TW201407919A - 主動均流及降壓均流合併應用之電源系統及電源系統組合 - Google Patents

Abstract

本案關於一種主動均流及降壓均流合併應用之電源系統，係包含：系統負載；以及複數個電源供應器，係彼此並聯連接且與系統負載連接，以分別輸出負載電流至系統負載，其中每一電源供應器係具有主動均流電路以及降壓均流電路，且每一電源供應器之主動均流電路係依據負載電流是否達到第一電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，每一電源供應器之降壓均流電路係依據負載電流是否達到第二電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，俾使每一電源供應器以主動均流技術及/或降壓均流技術而平均分配地輸出負載電流。

Description

主動均流及降壓均流合併應用之電源系統及電源系統組合

本案係關於一種電源系統，尤指一種具並聯電源供應器，且每一電源供應器具主動均流及降壓均流功能之主動均流及降壓均流合併應用之電源系統及電源系統組合。

近年來隨著科技的進步，具有各式各樣不同功能的電子產品已逐漸被研發出來，這些具有各式各樣不同功能的電子產品不但滿足了人們的各種不同需求，更融入每個人的日常生活，使得人們生活更為便利。這些各式各樣不同功能的電子產品係由各種電子元件所組成，而每一個電子元件所需的電源電壓不盡相同，因此，現今的供電系統提供的交流電源並不適合直接提供給電子產品使用。為了提供適當的電壓給每一個電子元件使其正常運作，這些電子產品需要藉由電源供應器將交流電源，例如一般的市電，轉換為適當的電壓給電子產品使用。

而隨著綠能環保的意識逐漸抬頭，各種電子產品莫不想盡辦法朝節省能源消耗的方向發展，電源供應器亦是如此，因此為了達到能源使用的最佳化並提供負載高可靠度以及大電流輸出，將相同瓦特數或是多種不同瓦特數之電源供應器並聯，以構成一電源系統係越來越普遍。

目前部份電源系統中之並聯電源供應器係各自具有主動均流(active current sharing)電路，以藉由具有精準均流優點之主動均流技術讓負載所需之電流能平均地分配到每一電源供應器上，此外，亦有部份電源系統中之並聯電源供應器則各自具有降壓(droop)均流電路，以藉由具有線路簡單、反應快且不易震盪之降壓均流技術讓負載所需之電流能平均的分配到每一電源供應器上。

然而本領域的技術人員可清楚了解，雖然利用主動均流技術或是降壓均流技術來達成均流目的係具有各自之優點，然主動均流技術亦存在將使並聯電源供應器之每一電源供應器具有線路複雜、反應慢且易震盪之缺失，同樣地，降壓均流技術亦存在使並聯電源供應器均流效果不佳之缺失，由此可知，使用者僅能依據實際需求而事先選用為主動均流之並聯電源供應器或是為降壓均流之並聯電源供應器來構成電源系統，並無法使電源系統之並聯電源供應器可依據各種不同之需求而彈性地使用主動均流技術、降壓均流技術或上述兩種技術之合併應用。

更甚者，為了提高電源系統的可靠度，目前皆會在電源系統內之並聯電源供應器再額外多並聯至少一備援用之電源供應器，以確保當用來提供負載電能之並聯電源供應器中若有至少一個電源供應器異常時，電源系統仍可藉由備援用之電源供應器所提供之電能而正常運作一段時間或是有足夠時間即時反應，此即所謂的N+1系統，亦即電源系統實際上對應負載之需求僅需N台電源供應器，卻需要至少N+1台來維持其運作順利。然而為了當用來提供負載所需電能之並聯電源供應器中之至少一個電源供應器異常時，備援用之電源供應器可立即提供備援功能，該備援用之電源供應器必須持續處於運作狀態，而由於電源供應器在運作時總有其基本電能損耗，因此當電源系統內安裝越多台電源供應器，電源系統的總耗能就越增加，換言之，即電源系統實際上將因需安裝備援用之電源供應器且該備援用之電源供應器係持續處於運作狀態而有多餘的電能損耗。

因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失之主動均流及降壓均流合併應用之電源系統及電源系統組合，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主動均流及降壓均流合併應用之電源系統及電源系統組合，藉由電源系統內之複數個電源供應器係具有主動均流電路以及降壓均流電路，且主動均流電路以及降壓均流電路可依據實際需求來啟動，故可使電源系統之並聯電源供應器可彈性地使用主動均流技術、降壓均流技術或上述兩種技術之合併應用，亦使得電源系統內部之並聯電源供應器具有備援之功能，且可在任一電源供應器異常時，發出卸載訊號來通知系統負載卸載，因此該電源系統並無須再額外設置備援用之電源供應器，是以電源系統不但可維持高可靠度，亦可減少不必要之電能耗損。

為達上述目的，本案之較佳實施態樣為提供一種主動均流及降壓均流合併應用之電源系統，係包含：系統負載；以及複數個電源供應器，係彼此並聯連接且與系統負載連接，以分別輸出負載電流至系統負載，其中每一電源供應器係具有主動均流電路以及降壓均流電路，且每一電源供應器之主動均流電路係依據負載電流是否達到第一電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，每一電源供應器之降壓均流電路係依據負載電流是否達到第二電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，俾使每一電源供應器分別以主動均流技術及/或降壓均流技術而平均分配地輸出負載電流。

為達上述目的，本案之較佳實施態樣另提供一種主動均流及降壓均流合併應用之電源系統組合，係包含：複數個電源系統，係彼此串聯連接，每一電源系統係具有複數個電源供應器及系統負載，複數個電源供應器係並聯連接且與系統負載連接，以分別輸出負載電流至系統負載，其中每一電源供應器係具有主動均流電路以及降壓均流電路，且每一電源供應器之主動均流電路係依據負載電流是否達到一第一電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，每一電源供應器之降壓均流電路係依據負載電流是否達到一第二電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，使每一電源供應器分別以主動均流技術及/或降壓均流技術而平均分配地輸出負載電流至系統負載；其中當複數個電源系統之任一電源系統係過載時，其餘複數個電源系統中為輕載或空載之電源系統係提供額外電力至過載之電源系統。

為達上述目的，本案之較佳實施態樣又提供一種主動均流及降壓均流合併應用之電源系統組合，係包含：複數個電源系統，每一電源系統係具有複數個第一電源供應器及系統負載，複數個第一電源供應器係並聯連接且與對應之系統負載連接，以分別輸出一負載電流至系統負載；以及電源庫，係與複數個電源系統連接，且具有並聯連接之複數個第二電源供應器，於任一電源系統過載時，複數個第二電源供應器係分別輸出負載電流，使電源庫輸出由複數個第二電源供應器輸出之負載電流所構成之備援電能至過載之電源系統；其中每一第一電源供應器及每一第二電源供應器係分別具有主動均流電路以及降壓均流電路，且每一第一電源供應器及每一第二電源供應器之主動均流電路係分別依據對應之負載電流是否達到對應之第一電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，每一第一電源供應器及每一第二電源供應器之降壓均流電路係依據對應之負載電流是否達到對應之第二電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，俾使每一第一電源供應器及每一第二電源供應器分別以主動均流技術及/或降壓均流技術而平均分配地輸出對應之負載電流。

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主動均流及降壓均流合併應用之電源系統的方塊示意圖。如第1圖所示，本實施例之電源系統1係包含一系統負載10以及複數個電源供應器11，其中複數個電源供應器11，例如第1圖所示之兩個電源供應器11，係彼此並聯連接，且與系統負載10連接，複數個電源供應器11係接收一輸入電壓(未圖示)，例如為市電之交流電壓，並將該輸入電壓進行轉換，進而以平均分配的方式各自輸出負載電流Io至系統負載10，以驅動系統負載10。於上述實施例中，複數個電源供應器11之輸出功率可為但不限於相同。

於本實施例中，每一電源供應器11係包含一電源供應電路12、一回授電路13、一及/或控制電路14、一主動均流電路15、一降壓均流電路16以及一電流偵測電路17。電源供應電路12係經由電源供應器11之輸出端與系統負載10連接，且接收輸入電壓，並藉由內部之至少一開關元件(未圖示)的導通或截止切換而將輸入電壓轉換，以輸出負載電壓Vo及負載電流Io來驅動系統負載10。

回授電路13則與電源供應電路12連接，其係輸出一回授訊號Vf至電源供應電路12，以改變電源供應電路12內之開關元件的責任週期，進而調整負載電壓Vo的值，其中於一些實施例中，回授訊號Vf可為但不限於對應電源供應電路　12之負載電壓Vo的變化而改變，藉此調整電源供應電路12內之開關元件的責任週期，使電源供應電路12之負載電壓Vo可維持在一額定電壓。

電流偵測電路17係與電源供應電路12連接，其係用以偵測電源供應電路12之負載電流Io，並依據該負載電流Io而輸出與該負載電流Io有一比例關係之一偵測電壓Vt。

主動均流電路15係與電流偵測電路17之輸出端連接，以接收由電流偵測電路17所傳來之偵測電壓Vt，進而得知對應之負載電流Io的資訊，此外，主動均流電路15亦藉由例如一匯流排(BUS)18而與其它電源供應器11之主動均流電路15連接，以經由匯流排18而接收其它主動均流電路15所傳來關於其它電源供應器11之負載電流Io的資訊，更甚者，主動均流電路15具有可預設之一第一電流設定點，主動均流電路15並依據偵測電壓Vt來判斷對應之負載電流Io是否達到第一電流設定點以上，以對應地進入運作模式或停止運作模式，而當主動均流電路15進入運作模式時，主動均流電路15將根據所對應之負載電流Io的資訊，以及根據其它電源供應器11所輸出之負載電流Io的資訊，對應地輸出一主動均流訊號Va，藉此使電源系統1內並聯之電源供應器11可以主動均流技術來平均分配地輸出負載電流Io至系統負載10。

降壓均流電路16係與電流偵測電路17之輸出端連接，以接收由電流偵測電路17所傳來之偵測電壓Vt，進而得知對應之負載電流Io的資訊，此外，降壓均流電路16具有可預設之一第二電流設定點，降壓均流電路16並依據偵測電壓Vt來判斷對應之負載電流Io是否達到第二電流設定點以上，以對應地進入運作模式或停止運作模式，而當降壓均流電路16進入運作模式時，降壓均流電路16可於對應之負載電流Io的值增加時，輸出一降壓均流訊號Vd，藉此驅動對應之電源供應電路12之負載電壓Vo下降，使電源系統1內並聯之電源供應器11可以降壓均流方式來平均分配地輸出負載電流Io至系統負載10。

及/或控制電路14則與回授電路13、主動均流電路15及降壓均流電路16連接，其係可接收由主動均流電路15所傳來之主動均流訊號Va及/或降壓均流電路16所傳來之降壓均流訊號Vd，以對應地輸出一控制訊號Vc至回授電路13，因此控制訊號Vc實際上可與主動均流訊號Va或是降壓均流訊號Vd有對應關係，亦可同時與主動均流訊號Va及降壓均流訊號Vd有對應關係，故回授電路13所輸出之回授訊號Vf不但可根據電源供應電路12之負載電壓Vo之變化而對應改變，亦可根據控制訊號Vc之變化而對應改變，如此一來，便可藉由控制訊號Vc而調整回授訊號Vf，使電源供應電路12內之開關元件的責任週期對應回授訊號Vf而改變，進而使電源系統1之複數個電源供應器11可動態地以主動均流技術、降壓均流技術或是主動均流技術搭配降壓均流技術來平均分配地輸出負載電流Io至系統負載10。

請參閱第2圖並配合第1圖，其中第2圖係為第1圖所示之任一電源供應器的電壓及電流的操作曲線圖。如第1及2圖所示，於一些實施例中，第一電流設定點可為但不限於設定為等於對應之電源供應器11之額定電流的0%時，而第二電流設定點可為但不限於設定為等於對應之電源供應器11之額定電流的100%時，亦即等於該電源供應器11達到滿載(full load)時負載電流Io的值。此外，當每一電源供應器11內之主動均流電路15依據偵測電壓Vt而得知對應之負載電流Io係低於第一電流設定點，亦即目前對應之電源供應器11所輸出之負載電流Io低於該電源供應器11之額定電流的0%時，該主動均流電路15係進入停止運作模式，反之，當主動均流電路15依據偵測電壓Vt而得知對應之電源供應器11所輸出之負載電流Io已達到第一電流設定點以上，亦即目前對應之電源供應器11所輸出之負載電流Io已達到該電源供應器11之額定電流的0%以上時，該主動均流電路15則進入運作模式，因此於本實施例中，當電源供應器11開始運作以後，主動均流電路15皆維持於運作模式。更甚者，當每一電源供應器11內之降壓均流電路16依據偵測電壓Vt而得知對應之電源供應器11所輸出之負載電流Io係低於第二電流設定點，亦即目前對應之電源供應器11係未達到滿載而負載電流Io係低於該電源供應器11之額定電流的100%時，該降壓均流電路16係進入停止運作模式，反之，當降壓均流電路16依據偵測電壓Vt而得知對應之電源供應器11所輸出之負載電流Io已達到第二電流設定點以上，亦即目前對應之電源供應器11已達滿載以上而該電源供應器11所輸出之負載電流Io已達到該電源供應器11之額定電流的100%以上時，該降壓均流電路16則進入運作模式。

由上可知，當本實施例之電源系統1尚未運作時，由於此時複數個電源供應器11所輸出之負載電流Io皆低於該電源供應器11之額定電流的0%，亦即低於第一電流設定點以及第二電流設定點，因此主動均流電路15以及降壓均流電路16皆進入停止運作模式而不工作。

而當電源系統1開始運作，且複數個電源供應器11為正常狀態時，此時若每一電源供應器11所輸出之負載電流Io已達到該電源供應器11之額定電流的0%以上但未到達額定電流的100%時，降壓均流電路16將維持於停止運作模式，然主動均流電路15卻改進入運作模式，並輸出主動均流訊號Va至及/或控制電路14，使及/或控制電路14對應主動均流訊號Va而輸出控制訊號Vc至回授電路13，使回授電路13所輸出之回授訊號Vf根據控制訊號Vc而對應改變，因此複數個電源供應器11將以主動均流技術而平均分配地輸出負載電流Io至系統負載10。

然而當複數個電源供應器11之任一電源供應器11發生異常狀態，例如因出現老化、輸出阻抗差異或失效等，導致無法平均負擔相同功率給系統負載10時，發生異常狀態之電源供應器11為了強制輸出相同功率給系統負載10，其負載電流Io將上升，而若負載電流Io達到對應之電源供應器11的額定電流的100%以上，亦即該電源供應器11係處於過載狀態時，由於此時負載電流Io已達到第二電流預設點以上，故除了主動均流電路15仍持續維持於運作模式，降壓均流電路16亦進入運作模式，並輸出降壓均流訊號Vd至及/或控制電路14，使及/或控制電路14對應主動均流訊號Va及降壓均流訊號Vd而輸出控制訊號Vc至回授電路13，使回授電路13所輸出之回授訊號Vf根據控制訊號Vc之變化而對應改變，藉此使發生異常狀態之電源供應器11的輸出電壓Vo由例如54V開始下降，以驅使其它正常狀態之電源供應器11可於一特定時間內輸出較高之負載電流Io至系統負載10，藉此達到加速均流之目的，因此複數個電源供應器11將以主動均技術並搭配降壓均流技術來平均分配地輸出負載電流Io至系統負載10。

由上可知，當電源系統1內之每一電源供應器11所輸出之負載電流Io係達到該電源供應器11之額定電流的0%以上而未到達額定電流的100%時，每一電源供應器11之主動均流電路15係先啟動，藉此以主動均流技術來平均分配地輸出負載電流Io至系統負載10，此時複數個電源供應器11實際上係因使用主動均流技術而具有較佳的均流效果，然而一旦當有任一電源供應器11發生異常狀態而處於過載狀況，進而輸出達到額定電流的100%以上之負載電流Io時，發生異常狀態之電源供應器11之降壓均流電路16將再啟動，以降低對應之電源供應器11的輸出電壓Vo，使其它電源供應器11可輸出較高之負載電流Io而協助分擔系統負載10之需求，亦即複數個電源供應器11此時係結合主動均流技術及降壓均流技術來達到均流之目的，而由於利用具有反應快且不易震盪優點之降壓均流技術，故可使複數個電源供應器11在任一電源供應器11處於異常狀態的條件下，其餘處於正常狀態之電源供應器11即可快速地輸出較高之負載電流Io至系統負載10，亦即在特定時間內維持一定比例的分流效果來提供系統負載10所需之負載電流Io，如此一來，該些電源供應器11實際上係存在備援之功能，故電源系統1無需再額外並聯設置至少一備援用之電源供應器，故可減少電能損耗。

於一些實施例中，如第1圖所示，當電源供應器11有異常狀態而處於過載狀況，以輸出達到額定電流的100%以上，亦即達到第二電流設定點以上之負載電流Io至系統負載10，進而驅使降壓均流電路16進入運作模式時，該降壓均流電路16將於啟動時同時輸出一卸載訊號Vw至系統負載10，以通知系統負載10於一特定時間內進行卸載，藉此維持複數個電源供應器11之主要及必要的運作能力，如此一來，將可提高電源系統1之可靠度。

請參閱第3圖並配合第1圖，其中第3圖係為第1圖所示之單一電源供應器的細部電路結構示意圖。如圖所示，於一些實施例中，電源供應電路12係包含一電源供應單元120以及一第一保護電路121，其中電源供應單元120係與第一保護電路121連接，其係架構於轉換輸入電壓，以輸出負載電壓Vo以及負載電流Io，第一保護電路121則與電源供應器11之輸出端連接，且經由電源供應器11之輸出端而與系統負載10連接(如第1圖所示)，此外，可為但不限於由二極體所構成，其係可將電源供應單元120輸出之負載電壓Vo以及負載電流Io傳送至電源供應器11之輸出端，且可防止逆向電流由電源供應器11之輸出端流入至電源供應器11內。

主動均流電路15則包含一穩態切換電路151、一第二保護電路152、共接單元153、分壓單元154以及主動均流回授單元155，其中穩態切換電路151係與第二保護電路152連接，且與電流偵測電路17之輸出端連接而接收偵測電壓Vt，穩態切換電路151係依據電源供應器11是否處於穩態運作而對應地進行導通或截止切換，其中當電源供應器11尚未進入穩態運作時，穩態切換電路151係為截止狀態，反之，當電源供應器11為穩態運作時，穩態切換電路151將切換為導通狀態，使偵測電壓Vt可經由導通之穩態切換電路151而傳送至第二保護電路152。第二保護電路152係與共接單元153連接，且可為但不限於由一超級二極體(super diode1)所構成，第二保護電路152可將偵測電壓Vt傳送至共接單元153，且可防止逆向電流由共接單元153輸入至電源供應器11內部。共接單元153係與匯流排18以及分壓單元154連接，其係可將由第二保護電路152所接收到之偵測電壓Vt經由匯流排18傳送至其它電源供應器11之共接單元153，同時亦可經由匯流排18接收由其它電源供應器11所傳來關於其它電源供應器11之負載電流Io資訊之其它偵測電壓Vt，並將其它偵測電壓Vt傳送至分壓單元154，至於分壓單元154則與主動均流回授單元155連接，分壓單元154可將由共接單元153所傳來之其它偵測電壓Vt進行分壓，主動均流回授單元155則與電流偵測電路17連接，其係可依據由電流偵測電路17所傳來之偵測電壓Vt以及由分壓單元154所傳來之分壓後的其它偵測電壓Vt而輸出主動均流訊號Va。

請參閱第4圖，其係為由第1圖所示之電源系統所構成之電源系統組合的電路結構示意圖。如第4圖所示，電源系統組合4係包含複數個如第1圖所示之電源系統1，例如三個電源系統1，且複數個電源系統1係彼此串聯連接，更甚者，複數個電源系統1之內部各自可為但不限於具有電纜線(未圖示)，使複數個電源系統1彼此之間可藉由連接該電纜線而進行電力之傳送與接收。而本實施例中，每一電源系統1內部之電路架構係相似於第1圖所示之電源系統1，因此將以相同的標號來代表電路結構與作動方式係相同，此外，每一電源系統1內部之複數個電源供應器之主動均流電路(本圖未圖示)的作動方式亦相似於第1圖以及第2圖所示，亦即當每一電源供應器11之負載電流Io已達額定電流的0%以上而未達到額定電流的100%時，複數個電源供應器11係先啟動主動均流電路15而以主動均流技術來均流，當任一電源供應器11已過載而使得負載電流Io已達額定電流100%以上時，該電源供應器11將再啟動降壓均流電路16，進而使複數個電源供應器11以主動均流技術以及降壓均流技術來均流。

於本實施例中，每一電源系統1不但可提供電能來驅動內部之系統負載10，且每一電源系統1亦可彼此溝通而得知其他電源系統1之狀態，以當任一電源系統1的系統負載10的負載需求提升，導致該電源系統1處於過載狀況時，其它處於空載狀況或輕載狀況之電源系統1內之複數個電源供應器11可立即輸出較大之負載電流Io，藉此來提供額外的電能至處於過載狀況之電源系統1，以協助分擔處於重載狀況之電源系統1，如此一來，將可使該些複數個電源系統1之使用壽命延長，並增加可靠度，而於上述實施例中，每一電源系統1可以直接的方式藉由電纜線而傳送電能至鄰接之其它電源系統1，亦可以間接的方式透過其它電源系統1之電纜線而傳送電能至非相鄰接之電源系統1，舉例而言，當某一電源系統1係連接於兩個電源系統1之間時，則此兩個電源系統1將間接地藉由連接於兩個電源系統1之間的電源系統1的電纜線來彼此傳送電能給對方。

以下將以第5圖說明本案另一實施例之電源系統組合之電路架構及作動，然由於第5圖所示之電源系統組合內之每一第一電源供應器以及每一第二電源供應器之電路架構皆相似於第3圖所示之電源供應器11，故於第5圖中，將不再例示第一電源供應器及第二電源供應器之內部結構，然為了可清楚了解關於第5圖之電源系統組合的技術，以下所提及關於第5圖之電源系統組合內之第一電源供應器及第二電源供應器的內部電路，將直接以與第3圖所示之電源供應器11相同之電路結構的名稱及標號來說明。請參閱第5圖，並配合第3圖，其中第5圖係為本案另一較佳實施例之電源系統組合的電路結構示意圖。如圖所示，電源系統組合5係包含複數個電源系統50以及一電源庫51(power bank)，其中每一電源系統50係包含複數個並聯連接之第一電源供應器500及系統負載10，該些第一電源供應器500係接收輸入電壓，並將該輸入電壓進行轉換，進而以平均分配的方式分別輸出負載電流Io(第一負載電流)至系統負載10，以驅動系統負載10。

電源庫51則與複數個電源系統50電連接，且具有複數個並聯連接之第二電源供應器510，其係可與複數個電源系統50進行溝通，且具有備援之功能，亦即當複數個電源系統50之任一電源系統50之系統負載10的負載需求提高，例如因該電源系統50異常所導致，而使得對應之該電源系統50係處於過載狀況時，複數個第二電源供應器510將分別輸出之為備援電能之負載電流Io(第二負載電流)，使電源庫51可將備援電能提供至處於過載狀況之電源系統50，以滿足處於過載狀況之電源系統50內之系統負載10的需求。

於本實施例中，每一電源系統50內之每一第一電源供應器500之電路結構及部份元件之作動方式係與第3圖所示之電源供應器11相似，於此不再贅述。

唯本實施例之每一第一電源供應器500之主動均流電路15之第一電流設定點雖然同樣設定為等於對應之第一電源供應器500之額定電流的0%，然主動均流電路15卻改為當依據偵測電壓Vt而得知對應之負載電流Io已達到第一電流設定點以上時，進入停止運作模式，此外，第一電源供應器500之降壓均流電路16之第二電流設定點則改設定為等於對應之第一電源供應器500之額定電流的0%，且降壓均流電路16亦改為當依據偵測電壓Vt而得知對應之負載電流Io已達到第二電流設定點以上時，進入運作模式，由此可知，當每一電源系統50開始運作時，電源系統50內之每一第一電源供應器500所輸出之負載電流Io必然已達到第一電源供應器500之額定電流的0%以上，故實際上每一第一電源供應器500之主動均流電路15係進入停止運作模式而不運作，而降壓均流電路16則進入運作模式而持續運作，因此實際上當電源系統5開始運作以後，電源系統5之複數個並聯之第一電源供應器500將分別以降壓均流技術來平均分配地輸出負載電流Io至系統負載10。

至於電源庫51之複數個第二電源供應器510係可接收輸入電壓，並將輸入電壓進行轉換，進而以平均分配的方式來各自輸出為備援電能之負載電流Io，且每一第二電源供應器510之電路結構及部份元件之作動方式係與第3圖所示之電源供應器11相似，於此不再贅述。

唯本實施例之每一第二電源供應器510之主動均流電路15之第一電流設定點係設定為等於對應之第二電源供應器510之額定電流的0%，且主動均流電路15當依據偵測電壓Vt而得知對應之負載電流Io已達到第一電流設定點以上時，進入運作模式而持續運作，此外，第二電源供應器510之降壓均流電路16之第二電流設定點則改設定為等於對應之第二電源供應器510之額定電流的0%，且降壓均流電路16當依據偵測電壓Vt而得知對應之負載電流Io已達到第二電流設定點以上時，係進入停止運作模式，由此可知，當電源庫51開始運作時，電源庫51內之每一第二電源供應器510所輸出之負載電流Io必然已達到第二電源供應器510之額定電流的0%以上，故實際上每一第二電源供應器510之主動均流電路15皆進入運作模式而持續運作，而降壓均流電路16則進入停止運作模式而不運作，因此當電源庫51需提供備援電能至任一具有過載狀況之電源系統50時，電源庫51內之複數個並聯第二電源供應器510實際上將分別以主動均流技術來平均分配地輸出構成電源庫51所能提供之備援電能之負載電流Io。

此外，本實施例之電源庫51不但可於任一電源系統1處於過載狀況時提供備援電能至該電源系統50，且電源庫51亦可於複數個電源系統50處於滿載情況下，提供正常運作電能給電源系統組合5，使電源系統組合5可藉由電源庫51來提昇整體之輸出功率，舉例而言，當電源系統組合5內係具有兩個電源系統50時，若每一電源系統50能提供之功率為100瓦特，則電源庫51為了可同時提供兩個電源系統50之備援電能，該電源庫51之輸出功率將為200瓦特，而由於電源庫51於複數個電源系統50處於滿載情況下，可提供正常運作電能給電源系統組合5，因此可使電源系統組合5所能提供之總功率達到400瓦特，故讓電源系統組合5之使用範圍更為廣闊。

綜上所述，本案係為一種主動均流及降壓均流合併應用之電源系統及電源系統組合，藉由電源系統內之複數個電源供應器係具有主動均流電路以及降壓均流電路，且主動均流電路以及降壓均流電路可依據實際需求而設定啟動，故可使電源系統之並聯電源供應器可彈性地使用主動均流技術、降壓均流技術或上述兩種技術之合併應用，亦使得電源系統內部之並聯電源供應器具有備援之功能，且可在任一電源供應器異常時，發出卸載訊號來通知系統負載卸載，因此該電源系統並無須再額外設置備援用之電源供應器，是以電源系統不但可維持高可靠度，亦可減少不必要之電能耗損。

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、50．．．電源系統

10．．．系統負載

11．．．電源供應器

12．．．電源供應電路

120．．．電源供應單元

121．．．第一保護電路

13．．．回授電路

14．．．及/或控制電路

15．．．主動均流電路

151．．．穩態切換電路

152．．．第二保護電路

153．．．共接單元

154．．．分壓單元

155．．．主動均流回授單元

16．．．降壓均流電路

17．．．電流偵測電路

18．．．匯流排

4、5．．．電源系統組合

500．．．第一電源供應器

51．．．電源庫

510．．．第二電源供應器

Io．．．負載電流

Vo．．．負載電壓

Vf．．．回授訊號

Vt．．．偵測電壓

Va．．．主動均流訊號

Vd．．．降壓均流訊號

Vc．．．控制訊號

Vw．．．卸載訊號

第1圖：其係為本案較佳實施例之主動均流及降壓均流合併應用之電源系統的方塊示意圖。

第2圖：其係為第1圖所示之任一電源供應器的電壓及電流的操作曲線圖。

第3圖：其係為第1圖所示之單一電源供應器的細部電路結構示意圖。

第4圖：其係為由第1圖所示之電源系統所構成之電源系統組合的電路結構示意圖。

第5圖：其係為本案另一較佳實施例之電源系統組合的電路結構示意圖。

1．．．電源系統

10．．．系統負載

11．．．電源供應器

12．．．電源供應電路

13．．．回授電路

14．．．及/或控制電路

15．．．主動均流電路

16．．．降壓均流電路

17．．．電流偵測電路

18．．．匯流排

Io．．．負載電流

Vo．．．負載電壓

Vf．．．回授訊號

Vt．．．偵測電壓

Va．．．主動均流訊號

Vd．．．降壓均流訊號

Vc．．．控制訊號

Vw．．．卸載訊號

Claims (20)

1. 一種主動均流及降壓均流合併應用之電源系統，係包含：
   一系統負載；以及
   複數個電源供應器，係彼此並聯連接且與該系統負載連接，以分別輸出一負載電流至該系統負載，其中每一該電源供應器係具有一主動均流電路以及一降壓均流電路，且每一該電源供應器之該主動均流電路係依據該負載電流是否達到一第一電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，每一該電源供應器之該降壓均流電路係依據該負載電流是否達到一第二電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，俾使每一該電源供應器分別以主動均流技術及/或降壓均流技術而平均分配地輸出該負載電流。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電源系統，其中該第一電流設定點係設定為等於對應之該電源供應器之額定電流的0%。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電源系統，其中當該電源供應器之該負載電流低於該第一電流設定點時，該主動均流電路係進入停止運作模式，當該負載電流達到該第一電流設定點以上時，該主動均流電路係進入運作模式，俾使該複數個電源供應器分別以主動均流技術來平均分配地輸出該負載電流。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電源系統，其中該第二電流設定點係設定為等於對應之該電源供應之額定電流的100%。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電源系統，其中當該電源供應器之該負載電流低於該第二電流設定點時，該降壓均流電路係進入停止運作模式，當該負載電流達到該第二電流設定點以上時，該降壓均流電路係進入運作模式，俾使該複數個電源供應器分別以主動均流技術搭配降壓均流技術而平均分配地輸出該負載電流。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電源系統，其中當該降壓均流電路進入運作模式時，該降壓均流電路更輸出一卸載訊號至該系統負載，以通知該系統負載於一特定時間內進行卸載。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電源系統，其中每一該電源供應器係包含：一電源供應電路，係與該系統負載連接，以輸出一負載電壓以及該負載電流；以及
   一回授電路，係與該電源供應電路連接，其係依據該電源供應電路之該負載電壓而輸出一回授訊號至該電源供應電路，使該電源供應電路之該輸出電壓依據該回授訊號而對應調整來維持於一額定電壓。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電源系統，其中每一該電源供應器更包含一電流偵測電路，係與該主動均流電路以及該降壓均流電路連接，用以依據該負載電流而產生一偵測電壓，使該主動均流電路以及該降壓均流電路藉由該偵測電壓得知該負載電流之資訊。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電源系統，其中每一該電源供應器之該主動均流電路更具有一穩態切換電路，係與該電流偵測電路連接，用以依據該電源供應器是否處於穩態運作而對應地進行導通或截止切換，以當該電源供應器為穩態運作時，使該偵測電壓經由導通之該穩態切換電路而傳送至其它該電源供應器。
10. 如申請專利範圍第8項所述之電源系統，其中每一該電源供應器更具有一及/或控制電路，係與該回授電路、該主動均流電路及該降壓均流電路連接，其係依據由該主動均流電路於運作模式所傳來之一主動均流訊號及/或由該降壓均流電路於運作模式所傳來之一降壓均流訊號而對應地輸出一控制訊號至該回授電路，使該回授訊號根據該控制訊號而對應改變，俾使每一電源供應器分別以主動均流技術及/或降壓均流技術而平均分配地輸出該負載電流。
11. 如申請專利範圍第1項所述之電源系統，其中該第一電流設定點係預設於該主動均流電路內，該第二電流設定點係預設於該降壓均流電路內。
12. 一種主動均流及降壓均流合併應用之電源系統組合，係包含：
    複數個電源系統，係彼此串聯連接，每一該電源系統係具有複數個電源供應器及一系統負載，該複數個電源供應器係並聯連接且與該系統負載連接，以分別輸出一負載電流至該系統負載，其中每一該電源供應器係具有一主動均流電路以及一降壓均流電路，且每一該電源供應器之該主動均流電路係依據該負載電流是否達到一第一電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，每一該電源供應器之該降壓均流電路係依據該負載電流是否達到一第二電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，使每一該電源供應器分別以主動均流技術及/或降壓均流技術而平均分配地輸出該負載電流至系統負載；
    其中當該複數個電源系統之任一該電源系統係過載時，其餘該複數個電源系統中為輕載或空載之該電源系統係提供額外電力至過載之該電源系統。
13. 如申請專利範圍第12項所述之電源系統組合，其中該第一電流設定點係設定為等於對應之該電源供應器之額定電流的0%。
14. 如申請專利範圍第13項所述之電源系統組合，其中當該電源供應器之該負載電流低於該第一電流設定點時，該主動均流電路係進入停止運作模式，當該負載電流達到該第一電流設定點以上時，該主動均流電路係進入運作模式，俾使該複數個電源供應器分別以主動均流技術來平均分配地輸出該負載電流。
15. 如申請專利範圍第14項所述之電源系統組合，其中該第二電流設定點係設定為等於對應之該電源供應器之額定電流的100%。
16. 如申請專利範圍第15項所述之電源系統組合，其中當該電源供應器之該負載電流低於該第二電流設定點時，該降壓均流電路係進入停止運作模式，當該負載電流達到該第二電流設定點以上時，該降壓均流電路係進入運作模式，俾使該複數個電源供應器分別以主動均流技術搭配降壓均流技術而平均分配地輸出該負載電流。
17. 一種主動均流及降壓均流合併應用之電源系統組合，係包含：
    複數個電源系統，每一該電源系統係具有複數個第一電源供應器及一系統負載，該複數個第一電源供應器係並聯連接且與對應之該系統負載連接，以分別輸出一負載電流至該系統負載；以及一電源庫，係與該複數個電源系統連接，且具有並聯連接之複數個第二電源供應器，於任一該電源系統過載時，該複數個第二電源供應器係分別輸出一負載電流，使該電源庫輸出由該複數個第二電源供應器輸出之該負載電流所構成之備援電能至過載之該電源系統；
    其中每一該第一電源供應器及每一該第二電源供應器係分別具有一主動均流電路以及一降壓均流電路，且每一該第一電源供應器及每一該第二電源供應器之該主動均流電路係分別依據對應之該負載電流是否達到對應之一第一電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，每一該第一電源供應器及每一該第二電源供應器之該降壓均流電路係依據對應之該負載電流是否達到對應之一第二電流設定點而進入運作模式或停止運作模式，俾使每一該第一電源供應器及每一該第二電源供應器分別以主動均流技術及/或降壓均流技術而平均分配地輸出對應之該負載電流。
18. 如申請專利範圍第17項所述之電源系統組合，其中提供給該第一電源供應器之該主動均流電路判別之該第一電流設定點以及提供給該第一電源供應器之該降壓均流電路判別之該二電流設定點係分別設定為等於對應之該第一電源供應器之額定電流的0%，提供給該第二電源供應器之該主動均流電路判別之該第一電流設定點以及提供給該第二電源供應器之該降壓均流電路判別之該二電流設定點係分別設定為等於對應之該第二電源供應器之額定電流的0%。
19. 如申請專利範圍第18項所述之電源系統組合，其中當每一該第一電源供應器開始運作而使對應之該負載電流達到提供給該第一電源供應器之該第一電流設定點及該第二電流設定點以上時，該第一電源供應器之該主動均流電路係進入停止運作模式，該第一電源供應器之該降壓均流電路係進入運作模式，以使該複數個第一電源供應器分別以降壓均流技術來平均分配地輸出該負載電流。
20. 如申請專利範圍第18項所述之電源系統組合，其中當每一該第二電源供應器開始運作而使對應之該負載電流係達到提供給該第二電源供應器之該第一電流設定點及該第二電流設定點以上時，該第二電源供應器之該主動均流電路係進入運作模式，該第二電源供應器之該降壓均流電路係進入停止運作模式，以使該複數個第二電源供應器分別以主動均流技術來平均分配地輸出該負載電流。