CN101286083A - 大功率服务器机柜冗余供电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的大功率服务器机柜冗余供电系统，其结构供电系统包括电源模块和电源冗余稳定器，其中电源模块是将输入的220V交流市电经整流、滤波后转换成48V直流电，一路或多路电源模块的电源输出端分别串连电源冗余稳定器并通过热拔插接口与机柜负载并接。本发明的供电系统可以实现集中式供电，解决了目前大规模部署的机架式网络服务器供电中存在的难题，因而具有很好的推广实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种计算机应用技术领域，具体地说是一种大功率服务器机柜冗余供电系统。
背景技术
目前业界在实现冗余技术所采用的解决方案，是利用电源内部的二极管来通过或门输出以驱动负载。但这样做的效果是，导致二极管电压压降大，从而使得流过该二极管的电流增加时，产生的热损耗功率较大。业界为解决存在的二极管正向压降及其带来的热损耗，在低电压、高电流的应用中配置中并没有采用二极管，而是采用低损耗的场效应晶体管MOSFET ORing技术，采用这种方式在一定程度上可缓解损耗过高的问题。但是经过我们的进一步分析发现，采用高度集成和分立式设计的MOSFSET控制器本身也存在很多不足之处，仍存在一定程度的较大电压损耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种低功耗和安全可靠的大功率服务器机柜冗余供电系统。
本发明的目的技术方案是按以下方式实现的，采用集成电路TPS2410控制器与MOSFSET ORing搭配可以等效于一个二极管，来实现冗余设计，这样完全解决了上述所存在的问题。
具体电路结构如附图所示：供电系统是由电源模块和电源冗余稳定器组成，其中电源模块是将输入的220V交流市电经整流、滤波后转换成48V直流电，一路或多路电源模块的电源输出端分别串连电源冗余稳定器并通过热拔插接口与机柜负载并接。
电源冗余稳定器是由集成电路IC和场效应管MOSFET组成，场效应管MOSFET的S、D、G脚分别与IC的A、C和Gate脚连接，其中集成电路IC的VDD脚与C脚并接场效应管MOSFET的D极作为冗余接负载。
本发明的以优异效果是，场效应管MOSFSET D、C两端的差分电压VAC是由控制器IC监控的，控制器IC是根据VAC来设置场效应管MOSFET的闸极电压的。在场效应管MOSFET开启和关闭时的实际开关点电压以及控制的方法和速度决定了控制器IC成功地模拟二极管的性能和稳定性。由于采用了本发明的涉及，可以给机架式网络服务器提供稳定的大功率电流，而且可以规避当出现失效电源(failedpower supply)的反向电流情况发生。同时也有效的降低了管子因发热而导致的能量损耗。
附图说明
附图1是机柜冗余电源的结构示意图。
根据N+1配置的冗余电源，扩展电源的必要数目即可以实现N+1冗余技术。
具体实施方式
采用本发明机柜冗余供电技术，可实现电源热拔插技术，也是利用该控制器对电源和电源总线之间的热拔插事件进行管理，即无论电源和总线处于什么状态，电源都可以热插拔到电源总线上。当电源从电源总线上热拔时，控制器会把MOSFET输入端的电压调至为0伏，从而尽可能地把裸露的连接器引脚电压降至安全范围。热插拔控制器可以有效的管理浪涌电流并且在稳定的状态下发挥高速电路断路器的作用，以保护系统组件。
本发明所涉及到的集中冗余供电系统，可以实现
(1)交流转直流(AC-DC)模块，还具有大功率的转换需求，由于是给机架式网络服务器供电，因此在大功率、可靠性、稳定性等设计方面考量点较多，可以轻松实现10000W以上的大功率输出需求，从而满足整个机柜配置的机架式网络服务器的供电需求。
结构尺寸方面，适用于业界标准19英寸机柜，高度只有2U，可以同时放入最多四个供电单元，每个供电单元能独立进行交流到直流的转换功能，兼具有市电冗余功能，即每个单元可以独立地接输入的交流市电。这样可以充分保证供电模块的可靠性和稳定性(市电的冗余、交流电到直流电AC-DC的转换)，从而符合机架式网络服务器对关键处理任务的可靠性需求。
(2)负载均衡模块，该模块主要作用是提供对交流转直流(AC-DC)模块的负载均衡功能。由于上述所介绍的“交流转直流(AC-DC)模块”里面的供电单元具有隔离的独立性，因此必须通过一个模块将供电单元连接起来，提供负载均衡功能，从而实现每个供电单元的负载均衡功能。而该负载均衡模块就是起到这个作用。通过一系列的周边电路设计将(1)交流转直流(AC-DC)模块通过电源管理总线连接起来。从而实现负载均衡功能。
(3)隔离模块，就是解决和规避在布线调试时或者维修过程中对人体构成重大威胁的问题发生。
本发明所涉及到的隔离模块采用的是桥接器，顾名思义就是在通讯中起到网桥作用。具体作用就是在集中式布线时，替代铜排的作用，也就是说起到汇流排的作用。
(4)负载模块，就是终端的机架式网络服务器，他们都是采用直流的-48v输入。
(5)交流扩展模块，就是给机架式网路服务器提供网络的交换机供电的设备，在本系统中主要是指交流插排集成到机柜中，提供5个交流插头的端子，一个是交换机的，另外四个是(1)交流转直流(AC-DC)模块中的供电单元。
Claims (2)
1、大功率服务器机柜冗余供电系统，其特征在于，供电系统包括电源模块和电源冗余稳定器，其中电源模块是将输入的220V交流市电经整流、滤波后转换成48V直流电，一路或多路电源模块的电源输出端分别串连电源冗余稳定器并通过热拔插接口与机柜负载并接。
2、根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，电源冗余稳定器是由集成电路IC和场效应管MOSFET组成，场效应管MOSFET的S、D、G脚分别与IC的A、C和Gate脚连接，其中集成电路IC的VDD脚与C脚并接场效应管MOSFET的D极作为冗余接负载。
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