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TWI473376B - 電源供應系統及其控制方法 - Google Patents

電源供應系統及其控制方法 Download PDF

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TWI473376B
TWI473376B TW102102019A TW102102019A TWI473376B TW I473376 B TWI473376 B TW I473376B TW 102102019 A TW102102019 A TW 102102019A TW 102102019 A TW102102019 A TW 102102019A TW I473376 B TWI473376 B TW I473376B
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switch
power module
supply system
voltage
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TW102102019A
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Inventor
Chung Ping Ku
Yi Hsin Leu
Original Assignee
Delta Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US13/846,610 priority patent/US9246399B2/en
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Description

電源供應系統及其控制方法
本案係關於一種電源供應系統，尤指一種具有可熱插拔且為並聯連接之複數個電源模組，並可防止電源模組在熱插拔時產生回流路徑以及湧浪電流之電源供應系統及其控制方法。
為了解決電子設備內之用來進行電能轉換之電源供應系統的諧波電流問題，功率因數校正法(Power Factor Correction，PFC)為現今運用最廣的方法之一，故大部分之電子設備之電源供應系統係由具有功率因數校正功能之一電源模組所構成，該電源模組係包含一功率因數校正電路，故可使電子設備所接收之電能，例如市電所提供之交流電流的電流分佈不會過於集中，產生的諧波較小，並減少電能在電子設備中的不必要損失。
而隨著電子設備的電源功率等級不斷提高以及備援功能之需求，目前更利用至少兩組以上之電源模組來構成電源供應系統，其中該些電源模組之輸出端係並聯連接，且電連接至電子設備內之主要電路，如此一來，便可確保電子設備能得到充足的電力以進行運作。更甚者，為了使任一電源模組可以在電子設備運作時，進行抽換的動作而不必使電子設備及電源供應系統關機，電源供應系統之複數個電源模組皆可熱插拔(hot swappable)於電源供應 系統內。
然而目前複數個電源模組在以熱插拔方式並聯連接於電源供應系統內時，將會遭遇到二個主要的問題，其中之一問題即為當由複數個電源分別提供給複數個電源模組電能時，若複數個電源間的相位不同或是複數個電源間係具有電壓差，將導致任一電源模組在以熱插拔方式插入電源供應系統時，於電源供應系統內正在運作之其它電源模組所輸出之輸出電流將流入正以熱插拔插入電源供應系統內之該電源模組，亦即於正以熱插拔插入於電源供應系統內之該電源模組內產生非預期的回流路徑，如此一來，將降低該電源模組之一EMI濾波器的濾波效果，並使得該電源模組內部之一輸出側電容的電位會有預充過高的情況發生。
而另一問題則為當任一電源模組以熱插拔方式插入電源供應系統而與正在運作之電源模組並聯連接時，由於正以熱插拔方式插入電源供應系統之該電源模組內的一輸出側電容上之電壓於電源模組插入的瞬間仍為零，導致電源供應系統內正在運作之電源模組所輸出之電壓將對正插入於電源供應系統內之該電源模組的輸出側電容進行充電，導致正以熱插拔方式插入電源供應系統之電源模組的輸出側電容會產生極大的dv/dt變化，進而使得該輸出側電容產生湧浪電流(inrush current)，如此一來，該電源模組可能因湧浪電流而損壞。
雖然為了避免上述之缺失，目前有部分的電源供應系統係設計更包含一隔離變壓器，該隔離變壓器係具有複數個初級繞組以及一次級繞組，其中每一初級繞組係與對應之電源模組之輸出端電連接，至於次級繞組則電連接於電子設備之主要電路，如此一來， 隔離變壓器便可將複數個電源模組隔離，進而避免任一電源模組在以熱插拔方式插入電源供應系統時產生非預期的回流路徑以及湧浪電流，然而由於隔離變壓器的體積較大，將導致電源供應系統的體積無法縮小，此外，由於電源供應系統額外設置了隔離變壓器來傳遞電能，因此隔離變壓器將使得電源供應系統在傳遞電能時產生不必要的損耗，導致電源供應系統的效率降低。
因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失之電源供應系統及其控制方法，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決之問題。
本案之主要目的在於提供一種電源供應系統及其控制方法，其係藉由電源供應系統包含可熱插拔且為並聯連接之複數個電源模組，且每一電源模組更具有兩個開關，其中之一開關係與電源模組之正輸出端電連接，另一開關則與電源模組之負輸出端電連接，如此一來，便可依具設定的條件來對應控制每一電源模組內兩個開關的作動，俾解決習知之電源供應系統在任一電源模組以熱插拔方式插入電源供應系統而與電源供應系統內正在運作之電源模組並聯連接時，於電源供應系統內正在運作之電源模組將使得正以熱插拔方式插入於電源供應系統內之電源模組產生不預期之回流路徑以及湧浪電流等缺失。
為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種電源供應系統，係包含：第一電源模組，熱插拔於電源供應系統，且轉換第一電源之電能，以於第一正輸出端及第一負輸出端間輸出第一電壓，並包含第一功因校正電路、第一開關及第二開關，第一功因校正電路係輸出第一電壓，第一開關電連接第一功因校正電路及 第一正輸出端之間，第二開關電連接於第一功因校正電路及第一負輸出端之間，且與接地端電連接；以及第二電源模組，係熱插拔於電源供應系統，且轉換第二電源之電能，以於與第一正輸出端電連接之第二正輸出端及與第一負輸出端電連接之第二負輸出端之間輸出第二電壓，並包含第二功因校正電路、第三開關及第四開關，其中第二功因校正電路係輸出第二電壓，第三開關電連接於第二功因校正電路及第二正輸出端間，第四開關電連接於第二功因校正電路及第二負輸出端間；其中，第一電源及第二電源以一中心線而彼此電連接，且當第一電源模組於電源供應系統內運作而第二電源模組接續熱插拔於電源供應系統內時，第一電源模組及第二電源模組係先分別控制第二開關及第四開關僅於第一電源第二電源間的相位差或電壓差小於一設定值時導通，該第二電源模組接續控制第三開關於第二電壓大於第一電壓時導通。
為達上述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一種電源供應系統之控制方法，其中電源供應系統包含可熱插拔之第一電源模組以及第二電源模組，第一電源模組係轉換第一電源之電能，以於第一正輸出端及第一負輸出端間輸出第一電壓，並包含第一功因校正電路、第一開關及第二開關，第一功因校正電路係輸出第一電壓，第一開關電連接於第一功因校正電路及第一正輸出端之間，第二開關電連接於第一功因校正電路及第一負輸出端之間，且與接地端電連接，第二電源模組係轉換第二電源之電能，以於與第一正輸出端電連接之第二正輸出端及與第一負輸出端電連接之第二負輸出端之間輸出第二電壓，並包含第二功因校正電路、第三開關及第四開關，其中第二功因校正電路係輸出第二電壓， 第三開關電連接於第二功因校正電路及第二正輸出端間，第四開關電連接於第二功因校正電路及第二負輸出端間，且第一電源及第二電源以中心線而彼此電連接，控制方法包含下列步驟：(a)當第一電源模組於電源供應系統內運作，且第二電源模組接續熱插拔於電源供應系統內時，第一電源模組及第二電源模組先判斷第一電源及該第二電源間的相位差或電壓差是否小於一設定值；(b)當判斷結果為是時，第一電源模組及第二電源模組分別控制第二開關及該第四開關導通；(c)第二電源模組接續判別第二電壓是否大於該第一電壓；以及(d)當判斷結果為是時，第二電源模組係控制第三開關導通。
1‧‧‧電源供應系統
10‧‧‧第一電源模組
100‧‧‧第一功因校正電路
101‧‧‧第一控制單元
102‧‧‧第一偵測電路
103‧‧‧第一比較電路
104‧‧‧第一整流電路
105‧‧‧第一電流平衡電路
11‧‧‧第二電源模組
110‧‧‧第二功因校正電路
111‧‧‧第二控制單元
112‧‧‧第二偵測電路
113‧‧‧第二比較電路
114‧‧‧第一整流電路
115‧‧‧第二電流平衡電路
20‧‧‧第一電源
21‧‧‧第二電源
9‧‧‧電子設備
90‧‧‧主要電路
91‧‧‧直流/直流轉換電路
Vo‧‧‧主要輸出電壓
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧第二電壓
Io‧‧‧主要輸出電流
Cbus‧‧‧匯流排電容
C1‧‧‧第一輸出側電容
C2‧‧‧第二輸出側電容
T1‧‧‧第一正輸出端
T2‧‧‧第一負輸出端
T3‧‧‧第二正輸出端
T4‧‧‧第二負輸出端
G‧‧‧接地端
Ln‧‧‧中心線
SW1~SW4‧‧‧第一開關~第四開關
S1~S6‧‧‧電源供應系統之控制步驟
第1圖：其係為本案較佳實施例之電源供應系統設置於一電子設備內，且與電子設備內之一主要電路電連接時之電路結構示意圖。
第2-4圖：其係為第1圖所示之第一開關至第四開關中任一開關之各種可能實施態樣的結構示意圖。
第5圖：其係為第1圖所示之電源供應系統之一變化例。
第6圖：其係為第1圖所示之電源供應系統之控制方法之流程示意圖。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之 用，而非架構於限制本案。
請參閱第1圖，其係為本案較佳實施例之電源供應系統設置於一電子設備內，且與電子設備內之一主要電路電連接時之電路結構示意圖。如第1圖所示，本實施例之電源供應系統1係設置於一電子設備9內，且與電子設備9內之一主要電路90電連接，電源供應系統1係用以輸出為直流電之一主要輸出電壓Vo以及一主要輸出電流Io至主要電路90，以驅動主要電路90運作，其中於一些實施例中，主要電路90可為但不限包含一匯流排電容Cbus以及一直流/直流轉換電路91。匯流排電容Cbus係跨接於主要電路90之輸入端，用以對主要輸出電壓Vo濾波，直流/直流轉換電路91則與匯流排電流Cbus電連接，用以將濾波後之主要輸出電壓Vo轉換為另一電壓準位之直流電能(未圖示)。
電源供應系統1係包含可熱插拔且為並聯連接之複數個電源模組，且每一電源模組係分別由不同之電源來供電，以下將僅以電源供應系統1係包含一第一電源模組以及一第二電源模組來示範性地說明本案之技術。請再參閱第1圖，於本實施例中，電源供應系統1係包含一第一電源模組10以及一第二電源模組11，其中第一電源模組10係可熱插拔於電源供應系統1中，且第一電源模組10之輸入端係與一第一電源20電連接，第一電源模組10係用以將第一電源20所提供之電能進行轉換，以輸出第一電壓V1，且第一電源模組10更包含一第一正輸出端T1、一第一負輸出端T2、一第一功因校正電路100、一第一開關SW1以及一第二開關SW2。第一正輸出端T1與第一負輸出端T2係與主要電路90之輸入端電連接，使第一電源模組10可經由第一正輸出端T1與第一負輸出端T2將第 一電壓V1傳送至主要電路90。第一功因校正電路100則用以進行功率因數校正，且可將第一電源20所提供之電能轉換，以輸出第一電壓V1。第一開關SW1係串聯連接於第一功因校正電路100以及第一正輸出端T1之間。第二開關SW2則串聯連接於第一功因校正電路100及第一負輸出端T2之間，且第二開關SW2之一端以及第一負輸出端T2係與一接地端G電連接。
至於第二電源模組11同樣可熱插拔於電源供應系統1中，且第二電源模組11之輸入端係與一第二電源21電連接，第二電源模組11用以將第二電源21所提供之電能進行轉換，以輸出第二電壓V2，且第二電源21更包含一第二正輸出端T3、一第二負輸出端T4、一第二功因校正電路110、一第三開關SW3以及一第四開關SW4。第二正輸出端T3與第二負輸出端T4係與主要電路90之輸入端電連接，使第二電源模組11可經由第二正輸出端T3與第二負輸出端T4將第二電壓V2傳送至主要電路90，此外，第二正輸出端T3更與第一正輸出端T1電連接，第二負輸出端T4則與第一負輸出端T2電連接，使得第一電源模組10以及第二電源模組11之輸出側為並聯連接。第二功因校正電路110用以進行功率因數校正，且可將第二電源21所提供之電能轉換，以輸出第二電壓V2。第三開關SW3係串聯連接於第二功因校正電路110以及第二正輸出端T3之間。第四開關SW4則串聯連接於第二功因校正電路110及第二負輸出端T4之間，且第四開關SW4之一端以及第二負輸出端T4同樣與接地端G電連接。由於第一負輸出端T2以及第二負輸出端T4係與接地端G電連接，因此第一正輸出端T1上之電壓實際上為第一電壓V1，第二正輸出端T3上之電壓實際上為第二電壓V2。
於一些實施例中，第一電源20以及第二電源21係以一中心線Ln電連接，且可為但不限於為多相電源中之其中兩相，此外，第一電源20以及第二電源21係提供交流電源。再者，第一功因校正電路100更包含一第一輸出側電容C1，係跨接於第一功因校正電路100之輸出側，第二功因校正電路110同樣更包含一第二輸出側電容C2，係跨接於第二功因校正電路110之輸出側。
以下將進一步說明本案之電源供應系統1之作動原理。請再參閱第1圖，首先，當電源供應系統1內僅有第一電源模組10，而第二電源模組11係為抽離電源供應系統1時，此時，若電源供應系統1開始運作，第一電源模組10將對應運作，並接收第一電源20之電能，且第一電源模組10將控制第一開關SW1以及第二開關SW2為導通狀態，使得第一電源模組10內之第一功因校正電路100可將第一電源20之電能轉換為第一電壓V1，並經由第一開關SW1、第二開關SW2、第一正輸出端T1與第一負輸出端T2傳送至主要電路90。
一旦在電源供應系統1運作且第一電源模組10亦運作的情況下，將原本抽離電源供應系統1之第二電源模組11以熱插拔方式插入電源供應系統1中，使得第二電源模組11藉由第二正輸出端T3及第二負輸出端T4分別與第一正輸出端T1及第一負輸出端T2電連接而與第一電源模組10並聯連接，且使得第二電源模組11與第二電源21電連接而接收第二電源21所提供之電能時，此時，第一電源模組10以及第二電源模組11將先分別控制第二開關SW2以及第四開關SW4僅於第一電源20及第二電源21間之相位差或電壓差小於一設定值時導通，如此一來，即便第一電源20及第二電源21間之 相位差或電壓差大於設定值，導致第一電源模組10之輸出電流(未圖示)將因為第一電源模組10之第一負輸出端T2以及第二電源模組11之第二負出端T4係共同電連接接地端G而欲流入正以熱插拔方式插入電源供應系統1中之第二電源模組11時，由於此時第一電源模組10以及第二電源模組11已先根據第一電源20及第二電源21間之相位差或電壓差係大於設定值而控制第二開關SW2以及第四開關SW4截止，因此第一電源模組10之輸出電流並無法經由第一負輸出端T2流入第二電源模組11內，如此一來，在第二電源模組11以熱插拔方式插入電源供應系統1而與第一電源模組10並聯連接時，便可避免於第二電源模組11內產生不預期之回流路徑，進而維持第二電源模組11內之一EMI濾波器(未圖示)的濾波效果，同時防止第二電源模組11之第二功因校正電路110之第二輸出側電容C2的電位會有預充過高的情況發生。
更甚者，在第一電源20及第二電源21間之相位差或電壓差小於設定值而使得第一電源模組10以及第二電源模組11分別控制第二開關SW2以及第四開關SW4導通之後，第二電源模組11將接續控制第三開關SW3在第三開關SW3與第二功因校正電路110之電連接處上的電壓，亦即第二功因校正電路110所輸出之第二電壓V2，大於第三開關SW3與第二正輸出端T3之電連接處上的電壓，亦即由導通之第一開關SW1及第一正輸出端T1所傳來之第一電源模組10之第一電壓V1時導通，更詳細地說，即當第二電源模組11以熱插拔方式插入電源供應系統1而與第一電源模組10並聯連接時，此時若當第二電源21所提供之電能尚無法使第二輸出側電容C2上之第二電壓V2之準位因充電而大於第一電源模組10輸出之第一電壓 V1時，第二電模組11便會控制第三開關SW3截止，藉此避免第二輸出側電容C2因第一電源模組10輸出之第一電壓V1而產生極大的dv/dt變化，藉此防止湧浪電流之產生，只有當第二電源21所提供之電能持續對第二輸出側電容C2充電，使得第二電壓V2之電壓準位大於第一電壓V1之電壓準位時，第二電模組11才會控制第三開關SW3導通，使第二電模組11所輸出之第二電壓V2傳送至主要電路90。
於一些實施例中，如第1圖所示，第一電源模組10更包含一第一控制單元101，該第一控制單元101係與第一電源20以及第二開關SW2之控制端電連接，且具有一第一偵測電路102，第一偵測電路102係用以偵測第一電源20之相位或電壓，此外，第二電源模組11亦包含一第二控制單元111，該第二控制單元111係與第二電源21以及第四開關SW4電連接，且具有一第二偵測電路112，其係用以偵測第二電源21之相位或電壓，此外第二偵測電路112更與第一偵測電路102訊號連接而彼此溝通，使得第一控制單元101及第二控制單元111可藉由第一偵測電路102及第二偵測電路112可得知彼此的偵測結果，因此第一控制單元101便可依據第一偵測電路102及第二偵測電路112之偵測結果而得知第一電源20以及第二電源21之間的相位差或是電壓差是否小於設定值，進而輸出對應的控制訊號(未圖示)來控制第二開關SW2進行導通或截止之切換，至於第二控制單元111同步依據第一偵測電路102及第二偵測電路112之偵測結果而得知第一電源20以及第二電源21之間的相位差或是電壓差是否小於設定值，進而輸出對應的控制訊號(未圖示)來控制第四開關SW4進行導通或截止之切換，藉此在第一電源 模組10或第二電源模組11正以熱插拔方式插入電源供應系統1時，防止於第一電源模組10或第二電源模組11內產生不預期的回流路徑。
又於一些實施例中，如第1圖所示，第一電源模組10更包含一第一比較電路103，係跨接於第一開關SW1之兩端，且與第一開關SW1之控制端電連接，其係用以偵測第一開關SW1與第一功因校正電路100之電連接處上的電壓，亦即第一功因校正電路100所輸出之第一電壓V1，是否大於第一開關SW1與第一正輸出端T1之電連接處上的電壓，亦即由導通之第三開關SW3及第二正輸出端T2所傳來之第二電源模組11之第二電壓V2而對應輸出控制訊號(未圖示)，以控制第一開關SW1之運作。至於第二電源模組11更包含一第二比較電路113，係跨接於第三開關SW3之兩端，且與第三開關SW3之控制端電連接，其係用以偵測第三開關SW3與第二功因校正電路110之電連接處上的電壓，亦即第二功因校正電路110所輸出之第二電壓V2，是否大於第三開關SW3與第二正輸出端T2之電連接處上的電壓，亦即由導通之第一開關SW1及第一正輸出端T1所傳來之第一電源模組10之第二電壓V1而對應輸出控制訊號(未圖示)，以控制第三開關SW3之運作。
又於一些實施例中，第一電源模組10更具有一第一整流電路104，係電連接於第一電源模組10之輸入端以及第一功因校正電路100之間，其係用以整流。第二電源模組11更具有一第二整流電路114，係電連接於第二電源模組11之輸入端以及第二功因校正電路110之間，其係用以整流。
請參閱第2至4圖，其係為第1圖所示之第一開關至第四開關中任 一開關之各種可能實施態樣的結構示意圖。於其它實施例中，第一開關SW1~第四開關SW4可分別由半導體功率開關所構成，例如分別由第2圖所示之N型功率金氧半導體場效電晶體(n-type Power MosFET)、第3圖所示之功率接面場效電晶體(Power JFET)、第4圖所示之背靠背N型功率金氧半導體場效電晶體(Back-to-back Power MosFETs)或是上述三種電晶體擇一所構成，但不以此為限。
於一些實施例中，為了使第1圖所示之電源供應系統內之第一電源模組10以及第二電源模組11之輸出電流相等，如第5圖所示，第一電源模組10可更具有一第一電流平衡電路105，第二電源模組11更具有一第二電流平衡電路115，其中第一電流平衡電路105係跨接於第二開關SW2上，第二電流平衡電路115係跨接於第四開關SW3上，且第一電流平衡電路105以及第二電流平衡電路115可訊號連接而彼此溝通，第一電流平衡電路105以及第二電流平衡電路115係分別用以偵測流過第二開關SW2以及第四開關SW4之電流，藉此使第一電源模組10及第二電源模組11依據偵測結果調整輸出電流，使第一電源模組10及第二電源模組11之輸出電流實質上相等。
請參閱第6圖，並配合第1圖，其中第6圖係為第1圖所示之電源供應系統之控制方法流程示意圖。如第1及6圖所示，首先，於步驟S1，當第一電源模組10於電源供應系統1內運作，且第二電源模組11接續熱插拔於電源供應系統1內時，第一電源模組10及第二電源模組11係先判斷第一電源20及第二電源21間的相位差或電壓差是否小於一設定值，當判斷之結果為是時，進入步驟S2，即第 一電源模組10以及第二電源模組21分別控制第二開關SW2及第四開關SW4導通；反之，當判斷結果為否時，進入步驟S5，即第一電源模組10以及第二電源模組21分別控制第二開關SW2及第四開關SW4截止。
而在步驟S2結束後，將進入步驟S3，即第二電源模組11接續判斷第二電壓V2是否大於第一電壓V1，當判斷之結果為是時，進入步驟S4，即第二電源模組11控制第三開關SW3導通；反之，當判斷結果為否時，進入步驟S6，即第二電源模組11控制第三開關SW3截止。其中於上述步驟S1中，第一電源模組10係控制第一開關SW1持續導通。
綜上所述，本案提供一種電源供應系統及其控制方法，其中電源供應系統內之複數個電源模組皆為熱插拔且為並聯連接，此外，每一電源模組之正輸出端以及負出端更分別電連接一開關，藉此在任一電源模組以熱插拔方式插入電源供應系統而與正在運作之電源模組並聯連接時，所有電源模組僅在與所有電源模組電連接之所有電源間之相位差或是電壓差小於設定值時控制與負出端電連接之開關導通，並接續使熱插拔於電源供應系統而與正在運作之電源模組並聯連接之電源模組於本身所輸出之電壓大於正在運作之電源模組所輸出之電壓時，控制熱插拔於電源供應系統之該電源模組中與正輸出端電連接之開關導通，藉此，本案之電源供應系統並無需額外設置隔離變壓器即可在任一電源模組正以熱插拔方式插入電源供應系統而與電源供應系統內之電源模組並聯連接時，防止以熱插拔方式插入電源供應系統之電源模組產生不預期之回流路徑以及湧浪電流產生，同時本案之電源供應系統之體 積可減小，且電源供應系統的效率亦可提昇。
本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
1‧‧‧電源供應系統
10‧‧‧第一電源模組
100‧‧‧第一功因校正電路
101‧‧‧第一控制單元
102‧‧‧第一偵測電路
103‧‧‧第一比較電路
104‧‧‧第一整流電路
11‧‧‧第二電源模組
110‧‧‧第二功因校正電路
111‧‧‧第二控制單元
112‧‧‧第二偵測電路
113‧‧‧第二比較電路
114‧‧‧第一整流電路
20‧‧‧第一電源
21‧‧‧第二電源
9‧‧‧電子設備
90‧‧‧主要電路
91‧‧‧直流/直流轉換電路
Vo‧‧‧主要輸出電壓
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧第二電壓
Io‧‧‧主要輸出電流
Cbus‧‧‧匯流排電容
C1‧‧‧第一輸出側電容
C2‧‧‧第二輸出側電容
T1‧‧‧第一正輸出端
T2‧‧‧第一負輸出端
T3‧‧‧第二正輸出端
T4‧‧‧第二負輸出端
G‧‧‧接地端
Ln‧‧‧中心線
SW1~SW4‧‧‧第一開關~第四開關

Claims (12)

  1. 一種電源供應系統，係包含：一第一電源模組，熱插拔於該電源供應系統，且轉換一第一電源之電能，以於一第一正輸出端及一第一負輸出端間輸出一第一電壓，並包含一第一功因校正電路、一第一開關及一第二開關，該第一功因校正電路係輸出該第一電壓，該第一開關電連接於該第一功因校正電路及該第一正輸出端之間，該第二開關電連接於該第一功因校正電路及該第一負輸出端之間，且與一接地端電連接；以及一第二電源模組，係熱插拔於該電源供應系統，且轉換一第二電源之電能，以於與該第一正輸出端電連接之一第二正輸出端及與該第一負輸出端及該接地端電連接之一第二負輸出端之間輸出一第二電壓，並包含一第二功因校正電路、一第三開關及一第四開關，其中該第二功因校正電路係輸出該第二電壓，該第三開關電連接於該第二功因校正電路及該第二正輸出端間，該第四開關電連接於該第二功因校正電路及該第二負輸出端間；其中，該第一電源及該第二電源以一中心線而彼此電連接，且當該第一電源模組於該電源供應系統內運作而該第二電源模組接續熱插拔於該電源供應系統內時，該第一電源模組及該第二電源模組係先分別控制該第二開關及該第四開關僅於該第一電源及該第二電源間的相位差或電壓差小於一設定值 時導通，該第二電源模組接續控制該第三開關於該第二電壓大於該第一電壓時導通。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應系統，其中該電源供應系統係應用於一電子設備中，且與該電子設備之一主要電路電連接，用以驅動該主要電路運作。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應系統，其中該第一電源以及該第二電源係為多相電源中之其中兩相。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應系統，其中當該第一電源模組於該電源供應系統內運作而該第二電源模組接續熱插拔於該電源供應系統內時，該第一電源模組及該第二電源模組係先分別控制該第二開關及該第四開關僅於該第一電源及該第二電源間的相位差或電壓差大於該設定值時截止，該第二電源模組接續控制該第三開關於該第二電壓小於該第一電壓時截止。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應系統，其中該第一開關、該第二開關、該第三開關以及該第四開關係分別由一N型功率金氧半導體場效電晶體、一功率接面場效電晶體或一背靠背N型功率金氧半導體場效電晶體所構成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應系統，其中該第一電源模組更包含一第一控制單元，係與該第一電源以及該第二開關之控制端電連接，且具有一第一偵測電路，該第一偵測電路用以偵測該第一電源之相位或電壓，且該第二電源模組更包含一第二控制單元，該第二控制單元係與該第二電源以及該第四開關電連接，且具有一第二偵測電路，用以偵測該第二電源之相位或電壓，且與該第一偵測電路訊號連接而彼 此溝通，俾使該第一控制單元及該第二控制單元分別依據該第一偵測電路及該第二偵測電路之偵測結果得知該第一電源以及該第二電源間的相位差或是電壓差是否小於該設定值，進而分別對應地控制該第二開關及該第四開關之作動。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應系統，其中該第二電源模組更包含一比較電路，係跨接於該第三開關之兩端，且與該第三開關之控制端電連接，用以偵測該第三開關一端上之該第二電壓是否大於該第三開關另一端上之該第一電壓，以對應地控制該第三開關之運作。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應系統，其中該第一電源模組以及該第二電源模組於該電源供應系統中時係並聯連接。
  9. 一種電源供應系統之控制方法，其中該電源供應系統包含可熱插拔之一第一電源模組以及一第二電源模組，該第一電源模組係轉換一第一電源之電能，以於一第一正輸出端及一第一負輸出端間輸出一第一電壓，並包含一第一功因校正電路、一第一開關及一第二開關，該第一功因校正電路係輸出該第一電壓，該第一開關電連接於該第一功因校正電路及該第一正輸出端之間，該第二開關電連接於該第一功因校正電路及該第一負輸出端之間，且與一接地端電連接，該第二電源模組係轉換一第二電源之電能，以於與該第一正輸出端電連接之一第二正輸出端及與該第一負輸出端及該接地端電連接之一第二負輸出端之間輸出一第二電壓，並包含一第二功因校正電路、一第三開關及一第四開關，其中該第二功因校正電路係輸出該第二電壓，該第三開關電連接於該第二功因校 正電路及該第二正輸出端間，該第四開關電連接於該第二功因校正電路及該第二負輸出端間，且該第一電源及該第二電源以一中心線而彼此電連接，該控制方法包含下列步驟：(a)當該第一電源模組於該電源供應系統內運作，且該第二電源模組接續熱插拔於該電源供應系統內時，該第一電源模組及該第二電源模組先判斷該第一電源及該第二電源間的相位差或電壓差是否小於一設定值；(b)當判斷結果為是時，該第一電源模組及該第二電源模組分別控制該第二開關及該第四開關導通；(c)該第二電源模組接續判別該第二電壓是否大於該第一電壓；以及(d)當判斷結果為是時，該第二電源模組係控制該第三開關導通。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之控制方法，其中於步驟(a)之後更包含步驟(a1)：當判斷結果為否時，該第一電源模組及該第二電源模組分別控制該第二開關及該第四開關截止。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之控制方法，其中於步驟(c)之後更包含步驟(c1)：當判斷結果為否時，該第二電源模組係控制該第三開關截止。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之控制方法，其中於步驟(a)中，該第一電源模組係控制該第一開關持續導通。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI872811B (zh) * 2023-11-17 2025-02-11 亞源科技股份有限公司 具湧浪電流抑制功能之多輸入電源系統

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689306C2 (ru) * 2014-09-05 2019-05-27 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Схема коррекции полярности
CN104539041B (zh) * 2014-12-09 2017-01-18 广东美的暖通设备有限公司 多联机空调系统及其室内机后备电源装置、控制方法
TWI570546B (zh) * 2015-01-07 2017-02-11 群光電能科技股份有限公司 具有延長維持時間功能的電源供應裝置
TWI571028B (zh) * 2015-08-26 2017-02-11 神雲科技股份有限公司 雙輸入電源供應器及其備援方法
FR3053539B1 (fr) * 2016-06-29 2018-06-29 Valeo Systemes De Controle Moteur Systeme electrique destine a etre connecte a deux alimentations electriques et installation electrique comportant un tel systeme electrique
CN109254641B (zh) * 2018-08-14 2020-04-28 珠海格力电器股份有限公司 一种下电管理系统及其工作方法
JP7159760B2 (ja) * 2018-09-28 2022-10-25 株式会社リコー 電源装置、搬送装置、および画像形成装置
CN110912112B (zh) * 2019-12-24 2021-03-16 珠海格力电器股份有限公司 共母线电路的故障检测方法
TWI779492B (zh) * 2021-02-17 2022-10-01 善元科技股份有限公司 備援式電源供應裝置
US12431732B2 (en) * 2021-04-16 2025-09-30 Tmeic Corporation Uninterruptible power supply apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110310646A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Daniel Humphrey Circulating current detection for redundant power supply
TW201207409A (en) * 2010-08-02 2012-02-16 Acbel Polytech Inc Anomaly detection method and device of server power supply system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110310646A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Daniel Humphrey Circulating current detection for redundant power supply
TW201207409A (en) * 2010-08-02 2012-02-16 Acbel Polytech Inc Anomaly detection method and device of server power supply system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI872811B (zh) * 2023-11-17 2025-02-11 亞源科技股份有限公司 具湧浪電流抑制功能之多輸入電源系統
US12463531B2 (en) 2023-11-17 2025-11-04 Asian Power Devices Inc. Multi-input power system with inrush current suppression function

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