專(zhuān)利名稱(chēng)：具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元及電源供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源供電單元(power supply unit)與電源供應(yīng)系統(tǒng)，尤其涉及 一種具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元及其電源供應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電源供應(yīng)設(shè)備為許多電子產(chǎn)品，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、工業(yè)計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、通信設(shè)備 或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本配備。通常，電子裝置于不同狀況下電能使用量也有所不同。舉例而言， 電源供應(yīng)系統(tǒng)包括多個(gè)電源供應(yīng)單元，同時(shí)地提供電能予一或多個(gè)電子設(shè)備，例如數(shù)據(jù)處 理設(shè)備。所述多個(gè)電源供應(yīng)單元可以提升電源供應(yīng)的質(zhì)量與可靠度。即使電源供應(yīng)量足夠 供應(yīng)電子設(shè)備需求，但一或多個(gè)增加的電源供應(yīng)單元可視為備援電源供應(yīng)單元，以降低因 一或多個(gè)電源供應(yīng)單元故障所產(chǎn)生的問(wèn)題。一般而言，在數(shù)據(jù)處理設(shè)備，例如數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，所使用的電源供應(yīng)系統(tǒng)中， 傳統(tǒng)的電源供應(yīng)單元架構(gòu)于僅能接收一特定種類(lèi)的輸入電壓，例如交流輸入電壓。然而， 當(dāng)使用者誤將直流電源插接于該電源供應(yīng)單元的輸入端且直流輸入電壓從該直流電源供 應(yīng)至該電源供應(yīng)單元時(shí)，該電源供應(yīng)單元可能會(huì)因所需的輸入電壓種類(lèi)與外部電源所提供 的輸入電壓種類(lèi)不符而造成損毀或故障。相似地，當(dāng)傳統(tǒng)的電源供應(yīng)單元架構(gòu)于僅能接收 一直流輸入電壓時(shí)，若用戶(hù)誤將交流電源插接于該電源供應(yīng)單元的輸入端且交流輸入電壓 從該交流電源供應(yīng)至該電源供應(yīng)單元時(shí)，該電源供應(yīng)單元可能會(huì)因所需的輸入電壓種類(lèi)與 外部電源所提供的輸入電壓種類(lèi)不符而造成損毀或故障。當(dāng)電源供應(yīng)系統(tǒng)的一或多個(gè)電源 供應(yīng)單元因前述理由造成損毀或故障時(shí)，電源供應(yīng)系統(tǒng)的控制單元無(wú)法精確地控制與管理 所述多個(gè)電源供應(yīng)單元供電至負(fù)載的電量與質(zhì)量，且所述多個(gè)電源供應(yīng)單元的效率無(wú)法優(yōu) 化。因此，實(shí)有必要開(kāi)發(fā)與提供一種具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元及其電 源供應(yīng)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)所遇到的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有交直流電壓檢測(cè)功 能的電源供應(yīng)單元及其電源供應(yīng)系統(tǒng)，該電源供應(yīng)單元可以依據(jù)第一電壓的電壓類(lèi)型(例 如交流形式或直流形式)與電壓值大小適時(shí)地對(duì)應(yīng)調(diào)整第一級(jí)電源電路與旁路開(kāi)關(guān)電路 的工作以提升效率，且應(yīng)用于高壓直流電壓的電源供應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，可以在直流形式的第一電 壓其電壓值不足時(shí)，防止因第一電壓其電壓值不足或過(guò)低導(dǎo)致電源供應(yīng)單元無(wú)法輸出額定 電壓值的輸出電壓的問(wèn)題。該電源供應(yīng)系統(tǒng)的不間斷供電系統(tǒng)可以自動(dòng)或手動(dòng)選擇性地提 供交流形式或直流形式的第一電壓，使不間斷供電系統(tǒng)的工作效率提高，且可以同時(shí)應(yīng)用 于高壓直流電壓的電源供應(yīng)系統(tǒng)與現(xiàn)行交流電壓的電源供應(yīng)系統(tǒng)。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較廣義實(shí)施例為提供一種具有交直流電壓檢測(cè)功能的 電源供應(yīng)單元，其包含第一級(jí)電源電路，連接于電源總線(xiàn)，接收第一電壓且選擇性地產(chǎn)生總線(xiàn)電壓；第二級(jí)電源電路，連接于電源總線(xiàn)，接收總線(xiàn)電壓且產(chǎn)生輸出電壓；旁路開(kāi)關(guān)電 路，連接于第一級(jí)電源電路的輸入端與輸出端之間；以及電源控制單元，連接于第一級(jí)電源 電路、第二級(jí)電源電路以及旁路開(kāi)關(guān)電路，對(duì)第一電壓進(jìn)行交直流電壓檢測(cè)且分別控制第 一級(jí)電源電路以及旁路開(kāi)關(guān)電路工作。其中，電源控制單元依據(jù)第一電壓的類(lèi)型或電壓值 大小控制旁路開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)通或截止。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的另一較廣義實(shí)施例為提供一種具有交直流電壓檢測(cè)功能 的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其包含不間斷供電系統(tǒng)，接收輸入電壓并選擇性地提供不間斷的交流 形式或直流形式的第一電壓；多個(gè)具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元，接收不間斷 的交流形式或直流形式的第一電壓并轉(zhuǎn)換為輸出電壓至電子設(shè)備，使電子設(shè)備工作；以及 電源分配單元，連接于不間斷供電系統(tǒng)與多個(gè)具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元之 間，不間斷的第一電壓通過(guò)電源分配單元分別提供至多個(gè)具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源 供應(yīng)單元。本發(fā)明的有益效果在于，該電源供應(yīng)單元可以依據(jù)第一電壓的電壓類(lèi)型(例如交 流形式或直流形式)與電壓值大小適時(shí)地對(duì)應(yīng)調(diào)整第一級(jí)電源電路與旁路開(kāi)關(guān)電路的工 作以提升效率，且應(yīng)用于高壓直流電壓的電源供應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，可以在直流形式的第一電壓其 電壓值不足時(shí)，防止因第一電壓其電壓值不足或過(guò)低導(dǎo)致電源供應(yīng)單元無(wú)法輸出額定電壓 值的輸出電壓的問(wèn)題。


圖1 其為本發(fā)明較佳實(shí)施例的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元及其電 源供應(yīng)系統(tǒng)的電路方框示意圖。圖2A 為本發(fā)明較佳實(shí)施例的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元的電路 方框示意圖。圖2B 為本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元的 電路方框示意圖。圖3 為本發(fā)明較佳實(shí)施例的控制器執(zhí)行步驟的流程示意圖。圖4 為本發(fā)明較佳實(shí)施例的電源供應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下1:電源供應(yīng)系統(tǒng)10:系統(tǒng)控制單元101 刀鋒服務(wù)器及系統(tǒng)控制單元11 第一電源供應(yīng)單元111、121、131 電源轉(zhuǎn)換電路112、122、132 控制器113、123、133 交流直流電壓檢測(cè)電路1111 第一級(jí)電源電路1113:旁路開(kāi)關(guān)電路12:第二電源供應(yīng)單元14 電源分配單元
IOa IOg 刀鋒服務(wù)器
Ila:電源控制單元
1112 第二級(jí)電源電路 1114 電磁干擾電路 13 第三電源供應(yīng)單元 15:不間斷供電系統(tǒng)
151 交流-直流轉(zhuǎn)換電路153:選擇電路155 不間斷供電控制單元153a 第一輸入端153c 輸出端Cbus 總線(xiàn)電容Sll S15 控制器執(zhí)行步驟的流程Vo:輸出電壓V1 第一電壓Kbl 第一分配電源線(xiàn)Kb3 第三分配電源線(xiàn)
具體實(shí)施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在以下的說(shuō)明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的 是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施方式上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的 說(shuō)明及圖示在本質(zhì)上當(dāng)作說(shuō)明之用，而非用以限制本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明較佳實(shí)施例的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元 及其電源供應(yīng)系統(tǒng)的電路方框示意圖。如圖1所示，電源供應(yīng)系統(tǒng)1可應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理設(shè) 備，例如數(shù)據(jù)中心(data center)的刀鋒服務(wù)器IOa 10g，用以提供輸出電壓Vo至數(shù)據(jù)中 心的刀鋒服務(wù)器IOa IOg及系統(tǒng)控制單元10。于本實(shí)施例中，電源供應(yīng)系統(tǒng)1包含多個(gè) 電源供應(yīng)單元，例如第一電源供應(yīng)單元11、第二電源供應(yīng)單元12及第三電源供應(yīng)單元13、 電源分配單元14 (power distribution unit，PDU)以及不間斷供電系統(tǒng)15 (UPS system)。 其中，系統(tǒng)控制單元10連接于第一電源供應(yīng)單元11、第二電源供應(yīng)單元12以及第三電源供 應(yīng)單元13，除了接收輸出電壓Vo外還可控制及管理所述多個(gè)電源供應(yīng)單元11 13的工 作，使第一電源供應(yīng)單元11、第二電源供應(yīng)單元12以及第三電源供應(yīng)單元13提供正確的輸 出電量至刀鋒服務(wù)器IOa 10g，且使其工作效率優(yōu)化。整體而言，公共電力網(wǎng)絡(luò)提供的輸入電壓Vin (市電)的電能是先傳送至不間斷供 電系統(tǒng)15，再由不間斷供電系統(tǒng)15產(chǎn)生不間斷的第一電壓V1并通過(guò)電源分配單元14分別 提供至第一電源供應(yīng)單元11、第二電源供應(yīng)單元12以及第三電源供應(yīng)單元13，最后由第一 電源供應(yīng)單元11、第二電源供應(yīng)單元12以及第三電源供應(yīng)單元13將第一電壓V1轉(zhuǎn)換為直 流輸出電壓Vo，例如直流12V (伏特)，以提供刀鋒服務(wù)器IOa IOg及系統(tǒng)控制單元10工 作時(shí)所需的電能。于本實(shí)施例中，每一電源供應(yīng)單元11 13包含電源轉(zhuǎn)換電路111，121， 131 (power converter)、控制器112，122，132 (contro 11 er)以及交流直流電壓檢測(cè)電路 113，123，133 (AC/DC voltage detection circuit)，用以接收第一電壓 V1 并轉(zhuǎn)換為直 流輸出電壓Vo。不間斷供電系統(tǒng)15包含交流-直流轉(zhuǎn)換電路151 (AC-DC conversion circuit)、逆變電路 152 (inverter circuit)、選擇電路 153 (selection circuit)、儲(chǔ)能單 元154 (energy storage unit)以及不間斷供電控制單元155 (UPS control unit)，其中，交 流-直流轉(zhuǎn)換電路151的輸出端連接于逆變電路152的輸入端與儲(chǔ)能單元154。不間斷供
152 逆變電路 154 儲(chǔ)能單元
153b 第二輸入端 16 機(jī)架 B1 電源總線(xiàn)
Vin 輸入電壓 Ka:主電源線(xiàn) Kb2 第二分配電源線(xiàn)電控制單元155連接于逆變電路152與選擇電路153的控制端，用以控制不間斷供電系統(tǒng) 15工作。選擇電路153的第一輸入端153a與逆變電路152的輸出端連接，選擇電路153的 第二輸入端15 連接于交流-直流轉(zhuǎn)換電路151的輸出端與儲(chǔ)能單元154。當(dāng)然，不間斷 供電系統(tǒng)15的內(nèi)部架構(gòu)亦不限于前述形式，任何現(xiàn)有或即將被使用或發(fā)明的架構(gòu)在此亦 可并入?yún)⒖?。為了提高整體效率，于本實(shí)施例中，不間斷供電控制單元155通過(guò)控制逆變電路 152與選擇電路153工作，使不間斷供電系統(tǒng)15可以自動(dòng)或手動(dòng)選擇性地提供交流形式或 直流形式的第一電壓義。當(dāng)不間斷供電系統(tǒng)15輸出直流形式的第一電壓V1時(shí)，例如直流 400V，不間斷供電控制單元155會(huì)控制選擇電路153的第二輸入端15 與輸出端153c導(dǎo) 通，并控制逆變電路152停止工作，使交流-直流轉(zhuǎn)換電路151或儲(chǔ)能單元IM的輸出電壓 不需要經(jīng)過(guò)逆變電路152轉(zhuǎn)換，而直接經(jīng)由選擇電路153與電源分配單元14傳送至所述多 個(gè)電源供應(yīng)單元11 13的輸入端，以提高不間斷供電系統(tǒng)15的工作效率。當(dāng)不間斷供電 系統(tǒng)15輸出交流形式的第一電壓V1時(shí)，例如交流380V，不間斷供電控制單元155會(huì)控制選 擇電路153的第一輸入端153a與輸出端153c導(dǎo)通，并控制逆變電路152工作，使逆變電路 152的輸出電壓經(jīng)由選擇電路153與電源分配單元14傳送至所述多個(gè)電源供應(yīng)單元11 13的輸入端。相對(duì)地，所述多個(gè)電源供應(yīng)單元11 13會(huì)設(shè)計(jì)為可以接收交流形式或直流 形式的第一電壓V1，且依據(jù)第一電壓V1的電壓類(lèi)型(交流形式或直流形式)與電壓值大小 調(diào)整電源轉(zhuǎn)換電路111,121,131 (power converter)的工作，使電源轉(zhuǎn)換電路111，121，131 的工作效率提高。于此實(shí)施例中，由于每一個(gè)電源供應(yīng)單元11 13的架構(gòu)與原理相似，以下將以 第一電源供應(yīng)單元11為示范例簡(jiǎn)要說(shuō)明，請(qǐng)參閱圖2A并配合圖1，其中圖2A為本發(fā)明 較佳實(shí)施例的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元的電路方框示意圖。如圖2A所 示，具有交直流電壓檢測(cè)功能的第一電源供應(yīng)單元11包含第一級(jí)電源電路IllKfirst stage power circuit)、第二級(jí)電源電路 1112 (second stage power circuit)、旁路開(kāi)關(guān) 電路1113 (bypass swithingcircuit)、總線(xiàn)電容Cbus、控制器112以及交流直流電壓檢測(cè) 電路113，其中，控制器112與交流直流電壓檢測(cè)電路113構(gòu)成電源控制單元lla(p0Wer control unit)，而第一級(jí)電源電路 1111 (first stage power circuit)、第二級(jí)電源電路 1112 (second stage power circuit)、旁路開(kāi)關(guān)電路 1113 (bypass swithing circuit)以 及總線(xiàn)電容Cbus構(gòu)成電源轉(zhuǎn)換電路111。第一級(jí)電源電路1111的輸出端與電源總線(xiàn)B1連接，可以是但不限于連續(xù)模式升 壓式(CCM Boost PFC)、臨界連續(xù)模式升壓式(DCMB Boost PFC)或升降壓式(Buck-Boost PFC)等，用以接收第一電壓V1且通過(guò)開(kāi)關(guān)電路以脈沖寬度調(diào)變方式(Pulse Width Modulation, PWM)或脈沖頻率調(diào)變方式(Pulse Frequency Modulation, PFM)導(dǎo)通與截止 產(chǎn)生總線(xiàn)電壓Vbus至電源總線(xiàn)Bp于本實(shí)施例中，第一級(jí)電源電路1111會(huì)將第一電壓V1 整流且升壓(boosting voltage)，于一些實(shí)施例中，第一級(jí)電源電路1111還具有功率因子 校正功能(power factor correction，PFC)。總線(xiàn)電容Cbus與第二級(jí)電源電路1112的輸 入端連接于電源總線(xiàn)B1，第二級(jí)電源電路1112可以是但不限于順向式O^rward)、返馳式 (Flykick)、全橋式(full-Bridge)、半橋式(half-Bridge)或降壓式(Buck)，用以接收總線(xiàn) 電壓Vbus且通過(guò)開(kāi)關(guān)電路以脈沖寬度調(diào)制方式(Pulse Width Modulation, PWM)或脈沖頻率調(diào)制方式(Pulse Frequency Modulation, PFM)導(dǎo)通與截止產(chǎn)生輸出電壓Vo。旁路開(kāi)關(guān)電路1113連接于該第一級(jí)電源電路1111的輸入端與輸出端之間，且由 控制器112控制其導(dǎo)通與截止。交流直流電壓檢測(cè)電路113連接于電源轉(zhuǎn)換電路111的輸 入端與控制器112，用以檢測(cè)第一電壓V1的電壓類(lèi)型(交流形式或直流形式)與電壓值大 小，并使控制器112通過(guò)交流直流電壓檢測(cè)電路113取得第一電壓V1的電壓類(lèi)型(交流形 式或直流形式)與電壓值大小?？刂破?12連接于第一級(jí)電源電路1111、第二級(jí)電源電路 1112以及旁路開(kāi)關(guān)電路1113的控制端，用以分別控制第一級(jí)電源電路1111、第二級(jí)電源電 路1112以及旁路開(kāi)關(guān)電路1113工作。為了提高整體效率，于本實(shí)施例中，第一電源供應(yīng)單元11設(shè)計(jì)為可以接收交流式 或直流式的第一電壓V1，且依據(jù)第一電壓V1的電壓類(lèi)型(交流形式或直流形式)與電壓值 大小調(diào)整第一級(jí)電源電路1111與旁路開(kāi)關(guān)電路1113的工作，使第一電源供應(yīng)單元11的工 作效率提高。當(dāng)?shù)谝浑妷篤1為交流形式時(shí)，例如交流380V，控制器112會(huì)控制旁路開(kāi)關(guān)電 路1113截止，并控制第一級(jí)電源電路1111工作，使總線(xiàn)電壓Vbus由第一級(jí)電源電路1111產(chǎn) 生。當(dāng)?shù)谝浑妷篤1為直流形式且電壓值大于設(shè)定電壓值Va時(shí)，例如大于320V的直流電壓， 控制器112會(huì)控制旁路開(kāi)關(guān)電路1113導(dǎo)通，并控制第一級(jí)電源電路1111停止工作，即第一 級(jí)電源電路1111停止產(chǎn)生總線(xiàn)電壓Vbus，使第一電壓V1不需要經(jīng)過(guò)第一級(jí)電源電路1111 轉(zhuǎn)換，而直接經(jīng)由旁路開(kāi)關(guān)電路1113傳送至電源總線(xiàn)B1，以提高第一電源供應(yīng)單元11的工 作效率。當(dāng)?shù)谝浑妷篤1為直流形式且電壓值小于設(shè)定電壓值Va時(shí)，例如小于320V的直流 電壓，由于第一電壓V1的電壓值過(guò)低，若直接傳送至電源總線(xiàn)B1，會(huì)使第二級(jí)電源電路1112 無(wú)法產(chǎn)生額定電壓值的輸出電壓Vo，例如12V。因此，控制器112會(huì)控制旁路開(kāi)關(guān)電路1113 截止，并控制第一級(jí)電源電路1111工作，使總線(xiàn)電壓Vbus由第一級(jí)電源電路1111產(chǎn)生。于本實(shí)施例中，交流直流電壓檢測(cè)電路113較佳為取樣單元(sampling unit)，例 如模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換單元(analog-to-digital conversion unit)，但不以此為限。交流直 流電壓檢測(cè)電路113在每一取樣時(shí)間，例如0. Ims (毫秒)，依據(jù)第一電壓V1的電壓值大小 對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)取樣值給控制器112。控制器112累積(accumulate)或記錄由交流直流電 壓檢測(cè)電路113產(chǎn)生的取樣值，并判斷目前取樣次數(shù)Tn是否足夠或達(dá)到設(shè)定取樣次數(shù)Th。 當(dāng)目前取樣次數(shù)Tn足夠或達(dá)到設(shè)定取樣次數(shù)Th時(shí)，控制器112會(huì)執(zhí)行交流-直流電壓檢 測(cè)程序以檢測(cè)第一電壓V1的電壓類(lèi)型(交流形式或直流形式)與電壓值大小。請(qǐng)參閱圖2B并配合圖2A，其中圖2B為本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的具有交直流電壓 檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元的電路方框示意圖。圖2B與圖2A不同之處在于圖2B還包含電 磁干擾電路1114，連接于第一級(jí)電源電路1111之前，用以降低電磁干擾。因此，經(jīng)由電磁干 擾電路1114傳送至交流直流電壓檢測(cè)電路113的第一電壓V/其噪聲較少且較小，使控制 器112可以更精準(zhǔn)地檢測(cè)出第一電壓V1的電壓類(lèi)型(交流形式或直流形式)與電壓值大 小。請(qǐng)參閱圖3并配合圖1、圖2A與圖2B，其中圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的控制器執(zhí) 行步驟的流程示意圖。如圖3所示，首先，如步驟Sll所示，控制器112累積或記錄由交流 直流電壓檢測(cè)電路113產(chǎn)生的取樣值。然后，如步驟S12所示，控制器112判斷目前取樣次 數(shù)Tn是否足夠或達(dá)到設(shè)定取樣次數(shù)Th，例如1024，當(dāng)目前取樣次數(shù)Tn不足夠或未達(dá)到設(shè) 定取樣次數(shù)Th時(shí)，控制器112執(zhí)行步驟Sll ；當(dāng)目前取樣次數(shù)Tn足夠或達(dá)到設(shè)定取樣次數(shù)Th時(shí)，控制器112執(zhí)行步驟S13的交流-直流電壓檢測(cè)程序以檢測(cè)第一電壓V1的電壓類(lèi)型 (交流形式或直流形式)與電壓值大小。接續(xù)，如步驟S131所示，控制器112尋找出最大取樣值Smax與最小取樣值Smin。 之后，如步驟S132所示，控制器112判斷最大取樣值Smax與最小取樣值Smin間的取樣差 值是否大于默認(rèn)值Sp，例如5V，當(dāng)最大取樣值Smax與最小取樣值Smin間的取樣差值大于 默認(rèn)值Sp時(shí)，識(shí)別出第一電壓V1的電壓類(lèi)型為交流形式并執(zhí)行步驟S133a，以交流電壓值 計(jì)算公式計(jì)算第一電壓V1的電壓值，于本實(shí)施例中，交流電壓值計(jì)算公式可為第一電壓V1 1 ' - " '! (root means square, rms)，女口下Mtj^
交流電壓值=·7取樣值平方的總和/Tn ο當(dāng)最大取樣值Smax與最小取樣值Smin間的取樣差值大于默認(rèn)值Sp不成立時(shí)，控 制器112識(shí)別出第一電壓V1的電壓類(lèi)型為直流形式并執(zhí)行步驟S133b，以直流電壓值計(jì)算 公式計(jì)算第一電壓V1的電壓值，于本實(shí)施例中，直流電壓值計(jì)算公式可為第一電壓V1的平 均值，如下所示直流電壓值=取樣值總和/Τη。于步驟S133a、S133b之后為步驟S134，控制器112會(huì)重置目前取樣次數(shù)Τη。接 續(xù)，如步驟S14所示，控制器112依據(jù)第一電壓V1的電壓類(lèi)型(交流形式或直流形式)與電 壓值大小對(duì)應(yīng)調(diào)整第一級(jí)電源電路1111與旁路開(kāi)關(guān)電路1113的工作，而第一級(jí)電源電路 1111與旁路開(kāi)關(guān)電路1113對(duì)應(yīng)的工作如上所述，于此不再贅述。接續(xù)，如步驟S15所示，控 制器112會(huì)傳送關(guān)于第一電壓V1的電壓類(lèi)型(交流形式或直流形式)、第一電壓V1的電壓 值大小、電源供應(yīng)的輸出電流值、電源供應(yīng)的輸出電量、電源供應(yīng)的輸出電壓值以及電源供 應(yīng)目前的工作效率等電源信息至系統(tǒng)控制單元10，使系統(tǒng)控制單元10可以依據(jù)這些電源 信息控制及管理每一個(gè)電源供應(yīng)單元11 13的工作，例如控制第一電源供應(yīng)單元11輸出 600ff(瓦特)、第二電源供應(yīng)單元12輸出200W、第三電源供應(yīng)單元13停止輸出電能。上述的控制器112，122，132可以是但不限于微處理器(Micro Controller Unit, MCU)或數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processors,DSP)所構(gòu)成，而旁路開(kāi)關(guān)電路1113 與選擇電路153可以是但不限于雙極結(jié)型晶體管(Bipolar Junction "Transistor，BJT)、金 屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET)、繼電器(Relay)或絕緣柵雙極晶體管 Qnsulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)等開(kāi)關(guān)元件所構(gòu)成。請(qǐng)參閱圖4并配合圖1，其中圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例的電源供應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖。如圖4所示，機(jī)架16中由上而下依序可分離地放置刀鋒服務(wù)器IOa 10g、系統(tǒng)控制 單元10、第一電源供應(yīng)單元11、第二電源供應(yīng)單元12、第三電源供應(yīng)單元13、電源分配單元 14以及不間斷供電系統(tǒng)15，其中，主電源線(xiàn)Ka(power cable)電連接于不間斷供電系統(tǒng)15 與電源分配單元14，使不間斷供電系統(tǒng)15產(chǎn)生的第一電壓V1通過(guò)主電源線(xiàn)Ka傳送至電源 分配單元14。第一電源供應(yīng)單元11、第二電源供應(yīng)單元12以及第三電源供應(yīng)單元13分別通過(guò) 第一分配電源線(xiàn)Kbl、第二分配電源線(xiàn)Kb2以及第三分配電源線(xiàn)Kb3電連接于電源分配單元 14，使第一電壓V1分別通過(guò)第一分配電源線(xiàn)Kbl、第二分配電源線(xiàn)Kb2以及第三分配電源線(xiàn)Kb3傳送至第一電源供應(yīng)單元11、第二電源供應(yīng)單元12以及第三電源供應(yīng)單元13。第一電 源供應(yīng)單元11、第二電源供應(yīng)單元12以及第三電源供應(yīng)單元13并聯(lián)輸出的輸出電壓Vo則 利用機(jī)架16中的輸出直流總線(xiàn)(圖中未標(biāo)示)，例如以銅條方式實(shí)現(xiàn)，將輸出電壓Vo傳送 至刀鋒服務(wù)器IOa 10g。綜上所述，本發(fā)明的電源供應(yīng)單元由于具有交直流電壓檢測(cè)功能，因此，本發(fā)明的 電源供應(yīng)單元除了可以依據(jù)第一電壓的電壓類(lèi)型(交流形式或直流形式)與電壓值大小適 時(shí)地對(duì)應(yīng)調(diào)整第一級(jí)電源電路與旁路開(kāi)關(guān)電路的工作以提升效率外，應(yīng)用于高壓直流電壓 的電源供應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，還可以在直流形式的第一電壓其電壓值不足時(shí)，防止因第一電壓其電 壓值不足或過(guò)低導(dǎo)致電源供應(yīng)單元無(wú)法輸出額定電壓值的輸出電壓的問(wèn)題。此外，本發(fā)明 的電源供應(yīng)系統(tǒng)的不間斷供電系統(tǒng)可以自動(dòng)或手動(dòng)選擇性地提供交流形式或直流形式的 第一電壓，除了可以使不間斷供電系統(tǒng)的工作效率提高外，還可以使其同時(shí)應(yīng)用于高壓直 流電壓的電源供應(yīng)系統(tǒng)與現(xiàn)行交流電壓的電源供應(yīng)系統(tǒng)。整體而言，本發(fā)明的電源供應(yīng)系 統(tǒng)，若第一電壓采用高壓直流電壓形式時(shí)，則可以提升更大的整體工作效率。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn) 飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元，其特征在于，該電源供應(yīng)單元包含一第一級(jí)電源電路，連接于一電源總線(xiàn)，接收一第一電壓且選擇性地產(chǎn)生一總線(xiàn)電壓；一第二級(jí)電源電路，連接于該電源總線(xiàn)，接收該總線(xiàn)電壓且產(chǎn)生一輸出電壓； 一旁路開(kāi)關(guān)電路，連接于該第一級(jí)電源電路的輸入端與輸出端之間；以及 一電源控制單元，連接于該第一級(jí)電源電路、該第二級(jí)電源電路及該旁路開(kāi)關(guān)電路， 對(duì)該第一電壓進(jìn)行交直流電壓檢測(cè)且分別控制該第一級(jí)電源電路以及該旁路開(kāi)關(guān)電路工 作；其中，該電源控制單元依據(jù)該第一電壓的類(lèi)型或電壓值大小控制該旁路開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)通 或截止。
2.如權(quán)利要求1所述的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元，其特征在于，該第 一電壓為交流形式，該電源控制單元控制該旁路開(kāi)關(guān)電路截止并控制該第一級(jí)電源電路工 作，使該第一級(jí)電源電路產(chǎn)生該總線(xiàn)電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元，其特征在于，該第 一電壓為直流形式且電壓值大于一設(shè)定電壓值時(shí)，該電源控制單元控制該旁路開(kāi)關(guān)電路導(dǎo) 通并控制該第一級(jí)電源電路停止工作，使該第一級(jí)電源電路停止產(chǎn)生該總線(xiàn)電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元，其特征在于，該第 一電壓為直流形式且電壓值小于該設(shè)定電壓值時(shí)，該電源控制單元控制該旁路開(kāi)關(guān)電路截 止并控制該第一級(jí)電源電路工作，使該第一級(jí)電源電路產(chǎn)生該總線(xiàn)電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元，其特征在于，該電 源控制單元包含一控制器，連接于該第一級(jí)電源電路、該第二級(jí)電源電路以及該旁路開(kāi)關(guān)電路，分別控 制該第一級(jí)電源電路、該第二級(jí)電源電路以及該旁路開(kāi)關(guān)電路工作；以及一交流直流電壓檢測(cè)電路，與該控制器連接，檢測(cè)該第一電壓的電壓類(lèi)型或電壓值大 小，并使該控制器通過(guò)該交流直流電壓檢測(cè)電路取得該第一電壓的電壓類(lèi)型或電壓值大
6.如權(quán)利要求5所述的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元，其特征在于，該交 流直流電壓檢測(cè)電路為一取樣單元或一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換單元。
7.如權(quán)利要求6所述的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元，其特征在于，該控 制器累積或記錄由該交流直流電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生的取樣值，且其中當(dāng)一目前取樣次數(shù)足夠 或達(dá)到一設(shè)定取樣次數(shù)時(shí)，該控制器執(zhí)行一交流-直流電壓檢測(cè)程序以檢測(cè)該第一電壓的 電壓類(lèi)型或電壓值大小。
8.如權(quán)利要求7所述的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元，其特征在于，該交 流-直流電壓檢測(cè)程序的步驟包含(a)尋找出一最大取樣值與一最小取樣值；(b)判斷該最大取樣值與該最小取樣值間的一取樣差值是否大于一默認(rèn)值；(c)當(dāng)該取樣差值大于該默認(rèn)值時(shí)，識(shí)別出該第一電壓的電壓類(lèi)型為交流形式并以一 預(yù)設(shè)的交流電壓值計(jì)算公式計(jì)算該第一電壓的電壓值；以及(d)當(dāng)該取樣差值大于該默認(rèn)值不成立時(shí)，識(shí)別出該第一電壓的電壓類(lèi)型為直流形式 并以一預(yù)設(shè)的直流電壓值計(jì)算公式計(jì)算該第一電壓的電壓值。
9.如權(quán)利要求1所述的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元，其特征在于，該電 源控制單元傳送一電源信息至一系統(tǒng)控制單元，使該系統(tǒng)控制單元依據(jù)該電源信息控制及 管理該具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元的工作。
10.如權(quán)利要求1所述的具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元，其特征在于，該電 源供應(yīng)單元還包含連接于該第一級(jí)電源電路的用以降低電磁干擾的電磁干擾電路。
11.一種具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其包含一不間斷供電系統(tǒng)，接收一輸入電壓并選擇性地提供不間斷的交流形式或直流形式的一第一電壓；多個(gè)具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元，接收不間斷的交流形式或直流形式的 該第一電壓并轉(zhuǎn)換為一輸出電壓至一電子設(shè)備，使該電子設(shè)備工作；以及一電源分配單元，連接于該不間斷供電系統(tǒng)與該多個(gè)具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源 供應(yīng)單元之間，該不間斷的該第一電壓通過(guò)該電源分配單元分別提供至該多個(gè)具有交直流 電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元。
12.如權(quán)利要求11所述的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該具有交直流電壓檢測(cè)功能的 電源供應(yīng)單元包含一第一級(jí)電源電路，連接于一電源總線(xiàn)，接收該第一電壓且選擇性地產(chǎn)生一總線(xiàn)電壓；一第二級(jí)電源電路，連接于該電源總線(xiàn)，接收該總線(xiàn)電壓且產(chǎn)生該輸出電壓； 一旁路開(kāi)關(guān)電路，連接于該第一級(jí)電源電路的輸入端與輸出端之間；以及 一電源控制單元，連接于該第一級(jí)電源電路、該第二級(jí)電源電路以及該旁路開(kāi)關(guān)電路 的控制端，架構(gòu)于對(duì)該第一電壓進(jìn)行交直流電壓檢測(cè)且分別控制該第一級(jí)電源電路以及該 旁路開(kāi)關(guān)電路工作；其中，該電源控制單元依據(jù)該第一電壓的類(lèi)型或電壓值大小控制該旁路開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)通 或截止。
13.如權(quán)利要求11所述的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該不間斷供電系統(tǒng)包含 一交流-直流轉(zhuǎn)換電路；一逆變電路，連接于該交流-直流轉(zhuǎn)換電路；一儲(chǔ)能單元，連接于該交流-直流轉(zhuǎn)換電路與該逆變電路；一選擇電路，該選擇電路的第一輸入端與該逆變電路的輸出端連接，該選擇電路的第 二輸入端連接于該交流-直流轉(zhuǎn)換電路的輸出端與該儲(chǔ)能單元；以及一不間斷供電控制單元，連接于該逆變電路與該選擇電路的控制端，控制該不間斷供 電系統(tǒng)工作；其中，該不間斷供電控制單元通過(guò)控制該逆變電路與該選擇電路工作，使該不間斷供 電系統(tǒng)自動(dòng)或手動(dòng)選擇性地輸出交流形式或直流形式的該第一電壓。
14.如權(quán)利要求13所述的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該不間斷供電系統(tǒng)輸出直流 形式的該第一電壓時(shí)，該不間斷供電控制單元控制該選擇電路的該第二輸入端與該輸出端 導(dǎo)通，并控制該逆變電路停止工作，使該交流-直流轉(zhuǎn)換電路或該儲(chǔ)能單元的輸出電壓直接經(jīng)由該選擇電路輸出。
15.如權(quán)利要求13所述的電源供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該不間斷供電系統(tǒng)輸出交流 形式的該第一電壓時(shí)，該不間斷供電控制單元控制該選擇電路的該第一輸入端與該輸出端 導(dǎo)通，并控制該逆變電路工作，使該逆變電路的輸出電壓經(jīng)由該選擇電路輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有交直流電壓檢測(cè)功能的電源供應(yīng)單元及其電源供應(yīng)系統(tǒng)，該電源供應(yīng)單元包括第一級(jí)電源電路、第二級(jí)電源電路、旁路開(kāi)關(guān)電路以及電源控制單元，電源控制單元可以依據(jù)第一電壓的電壓類(lèi)型(例如交流電壓或直流電壓)與電壓值大小對(duì)應(yīng)調(diào)整第一級(jí)電源電路與旁路開(kāi)關(guān)電路的工作以提升效率，且應(yīng)用于高壓直流電壓的電源供應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，可以在直流形式的第一電壓其電壓值不足時(shí)，防止因第一電壓其電壓值不足或過(guò)低導(dǎo)致電源供應(yīng)單元無(wú)法輸出額定電壓值的輸出電壓的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02J9/06GK102082495SQ20101022254
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者吳敬宏, 彭家棟, 溫偉興, 黃喻鴻 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司