TWI743771B - 電源控制系統 - Google Patents

Abstract

一種電源控制系統，包括第一電源、第二電源、複數第一電源供應單元及複數第二電源供應單元。第一電源供應單元包括第一切換單元，第二電源供應單元包括第二切換單元。在第一電源斷電時透過第一切換單元切換第二電源為第一電源供應單元供電，並在第二電源斷電時透過第二切換單元切換第一電源為第二電源供應單元供電。由此，本申請電源控制系統提高了電源的電力使用度及效率。

Description

電源控制系統

本發明涉及一種電源技術領域，尤其涉及一種電源控制系統。

目前，電源供應單元(power supply unit,PSU)的部分產品有內建自動轉換開關(automatic transfer switching,ATS)功能，並且支持雙電源輸入以互相作為斷電備用。

先前技術中的做法會使其中一組交流電源輸入的使用率過低，另一組的使用較高。然而，上述的做法將會對電力系統穩定度、維修保養或電費計價造成極大困擾，並且停電時瞬間的大功率切換至備用電路也將會對整體的供電穩定度造成非常大的風險。

鑒於上述內容，有必要提供一種電源控制系統，本申請實施方式提供的電源控制系統，解決了機櫃在雙電源供電應用時無法做到雙輸入平均使用的問題，可以提高雙電源應用時的電力使用度與使用效率，並且還可提高電力的輸入穩定度。

本申請的實施方式提供一種電源控制系統，用於為用電設備進行供電，所述電源控制系統包括第一電源、第二電源、複數第一電源供應單元及複數第二電源供應單元；所述第一電源供應單元包括第一切換單元；所述第二 電源供應單元包括第二切換單元；所述第一電源及所述第二電源透過所述第一切換單元均電連接於所述第一電源供應單元，所述第一電源及所述第二電源透過所述第二切換單元均電連接於所述第二電源供應單元；當所述第一電源及所述第二電源均正常供電時，所述第一切換單元用於將所述第一電源為每一所述第一電源供應單元供電，所述第二切換單元用於將所述第二電源為每一所述第二電源供應單元供電；當所述第一電源異常供電時，所述第一切換單元用於切換所述第二電源為每一所述第一電源供應單元供電；當所述第二電源異常供電時，所述第二切換單元用於切換所述第一電源為每一所述第二電源供應單元供電。

根據本申請的一些實施方式，所述第一電源供應單元包括輸入端，所述第一切換單元電連接於所述第一電源供應單元的輸入端與所述第一電源之間。

根據本申請的一些實施方式，所述第二電源供應單元包括輸入端，所述第二切換單元電連接於所述第二電源供應單元的輸入端與所述第二電源之間。

根據本申請的一些實施方式，所述第一切換單元包括第一切換元件，所述第一電源的第一輸出端電連接於所述第一切換元件的第一端，所述第二電源的第一輸出端電連接於所述第一切換元件的第二端，所述第一切換元件的第三端電連接於所述第一電源供應單元的輸入端；當所述第一電源正常供電時，所述第一切換元件的第三端電連接於所述第一切換元件的第一端；當所述第一電源異常供電時，所述第一切換元件的第三端切換至所述第一切換元件的第二端。

根據本申請的一些實施方式，所述第一切換單元包括第二切換元件，所述第一電源的第二輸出端電連接於所述第二切換元件的第一端，所述第 二電源的第二輸出端電連接於所述第二切換元件的第二端，所述第二切換元件的第三端電連接於所述第一電源供應單元的輸入端；當所述第一電源正常供電時，所述第二切換元件的第三端電連接於所述第二切換元件的第一端；當所述第一電源異常供電時，所述第二切換元件的第三端切換至所述第二切換元件的第二端。

根據本申請的一些實施方式，所述第二切換單元包括第三切換元件，所述第二電源的第一輸出端電連接於所述第三切換元件的第一端，所述第一電源的第一輸出端電連接於所述第三切換元件的第二端，所述第三切換元件的第三端電連接於所述第二電源供應單元的輸入端；當所述第二電源正常供電時，所述第三切換元件的第三端電連接於所述第三切換元件的第一端；當所述第二電源異常供電時，所述第三切換元件的第三端切換至所述第三切換元件的第二端。

根據本申請的一些實施方式，所述第二切換單元包括第四切換元件，所述第二電源的第二輸出端電連接於所述第四切換元件的第一端，所述第一電源的第二輸出端電連接於所述第四切換元件的第二端，所述第四切換元件的第三端電連接於所述第二電源供應單元的輸入端；當所述第二電源正常供電時，所述第四切換元件的第三端電連接於所述第四切換元件的第一端，當所述第二電源異常供電時，所述第四切換元件的第三端電連接於所述第四切換元件的第二端。

根據本申請的一些實施方式，所述第一電源供應單元還包括第一控制單元，所述第一控制單元電連接於所述第一切換單元，以用於控制所述第一切換單元在所述第一電源異常供電時切換所述第二電源為所述第一電源供應單元供電。

根據本申請的一些實施方式，所述第二電源供應單元還包括第二控制單元，所述第二控制單元電連接於所述第二切換單元，以用於控制所述第二切換單元在所述第二電源異常供電時切換所述第一電源為所述第二電源供應單元供電。

根據本申請的一些實施方式，所述第一切換單元及所述第二切換單元均為自動切換開關。

本申請實施方式提供的電源控制系統，在第一電源斷電時透過第一切換單元切換第二電源為第一電源供應單元供電，並在第二電源斷電時透過第二切換單元切換第一電源為第二電源供應單元供電。由此，本申請實施方式提供的電源控制系統，解決了機櫃在雙電源供電時無法做到雙輸入平均使用的問題，提高了雙電源應用時的電力使用度及效率，並且還可提高電力的輸入穩定度。

100:電源控制系統

200:用電設備

10:第一電源

20:第二電源

30:第一電源供應單元

32:第一切換單元

34:電源輸入端

36:第一控制單元

40:第二電源供應單元

42:第二切換單元

44:電源輸入端

46:第二控制單元

a1:第一切換元件

a2:第二切換元件

b1:第三切換元件

b2:第四切換元件

圖1為根據本申請電源控制系統的較佳實施方式的方框圖。

圖2為圖1中電源控制系統的較佳實施方式的示意圖。

圖3為圖1中電源控制系統的另一實施方式的示意圖。

下面將結合本發明實施方式中的附圖，對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下將結合附圖及實施方式，對本發明作進一步詳細描述及相關說明。

請參閱圖1，本申請的一實施方式提供一種電源控制系統100。所述電源控制系統100電連接於用電設備200，所述電源控制系統100用於為用電設備200供電。本申請實施方式中，所述用電設備200可以是伺服器，在其他較佳實施方式中，所述用電設備200亦可以是其他的負載設備。

請參閱圖2，本申請的一實施方式中，所述電源控制系統100包括第一電源10、第二電源20、複數第一電源供電單元(power supply unit,PSU)30及複數第二電源供電單元40。本申請實施方式中，所述第一電源供應單元30的數量及所述第二電源供電單元40的數量均以3個為例，在其他實施方式中，所述第一電源供應單元30的數量及所述第二電源供電單元40的數量可以大於3個，可以根據實際需要進行調整。

本申請實施方式中，所述複數第一電源供電單元30的數量與所述複數第二電源供電單元40的數量相同。這些第一電源供電單元30均可電連接所述第一電源10及第二電源20，這些第二電源供電單元40亦可電連接所述第一電源10及第二電源20。可以理解，所述複數第一電源供電單元30可作為本技術方案中的第一供電區塊，所述複數第二電源供電單元40可作為本技術方案中的第二供電區塊。也即，所述第一供電區塊以及所述第二供電區塊可以用來為所述用電設備200提供電能。可以理解，本申請實施方式中的所述第一電源10及所述第二電源20均可以是交流電源或是直流電源。

本申請實施方式中，每一所述第一電源供應單元30均可包括第一切換單元32(請參見圖3所示)。每一所述第二電源供應單元40包括第二切換單元42(請參見圖3所示)。具體地，所述第一電源10及所述第二電源10可以透過所述第一切換單元32均電連接於所述第一電源供應單元30。所述第一電源10及 所述第二電源20可以透過所述第二切換單元42均電連接於所述第二電源供應單元40。

由此，當所述第一電源10以及所述第二電源20均為正常供電時，所述第一切換單元32可用於將所述第一電源10為每一所述第一電源供應單元供電，所述第二切換單元用於將所述第二電源為每一所述第二電源供應單元供電。也即，在一般供電情況中，所述第一電源10被設置為這三組第一電源供應單元30供電，所述第二電源20被設置為這三組第二電源供應單元40供電。可見，在正常供電狀態時，所述第一電源10為電源供應系統的供電率為50%，所述第二電源20為電源供應系統的供電率亦為50%，即可達到供電平衡的效果。

當所述第一電源10出現異常供電時，也即所述第一電源10斷電時，所述第一切換單元32將切換所述第二電源20為每一所述第一電源供應單元30供電。此時，所述第二電源20將為這六組電源供應單元供電，即此時的所述第二電源20的供電率為100%。當所述第二電源20出現異常供電時，也即所述第二電源20斷電時，所述第二切換單元42將切換所述第一電源10為每一所述第二電源供應單元40供電。此時，所述第一電源10將為這六組電源供應單元供電，即此時的所述第一電源10的供電率為100%。可以理解，本申請實施方式中的所述第一切換單元32及所述第二切換單元42均可以為自動轉換開關(automatic transfer switching,ATS)。

請參閱圖3，所述第一電源供應單元30包括電源輸入端34，所述第一切換單元32電連接於所述電源輸入端34與所述第一電源10及所述第二電源20之間。所述第二電源供應單元40包括電源輸入端44，所述第二切換單元42電連接於所述電源輸入端44與所述第一電源10及所述第二電源20之間。

本申請實施方式中，所述第一切換單元32包括第一切換元件a1及第二切換元件a2。具體地，所述第一電源10的第一輸出端L1電連接於所述第 一切換元件a1的第一端a11，所述第二電源20的第一輸出端L2電連接於所述第一切換元件a1的第二端a12，所述第一切換元件a1的第三端a13電連接於所述第一電源供應單元30的電源輸入端34。

進一步，所述第一電源10的第二輸出端N1電連接於所述第二切換元件a2的第一端a21，所述第二電源20的第二輸出端N2電連接於所述第二切換元件a2的第二端a22，所述第二切換元件a2的第三端a23電連接於所述第一電源供應單元30的電源輸入端34。

本申請實施方式中，所述第二切換單元42包括第三切換元件b1及第四切換元件b2。具體地，所述第二電源20的第一輸出端L2電連接於所述第三切換元件b1的第一端b11，所述第一電源10的第一輸出端L1電連接於所述第三切換元件b1的第二端b12，所述第三切換元件b1的第三端b13電連接於所述第二電源供應單元40的電源輸入端44。

進一步，所述第二電源20的第二輸出端N2電連接於所述第四切換元件b2的第一端b21，所述第一電源10的第二輸出端N1電連接於所述第四切換元件b2的第二端b22，所述第四切換元件b2的第三端b23電連接於所述第二電源供應單元40的電源輸入端44。可以理解，本申請實施方式中的第一切換元件a1及所述第二切換元件a2均可以是繼電器。本申請實施方式中的第三切換元件b1及所述第四切換元件b2亦可以是繼電器。

本申請的實施方式中，所述第一電源供應單元30還包括第一控制單元36，所述第二電源供應單元40還包括第二控制單元46。可以理解，本申請實施方式中的所述第一控制單元36及所述第二控制單元46均可為微控制單元(micro control unit,MCU)。

本申請的實施方式中，所述第一控制單元36電連接於所述第一切換單元32，以用於控制所述第一切換單元32在所述第一電源10斷電時切換所述 第二電源20為所述第一電源供應單元30供電。所述第二控制單元46電連接於所述第二切換單元42，以用於控制所述第二切換單元42在所述第二電源20斷電時切換所述第一電源10為所述第二電源供應單元40供電。

需要說明的是，圖中僅示出了一個第一電源供應單元30及一個第二電源供應單元40的電路連接圖，其餘的第一電源供應單元30的電路結構以及連接關係與圖中示出的第一電源供應單元30相同，其餘的第二電源供應單元40的電路結構以及連接關係與圖中示出的第二電源供應單元40相同，故在此不再贅述。

以下將以圖3示出的電路圖為例對本申請電源控制系統的發明原理進行說明。

使用時，當所述第一電源10及所述第二電源20均正常供電時，所述第一切換元件a1的第三端a13電連接於所述第一切換元件a1的第一端a11。所述第二切換元件a2的第三端a23電連接於所述第二切換元件a2的第一端a21。所述第三切換元件b1的第三端b13電連接於所述第三切換元件b1的第一端b11，所述第四切換元件b2的第三端b23電連接於所述第四切換元件b2的第一端b21。也即，此時，所述第一電源10將用於為這三組第一電源供應單元30提供電能，所述第二電源20將用於為這三組第二電源供應單元40提供電能。可見，所述第一電源10的供電率為50%，所述第二電源20的供電率亦為50%。由此，可以解決機櫃在雙電源供電時無法做到雙輸入平均使用的問題，提高了雙電源應用時的電力使用度及效率。

若所述第一電源10出現斷電的情況時，所述第一控制單元36控制所述第一切換元件a1的第三端a13切換至所述第一切換元件a1的第二端a12，所述第一控制單元36控制所述第二切換元件a2的第三端a23切換至所述第二切換元件a2的第二端a22。此時，所述第二電源20將開始為所述第一電源供應單元30供電。 即這些第一電源供應單元30及第二電源供應單元40均由所述第二電源20來提供電能。

若所述第二電源20出現斷電的情況時，所述第二控制單元46將控制所述第三切換元件b1的第三端b13切換至所述第三切換元件a2的第二端a22，所述第二控制單元46亦將控制所述第四切換元件b2的第三端b23切換至所述第四切換元件b2的第二端b22。此時，所述第一電源10將開始為所述第二電源供應單元40供電。即這些第一電源供應單元30及第二電源供應單元40均由所述第一電源10來提供電能。

由此，本申請實施方式提供的電源控制系統100，在所述第一電源10斷電時透過第一切換單元32切換第二電源20為第一電源供應單元30供電，並在第二電源20斷電時透過第二切換單元42切換第一電源10為第二電源供應單元40供電。由此，本申請實施方式提供的電源控制系統，解決了機櫃在雙電源供電時無法做到雙輸入平均使用的問題，提高了雙電源應用時的電力使用度及效率，並且還可提高電力的輸入穩定度。

綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本創作之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100:電源控制系統

10:第一電源

20:第二電源

30:第一電源供應單元

40:第二電源供應單元

200:用電設備

Claims (9)

1. 一種電源控制系統，用於為用電設備進行供電，其中，所述電源控制系統包括第一電源、第二電源、複數第一電源供應單元及複數第二電源供應單元；所述第一電源供應單元包括第一切換單元，所述第二電源供應單元包括第二切換單元；所述第一電源及所述第二電源透過所述第一切換單元均電連接於所述第一電源供應單元，所述第一電源及所述第二電源透過所述第二切換單元均電連接於所述第二電源供應單元；當所述第一電源及所述第二電源均正常供電時，所述第一切換單元用於將所述第一電源為每一所述第一電源供應單元供電，所述第二切換單元用於將所述第二電源為每一所述第二電源供應單元供電；當所述第一電源異常供電時，所述第一切換單元用於切換所述第二電源為每一所述第一電源供應單元供電；當所述第二電源異常供電時，所述第二切換單元用於切換所述第一電源為每一所述第二電源供應單元供電；所述第一電源供應單元包括電源輸入端，所述第一切換單元包括第一切換元件，所述第一電源的第一輸出端電連接於所述第一切換元件的第一端，所述第二電源的第一輸出端電連接於所述第一切換元件的第二端，所述第一切換元件的第三端電連接於所述第一電源供應單元的電源輸入端；當所述第一電源正常供電時，所述第一切換元件的第三端電連接於所述第一切換元件的第一端；當所述第一電源異常供電時，所述第一切換元件的第三端切換至所述第一切換元件的第二端。
2. 如請求項1所述的電源控制系統，其中，所述第一切換單元電連接於所述第一電源供應單元的電源輸入端與所述第一電源之間。
3. 如請求項1所述的電源控制系統，其中，所述第二電源供應單元包括電源輸入端，所述第二切換單元電連接於所述第二電源供應單元的電源輸入端與所述第二電源之間。
4. 如請求項1所述的電源控制系統，其中，所述第一切換單元包括第二切換元件，所述第一電源的第二輸出端電連接於所述第二切換元件的第一端，所述第二電源的第二輸出端電連接於所述第二切換元件的第二端，所述第二切換元件的第三端電連接於所述第一電源供應單元的電源輸入端；當所述第一電源正常供電時，所述第二切換元件的第三端電連接於所述第二切換元件的第一端；當所述第一電源異常供電時，所述第二切換元件的第三端切換至所述第二切換元件的第二端。
5. 如請求項3所述的電源控制系統，其中，所述第二切換單元包括第三切換元件，所述第二電源的第一輸出端電連接於所述第三切換元件的第一端，所述第一電源的第一輸出端電連接於所述第三切換元件的第二端，所述第三切換元件的第三端電連接於所述第二電源供應單元的電源輸入端；當所述第二電源正常供電時，所述第三切換元件的第三端電連接於所述第三切換元件的第一端；當所述第二電源異常供電時，所述第三切換元件的第三端切換至所述第三切換元件的第二端。
6. 如請求項5所述的電源控制系統，其中，所述第二切換單元包括第四切換元件，所述第二電源的第二輸出端電連接於所述第四切換元件的第一端，所述第一電源的第二輸出端電連接於所述第四切換元件的第二端，所述第四切換元件的第三端電連接於所述第二電源供應單元的電源輸入端；當所述第二電源正常供電時，所述第四切換元件的第三端電連接於所述第四切換元件的第一端；當所述第二電源異常供電時，所述第四切換元件的第三端電連接於所述第四切換元件的第二端。
7. 如請求項1所述的電源控制系統，其中，所述第一電源供應單元還包括第一控制單元，所述第一控制單元電連接於所述第一切換單元，以用於控制所述第一切換單元在所述第一電源異常供電時切換所述第二電源為所述第一電源供應單元供電。
8. 請求項1所述的電源控制系統，其中，所述第二電源供應單元還包括第二控制單元，所述第二控制單元電連接於所述第二切換單元，以用於控制所述第二切換單元在所述第二電源異常供電時切換所述第一電源為所述第二電源供應單元供電。
9. 如請求項1所述的電源控制系統，其中，所述第一切換單元及所述第二切換單元均為自動切換開關。

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