专利名称：具有备用电源的电源系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源系统，特别涉及一种具有备用电源的电源系统。
背景技术：
在许多关键行业，譬如银行、电信、证券等，为保障在线交易和后台数据库等的安 全与稳定，必须要求支撑这些重要业务的存储设备能全天候连续稳定地工作，实现24小时 的不间断运行。但存储设备连续稳定运行的前提就是其供电电源具有极高的可靠性。一般 来说，在上述提到的关键行业中，单电源往往无法胜任存储系统苛刻的供电要求，更普遍的 情况是，这些存储设备都采用了双电源并联供电系统。例如在专利号为02242346. X的中国 专利文献中，申请人华硕电脑股份有限公司提供了一种成本低廉的具有备用电源的电源供 应系统，以向计算机供电。备用电源自动投切装置(简称备自投)是保证双电源并联供电系统持续可靠供电 的重要措施，其作用是当工作电源发生故障时，能自动而迅速地将备用电源投入，或将负载 切换到备用电源上，使供电不致中断，确保工作电源正常运行，从而使一些重要负载(例如 内存)不至于因断电而造成数据的丢失。这种供电方式已在各行业中得到广泛应用，如在 专利号为200620030640.8的中国专利文献中，公开了一种用于交通信号灯的备用电源自 动投切装置，以确保在市电掉电时交通信号灯的正常工作。而目前，各类设备较为常用的电源系统如图1所示，其主要包括备用电源模块 (Standby Power System, SPS)和电源供应模块(Power Supply Unit, PSU)两大部分，其中， SPS模块包括充电电池、向所述充电电池充电的充电器单元、监测单元、升压单元、以及AC/DC 开关，AC/DC开关的结构如图2所示。其中，ACAC/DC开关的第一输入端(Inl)接至交流电源， ACAC/DC开关的第二输入端(In2)接至升压单元的输出端。当输入的交流电源(即市电)供 电正常时，由市电提供的交流电被送入SPS单元，一方面对充电电池充电，另一方面由监控单 元发出控制信号(Con)，使AC/DC开关连接在第一输入端，进而使输入的交流电直接输入至 PSU模块，再由PSU模块经过转换后向存储器供电；而当市电断电时，监控单元则控制AC/DC 开关连接在第二输入端，使充电电池升压后向PSU模块供电。为了尽可能降低存储器断电的 风险，还常常设置多个PSU模块，如图3所示，电源系统设置了并联的PSU模块1和PSU模块 2，如此当其中一者发生故障时，仍可由另一 PSU模块供电。同时当其中某个PSU模块(例如 PSU模块1)异常或需要检测时，均可在不影响系统供电的情况下将PSU模块1移除，实现PSU 模块的热插拔。然而，当SPS模块由于发生故障或需要检测而被移除时，即使市电供电正常， 也将使各PSU模块断电，进而使存储器的数据丢失，给用户造成巨大的损失。因此，如何进一步提高用于各类存储设备(例如服务器的内存、存储器等)的电源 系统的可靠性，实已成为当前研究人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有备用电源的电源系统，以实现备用电源模块的热插拔，提高供电的可靠性。为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的一具有备用电源的电源系统，包括 备用电源模块和第一电源供应模块，其中，所述备用电源模块仅具有交流电源输入端、备用 电源供电单元、及监控输入的交流电源是否断电以便提供控制信号的监控单元；所述第一 电源供应模块具有交流电源输入端、与所述备用电源供电单元的输出端相连接且受所述控 制信号控制以便在所述备用电源供电单元提供的电源和所述交流电源输入端接入的电源 中选择一者的受控单元、及用于将所述受控单元所选择的电源进行相应变换以输出负载所 需电源的转换单元。所述受控单元可为受控的双刀开关，当为双刀双掷开关时，其一输入端与所述备 用电源供电单元输出端相连接，另一输入端与所述交流电源输入端相连接，其控制端与所 述监控单元的输出端相连接。较佳的，所述具有备用电源的电源系统还可包括与所述第一电源供应模块结构 相同的第二电源供应模块。较佳的，备用电源供电单元可包括充电电池、用于将所述充电电池输出的电压升 压以输出至受控单元的升压单元、及与所述交流电源输入端向连接且用于向所述充电电池 充电的充电单元；充电电池可为铅酸电池、镍氢电池或锂离子电池等；负载可为存储器或 服务器等。此外，所述监控单元可包括用于判断自身工作状态是否正常以发出控制信号的状 态判断子单元、和用于延迟发送所述控制信号的延迟子单元。综上所述，本发明的具有备用电源的电源系统通过将设置在备用电源模块的受控 单元改设在电源供应模块，即可实现备用电源模块的热插拔，提高向负载供电的可靠性。
图1为现有具有备用电源的电源系统的结构示意图。图2为现有具有备用电源的电源系统所采用的双刀双掷开关的结构示意图。图3为现有具有备用电源的电源系统设置有多个电源供应模块的结构示意图。图4为本发明的具有备用电源的电源系统的基本结构示意图。
具体实施例方式以下将通过具体实施例来详细说明本发明的具有备用电源的电源系统的结构。请参阅图4，本发明的具有备用电源的电源系统至少包括备用电源模块、第一电 源供应模块、及第二电源供应模块(为简化图示，图4中未示出)所述备用电源模块仅具有接入交流电源的交流电源接入端、备用电源单元、及监 控输入的交流电源是否断电以便提供控制信号的监控单元。所述备用电源单元包括充电电 池和向所述充电电池充电的充电单元，而充电单元和所述监控单元都与所述交流电源输入 端相连接，两者的内部结构都已为本领域技术人员所知悉，在此不再详述。所述充电电池可 采用铅酸电池，也可为其他类型的充电电池，例如，镍氢电池或锂离子电池等。所述第一电源供应模块具有接入交流电源的交流电源输入端、包括与所述监控单 元和充电电池相连接的受控单元和转换单元，其中，所述受控单元可为双刀开关，当其为双刀双掷受控开关时(如图2所示)，其一输入端(Inl)与充电电池相连接，另一输入端(In2) 与所述交流电源输入端相连接，其控制端(Con)与所述监控单元输出端相连接；所述转换 单元用于将所述受控单元接入的充电电池的电源或输入的交流电源进行相应变换以输出 负载所需电源(此转换技术已为本领域技术人员所熟悉，故在此不再详述)。所述负载可为 服务器，也可为存储器等。在本实施例中，其为存储器。所述第二电源供应模块采用与所述第一电源供应模块相同的结构，其与所述备用 电源模块的连接方式参照所述第一电源供应模块与所述备用电源模块的连接，故在此不再 重述，其可作为所述第一电源供应模块的备份，也可与所述第一电源供应模块共同向负载
{共 O所述具有备用电源的电源系统的工作原理为当输入的交流电源正常时，所述监 控单元输出的控制信号使所述双刀双掷受控开关的输入端连接在交流电源输入端，故输入 的交流电源直接接入所述第一电源供应模块和第二电源供应模块的转换单元进行转换，以 形成存储器所需的电源；而当输入的交流电源断电时，所述监控单元输出的控制信号使所 述双刀双掷受控开关的输入端连接在充电电池输出端，故充电电池电源接入所述第一电源 供应模块和第二电源供应模块的转换单元进行转换，以形成存储器所需的电源。由上所述，当备用电源模块发生故障而被移出时，由于交流电源直接接入电源供 应模块，故可保证存储器得到相应的供电，实现备用电源模块的热插拔。然而，为避免在所 述双刀双掷开关在切换中的不稳定，可在所述监控单元中增设用于判断其自身工作状态是 否正常的状态判断子单元和用于延迟发送所述控制信号的延迟子单元。例如，当所述状态 判断子单元判断出其自身工作不正常，则所述监控单元根据此状态指示不发送控制信号， 以避免在移出备用电源模块时因误操作而导致双刀双掷开关转向充电电池的输出端，致使 市电正常却使第一电源供应模块断电。而增设延迟子单元也可避免插拔备用电源模块时的 误操作。综上所述，本发明的具有备用电源的电源系统通过将设在备用电源模块的受控单 元移至电源供应模块，即可实现备用电源模块的热插拔，方便对备用电源模块的检测与维 修，同时也提高了电源系统的可靠性。上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉 此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发 明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
一种具有备用电源的电源系统，其特征在于包括备用电源模块，仅具有交流电源输入端、备用电源供电单元、及监控输入的交流电源是否断电以便提供控制信号的监控单元；具有交流电源输入端的第一电源供应模块，包括与所述备用电源供电单元的输出端相连接且受所述控制信号控制以便在所述备用电源供电单元提供的电源和所述交流电源输入端接入的电源中选择一者的受控单元、及用于将所述受控单元所选择的电源进行相应变换以输出负载所需电源的转换单元。
2.如权利要求1所述的具有备用电源的电源系统，其特征在于所述受控单元为受控 的双刀开关。
3.如权利要求2所述的具有备用电源的电源系统，其特征在于所述受控的双刀开关 为受控的双刀双掷开关，其一输入端与所述备用电源供电单元输出端相连接，另一输入端 与所述交流电源输入端相连接，其控制端与所述监控单元的输出端相连接。
4.如权利要求1所述的具有备用电源的电源系统，其特征在于所述备用电源供电单 元包括充电电池、将所述充电电池输出的电压升压以输出至所述受控单元的升压单元、及 与所述交流电源输入端相连接且用于向所述充电电池充电的充电单元。
5.如权利要求1或4所述的具有备用电源的电源系统，其特征在于还包括与所述第 一电源供应模块结构相同且与所述备用电源供电单元的连接方式也与所述第一电源供应 模块相同的第二电源供应模块。
6.如权利要求4所述的具有备用电源的电源系统，其特征在于 电池。
7.如权利要求4所述的具有备用电源的电源系统，其特征在于 电池。
8.如权利要求4所述的具有备用电源的电源系统，其特征在于 子电池。
9.如权利要求1所述的具有备用电源的电源系统，其特征在于 于判断自身工作状态是否正常的状态判断子单元。
10.如权利要求1或9所述的具有备用电源的电源系统，其特征在于所述监控单元包 括用于延迟发送所述控制信号的延迟子单元。
11.如权利要求1所述的具有备用电源的电源系统，其特征在于所述负载为存储器。
12.如权利要求1所述的具有备用电源的电源系统，其特征在于所述负载为服务器。所述充电电池为铅酸 所述充电电池为镍氢 所述充电电池为锂离 所述监控单元包括用
全文摘要
本发明提供的具有备用电源的电源系统，包括备用电源模块和第一电源供应模块，其中，所述备用电源模块仅具有交流电源输入端、备用电源供电单元、及监控输入的交流电源是否断电以便提供控制信号的监控单元，而所述第一电源供应模块具有交流电源输入端、与所述备用电源供电单元的输出端相连接且受所述控制信号控制以便将所述备用电源供电单元提供的电源接入的受控单元、及用于将接入的所述备用电源供电单元电源或输入的交流电源进行相应变换以输出负载所需电源的转换单元，由于受控单元设置在第一电源供应模块，可实现备用电源模块的热插拔，进而提高向负载供电的可靠性。
文档编号H02J9/04GK101888112SQ20091005138
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者张庆友 申请人:加弘科技咨询(上海)有限公司