TWI468906B - 供電裝置與應用其之伺服器機架系統 - Google Patents

Description

供電裝置與應用其之伺服器機架系統

本發明是有關於一種供電裝置，且特別是一種伺服器機架系統內的供電裝置。

伺服器係為網路系統中服務各電腦之核心電腦，可提供網路使用者需要之磁碟與列印服務等功能，同時也可供各用戶端彼此分享網路環境內之各項資源。伺服器之基本架構和一般之個人電腦大致相同，是由中央處理器(CPU)、記憶體(Memory)及輸入/輸出(I/O)設備等部件所組成，並由匯流排(Bus)在內部將其連接起來，透過北橋晶片連接中央處理器和記憶體，而透過南橋晶片連接輸入/輸出設備等。伺服器按機箱結構來說大約經歷了三個演變過程：從早期之塔式機箱到強調集中性能之機架式、再到高密度計算方式之刀片伺服器。

在此以機架伺服器為例，機架伺服器是一種外觀按照統一標準設計的伺服器，配合機櫃統一使用。可以說機架式是一種優化結構的塔式伺服器，它的設計宗旨主要是為了盡可能減少伺服器空間的佔用。很多專業網路設備都是採用機架式的結構，其多為扁平式，就如同抽屜一般，例如交換機、路由器、硬體防火牆這些。機架伺服器的寬度為19英寸，高度以U為單位(1U=1.75英寸=44.45毫米)，通常有1U，2U，3U，4U，5U，7U幾種標準的伺服器。

一般而言，位在機架內的伺服器單元(如上述交換機、路由器、硬體防火牆…等)，其多分別利用纜線連接在各個伺服器單元與電源供應模組之間，以統一由電源供應模組提供各個伺服器單元所需的電力。然而此舉勢必在機架內部需額外提供用以放置纜線的空間，以及抽取伺服器單元時預留給纜線隨著機箱移動的空間。如此一來，便容易造成機架內的空間配置與利用效率不佳。再者，隨著伺服器單元的數量增加，纜線的數量亦隨之提高，亦容易因纜線的雜亂程度而妨礙使用者操作。

本發明提供一種供電裝置機架與應用其之伺服器機架系統，其能易且有效率地電源供應單元在機架內的各設備之間進行電力傳輸。

本發明的一實施例提出一種供電裝置，適用於一伺服器機架系統。伺服器機架系統包括一機架與配設其中的至少一設備。供電裝置適於為設備供電。供電裝置包括依序疊置的一第一導電板、一絕緣層與一第二導電板；插設在第一導電板的一第一電源接線柱與插設在第二導電板上的一第二電源接線柱，以及複數個輸出接腳對。絕緣層配置在第一導電板與第二導電板之間。第一電源接線柱與第二電源接線柱用於連接機架內的一電源供應單元，以獲取電力供應。每一輸出接腳對包括插設在第一導電板上的一第一輸出接腳、以及插設在第二導電板上的一第二輸出接腳。輸出接腳對連接到機架內的設備，以傳送電力至設備。電源供應單元電源供應單元電源供應單元電源供應單元

本發明的一實施例提出一種伺服器機架系統，包括一機架、一基座與一供電模組。電源供應單元機架具有多個層架式空間。各層架式空間用於容納沿一橫軸滑動地插設的一電源供應單元和至少一伺服器單元。基座沿一縱軸設置在機架的頂部與底部之間。供電模組沿縱軸疊置在基座表面，以在電源供應單元與伺服器單元之間傳送電力。供電模組包括依序疊置在基座上的一第一導電板、一絕緣層與一第二導電板，其中絕緣層配置在第一和第二導電板之間。供電模組還包括插設在第一導電板的一第一電源接線柱，與插設在第二導電板上的一第二電源接線柱。第一電源接線柱與第二電源接線柱用於連接機架內的電源供應單元以獲取電力供應。供電模組還包括複數個輸出接腳對，其中每一輸出接腳對包括插設在第一導電板上的一第一輸出接腳、以及插設在第二導電板上的一第二輸出接腳。輸出接腳對用於連接到機架內的伺服器單元，以傳送電力至伺服器單元電源供應單元電源供應單元。

在本發明之一實施例中，上述之其中一輸出接腳對的第一輸出接腳穿過絕緣層和第二導電板而與輸出接腳對的第二輸出接腳同向地突出於第二導電板外。

在本發明之一實施例中，上述之第二導電板內設置有環繞第一輸出接腳的一環型絕緣體。環形絕緣體用於隔絕第一輸出接腳和第二導電板的電性接觸。

在本發明之一實施例中，更包括一基座。第一導電板背向絕緣層的一面疊置在基座上，且基座沿一縱軸設置在機架的頂部與底部之間。

在本發明之一實施例中，上述之基座上配置有多組定位柱。每一組定位柱的位置對應匹配第一導電板和第二導電板上突出的輸出接腳對。當定位柱對應插接於設備上的一組定位孔時，輸出接腳對分別電性連接至設備的一對電極，以傳送電力至設備。

在本發明之一實施例中，上述之每一組定位柱包括兩個定位柱。此兩個定位柱分別設置於其中一輸出接腳對的第一輸出接腳和第二輸出接腳的相對兩側。

在本發明之一實施例中，上述之定位柱和輸出接腳對的第一輸出接腳和第二輸出接腳沿機架的一橫軸同向突出，且定位柱的頂端突出於輸出接腳對的頂端。

在本發明之一實施例中，更包括複數個風扇接腳對。每一風扇接腳對包括插設在第一導電板上的一第一風扇接腳、以及插設在第二導電板上的一第二風扇接腳。風扇接腳對用於連接到機架內的一風扇單元，以傳送電力至風扇單元；上述之各風扇接腳對的第一風扇接腳和第二風扇接腳均背對各輸出接腳對的第一輸出接腳和第一輸出接腳的方向而突出。

在本發明之一實施例中，上述之其中一組定位柱及其對應的輸出接腳對在機架中的設置位置與機架的其中一層層架式空間相匹配。

在本發明之一實施例中，更包括設置於機架後壁由多個風扇單元組成的一風扇牆。基座和供電模組設置於風扇牆和層架式空間之間，其中輸出接腳對的突起方向朝向層架式空間。

在本發明之一實施例中，上述之基座的上半部分疊置有一上供電模組，下半部分疊置有一下供電模組。上供電模組和下供電模組互相獨立設置，且均沿縱軸疊置在基座同一面上。

在本發明之一實施例中，上述之上供電單元模組的第一電源接線柱與第二電源接線柱分別設置於第一導電板和第二導電板的同一端；下供電模組的第一電源接線柱與第二電源接線柱分別設置於第一導電板和第二導電板的同一端；上供電模組設置有第一電源接線柱/第二電源接線柱的一端和下供電模組設置有第一電源接線柱/第二電源接線柱的一端是相對地設置於基座的中部。

在本發明之一實施例中，更包括一第一纜線與一第二纜線。第一纜線與第二纜線的一端電性連接至電源供應單元。第一纜線的另一端鎖附至第一導電板上的第一電源接線柱。第二纜線的另一端鎖附至第二導電板上的第二電源接線柱。

在本發明之一實施例中，上述之伺服器單元插入機架的一端設置有上述之電極。

在本發明之一實施例中，上述之定位柱和輸出接腳對的第一輸出接腳和第二輸出接腳沿橫軸同向突出，且其突出方向與伺服器單元在機架中的插入方向相對。當基座上的定位柱對應地插接於伺服器單元上的定位孔時，定位柱匹配的輸出接腳對分別電性連接至伺服器單元的電極，以傳送電力至伺服器單元。

基於上述，在本發明的上述實施例中，伺服器藉由配置在機架內的傳輸單元，其包括一對導電板及以陣列排列的多個接腳，而使伺服器單元組裝至機架內後，能自行連接至對應的這些接腳，以利電源供應單元所提供的電力經由傳輸單元自動地傳送至伺服器單元。此舉有效地避免因使用纜線進行電性連接而可能產生之空間利用率不佳，與纜線配置雜亂而妨礙使用者操作等情形，取而代之以較為簡潔的傳輸結構，便能完成伺服器單元所需之電性連接的效果。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明一實施例的一種伺服器機架系統的示意圖。圖2是圖1的伺服器機架系統中部分構件的示意圖。在圖2中僅繪示機架內部空間的部分構件，以能較為清楚地描述構件之間的相對關係。請同時參考圖1與圖2，在本實施例中，伺服器機架系統100包括一機架110，一電源供應單元120、多個伺服器單元130、一基座140以及一供電模組150。機架110具有多個層架式空間C1，電源供應單元120與伺服器單元130分別沿一橫軸H1滑動地插設在這些層架式空間C1中，即伺服器單元130與電源供應單元120分別設置在機架110中部的層架式空間C1的其中之一。在此僅繪示一個伺服器單元130與一個電源供應單元120，但本實施例並不以此為限，此外伺服器單元130亦可包括網絡交換控制單元或其他可適用於伺服器系統的相關電子設備，在此亦僅以伺服器單元130作為代表。

值得注意的是，基座140沿一縱軸V1組裝在機架110的頂部與底部之間，並穿過上述這些層架式空間C1。供電模組150沿縱軸V1設置在機架110的頂部與底部之間，其電性連接在電源供應單元120與伺服器單元130之間，以在此兩者之間傳送電力。換句話說，當伺服器單元130(或其他電子設備)沿橫軸H1插置於層架式空間C1後，供電模組150便在伺服器單元130(或其他電子設備)與電源供應單元120之間產生電性連接之關係，而將電源供應單元120所產生的電力經由供電模組150傳送至伺服器單元130，以讓伺服器單元130獲得使其得以運作的電力。

基於上述，本發明之伺服器機架系統100藉由配置在機架110內的供電模組150，而使伺服器單元130一旦組裝於機架110內的層架式空間C1後，便能與供電模組150產生電性連接之關係，而從電源供應單元120獲取電力。此舉讓本發明的伺服器機架系統100與習知技術相較之下，能省卻連接在電源供應單元120與各個伺服器單元130之間的纜線而讓機架110內具有較簡潔的佈局，亦能因而提高機架110內的空間利用率，更因此而避免過多纜線存在於機架110內而影響使用者正常操作伺服器機架系統100的情形發生。

圖3是圖2的伺服器機架系統中供電模組的示意圖。圖4是圖3的供電模組沿A-A’的剖面圖。圖5是圖3的供電模組沿B-B’的剖面圖。請同時參考圖2至圖5，在本實施例中，供電模組150包括依序疊置在基座140上的一第一導電板151、一絕緣層152與一第二導電板153，其中絕緣層152配置在第一導電板151與第二導電板153之間。再者，供電模組150還包括插設在第一導電板151上的一第一電源接線柱154，與插設在第二導電板153上的一第二電源接線柱155，其中第一電源接線柱154與第二電源接線柱155分別藉由第一纜線156與第二纜線157而連接機架110內的電源供應單元120，以獲取電力供應。

換句話說，第一纜線156與第二纜線157的一端電性連接至電源供應單元120，而第一纜線156的另一端鎖附至第一導電板151上的第一電源接線柱154，第二纜線157的另一端鎖附至第二導電板153上的第二電源接線柱155。

此外，供電模組150還包括多個輸出接腳對158，且輸出接腳對158的突起方向朝向層架式空間C1。另一方面，各輸出接腳對158包括插設在第一導電板151上的一第一輸出接腳158a，與插設在第二導電板153上的一第二輸出接腳158b。各輸出接腳對158用以連接到機架110內的伺服器單元130，以傳送電力至伺服器單元130。

進一步地說，在本實施例中，各輸出接腳對158的第一輸出接腳158a是穿過絕緣層152和第二導電板153，而與第二輸出接腳158b同向地突出於第二導電板153外。再者，為避免第一導電板151與第二導電板153間電性連接，因此第一導電板151的表面上和第二導電板153的表面上均覆蓋有絕緣材料，且第二導電板153內設置有環繞第一輸出接腳158a的一環型絕緣體153a，以達到隔絕第一輸出接腳158a和第二導電板153的電性接觸的效果。

另外，請再參考圖2，在本實施例的供電模組150中，基座140的上半部分疊置有一上供電模組150A，下半部分疊置有一下供電模組150B，其中上供電模組150A和下供電模組150B互相獨立設置，且均沿縱軸V1疊置在基座140同一面上。上供電模組150A的第一電源接線柱154與第二電源接線柱155分別設置於第一導電板151和第二導電板153的同一端。下供電模組150B的第一電源接線柱154與第二電源接線柱155分別設置於第一導電板151和第二導電板153的同一端。上供電模組150A設置有第一電源接線柱154、第二電源接線柱155的一端和下供電模組150B設置有第一電源接線柱154、第二電源接線柱155的一端是相對地設置於基座140的中部。

此外，圖6是圖2的伺服器機架系統中伺服器單元於相對視角的示意圖。請同時參考圖2至圖6，在本實施例中，基座140上配置有多組定位柱142，分別設置於其中一輸出接腳對158的第一輸出接腳158a和第二輸出接腳158b的相對兩側，且定位柱142的頂端突出於輸出接腳對158的頂端。

每一組定位柱142的位置對應匹配第一導電板151和第二導電板153上突出的輸出接腳對158。相對地，伺服器單元130插入機架110的一端設置有一組定位孔132與一對電極134。再者，定位柱142及其對應的輸出接腳對158在機架110中的設置位置與機架110的其中一層層架式空間C1相匹配。據此，當定位柱142對應插接於伺服器單元130上的一組定位孔132時，輸出接腳對158分別電性連接至伺服器單元130的電極134，以傳送電力至伺服器單元130。

換句話說，定位柱142和輸出接腳對158的第一輸出接腳158a和第二輸出接腳158b沿橫軸H1同向突出，且其突出方向與伺服器單元130在機架110中的插入方向相對，以在基座140上的定位柱142對應地插接於伺服器單元130上的定位孔134時，定位柱142匹配的輸出接腳對158分別電性連接至伺服器單元130的電極134，以傳送電力至伺服器單元130。

圖7是圖1的伺服器機架系統的部分構件示意圖。圖8是圖2的供電模組於相對視角的示意圖。請同時參考圖7與圖8，在本實施例中，伺服器機架系統100更包括設置於機架110後壁，而由多個風扇單元162組成的一風扇牆160。基座140和供電模組150設置於風扇牆160和層架式空間C1之間。

此外，供電模組150更包括多個風扇接腳對159。每一風扇接腳對159包括插設在第一導電板151上的一第一風扇接腳159a(且兩者電性連接)、以及插設在第二導電板153上的一第二風扇接腳159b(且兩者電性連接)。第一風扇接腳159a與第二風扇接腳159b均透過基板140上的通孔突出，且其突出方向與伺服器單元130插入機架110的方向相同(皆朝向機架110後壁)。這些風扇接腳對159用於連接到風扇單元162，以傳送電力至風扇單元162。各風扇接腳對159的第一風扇接腳159a和第二風扇接腳159b均背向各輸出接腳對158的第一輸出接腳158a和第一輸出接腳158b而突出。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，伺服器藉由配置在機架內的傳輸單元，其包括一對導電板及以陣列排列的多個接腳，而使伺服器單元組裝至機架內後，能自行連接至對應的這些接腳，以利電源供應單元所提供的電力經由傳輸單元自動地傳送至伺服器單元。此舉有效地避免因使用纜線進行電性連接而可能產生之空間利用率不佳，與纜線配置雜亂而妨礙使用者操作等情形，取而代之以較為簡潔的傳輸單元，便能完成伺服器單元所需之電性連接的效果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．伺服器機架系統

110．．．機架

120．．．電源供應單元

130．．．伺服器單元

132．．．定位孔

134．．．電極

140．．．基座

142．．．定位柱

150．．．供電模組

150A．．．上供電模組

150B．．．下供電模組

151．．．第一導電板

152．．．絕緣層

153．．．第二導電板

153a．．．環型絕緣體

154．．．第一電源接線柱

155．．．第二電源接線柱

156．．．第一纜線

157．．．第二纜線

158．．．輸出接腳對

158a．．．第一輸出接腳

158b．．．第二輸出接腳

159．．．風扇接腳對

159a．．．第一風扇接腳

159b．．．第二風扇接腳

160．．．風扇牆

162．．．風扇單元

C1．．．層架式空間

H1．．．橫軸

V1．．．縱軸

圖1是依照本發明一實施例的一種伺服器機架系統的示意圖。

圖2是圖1的伺服器機架系統中部分構件的示意圖。

圖3是圖2的伺服器機架系統中供電模組的示意圖。

圖4是圖3的供電模組沿A-A’的剖面圖。

圖5是圖3的供電模組沿B-B’的剖面圖。

圖6是圖2的伺服器機架系統中伺服器單元於相對視角的示意圖。

圖7是圖1的伺服器機架系統的部分構件示意圖。

圖8是圖2的供電模組於相對視角的示意圖。

120．．．電源供應單元

130．．．伺服器單元

140．．．基座

142．．．定位柱

150．．．供電模組

150A．．．上供電模組

150B．．．下供電模組

156．．．第一纜線

157．．．第二纜線

158．．．輸出接腳對

158a．．．第一輸出接腳

158b．．．第二輸出接腳

C1．．．層架式空間

H1．．．橫軸

V1．．．縱軸

Claims (14)

1. 一種供電裝置，適用於一伺服器機架系統，該伺服器機架系統包括一機架與配設其中的至少一設備，該供電裝置適於為該設備供電，該供電裝置包括：依序疊置的一第一導電板、一絕緣層與一第二導電板，該絕緣層配置在該第一導電板與該第二導電板之間；插設在該第一導電板的一第一電源接線柱、以及插設在該第二導電板上的一第二電源接線柱，該第一電源接線柱與該第二電源接線柱用於連接該機架內的一電源供應單元，以獲取電力供應；複數個輸出接腳對，每一輸出接腳對包括插設在該第一導電板上的一第一輸出接腳、以及插設在該第二導電板上的一第二輸出接腳，該複數個輸出接腳對連接到該機架內的該設備，以傳送電力至該設備；以及複數個風扇接腳對，每一風扇接腳對包括插設在該第一導電板上的一第一風扇接腳、以及插設在該第二導電板上的一第二風扇接腳，該複數個風扇接腳對用於連接到該機架內的一風扇單元，以傳送電力至該風扇單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述的供電裝置，其中一輸出接腳對的該第一輸出接腳穿過該絕緣層和該第二導電板而與該輸出接腳對的該第二輸出接腳同向地突出於該第二導電板外，其中該第二導電板內設置有環繞該第一輸出接腳的一環型絕緣體，該環形絕緣體用於隔絕該第一輸出接腳和該第二導電板的電性接觸。
3. 如申請專利範圍第1項所述的供電裝置，更包括：一基座，該第一導電板背向該絕緣層的一面疊置在該基座上，且該基座沿一縱軸設置在該機架的頂部與底部之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述的供電裝置，其中該基座上配置有多組定位柱，每一組定位柱的位置對應匹配該第一導電板和該第二導電板上突出的該輸出接腳對，當該組定位柱對應插接於該設備上的一組定位孔時，該輸出接腳對分別電性連接至該設備的一對電極，以傳送電力至該設備。
5. 如申請專利範圍第4項所述的供電裝置，其中每一組定位柱包括兩個定位柱，該兩個定位柱分別設置於其中一輸出接腳對的該第一輸出接腳和該第二輸出接腳的相對兩側，其中該組定位柱和該輸出接腳對的該第一輸出接腳和該第二輸出接腳沿該機架的一橫軸同向突出，且該組定位柱的頂端突出於該輸出接腳對的頂端。
6. 如申請專利範圍第1項所述的供電裝置，其中各該風扇接腳對的該第一風扇接腳和該第二風扇接腳均背對各該輸出接腳對的該第一輸出接腳和該第一輸出接腳的方向而突出。
7. 一種伺服器機架系統，該伺服器機架系統包括：一機架，具有多個層架式空間，各該層架式空間用於容納沿一橫軸滑動地插設的一電源供應單元和至少一伺服器單元； 一基座，沿一縱軸設置在該機架的頂部與底部之間；一供電模組，沿該縱軸疊置在該基座表面，以在該電源供應單元與該伺服器單元之間傳送電力，該供電模組包括：依序疊置在該基座上的的一第一導電板、一絕緣層與一第二導電板，該絕緣層配置在該第一導電板與該第二導電板之間；插設在該第一導電板的一第一電源接線柱、以及插設在該第二導電板上的一第二電源接線柱，該第一電源接線柱與該第二電源接線柱用於連接機架內的該電源供應單元以獲取電力供應；以及複數個輸出接腳對，每一輸出接腳對包括插設在該第一導電板上的一第一輸出接腳、以及插設在該第二導電板上的一第二輸出接腳，該複數個輸出接腳對用於連接到該機架內的該伺服器單元，以傳送電力至該伺服器單元；以及設置於該機架後壁由多個風扇單元組成的一風扇牆，該基座和該供電模組設置於該風扇牆和該些層架式空間之間，其中該輸出接腳對的突起方向朝向該些層架式空間，其中，該供電模組更包括複數個風扇接腳對，每一風扇接腳對包括插設在該第一導電板上的一第一風扇接腳、以及插設在該第二導電板上的一第二風扇接腳，該第一風扇接腳與該第二風扇接腳均透過該基板上的通孔突出，且 其突出方向與該伺服器單元插入該機架的方向相同，而該複數個風扇接腳對用於連接到該些風扇單元，以傳送電力至該些風扇單元。
8. 如申請專利範圍第7項所述的伺服器機架系統，其中一輸出接腳對的該第一輸出接腳穿過該絕緣層和該第二導電板而與該輸出接腳對的該第二輸出接腳同向地突出於該第二導電板外，其中該第二導電板內設置有環繞該第一輸出接腳的一環型絕緣體，該環形絕緣體用於隔絕該第一輸出接腳和該第二導電板的電性接觸。
9. 如申請專利範圍第7項所述的伺服器機架系統，其中基座上配置有多組定位柱，每一組定位柱的位置對應匹配該第一導電板和該第二導電板上突出的該輸出接腳對，當該組定位柱對應插接於該伺服器單元上的一組定位孔時，該輸出接腳對分別電性連接至該伺服器單元的一對電極，以傳送電力至該伺服器單元，其中一組定位柱及其對應的該輸出接腳對在該機架中的設置位置與該機架的其中一層層架式空間相匹配。
10. 如申請專利範圍第7項所述的伺服器機架系統，其中各該風扇接腳對的該第一風扇接腳和該第二風扇接腳均背向各該輸出接腳對的該第一輸出接腳和該第一輸出接腳突出。
11. 如申請專利範圍第7項所述的伺服器機架系統，其中該基座的上半部分疊置有一上供電模組，下半部分疊置有一下供電模組，該上供電模組和該下供電模組互相獨 立設置，且均沿該縱軸疊置在該基座同一面上。
12. 如申請專利範圍第11項所述的伺服器機架系統，其中，該上供電模組的該第一電源接線柱與該第二電源接線柱分別設置於該第一導電板和該第二導電板的同一端；該下供電模組的該第一電源接線柱與該第二電源接線柱分別設置於該第一導電板和該第二導電板的同一端；該上供電模組設置有該第一電源接線柱/該第二電源接線柱的一端和該下供電模組設置有該第一電源接線柱/第二電源接線柱的一端是相對地設置於該基座的中部。
13. 如申請專利範圍第7項所述的伺服器機架系統，更包括：一第一纜線與一第二纜線，該第一纜線與該第二纜線的一端電性連接至該電源供應單元，而該第一纜線的另一端鎖附至該第一導電板上的該第一電源接線柱，該第二纜線的另一端鎖附至該第二導電板上的該第二電源接線柱。
14. 如申請專利範圍第9項所述的伺服器機架系統，其中該伺服器單元插入該機架的一端設置有該對電極，其中該組定位柱和該輸出接腳對的該第一輸出接腳和該第二輸出接腳沿該橫軸同向突出，且其突出方向與該伺服器單元在該機架中的插入方向相對，當該基座上的該組定位柱對應地插接於該伺服器單元上的該組定位孔時，該組定位柱匹配的該輸出接腳對分別電性連接至該伺服器單元的該對電極，以傳送電力至該伺服器單元。