專利名稱：供電設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及供配電領域，尤其涉及ー種供電設備。
背景技術：
在通信技術領域中，信息通信設備的工作離不開穩(wěn)定的電源，其中信息通信設備所使用的電源種類分為交流和直流，相對應的則需要采用交流電源設備或直流電源設備對信息通信設備進行供電。對于通過交流電源設備進行供電的信息通信設備，為提高供電的可靠性，通常需要支持輸入電源的1+1備份(例如雙路交流電網)以及交流/直流轉換單元的N+N備份，即一路輸入電源給N個交流/直流轉換單元供電，另外一路輸入電源為另外N個交流/直流轉換單元供電，從而確保在一路輸入電源故障或者I個交流/直流轉換單元故障時，信息通信設備可以正常工作。 現(xiàn)有技術中，為實現(xiàn)直流/交流轉換單元的N+N備份，在電源設備上會設置有相對應的2N個交流/直流轉換單元，一路輸入電源會連接其中的N個交流/直流轉換單元，而另一路輸入電源連接另外的N各交流/直流轉換單元，以將交流電源轉換成直流電源對負載進行供電，在每個交流/直流轉換單元中，設置有多個功能模塊以實現(xiàn)交流到直流的轉換，然而多個功能模塊的重復設置不僅擴大了電源設備所占用的空間，還提高了電源設備的成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施例提供一種節(jié)省空間面積和成本的供電設備。為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案ー種供電設備，包括直流輸出端并聯(lián)的多個交流/直流轉換單元；所述交流/直流轉換單元，包括順序連接的第一交流輸入端、第一電磁干擾(ElectroMagnetic Interference,以下簡稱EMI)濾波及防護模塊、第一整流単元和第一功率因數(shù)校準(Power FactorCorrection,以下簡稱PFC)模塊；順序連接的第二交流輸入端、第二 EMI濾波及防護模塊、第二整流模塊和第二 PFC模塊；合路模塊，所述合路模塊分別連接所述第一 PFC模塊和所述第二 PFC模塊；直流/直流轉換模塊連接所述直流輸出端和所述合路模塊；所述整流模塊，用于將輸入的交流電整流為直流電；所述PFC模塊，用于檢測并消除所述直流電中的高頻諧波的干擾；所述合路模塊，用于根據合路模塊兩端的電壓進行切換，使所述第一 PFC模塊與所述直流/直流轉換模塊導通和/或第二 PFC模塊與所述直流/直流轉換模塊導通；所述直流/直流轉換模塊，用于將所述直流電轉換為所需要的目標直流電。
本發(fā)明實施例提供的供電設備，分別通過設置于同一交流/直流轉換單元中不同的EMI濾波及防護模塊、整流模塊和PFC模塊，濾除輸入的交流電中的干擾信號，對交流電進行整流和PFC，以形成穩(wěn)定的直流電，并將合路模塊輸出的直流電通過共用的直流/直流轉換模塊轉換為所需要的目標直流電，對所連接的負載進行供電，避免了在供電設備中重復設置成本較高且占用空間較大的直流/直流轉換模塊，以降低了供電設備的成本，減少了供電設備所占用的空間。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的ー些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實施例所述的供電設備的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例I所述的交流/直流轉換單元的結構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例2所述的合路模塊采用ニ極管的交流/直流轉換單元的結構示意圖；圖4為本發(fā)明實施例3所述的合路單元采用MOSFET的交流/直流轉換單元的結構示意圖；圖5為本發(fā)明實施例4所述的供電設備的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明實施例供電設備進行詳細描述。應當明確，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例Iー種供電設備，在如圖I所示的場景中，包括直流輸出端并聯(lián)的多個交流/直流轉換單元；所述交流/直流轉換單元,如圖2所示,包括順序連接的第一交流輸入端、第一 EMI濾波及防護模塊、第一整流単元和第一 PFC模塊；順序連接的第二交流輸入端、第二 EMI濾波及防護模塊、第二整流模塊和第二 PFC模塊；合路模塊，所述合路模塊分別連接所述第一 PFC模塊和所述第二 PFC模塊；直流/直流轉換模塊連接所述直流輸出端和所述合路模塊；所述整流模塊，用于將輸入的交流電整流為直流電；所述PFC模塊，用于檢測并消除所述直流電中的高頻諧波的干擾；所述合路模塊，用于根據合路模塊兩端的電壓進行切換，使所述第一 PFC模塊與所述直流/直流轉換模塊導通和/或所述第二 PFC模塊與所述直流/直流轉換模塊導通；
所述直流/直流轉換模塊，用于將所述直流電轉換成所需要的目標直流電；所述EMI濾波及防護模塊，用于濾除輸入供電設備的干擾信號以及由供電設備內部的電子元件所產生的干擾信號。所述并聯(lián)的直流輸出端連接信息通信設備內部的負載，所述負載的總功率為Ptotai,每個交流/直流轉換單元的額定輸出功率為P-。當Ptrtal和Pwt的比值為整數(shù)時，所
述供電設備，包括N個交流/直流轉換單元，其中# = f ;例如，當負載的總功率Ptotal為 1000瓦，每個交流/直流轉換單元的額定輸出功率Pwt為200瓦時，則所述供電設備，通過5個交流/直流轉換單元為負載進行供電便可以滿足負載功率的需求。當Ptotal和Pwt的比
值為非整數(shù)時，所述供電設備，包括N個交流/直流轉換單元，其中# = > +1;例如，當負
OUt
載的總功率Ptotal為1000瓦，每個交流/直流轉換單元的額定輸出功率Ptjut為180瓦吋，則所述供電設備，需要通過6個交流/直流轉換單元才可以滿足負載所需要的功率。第一交流輸入端和第二交流輸入端由兩路不同的交流電作為輸入電源進行配電，例如第一交流輸入端可以由公共電網進行配電，而第二交流輸入端可以由不間斷電源進行配電；進行配電時，分別對不同的輸入電源輸入的交流電進行分流，再分別從N個交流/直流轉換單元的第一交流輸入端和第二交流輸入端輸入至供電設備中，例如來自公共電網的交流電通過N個交流/直流轉換單元的第一交流輸入端輸入，來自不間斷電源的交流電通過N個交流/直流轉換單元的第二交流輸入端輸入。為使描述更加清楚，以ー個交流/直流轉換單元為例進行描述。交流電輸入供電設備中后，首先通過交流/直流轉換單元中的EMI濾波及防護模塊濾除交流電中的干擾信號，并且為供電設備提供雷擊保護，以保護供電設備不受干擾信號的影響，所述干擾信號可能由作為輸入電源的公共電網或不間斷電源產生，也可能由供電設備內部的各模塊中的電子元件產生；然后通過整流模塊對濾波后的交流電進行整流，將交流電轉換為直流電；再通過PFC模塊檢測濾波和整流后的交流電所作用的電路中的高頻諧波分量，并通過產生ー個與所述高頻諧波分量幅度相同、相位相反的諧波分量抵消所述電路中無用的高頻諧波分量，以此減少供電設備中產生的無功功率，提高供電設備的轉換效率，并且避免高頻諧波分量的干擾影響元器件的正常工作，其中根據實際情況第一 PFC模塊和第二 PFC模塊可選用主動式的PFC模塊或被動式的PFC模塊，在此不對其進行限制；其次，合路模塊根據其兩端的電壓進行切換，使所述第一 PFC模塊與所述直流/直流轉換模塊和/或第二 PFC模塊導通與所述直流/直流轉換模塊導通，例如，當?shù)谝?PFC模塊處A點的直流電的電壓為312伏、第二 PFC模塊處B點的直流電的電壓為310伏吋，則可通過直流電的電壓較高的A點的直流電對負載進行供電，該A點的直流電通過對第一交流輸入端所提供的交流電進行干擾信號的濾波、整流和PFC后獲得；最后，通過直流/直流轉換模塊將312伏的直流電轉換成穩(wěn)定的-48伏目標直流電，對負載進行供電，其中針對不同的負載，需要不同電壓的目標直流電，因此直流/直流轉換模塊中的元件參數(shù)也不同，例如電信設備所需要的直流電為-48伏，服務器所需要的直流電為12伏等。當?shù)谝唤涣鬏斎攵怂斎氲慕涣麟姽收希垂搽娋W所提供的交流電出現(xiàn)異常時，第一交流輸入端I、第一交流輸入端2......第一交流輸入端N輸入的交流電故障；此時，可以得知第一交流輸入端所對應的交流電輸入電壓下降，并超出交流/直流轉換單元所允許的輸入電壓的范圍，則交流/直流轉換單元停止使用第一交流輸入端所輸入的交流電，切換使用第二交流輸入端所輸入的交流電，并將該交流電轉換為所需要的目標直流電對負載進行供電，以此使供電設備實現(xiàn)輸入電源的備份。另外，在實際應用過程中，根據第一交流輸入端和第二交流輸入端輸入的交流電所獲取的直流電的電壓的差值較小吋，即A點和B點的電壓的差值較??；此時，對于交流/直流轉換單元，可同時使用第一交流輸入端和第二交流輸入端輸入的交流電，并通過轉換出的目標直流電對負載進行供電；當一路輸入電源出現(xiàn)故障時，例如第一交流輸入端所輸入的交流電故障吋，B點的直流電的電壓會下降，并超出交流/直流轉換單元所允許的輸入電壓的范圍，無法繼續(xù)使用，則交流/直流轉換單元停止使用出現(xiàn)故障的公共電網所對應的第一交流輸入端輸入的交流電，只使用第二交流輸入端輸入的交流電，并對第二交流輸入端輸入的交流電進行轉換，從而獲取所需要的目標直流電。
本發(fā)明實施例提供的供電設備，分別通過設置于同一交流/直流轉換單元中不同的EMI濾波及防護模塊、整流模塊和PFC模塊，濾除輸入的交流電中的干擾信號，對交流電進行整流和PFC，以形成穩(wěn)定的直流電，并將合路模塊輸出的直流電通過共用的直流/直流轉換模塊轉換為所需要的目標直流電，對所連接的負載進行供電，避免了在供電設備中重復設置成本較高且占用空間較大的直流/直流轉換模塊，以降低了供電設備的成本，減少了供電設備所占用的空間。實施例2根據實施例I所述的供電設備通過合路模塊實現(xiàn)輸入的交流電的切換的場景，可選的，所述合路模塊，可如圖3所示，包括兩個ニ極管，所述兩個ニ極管的陽極分別連接第一 PFC模塊和第二 PFC模塊，陰極與所述直流/直流轉換模塊連接。以ー個交流/直流轉換單元為例進行描述，當A點的電壓為312伏，B點的電壓為310伏時，根據ニ極管單向導通的特性，第一 PFC模塊所連接的ニ極管導通；此時，在第一PFC模塊所連接的ニ極管上產生壓降，例如I伏，則C點的電壓為311伏；B點與C點的電壓差小于I伏，則與B點所對應的ニ極管關斷，只使用A點的直流電。當通過第一交流輸入端輸入的交流電故障，使A點和C點的電壓下降，并超出交流/直流轉換單元所允許的輸入電壓的范圍吋，C點的電壓低于B點的電壓，則與B點所對應的ニ極管導通，切換使用第二交流輸入端所輸入的交流電，通過交流/直流轉換裝置轉換為目標直流電對負載進行供電，從而實現(xiàn)第二交流輸入端和第一交流輸入端相對應的輸入電源切換使用。根據上述過程，在N個交流/直流轉換單元中進行與上述相類似的動作，以實現(xiàn)N個交流/直流轉換單元中兩路輸入電源間的切換。所述合路模塊通過ニ極管實現(xiàn)對第一交流輸入端和第二交流輸入端所輸入的交流電進行切換時，合路模塊的電路較為簡單，控制較容易實現(xiàn)，進一歩降低了包含多個交流/直流轉換單元的供電設備的成本。實施例3根據實施例I所述的供電設備通過合路模塊實現(xiàn)輸入的交流電的切換的場景，可選的，所述合路模塊，可如圖4所示，包括在所述第一 PFC模塊和所述直流/直流轉換模塊之間以及所述第二 PFC模塊和所述直流/直流轉換模塊之間設置有兩個金屬氧化物半導體場效應管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,以下簡稱M0SFET);所述MOSFET的源極和漏極分別連接PFC模塊和直流/直流轉換模塊。所述的供電設備，包括合路檢測模塊，分別連接所述第一 PFC模塊、第二 PFC模塊和直流/直流轉換模塊；合路控制模塊，分別連接所述合路檢測模塊和所述兩個MOSFET的柵極。為使描述更加清晰，以ー個交流/直流轉換單元為例進行描述，在供電設備開始 工作時，合路控制模塊處于默認工作方式，即任一打開合路模塊中的M0SFET，例如打開與第ニ交流輸入端相對應的M0SFET，則B點的電壓通過MOSFET加載于C點，此時在該MOSFET上存在ー個較小的壓降，例如0. 2伏；合路檢測模塊對合路模塊兩端A點、B點和C點的電壓進行檢測，例如A點電壓為311伏、B點電壓為310伏、C點電壓為309. 8伏；當合路檢測模塊檢測A點的電壓大于C點的電壓伏時，通過合路控制模塊控制MOSFET實現(xiàn)MOSFET的導通與關斷，從而切換使用電壓差較大的A點所對應的第一交流輸入端所輸入的交流電，使直流/直流轉換模塊根據該A點的直流電轉換出目標直流電對負載進行供電。當通過第一交流輸入端輸入的交流電故障，使A點和C點的電壓下降時，合路檢測模塊檢測到B點的電壓大于C點的電壓，則合路模塊切換輸出B點的直流電，并通過直流/直流轉換模塊將合路模塊輸出的直流電進行轉換為目標直流電，對所連接的負載進行穩(wěn)定的供電。根據上述過程，在N個交流/直流轉換單元中進行與上述相類似的動作，以實現(xiàn)N個交流/直流轉換單元中兩路輸入電源間的切換。另外，在實際應用中，可能存在兩路輸入電源所輸入的交流電的電壓差值較小，從而使N個交流/直流轉換單元同時使用兩路輸入電源所輸入的交流電的情況。通過合路檢測模塊檢測合路模塊兩端的電壓，并通過合路控制模塊控制合路模塊中的MOSFET的導通,從而實現(xiàn)切換使用第一交流輸入端和第二交流輸入端所輸入的交流電，并且因為MOSFET的特性，使直流電在MOSFET上的損耗較小，提高了供電設備的轉換效率。實施例4根據實施例1-3任一所述的供電設備，當ー個交流/直流轉換單元整體損壞時，會出現(xiàn)交流/直流轉換單元無法正常輸出負載所需要的功率，則會導致對負載的供電不足而無法正常運轉的情況，進ー步的，為解決上述問題，所述供電設備，如圖5所示，包括N+1個交流/直流轉換單元。在正常工作吋，N+1個交流/直流轉換單元的直流輸出端在內部的直流/直流轉換模塊的作用下可實現(xiàn)N+1個直流/直流轉換模塊之間的直流電的電流進行均流，以避免ー個交流/直流轉換單元直流輸出端的電流過大從而使交流/直流轉換單元出現(xiàn)過載保護的情況；在所述供電設備中的單個交流/直流轉換單元整體出現(xiàn)損壞，例如，交流/直流轉換單元I出現(xiàn)問題時，交流/直流轉換單元I無法為負載提供目標直流電；此時，通過每個交流/直流轉換單元中的直流/直流轉換模塊對直流輸出端的電壓和電流進行檢測，提高未故障的N個交流/直流轉換單元直流輸出端的輸出電流，保持供電設備輸出的功率不變，進ー步提升了供電設備供電的可靠性。本發(fā)明實施例提供的供電設備，分別通過設置于同一交流/直流轉換單元中不同的EMI濾波及防護模塊、整流模塊和PFC模塊，濾除輸入的交流電中的干擾信號，對交流電進行整流和PFC，以形成穩(wěn)定的直流電，并將合路模塊輸出的直流電通過共用的直流/直流轉換模塊轉換為所需要的目標直流電，對所連接的負載進行供電，避免了在供電設備中重復設置成本較高且占用空間較大的直流/直流轉換模塊，以降低了供電設備的成本，減少了供電設備所占用的空間。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵 蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種供電設備，包括直流輸出端并聯(lián)的多個交流/直流轉換單元，其特征在于，所述交流/直流轉換單元，包括 順序連接的第一交流輸入端、第一電磁干擾濾波及防護模塊、第一整流單元和第一功率因數(shù)校準模塊； 順序連接的第二交流輸入端、第二電磁干擾濾波及防護模塊、第二整流模塊和第二功率因數(shù)校準模塊； 合路模塊，所述合路模塊分別連接所述第一功率因數(shù)校準模塊和所述第二功率因數(shù)校準豐吳塊； 直流/直流轉換模塊連接所述直流輸出端和所述合路模塊； 所述整流模塊，用于將輸入的交流電整流為直流電； 所述功率因數(shù)校準模塊，用于檢測并消除所述直流電中的高頻諧波的干擾； 所述合路模塊，用于根據合路模塊兩端的電壓進行切換，使所述第一功率因數(shù)校準模塊與所述直流/直流轉換模塊導通和/或所述第二功率因數(shù)校準模塊與所述直流/直流轉換模塊導通； 所述直流/直流轉換模塊，用于將所述直流電轉換為所需要的目標直流電。
2.根據權利要求I所述的設備，其特征在于，所述合路模塊，包括 兩個二極管，所述兩個二極管的陽極分別連接第一功率因數(shù)校準模塊和第二功率因數(shù)校準模塊，陰極與所述直流/直流轉換模塊連接。
3.根據權利要求I所述的設備，其特征在于，所述合路模塊，包括 在所述第一功率因數(shù)校準模塊和所述直流/直流轉換模塊之間以及所述第二功率因數(shù)校準模塊和所述直流/直流轉換模塊之間設置有兩個金屬氧化物半導體場效應管；所述金屬氧化物半導體場效應管的源極和漏極分別連接功率因數(shù)校準模塊和直流/直流轉換模塊。
4.根據權利要求3所述的設備，其特征在于，還包括 合路檢測模塊，分別連接所述第一功率因數(shù)校準模塊、第二功率因數(shù)校準模塊和直流/直流轉換模塊。
5.根據權利要求4所述的設備，其特征在于，還包括 合路控制模塊，分別連接所述合路檢測模塊和所述兩個金屬氧化物半導體場效應管的柵極。
6.根據權利要求1-5任一所述的設備，其特征在于，所述負載的總功率為Pttrtal，每個交流/直流轉換單元的額定輸出功率為Ptjut ； 當Pttrtal和的比值為整數(shù)時，所述供電設備，包括=N個所述交流/直流轉換單元，其中況=^。
7.根據權利要求6所述的設備，其特征在于，當Ptcjtal和的比值為非整數(shù)時，所述供電設備，包括Ν個所述交流/直流轉換單元，其中# = t +1。out
8.根據權利要求6或7所述的設備，其特征在于，包括N+1個所述交流/直流轉換單j Li ο
9.根據權利要求I所述的設備，其特征在于，所述第一功率因數(shù)校準模塊為主動式功率因數(shù)校準模塊或被動式所述功率因數(shù)校準模塊。
10.根據權利要求I所述的設備，其特征在于，所述第二功率因數(shù)校準模塊為主動式功率因數(shù)校準模塊或被動式所述功率因數(shù)校準模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種供電設備，屬于供配電領域，為解決現(xiàn)有技術中供電設備占用的空間較大，成本較高的問題而設計。一種供電設備，包括直流輸出端并聯(lián)的多個交流/直流轉換單元；所述交流/直流轉換單元，包括順序連接的第一交流輸入端、第一電磁干擾濾波及防護模塊、第一整流單元和第一功率因數(shù)校準模塊；順序連接的第二交流輸入端、第二電磁干擾濾波及防護模塊、第二整流模塊和第二功率因數(shù)校準模塊；合路模塊，所述合路模塊分別連接所述第一功率因數(shù)校準模塊和所述第二功率因數(shù)校準模塊；直流/直流轉換模塊連接所述直流輸出端和所述合路模塊。
文檔編號H02J9/06GK102710010SQ201210162160
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權日2012年5月23日
發(fā)明者方慶銀 申請人:華為技術有限公司