专利名称：供电设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及供配电领域，尤其涉及ー种供电设备。
背景技术：
在通信技术领域中，信息通信设备的工作离不开稳定的电源，其中信息通信设备所使用的电源种类分为交流和直流，相对应的则需要采用交流电源设备或直流电源设备对信息通信设备进行供电。对于通过交流电源设备进行供电的信息通信设备，为提高供电的可靠性，通常需要支持输入电源的1+1备份(例如双路交流电网)以及交流/直流转换单元的N+N备份，即一路输入电源给N个交流/直流转换单元供电，另外一路输入电源为另外N个交流/直流转换单元供电，从而确保在一路输入电源故障或者I个交流/直流转换单元故障时，信息通信设备可以正常工作。 现有技术中，为实现直流/交流转换单元的N+N备份，在电源设备上会设置有相对应的2N个交流/直流转换单元，一路输入电源会连接其中的N个交流/直流转换单元，而另一路输入电源连接另外的N各交流/直流转换单元，以将交流电源转换成直流电源对负载进行供电，在每个交流/直流转换单元中，设置有多个功能模块以实现交流到直流的转换，然而多个功能模块的重复设置不仅扩大了电源设备所占用的空间，还提高了电源设备的成本。
发明内容
本发明的实施例提供一种节省空间面积和成本的供电设备。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案ー种供电设备，包括直流输出端并联的多个交流/直流转换单元；所述交流/直流转换单元，包括顺序连接的第一交流输入端、第一电磁干扰(ElectroMagnetic Interference,以下简称EMI)滤波及防护模块、第一整流単元和第一功率因数校准(Power FactorCorrection,以下简称PFC)模块；顺序连接的第二交流输入端、第二 EMI滤波及防护模块、第二整流模块和第二 PFC模块；合路模块，所述合路模块分别连接所述第一 PFC模块和所述第二 PFC模块；直流/直流转换模块连接所述直流输出端和所述合路模块；所述整流模块，用于将输入的交流电整流为直流电；所述PFC模块，用于检测并消除所述直流电中的高频谐波的干扰；所述合路模块，用于根据合路模块两端的电压进行切換，使所述第一 PFC模块与所述直流/直流转换模块导通和/或第二 PFC模块与所述直流/直流转换模块导通；所述直流/直流转换模块，用于将所述直流电转换为所需要的目标直流电。
本发明实施例提供的供电设备，分别通过设置于同一交流/直流转换单元中不同的EMI滤波及防护模块、整流模块和PFC模块，滤除输入的交流电中的干扰信号，对交流电进行整流和PFC，以形成稳定的直流电，并将合路模块输出的直流电通过共用的直流/直流转换模块转换为所需要的目标直流电，对所连接的负载进行供电，避免了在供电设备中重复设置成本较高且占用空间较大的直流/直流转换模块，以降低了供电设备的成本，減少了供电设备所占用的空间。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的ー些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明实施例所述的供电设备的结构示意图；
图2为本发明实施例I所述的交流/直流转换单元的结构示意图；图3为本发明实施例2所述的合路模块采用ニ极管的交流/直流转换单元的结构示意图；图4为本发明实施例3所述的合路单元采用MOSFET的交流/直流转换单元的结构示意图；图5为本发明实施例4所述的供电设备的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例供电设备进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例Iー种供电设备，在如图I所示的场景中，包括直流输出端并联的多个交流/直流转换单元；所述交流/直流转换单元,如图2所示,包括顺序连接的第一交流输入端、第一 EMI滤波及防护模块、第一整流単元和第一 PFC模块；顺序连接的第二交流输入端、第二 EMI滤波及防护模块、第二整流模块和第二 PFC模块；合路模块，所述合路模块分别连接所述第一 PFC模块和所述第二 PFC模块；直流/直流转换模块连接所述直流输出端和所述合路模块；所述整流模块，用于将输入的交流电整流为直流电；所述PFC模块，用于检测并消除所述直流电中的高频谐波的干扰；所述合路模块，用于根据合路模块两端的电压进行切換，使所述第一 PFC模块与所述直流/直流转换模块导通和/或所述第二 PFC模块与所述直流/直流转换模块导通；
所述直流/直流转换模块，用于将所述直流电转换成所需要的目标直流电；所述EMI滤波及防护模块，用于滤除输入供电设备的干扰信号以及由供电设备内部的电子元件所产生的干扰信号。所述并联的直流输出端连接信息通信设备内部的负载，所述负载的总功率为Ptotai,每个交流/直流转换单元的额定输出功率为P-。当Ptrtal和Pwt的比值为整数时，所
述供电设备，包括N个交流/直流转换单元，其中# = f ;例如，当负载的总功率Ptotal为 1000瓦，每个交流/直流转换单元的额定输出功率Pwt为200瓦时，则所述供电设备，通过5个交流/直流转换单元为负载进行供电便可以满足负载功率的需求。当Ptotal和Pwt的比
值为非整数时，所述供电设备，包括N个交流/直流转换单元，其中# = > +1;例如，当负
OUt
载的总功率Ptotal为1000瓦，每个交流/直流转换单元的额定输出功率Ptjut为180瓦吋，则所述供电设备，需要通过6个交流/直流转换单元才可以满足负载所需要的功率。第一交流输入端和第二交流输入端由两路不同的交流电作为输入电源进行配电，例如第一交流输入端可以由公共电网进行配电，而第二交流输入端可以由不间断电源进行配电；进行配电时，分别对不同的输入电源输入的交流电进行分流，再分别从N个交流/直流转换单元的第一交流输入端和第二交流输入端输入至供电设备中，例如来自公共电网的交流电通过N个交流/直流转换单元的第一交流输入端输入，来自不间断电源的交流电通过N个交流/直流转换单元的第二交流输入端输入。为使描述更加清楚，以ー个交流/直流转换单元为例进行描述。交流电输入供电设备中后，首先通过交流/直流转换单元中的EMI滤波及防护模块滤除交流电中的干扰信号，并且为供电设备提供雷击保护，以保护供电设备不受干扰信号的影响，所述干扰信号可能由作为输入电源的公共电网或不间断电源产生，也可能由供电设备内部的各模块中的电子元件产生；然后通过整流模块对滤波后的交流电进行整流，将交流电转换为直流电；再通过PFC模块检测滤波和整流后的交流电所作用的电路中的高频谐波分量，并通过产生ー个与所述高频谐波分量幅度相同、相位相反的谐波分量抵消所述电路中无用的高频谐波分量，以此減少供电设备中产生的无功功率，提高供电设备的转换效率，并且避免高频谐波分量的干扰影响元器件的正常工作，其中根据实际情况第一 PFC模块和第二 PFC模块可选用主动式的PFC模块或被动式的PFC模块，在此不对其进行限制；其次，合路模块根据其两端的电压进行切換，使所述第一 PFC模块与所述直流/直流转换模块和/或第二 PFC模块导通与所述直流/直流转换模块导通，例如，当第一 PFC模块处A点的直流电的电压为312伏、第二 PFC模块处B点的直流电的电压为310伏吋，则可通过直流电的电压较高的A点的直流电对负载进行供电，该A点的直流电通过对第一交流输入端所提供的交流电进行干扰信号的滤波、整流和PFC后获得；最后，通过直流/直流转换模块将312伏的直流电转换成稳定的-48伏目标直流电，对负载进行供电，其中针对不同的负载，需要不同电压的目标直流电，因此直流/直流转换模块中的元件參数也不同，例如电信设备所需要的直流电为-48伏，服务器所需要的直流电为12伏等。当第一交流输入端所输入的交流电故障，即公共电网所提供的交流电出现异常时，第一交流输入端I、第一交流输入端2......第一交流输入端N输入的交流电故障；此时，可以得知第一交流输入端所对应的交流电输入电压下降，并超出交流/直流转换单元所允许的输入电压的范围，则交流/直流转换单元停止使用第一交流输入端所输入的交流电，切換使用第二交流输入端所输入的交流电，并将该交流电转换为所需要的目标直流电对负载进行供电，以此使供电设备实现输入电源的备份。另外，在实际应用过程中，根据第一交流输入端和第二交流输入端输入的交流电所获取的直流电的电压的差值较小吋，即A点和B点的电压的差值较小；此时，对于交流/直流转换单元，可同时使用第一交流输入端和第二交流输入端输入的交流电，并通过转换出的目标直流电对负载进行供电；当一路输入电源出现故障时，例如第一交流输入端所输入的交流电故障吋，B点的直流电的电压会下降，并超出交流/直流转换单元所允许的输入电压的范围，无法继续使用，则交流/直流转换单元停止使用出现故障的公共电网所对应的第一交流输入端输入的交流电，只使用第二交流输入端输入的交流电，并对第二交流输入端输入的交流电进行转换，从而获取所需要的目标直流电。
本发明实施例提供的供电设备，分别通过设置于同一交流/直流转换单元中不同的EMI滤波及防护模块、整流模块和PFC模块，滤除输入的交流电中的干扰信号，对交流电进行整流和PFC，以形成稳定的直流电，并将合路模块输出的直流电通过共用的直流/直流转换模块转换为所需要的目标直流电，对所连接的负载进行供电，避免了在供电设备中重复设置成本较高且占用空间较大的直流/直流转换模块，以降低了供电设备的成本，減少了供电设备所占用的空间。实施例2根据实施例I所述的供电设备通过合路模块实现输入的交流电的切換的场景，可选的，所述合路模块，可如图3所示，包括两个ニ极管，所述两个ニ极管的阳极分别连接第一 PFC模块和第二 PFC模块，阴极与所述直流/直流转换模块连接。以ー个交流/直流转换单元为例进行描述，当A点的电压为312伏，B点的电压为310伏时，根据ニ极管单向导通的特性，第一 PFC模块所连接的ニ极管导通；此时，在第一PFC模块所连接的ニ极管上产生压降，例如I伏，则C点的电压为311伏；B点与C点的电压差小于I伏，则与B点所对应的ニ极管关断，只使用A点的直流电。当通过第一交流输入端输入的交流电故障，使A点和C点的电压下降，并超出交流/直流转换单元所允许的输入电压的范围吋，C点的电压低于B点的电压，则与B点所对应的ニ极管导通，切換使用第二交流输入端所输入的交流电，通过交流/直流转换装置转换为目标直流电对负载进行供电，从而实现第二交流输入端和第一交流输入端相对应的输入电源切換使用。根据上述过程，在N个交流/直流转换单元中进行与上述相类似的动作，以实现N个交流/直流转换单元中两路输入电源间的切換。所述合路模块通过ニ极管实现对第一交流输入端和第二交流输入端所输入的交流电进行切换时，合路模块的电路较为简单，控制较容易实现，进一歩降低了包含多个交流/直流转换单元的供电设备的成本。实施例3根据实施例I所述的供电设备通过合路模块实现输入的交流电的切換的场景，可选的，所述合路模块，可如图4所示，包括在所述第一 PFC模块和所述直流/直流转换模块之间以及所述第二 PFC模块和所述直流/直流转换模块之间设置有两个金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,以下简称M0SFET);所述MOSFET的源极和漏极分别连接PFC模块和直流/直流转换模块。所述的供电设备，包括合路检测模块，分别连接所述第一 PFC模块、第二 PFC模块和直流/直流转换模块；合路控制模块，分别连接所述合路检测模块和所述两个MOSFET的栅极。为使描述更加清晰，以ー个交流/直流转换单元为例进行描述，在供电设备开始 工作时，合路控制模块处于默认工作方式，即任一打开合路模块中的M0SFET，例如打开与第ニ交流输入端相对应的M0SFET，则B点的电压通过MOSFET加载于C点，此时在该MOSFET上存在ー个较小的压降，例如0. 2伏；合路检测模块对合路模块两端A点、B点和C点的电压进行检测，例如A点电压为311伏、B点电压为310伏、C点电压为309. 8伏；当合路检测模块检测A点的电压大于C点的电压伏时，通过合路控制模块控制MOSFET实现MOSFET的导通与关断，从而切換使用电压差较大的A点所对应的第一交流输入端所输入的交流电，使直流/直流转换模块根据该A点的直流电转换出目标直流电对负载进行供电。当通过第一交流输入端输入的交流电故障，使A点和C点的电压下降时，合路检测模块检测到B点的电压大于C点的电压，则合路模块切换输出B点的直流电，并通过直流/直流转换模块将合路模块输出的直流电进行转换为目标直流电，对所连接的负载进行稳定的供电。根据上述过程，在N个交流/直流转换单元中进行与上述相类似的动作，以实现N个交流/直流转换单元中两路输入电源间的切換。另外，在实际应用中，可能存在两路输入电源所输入的交流电的电压差值较小，从而使N个交流/直流转换单元同时使用两路输入电源所输入的交流电的情況。通过合路检测模块检测合路模块两端的电压，并通过合路控制模块控制合路模块中的MOSFET的导通,从而实现切换使用第一交流输入端和第二交流输入端所输入的交流电，并且因为MOSFET的特性，使直流电在MOSFET上的损耗较小，提高了供电设备的转换效率。实施例4根据实施例1-3任一所述的供电设备，当ー个交流/直流转换单元整体损坏时，会出现交流/直流转换单元无法正常输出负载所需要的功率，则会导致对负载的供电不足而无法正常运转的情況，进ー步的，为解决上述问题，所述供电设备，如图5所示，包括N+1个交流/直流转换单元。在正常工作吋，N+1个交流/直流转换单元的直流输出端在内部的直流/直流转换模块的作用下可实现N+1个直流/直流转换模块之间的直流电的电流进行均流，以避免ー个交流/直流转换单元直流输出端的电流过大从而使交流/直流转换单元出现过载保护的情况；在所述供电设备中的单个交流/直流转换单元整体出现损坏，例如，交流/直流转换单元I出现问题时，交流/直流转换单元I无法为负载提供目标直流电；此时，通过每个交流/直流转换单元中的直流/直流转换模块对直流输出端的电压和电流进行检测，提高未故障的N个交流/直流转换单元直流输出端的输出电流，保持供电设备输出的功率不变，进ー步提升了供电设备供电的可靠性。本发明实施例提供的供电设备，分别通过设置于同一交流/直流转换单元中不同的EMI滤波及防护模块、整流模块和PFC模块，滤除输入的交流电中的干扰信号，对交流电进行整流和PFC，以形成稳定的直流电，并将合路模块输出的直流电通过共用的直流/直流转换模块转换为所需要的目标直流电，对所连接的负载进行供电，避免了在供电设备中重复设置成本较高且占用空间较大的直流/直流转换模块，以降低了供电设备的成本，減少了供电设备所占用的空间。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种供电设备，包括直流输出端并联的多个交流/直流转换单元，其特征在于，所述交流/直流转换单元，包括 顺序连接的第一交流输入端、第一电磁干扰滤波及防护模块、第一整流单元和第一功率因数校准模块； 顺序连接的第二交流输入端、第二电磁干扰滤波及防护模块、第二整流模块和第二功率因数校准模块； 合路模块，所述合路模块分别连接所述第一功率因数校准模块和所述第二功率因数校准丰吴块； 直流/直流转换模块连接所述直流输出端和所述合路模块； 所述整流模块，用于将输入的交流电整流为直流电； 所述功率因数校准模块，用于检测并消除所述直流电中的高频谐波的干扰； 所述合路模块，用于根据合路模块两端的电压进行切换，使所述第一功率因数校准模块与所述直流/直流转换模块导通和/或所述第二功率因数校准模块与所述直流/直流转换模块导通； 所述直流/直流转换模块，用于将所述直流电转换为所需要的目标直流电。
2.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，所述合路模块，包括 两个二极管，所述两个二极管的阳极分别连接第一功率因数校准模块和第二功率因数校准模块，阴极与所述直流/直流转换模块连接。
3.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，所述合路模块，包括 在所述第一功率因数校准模块和所述直流/直流转换模块之间以及所述第二功率因数校准模块和所述直流/直流转换模块之间设置有两个金属氧化物半导体场效应管；所述金属氧化物半导体场效应管的源极和漏极分别连接功率因数校准模块和直流/直流转换模块。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，还包括 合路检测模块，分别连接所述第一功率因数校准模块、第二功率因数校准模块和直流/直流转换模块。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，还包括 合路控制模块，分别连接所述合路检测模块和所述两个金属氧化物半导体场效应管的栅极。
6.根据权利要求1-5任一所述的设备，其特征在于，所述负载的总功率为Pttrtal，每个交流/直流转换单元的额定输出功率为Ptjut ； 当Pttrtal和的比值为整数时，所述供电设备，包括=N个所述交流/直流转换单元，其中况=^。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，当Ptcjtal和的比值为非整数时，所述供电设备，包括Ν个所述交流/直流转换单元，其中# = t +1。out
8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，包括N+1个所述交流/直流转换单j Li ο
9.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，所述第一功率因数校准模块为主动式功率因数校准模块或被动式所述功率因数校准模块。
10.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，所述第二功率因数校准模块为主动式功率因数校准模块或被动式所述功率因数校准模块。
全文摘要
本发明公开了一种供电设备，属于供配电领域，为解决现有技术中供电设备占用的空间较大，成本较高的问题而设计。一种供电设备，包括直流输出端并联的多个交流/直流转换单元；所述交流/直流转换单元，包括顺序连接的第一交流输入端、第一电磁干扰滤波及防护模块、第一整流单元和第一功率因数校准模块；顺序连接的第二交流输入端、第二电磁干扰滤波及防护模块、第二整流模块和第二功率因数校准模块；合路模块，所述合路模块分别连接所述第一功率因数校准模块和所述第二功率因数校准模块；直流/直流转换模块连接所述直流输出端和所述合路模块。
文档编号H02J9/06GK102710010SQ201210162160
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者方庆银 申请人:华为技术有限公司