CN101917053A - 一种对rack系统集中式供电的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对RACK系统集中式供电的方法，属于一种服务器机柜系统供电领域技术，其采用两级电源供电，一级电源采用多电源模块并联供电方式，即N+1电源模块并联冗余供电方式，实现220V交流电源到12V直流电源的转换，由12V直流电源输出到RACK系统内各服务器节点上；各服务器节点板载的DC-DC二级电源对12V电源进行转换，提供各服务器节点所需的12V、5V、3.3V、5VSB、-12V电压以及PS-ON和PowerGood开关机的时序信号。本发明的一种对RACK系统集中式供电的方法和现有技术相比，极大地提高了供电系统的可靠性、实现无线缆连接、方便维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种服务器机柜系统供电领域技术，具体地说是一种对RACK系统集中式供电的方法。
背景技术
互联网的快速发展，使得信息资源呈现爆炸式的增长，人们以网络为媒体，对信息的需求也在不断地增加。各种大规模的数据机房也应运而生。构成数据机房的个体——服务器、存储机柜的数量也在不断增加。随着信息量的增加，原已建成的机房不能部署更多的机柜。因此，可移动的集装箱数据机房应运而生。而组成移动机房的单元——RACK(机架式机柜)系统的供电成为一个难点。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种极大地提高了供电系统的可靠性、实现无线缆连接、方便维护的一种对RACK系统集中式供电的方法。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，采用N+1电源模块并联冗余供电方式通过中间电源背板转出+12V供电总线，来给RACK系统中服务器节点供电；采用两级电源供电，一级电源采用多电源模块并联供电方式，即N+1电源模块并联冗余供电方式，实现220V交流电源到12V直流电源的转换，由12V直流电源输出到RACK系统内各服务器节点上；各服务器节点板载的DC-DC二级电源对12V电源进行转换，提供各服务器节点所需的12V、5V、3.3V、5VSB、-12V电压以及PS-ON和PowerGood开关机的时序信号；供电电源模块以及服务器节点均采用金手指的连接方式通过电源背板连接在一块。
一级电源的N+1电源模块并联冗余供电方式，是通过并联平行操作的电源模块，提供分布式电源；所有的电源模块并联运行，平均负担当前的负载，电源模块阵列比额定容量多配置一个功率电源模块，当一个电源模块出现故障时，将故障电源模块从负载上断开，其它电源模块将立即支持所有负载，使其连续不间断地为RACK系统供电；一级电源电源模块通过电源背板向RACK系统各服务器节点供电；一级电源电源模块设计有故障检测、定位、隔离、报警、热更换的功能电路，支持热插拔，一级电源电源模块内还设计有过压、过流、温度过高安全保护电路。
一级电源采用多电源模块并联供电方式，优化电源分配板上的输出耦合方式，保证电源模块间的均流输出。N+1电源模块并联冗余供电方式不但有效的降低了电源成本，而且还充分保证RACK系统供电不中断。一级电源设计有故障检测、定位、隔离、报警、热更换的功能电路，电源模块子系统内出现故障时，通过电源模块内的管理单元发送信息，实现高效的可监控和在线维护功能；一级电源子系统内设计有过压、过流、温度过高安全保护电路，监控子系统可以根据电源本身以及系统的异常情况作出防护性措施，避免对RACK系统带来的致命性损害和其他的安全事故
一级电源采用1组3+1电源模块并联冗余供电方式，每个电源模块配置5000W的额定输出功率，总的最大额定功率15000W。
二级电源设置有对RACK系统内每个服务器节点提供短路保护功能的防止节点断电保护电路；一旦某个服务器节点发生短路故障，二级电源能立即断开并停止向该服务器节点供电；二级电源采用热插拔设计。
二级电源提高RACK系统内各服务器节点主机板的通用性以及对RACK系统内每个服务器节点提供短路保护功能(该功能主要是防止RACK系统内某个服务器节点发生短路故障而导致)。一旦某个服务器节点发生短路故障，二级电源能立即断开并停止向该服务器节点供电。从而避免整个RACK系统发生断电事故。本功能的有益效果是：当RACK系统中放置多台服务器时，不会因为其中某些服务器二级电源的损坏而影响同一机柜中其它服务器的稳定可靠运行。
进入RACK系统前，三相380V电源采用机柜电源插座(Power Distribution Unit，简称PDU)转换成单相220V电源，单相220V电源为RACK系统内的电源模块供电。进入机柜的三相380V电通过两个PDU转换成N组单相220V电，分别为RACK系统内的电源模块供电。之所以采用PDU而不采用普通电源插排的供电方案，主要是为避免出现RACK系统安全隐患，这是因为PDU与普通电源插座相比，其电路设计安排更合理、品质和标准更严格、安全无故障工作时间长、插拔动作频繁而不易损坏、安装维护更灵活方便，可以从根本上杜绝了普通电源插座的因接触不良、负荷小而造成的频繁断电、烧毁、火灾等安全隐患。
电源背板固定在一级电源固定模块内。
本发明的一种对RACK系统集中式供电的方法具有以下优点：
1、N+1冗余设计：一级电源采用N+1冗余设计，不但有效的降低了电源成本。而且可以在任意1个电源模块失效的情况下仍保证RACK系统正常工作；
2、一级电源设计有热更换的功能电路，电源模块设计支持热插拔，可进行无工具拆装，方便维护人员更换故障电源模块，故障电源模块更换后，电源模块会重新恢复到正常状态；
3、故障可检测和自处理设计：电源子系统内电源模块出现故障时，能够将故障电源模块进行隔离，发出告警信息到监控子系统；出现过压、过流、温度超标等异常时，电源子系统内的功能电路自动的采取增大散热能力或自动断电等动作，避免对电源和整个RACK系统的不良影响；
4、节点短路保护功能：一旦某个服务器节点发生短路故障，二级电源能立即断开并停止向该服务器节点供电，从而避免整个RACK系统发生断电事故；
5、机柜电源插座的使用：可以从根本上杜绝了普通电源插座的因接触不良、负荷小而造成的频繁断电、烧毁、火灾等安全隐患；
6、供电电源模块以及计算节点均采用金手指的连接方式通过电源背板连接在一块，极大地提高了供电系统的可靠性，实现无线缆连接，方便维护；
7、设计合理、使用方便，因而，具有很好的推广使用价值。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为一种对RACK系统集中式供电的方法的结构示意框图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种对RACK系统集中式供电的方法作以下详细地说明。
实施例：
本发明的一种对RACK系统集中式供电的方法，采用N+1电源模块并联冗余供电方式通过中间电源背板转出+12V供电总线，来给RACK系统中服务器节点供电；采用两级电源供电，一级电源采用多电源模块并联供电方式，即N+1电源模块并联冗余供电方式，实现220V交流电源到12V直流电源的转换，由12V直流电源输出到RACK系统内各服务器节点上；各服务器节点板载的DC-DC二级电源对12V电源进行转换，提供各服务器节点所需的12V、5V、3.3V、5VSB、-12V电压以及PS-ON和PowerGood开关机的时序信号；供电电源模块以及服务器节点均采用金手指的连接方式通过电源背板连接在一块。
一级电源的N+1电源模块并联冗余供电方式，是通过并联平行操作的电源模块，提供分布式电源；所有的电源模块并联运行，平均负担当前的负载，电源模块阵列比额定容量多配置一个功率电源模块，当一个电源模块出现故障时，将故障电源模块从负载上断开，其它电源模块将立即支持所有负载，使其连续不间断地为RACK系统供电；一级电源电源模块通过电源背板向RACK系统各服务器节点供电；一级电源电源模块设计有故障检测、定位、隔离、报警、热更换的功能电路，一级电源电源模块内还设计有过压、过流、温度过高安全保护电路。
一级电源采用1组3+1电源模块并联冗余供电方式，每个电源模块配置5000W的额定输出功率，总的最大额定功率15000W。
二级电源设置有对RACK系统内每个服务器节点提供短路保护功能的防止节点断电保护电路；一旦某个服务器节点发生短路故障，二级电源能立即断开并停止向该服务器节点供电；二级电源采用热插拔设计。
进入RACK系统前，三相380V电源采用机柜电源插座转换成单相220V电源，单相220V电源为RACK系统内的电源模块供电。
电源背板固定在一级电源固定模块内。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (6)
1.一种对RACK系统集中式供电的方法，其特征在于采用N+1电源模块并联冗余供电方式通过中间电源背板转出+12V供电总线，来给RACK系统中服务器节点供电；采用两级电源供电，一级电源采用多电源模块并联供电方式，即N+1电源模块并联冗余供电方式，实现220V交流电源到12V直流电源的转换，由12V直流电源输出到RACK系统内各服务器节点上；各服务器节点板载的DC-DC二级电源对12V电源进行转换，提供各服务器节点所需的12V、5V、3.3V、5VSB、-12V电压以及PS-ON和PowerGood开关机的时序信号；供电电源模块以及服务器节点均采用金手指的连接方式通过电源背板连接在一块。
2.根据权利要求1所述的一种对RACK系统集中式供电的方法，其特征在于一级电源的N+1电源模块并联冗余供电方式，是通过并联平行操作的电源模块，提供分布式电源；所有的电源模块并联运行，平均负担当前的负载，电源模块阵列比额定容量多配置一个功率电源模块，当一个电源模块出现故障时，将故障电源模块从负载上断开，其它电源模块将立即支持所有负载，使其连续不间断地为RACK系统供电；一级电源电源模块通过电源背板向RACK系统各服务器节点供电；一级电源电源模块设计有故障检测、定位、隔离、报警、热更换的功能电路，支持热插拔，一级电源电源模块内还设计有过压、过流、温度过高安全保护电路。
3.根据权利要求2所述的一种对RACK系统集中式供电的方法，其特征在于一级电源采用1组3+1电源模块并联冗余供电方式，每个电源模块配置5000W的额定输出功率，总的最大额定功率15000W。
4.根据权利要求1所述的一种对RACK系统集中式供电的方法，其特征在于二级电源设置有对RACK系统内每个服务器节点提供短路保护功能的防止节点断电保护电路；一旦某个服务器节点发生短路故障，二级电源能立即断开并停止向该服务器节点供电；二级电源采用热插拔设计。
5.根据权利要求1所述的一种对RACK系统集中式供电的方法，其特征在于进入RACK系统前，三相380V电源采用机柜电源插座转换成单相220V电源，单相220V电源为RACK系统内的电源模块供电。
6.根据权利要求1所述的一种对RACK系统集中式供电的方法，其特征在于电源背板固定在一级电源固定模块内。
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