具有交流与直流供电的服务器冷却系统及其操作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有交流与直流供电的服务器冷却系统及其操作方法，该服务器冷却系统包含一交流输入子系统、一直流输入子系统以及一驱动控制子系统。该交流输入子系统接收一外部交流电源，提供一第一、第二直流电压。该直流输入子系统接收一外部直流电源，提供一第三、第四直流电压。当该外部交流电源正常供电时，该驱动控制子系统控制该第一、第二直流电压分别对一高压冷却装置与一低压冷却装置供电；当该外部交流电源异常供电而该外部直流电源正常供电时，该驱动控制子系统控制该第四、第三直流电压分别对该高压冷却装置与该低压冷却装置供电。
【专利说明】具有交流与直流供电的服务器冷却系统及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明有关一种服务器冷却系统及其操作方法，尤指一种具有交流与直流供电的服务器冷却系统及其操作方法。
【背景技术】
[0002]在封闭式的机柜设备中，为了让机柜内设备稳定运作，通常会将机柜内的余热排至机柜外，以维持机柜内工作温度在设定的范围内。传统定频空调启动时，瞬间电流大，震动及噪音也较大，因此启动不仅耗电而且造成压缩机寿命的衰退。由于传统的机柜空调冷却系统大多使用交流电源或直流电源的单一供电方式，如此间接地限制了空调系统供电方式的选择弹性。此外，使用单一电源供电的方式，将依设置场所的电源环境，而使用交流电源或直流电源为输入电源的对应系统，当供电发生异常时，便停止系统运作，直到供电恢复正常范围，才会重新启动运作。
[0003]参见图1，为现有技术的两级式电源转换器的电路方块图。使用单一电源供电的方式，会间接地限制了空调系统供电方式的选择弹性，以电池柜的应用为例，一电池组13A在正常工作时，可经由一交流电源(市电)Vac转换取得的低压直流电压来充电，储存电力于该电池组13A中，该电池组13A可视为具额定电压的直流电压源。在此电源供应环境下，若使用直流电源单一供电的空调系统，系统电源将由该电池组13A储存的直流电源提供，空调系统的消耗功率便会经过两级的电力转换损失。由图1可看出，该两级式电源转换器第一级是该交流电源Vac经由一电磁干扰滤波器10A、一整流电路11A、再经过一直流降压电路12A转换为一低压直流电源。第二级则是利用一直流升压电路14A将低压直流电源升压为高压直流电源，并且该高压直流电源则经过一电容15A与一功率开关驱动电路16A驱动一压缩机17A运转。惟，此空调系统电源经两级电源转换，整体的用电效率将会降低。
[0004]参见图2，为现有技术的单级式电源供应器的电路方块图。由图2可看出，一交流电源(市电)Vac经由一电磁干扰滤波器20A、一整流电路21A、一电容22A转换为一直流电源，该直流电源再经过一功率开关驱动电路23A驱动一压缩机24A运转。虽然单级式电源转换器系将空调系统的电源以该交流电源Vac经整流电路输出的高压直流电源提供，可减少两级电源转换的损失，提高系统用电效率，然而，一旦该交流电源Vac发生异常时，将使得空调系统停止工作，直到该交流电源Vac恢复正常才得以继续运转。
[0005]因此，如何设计出一种具有交流与直流供电的服务器冷却系统及其操作方法，能够选择使用外部交流电源或外部直流电源对服务器冷却系统提供供电，以增加供电弹性、提高供电可靠度并且确保供电安全性，乃为本案创作人所欲行克服并加以解决的一大课题。
【发明内容】
[0006]本发明的一目的在于提供一种具有交流与直流供电的服务器冷却系统，以克服现有技术的问题。因此本发明的具有交流与直流供电的服务器冷却系统，电性连接一外部交流电源与一外部直流电源，以驱动至少一高压冷却装置与至少一低压冷却装置。该服务器冷却系统系包含一交流输入子系统、一直流输入子系统以及一驱动控制子系统。该交流输入子系统系接收该外部交流电源，以提供一第一直流电压与一第二直流电压，其中，该第二直流电压系降压转换该第一直流电压所得。该直流输入子系统系接收该外部直流电源，以提供一第三直流电压与一第四直流电压，其中，该第四直流电压系升压转换该第三直流电压所得。该驱动控制子系统系电性连接该交流输入子系统与该直流输入子系统，并且接收该第一直流电压、该第二直流电压、该第三直流电压以及该第四直流电压。当该外部交流电源正常供电时，该驱动控制子系统系控制该第一直流电压与该第二直流电压分别对该高压冷却装置与该低压冷却装置供电；当该外部交流电源异常供电而该外部直流电源正常供电，该驱动控制子系统系控制该第四直流电压与该第三直流电压分别对该高压冷却装置与该低压冷却装置供电。
[0007]本发明的另一目的在于提供一种具有交流与直流供电的服务器冷却系统的操作方法，以克服现有技术的问题。因此本发明服务器冷却系统操作方法系包含下列步骤:(a)输入一外部交流电源与一外部直流电源至该服务器冷却系统，以建立一驱动控制级的辅助电源，并且控制该服务器冷却系统进入一待机状态；(b)判断该外部交流电源是否正常，若该外部交流电源正常，则截止一直流控制开关与导通一交流控制开关，进而使该服务器冷却系统进入一交流操作状态；(C)若该外部交流电源异常，则截止该交流控制开关与导通该直流控制开关；(d)判断该外部直流电源是否正常，若该外部直流电源正常，则该服务器冷却系统进入一直流操作状态；以及(e)若该外部直流电源异常，则该服务器冷却系统进入该待机状态。
[0008]为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为现有技术的两级式电源转换器的电路方块图；
[0010]图2为现有技术的单级式电源转换器的电路方块图；
[0011]图3为本发明一具有交流与直流供电的服务器冷却系统的方块示意图；
[0012]图4为本发明该具有交流与直流供电的服务器冷却系统的电路方块示意图；
[0013]图5为本发明服务器冷却系统操作方法的流程图；
[0014]图6为本发明服务器冷却系统为交流供电的流程图；
[0015]图7为本发明服务器冷却系统为直流供电的流程图；及
[0016]图8为本发明服务器冷却系统操作方法的完整流程图。
[0017]其中，附图标记说明如下:
[0018]〔现有技术〕
[0019]Vac交流电源；
[0020]IOA电磁干扰滤波器；
[0021]IlA整流电路；
[0022]12A直流降压电路；[0023]13A 电池组；
[0024]14A直流升压电路；
[0025]15A 电容；
[0026]16A功率开关驱动电路；
[0027]17A 压缩机；
[0028]20A电磁干扰滤波器；
[0029]2IA整流电路；
[0030]22A 电容；
[0031]23A功率开关驱动电路；
[0032]24A 压缩机；
[0033]〔本发明〕
[0034]Vac外部交流电源；
[0035]Vdc外部直流电源；
[0036]Cl高压冷却装置；
[0037]C2低压冷却装置；
[0038]10交流输入子系统；
[0039]20直流输入子系统；
[0040]30驱动控制子系统；
[0041]Vol第一直流电压；
[0042]Vo2第二直流电压；
[0043]Vo3第三直流电压；
[0044]Vo4第四直流电压；
[0045]Vaul高压辅助电源；
[0046]Vau2低压辅助电源；
[0047]102交流控制开关；
[0048]104第一电磁干扰滤波器；
[0049]106第一整流电路；
[0050]108降压电路；
[0051]110第二整流电路；
[0052]112零交越检测电路；
[0053]114交流电压检测电路；
[0054]202第二电磁干扰滤波器；
[0055]204直流控制开关；
[0056]206升压电路；
[0057]208直流电压检测电路；
[0058]302 控制器；
[0059]304高压驱动电路；
[0060]306低压驱动电路；
[0061]308高压辅助电源转换器；[0062]310低压辅助电源转换器；
[0063]Svzc零交越点信号；
[0064]Svac交流电压信号；
[0065]Svdc直流电压信号；
[0066]SlO ?S50 步骤。
【具体实施方式】
[0067]兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下:
[0068]请参见图3，为本发明一具有交流与直流供电的服务器冷却系统的方块示意图。该具有交流与直流供电的服务器冷却系统，电性连接一外部交流电源Vac与一外部直流电源Vdc,以驱动至少一高压冷却装置Cl与至少一低压冷却装置C2。该服务器冷却系统系包含一交流输入子系统10、一直流输入子系统20以及一驱动控制子系统30。该交流输入子系统10接收该外部交流电源Vac，提供一第一直流电压Vol与一第二直流电压Vo2，其中，该第二直流电压Vo2降压转换该第一直流电压Vol所得。此外，该交流输入子系统10进一步提供一高压辅助电源Vaul。该直流输入子系统20接收该外部直流电源Vdc，提供一第三直流电压Vo3与一第四直流电压Vo4，其中，该第四直流电压Vo4系升压转换该第三直流电压Vo3所得。此外，该直流输入子系统20进一步提供一低压辅助电源Vau2。该驱动控制子系统30电性连接该交流输入子系统10与该直流输入子系统20，并且接收该第一直流电压Vo 1、该第二直流电压Vo2、该第三直流电压Vo3、该第四直流电压Vo4、该高压辅助电源VauI以及该低压辅助电源Vau2。值得一提，当该服务器冷却系统电性连接该外部交流电源Vac与该外部直流电源Vdc后，通过该高压辅助电源Vaul与该低压辅助电源Vau2提供该驱动控制子系统30内部电路所需的电力，进而使该服务器冷却系统上电后，能够正常地进到待机操作(standby operation)。当该驱动控制子系统30检测到该外部交流电源Vac正常供电时，该驱动控制子系统30控制该第一直流电压Vol对该高压冷却装置Cl供电(其中该第一直流电压Vol为一高压直流电压)，并且控制该第二直流电压No2对该低压冷却装置C2供电(其中该第二直流电压Vo2为一低压直流电压，降压转换该第一直流电压Vol所得)。当该外部交流电源Vac异常供电而该外部直流电源Vdc正常供电时，该驱动控制子系统30控制该第三直流电压Vo3对该低压冷却装置C2供电(其中该第三直流电压Vo3为一低压直流电压)，并且控制该第四直流电压Vo4对该高压冷却装置Cl供电(其中该第四直流电压Vo4为一高压直流电压，是升压转换该第三直流电压Vo3所得)。
[0069]至于该具有交流与直流供电的服务器冷却系统的详细操作，请配合图4加以说明。请参见图4，为本发明该具有交流与直流供电的服务器冷却系统的电路方块示意图。承上所述，该服务器冷却系统包含该交流输入子系统10、该直流输入子系统20以及该驱动控制子系统30。该交流输入子系统10接收该外部交流电源Vac，以提供该第一直流电压Vol、该第二直流电压Vo2以及该高压辅助电源Vaul。另外，该直流输入子系统20接收该外部直流电源Vdc，以提供该第三直流电压Vo3、该第四直流电压Vo4以及该低压辅助电源Vau2。
[0070]该交流输入子系统10包含一交流控制开关102、一第一电磁干扰滤波器104、一第一整流电路106、一降压电路108、一第二整流电路110、一零交越检测电路112以及一交流电压检测电路114。该交流控制开关102接收该外部交流电源Vac。该第一电磁干扰滤波器104电性连接该交流控制开关102，以消除该外部交流电源Vac的噪声。该第一整流电路106电性连接该第一电磁干扰滤波器104，以整流该外部交流电源Vac，进而输出该第一直流电压VoI。该降压电路108电性连接该第一整流电路106，以接收该第一直流电压Vol并且降压转换该第一直流电压Vol，进而输出该第二直流电压Vo2。此外，该第二整流电路110接收该外部交流电源Vac，以整流该外部交流电源Vac，并且输出该高压辅助电源Vaul，进而提供该驱动控制子系统30内部电路所需的电力，进而使该服务器冷却系统上电后，能够正常地进到待机操作(standby operation)。该零交越检测电路112接收该外部交流电源Vac，以检测该外部交流电源Vac的零交越点，并且输出一零交越点信号Svzc。该交流电压检测电路114接收该外部交流电源Vac，以检测该外部交流电源Vac的电压振幅，并且输出一交流电压信号Svac。
[0071]该直流输入子系统20包含一第二电磁干扰滤波器202、一直流控制开关204、一升压电路206以及一直流电压检测电路208。该第二电磁干扰滤波器202接收该外部直流电源Vdc，以消除该外部直流电源Vdc的噪声，并输出该低压辅助电源Vau2。该直流控制开关204电性连接该第二电磁干扰滤波器202，以导入该外部直流电源Vdc为该第三直流电压Vo3。该升压电路206电性连接该直流控制开关204，以接收该第三直流电压Vo3并且升压转换该第三直流电压Vo3，进而输出该第四直流电压Vo4。此外，该直流电压检测电路208通过该直流控制开关204与该第二电磁干扰滤波器202接收该外部直流电源Vdc，以检测该外部直流电源Vdc的电压振幅，并且输出一直流电压信号Svdc。
[0072]该驱动控制子系统30电性连接该交流输入子系统10与该直流输入子系统20。该驱动控制子系统30包含一控制器302、一高压驱动电路304、一低压驱动电路306、一高压辅助电源转换器308以及一低压辅助电源转换器310。该高压驱动电路304电性连接该控制器302、该第一整流电路106以及该升压电路206，以接收该第一直流电压Vol或该第四直流电压Vo4，进而驱动该高压冷却装置Cl。该低压驱动电路306电性连接该控制器302、该直流控制开关204以及该降压电路108，以接收该第二直流电压Vo2或该第三直流电压Vo3，进而驱动该低压冷却装置C2。此外，该高压辅助电源转换器308接收该高压辅助电源Vaul，并且转换该高压辅助电源Vaul的电压振幅，以提供该驱动控制子系统30内部高压设备所需的电力。该低压辅助电源转换器310，接收该低压辅助电源Vau2，并且转换该低压辅助电源Vau2的电压振幅，以提供该驱动控制子系统30内部低压设备所需的电力。
[0073]至于该具有交流与直流供电的服务器冷却系统的控制，请参见下文详述之。当该外部交流电源Vac与该外部直流电源Vdc输入至该服务器冷却系统，使该服务器冷却系统上电后，该交流输入子系统10与该直流输入子系统20分别提供该闻压辅助电源Vaul与该低压辅助电源Vau2至该驱动控制子系统30。其中，该高压辅助电源Vaul则通过该高压辅助电源转换器308转换该高压辅助电源Vaul的电压振幅，以提供该驱动控制子系统30内部高压设备所需的电力。另外，该低压辅助电源Vau2则通过该低压辅助电源转换器310转换该低压辅助电源Vau2的电压振幅，以提供该驱动控制子系统30内部低压设备所需的电力。此时，该控制器302则控制该服务器冷却系统进入一待机状态(standby operation),并且该高压冷却装置Cl与该低压冷却装置C2为停止运转的待机状态。其中，该高压冷却装置Cl系可为一高压压缩机，该低压冷却装置C2系可为一低压风扇，但不以此为限。然后，当该控制器302检测该外部交流电源Vac正常供电时，该控制器302则截止该直流控制开关204与导通该交流控制开关102，进而控制该服务器冷却系统进入一交流操作状态，亦即，该服务器冷却系统通过该外部交流电源Vac供电。其中该控制器302根据该零交越点信号Svzc，判断该外部交流电源Vac的频率是否正常，并且根据该交流电压信号Svac判断该外部交流电源Vac的振幅是否正常，若该外部交流电源Vac的频率与振幅皆为正常时，则视为该外部交流电源Vac正常供电。此外，若该控制器302检测该外部交流电源Vac异常供电而该外部直流电源Vdc正常供电时，该控制器302则截止该交流控制开关102与导通该直流控制开关204，进而控制该服务器冷却系统进入一直流操作状态，亦即，该服务器冷却系统通过该外部直流电源Vdc供电。其中该控制器302根据该直流电压信号Svdc判断该外部直流电源Vdc的振幅是否正常，其中当该外部直流电源Vdc的振幅正常时，则视为该外部直流电源Vdc正常供电。再者，当该控制器302检测该外部交流电源Vac与该外部直流电源Vdc皆异常供电时，该控制器302则控制该服务器冷却系统进入该待机状态。
[0074]换言之，当该服务器冷却系统上电并完成进入该待机状态后，该控制器302系先检测该外部交流电源Vac正常供电与否。若该外部交流电源Vac的频率与振幅皆正常时，该控制器302则截止该直流控制开关204与导通该交流控制开关102，通过该外部交流电源Vac对该服务器冷却系统供电(该服务器冷却系统进入该交流操作状态)。之后，该控制器302仍持续判断该外部交流电源Vac的频率与振幅是否维持正常，若两者皆为正常，该服务器冷却系统则持续通过该外部交流电源Vac供电。若一旦该控制器302检测出该外部交流电源Vac的频率与振幅有任一者为异常时，则视为该外部交流电源Vac异常供电，因此，该控制器302则停止运转该高压冷却装置Cl (该高压压缩机)与该低压冷却装置C2 (该低压风扇)，并且该控制器302则发送通知，以警示该外部交流电源Vac为异常供电。此时，该控制器302则截止该交流控制开关102与导通该直流控制开关204，然后再检测该外部直流电源Vdc正常供电与否。若该外部直流电源Vdc的振幅异常时，该控制器302则停止运转该高压冷却装置Cl (该高压压缩机)与该低压冷却装置C2 (该低压风扇)，并且该控制器302则发送通知，以警示该外部交流电源Vac与该外部直流电源Vdc皆为异常供电，然后该控制器302则控制该服务器冷却系统进入该待机状态。若该外部直流电源Vdc的振幅正常时，则通过该外部直流电源Vdc对该服务器冷却系统供电(该服务器冷却系统进入该直流操作状态)。之后，该控制器302仍持续判断该外部直流电源Vdc的振幅是否维持正常，若为正常，该控制器302则再检测该外部交流电源Vac正常供电与否(是否恢复正常供电)，若该外部交流电源Vac尚未恢复正常供电，该服务器冷却系统则持续通过该外部直流电源Vdc供电。若该外部交流电源Vac恢复正常供电，该控制器302则停止运转该高压冷却装置Cl (该高压压缩机)与该低压冷却装置C2 (该低压风扇)，并且该控制器302则发送通知，以警示该外部交流电源Vac恢复正常供电，然后该控制器302则截止该直流控制开关204与导通该交流控制开关102，通过该外部交流电源Vac对该服务器冷却系统供电。
[0075]承上所述，当该外部直流电源Vdc对该服务器冷却系统供电时，若该控制器302判断该外部直流电源Vdc的振幅为异常时，该控制器302则停止运转该高压冷却装置Cl (该高压压缩机)与该低压冷却装置C2 (该低压风扇)，并且该控制器302则发送通知，以警示该外部交流电源Vac与该外部直流电源Vdc皆为异常供电，然后该控制器302则控制该服务器冷却系统进入该待机状态。又承上所述，当该服务器冷却系统上电并完成进入该待机状态后，若该外部交流电源Vac的频率与振幅有任一者为异常时，该控制器302则截止该交流控制开关102与导通该直流控制开关204，然后再检测该外部直流电源Vdc正常供电与否。若该外部直流电源Vdc的振幅正常时，则通过该外部直流电源Vdc对该服务器冷却系统供电，反之，若外部直流电源Vdc的振幅异常时，该控制器302则停止运转该高压冷却装置Cl (该高压压缩机)与该低压冷却装置C2 (该低压风扇)，并且该控制器302则发送通知，以警示该外部交流电源Vac与该外部直流电源Vdc皆为异常供电，然后该控制器302则控制该服务器冷却系统进入该待机状态。
[0076]请参见图5，系为本发明具有交流与直流供电的服务器冷却系统操作方法的流程图。该操作方法系包含下列步骤:输入一外部交流电源与一外部直流电源至该服务器冷却系统(SlO)，以建立一驱动控制级的辅助电源(S12)，进而提供该驱动控制级所需的电力，并且控制该服务器冷却系统进入一待机状态(S14)。接着，先判断该外部交流电源是否正常(S16)，若该外部交流电源正常，则截止一直流控制开关与导通一交流控制开关(S18)，进而使该服务器冷却系统进入一交流操作状态(S20)，亦即，该服务器冷却系统通过该外部交流电源供电。值得一提，判断该外部交流电源是否正常系通过判断该外部交流电源的频率与振幅，以判断该外部交流电源是否正常，其中当该外部交流电源的频率与振幅皆为正常时，则视为该外部交流电源正常供电。此外，在步骤(S16)中，若该外部交流电源异常，则截止该交流控制开关与导通该直流控制开关(S22)。接着，判断该外部直流电源是否正常(S24)，若该外部直流电源正常，则该服务器冷却系统进入一直流操作状态(S26)，亦即，该服务器冷却系统通过该外部直流电源供电。值得一提，判断该外部直流电源是否正常系通过判断该外部直流电源的振幅，以判断该外部直流电源是否正常，其中当该外部直流电源的振幅正常时，则视为该外部直流电源正常供电。此外，在步骤(S24)中，若该外部直流电源异常，则控制一高压冷却装置(可为一高压压缩机)与一低压冷却装置(可为一低压风扇)为停止运转状态(S28)，并且系统送出警示通知(S30)，进而使该服务器冷却系统进入该待机状态(S14)。
[0077]请参见图6，系为本发明服务器冷却系统为交流供电的流程图。承上所述，步骤(S20)系为该服务器冷却系统进入该交流操作状态。接着，判断该外部交流电源是否正常(S32)，若该外部交流电源正常，则维持该服务器冷却系统为该交流操作状态(S20)。此外，在步骤(S32)中，若该外部交流电源异常，则控制该高压冷却装置与该低压冷却装置为停止运转状态(S34)，并且系统送出警示通知(S36)，截止该交流控制开关与导通该直流控制开关(S38)。接着，判断该外部直流电源是否正常(S40)，若该外部直流电源正常，则该服务器冷却系统进入该直流操作状态(S26)。此外，在步骤(S40)中，若该外部直流电源异常，则控制该高压冷却装置与该低压冷却装置为停止运转状态(S28)，并且系统送出警示通知(S30)，进而使该服务器冷却系统进入该待机状态(S14)。
[0078]请参见图7，为本发明服务器冷却系统为直流供电的流程图。承上所述，步骤(S26)系为该服务器冷却系统进入该直流操作状态。接着，判断该外部直流电源是否正常(S42)，若该外部直流电源正常，则判断该外部交流电源是否正常(S44)，若该外部交流电源异常，则维持该服务器冷却系统为该直流操作状态(S26)。此外，在步骤(S44)中，若该外部交流电源正常，则控制该高压冷却装置与该低压冷却装置为停止运转状态(S46)，并且系统送出警示通知(S48)，截止该直流控制开关与导通该交流控制开关(S50)，进而使该服务器冷却系统进入该交流操作状态(S20)。此外，在步骤(S42)中，若该外部直流电源异常，则控制该高压冷却装置与该低压冷却装置为停止运转状态(S28)，并且系统送出警示通知(S30)，进而使则该服务器冷却系统进入该待机状态(S14)。
[0079]请参见图8，系为本发明服务器冷却系统操作方法的完整流程图。亦即，图8系为上述图5、图6以及图7所有步骤的完整流程。值得一提，该服务器冷却系统系具有一控制器，提供该服务器冷却系统的判断、控制与处理的运作核心。该服务器冷却系统的完整操作所述如下:当该服务器冷却系统上电并完成进入该待机状态后(S14)，该控制器先检测该外部交流电源正常供电与否(S16)。若该外部交流电源的频率与振幅皆正常时，该控制器则截止该直流控制开关与导通该交流控制开关(S18)，通过该外部交流电源对该服务器冷却系统供电(该服务器冷却系统进入该交流操作状态)(S20)。之后，该控制器仍持续判断该外部交流电源的频率与振幅是否维持正常(S32)，若两者皆为正常，该服务器冷却系统则持续通过该外部交流电源供电(S20)。若一旦该控制器检测出该外部交流电源的频率与振幅有任一者为异常时，则视为该外部交流电源异常供电，因此，该控制器则停止运转该高压冷却装置(该高压压缩机)与该低压冷却装置(该低压风扇)(S34)，并且该控制器则发送通知(S36)，以警示该外部交流电源为异常供电。此时，该控制器则截止该交流控制开关与导通该直流控制开关(S38)，然后再检测该外部直流电源正常供电与否(S40)。若该外部直流电源的振幅异常时，该控制器则停止运转该高压冷却装置(该高压压缩机)与该低压冷却装置(该低压风扇)(S28)，并且该控制器则发送通知(S30)，以警示该外部交流电源与该外部直流电源皆为异常供电，然后该控制器则控制该服务器冷却系统进入该待机状态(S14)。若该外部直流电源的振幅正常时，则通过该外部直流电源对该服务器冷却系统供电(该服务器冷却系统进入该直流操作状态)(S26)。之后，该控制器仍持续判断该外部直流电源的振幅是否维持正常(S42)，若为正常，该控制器则再检测该外部交流电源正常供电与否(是否恢复正常供电)(S44)，若该外部交流电源尚未恢复正常供电，该服务器冷却系统则持续通过该外部直流电源供电(S26)。若该外部交流电源恢复正常供电，该控制器则停止运转该高压冷却装置(该高压压缩机)与该低压冷却装置(该低压风扇)(S46)，并且该控制器则发送通知(S48)，以警示该外部交流电源恢复正常供电，然后该控制器则截止该直流控制开关与导通该交流控制开关(S50)，通过该外部交流电源对该服务器冷却系统供电(S20)。
[0080]承上所述，当该外部直流电源对该服务器冷却系统供电时(S26)，若该控制器判断该外部直流电源的振幅为异常时，该控制器则停止运转该高压冷却装置(该高压压缩机)与该低压冷却装置(该低压风扇)(S28)，并且该控制器则发送通知(S30)，以警示该外部交流电源与该外部直流电源皆为异常供电，然后该控制器则控制该服务器冷却系统进入该待机状态(S14)。又承上所述，当该服务器冷却系统上电并完成进入该待机状态后(S14)，若该外部交流电源的频率与振幅有任一者为异常时，该控制器则截止该交流控制开关与导通该直流控制开关(S22)，然后再检测该外部直流电源正常供电与否(S24)。若该外部直流电源的振幅正常时，则通过该外部直流电源对该服务器冷却系统供电(S26)，反之，若外部直流电源的振幅异常时，该控制器则停止运转该高压冷却装置(该高压压缩机)与该低压冷却装置(该低压风扇)(S28)，并且该控制器则发送通知(S30)，以警示该外部交流电源与该外部直流电源皆为异常供电，然后该控制器则控制该服务器冷却系统进入该待机状态(S14)。
[0081]综上所述，本发明系具有以下的特征与优点:[0082]1、外部交流电源Vac优先供电:当该外部交流电源Vac供电时，若检测到该外部交流电源Vac仍为正常供电，则维持该服务器冷却系统由该外部交流电源供电；反之，当该外部直流电源Vdc供电时，若检测到该外部交流电源Vac恢复正常供电，则切换回该外部交流电源Vac对该服务器冷却系统供电；
[0083]2、使用寿命高:在该外部交流电源Vac供电与该外部直流电源Vdc供电的切换过程，会先停止运转该高压冷却装置Cl (该高压压缩机)与该低压冷却装置C2 (该低压风扇)，以确保该些冷却装置的安全运转并且增加其使用寿命；
[0084]3、增加供电弹性:通过该外部交流电源Vac与该外部直流电源Vdc共用的隔离式供电选择控制架构，可以在外部交流电源Vac与该外部直流电源Vdc隔离的条件下，让系统更具弹性(flexibility),可依供电环境选择使用该外部交流电源Vac或该外部直流电源Vdc ；
[0085]4、提高供电可靠度:当该外部交流电源Vac发生异常时，通过自动切换至该外部直流电源Vac供电，可增加系统正常运作的工作电源范围，也可依实际供电环境条件，选择最佳的系统供电方式，以提高供电可靠度(reliability);及
[0086]5、确保供电安全性:通过隔离式的供电架构，使得该外部交流电源Vac与该外部直流电源Vdc无同时共地供电的情况发生，除了确保供电安全性(safety)之外，隔离式供电架构也可提供交流与直流电源需要隔离的电源环境中应用。
[0087]惟，以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与图式，惟本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以下述的申请专利范围为准，凡合于本发明申请专利范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中，任何熟悉该项技艺者在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在以下本案的专利范围。
【权利要求】
1.一种具有交流与直流供电的服务器冷却系统，系电性连接一外部交流电源与一外部直流电源，以驱动至少一高压冷却装置与至少一低压冷却装置，该服务器冷却系统系包含: 一交流输入子系统，系接收该外部交流电源，以提供一第一直流电压与一第二直流电压，其中，该第二直流电压系降压转换该第一直流电压所得； 一直流输入子系统，系接收该外部直流电源，以提供一第三直流电压与一第四直流电压，其中，该第四直流电压系升压转换该第三直流电压所得；及 一驱动控制子系统，系电性连接该交流输入子系统与该直流输入子系统，并且接收该第一直流电压、该第二直流电压、该第三直流电压以及该第四直流电压； 其中，当该外部交流电源正常供电时，该驱动控制子系统系控制该第一直流电压与该第二直流电压分别对该高压冷却装置与该低压冷却装置供电；当该外部交流电源异常供电而该外部直流电源正常供电，该驱动控制子系统系控制该第四直流电压与该第三直流电压分别对该高压冷却装置与该低压冷却装置供电。
2.如申请专利范围第I项所述的服务器冷却系统，其中该交流输入子系统系包含: 一交流控制开关，系接收该外部交流电源； 一第一电磁干扰滤 波器，系电性连接该交流控制开关，以消除该外部交流电源的噪声； 一第一整流电路，系电性连接该第一电磁干扰滤波器，以整流该外部交流电源，进而输出该第一直流电压 '及 一降压电路，系电性连接该第一整流电路，以接收该第一直流电压并且降压转换该第一直流电压，进而输出该第二直流电压； 其中，该直流输入子系统系包含: 一第二电磁干扰滤波器，系接收该外部直流电源，以消除该外部直流电源的噪声，并输出一低压辅助电源； 一直流控制开关，系电性连接该第二电磁干扰滤波器，以导入该外部直流电源为一第三直流电压；及 一升压电路，系电性连接该直流控制开关，以接收该第三直流电压并且升压转换该第三直流电压，进而输出该第四直流电压；及其中，该驱动控制子系统系包含: 一控制器； 一高压驱动电路，系电性连接该控制器、该第一整流电路以及该升压电路，以驱动该高压冷却装置；及 一低压驱动电路，系电性连接该控制器、该直流控制开关以及该降压电路，以驱动该低压冷却装置。
3.如申请专利范围第2项所述的服务器冷却系统，其中该交流输入子系统系更包含: 一第二整流电路，系接收该外部交流电源，以整流该外部交流电源，并且输出一高压辅助电源； 一零交越检测电路，系接收该外部交流电源，以检测该外部交流电源的零交越点，并且输出一零交越点信号；及一交流电压检测电路，系接收该外部交流电源，以检测该外部交流电源的电压振幅，并且输出一交流电压信号； 其中，该直流输入子系统系更包含: 一直流电压检测电路，系通过该直流控制开关与该第二电磁干扰滤波器接收该外部直流电源，以检测该外部直流电源的电压振幅，并且输出一直流电压信号； 其中，该驱动控制子系统系更包含: 一高压辅助电源转换器，系接收该高压辅助电源，并且转换该高压辅助电源的电压振幅，以提供该驱动控制子系统所需的电力 '及 一低压辅助电源转换器，系接收该低压辅助电源，并且转换该低压辅助电源的电压振幅，以提供该驱动控制子系统所需的电力。
4.如申请专利范围第3项所述的服务器冷却系统，其中当该外部交流电源与该外部直流电源输入至该服务器冷却系统时，该交流输入子系统与该直流输入子系统系分别提供该高压辅助电源与该低压辅助电源至该驱动控制子系统，该控制器则控制该服务器冷却系统进入一待机状态。
5.如申请专利范围第3项所述的服务器冷却系统，其中当该控制器检测该外部交流电源正常供电时，该控制器则截止该直流控制开关与导通该交流控制开关，进而控制该服务器冷却系统进入一交流操 作状态； 其中当该控制器检测该外部交流电源异常供电而该外部直流电源正常供电时，该控制器则截止该交流控制开关与导通该直流控制开关，进而控制该服务器冷却系统进入一直流操作状态； 其中当该控制器检测该外部交流电源与该外部直流电源皆异常供电时，该控制器则控制该服务器冷却系统进入该待机状态。
6.如申请专利范围第5项所述的服务器冷却系统，其中该控制器系根据该零交越点信号，判断该外部交流电源的频率是否正常，并且根据该交流电压信号判断该外部交流电源的振幅是否正常，其中当该外部交流电源的频率与振幅皆为正常时，则视为该外部交流电源正常供电，当该外部交流电源的频率与振幅任一者为异常时，则视为该外部交流电源异常供电。
7.如申请专利范围第5项所述的服务器冷却系统，其中该控制器系根据该直流电压信号判断该外部直流电源的振幅是否正常，其中当该外部直流电源的振幅正常时，则视为该外部直流电源正常供电，当该外部直流电源的振幅异常时，则视为该外部直流电源异常供电。
8.如申请专利范围第I项所述的服务器冷却系统，其中该高压冷却装置系为一高压压缩机，该低压冷却装置系为一低压风扇。
9.一种具有交流与直流供电的服务器冷却系统的操作方法，系包含下列步骤: (a)输入一外部交流电源与一外部直流电源至该服务器冷却系统，以建立一驱动控制级的辅助电源，并且控制该服务器冷却系统进入一待机状态； (b)判断该外部交流电源是否正常，若该外部交流电源正常，则截止一直流控制开关与导通一交流控制开关，进而使该服务器冷却系统进入一交流操作状态； (c)若该外部交流电源异常，则截止该交流控制开关与导通该直流控制开关；(d)判断该外部直流电源是否正常，若该外部直流电源正常，则该服务器冷却系统进入一直流操作状态；及 (e)若该外部直流电源异常，则该服务器冷却系统进入该待机状态。
10.如申请专利范围第9项所述的服务器冷却系统操作方法，其中，在步骤(b)中，当该服务器冷却系统进入该交流操作状态后，系包含下列步骤: (bl)判断该外部交流电源是否正常，若该外部交流电源正常，则维持该服务器冷却系统为该交流操作状态； (b2)若该外部交流电源异常，则截止该交流控制开关与导通该直流控制开关； (b3)判断该外部直流电源是否正常，若该外部直流电源正常，则该服务器冷却系统进入该直流操作状态；及 (b4)若该外部直流电源异常，则该服务器冷却系统进入该待机状态。
11.如申请专利范围第9项所述的服务器冷却系统操作方法，其中，在步骤(d)中，当该服务器冷却系统进入该直流操作状态后，系包含下列步骤: (dl)判断该外部直流电源是否正常，若该外部直流电源正常，则判断该外部交流电源是否正常，若该外部交流电源异常，则维持该服务器冷却系统为该直流操作状态； (d2)若该外部交流电源正常，则截止该直流控制开关与导通该交流控制开关，进而使该服务器冷却系统进入该交流操作状态；及 (d3)若该外部直流电源异常，则该服务器冷却系统进入该待机状态。`
12.如申请专利范围第9项所述的服务器冷却系统操作方法，其中，在步骤(b)中，通过判断该外部交流电源的频率与振幅，以判断该外部交流电源是否正常，其中当该外部交流电源的频率与振幅皆为正常时，则视为该外部交流电源正常供电，当该外部交流电源的频率与振幅任一者为异常时，则视为该外部交流电源异常供电。
13.如申请专利范围第9项所述的服务器冷却系统操作方法，其中，在步骤(d)中，通过判断该外部直流电源的振幅，以判断该外部直流电源是否正常，其中当该外部直流电源的振幅正常时，则视为该外部直流电源正常供电，当该外部直流电源的振幅异常时，则视为该外部直流电源异常供电。
【文档编号】H02J9/06GK103730946SQ201210387120
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年10月12日 优先权日:2012年10月12日
【发明者】陈衍璋, 李建忠, 黄振祐, 曾裕杰 申请人:台达电子工业股份有限公司