[发明专利]为开关供电设备选择单个交流电源

说明书

技术领域

本发明涉及供电设备，更具体地说，涉及提供交流(“AC”)冗余的低成本、高效供电设备。

背景技术

供电设备(有时被称为供电设备单元或PSU)是把电能或者其它类型的能量提供给输出负载或者一组负载的装置或系统。在一些实施例中，供电设备可被配置成把电力从一种形式转换成另一种形式，比如把交流电转换成直流(“DC”)电。供电设备的调节通常是通过并入把供电设备的输出电压和/或电流严格控制为特定值的电路来实现的。严格地保持所述特定值，而不管给予供电设备输出端的负载的变化或者在供电设备输入端的任何合理的电压变化。

例如，在诸如计算机之类的电子装置中，供电设备一般被设计成把交流电压输入，比如惯常用常规墙壁插座提供的交流电压输入转换成若干低电压直流电输出，以便传送给电子装置的内部组件。转换一般是在诸如整流级、预调节级(例如有源谐波滤波器)、调节器/断路器级等的各级进行的。所述各级可以是升压级、降压级或者其它派生布局。

在一些情况下，为了保护电子装置免于意外的电力故障，需要供电设备的冗余。例如，可以使用两个以上的供电设备来提供冗余直流电输出，使得在一个供电设备失效的情况下，第二个或第三个供电设备将继续提供所需直流电。这被称为DC冗余。

除了DC冗余之外，一些供电设备还被配置成提供AC冗余，这意味着它们从两个以上的电源接收交流输入电。如图1中所示，为了提供交流冗余，一些常规系统需要两个以上供电设备的完全冗余。系统100描述了第一供电设备102和第二供电设备104。第一供电设备102接收交流电波形AC1作为输入，第二供电设备104接收第二交流电波形AC2作为输入。这两个供电设备102、104的输出被结合，从而形成冗余直流输出Vout。因此，如果提供给第一供电设备102的交流电波形AC1因某种原因失效，那么第二供电设备104继续从第二交流电波形AC2接收交流电，从而提供交流冗余保护。

在一些实施例中，第一供电设备102和第二供电设备104可被设置在单个壳体中。例如，单个壳体单元可以包括多于一个的交流输入连接器，用于接收交流电波形AC1、AC2。在所述单个壳体内，可以设置冗余供电设备102和104，以接收冗余交流电波形AC1、AC2，并提供输出信号Vout。然而，由于设置两个完全冗余的供电设备102、104的成本，这种实现相对昂贵。

此外，如果两个交流电波形被同时施加到同一个供电设备102的输入端，那么会出现另一个问题。在这种情况下，所述两个交流电波形可能异相，这会导致施加到供电设备102的总体较高电压。结果效率显著降低。

发明内容

根据上面所述，显然需要以有效、低成本的方式来提供交流冗余的设备、系统和方法。有利的是，这样的设备、系统和方法应当消除提供完全冗余的供电设备的需要，同时即使当两个冗余交流电波形异相时，也仍然维持供电设备的效率。

根据现有技术的状态，尤其是根据目前可用的供电设备一直未充分解决的现有技术中的问题和需要，开发了本发明。因而，为了提供一种向供电设备提供交流电源冗余的设备、系统和方法，开发了本发明，所述设备、系统和方法克服了现有技术中的许多或者全部上述缺陷。

提供交流电源冗余的设备具备多个模块，所述多个模块被配置成在功能上执行即使两个冗余交流电源被施加到供电设备的输入端，每次也只利用单个交流电源的必要步骤。所述实施例中的这些模块包括第一输入模块、第二输入模块和开关逻辑模块。所述设备还包括第一开关和第二开关。

第一输入模块被配置成从第一电源接收第一交流电输入波形。第一输入模块通过感测从第一交流电输入波形产生的第一直流(“DC”)偏压，来确定第一交流电输入波形是否存在。第二输入模块被配置成从第二电源接收第二交流电输入波形。第二输入模块通过感测从第二交流电输入波形产生的第二直流偏压，来确定第二交流电输入波形是否存在。

第一开关连接第一输入模块和公共节点，第二开关连接第二输入模块和公共节点，使得公共节点处的电力波形向输出节点供电。输出电力随后一般被传给供电设备的附加变换级或调节级。

开关逻辑模块控制第一开关和第二开关，以确定哪个电力波形将被提供给公共节点。响应于存在第一直流偏压和不存在第二直流偏压，开关逻辑模块使第一开关保持在闭合位置，并使第二开关保持在断开位置。这使电力从第一输入模块传到公共节点。

响应于存在第一直流偏压和存在第二直流偏压，开关逻辑模块使第一开关保持在闭合位置，并使第二开关保持在断开位置。同样，这使电力从第一输入模块传到公共节点。