CN207166139U - 电源分配单元及*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电源分配单元及***，该电源分配单元包括：至少两个配电单元，该至少两个配电单元依次级联；输入插孔，该输入插孔设置在级联的至少两个配电单元的一端；多个输出插孔，该多个输出插孔分布在至少两个配电单元上，且多个输出插孔为并联连接。本实用新型可在降低集成度较高的***的设计、安装难度及整机重量的情况下，解决该***中负载供电问题。

Description

电源分配单元及***

技术领域

本实用新型涉及电力技术，尤其涉及一种电源分配单元(Power DistributionUnit，简称：PDU)及***。

背景技术

在通信机房和室内外机柜等工业电气环境中，普遍存在各种型号规格的电源分配单元，由电源分配单元承担输入电源到负载的供电分配任务，也就是说，电源分配单元是连接供电基础设施与用电设备的关键环节。

常规的电源分配单元为单一配电单元，这要求用电设备要从同一位置取电。但在集成度较高的***中，多用电设备要从同一位置取电的接线方式会提高设计、安装难度，增加整机重量，不利于***的维护维修。

因此，目前亟需研究一种电源分配单元，该电源分配单元可以在降低集成度较高的***的设计、安装难度及整机重量的情况下，解决该***中负载供电问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种电源分配单元及***，以在降低集成度较高的***的设计、安装难度及整机重量的情况下，解决该***中负载供电问题。

第一方面，本实用新型提供一种电源分配单元。该电源分配单元包括：至少两个配电单元，其中，该至少两个配电单元依次级联；输入插孔，该输入插孔设置在级联的上述至少两个配电单元的一端；多个输出插孔，该多个输出插孔分布在上述至少两个配电单元上，且该多个输出插孔为并联连接。

在一种实施例中，设置有输入插孔的配电单元内置防雷模块。

在一种实施例中，该防雷模块可以包括压敏电阻和气体放电管。

在一种实施例中，各配电单元之间通过预设长度的电源线连接。

在一种实施例中，上述预设长度是根据防雷模块动作电压与接入负载的输入浪涌保护器件动作电压协同确定的。其中，防雷模块内置于设置有输入插孔的配电单元。例如，接入负载包含于至少两个配电单元中、设置有输入插孔的配电单元之外的其他配电单元。

在一种实施例中，预设长度可以根据如下方式确定：

1)确定电源线的电感为：L＝(V₂-V₁)/△t；

2)根据所述电源线的电感L及经验公式0.9uH/m，得到所述预设长度；

其中，V₁表示防雷模块动作电压，V₂表示接入负载的输入浪涌保护器件动作电压，△t表示脉冲浪涌电压的上升沿时间。

在一种实施例中，输入插孔可以为C13直母或C19直母等。

在一种实施例中，电源分配单元与输入电源线配合使用。

在一种实施例中，输入电源线的一端插头为C14直公或C20直公，输入电源线的另一端为适配多个国家制式的市电插头。其中，市电插头可以包括PG弯公、PD弯公、PK直公、PF直公、PJ直公-I、PI直公、PL直公、PJ直公、PF直公和PB直公等。

第二方面，本实用新型提供一种电源分配***，该电源分配***包括如第一方面任一项所述的电源分配单元。

本实用新型所提供的电源分配单元及***，包括至少两个配电单元，其中，这至少两个配电单元依次级联，设置在级联的上述至少两个配电单元的一端的输入插孔及分布在上述至少两个配电单元上的多个输出插孔，且该多个输出插孔为并联连接，这样，多个用电设备可以就近取电，相比现有技术中多个用电设备从同一个位置取电，可在降低集成度较高的***的设计、安装难度及整机重量的情况下，解决集成度较高的***中负载供电问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一电源分配单元的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电源分配单元中一防雷模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电源分配单元的一应用场景示意图；

图4A、图4B和图4C为图3的分解电路示意图；

图5A为本实用新型实施例提供的电源配电单元中一配电单元的正视图；

图5B为本实用新型实施例提供的电源配电单元中一配电单元的侧视图；

图5C为本实用新型实施例提供的电源配电单元中一配电单元的端视图；

图6A为本实用新型实施例提供的电源配电单元中另一配电单元的正视图；

图6B为本实用新型实施例提供的电源配电单元中另一配电单元的侧视图；

图6C为本实用新型实施例提供的电源配电单元中另一配电单元的端视图；

图7A为本实用新型实施例提供的电源配电单元中又一配电单元的正视图；

图7B为本实用新型实施例提供的电源配电单元中又一配电单元的侧视图。

附图标记说明：

10：电源分配单元；

11、12、PDU-A和PDU-B：配电单元；

13：输入插孔；

14：输出插孔；

20：防雷模块；

MOV1、MOV2和MOV3：压敏电阻；

N：零线；

L：火线；

PE：地线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

市面上的标准电源分配单元分两种：一种是家用和类似用途插头插座转换器，另外一种是工业环境下的插头插座转换器。前者主要满足居民和办公环境下交流电源分配，输入为标准的国标品字形插头和长度不等的三芯电源线，电源线与电源分配单元固定连接，输出多个两插孔或者三插孔的插座；后者主要满足工业环境下的机柜内部交流电源分配，输入为IEC60320 C14标准输入插座，输出为IEC60320 C13标准输出插座，电源线与电源分配单元分离，一端为IEC60320 C13与配电单元配合，另一端为国标品字形插头或者冷压端子，与供电端连接。

图1为本实用新型一实施例提供的电源分配单元的结构示意图。参考图1，电源分配单元10包括：配电单元11、配电单元12、输入插孔13和多个输出插孔14。其中，配电单元11和配电单元12级联；输入插孔13设置在配电单元11；多个输出插孔14分布在配电单元11和配电单元12上，且多个输出插孔14为并联连接。

需说明的是，本实用新型不限制配电单元的个数，图1中两个配电单元仅为示例说明，在其他实施例中，配电单元的个数还可以为3、4、5，限制更多。

另外，输入插孔的个数为1，其设置在级联的至少两个配电单元的一端，如图1所示，输入插孔13设置在配电单元11上，或者，输入插孔13还可以设置在配电单元12上。本领域技术人员可以理解，级联的至少两个配电单元的一端，是指级联的多个配电单元的首尾两端中的任一端。例如，配电单元a、配电单元b、配电单元c和配电单元d级联，首尾两端分别指配电单元a和配电单元d，也就是说，输入插孔设置在配电单元a上，或，输入插孔设置在配电单元d上。例如，电源分配单元10为一入N出，其中，N为输出插孔的个数，但本实用新型不仅限于此，在其他实施例中输入插孔的个数也可以为多个。

对于多个输出插孔14分布在配电单元11和配电单元12上，可以理解，多个输出插孔14均匀分布在配电单元11和配电单元12上，例如，4个输出插孔14，其中，配电单元11和配电单元12各配置2个输出插孔14；或者，多个输出插孔14不等分布在配电单元11和配电单元12上，例如，4个输出插孔14，其中，配电单元11上配置1个输出插孔14，配电单元12上配置3个输出插孔14。其中，设置有输入插孔的配电单元上可不包含输出插孔。其中，输出插孔14可以为各种制式的三相或者两相插孔。

该实施例中，电源分配单元包括至少两个配电单元，其中，这至少两个配电单元依次级联，设置在级联的上述至少两个配电单元的一端的输入插孔及分布在上述至少两个配电单元上的多个输出插孔，且该多个输出插孔为并联连接，这样，多个用电设备可以就近取电，相比现有技术中多个用电设备从同一个位置取电，可在降低集成度较高的***的设计、安装难度及整机重量的情况下，解决集成度较高的***中负载供电问题。

可选地，各配电单元之间通过预设长度的电源线连接。例如，配电单元11和配电单元12通过预设长度的电源线连接。该电源线充当退耦电感，达到浪涌电流主要通过设置有输入插孔的配电单元内置的防雷模块泄放的目的。

进一步地，考虑到随着大量敏感电子设备的使用，很多厂家在电源分配单元增加了一级浪涌防护器(Surge protection Device，简称：SPD)，以减小感应雷和电网操作过电压对接入负载的损坏风险，但由于接入负载千差万别，SPD无法与接入负载保护水平完全匹配，实现对接入负载的百分之百保护；且，电源分配单元可能在户外、车载场景或临时搭建的简易机房使用，供电环境不稳定，需具备一定的浪涌防护能力，并且与接入负载的输入浪涌防护实现匹配。因此，为克服该缺陷，本实用新型实施例在上述实施例的基础上，在设置有输入插孔的配电单元内置防雷模块。

可选地，防雷模块可以包括压敏电阻和气体放电管。例如，图2示出一防雷模块的结构，该防雷模块为交流单相输入防雷模块。参考图2，该防雷模块20包括压敏电阻MOV1、压敏电阻MOV2、压敏电阻MOV3、零线N、火线L、地线PE和气体放电管(gas discharge tube，简称：GDT)，具体地，压敏电阻MOV2实现火线L和零线N之间的差模浪涌防护，压敏电阻MOV1和GDT实现火线L的共模防护，压敏电阻MOV3和GDT实现零线N的共模防护。补充说明的是，其余更多的防雷模块的具体结构可参考现有技术，此处不再赘述。

基于防雷模块设计的电源分配单元可以提升接入负载的防护规格。具体以一个快速部署***主机箱的通信基站设备进行分析，如图3所示，此***包含工控机、交换机、基带处理单元(Building Base band Unit，简称：BBU)、交流(Alternating Current，简称：AC)/直流(Direct Current，简称：DC)和其他用电设备等设备。

在图3中，配电单元PDU-A包括一输入插孔和一输出插孔，其中，输入插孔为供电输入，与外部电源连接，输出插孔与笔记本适配器连接；配电单元PDU-B包括5个输出插孔，分别与工控机、交换机、BBU、AC/DC和其他用电设备连接。由外部供电输入到电源分配单元中设置有输入插孔的配电单元PDU-A，再通过与配电单元PDU-A级联的配电单元PDU-B向***中各设备供电。另外，图3中的输入插孔和输出插孔均为三相插孔，且配电单元PDU-A还包括防雷模块。

结合图2和图3结构，可得到如图4A、图4B和图4C所示的三种电路结构。

参考图4A，对于PDU_B所连接的设备，形成两级差模防护，PDU_A与PDU_B之间的电源线在RV1和RV1_1之间起到退耦电感作用，其中，PDU_A承担大部分浪涌电流，PDU_B承担少部分浪涌电流，根据压敏电阻的伏安特性，两端的残压也比较低。

参考图4B，对于后端没有共模防护器件的设备，共模浪涌电流全部都由PDU_A内置的压敏电阻承担，通常情况下设备的共模脉冲电压耐受水平都比较高，小于PDU_A中压敏电阻的残压。

参考图4C，对于后端有共模防护器件的设备，无论是火线L，还是零线N，都形成两级差模防护，PDU_A与PDU_B之间的电源线分别在RV2和RV2_2、RV3与RV3_3之间起到退耦电感作用，PDU_A承担大部分浪涌电流，PDU_B承担少部分浪涌电流，根据压敏电阻的伏安特性，两端的残压也比较低。

其中，RV1，RV2和RV 3均用于表示PDU_A内部的压敏器件；RV1_1，RV2_2和RV3_3均用于表示负载设备的压敏器件，负载设备可包括上述工控机、交换机、BBU、AC/DC和其他用电设备。具体地，压敏器件例如为压敏电阻。换句话说，本文涉及的压敏电阻也可以为其他压敏器件。

基于上述分析，图3所示***可以显著提升共模差模的浪涌规格。

对于连接不同配电单元的电源线的预设长度，可通过多种方式确定。

一种具体实现方式中，预设长度是根据防雷模块动作电压与接入负载的输入浪涌保护器件动作电压协同确定的。其中，防雷模块内置于设置有输入插孔的配电单元。示例性地，接入负载与至少两个配电单元中、设置有输入插孔的配电单元之外的其他配电单元电连接。

可选地，预设长度根据如下方式确定：

1)确定电源线的电感为：L＝(V₂-V₁)/△t；

2)根据电源线的电感L及经验公式0.9uH/m，得到预设长度。

其中，V₁表示防雷模块动作电压，V₂表示接入负载的输入浪涌保护器件动作电压，△t表示脉冲浪涌电压的上升沿时间。

接下来，示例说明电源分配单元中配电单元的具体结构。

第一种示例中，包含输入插孔的配电单元结构如图5A、图5B和图5C所示。其中，图5A为本实用新型实施例提供的电源配电单元中一配电单元的正视图；图5B为本实用新型实施例提供的电源配电单元中一配电单元的侧视图；图5C为本实用新型实施例提供的电源配电单元中一配电单元的端视图。

参考图5A、图5B和图5C，该配电单元通过输入插孔与输入电源线连接，配电单元的一端连有电源线，通过电源线与下一个配电单元连接。例如该配电单元为上述示例中的配电单元PDU_A，其通过该电源线与配电单元PDU_B连接。需说明的是，图中尺寸，例如179.10、22.00、44.40、174.10等，仅为示例说明，本实用新型不以此为限制。

第二种示例中，在电源分配单元包括多个配电单元时，其中最末一个配电单元的结构如图6A、图6B和图6C所示。其中，图6A为本实用新型实施例提供的电源配电单元中另一配电单元的正视图；图6B为本实用新型实施例提供的电源配电单元中另一配电单元的侧视图；图6C为本实用新型实施例提供的电源配电单元中另一配电单元的端视图。

参考图6A、图6B和图6C，该配电单元的一端连有电源线，通过该电源线与上一个配电单元连接。例如该配电单元为上述示例中的配电单元PDU_B，其通过该电源线与配电单元PDU_A连接。需说明的是，图中尺寸，例如299.20、22.00、44.40、294.20等，仅为示例说明，本实用新型不以此为限制。

第三种示例中，在电源分配单元包括多个配电单元时，其中中间一个配电单元的结构如图7A和图7B所示。其中，图7A为本实用新型实施例提供的电源配电单元中又一配电单元的正视图；图7B为本实用新型实施例提供的电源配电单元中又一配电单元的侧视图。

参考图7A和图7B，该配电单元的两端均连有电源线。该配电单元通过两端的电源线分别与上一个配电单元及下一配电单元连接。需说明的是，图7A和图7B中尺寸，例如299.20和294.20等，仅为示例说明，本实用新型不以此为限制。

现有电源分配单元还存在一个缺陷：单制式插孔，这种设计只能在一种国家制式的区域使用，无法满足全球不同国家地区的供电接口制式需求。为克服该缺陷，在本实用新型所提供的电源分配单元中，输入插孔可以为C13直母或C19直母。

对应地，电源分配单元与输入电源线配合使用，该输入电源线用于取电。该输入电源线的一端插头为C14直公或C20直公；该输入电源线的另一端为适配多个国家制式的市电插头。其中，市电插头可以包括PG弯公、PD弯公、PK直公、PF直公、PJ直公-I、PI直公、PL直公、PJ直公、PF直公和PB直公等。

具体地，表1示出多种输入电源线规格，在实际应用时刻依据实际使用地区进行选配其中之一。

表1为电源分配单元供电的多国制式的输入电源线规格汇总表

电源配电单元的输入插孔与输入电源线插头的规格组合也可以是下面表2中几种其他形式，这些形式不影响输入电源线接市电一端的插头规格。

表2几种配电单元A输入端插孔与外接电源线插头的规格设计

	输入插孔	输入电源线
			设计1	C14直公	C13直母
设计2	C20直公	C19直母
			设计3	C13直母	C14直公
设计4	C19直母	C20直公

本实施例提供的电源分配单元，相比现有电源分配单元，至少具有以下优点：

解决了户外简易供电环境的电源浪涌防护问题，提升了整套设备的浪涌防护等级；

解决了高密度机箱机柜负载供电问题，使得机箱机柜集成设计更紧凑，设备可以就近取电；

解决了全球不同电源制式的电源接入问题，可满足各国家不同市电插座制式的使用。

对于高密度紧凑型的便携式移动通信***，机箱内置多种浪涌防护水平不一的交流用电设备，要求适配全球电网规格和接口，市面上的标准电源分配单元无法满足要求，而本实用新型提供的电源分配单元接口兼容性好、浪涌防护能力强，适用于户外、车载、便携的快速部署***，或类似场景交流供电设备的电源分配和浪涌防护。

本实用新型还提供一种电源分配***，该电源分配***包括如上述任一实施例所述的电源分配单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电源分配单元，其特征在于，包括：

至少两个配电单元，所述至少两个配电单元依次级联；

输入插孔，所述输入插孔设置在级联的所述至少两个配电单元的一端；

多个输出插孔，所述多个输出插孔分布在所述至少两个配电单元上，且所述多个输出插孔为并联连接。

2.根据权利要求1所述的电源分配单元，其特征在于，设置有所述输入插孔的配电单元内置防雷模块。

3.根据权利要求2所述的电源分配单元，其特征在于，所述防雷模块包括压敏电阻和气体放电管。

4.根据权利要求1所述的电源分配单元，其特征在于，各配电单元之间通过预设长度的电源线连接。

5.根据权利要求4所述的电源分配单元，其特征在于，所述预设长度是根据防雷模块动作电压与接入负载的输入浪涌保护器件动作电压协同确定的，其中，所述防雷模块内置于设置有所述输入插孔的配电单元。

6.根据权利要求5所述的电源分配单元，其特征在于，所述预设长度根据如下方式确定：

1)确定所述电源线的电感为：L＝(V₂-V₁)/△t；

2)根据所述电源线的电感L及经验公式0.9uH/m，得到所述预设长度；

其中，V₁表示防雷模块动作电压，V₂表示接入负载的输入浪涌保护器件动作电压，△t表示脉冲浪涌电压的上升沿时间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电源分配单元，其特征在于，所述输入插孔为C13直母或C19直母。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的电源分配单元，其特征在于，所述电源分配单元与输入电源线配合使用。

9.根据权利要求8所述的电源分配单元，其特征在于，所述输入电源线的一端插头为C14直公或C20直公，所述输入电源线的另一端为适配多个国家制式的市电插头，所述市电插头包括PG弯公、PD弯公、PK直公、PF直公、PJ直公-I、PI直公、PL直公、PJ直公、PF直公和PB直公。

10.一种电源分配***，其特征在于，所述电源分配***包括如权利要求1至9中任一项所述的电源分配单元。