧‧電力調變模組

131‧‧‧電力連接端

Claims (7)

1. 一種模組化冗餘式電源供應器，包含有： 一機箱，具有一安裝空間並以該安裝空間的開放側為一安裝開口，相對該安裝開口的另側為一安裝末端，該機箱以一裝配承架於該安裝空間內界定出一第一安裝區域及一第二安裝區域； 一電力整合背板，對應該安裝末端組裝於該安裝空間內，且佈設有一包含複數第一連接埠與一第二連接埠的整合電路，及至少一連接該整合電路並得向一外部裝置供給電力的輸出埠，每一該第一連接埠對應該第一安裝區域設置，該第二連接埠對應該第二安裝區域設置； 複數電源供應模組，裝配於該第一安裝區域且每一該電源供應模組得分別相對該機箱進行抽拔作業，每一該電源供應模組分別以一電力輸入端與一外部電源連接取得一外部電力，並對該外部電力進行電力轉換而以一與該第一連接埠形成插接關係的電力輸出端向該整合電路輸出一工作電力，令該整合電路經該輸出埠將該工作電力供給至該外部裝置；以及 一電力調變模組，設於該裝配承架上位於該第二安裝區域且得相對該機箱進行抽拔作業，且具有一與該第二連接埠形成插接關係以自該整合電路取得該工作電力的電力連接端以及一連接該電力連接端接受該工作電力以進行調變產生至少一輔助工作電力的電力調變單元，其中，該電力調變單元產生該輔助工作電力後，再以該電力連接端將該輔助工作電力輸出至該整合電路，令該整合電路以該輸出埠將該輔助工作電力供給至該外部裝置。
2. 如請求項1所述模組化冗餘式電源供應器，其中，該工作電力為12V，該輔助工作電力則為5V或3.3V。
3. 如請求項1所述模組化冗餘式電源供應器，其中，該電力調變單元同時調變有數個該輔助工作電力，且每一該輔助工作電力的電壓為相異。
4. 如請求項1所述模組化冗餘式電源供應器，其中，該電力整合背板自該外部裝置取得一啟動控制訊號，該電力調變模組包含有一自該電力整合背板取得該啟動控制訊號而控制每一該電源供應模組啟動的啟動控制單元。
5. 如請求項1所述模組化冗餘式電源供應器，其中，該機箱具有複數間隔排列設置於該安裝空間內以分別供每一該電源供應模組組裝於上並得進行抽拔作業的裝配承架。
6. 如請求項1所述模組化冗餘式電源供應器，其中，每一該電源供應模組分別具有一電力輸入端、一連接該電力輸入端的整流濾波單元、一連接該整流濾波單元的功率校正單元、一連接該功率校正單元的變壓器、一脈寬控制單元、一開關元件以及一得與該第一連接埠形成插接關係的電力輸出端。
7. 如請求項6所述模組化冗餘式電源供應器，其中，每一該電源供應模組更包含有一連接該變壓器輸出側的次級整流濾波單元。