TWI396070B - 具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統 - Google Patents

具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統 Download PDF

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Description

具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源 予多負載之電源管理系統
本案係關於一種電源供應器之電源管理系統，用以提供電源予多負載。尤其更指，一種電源供應器之電源管理系統，可使電源供應器以節能及最適化操作效率提供備援電源予多負載，例如伺服器、電腦系統、電信設備等。
所有的電器元件為發揮其功效皆需消耗相當的能量。而其操作效能之所以為人所關注，因為這直接衝擊了其操作成本的問題。對交流-直流電源供應器而言，其效能係指其消耗的輸入電源與其產生的輸出電源間的比值。當一電源供應器要求100瓦特的交流輸入電源產生90瓦特的直流輸出電源時，其效能即被視為90%。而轉換電源效能越高的電源供應器，其操作成本相對較低。
電源供應器之操作效能，以切換式整流器Switched Mode Rectifier(SMR)為例，係隨其輸出負載而變化。而當一電源供應器之輸出負載水準在50%到70%之額定能力之間時，即表示其已達最經濟運作之”甜蜜點”。然而電源設備卻常以最壞之處理方式做為其供電準則，而這將導致發電廠在日常的運作中被不當使用。當電源供應器以一非 常低之輸出功率水準在運作時，將會減低其效能，進而增加操作成本。
另外廣為人所知悉的是，世界上資料中心所擁有之伺服器，典型上係以低於其電源供應器之額定能力的25%來操作該等伺服器。此外，廣為人所知悉的，當電源供應器以其額定能力的25%來運作時，並未能達其最佳之操作效率。而現今的電源供應器當約略以其額定能力的40%到80%間運作時，則較具效率。
當設計伺服器時，其功率消耗預算(power budget)即被創設。該功率消耗預算包含以所有來自已被認可之元件供應商的元件所能發生之最糟的功率消耗情況。舉例而言，一個來自供應商A之2Gb記憶碟，其可能劃取6瓦特的用量；而另一個相似但來自供應商B之2Gb記憶碟則可能劃取8瓦特的用量，其中便有25%的功率消耗差異。相似的情況也存在於硬碟、PCI卡和伺服器主機板上之各個元件間。
功率消耗預算必須包含最高之功率消耗，以確保各伺服器能有充足的電源可用。而有些元件在設計之初並未導入伺服器內，但卻可能在該伺服器日後的升級時被引用。舉例而言，現今2GHz具1000MHz前端匯流排之伺服器，必須還能滿足將來一年後成為2.2GHz具1333MHz前端匯流排之升級。所以功率消耗預算必須將未來的升級考量列入，以使具其有充足的電源可用。
一般通用型的伺服器係被設計用以供廣大的使用者使用，其應用範圍從極致運算的大規模應用到小量的運算 資料庫皆有。這些伺服器需設計成能包含2個不同速度的處理器插座，12個可各自容納到4Gb的記憶體插槽，6個可各自容納到250Gb的硬碟插槽，以及4個可各自容納達25瓦特之PCI卡插槽。
然而只有少數百分比的使用者充分利用伺服器之所有荷載。典型上，伺服器多僅使用所有可用記憶體插槽、硬碟插槽及PCI卡插槽的一半。而且一般的伺服器僅使用2Gb的記憶體碟，而非4Gb者；或僅使用160Gb或更小之硬碟，而非250Gb者；或使用12瓦特之PCI卡，而非25瓦特者。
由於多數的電源供應器係被設計成能提供電源給予不同負載能力之多樣伺服器。而電源供應器亦可能被設計成能提供電源給不同世代的多樣伺服器。多數的伺服器很自然地未能充分利用其電源利用性。而所有這些習知的伺服器則只由其額定電源供應器之可用功率中劃取低於50%的部份來使用。
除了未能充分利用的問題外，許多資料中心也使用系統電源備援(Power Supply Redundancy)，用以做為防範可能的電源供應器失效或失去設備電源之方法。請參閱第一圖，其係利用兩電源供應器11及12做為同一個伺服器1a之系統電源備援，用以提供系統的可靠性。每一電源供應器11及12係可熱插拔(hot-swappable)於同一伺服器1a。而每一電源供應器11及12可獨自提供該伺服器1a電源。當該電源供應器11或12其中之一失效時，又或者來源之輸入電壓AC1或AC2消失時，則剩下的另一個電源供應 器11或12與其保有的另一來源輸入電壓AC1或AC2將可使該伺服器1a保持運作，此時失效的電源供應器11或12可被更換，又或者消失的來源輸入電壓AC1或AC2可再恢復。如第一圖所示，使用系統電源備援將促使原先運作功效低於50%額定能力之電源供應器10，成為如電源供應器11及12之運作功效低至25%額定能力者。
第二圖係揭示一習知電源供應器之效率對應傳送功率之關係圖。在25%荷載時，該電源供應器之效率為85%；相對於50%的荷載，該電源供應器之效率為89%。
第三圖A及第三圖B揭示具備援之電源供應器的兩個相似之伺服器並排運作。伺服器1b及1c在低於電源供應器額定能力的50%下荷載運作，而電源供應器13、14、15及16則在低於其額定能力的25%量下荷載下運作。由於電源供應器係於非常低的輸出功率水準上運作，將減低其效率，操作的成本也將因此而增加。
有鑑於此，本案遂而提供一種電源供應器之電源管理系統，可使電源供應器以節能及最適化操作效率提供備援電源予多負載，例如伺服器、電腦系統、電信設備等。
本案之主要目的係提供一種電源管理系統，可使電源供應器以節能及最適化操作效率提供備援電源予多負載，例如伺服器、電腦系統、電信設備等。
本案另一目的係提供一種電源管理系統，可分配至少來自複數個電源供應器之一的電源到多負載，以增加其可靠度，並使電源供應器操作於所需效率，同時可節省成本。
本案再一目的為提供一種聯合伺服器負載之方法，創造一種能源共享的網絡，使其聯合負載之效能由習知低於25%提昇至更具效率之範圍，如50%。
根據本案之第一構想，本案提供一種電源管理系統，包含至少一電源管理子系統。每一電源管理子系統包含：一第一電源模組，耦接至一第一負載，且具有至少一第一電源供應器，用以提供電源至該第一負載；一第二電源模組，耦接至一第二負載，且具有至少一第二電源供應器，其中該至少一第二電源供應器係可移除地配置於該第二電源模組，且可選擇地耦接至該第二負載；以及一導通模組，其具有至少一導通單元，可移除地配置在該第二電源模組以置換該至少一第二電源供應器，且可選擇地連接該第一電源模組至該第二負載，用以使該第一電源模組得以提供電源至該第二負載。
根據本案之第二構想，本案提供一種電源管理系統。該電管理系統包含一電源管理子系統，具有二電源模組及一導通模組；其中每一該電源模組包含至少一電源供應器；而該導通模組電耦接於該二電源模組之兩輸出端間，用以因應一控制信號提供一單向或雙向導通路徑；以及一電源系統控制單元，耦接至該導通模組，用以提供該控制信號至該導通模組，並且控制該導通模組之開啟與關閉之操作，及切換該導通模組之電源傳送方向，俾提升該電源管理子系統之效率。
根據本案之第三構想，本案提供一種電源管理系統。該電源管理系統包含一第一電源管理子系統，而該第 一電源管理子系統具有二電源模組，及一第一導通模組；其中每一該電源模組包含至少一電源供應器；而該第一導通模組電耦接於該二電源模組之二輸出端之間，用以因應一控制信號提供單向或雙向導通電路；一第二電源管理子系統，而該第二電源管理子系統具有至少一電源模組及一第二導通模組；其中每一該電源模組包含至少一電源供應器；而該第二導通模組則電耦接於該電源模組與該第一電源管理子系統之該第一導通模組，用以因應該控制信號提供單向或雙向導通路徑；以及一電源系統控制單元，耦接至該第一及第二電源管理子系統之該第一及第二導通模組，用以提供該控制信號至該第一及第二導通模組，並且控制該第一及第二導通模組之開啟與關閉之操作，及切換該第一及第二導通模組之電源傳送方向，俾提升該電源管理系統之效率。
根據本案之第四構想，本案提供一種電源管理系統，包含有複數個負載；至少一電源模組，每一該電源模組具有至少一電源供應器，並耦接至該複數個負載其中之一，用以提供電源至該負載；以及一導通模組，具有至少一導通單元；其中該導通單元選擇性地連接該電源模組到該複數個其他負載之至少一個，以使該電源模組得以供應電源到該複數個其他負載之至少一個，並增加或調節該電源模組之輸出，俾使該電源模組操作於所需效率。
本案將藉由參考下述實施例而得以更清楚地了解。應 注意的是，本案較佳實施例之描述係為了說明與理解之目的而已，本案並不限於所揭露之詳細內容或排除其他實施態樣。
第四圖A-B係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第一較佳實施例示意圖。如第四圖A與第四圖B所示，該電源管理系統2包含至少一電源管理子系統20，以及如伺服器、電腦系統、電信設備等裝置電路般的複數個負載。而該電源管理子系統20包含一第一電源模組201，一第二電源模組202，以及一導通模組203(pass-through module)。其中該第一電源模組201係耦接至一第一負載3-1，且具有一個或以上的第一電源供應器201a，用以提供電源給該第一負載3-1。該第二電源模組202係耦接至一第二負載3-2，且具有一個或以上的第二電源供應器202a。其中一個或以上的第二電源供應器202a係可移除地配置於該第二電模組202內，並且選擇性地耦接至該第二負載3-2。另外該導通模組203則具有一個或以上的導通單元203a，並可移除地配置於該第二電源模組202內，以置換該一個或以上的第二電源供應器202a，且選擇性地連接該第一電源模組201至該第二負載3-2，以使該第一電源模組201得以直接提供電源給該第二負載3-2。換言之，該電源管理系統2具有複數個負載，如該第一負載3-1與該第二負載3-2；亦有至少一電源模組，如該第一電源模組201；以及具有一導通模組203。該第一電源模組201則具有至少一電源供應器201a，且耦接至該第一負載 3-1，以提供電源給該第一負載3-1。而該導通模組203則具有至少一導通單元203a，該導通單元203a係可選擇性連接該第一電源模組201至該第一負載3-1以外的其他負載，如連接至該第二負載3-2，以使得該第一電源模組201得以提供電源至該第二負載3-2，進而增加或調節該第一電源模組201之輸出而使該第一電源模組201操作於所欲效率。
第五圖A-B係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第二較佳實施例示意圖。如第五圖A與第五圖B所示，該電源管理系統2包含至少一電源管理子系統20，以及如伺服器、電腦系統、電信設備等裝置電路般的複數個負載。而該電源管理子系統20包含一第一電源模組201，一第二電源模組202，以及一導通模組203。該第一電源模組201之輸出端係耦接至該第一負載3-1；且該第一電源模組201包括複數個第一電源供應器201a、201b。其中該複數個第一電源供應器201a、201b之輸出端均耦接在一起，且更進一步連接至該第一負載3-1。該等第一電源供應器201a、201b均係可移除地配置於該第一電源模組201內，且可選擇性的耦接至該第一負載3-1。而該第二電源模組202之輸出端則耦接至一第二負載3-2，且該第二電源模組202更具有複數個第二電源供應器202a、202b。該等第二電源供應器202a、202b均係可移除地配置於該第二電源模組202內，且可選擇性的耦接至該第二負載3-2。又該導通模組203則具有一第一導通單元203a 及一第二導通單元203b。其中該第一導通單元203a係透過一電力電纜203c而耦接至該第二導通單元203b。而該第一導通單元203a係可移除地配置於該第一電源模組201內，以置換如第五圖A中所示之一第一電源供應器201b；且其係可選擇性地連接該第二電源模組202至該第一負載3-1，以使該第二電源模組202得以透過該導通模組203而提供電源給該第一負載3-1。同樣地，該第二導通單元203b係可移除地配置於該第二電源模組202內，以置換如第五圖A中所示之一第二電源供應器202b；且其係可選擇性地連接該第一電源模組201至該第二負載3-2，以使該第一電源模組201得以提供電源給該第二負載3-2。
在本案實施例中，該第一電源模組201之該第一電源供應器201a與該第二電源模組202之該第二電源供應器202a均具有電源供應控制器，用以透過一通訊匯流排(未圖示)而彼此溝通交流訊息。該等第一電源供應器201a及第二電源供應器202a之電源供應控制器可獲取如負載條件、電源供應器輸入電壓及輸出電壓等訊息，如此該等電源供應控制器可以根據獲取的訊息來控制該第一電源供應器201a及該第二電源供應器202a之運作，進而使該第一電源模組201得以透過該導通模組203而提供電源給該第二負載3-2，且增加或調節該第一電源模組201之輸出而達到該第一電源模組201所要的效率；抑或使該第二電源模組202得以透過該導通模組203而提供電源給該第一負載3-1，且增加或調節該第二電源模組202之輸出而 達到該第二電源模組202所要的效率。
第六圖係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第三較佳實施例示意圖。如第六圖所示，該電源管理系統2包含至少一電源管理子系統20，一電源系統控制單元21，以及複數個負載。而該電源管理子系統20包含兩個電源模組，例如一第一電源模組201與一第二電源模組202，以及包含一導通模組203。該等第一電源模組201與第二電源模組202均包含至少一電源供應器201a、202a；而該導通模組203則電耦接於該第一電源模組201與該第二電源模組202的輸出端之間，用以因應一控制信號S提供一單向或雙向導通路徑。又該電源系統控制單元21係耦接至該導通模組203，用以提供該控制信號S給該導通模組203，且控制該導通模組203之開啟與關閉之運作，與該導通模組203之電源傳遞的方向。藉此得以提升該電源管理子系統20之效率並且增加其可靠度。
當電源模組201與202之電源供應器201a與202a正常運作且其輸入電壓均可由外部電力之來源輸入電壓AC1與AC1’提供(AC1與AC1’可為相同或不同的外部電力來源)時，電源系統控制單元21接收來自電源供應器201a與202a的訊息與來自該導通模組203的訊息，並發送出該控制信號S至該導通模組203以及電源供應器201a與202a，以關閉該導通模組203，並分別允許該第一電源模組201之電源供應器201a得以提供電源至該第一負載3-1，而該第二電源模組202之電源供應器202a得以提供 電源至該第二負載3-2。即該第一負載3-1由該第一電源模組201之電源供應器201a所供電，該第二負載3-2則由該第二電源模組202之電源供應器202a所供電，而該導通模組203則呈關閉狀態。因此，該等電源供應器201a與202a均以接近50%額定能力之功率供電予伺服器之負載，其效率較單機伺服器者高出4%。
另一方面，每一負載之電源備援均被保留著。當該電源供應器201a與202a中任一個故障失效或其來自AC1與AC1’之輸入電壓不在時，尚存之電源供應器201a與202a則將可以持續支援該第一負載3-1與第二負載3-2之供電，直至故障失效的電源供應器201a或202a修復或來自AC1與AC1’之輸入電壓重新回復。例如，當該電源模組201之電源供應器201a故障失效，且/或供電的來源輸入電壓AC1消失，則該電源系統控制單元21則會接收來自電源供應器201a與202a的訊息與來自該導通模組203的訊息，並發送出該控制信號S至該導通模組203以及電源供應器201a與202a，以控制該導通模組203之電源傳遞方向。此時電源傳遞可由該第二電源模組202之電源供應器202a之輸出端，透過該導通模組203而流向該第一負載3-1，藉而提供該第一負載3-1電源並提升該電源供應器202a之效率。因此，該第二電源模組202之電源供應器202a將可以持續支援該第一負載3-1與第二負載3-2之供電，直至故障失效的該第一電源模組201之電源供應器201a修復或來自AC1之輸入電壓重新回復。
同樣地，當該電源模組202之電源供應器202a故障 失效，且/或供電的來源輸入電壓AC1’消失，則該電源系統控制單元21則會接收來自電源供應器201a與202a的訊息與來自該導通模組203的訊息，並發送出該控制信號S至該導通模組203以及電源供應器201a與202a，以控制該導通模組203之電源傳遞方向。此時電源傳遞可由該第一電源模組201之電源供應器201a之輸出端，透過該導通模組203而流向該第二負載3-2，藉而提供該第二負載3-2電源並提升該電源供應器201a之效率。因此，該第一電源模組201之電源供應器201a將可以持續支援該第一負載3-1與第二負載3-2之供電，直至故障失效的該第二電源模組202之電源供應器202a修復或來自AC1’之輸入電壓重新回復。
就算導通模組203故障失效，可藉由機構設計使其自電源供應器輸出處斷開，每一負載仍能由其所屬的電源供應器201a與202a繼續供電。如此將可以減少系統成本，並且提昇系統的穩定可靠度。相較於電源供應器，由於該導通模組203不需電源處理功能，因此更可視為簡易且低成本的設計。
第七圖A-B係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第四較佳實施例示意圖。而第七圖C則係揭示如第七圖B之電路方塊圖。至於第七圖D與第七圖E則係第七圖A與第七圖B之電源管理系統結構示意圖。如第七圖A-E所示，該電源管理系統2包含至少一電源管理子系統20，一電源系統控制單元21，以及複數個負載。該電源管理 子系統20則具有一第一電源模組201，一第二電源模組202，以及一導通模組203。該第一電源模組201係耦接至一第一負載3-1，且具有複數個第一電源供應器201a、201b，其中該複數個第一電源供應器201a、201b之輸出端均耦接在一起，且更進一步地連接至該第一負載3-1。而每一個第一電源供應器201a、201b係可移除地設置於該第一電源模組201內，並選擇性地耦接至該第一負載3-1。另外，該第二電源模組202係耦接至一第二負載3-2，且具有複數個第二電源供應器202a、202b，其中該複數個第二電源供應器202a、202b之輸出端均耦接在一起，且更進一步地連接至該第二負載3-2。而每一個第二電源供應器202a、202b係可移除地設置於該第二電源模組202內，並選擇性地耦接至該第二負載3-2。該導通模組203則具有一第一導通單元203a與一第二導通單元203b。其中該第一導通單元203a係透過一電力電纜203c而耦接至該第二導通單元203b。而該第一導通單元203a係可移除地設置在第一電源模組201內，用以置換其內一個第一電源供應器201b，並選擇性地連接該第二電源模組202至該第一負載3-1，以允許該第二電源模組202得以透過該導通模組203而提供電源給該第一負載3-1。該第二導通單元203b係可移除地設置在第二電源模組202內，用以置換其內一個第二電源供應器202b，並選擇性地連接該第一電源模組201至該第二負載3-2，以允許該第一電源模組201得以透過該導通模組203而提供電源給該第二負載3-2。即該導通模組203係電耦接於電源模組201與202 之輸出端之間，用以因應一控制信號S提供一單向或雙向導通路徑。而該電源系統控制單元21耦接至該導通模組203，以提供該控制信號S給該導通模組203，並控制該導通模組203開啟與關閉之操作，與控制該導通模組203之電源傳遞方向，進而提升該電源管理子系統20之效率並增加其穩定可靠度。
該第一電源模組201與該第二電源模組202係用於提供其對應之負載所需之電源，即如提供第一負載3-1與第二負載3-2所需之電源。而該第一電源模組201與該第二電源模組202分別具有一第一殼體22-1與一第二殼體22-2，其中該等殼體可以納入其所對應負載之裝置電路(如刀鋒型伺服器)。該第一殼體22-1包含一第一容收部22-1a及一第二容收部22-1b，用以分別收納該第一電源模組201之可熱拔插電源供應器201a、201b。而該第二殼體22-2則包含一第一容收部22-2a及一第二容收部22-2b，用以分別收納該第二電源模組202之可熱拔插電源供應器202a、202b。該第一殼體22-1與該第二殼體22-2之第一容收部22-1a、22-2a係分別用於收納可熱拔插電源供應器201a與202a。而該第一殼體22-1與該第二殼體22-2之第二容收部22-1b、22-2b則係分別用於收納任一可熱拔插備援電源供應器201b與202b或至少一導通模組203之可熱拔插導通單元203a、203b，如第七圖E所示。
如第七圖A-E所示，該第一電源模組201及該第二電源模組202係分別包含有電源供應器201a、201b、202a、202b，且該導通模組203則包含一第一導通單元203a及 一第二導通單元203b。一般而言，該等電源供應器201a、201b、202a、202b可以為任何單級或多級、隔離或非隔離、交流/直流或直流/直流轉換器。相較於第三圖之電源系統，一可熱拔插之電源供應器，以201b與202b為例，係可以被移除或再以一可熱拔插之導通單元，如203a與203b，來進行置換。為達一簡化之目的，導通單元可由該電源供應器201a之輸出端直接電連接至該電源供應器202a之輸出端。
又如第七圖B所示，該第一電源模組201之該電源供應器201a具有一輸出端，而該第一導通單元203a則具有一第一連接端直接連接至該電源供應器201a之輸出端。該電源供應器201a與該第一導通單元203a(如第七圖C所示)係透過該第一殼體22-1內部之相同連接器而連接在一起。此外，該第二電源模組202之該電源供應器202a具有一輸出端，而該第二導通單元203b則具有一第一連接端直接連接至該電源供應器202a之輸出端。該電源供應器202a與該第二導通單元203b(如第七圖C所示)係透過該第二殼體22-2內部之相同連接器而連接在一起。
該等第一導通單元203a與第二導通單元203b均具有一第二連接端，並相對於其第一連接端。而該第一導通單元203a與該第二導通單元203b則均以其第二連接端透過其間之一外部的電力電纜203c而連接在一起，即如第七圖E所示。藉由將兩負載之電源模組201與202連接在一起，即可針對負載3-1與3-2而創設一電源網絡。
如第七圖A-C所示，該等電源供應器201a、201b、 202a及202b均可包含一功率因數控制器(PFC)、一直流/直流轉換器、一切換電路，以及一電源供應控制器，但並不受限於此。功率因數控制器係用以將電力來源由交流電源轉換為一直流電源。直流/直流轉換器是用以接收來自功率因數控制器之直流電源，並將該直流電源轉換為該負載所需之直流電源。電源供應控制器則係耦接至該功率因數控制器、該直流/直流轉換器及該切換電路，用以發送關於電源供應器操作狀態之訊息給該電源管理系統2之電源系統控制單元21，並接收來自該電源管理系統2之電源系統控制單元21的一控制信號S而控制該功率因數控制器、該直流/直流轉換器及該切換電路之運作。該電源供應控制器可以藉由複數個感測器來偵測電源供應器之輸入電壓與輸出電流而獲知電源供應器之操作訊息。在本案實施例中，該等電源供應器201a、201b、202a及202b更均具一能量儲存及電源調節電路(未圖示)，耦接至該功率因數控制器與該直流/直流轉換器間的導通路徑，用以增加其延續保持時間。在本案另一實施例中，該等電源供應器201a、201b、202a及202b之電源供應控制器可彼此交流傳訊，如此電源供應器之電源供應控制器則可根據由其他電源供應器(未圖示)而來之一控制信號或訊息去控制該電源供應器之操作。在本案其他實施例中，電源供應器201a及202a之電源供應控制器可與該導通模組之該導通單元交流傳訊(未圖示)，用以提供一控制信號至該導通模組之該導通單元，並控制該導通模組之該導通單元開啟關閉之操作，與控制該導通模組之該導通單元之電源 傳遞方向。
在本案的實施例中，每一導通單元203a及203b包含至少一導通路徑，至少一雙向開關電路，一導通控制器，一第一連接端，以及一第二連接端。而該導通單元203a及203b之第一連接端係分別耦接至該電源供應器201a及202a之輸出端。而兩個導通單元203a及203b之第二連接端則係透過一外部電力電纜203c而耦接在一起，即如第七圖D所示。該導通單元203a之雙向開關電路係電連接於其第一連接端與第二連接端之間，以選擇性允許其電源傳遞方向可由該第一電源模組201之電源供應器201a之輸出端先經過該第一導通單元203a，再經過該外部電力電纜203c而流向該第二導通單元203b，進而提供電源至該第二負載3-2，同時增加或調節該第一電源模組201之輸出而提升該第一電源模組201之效率。另外該導通單元203b之雙向開關電路電連接於其第一連接端與第二連接端之間，亦係以選擇性允許其電源傳遞方向可由該第二電源模組202之電源供應器202a之輸出端先經過該第二導通單元203b，再經過該外部電力電纜203c而流向該第一導通單元203a，進而提供電源至該第一負載3-1，同時增加或調節該第二電源模組202之輸出而提升該第二電源模組202之效率。每一導通單元203a及203b之導通控制器係耦接至該雙向開關電路及該電源管理系統2之該電源系統控制單元21，以發送關於其電源流向之訊息，並接收來自該電源系統控制單元21之該控制信號S，且控制著該雙向開關電路之操作，進而藉此控制在兩電源模組 201及202間之電源傳遞方向。其導通控制器可藉由利用複數個感測器感測電壓來獲取電源流向之訊息。而該電源管理系統2之該電源系統控制單元21則可與該電源供應器201a及202a之電源供應控制器交流傳訊，亦可與該導通單元203a及203b之導通控制器交流傳訊。
在本案實施例中，至少在該導通單元203a及203b之一則更包含有一能量儲存及電源調節單元(未圖示)，耦接至該導通路徑。在本案另外的實施例中，則至少在該導通單元203a及203b之一則僅包含一電力電纜，或一與能量儲存及電源調節單元(未圖示)耦接之電力電纜。
當該電源供應器201a與202a正常運作且其輸入電壓均由外部電力之來源輸入電壓AC1與AC1’提供時，電源系統控制單元21接收來自電源供應控制器的訊息與來自該導通控制器的訊息，並發送出該控制信號S至該導通控制器以及電源供應控制器，以關閉該導通單元203a及203b之雙向開關電路，並允許該電源供應器201a得以提供電源至該第一負載3-1，而該電源供應器202a得以提供電源至該第二負載3-2。換言之，該第一負載3-1由該電源供應器201a所供電，該第二負載3-2則由該電源供應器202a所供電，而該導通模組203則呈關閉狀態。因此，每一電源供應器均可以接近50%額定能力之功率供電至伺服器之負載，其效率較單機伺服器者高出4%。
另外，每一負載之電源備援均還被保留著。當該電源供應器201a與202a中任一個故障失效或其來自AC1與AC1’之輸入電壓不在時，尚存之電源供應器201a與202a 則將可以持續支援兩負載之供電，直至故障失效的電源供應器201a或202a修復或來自AC1與AC1’之輸入電壓重新回復。舉例而言，當該電源供應器201a故障失效，且/或供電的來源輸入電壓AC1消失，則該電源系統控制單元21則會接收來自電源供應控制器的訊息與來自該導通控制器的訊息，並發送出該控制信號S至該導通控制器以及電源供應控制器，以開啟該雙向開關電路並控制著電源傳遞方向，藉此其電源傳遞方向可由該第二電源模組202之該電源供應器202a之輸出端先經過該第二導通單元203b，再經過該外部電力電纜203c而流向該第一導通單元203a，進而提供電源至該第一負載3-1，同時增加或調節該第二電源模組202之輸出而提升該第二電源模組202之效率。因此，該第二電源模組202之電源供應器202a將可以持續支援兩負載之供電，直至故障失效的該第一電源模組201之電源供應器201a修復或來自AC1之輸入電壓重新回復。當該電源供應器202a故障失效，且/或其供電的來源輸入電壓AC1’消失時，則該電源系統控制單元21則會接收來自電源供應控制器的訊息與來自該導通控制器的訊息，並發送出該控制信號S至該導通控制器以及電源供應控制器，以開啟該雙向開關電路並控制著電源傳遞方向，藉此其電源傳遞方向可由該第一電源模組201之該電源供應器201a之輸出端先經過該第一導通單元203a，再經過該外部電力電纜203c而流向該第二導通單元203b，進而提供電源至該第二負載3-2，同時增加或調節該第一電源模組201之輸出而提升該第一電源模組201 之效率。因此，該第一電源模組201之電源供應器201a將可以持續支援兩負載之供電，直至故障失效的該第二電源模組202之電源供應器202a修復或來自AC1’之輸入電壓重新回復。
不論是在該第一導通單元203a或該第二導通單元203b故障失效，藉由機構設計使其自電源供應器輸出處斷開，每一負載仍能由其所屬的電源供應器201a與202a繼續供電。
除了將近4%的效率提昇外，該電源網絡現僅具有二交流電源線，而非如兩獨立運行伺服器時所需之四交流電源線。越少數量的電源線可大大地降低架設在伺服器機架之各伺服器後方的電纜管理的風險，免除電源線產生凌亂及熱源積聚的問題。
此外，電源網絡可以僅使用兩個電源供應器201a、202a及兩個導通單元203a、203b，而非兩單機伺服器使用四個電源供應器201a、201b、202a、202b，因而在降低系統之成本及提昇系統之穩定可靠度上亦有成效。相較於電源供應器，由於導通單元不需電源處理功能，故將可以更簡易且低成本的設計來達成所需。
第八圖A係揭示利用第七圖A與第七圖B之電源管理系統所構成之網絡電源共享架構之示意圖。第八圖B則係揭示第八圖A之電源管理系統結構示意圖。如第八圖A與第八圖B所示，每一負載由其所屬之電源供應器所供電，且由其他伺服器內之電源供應器來提供備援。其僅以兩個電源供應器來運作兩個伺服器，而非如傳統技術以四 個電源供應器來運作。而聯總的電源並不超過一額定電源供應器的量。這將可提升系統的效率。
如第八圖A所示，本案之電源管理系統2包含複數個電源管理子系統20-1,20-2....20-(N/2)，一電源系統控制單元21，以及複數個負載3-1,3-2,3-3,3-4...3-(N-1),3-(N)，其中N為正偶整數。在運作、功能及結構上，該複數個電源管理子系統20-1,20-2....20-(N/2)與第七圖A-E所示者相近，於此便不再多做贅述。該電源系統控制單元21耦接至該複數個電源管理子系統20-1,20-2....20-(N/2)之導通模組，用以提供該控制信號S至該等導通模組，並控制該等導通模組開啟與關閉之操作，以及控制該等導通模組之電源傳遞方向，進而提升該複數個電源管理子系統20-1,20-2....20-(N/2)之效率及提供可靠度。
第九圖A係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第五較佳實施例示意圖。而第九圖B則係揭示如第九圖A之電源管理系統之電路方塊圖。第九圖C則揭示第九圖A之電源管理系統之結構示意圖。如第九圖A-C所示，該電源管理系統2可用以管理分配電源至如負載3-1~3-3等三負載，且包含有一第一電源管理子系統20-1，一第二電源管理子系統20-2，一電源系統控制單元21及複數個負載。該第一電源管理子系統20-1包含有二電源模組，即如圖示之第一電源模組201及第二電源模組202，以及包含一第一導通模組203。每一電源模組201及202則包含 有至少一電源供應器201a及202a，而該第一導通模組203則電耦接於該第一電源模組201與該第二電源模組202之輸出端間，用以因應一控制信號S提供一單向或雙向導通路徑。該第二電源管理子系統20-2則包含有一第三電源模組204及一第二導通模組206。該第三電源模組204則包含至少一電源供應器204a，而該第二導通模組206則電耦接至該第三電源模組204之輸出端，用以因應一控制信號S提供一單向或雙向導通路徑。該電源系統控制單元21係耦接至該第一電源管理子系統20-1之該第一導通模組203與該第二電源管理子系統20-2之該第二導通模組206，用以提供該控制信號至該第一電源管理子系統20-1之該第一導通模組203與該第二電源管理子系統20-2之該第二導通模組206，並控制該第一電源管理子系統20-1之該第一導通模組203與該第二電源管理子系統20-2之該第二導通模組206開啟與關閉之操作，與其電源傳遞方向，進而提升該電源管理系統2之效率，並提供系統之穩定可靠度。
該第一電源管理子系統20-1之兩電源模組，即如第一電源模組201與第二電源模組202，係做為其相對應負載之供電，即負載3-1及3-2。在運作、功能及結構上，該第一電源管理子系統20-1與第七圖A-E所示者相近，於此便不再多做贅述。而該第二電源管理子系統20-2之該第三電源模組204則係用以供電至其相對應負載，即負載3-3。在運作、功能及結構上，該第二電源管理子系統20-2與第七圖A-E所示者相近，於此便不再多做贅述。
如第九圖A-C所示，該第一電源管理子系統20-1之該第一電源模組201及該第二電源模組202分別具有電源供應器201a及202a；而該第一導通模組203則包含有二導通單元203a及203b。一般而言，該等電源供應器201a及202a可以為任何單級或多級、隔離或非隔離、交流/直流或直流/直流轉換器。為達一簡化之目的，導通單元可由該電源供應器201a之輸出端直接電連接至該電源供應器202a之輸出端。而該第二電源管理子系統20-2之該第三電源模組204則包含至少一電源供應器204a；而該第二導通模組206則包含有至少一導通單元206a。通常，該電源模組204之該電源供應器204a則可為任何單級或多級、隔離或非隔離、交流/直流或直流/直流轉換器。
如第九圖A所示，該電源供應器201a具有一輸出端，而該導通單元203a則具有一第一連接端，直接連接至該電源供應器201a之輸出端。該電源供應器201a與該導通單元203a(如第九圖A所示)係透過於第一負載3-1所在之殼體內相同連接器而連接在一起。另外，該電源供應器202a具有一輸出端，而該導通單元203b則具有一第一連接端，直接連接至該電源供應器202a之輸出端。該電源供應器202a與該導通單元203b係透過於第二負載3-2所在之殼體內相同連接器而連接在一起。同樣地，第二電源管理子系統20-2之第三電源模組204之該電源供應器204a亦具一輸出端；而該導通單元206a則具有一第一連接端，直接連接至該電源供應器204a之輸出端。該電源供應器204a與該導通單元206a係透過於第三負載 3-3所在之殼體內相同連接器而連接在一起。
該第一電源管理子系統20-1之該第一導通模組203之該等導通單元203a及203b亦均具有一第二連接端並相對於其第一連接端。該等導通單元203a及203b於其第二連接端間透過一電力電纜203c而連接在一起，如第九圖C所示。藉由將兩負載之電源模組201及202連接在一起，則為該兩負載而設之電源網絡即被創設而成。另外，該等導通單元203a及203b均具有一第三連接端，鄰接其第二連接端且相對於其第一連接端。同樣地，該第二電源管理子系統20-2之該第二導通模組206之該導通單元206a亦具有一第二連接端，相對於其第一連接端。另外，該導通單元206a更具有一第三連接端，鄰接其第二連接端且相對於其第一連接端。而該第一導通模組203與該第二導通模組206於其第三連接端間透過一電力電纜207而連接在一起，如第九圖C所示。
如第九圖A與第九圖B所示，該等第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之電源供應器201a、202a及204a均可包含一功率因數控制器(PFC)、一直流/直流轉換器、一切換電路，以及一電源供應控制器，但並不受限於此。在運作、功能及結構上，該等電源供應器201a、202a及204a均與第七圖C所示者相近，於此便不再多做贅述。
而該等第一及第二導通模組203及206之導通單元203a、203b及206a均包含有複數個導通路徑，一第一雙向開關電路，一第二雙向開關電路，一導通控制器，一第一連接端，一第二連接端，以及一第三連接端。而該第一 導通模組203之該等導通單元203a及203b之第一連接端係分別耦接至該第一電源管理子系統20-1之該等電源供應器201a及202a之輸出端。而該第二導通模組206之該導通單元206a則係耦接至該第二電源管理子系統20-2之該電源供應器204a之輸出端。該導通模組203之兩導通單元203a及203b則透過一外部電力電纜203c而耦接在一起，如第九圖C所示。又該第一導通模組203之導通單元203b之第三連接端與第二導通模組206之導通單元206a之第三連接端則透過一外電力電纜207而耦接在一起。
該第一導通單元203b之第一雙向開關電路係電連接於該第一導通單元203b之第一連接端與第二連接端間，並耦接至該導通控制器，以允許其電源由該電源供應器202a之輸出端先經過該導通單元203b，再透過一外部電力電纜203c而流向該導通單元203a，進而提供電源給該第一負載3-1，並提升該電源供應器202a之效率；也允許其電源由該電源供應器201a之輸出端先經過該導通單元203a，再透過一外部電力電纜203c而流向該導通單元203b，進而提供電源給該第二負載3-2，並提升該電源供應器201a之效率。該第一導通模組203之導通單元203b之第二雙向開關電路係電連接於該導通單元203b之第一連接端與第三連接端之間，並耦接至該導通控制器，以允許其電源傳遞由該電源供應器202a之輸出端先經過該導通單元203b，再透過一外部電力電纜207而流向該導通單元206a，進而提供電源給該第三負載3-3，並提升該電 源供應器202a之效率；也允許其電源由該電源供應器204a之輸出端先經過該第二導通模組206之該導通單元206a，再透過一外部電力電纜207而流向該第一導通模組203之導通單元203b，進而提供並分享電源給該第二負載3-2，且提升該第二電源管理子系統20-2之該電源供應器204a之效率。另外，該電源系統控制單元21亦可發送一控制信號S，以控制其電源流向由該電源供應器201a流經該第一導通模組203之導通單元203a及203b與該第二導通模206之導通單元206a而到達該第三負載3-3。同樣地，該電源系統控制單元21亦可發送一控制信號S，以控制其電源流向由該第二電源管理子系統20-2之該電源供應器204a流經該第二導通模206之導通單元206a與該第一導通模組203之導通單元203a及203b與而到達該第一負載3-1。
該等第一及第二導通模組203及206之導通控制器係耦接至該第一雙向開關電路，該第二雙向開關電路，以及該電源系統控制單元21，用以發送關於其電源流動之訊息，接收來自該電源系統控制單元21之控制信號S，並控制該第一及第二雙向開關電路之操作，進而控制電源傳遞之方向。而該導通控制器可利用複數個感測器感測電壓而獲致電源流動之訊息。即該電源管理系統2之該電源系統控制單元21可與該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之該電源供應器201a、202a及204a之電源供應控制器及該導通單元203a、203b及206a等交流訊息。
在操作上，第九圖A-C中該第一電源管理子系統20-1 之電源模組201及202與其第一導通模組203均相似於第七圖A-E中該電源管理子系統所示者，於此不再贅述。而第九圖A-C中，該第二電源管理子系統20-2之電源模組204及該第二導通模組206亦與於第七圖A-E中該電源管理子系統所示者相似，故於此將不再贅述。
另外，每一負載之電源備援均還被保留著。當該電源供應器201a、202a及204a中任一個故障失效或其來自AC1、AC2及AC1’之輸入電壓消失時，尚存之電源供應器201a、202a及204a則將可以持續支援一個或更多負載之供電，直至故障失效的電源供應器201a、202a及204a修復或來自AC1、AC2及AC1’之輸入電壓重新回復。當該電源供應器201a及202a故障失效，且/或供電的來源輸入電壓AC1及AC2消失，則該電源系統控制單元21則會接收來自該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之電源供應控制器與導通控制器的訊息，並發送出該控制信號S至該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之該導通控制器以及電源供應控制器，以控制該導通單元203a、203b及206a之該第一及第二雙向開關電路及其電源傳遞方向，藉此使得由該第二電源管理子系統20-2之電源供應器204a所輸出之電源可以供做該第一負載3-1及該第二負載3-2之用。即負載3-1到3-3可由該第二電源管理子系統20-2之該電源供應器204a來供電，直至故障失效的電源供應器201a及202a修復或來源輸入電壓AC1及AC2重新回復。因此，該第二電源管理子系統20-2之電源供應器204a係於以最佳的效能進行運作，高於單 機伺服器者。
當該第一電源管理子系統20-1之該電源供應器201a與該第二電源管理子系統20-2之該電源供應器204a故障失效，且/或供電的來源輸入電壓AC1及AC1’消失，則該電源系統控制單元21則會接收來自該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之電源供應控制器與導通控制器的訊息，並發送出該控制信號S至該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之該導通控制器以及電源供應控制器，以控制該導通單元203a、203b及206a之該第一及第二雙向開關電路及其電源傳遞方向，藉此使得由該第一電源管理子系統20-1之電源供應器202a所輸出之電源可以供做該第一負載3-1及該第三負載3-3之用。即負載3-1到3-3可由該第一電源管理子系統20-1之該電源供應器202a來供電，直至故障失效的該第一電源管理子系統20-1之電源供應器201a及該第二電源管理子系統20-2之電源供應器204a修復或來源輸入電壓AC1及AC1’重新回復。因此，該第一電源管理子系統20-1之電源供應器202a係於以最佳的效能進行運作，高於單機伺服器者。
當該第一電源管理子系統20-1之該電源供應器202a與該第二電源管理子系統20-2之該電源供應器204a故障失效，且/或供電的來源輸入電壓AC2及AC1’消失，則該電源系統控制單元21則會接收來自該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之電源供應控制器與導通控制器的訊息，並發送出該控制信號S至該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之該導通控制器以及電源供應控制 器，以控制該導通單元203a、203b及206a之該第一及第二雙向開關電路及其電源傳遞方向，藉此使得由該第一電源管理子系統20-1之電源供應器201a所輸出之電源可以供做該第二負載3-2及該第三負載3-3之用。即負載3-1到3-3可由該第一電源管理子系統20-1之該電源供應器201a來供電，直至故障失效的該第一電源管理子系統20-1之電源供應器202a及該第二電源管理子系統20-2之電源供應器204a修復或來源輸入電壓AC2及AC1’重新回復。因此，該第一電源管理子系統20-1之電源供應器201a係於以最佳的效能進行運作，高於單機伺服器者。
當該第一電源管理子系統20-1之該電源供應器201a故障失效，且/或供電的來源輸入電壓AC1消失，則該電源系統控制單元21則會接收來自該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之電源供應控制器與導通控制器的訊息，並發送出該控制信號S至該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之該導通控制器以及電源供應控制器，以控制該導通單元203a、203b及206a之該第一及第二雙向開關電路及其電源傳遞方向，藉此使得由該第二電源管理子系統20-2之電源供應器204a所輸出之電源可以供做該第一負載3-1之用；且/或由該第一電源管理子系統20-1之電源供應器202a所輸出之電源可以供做該第一負載3-1之用。即負載3-1及3-2可由該第一電源管理子系統20-1之該電源供應器202a來供電，且/或負載3-1及3-3可由該第二電源管理子系統20-2之該電源供應器204a來供電，直至故障失效的該第一電源管理子系統20-1之 電源供應器201a修復或來源輸入電壓AC1重新回復。因此，該第一電源管理子系統20-1之電源供應器202a，且/或該第二電源管理子系統20-2之電源供應器204a係於以一最佳的效能進行運作，高於單機伺服器者。
而當該電源供應器202a故障失效，且/或供電的來源輸入電壓AC2消失，則該電源系統控制單元21則會接收來自該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之電源供應控制器與導通控制器的訊息，並發送出該控制信號S至該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之該導通控制器以及電源供應控制器，以控制該導通單元203a、203b及206a之該第一及第二雙向開關電路及其電源傳遞方向，藉此使得由該第二電源管理子系統20-2之電源供應器204a所輸出之電源可以供做該第二負載3-2之用；且/或由該第一電源管理子系統20-1之電源供應器201a所輸出之電源可以供做該第二負載3-2之用。即負載3-1及3-2可由該第一電源管理子系統20-1之該電源供應器201a來供電，且/或負載3-2及3-3可由該第二電源管理子系統20-2之該電源供應器204a來供電，直至故障失效的該第一電源管理子系統20-1之電源供應器202a修復或來源輸入電壓AC2重新回復。因此，該第一電源管理子系統20-1之電源供應器201a，且/或該第二電源管理子系統20-2之電源供應器204a係於以一最佳的效能進行運作，高於單機伺服器者。
當該第二電源管理子系統20-2之電源供應器204a故障失效，且/或供電的來源輸入電壓AC1’消失，則該電 源系統控制單元21則會接收來自該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之電源供應控制器與導通控制器的訊息，並發送出該控制信號S至該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之該導通控制器以及電源供應控制器，以控制該導通單元203a、203b及206a之該第一及第二雙向開關電路及其電源傳遞方向，藉此使得由該第一電源管理子系統20-1之電源供應器201a所輸出之電源可以供做該第三負載3-3之用；且/或由該第一電源管理子系統20-1之電源供應器202a所輸出之電源可以供做該第三負載3-3之用。即負載3-1及3-3可由該第一電源管理子系統20-1之該電源供應器201a來供電，且/或負載3-2及3-3可由該第一電源管理子系統20-1之該電源供應器202a來供電，直至故障失效的該第二電源管理子系統20-2之電源供應器204a修復或來源輸入電壓AC1’重新回復。因此，該第一電源管理子系統20-1之電源供應器201a，且/或該第一電源管理子系統20-1之電源供應器202a係於以一最佳的效能進行運作，高於單機伺服器者。
除了在效率上提升外，該電源網絡現僅具有三條交流電源線，而非如三獨立運行伺服器時所需之六條交流電源線。越少數量的電源線可大大地降低架設在伺服器機架之各伺服器後方的電纜管理的風險，亦免除電源線產生凌亂及熱源積聚的問題。
此外，電源網絡可以僅使用三個電源供應器201a、202a、204a及三個導通單元203a、203b、206a，而非三單機伺服器使用六個電源供應器，因而在降低系統之成本 及提升系統之穩定可靠度上亦有成效。相較於電源供應器，由於導通單元不需電源處理功能，故將可以更簡易且低成本的設計來達成所需。
第十圖A係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第六較佳實施例示意圖。而第十圖B則係揭示如第十圖A之電源管理系統之電路方塊圖。第十圖C則揭示第十圖A之電源管理系統之結構示意圖。如第十圖A-C所示，該電源管理系統2可用以管理分配電源至如負載3-1~3-4等四負載，且包含有一第一電源管理子系統20-1、一第二電源管理子系統20-2、一電源系統控制單元21及複數個負載。該第一電源管理子系統20-1包含有二電源模組，即如圖示之第一電源模組201及第二電源模組202；以及包含有一第一導通模組203。每一電源模組201及202則包含有至少一電源供應器201a及202a，而該第一導通模組203則電耦接於該第一電源模組201與該第二電源模組202之輸出端間，用以因應一控制信號S提供一單向或雙向導通路徑。該第二電源管理子系統20-2則包含有二電源模組即如圖示之第三電源模組204及第四電源模組205，以及包含一第二導通模組206。每一電源模組204及205則包含有至少一電源供應器204a及205a，而該第二導通模組206則電耦接至該第三電源模組204與該第四電源模組205之輸出端間，用以因應一控制信號S提供一單向或雙向導通路徑。該第一電源管理子系統20-1之該第一導通模組203與該第二電源管理系統20-2之該第二 導通模組206係透過一電力電纜207而耦接在一起。該電源系統控制單元21係耦接至該第一電源管理子系統20-1之該第一導通模組203與該第二電源管理次模組20-2之該第二導通模組206，用以提供該控制信號至該第一電源管理子系統20-1之該第一導通模組203與該第二電源管理次模組20-2之該第二導通模組206，並控制該第一電源管理子系統20-1之該第一導通模組203與該第二電源管理次模組20-2之該第二導通模組206開啟與關閉之操作，與其電源傳遞方向，進而提升該電源管理系統2之效率，並確保系統之穩定可靠度。就結構及功能而言，該第一電源管理子系統20-1係與該第二電源管理子系統20-2近似。
該第一電源管理子系統20-1之兩電源模組，即如第一電源模組201與第二電源模組202，係做為其相對應負載之供電，即負載3-1及3-2。在運作、功能及結構上，該第一電源管理子系統20-1與第九圖A-C所示者相近，於此便不再多做贅述。同樣地，第二電源管理子系統20-2之兩電源模組，即如第三電源模組204與第四電源模組205，係做為其相對應負載之供電，即負載3-3及3-4。在運作、功能及結構上，該第二電源管理子系統20-2與第九圖A-C所示者相近，於此便不再多做贅述。
如第十圖A-C所示，該第一電源管理子系統20-1之該第一電源模組201及該第二電源模組202分別具有電源供應器201a及202a；而該第一導通模組203則包含有二導通單元203a及203b。一般而言，該等電源供應器201a 及202a可以為任何單級或多級、隔離或非隔離、交流/直流或直流/直流轉換器。為達一簡化之目的，導通單元可由該電源供應器201a之輸出端直接電連接至該電源供應器202a之輸出端。而該第二電源管理子系統20-2之該第三電源模組204及該第四電源模組205分別具有電源供應器204a及205a；而該第二導通模組206則包含有二導通單元206a及206b。通常，該電源模組204、205之該電源供應器204a、205a則可為任何單級或多級、隔離或非隔離、交流/直流或直流/直流轉換器。而為達簡化之目的，導通單元可由該電源供應器204a之輸出端直接電連接至該電源供應器205a之輸出端。
如第十圖A所示，該電源供應器201a具有一輸出端，而該導通單元203a則具有一第一連接端，直接連接至該電源供應器201a之輸出端。該電源供應器201a與該導通單元203a係透過於第一負載3-1所在之殼體內相同連接器而連接在一起。另外，該電源供應器202a具有一輸出端，而該導通單元203b則具有一第一連接端，直接連接至該電源供應器202a之輸出端。該電源供應器202a與該導通單元203b係透過於第二負載3-2所在之殼體內相同連接器而連接在一起。同樣地，第二電源管理子系統20-2之第三電源模組204之該電源供應器204a亦具一輸出端；而該導通單元206a則具有一第一連接端，直接連接至該電源供應器204a之輸出端。該電源供應器204a與該導通單元206a係透過於第三負載3-3所在之殼體內相同連接器而連接在一起。另者，第二電源管理子系統20-2 之第四電源模組205之該電源供應器205a亦具一輸出端；而該導通單元206b則具有一第一連接端，直接連接至該電源供應器205a之輸出端。該電源供應器205a與該導通單元206b係透過於第四負載3-4所在之殼體內相同連接器而連接在一起。
該第一電源管理子系統20-1之該第一導通模組203之該等導通單元203a及203b亦均具有一第二連接端並相對於其第一連接端。該等導通單元203a及203b於其第二連接端間透過一電力電纜203c而連接在一起，如第十圖C所示。藉由將兩負載之電源模組201及202連接在一起，則為該兩負載3-1及3-2而設之電源網絡即被創設而成。另外，該等導通單元203a及203b均具有一第三連接端，鄰設於其第二連接端且相對於其第一連接端。同樣地，該第二電源管理子系統20-2之該第二導通模組206之該等導通單元206a及206b亦均具有一第二連接端並相對於其第一連接端。該等導通單元206a及206b於其第二連接端間透過一電力電纜206c而連接在一起，如第十圖C所示。藉由將兩負載之電源模組204及205連接在一起，則為該兩負載3-3及3-4而設之電源網絡即被創設而成。另外，該等導通單元206a及206b均具有一第三連接端，鄰設於其第二連接端且相對於其第一連接端。該第一導通模組203與該第二導通模組206於其第三連接端間透過一外部電力電纜207而連接在一起，其中該外部電力電纜207連接於該導通單元203b及206a之第三連接端間，如第十圖C所示。
如第十圖A與第十圖B所示，該等第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之電源供應器201a、202a、204a及205a均可包含一功率因數控制器(PFC)、一直流/直流轉換器、一開關電路，以及一電源供應控制器，但並不受限於此。在運作、功能及結構上，該等電源供應器201a、202a、204a及205a均與第七圖C所示者相近，於此便不再多做贅述。而該等第一及第二導通模組203及206之導通單元203a、203b、206a及206b均包含有複數個導通路徑、一第一雙向開關電路、一第二雙向開關電路、一導通控制器、至少一第一連接端、至少一第二連接端，以及至少一第三連接端。而該第一導通模組203之該等導通單元203a及203b之第一連接端係分別耦接至該第一電源管理子系統20-1之該等電源供應器201a及202a之輸出端。同樣地，該第二導通模組206之該等導通單元206a及206b之第一連接端係分別耦接至該第二電源管理子系統20-2之該等電源供應器204a及205a之輸出端。該第一導通模組203之兩導通單元203a及203b則透過一外部電力電纜203c而耦接在一起，如第十圖C所示。同樣地，該第二導通模組206之兩導通單元206a及206b則透過一外部電力電纜206c而耦接在一起，如第十圖C所示。又該第一導通模組203之導通單元203b之第三連接端與第二導通模組206之導通單元206a之第三連接端則透過一外電力電纜207而耦接在一起。
該等導通單元203a、203b、206a及206b之每一第一雙向開關電路均電連接該等導通單元203a、203b、206a 及206b之第一連接端與第二連接端之間，並耦接至其導通控制器。而該等導通單元203a、203b、206a及206b之每一第二雙向開關電路均電連接於該等導通單元203a、203b、206a及206b之第一連接端與第三連接端之間，並耦接至其導通控制器。該電源系統控制單元21可發送一控制信號S至該等導通單元203a、203b、206a及206b之導通控制器，進而控制該等導通單元203a、203b、206a及206b之第一及第二雙向開關電路之運作。
該等第一及第二導通模組203及206之內每一導通單元203a、203b、206a及206b之導通控制器係耦接至每一導通單元203a、203b、206a及206b之第一雙向開關電路及第二雙向開關電路以及該電源系統控制單元21，用以發送關於其電源流動之訊息，接收來自該電源系統控制單元21之控制信號S，並控制每一導通單元203a、203b、206a及206b之第一及第二雙向開關電路的運作，進而控制電源傳遞之方向。而該導通控制器可利用複數個感測器感測電壓而獲致電源流動之訊息。即該電源管理系統2之該電源系統控制單元21可與該第一及第二電源管理子系統20-1及20-2之該電源供應器201a、202a、204a及205a之電源供應控制器及該導通單元203a、203b、206a及206b等交流訊息。
在操作上，第十圖A-C中該第一電源管理子系統20-1之電源模組201及202與其第一導通模組203均相似於第九圖A-C中該電源管理子系統所示者，在此即不再贅述。而第十圖A-C中該第二電源管理子系統20-2之電源模組 204及205與其第二導通模組206在操作上亦相似於第九圖A-C中該電源管理子系統所示者，在此亦不再贅述。又在第十圖A-C中，對於電源模組201、202、204及205，導通模組203及206，與複數個負載間之運作關係，與第九圖A-C中該電源管理子系統所示者相似，同樣不再贅述。
除了在功效上提昇外，該電源網絡現僅具有四條交流電源線，而非如四獨立運行伺服器時所需之八條交流電源線。越少數量的電源線可大大地降低架設在伺服器機架之各伺服器後方的電纜管理的風險，亦免除電源線產生凌亂及熱源積聚的問題。
而在降低系統之成本及提升系統之穩定可靠度上亦有成效。由於相較於電源供應器，導通單元不需電源處理功能，故將可以更簡易且低成本的設計來達成所需。
第十一圖A及第十一圖B係揭示本案以第九圖A-C電源管理子系統所構成之電源共享網絡架構示意圖。在運作、功能及結構上，該電源管理子系統與第九圖A-C所示者相近，於此便不再多做贅述。該網絡使用半數之電源供應器及電源線，以達更高之效率。
又第十二圖A及第十二圖B係揭示本案以第十圖A-C電源管理子系統所構成之電源共享網絡架構示意圖。在運作、功能及結構上，該電源管理子系統與第十圖A-C所示者相近，於此便不再多做贅述。該網絡使用半數之電源供應器及電源線，以達更高之效率。
關於電源共享架構，增加”暫態能量儲存及電源調節” 做為延續保持功能(即結合導通功能、能量儲存及電源調節功能，並提供功效最佳化之能力)時，一個電源供應器及一電力來源便可以支援至少兩負載。總聯合功率並不會超過一電源供應器所額定者。第十三圖A係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第七較佳實施例示意圖。如第十三圖A所示，該電源管理系統2包含有至少一電源管理子系統20，一電源系統控制單元21，及複數個負載。又該電源管理子系統20包含有二電源模組201及202，至少一暫態能量儲存及電源調節單元208，以及一導通模組203。每一個電源模組201及202包含至少一電源供應器201a及202a；而該導通模組203則電耦接於兩電源模組201及202之輸出端之間，用以因應一控制信號S提供一單向或雙向導通路徑。該暫態能量儲存及電源調節單元208係電耦接於兩電源模組201及202之輸出端之間，用以調節電源，並使該電源模組201及202之效率最佳化。該電源系統控制單元21則耦接至該導通模組203，用以提供該控制信號S至該導通模組203，並且控制該導通模組203開啟與關閉之操作，及其電源傳遞之方向，進而提升該電源管理子系統20之效率，並增加可靠性。
當電源模組201與202之電源供應器201a與202a在正常情況下，且其輸入電壓均由外部電力之來源輸入電壓AC1與AC1’所提供(AC1與AC1’可為相同或不同的外部電力來源)時，電源系統控制單元21接收來自電源供應器201a與202a的訊息與來自該導通模組203的訊息，並發 送出該控制信號S至該導通模組203以及電源供應器201a與202a，以關閉該導通模組203，並分別允許該第一電源模組201之電源供應器201a得以提供電源至該第一負載3-1，而該第二電源模組202之電源供應器202a得以提供電源至該第二負載3-2。即該第一負載3-1由該第一電源模組201之電源供應器201a所供電，該第二負載3-2則由該第二電源模組202之電源供應器202a所供電，而該導通模組203則呈關閉狀態。因此，該等電源供應器201a與202a均以接近50%額定能力之功率供電予伺服器之負載，其效率較單機伺服器者高出4%。
此外，每一負載之電源備援均仍保留。當該電源供應器201a與202a中任一個故障失效或其來自AC1與AC1’之輸入電壓消失時，尚存之電源供應器201a與202a則將可以持續支援該第一負載3-1與第二負載3-2之供電，直至故障失效的電源供應器201a或202a修復或來自AC1與AC1’之輸入電壓重新回復。例如，當該電源模組201之電源供應器201a故障失效，且/或供電的來源輸入電壓AC1消失，則該電源系統控制單元21則會接收來自電源供應器201a與202a的訊息與來自該導通模組203的訊息，並發送出該控制信號S至該導通模組203以及電源供應器201a與202a，以控制該導通模組203之電源傳遞方向。此時電源傳遞可由該第二電源模組202之電源供應器202a之輸出端，透過該導通模組203而流向該第一負載3-1，藉而提供該第一負載3-1電源並提升該電源供應器202a之效率。因此，該第二電源模組202之電源供應器 202a將可以持續支援該第一負載3-1與第二負載3-2之供電，直至故障失效的該第一電源模組201之電源供應器201a修復或來自AC1之輸入電壓重新回復。而當該電源供應器202a故障失效，且/或供電的來源輸入電壓AC1’消失，則該電源系統控制單元21則會接收來自電源供應器201a與202a的訊息與來自該導通模組203的訊息，並發送出該控制信號S至該導通模組203以及電源供應器201a與202a，以控制該導通模組203之電源傳遞方向。此時電源傳遞可由該電源供應器201a之輸出端，透過該導通模組203而流向該第二負載3-2，藉而提供該第二負載3-2電源並提升該電源供應器201a之效率。因此，該第一電源供應器201a將可以持續支援該第一負載3-1與第二負載3-2之供電，直至故障失效的該電源供應器202a修復或來自AC1’之輸入電壓重新回復。
就算導通模組203故障失效，而藉由機構設計自其電源供應器輸出處斷開，每一負載仍能由其所屬的電源供應器201a與202a繼續供電。
該暫態能量儲存及電源調節單元208係電耦接於兩電源模組201及202之輸出端之間，用以調節電源，並將該電源模組201及202之效率最佳化。在本案一實施例中，該暫態能量儲存及電源調節單元208設置於該導通模組203內，並電耦接至該導通模組203內之雙向導通路徑。在另一不同的實施例中，該暫態能量儲存及電源調節單元208與該導通模組203分離設置，並電耦接至位於該電源模組201輸出端與該導通模組203第一連接端間的雙向導 通路徑，如第十三圖B所示。可改變地，在本案其他實施例中，該暫態能量儲存及電源調節單元208與該導通模組203分離設置，並電耦接至位於該電源模組202輸出端與該導通模組203第一連接端間的雙向傳導線路，如第十三圖C所示。
若以第十三圖A中之該暫態能量儲存及電源調節單元為例，該暫態能量儲存及電源調節單元中之能量儲存裝置可為任何可儲存能源之元件或設備，如電容器、電池、超高電容器、飛輪電池或燃料電池等。如第十三圖A所示，該暫態能量儲存及電源調節單元為該導通模組203與/或該電源系統控制單元21所控制。相較於第三圖A與第三圖B中之電源系統，當伺服器1a及1b於如25%輕載或低於25%輕載時，在該電源系統之備援模式下，每一電源供應器之負載將低至12.5%，而這將使電源供應器之效率降至約79%左右或更低。然而對本案第十三圖A中之電源管理系統2而言，當電源系統控制單元21接到該第一負載3-1與/或該第二負載3-2處於一負載狀況，如25%或低於25%之輕載狀況的資訊時，該電源系統控制單元21便會發送一控制信號S給該電源供應器202a及該導通模組203，藉以使該電源供應器202a因應該控制信號S而被關閉，同時控制該導通模組203之電源傳遞方向，允許其電源傳遞流向可由該電源供應器201a經過該導通模組203而提供電源給該第二負載3-2。當該電源供應器201a失效故障或其來源輸入電壓AC1消失時，該暫態能量儲存及電源調節單元208可因為來自該電源系統控制 單元21之控制信號S而被控制操作，藉以提供已儲存的電源至該第一負載3-2及該第二負載3-2兩處。該暫態能量儲存及電源調節單元208可支援該等負載3-1及3-2足夠長的時間，以使已被關閉的電源供應器202a再重新被開啟，進而再支援負載3-1及3-2兩處之供電。而該電源供應器202a則能夠持續支援負載3-1及3-2兩處之供電，直至失效故障之電源供應器201a重新修復或其消失的來源輸入電壓AC1重新回復。
另一方面，該暫態能量儲存及電源調節單元208亦可用以最佳化該電源模組201及202之操作效率。舉例來說，當電源系統控制單元21接到該第一負載3-1與/或該第二負載3-2處於一負載狀況，如25%或低於25%之輕載狀況的資訊時，該電源系統控制單元21便會發送一控制信號S給該電源供應器201a及202a與該導通模組203。此時電源供應器201a及202a分別持續性地供電給該第一負載3-1及該第二負載3-2；而該導通模組203之電源傳遞方向受控制，允許其電源傳遞流向由該電源供應器201a經過該導通模組203而提供電源給該暫態能量儲存及電源調節單元208內之能量儲存裝置以進行充電，也允許其電源傳遞流向由該電源供應器202a經過該導通模組203而提供電源給該暫態能量儲存及電源調節單元208內之能量儲存裝置以進行充電。因此，該電源模組201及202之操作效率即可被提升，因為增加的輸出更用於該暫態能量儲存及電源調節單元208內之能量儲存裝置之充電。當一個以上之電源供應器201a及202a故障失效，或 其來源輸入電壓消失時，該電源系統控制單元21便會發送一控制信號S給該電源供應器201a及202a與該導通模組203，藉以使該導通模組203因應該控制信號S而控制其電源傳遞方向，尚存的電源供應器(201a或202a)持續性地供電給該第一負載3-1及該第二負載3-2；而該暫態能量儲存及電源調節單元208內之能量儲存裝置則釋放出已儲存之電源並調節電源至負載。又若當兩電源供應器201a及202a均故障失效，或其來源輸入電壓AC1及AC1’均消失時，該暫態能量儲存及電源調節單元208可因為來自該電源系統控制單元21之控制信號S而被控制操作，藉以提供已儲存的電源至該第一負載3-2及該第二負載3-2兩處。而該暫態能量儲存及電源調節單元208可支援該等負載3-1及3-2足夠長的時間，以使失效故障之電源供應器201a及202a重新修復或其消失的來源輸入電壓AC1及AC1’重新回復。
第十四圖A係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第八較佳實施例示意圖。而第十四圖B則係揭示如第十四圖A之電源管理系統之電路方塊圖。如第十四圖A-B所示，該電源管理系統2包含至少一電源管理子系統20、一電源系統控制單元21，以及複數個負載。該電源管理子系統20則具有二電源模組201及202、至少一該暫態能量儲存及電源調節單元208，以及一導通模組203。每一電源模組201及202則包含有至少一電源供應器201a及202a，而該導通模組203則電耦接於二電源模組201 與202之輸出端間，用以因應一控制信號S提供一單向或雙向導通路徑。而該暫態能量儲存及電源調節單元208則電耦接於二電源模組201與202之輸出端間，用以調節電源，並將該電源模組201及202之效率最佳化。該電源系統控制單元21則耦接至該導通模組203，用以提供該控制信號S至該導通模組203，並且控制該導通模組203開啟與關閉之操作，及其電源傳遞之方向，進而提升該電源管理子系統20之效率，並增加可靠性。
該電源管理子系統20之兩電源模組，即如圖示之一第一電源模組201及一第二電源模組202，係用以提供電源至其相對應之負載，即如該第一負載3-1及該第二負載3-2。在運作、功能及結構上，該電源管理子系統20與第七圖A-E所示者相近，故在此不再贅述。
如第十四圖A-B所示，該第一電源模組201及該第二電源模組202分別具有電源供應器201a及202a；而該導通模組203則包含有二導通單元203a及203b。通常，該等電源供應器201a及202a可以為任何單級或多級、隔離或非隔離、交流/直流或直流/直流轉換器。相較於第三圖之電源系統，每一伺服器，如1a及1b，之一可熱拔插之電源供應器係可以被移除或再以一可熱拔插之導通單元，如203a與203b，來進行置換。為達一簡化之目的，導通單元203a及203b可由該電源供應器201a之輸出端直接電連接至該電源供應器202a之輸出端。
如第十四圖A所示，該電源供應器201a具有一輸出端；而該導通單元203a則具有一第一連接端直接連接至 該電源供應器201a之輸出端。該電源供應器201a與該導通單元203a係透過該第一負載3-1所在殼體內之相同連接器而連接在一起。此外，該電源供應器202a具有一輸出端；而該導通單元203b則具有一第一連接端直接連接至該電源供應器202a之輸出端。該電源供應器202a與該導通單元203b則係透過該第二負載3-2所在殼體內部之相同連接器而連接在一起。
該等導通單元203a與203b均具有一第二連接端，並相對於其第一連接端。而該導通單元203a與203b則均以其第二連接端透過其間之一外部的電力電纜203c而連接在一起。藉由將兩負載之電源模組201與202連接在一起，即可針對負載3-1與3-2而創設一電源網絡。
如第十四圖A-B所示，該等電源供應器201a及202a均可包含一功率因數控制器(PFC)、一直流/直流轉換器、一開關電路，以及一電源供應控制器，但並不受限於此。在運作、功能及結構上，該電源供應系統201a及202a與第七圖C所示者相近，故在此不再贅述。在本案一實施例中，每一導通單元203a及203b包含至少一導通路徑、至少一雙向開關電路、一導通控制器、至少一第一連接端，以及至少一第二連接端。而該導通單元203a及203b之第一連接端係分別耦接至該電源供應器201a及202a之輸出端。而兩個導通單元203a及203b之第二連接端則係透過一外部電力電纜203c而耦接在一起。該導通單元203a之雙向開關電路係電連接於其第一連接端與第二連接端之間，以選擇性允許其電源傳遞方向可由該電源供應 器201a之輸出端先經過該導通單元203a，再經過該外部電力電纜203c而流向該導通單元203b，進而提供電源至該第二負載3-2，而提升該電源供應器201a之效率；且可選擇性允許其電源傳遞方向可由該電源供應器202a之輸出端先經過該導通單元203b，再經過該外部電力電纜203c而流向該導通單元203a，進而提供電源至該第一負載3-1，而提升該電源供應器202a之效率。每一導通單元203a及203b之導通控制器係耦接至該雙向開關電路及該電源管理系統2之該電源系統控制單元21，以發送關於其電源流動之訊息，並接收來自該電源系統控制單元21之該控制信號S，且控制著該雙向開關電路之操作，進而藉此控制在兩電源模組201及202間之電源傳遞方向。其導通控制器可藉由利用複數個感測器感測電壓來獲取電源流向之訊息。而該電源管理系統2之該電源系統控制單元21則可與該電源供應器201a及202a之電源供應控制器交流傳訊，亦可與該導通單元203a及203b之導通控制器交流傳訊。在本案另外的實施例中，則至少在該導通單元203a及203b之一則更僅包含一電力電纜，該電力電纜具有一第一連接端與一第二連接端(未圖示)；而其他之導通單元203a及203b則包含一雙向開關電路、一導通控制器、一第一連接端，以及一第二連接端。
當該電源供應器201a與202a在正常情況下，且其輸入電壓均由外部電力之來源輸入電壓AC1與AC1’所提供時，電源系統控制單元21接收來自電源供應控制器的訊息與來自該導通控制器的訊息，並發送出該控制信號S至 該導通控制器以及電源供應控制器，以關閉該導通單元203a及203b之雙向開關電路，並允許該電源供應器201a得以提供電源至該第一負載3-1，而該電源供應器202a得以提供電源至該第二負載3-2。即該第一負載3-1由該電源供應器201a所供電，該第二負載3-2則由該電源供應器202a所供電，而該導通模組203則呈關閉狀態。因此，每一電源供應器均可以接近50%額定能力之功率供電予伺服器之負載，其效率較單機伺服器者高出4%。
另外，每一負載之電源備援均還被保留著。當該電源供應器201a與202a中任一個故障失效或其來自AC1與AC1’之輸入電壓消失時，尚存之電源供應器201a與202a則將可以持續支援該兩負載3-1、3-2之供電，直至故障失效的電源供應器201a或202a修復或來自AC1與AC1’之輸入電壓重新回復。舉例而言，當該電源供應器201a故障失效，且/或供電的來源輸入電壓AC1消失，則該電源系統控制單元21則會接收來自電源供應控制器的訊息與來自該導通控制器的訊息，並發送出該控制信號S至該導通控制器以及電源供應控制器，以開啟該雙向開關電路並控制著電源傳遞方向，藉此其電源傳遞方向可由該電源供應器202a之輸出端先經過該導通單元203b，再經過該外部電力電纜203c而流向該導通單元203a，進而提供電源至該第一負載3-1，並提升該電源供應器202a之效率。因此，該電源供應器202a將可以持續支援兩負載3-1及3-2之供電，直至故障失效的該電源供應器201a修復或來自AC1之輸入電壓重新回復。又當該電源供應器202a故 障失效，且/或其供電的來源輸入電壓AC1’消失時，則該電源系統控制單元21則會接收來自電源供應控制器的訊息與來自該導通控制器的訊息，並發送出該控制信號S至該導通控制器以及電源供應控制器，以開啟該雙向開關電路並控制著電源傳遞方向，藉此其電源傳遞方向可由該電源供應器201a之輸出端先經過該導通單元203a，再經過該外部電力電纜203c而流向該導通單元203b，進而提供電源至該第二負載3-2，並提升該電源供應器201a之效率。因此，該電源供應器201a將可以持續支援兩負載之供電，直至故障失效的該電源供應器202a修復或來自AC1’之輸入電壓重新回復。
不論是在該導通單元203a或該導通單元203b故障失效，藉由機構設計自其電源供應器輸出處斷開，每一負載3-1及3-2仍能由其所屬的電源供應器201a與202a繼續供電。
然而除了將近4%的效率提昇外，該電源網絡現僅具有二交流電源線，而非如兩獨立運行伺服器時所需之四交流電源線。越少數量的電源線可大大地降低架設在伺服器機架之各伺服器後方的電纜管理的風險，免除電源軟線產生凌亂及熱源積聚的問題。而在降低系統之成本及提升系統之穩定可靠度上亦有成效。由於相較於電源供應器，導通單元不需電源處理功能，故將可以更簡易且低成本的設計來達成所需。
請再參閱第十四圖A及第十四圖B，該暫態能量儲存及電源調節單元208設置於該導通模組203之導通單元 203a之內，並電耦接至該導通模組203之導通單元203a內之雙向導通路徑，並處於該導通單元203a之第一連接端與第二連接端間，用以調節電源並最佳化該電源模組201及202之效率。在另一不同的實施例中，該暫態能量儲存及電源調節單元208與該導通模組203之該導通單元203a及該導通單元203b係分離設置，並電耦接至位於該導通單元203a第二連接端與該導通單元203b第二連接端間的雙向導通路徑，用以調節電源並最佳化該電源模組201及202之效率，如第十五圖A所示。可改變地，在本案再一實施例中，該暫態能量儲存及電源調節單元208設置於該導通模組203之導通單元203b之內，並電耦接至該導通模組203之導通單元203b內之雙向導通路徑，並處於該導通單元203b之第一連接端與第二連接端間，用以調節電源並最佳化該電源模組201及202之效率，如第十五圖B所示。可改變地，在本案又一實施例中，二暫態能量儲存及電源調節單元208分別設置於該導通模組203之導通單元203及203b之內。該等暫態能量儲存及電源調節單元208各自與該導通模組203之導通單元203a及203b內之雙向導通路徑電耦接，並各自處於該導通單元203a及203b之第一連接端與第二連接端間，用以調節電源並最佳化該電源模組201及202之效率，如第十五圖C所示。
若以第十四圖A及第十四圖B中之該暫態能量儲存及電源調節單元為例，該暫態能量儲存及電源調節單元中之能量儲存裝置可為任何可儲存能量之元件或裝置，如電 容器、電池、超高電容器、飛輪電池或燃料電池等。如第十四圖B所示，該暫態能量儲存及電源調節單元208為該導通模組203，與/或該電源系統控制單元21，與/或電源供應器201a及202a之電源供應控制器(未圖示)所控制。相較於第三圖A與第三圖B中之電源系統，當伺服器1a及1b於25%或低於25%之輕載時，在該電源系統之備援模式下，每一電源供應器之負載將低至12.5%，而這將使電源供應器之效率降至約79%左右或更低。然而對本案第十四圖A及第十四圖B中之電源管理系統2而言，當電源系統控制單元21接到該第一負載3-1與/或該第二負載3-2處位於一負載狀況，如25%或低於25%之輕載狀況的資訊時，該電源系統控制單元21便會發送一控制信號S給該電源供應器201a及202a之電源供應控制器與該導通單元203a及203b之導通控制器，藉此使該電源供應器202a因應該控制信號S而被其電源供應控制器所關閉，同時該導通單元203a及203b由其導通控制器來控制其電源傳遞方向，允許其電源傳遞流向可由該電源供應器201a經過該導通模組203而提供電源給該第二負載3-2。又當該電源供應器201a失效故障或其來源輸入電壓AC1消失時，該暫態能量儲存及電源調節單元208可因為來自該電源系統控制單元21或該導通控制器之控制信號S而被控制操作，藉以提供已儲存的電源至該第一負載3-2及該第二負載3-2兩處。即，該暫態能量儲存及電源調節單元208做為補助電力來源。該暫態能量儲存及電源調節單元208可支援該等負載3-1及3-2足夠長的時間，以使已 被關閉的電源供應器202a再重新被開啟，進而再支援負載3-1及3-2兩處之供電。而該電源供應器202a則能夠持續支援負載3-1及3-2兩處之供電，直至失效故障之電源供應器201a重新修復或其消失的來源輸入電壓AC1重新回復。
另一方面，該暫態能量儲存及電源調節單元208亦可用以最佳化該電源模組201及202之操作效率。舉例來說，當電源系統控制單元21接到該第一負載3-1與/或該第二負載3-2處於一負載，如25%或低於25%之輕載狀況的資訊時，該電源系統控制單元21便會發送一控制信號S給該電源供應器201a及202a之電源供應控制器與該導通模組203之導通控制器。此時電源供應器201a及202a分別受其電源供應控制器所控制而持續性地供電給該第一負載3-1及該第二負載3-2；而該導通單元203a及203b之電源傳遞方向受其導通控制器之控制，而允許其電源傳遞流向由該電源供應器201a經過該導通單元203a而提供電源給該暫態能量儲存及電源調節單元208內之能量儲存裝置以進行充電，也允許該電源供應器202a經過該導通單元203b及203a而提供電源給該暫態能量儲存及電源調節單元208內之能量儲存裝置以進行充電。因此，該電源供應器201a及202a之操作效率即可被提升，因為增加的輸出更用於該暫態能量儲存及電源調節單元208內之能量儲存裝置之充電。當一個以上之電源供應器201a及202a故障失效，或其來源輸入電壓消失時，該電源系統控制單元21便會發送一控制信號S給該電源供應器201a及 202a之電源供應控制器與該導通單元203a及203b之導通控制器，藉以使導通單元203a及203b因應該控制信號S受其導通控制器而控制其電源傳遞方向，尚存的電源供應器(201a或202a)持續性地供電給該第一負載3-1及該第二負載3-2；而該暫態能量儲存及電源調節單元208內之能量儲存裝置則可受控制地釋放出已儲存之電源並調節至負載之電源。若當兩電源供應器201a及202a均故障失效，或其來源輸入電壓AC1及AC1’均消失時，該暫態能量儲存及電源調節單元208可因為來自該電源系統控制單元21之控制信號S而被控制操作，藉以提供已儲存的電源至該第一負載3-2及該第二負載3-2兩處。而該暫態能量儲存及電源調節單元208可支援該等負載3-1及3-2足夠長的時間，以使失效故障之電源供應器201a及202a重新修復或其消失的來源輸入電壓AC1及AC1’重新回復。
對於第十四圖A及第十四圖B中，利用能源儲存及電源調節單元將該電源模組201及202之電源功效最佳化的基本原理，茲簡單地說明如下。第十六圖係揭示第十四圖A與第十四圖B中能量儲存及電源調節單元之電路方塊圖。該能量儲存及電源調節單元包含有一充電控制器2081、一雙向開關電路2082、一能量儲存裝置2083，以及一充電/雙向轉換器2084。該充電控制器2081係耦接至該導通控制器與/或該電源系統控制單元，並可與該導通控制器與/或該電源系統控制單元交流訊息。該雙向開關電路2082則耦接至該充電控制器2081，而該雙向開關 電路2082之充電與放電方向則由該充電控制器2081所控制。在第十四圖A及第十四圖B中，該暫態能量儲存及電源調節單元208僅於一輕載狀況下才運作，也就是在負載低於一特定水準時才運作。在此負載水準或全載時，該暫態能量儲存及電源調節單元208係被關閉，因此在該負載水準，整體負載可由該電源供應器201a之輸出端持續供給，即如第十七圖B所示。由第十七圖B可知，當該電源供應器201a於一正常狀態下，或電力來源正常地供給到該電源供應器201a，該負載3-1與/或3-2於重載狀況運作時，此時充電功率PCHR及放電功率PDIS之值均持續為零，其中電源供應器之輸出功率PO值等同於負載功率PLOAD。
當該電源供應器201a處於一正常狀態下，或電力來源正常地供給到該電源供應器201a，該負載3-1與/或3-2於輕載狀況運作時，該電源供應器201a之轉換器將週期性地開啟與關閉，以減少切換耗損，且因而改善輕載之效率。在該電源供應器201a之轉換器關閉的期間，該負載電源由該暫態能量儲存及電源調節單元208內之能量儲存裝置所供給。由第十七圖C可知，在該電源供應器201a之轉換器開啟的期間，該電源供應器201a同時供給負載功率PLOAD與該能量儲存裝置之充電功率PCHR。在關閉期間，該負載電源係由該能量儲存裝置放電提供。由於在這種操作模式下，該負載電源不是由電源供應器之輸出提供，就是由能量儲存裝置已儲存的能量提供。在開啟期間TON，該電源供應器201a所遞送之瞬間電源供應輸出 值為PO=PLOAD；而在關閉期間TOFF，能量儲存裝置所遞送之瞬間功率為PDIS=PLOAD。定義一工作週期D，而D=TON/(TON+TOFF)；而電源供應器輸出所遞送之平均功率為PO(AV)=DPLOAD，又由該能量儲存裝置放電之平均功率為PDIS(AV)=(1-D)PLOAD。由於平均充電功率PCHR(AV)必須等於平均放電功率PDIS(AV)，又平均充電功率為PCHR(AV)=(1-D)PLOAD。結果顯示，在開啟期間TON，該瞬間充電功率PCHR為PCHR=(1-D)PLOAD/D，如第十七圖B所示。因此，所有由電源供應器在開啟時間所遞送之瞬間功率P為 亦即PLOAD=D．P. (2)
必須注意的是，在電源供應器之連續性和脈衝式操作間，邊界負載功率PBOUND可以設定在任意的水準。然而，為了最佳化運作，電源供應器之轉換器之控制必須被設計給定，因此電源供應器201a在開啟期間遞送之瞬間功率P係選在具最大效益點上。如第十七圖C所示，典型與輸出電源相關的轉換器效率，在中間範圍的電源水準上具有一峰值。選定P=POPT，亦即總是該電源供應器之轉換器操作在一具最大效率ηMAX之電源水準上，則在設定水準PBOUND (<POPT)下之輕載功率係為最大化。如此的控制，工作週期D可以表示為
假定該能量儲存裝置之充電與放電效率分別為ηCHR及ηDIS，則功率水準在PBOUND以下之轉換效率則為
其中ηES=ηCHRηDIS係該能量儲存及電源調節單元208所有電源過程中之效率值。
在理想狀況下，當無能源在該能量儲存裝置之充電及放電的過種中損耗，亦即當ηES=1假設成立，則輕載效率η均等於ηMAX，對於所有最小負載皆然，如第十七圖C所示。然而，實際應用時，因為ηES<1，則輕載效率低於ηMAX，並隨功率減少而跌落，如第十七圖C所示。通常為達到輕載效率之改良差值△η，則必須在因週期性關閉與轉換電源供應器201a而節省電源與因該能量儲存裝置之充電與放電而損耗電源間做考量抉擇。藉由第(4)式可推導出ηES，則需在負載功率PLL時改進功效之最小功效ηES(MIN)為
其中ηLL為電源轉換器在功率為PLL時之原始效率，而D=PLL/POPT。
值得注意的是，工作週期D可由式(3)精確地計算而得，只要功率水準POPT給定，且負載功率已知PLOAD<PBOUND，而電源轉換器開關之頻率未詳定。一般而言，較高頻率的限制與轉換器大信號動態響應時間有關，而較低頻率的限制則由該能量儲存裝置之尺寸與所需儲存能量的容量所決定，因為在較低的頻率需要更多儲存能源去支援該負載電源於關閉期間的延滯。對於功率水準數百瓦特之典型電解電容型能量儲存裝置，其所用之低頻可由數赫茲到數百赫茲的範圍，而所要之低赫茲頻率可以電池、飛輪電池或其他類似儲存裝置來達成。最後值得注意的是，必須讓切換頻率保持在聽覺範圍之下，以避免由相對大電源轉換伴隨而來的聽覺噪音。
第十四圖A及第十四圖B係揭示本案較佳實施例之具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統。在本實施例中，該第一導通單元203a與該第二導通單元203b之一使用一暫態能量儲存及電源調節單元208，其組合或可稱為一延續保持單元。當該暫態能量儲存及電源調節單元208設置於該導通單元203a內，且該導通單元203a與該導通單元203b耦接在一起時，在該導通單元203a內之該暫態能量儲存及電源調節單元208可用以提升該電源供應器201a、202a之效率。同樣地，當該暫態能量儲存及電源調節單元208設置於該導通單元203b內，且該導通單元203b與該導通 單元203a耦接在一起時，在該導通單元203b內之該暫態能量儲存及電源調節單元208可用以強化該電源供應器201a、202a之效率。
第十四圖A及第十四圖B之實施例可以有許多的變化及應用。有些變化及應用即如第十八圖A及第十八圖B所示。如第十八圖A及第十八圖B所示，在第十五圖C中之電源管理系統2可以做為基本單元以形成一電源網絡，即相似於第八圖A及第八圖B之電源網絡結構。其運作、功能及結構上均相近，故在此便不再贅述。
同樣地，第十四圖A及第十四圖B之實施例還可以有更多的變化及應用。第十九圖A及第十九圖B即揭示其他實施例之變化應用。如第十九圖A及第十九圖B所示，在第十五圖C中之電源管理系統2可以做為一第一電源管理子系統20-1，而以電源供應器204a及具延續保持功能之導通單元206a(亦即延續保持單元)之組合做為一第二電源管理子系統20-2，如此便可形成近似如第九圖A及第九圖C之電源網絡結構。其運作、功能及結構上均相近，故在此便不再贅述。
同樣由第十四圖A及第十四圖B之實施例衍生可行之變化及應用。某些變化應用即揭示於第二十圖A及第二十圖B中。如第二十圖A及第二十圖B所示，在第十五圖C中之電源管理系統2可以做為一第一電源管理子系統20-1；而另一第十五圖C中之電源管理子系統則可視為第二電源管理子系統20-2，如此便可形成近似如第十圖A及第十圖C之電源網絡結構。由於在其運作、功能及結構 上均相近，故在此便不再贅述。
第二十一圖A及第二十一圖B則係揭示本案第十九圖A及第十九圖B中電源管理子系統之網絡電源共享架構之示意圖。其運作、功能及結構均相近於第十一圖A及第十一圖B所示架構，故在此便不再贅述。
第二十二圖A及第二十二圖B則係揭示本案第二十圖A及第二十圖B中電源管理子系統之網絡電源共享架構之示意圖。其運作、功能及結構均相近於第十二圖A及第十二圖B所示架構，故在此便不再贅述。
本案實施例中之導通單元可更包含具有雙向突波保護、短路電路保護，與/或電流量測等功能及電路，但非為必要之限制。此外，用於本案實施例中之延續保持單元(即結合導通單元與能量儲存及電源調節單元)更可包含具有效率最佳化、輸出電壓備援、雙向突波保護、短路電路保護，及電流量測等功能及電路，但亦非必要之限制。
本案之電源管理系統可有效節省電源，並將電源供應器之操作效率最佳化，同時提供具備援功能之電源給複數個負載，即如伺服器和電腦系統等。除此之外，本案之電源管理系統亦可自複數個電源供應器分配電源供給複數個負載，藉以增加系統的穩定及可靠性，且能節省成本。本案電源管理之方法可結合一連串的負載，而使其由習知低於25%之，提昇至更具效率之水準，如昇至50%。
本案得由熟悉此技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請範圍所欲保護者。
10、11、12、13、14、15、16‧‧‧電源供應器
1a、1b、1c‧‧‧伺服器
AC1、AC2、AC1’、AC2’、AC1”、AC2”‧‧‧來源輸入電壓
2‧‧‧電源管理系統
20、21、20-1、20-2....20-(N/2)‧‧‧電源管理子系統
201、202、204、205‧‧‧電源模組
201a、201b、202a、202b、204a、205a‧‧‧電源供應器
203、206‧‧‧導通模組
203a、203b、206a、206b‧‧‧導通單元
203c、206c、207‧‧‧電力電纜
208‧‧‧能量儲存及電源調節單元
2081‧‧‧充電控制器
2082‧‧‧雙向開關電路
2083‧‧‧能量儲存裝置
2084‧‧‧充電/雙向轉換器
21‧‧‧電源系統控制單元
22-1、22-2‧‧‧殼體
22-1a、22-1b、22-2a、22-2b‧‧‧容收部
3-1、3-2、3-3、3-4...3-(N-1)、3-(N)‧‧‧負載
D‧‧‧工作周期
P‧‧‧功率
S‧‧‧控制信號
η‧‧‧效率
第一圖：其係揭示一習知電源系統應用於一使用系統電源備援之伺服器之示意圖。
第二圖：其係揭示一典型電源供應器之效率對應傳送功率關係示意圖。
第三圖A-B：其係揭示具備援電源供應器之兩相似伺服器並列運作之示意圖。
第四圖A-B：其係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第一較佳實施例示意圖。
第五圖A-B：其係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第二較佳實施例示意圖。
第六圖：其係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第三較佳實施例示意圖。
第七圖A-B：其係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第四較佳實施例示意圖。
第七圖C：其係揭示第七圖B之電路方塊圖。
第七圖D-E：其係揭示第七圖A-B之電源管理系統之結構示意圖。
第八圖A：其係揭示利用第七圖A與第七圖B之電源管理系統所構成之網絡電源共享架構之示意圖。
第八圖B：其係揭示第八圖A之電源管理系統之結構示意 圖。
第九圖A：其係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第五較佳實施例示意圖。
第九圖B：其係揭示第九圖A之電路方塊圖。
第九圖C：其係揭示第九圖A之電源管理系統之結構示意圖。
第十圖A：其係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第六較佳實施例示意圖。
第十圖B：其係揭示第十圖A之電路方塊圖。
第十圖C：其係揭示第十圖A之電源管理系統之結構示意圖。
第十一圖A-B：其係揭示利用第九圖A-C之電源管理系統所構成之網絡電源共享架構之示意圖。
第十二圖A-B：其係揭示利用第十圖A-C之電源管理系統所構成之網絡電源共享架構之示意圖。
第十三圖A：其係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第七較佳實施例示意圖。
第十三圖B-C：其係揭示本案第十三圖A中設置於不同位置之能量儲存及電源調節單元之示意圖。
第十四圖A：其係揭示本案具節能及最適化操作效率之電源供應器且可提供備援電源予多負載之電源管理系統之第八較佳實施例示意圖。
第十四圖B：其係揭示第十四圖A之電路方塊圖。
第十五圖A-C：其係揭示本案第十四圖A中設置於不同位置之能量儲存及電源調節單元之示意圖。
第十六圖：其係揭示第十四圖A-B中暫態能量儲存及電源調節單元之電路方塊圖。
第十七圖A：其係揭示第十四圖A-B及第十六圖實施例中於重載時之電源流動時序圖，其中PO是輸出功率；PCHR是充電功率；而PDIS是放電功率。
第十七圖B：其係揭示第十四圖A-B及第十六圖實施例中於輕載時之電源流動時序圖，其中PO是輸出功率；PCHR是充電功率；而PDIS是放電功率。
第十七圖C：其係揭示電源供應器內轉換器之典型遞送功率與其效率變化之示意圖。
第十八圖A-B：其係揭示以第十五圖C中電源管理系統為基本單元而形成相似於第八圖A-B之電源網絡架構之示意圖。
第十九圖A-B：其係揭示以第十五圖C中電源管理系統做為第一電源管理系統及以電源供應器204a及具延續保持功能之導通單元206b組合做為第二電源管理系統所形成相似於第九圖A-B之電源網絡架構之示意圖。
第二十圖A-B：其係揭示以第十五圖C中電源管理系統做為第一電源管理系統，而以第十五圖C中另一電源管理系統做為第二電源管理系統所形成如第十圖A-B之電源網絡架構之示意圖。
第二十一圖A-B：其係揭示利用本案第十一圖A-B之電源 管理系統所構成之網絡電源共享架構之示意圖。
第二十二圖A-B：其係揭示利用本案第十二圖A-B之電源管理系統所構成之網絡電源共享架構之示意圖。
2‧‧‧電源管理系統
20、21‧‧‧電源管理子系統
201、202‧‧‧電源模組
201a、202a‧‧‧電源供應器
203‧‧‧導通模組
3-1、3-2‧‧‧負負載

Claims (35)

  1. 一種電源管理系統，包含：至少一電源管理子系統，每一該電源管理子系統包含：一第一電源模組，耦接至一第一負載，且具有至少一第一電源供應器，用以提供電源至該第一負載；一第二電源模組，耦接至一第二負載，具有至少一第二電源供應器，其中該至少一第二電源供應器係可移除地配置於該第二電源模組，且可選擇地耦接至該第二負載；以及一導通模組，具有至少一導通單元，可移除地配置於該第二電源模組以置換該至少一第二電源供應器，且可選擇地連接該第一電源模組至該第二負載，用以使該第一電源模組得以提供電源予該第二負載，並調節該第一電源模組本身之輸出，以使該第一電源模組操作於所需效率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，其中該導通模組之該導通單元包含至少一導通路徑、一導通控制器，以及至少一開關電路。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電源管理系統，其中該開關電路包含一雙向開關電路，耦接至該導通控制器，受 該導通控制器控制而執行開啟與關閉之操作，及切換該導通單元之電源傳送方向。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電源管理系統，其中該導通單元更包含至少一感應器，用以感測該導通單元之電源流通訊息，以及提供該訊息至該導通控制器。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之電源管理系統，其中該導通單元更包含一能量儲存及電源調節單元，耦接至該導通路徑。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，其中該導通模組之該導通單元包含一電力電纜。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電源管理系統，其中該導通模組之該導通單元更包含一能量儲存及電源調節單元，耦接至該電力電纜。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，其中該導通模組之該導通單元包含一外殼，至少一第一連接端，以及至少一第二連接端。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，更包含一電源系統控制單元，耦接至該導通模組之該至少一導通單元，用以提供一控制信號至該導通模組之該至少一導通單元，並且控制該導通模組之該至少一導通單元操作開啟與關閉之動作，及切換該導通模組之該至少一導通單元之電源傳送方向；以及其中該導通模組係電耦接於該第一電源模組與該第二電源模組之兩輸出端之間，用以因應該控制信號而提供一單向或雙向導通路徑。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電源管理系統，其中該 電源系統控制單元係耦接至該第一電源模組之該至少一第一電源供應器以及該第二電源模組之該至少一第二電源供應器，且提供一控制信號至該第一電源模組之該至少一第一電源供應器以及該第二電源模組之該至少一第二電源供應器，用以控制該第一電源模組之該至少一第一電源供應器以及該第二電源模組之該至少一第二電源供應器之開啟與關閉之操作。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，其中該導通模組包含兩導通單元。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電源管理系統，其中每一該導通單元包含一第一連接端及一第二連接端，其中該兩導通單元之該第一連接端係分別耦接至該第一電源模組及該第二電源模組之二輸出端，以及該兩導通單元之該第二連接端係透過一電力電纜耦接。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，其中每一該第一及第二電源模組具有一殼體，該殼體包含複數個容收部。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之電源管理系統，其中該導通單元係可熱插拔且可移除地配置於該複數個容收部之一。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之電源管理系統，其中每一該第一電源供應器與該第二電源供應器係為可熱插拔之電源供應器。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，其中該第一電源模組之該至少一第一電源供應器與該第二電源 模組之該至少一第二電源供應器相互通訊，用以控制該第一電源模組之該至少一第一電源供應器以及該第二電源模組之該至少一第二電源供應器之開啟與關閉之操作。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，其中該第一電源模組之該至少一第一電源供應器及該第二電源模組之該至少一第二電源供應器與該導通模組之該至少一導通單元係相互通訊，用以提供一控制信號至該導通模組之該至少一導通單元，並且控制該導通模組之該至少一導通單元之開啟與關閉之操作，及切換該導通模組之該至少一導通單元之電源傳送方向。
  18. 一種電源管理系統，包含：一電源管理子系統，具有二電源模組及一導通模組，其中每一該電源模組包含複數個電源供應器，該導通模組電耦接於該二電源模組之兩輸出端間，用以因應一控制信號提供一單向或雙向導通路徑；以及一電源系統控制單元，耦接至該導通模組，用以提供該控制信號至該導通模組，並且控制該導通模組之開啟與關閉之操作，及切換該導通模組之電源傳送方向，以藉由該導通模組調節任一該電源模組本身之輸出，俾加強任一該電源模組之效率，並提升該電源管理子系統之效率其中該導通模組更包含至少一導通單元，可移除地配置於對應之該電源模組，以置換至少一該電源供應器。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之電源管理系統，其中該導通模組包含二導通單元。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之電源管理系統，其中 每一該導通單元包含一第一連接端及一第二連接端，其中該二導通單元之該第一連接端係分別耦接至該二電源模組之二輸出端，該二導通單元之該第二連接端係相互耦接。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之電源管理系統，其中每一該導通單元具有一導通控制器，耦接至該電源系統控制單元，用以接收來自該電源系統控制單元之該控制信號，並且根據該控制信號控來控制該導通單元之開啟與關閉之操作，及切換該導通單元之電源傳送方向。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之電源管理系統，其中該導通單元更包含一雙向開關電路，耦接至該導通控制器，受該導通控制器控制而執行開啟與關閉之操作，及切換該導通單元之電源傳送方向。
  23. 如申請專利範圍第19項所述之電源管理系統，其中每一該電源模組具有一殼體，該殼體包含複數個容收部。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之電源管理系統，其中每一該電源模組之該至少一電源供應器係可熱插拔地配置於複數個容收部之一，且每一該導通單元係可熱插拔地配置於該複數個容收部之一。
  25. 如申請專利範圍第18項所述之電源管理系統，其中該電源系統控制單元係耦接至該二電源模組，用以控制該二電源模組之操作。
  26. 如申請專利範圍第18項所述之電源管理系統，其中該二電源模組係耦接至一對應負載，用以提供電源至該對應負載。
  27. 一種電源管理系統，包含：一第一電源管理子系統，該第一電源管理子系統包括二電源模組及一第一導通模組，其中每一該電源模組包含複數個電源供應器，該第一導通模組電耦接於該二電源模組之二輸出端之間，用以因應一控制信號提供一單向或雙向導通路徑；一第二電源管理子系統，該第二電源管理子系統包括至少一電源模組及一第二導通模組，其中每一該電源模組包含至少一電源供應器，該第二導通模組電耦接於該電源模組與該第一電源管理子系統之該第一導通模組，用以因應該控制信號提供一單向或雙向導通路徑；以及一電源系統控制單元，耦接至該第一及該第二電源管理子系統之該第一及第二導通模組，用以提供該控制信號至該第一及第二導通模組，並且控制該第一及第二導通模組之開啟與關閉之操作，及切換該第一及第二導通模組之電源傳送方向，俾提升該電源管理系統之效率；其中該第一導通模組更包含至少一導通單元，可移除地配置於對應之該電源模組，以置換至少一該電源供應器。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之電源管理系統，其中該第一導通模組具有二該導通單元，以及該第二導通模組具有一導通單元。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之電源管理系統，其中該第一及第二導通模組之每一該導通單元包含一第一連接端、一第二連接端及一第三連接端，其中該第一導通模 組之該二導通單元之該第一連接端係分別耦接至該第一電源管理子系統之該二電源模組之該二輸出端；以及該第一導通模組之該二導通單元之該第二連接端相互耦接。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之電源管理系統，其中該第一導通模組之該第三連接端之一係電耦接至該第二導通模組之該第三連接端，用以因應該控制信號而於該第一及第二電源管理子系統間提供一單向或雙向導通路徑。
  31. 如申請專利範圍第27項所述之電源管理系統，其中該第一導通模組包括二導通單元，以及該第二電源管理子系統包括二電源模組，且該第二導通模組包含二導通單元。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之電源管理系統，其中該第一及第二導通模組之每一該導通單元包含一第一連接端、一第二連接端及一第三連接端，其中該第一導通模組之該二導通單元之該第一連接端係分別耦接至該第一電源管理子系統之該二電源模組之該二輸出端，以及該第一導通模組之該二導通單元之該第二連接端相互耦接。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之電源管理系統，其中該第二導通模組之該二導通單元之該第一連接端係分別耦接至該第二電源管理子系統之該二電源模組之該二輸出端，以及該第二導通模組之該二導通單元之該第二連接端相互耦接。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之電源管理系統，其中該第一導通模組之該第三連接端之一係電耦接至該第二導通模組之該第三連接端之一，用以因應該控制信號而於 該第一及第二電源管理子系統間提供一單向或雙向導通路徑。
  35. 一種電源管理系統，包含：複數個負載；複數個電源模組，每一該電源模組具有複數個電源供應器，並耦接至該複數個負載之一，用以提供電源至該負載；以及一導通模組，具有至少一導通單元，該導通單元選擇性地連接該電源模組至其他該複數個負載之至少一個，以使該電源模組得以供應電源到其他該複數個負載之至少一個，並增加或調節該電源模組之輸出，以使該電源模組操作於所需效率；其中該導通單元可移除地配置於該複數個電源模組之其中之一，以置換至少一該電源供應器。
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