TWI564698B - A power distribution unit and a communication device associated therewith, and a power distribution system - Google Patents

Description

電源分配單元及與其配合的通訊裝置、及電源分配系統

【相關申請的交叉引用】

本申請要求申請號為61/387,982，申請日為2010年9月30日的美國臨時申請的優先權，並在此進行全文引用。

本發明涉及通訊領域，具體的說，涉及一種電源分配單元及與其配合的通訊裝置、及電源分配系統。

PDU(power distribution unit，電源分配單元)是專為各種信息網絡系統的機房計算機、控制器、服務器、路由器等電氣設備提供電力分配而設計的機櫃專用電源供配電接口產品。PDU廣泛應用於各個行業的機房監控，為大多數係統集成商和自動化公司、研究所採用，是一種具有較高性價比、穩定可靠的網絡化機櫃電源分配設備，能為不同的電源要求提供適合的機架式電源分配解決方案。

隨著計算機網絡技術發展，服務器、交換機、各種電子設備等關鍵設備的需求也日益增加，其承擔的業務越來越關鍵，對設備所處環境(如機房、機櫃等)要求也越高，所有參與關鍵設備運行的設施都必須具有高可靠性與可用性。通過PDU，可使網絡產品電源安全性顯著提高，滿足重要設備電源輸入的要求。PDU是所有設備用電的最後一道關口，如果不夠穩定且缺乏足夠保護，將可能導致昂貴設備被毀，甚至整個系統崩潰。因此，PDU的安全穩定性是設備和業務系統價值的有力保障之一，對PDU進行有效監控是非常必要。

為使電源分配單元具有良好的監控管理功能，以及對電源分配單元進行方便的智能遠程監控，本發明提供了一種電源分配單元及與其配合的通訊裝置、及電源分配系統。

為了解決上述技術問題，本發明採用瞭如下技術方案：本發明提供的一種電源分配單元，包括一個主管理模塊、至少一組插座管理模塊，所述插座管理模塊用於管理電源輸出，所述主管理模塊與各個所述插座管理模塊連接，用於監視各個所述插座管理模塊的電源輸出狀態，以及控制各個所述插座管理模塊的電源輸出的開關狀態，所述主管理模塊包括用於與外部裝置連接的鏈入端口和鏈出端口。

在一種實施例中，所述主管理模塊為現場可替換模塊。

在一種實施例中，所述的電源分配單元，還包括與所述主管理模塊連接、用於管理所述電源分配單元的電源參數的內部管理模塊，所述內部管理模塊由所述主管理模塊監控。

在一種實施例中，所述的電源分配單元，所述內部管理模塊，包括電源輸入管理模塊、電源相位管理模塊和電源迴路管理模塊中的一種或多種，所述主管理模塊，分別與所述電源輸入管理模塊、電源相位管理模塊、電源迴路管理模塊連接，用於通過所述電源輸入管理模塊對電源輸入進行管理，通過所述電源相位管理模塊對電源相位進行管理，通過所述電源迴路管理模塊對電源迴路進行管理。

在一種實施例中，所述的電源分配單元，還包括與所述主管理模塊連接、用於獲取電源分配單元周圍環境參數的傳感器模塊。

在一種實施例中，所述的電源分配單元，所述傳感器模塊，包括溫度傳感器、濕度傳感器、門開關狀態傳感器、煙霧傳感器、振動傳感器、水浸傳感器、與其他設備的干接觸狀態傳感器中的一種或者多種。

在一種實施例中，所述的電源分配單元，所述傳感器模塊包括告警指示單元，用於在檢測到的環境參數到達預置告警值時發出告警指示。

在一種實施例中，所述主管理模塊包括至少一個可連接一組用於感測周圍環境參數的傳感器的環境感測連接端口。

在一種實施例中，所述的電源分配單元，還包括為其他模塊提供直流電源的電源適配器。

在一種實施例中，在多個所述電源分配單元級聯時，級聯的多個所述電源分配單元，通過各自的主管理模塊以菊花鏈形式級聯。

在一種實施例中，多個所述電源分配單元級聯時，通過串行或控制器局域網總線級聯，可級聯數量超過255個。

在一種實施例中，所述的電源分配單元，還包括用於本地顯示的LCD顯示屏。

本發明還提供了一種與上述任一種電源分配單元配合使用的可拆卸通訊裝置。

在一種實施例中，所述的可拆卸通訊裝置，包括用與所述電源分配單元進行熱插拔連接的連接線。

在一種實施例中，所述的可拆卸通訊裝置，所述可拆卸通訊裝置設置有實現軟件和/或硬件保護的加密狗。

在一種實施例中，所述的可拆卸通訊裝置，所述可拆卸通訊裝置設置有與網管計算機有線通訊的有線網絡端口，和/或與網管計算機無線通訊的無線通訊端口。

在一種實施例中，所述的可拆卸通訊裝置，所述有線網絡端口為RJ45接口。

在一種實施例中，所述的可拆卸通訊裝置，多個所述可拆卸通訊裝置共享一台網管計算機的管理，一台網管計算機管理的所述可拆卸通訊裝置超過65536個。

本發明也提供了一種電源分配系統，包括電源分配單元，以及與所述電源分配單元可拆卸連接的可拆卸通訊裝置，所述電源分配單元包括一個主管理模塊、至少一組插座管理模塊，插座管理模塊用於管理電源輸出，所述主管理模塊與各個所述插座管理模塊連接，用於監視各個所述插座管理模塊的電源輸出狀態，以及控制各個所述插座管理模塊的電源輸出的開關狀態，所述主管理模塊包括用於與外部裝置連接的鏈入端口和鏈出端口，所述電源分配單元通過一個主管理模塊的鏈入端口與所述可拆卸通訊裝置連接。

在一種實施例中，所述的電源分配系統，所述電源分配單元上設置有邊緣與所述可拆卸通訊裝置適配的平台，所述可拆卸通訊裝置通過所述平台，直接放置並互鎖在所述電源分配單元上。

本發明的電源分配單元，利用主管理模塊，可以有效地管理電源分配單元的電源輸出狀態。主管理模塊，也提供了與外部裝置連接的鏈入端口和鏈出端口，方便與例如通訊裝置的通訊，以及與其他主管理模塊的級聯。這樣，電源分配單元不僅可以有效地對電源參數進行監控，也方便了對電源分配單元的智能遠程監控。

下面通過具體實施方式結合附圖對本發明作進一步詳細說明。本發明實施例的電源分配單元，從整體說，包括一個電源分配單元殼體，殼體內的電源輸入組件，殼體上的一組電源輸出組件。電源輸出組件中的至少一個，能夠連接一個或者更多的外部負載。在電源分配單元中，還可以包括電源管理模塊。電源管理模塊是現場可替換模塊，可以用來監視電源輸出狀態，或者控制電源輸出的開關狀態，例如電源的開、關、動力循環(power cycle)等。電源管理模塊也可以連接一個或者多個用來檢測周圍環境的傳感器，以對電源分配單元周圍環境進行監控。電源分配單元還可以通過電源管理模塊進行級聯，多個電源分配單元能夠一個個地彼此連接。電源管理模塊提供電源與數據接口，以向連接的外部裝置提供電源，並進行數據通訊。在多個進行級聯電源分配單元的各個電源管理模塊中，只需一個電源管理模塊與外部裝置直接連接，而將其他電源管理模塊的數據匯總到該與外部裝置直接連接的電源管理模塊，進而傳遞給與該外部裝置。該外部裝置，可以包括網絡接口，以耦合到外部網絡。網絡傳輸時可以遵照標準網絡協議，例如TCP/IP協議(傳輸控制協議/因特網互聯協議)、SNMP協議(Simple Network Management Protocol，簡單網絡管理協議)等。如第1圖所示，本發明一種實施例的電源分配單元，包括電源分配單元殼體100，電源輸入纜線201，電源輸入纜線201包括電源插頭202，可以接入AC/DC(直/交流)電源。電源分配單元中設置有插座管理模塊211，一個插座管理模塊211管理設置在電源分配單元殼體100上的一個或者多個用來連接負載的電源插座。每個電源插座的電源相關信息都可以被計算和記錄。電源分配單元中設置有主管理模塊331(即電源管理模塊)，作為電源分配單元中的核心管理模塊，其可以對電源分配單元進行全面的管理，例如對電源分配單元內部電源參數進行管理。可以設置內部管理模塊對電源分配單元內部的電源參數進行管理，並且由主管理模塊331對內部管理模塊實施管理，在第1圖中，內部管理模塊，包括電源輸入管理模塊334，電源相位管理模塊333，電源迴路管理模塊332，需要理解的是，圖示的內部管理模塊的種類和數量僅作為示例，而並不表示對各模塊種類和數量的限制，電源輸入管理模塊334，電源相位管理模塊333，電源迴路管理模塊332，均可以設置為一個或者多個，內部管理模塊的種類，也不限於這幾種。主管理模塊331，可以監視電源狀態、電源使用情況，可以控制電源輸出。例如，通過電源輸入管理模塊334，電源相位管理模塊333，電源迴路管理模塊332，主管理模塊331，可以對電源分配單元的電源輸入，電源的相位、週期，電源分配單元內的各個電源迴路的電壓、電流等參數進行管理，包括計算、監視、控制等。此外，主管理模塊331也連接到一個或者多個插座管理模塊211，可以對各個插座管理模塊211進行管理。例如，利用控制繼電器來獨立地控制切換各個插座的開關狀態，以分別控制各個插座向連接的用電負載提供或者斷開電源供給。也可以通過按鍵來開啟全部的電源插座。主管理模塊331，還可以包括一個LCD顯示屏，以在本地監視例如每個插座的能量使用情況等各種需要顯示的信息。在第1圖的示例中，電源分配單元中，還設置有傳感器模塊311。傳感器模塊311，包括一個或者多個接口，可以提供電源，並且與不同類型的外部傳感器進行通訊。這些傳感器，可以對周圍環境的各種參數進行檢測，例如包括溫度傳感器、濕度傳感器、門開關狀態傳感器、煙霧傳感器、振動傳感器、水浸傳感器、與其他設備的干接觸狀態傳感器中的一種或者多種，對溫度、濕度、振動、煙霧、水浸，放置電源分配單元的機架和/或機櫃門的開關狀態，電源分配單元與其他設備的干接觸狀態等環境參數進行檢測。傳感器模塊311，可以記錄各種傳感器的狀態。例如，利用溫度或者濕度傳感器，可以檢測電源分配單元周圍的溫度或者濕度。檢測到的溫度值或者濕度值被傳感器模塊311所記錄。傳感器模塊311中還可以包括告警指示單元，其中存儲用戶預置的告警值，當檢測的溫度或者濕度超過預置告警值時，則發出告警指示。傳感器模塊311可由主管理模塊331進行管理，主管理模塊311與傳感器模塊311連接，獲取傳感器模塊311採集的實時溫度或者濕度值，並可以實時地在LCD顯示屏上顯示。也可以在主管理模塊上設置至少一個環境感測連接端口，環境感測連接端口可以連接一組用於感測周圍環境參數的傳感器。例如溫度傳感器、溫度傳感器等等。電源分配單元還設置電源適配器351，電源適配器351，可以實現對外部交流電源的AC-DC/DC-DC轉換，為電源分配單元殼體100內的各個模塊提供合適的DC(直流)電源。這些模塊，包括主管理模塊331，插座管理模塊211，電源輸入管理模塊334，電源相位管理模塊333，電源迴路模塊332和傳感器模塊311等。參考第2圖，圖中的實線，表示以五類線或者六類線等形式的電纜實現的有線連接；圖中的虛線，表示無線連接；圖中的點劃線，表示連接線。如第2圖所示，主管理模塊331包括鏈入(Chain in)端口431，通過一條連接線，主管理模塊331的鏈入端口431可以可拆卸地連接一個通訊裝置361，從而與該可拆卸通訊裝置361進行數據通訊，並可以向該可拆卸通訊裝置361提供DC電源。在連接線連接通路上，可以設置加密狗，以進行軟件或者硬件保護。連接線可以設置在可拆卸通訊裝置361上，能夠熱插入主管理模塊331的鏈入端口431，或者從鏈入端口431熱拔出(插拔時，無需斷電，無需重啟)。主管理模塊331，也包括鏈出(Chain out)端口432。一個主管理模塊331的鏈出端口432，可以和另一個主管理模塊331的鏈入端口431連接，依此連接方式，多個主管理模塊331能夠被連接在一起而形成一條級聯鏈(菊花鏈)，利用串行或者CAN(Controller Area Network,控制器局域網)總線技術，可以有超過255個這樣的主管理模塊鏈接在一起。上述主管理模塊鏈，僅需其中一個主管理模塊331與前述可拆卸通訊裝置361連接(通過該主管理模塊331的鏈入端口431)，稱該主管理模塊331為中心主管理模塊331，需要理解，該術語僅為描述之便，以表示其與可拆卸通訊裝置361的直接連接方式，從而區分其他主管理模塊331通過該中心主管理模塊331而與可拆卸通訊裝置361連接的間接連接方式，而並不表示其在功能上與其他主管理模塊上有所不同。通過上述主管理模塊鏈，僅需一個通訊裝置361與中心主管理模塊331的鏈入端口431直接連接，從而僅需一個IP地址，即可以利用與通訊裝置361連接的計算機來實現對這些主管理模塊331的智能的遠程監視與控制。各個主管理模塊331，能夠採集各自管理下的所有模塊，包括傳感器模塊311、插座管理模塊211等的數據和/或狀態。對於中心主管理模塊331而言，除其自身管理下的所有模塊的數據和/或狀態外，其他主管理模塊331的數據，也都匯總到該中心主管理模塊331。在中心主管理模塊331上匯總的數據，可以傳遞給與其連接的可拆卸通訊裝置361。可拆卸通訊裝置361，可以包括無線端口461(無線通訊端口)和/或局域網端口462(有線通訊端口)，可以將中心主管理模塊331匯總的數據，耦合到有線或者無線網絡，並傳輸到網絡另一端的網管PC(裝載有管理軟件的計算機)。在與網管PC的有線連接時，有線通訊端口例如可以是RJ45接口；在與網管PC的無線連接時，例如可以通過無線發射器的天線向網管PC發射數據。傳輸時，可以利用標準網絡協議，例如TCP/IP協議、SNMP協議等進行傳輸。可拆卸通訊裝置361可以設置加密狗以實現軟件或硬件保護。網管PC，通過管理軟件，可以管理以有線方式或者無線方式連接的一個或者多個可拆卸通訊裝置361，其管理的可拆卸通訊裝置361的數量，可以超過65536個。這樣，網管PC可以實現對超過16711680(255*65536)個主管理模塊331的監視和控制。如第3圖所示，可拆卸通訊裝置361，可以直接放置並互鎖到電源分配單元殼體100的平台101上，即在放置時，無需其他安裝組件的配合，平台101具有適合於互鎖該可拆卸通訊裝置361的邊緣。在可拆卸通訊裝置361與電源分配單元配合安裝前，可拆卸通訊裝置361與電源分配單元處於分離狀態，即可拆卸通訊裝置361是可以從電源分配單元上拆卸下來的。可拆卸通訊裝置361與電源分配單元配合安裝後的狀態可以參考第4圖所示。本發明可以實現智能的遠程監視和控制電源分配單元中的一個或者多個電源輸入、輸出、相位、週期等各種內部參數，以及電源分配單元周圍的環境參數。該電源分配單元，可以實現超過255個的級聯，而這樣的電源分配單元的級聯鏈，可以僅利用一個可拆卸通訊裝置，僅使用一個IP地址，這樣，可以使用相對較少的網絡設備，包括集線器(HUB)、路由器(Router)，以及電源和電纜等等，而有效實現對電源分配單元的遠程監視和控制。以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。

211．．．插座管理模塊

311．．．傳感器模塊

331．．．主管理模塊

361．．．可拆卸通訊裝置

431．．．鏈入端口

432．．．鏈出端口

461．．．無線端口

462．．．局域網端口

100．．．電源分配單元殼體

351．．．電源適配器

332．．．電源迴路管理模塊

333．．．電源相位管理模塊

334．．．電源輸入管理模塊

202．．．電源插頭

201．．．電源輸入纜線

101．．．平台

第1圖是本發明實施例的電源分配單元的整體結構圖；

第2圖是本發明一種實施例的電源分配單元的具體結構圖；

第3圖是本發明實施例的電源分配單元與通訊裝置配合安裝前的狀態圖；

第4圖是本發明實施例的電源分配單元與通訊裝置配合安裝後的狀態圖。

211．．．插座管理模塊

311．．．傳感器模塊

331．．．主管理模塊

361．．．可拆卸通訊裝置

431．．．鏈入端口

432．．．鏈出端口

461．．．無線端口

462．．．局域網端口

Claims (19)

1. 一種電源分配單元，其特徵在於，包括一個主管理模塊、至少一組插座管理模塊，所述插座管理模塊用於管理電源輸出，所述主管理模塊與各個所述插座管理模塊連接，用於監視各個所述插座管理模塊的電源輸出狀態，以及控制各個所述插座管理模塊的電源輸出的開關狀態，所述主管理模塊包括用於與外部裝置連接的鏈入端口和鏈出端口；其中，在多個所述電源分配單元級聯時，級聯的多個所述電源分配單元，通過各自的主管理模塊以菊花鏈形式級聯，一個主管理模塊的鏈出端口與另一個主管理模塊的鏈入端口連接；其中，級聯的多個所述電源分配單元中，僅一個主管理模塊通過鏈入端口與外部裝置直接連接，其他主管理模塊的數據匯總到所述與外部裝置直接連接的主管理模塊，進而傳遞到外部裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電源分配單元，其特徵在於，所述主管理模塊為現場可替換模塊。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電源分配單元，其特徵在於，還包括與所述主管理模塊連接、用於管理所述電源分配單元的電源參數的內部管理模塊，所述內部管理模塊由所述主管理模塊監控。
4. 如申請專利範圍第3項所述的電源分配單元，其特徵在於，所 述內部管理模塊，包括電源輸入管理模塊、電源相位管理模塊和電源迴路管理模塊中的一種或多種，所述主管理模塊，分別與所述電源輸入管理模塊、電源相位管理模塊、電源迴路管理模塊連接，用於通過所述電源輸入管理模塊對電源輸入進行管理，通過所述電源相位管理模塊對電源相位進行管理，通過所述電源迴路管理模塊對電源迴路進行管理。
5. 如申請專利範圍第1項所述的電源分配單元，其特徵在於，還包括與所述主管理模塊連接、用於獲取電源分配單元周圍環境參數的傳感器模塊。
6. 如申請專利範圍第5項所述的電源分配單元，其特徵在於，所述傳感器模塊，包括溫度傳感器、濕度傳感器、門開關狀態傳感器、煙霧傳感器、振動傳感器、水浸傳感器、與其他設備的干接觸狀態傳感器中的一種或者多種。
7. 如申請專利範圍第5項所述的電源分配單元，其特徵在於，所述傳感器模塊包括告警指示單元，用於在檢測到的環境參數到達預置告警值時發出告警指示。
8. 如申請專利範圍第1項所述的電源分配單元，其特徵在於，所述主管理模塊包括至少一個可連接一組用於感測周圍環境參數的傳感器的環境感測連接端口。
9. 如申請專利範圍第1項所述的電源分配單元，其特徵在於，還包括為其他模塊提供直流電源的電源適配器。
10. 如申請專利範圍第1項所述的電源分配單元，其特徵在於，多個所述電源分配單元級聯時，通過串行或控制器局域網總線級聯，可級聯數量超過255個。
11. 如申請專利範圍第1項所述的電源分配單元，其特徵在於，還包括用於本地顯示的LCD顯示屏。
12. 一種與如申請專利範圍第1項至第11項任一所述的電源分配單元配合使用的可拆卸通訊裝置，其中，級聯的多個所述電源分配單元中的一個電源分配單元的鏈入端口可拆卸地連接所述通訊裝置，與所述通訊裝置進行數據通訊，并向所述通訊裝置提供DC電源。
13. 如申請專利範圍第12項所述的可拆卸通訊裝置，其特徵在於，包括用與所述電源分配單元進行熱插拔連接的連接線。
14. 如申請專利範圍第12項所述的可拆卸通訊裝置，其特徵在於，所述可拆卸通訊裝置設置有實現軟件和/或硬件保護的加密狗。
15. 如申請專利範圍第12項所述的可拆卸通訊裝置，其特徵在於，所述可拆卸通訊裝置設置有與網管計算機有線通訊的有線網絡端口，和/或與網管計算機無線通訊的無線通訊端口。
16. 如申請專利範圍第15項所述的可拆卸通訊裝置，其特徵在於，所述有線網絡端口為RJ45接口。
17. 如申請專利範圍第15項所述的可拆卸通訊裝置，其特徵在於，多個所述可拆卸通訊裝置共享一台網管計算機的管理，一台網管計算機管理的所述可拆卸通訊裝置超過65536個。
18. 一種電源分配系統，其特徵在於，包括電源分配單元，以及與所述電源分配單元可拆卸連接的可拆卸通訊裝置，所述電源分配單元包括一個主管理模塊、至少一組插座管理模塊，所述插座管理模塊用於管理電源輸出，所述主管理模塊與各個所述插座管理模塊連接，用於監視各個所述插座管理模塊的電源輸出狀態，以及控制各個所述插座管理模塊的電源輸出的開關狀態，所述主管理模塊包括用於與外部裝置連接的鏈入端口和鏈出端口，所述電源分配單元通過一個主管理模塊的鏈入端口與所述可拆卸通訊裝置連接；其中，在多個所述電源分配單元級聯時，級聯的多個所述電源分配單元，通過各自的主管理模塊以菊花鏈形式級聯，一個主管理模塊的鏈出端口與另一個主管理模塊的鏈入端口連接；其中，級聯的多個所述電源分配單元中，僅一個主管理模塊通過鏈入端口可拆卸地直接連接所述通訊裝置，與所述通訊裝置進行數據通訊，并向所述通訊裝置提供DC電源，其他主管理模塊的數據匯總到所述可拆卸通訊裝置直接連接的主管理模塊，進而傳遞到所述可拆卸通訊裝置。
19. 如申請專利範圍第18項所述的電源分配系統，其特徵在於， 所述電源分配單元上設置有邊緣與所述可拆卸通訊裝置適配的平台，所述可拆卸通訊裝置通過所述平台，直接放置並互鎖在所述電源分配單元上。