[發明專利]一種集中式RACK系統供電的設計方法

有效

• 申請號: 201010511202.4
• 申請日: 2010-10-19
• 公開（公告）號: CN102035247A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 滕學軍;羅嗣恒;吳明生;姚萃南
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產業股份有限公司
• 主分類號: H02J9/00
• 分類號: H02J9/00;G06F1/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及服務器機柜系統供電領域，具體涉及一種集中式RACK供電方法。

背景技術

互聯網的快速發展，使得信息資源呈現爆炸式的增長，人們以網絡為媒體，對信息的需求也在不斷地增加。各種大規模的數據機房也應運而生。構成數據機房的個體—服務器、存儲機柜的數量也在不斷增加。隨著信息量的增加，原已建成的機房不能部署更多的機柜。因此，可移動的集裝箱數據機房應運而生。而組成移動機房的單元-RACK機柜的供電成為一個難點。由此，本文提出了一種集中式RACK供電設計方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種集中式RACK系統供電的設計方法。

本發明的目的是按以下方式實現的，集中式RACK供電是采用兩級供電，采用N+1冗余電源模塊通過中間電源背板轉出+12V供電總線為機柜中多個計算刀片節點供電，電源模塊和計算節點均采用金手指的連接方式通過電源背板連接在一起；其中，一級電源：是將交流220V市電轉換到12V直流，由12V輸出到系統內各服務器節點上，由各服務器節點板載的DC-DC二次電源進行轉換，提供各服務器節點所需的12V、5V、3.3V、5VSB、-12V電壓以及PS-ON和PowerGood開關機的時序信號；二級電源：是提高RACK系統內各服務器節點主機板的通用性以及對RACK系統內每個服務器節點提供短路保護功能，一旦某個服務器節點發生短路故障，二級電源能立即斷開并停止向該服務器節點供電，從而避免整個RACK系統發生斷電事故。

本發明的優異效果是，傳統的機柜服務器系統一般采用220V的交流市電來給服務器電源供電。本發明提出的方案，就是采用N+1冗余電源模塊通過中間電源背板轉出+12V供電總線，來給機柜中多個計算刀片節點供電。同時，供電電源模塊以及計算節點均采用金手指的連接方式通過電源背板連接在一塊。極大地提高了供電系統的可靠性，實現無線纜連接，方便維護。當RACK系統中放置多臺服務器時，不會因為其中某些服務器二級電源的損壞而影響同一機柜中其它服務器的穩定可靠運行。

具體實施方式

集中供電的功能是轉換公共電網的電能，為RACK系統提供持續穩定的輸出電壓和充足的電流驅動能力，保障RACK系統正常運行。集中式RACK供電的整體設計采用兩級供電的設計思想，一級電源實現交流220V市電到12V直流的轉換，由12V輸出到系統內各服務器節點上，由各服務器節點板載的DC-DC二次電源進行轉換，提供各服務器節點所需的12V、5V、3.3V、5VSB、-12V電壓以及PS-0N和PowerGood開關機的時序信號。由于集中式RACK供電的整體設計采用兩級供電的設計思想，針對這兩級供電具體設計思路，分別闡述如下。

一級電源設計

采用并聯、模塊化、N+1冗余、熱拔插和故障檢測、定位、隔離、報警、熱更換和復位等功能電路的設計方式，保證在任何一個電源模塊發生硬件故障時，可保障系統連續穩定的運行。

一級電源采用多模塊并聯供電方式，優化電源分配板上的輸出耦合方式，保證模塊間的均流輸出。N+1(2組3+1并聯供電方式)冗余供電方式不但有效的降低了電源成本，而且還充分保證RACK系統供電不中斷。這種冗余供電方式的實質是通過并聯平行操作的電源模塊，提供分布式電源。所有的模塊并聯運行，平均負擔當前的負載，電源陣列比額定容量多配置一個功率模塊(1200W)，當一個模塊出現故障時，特設的電路將故障模塊從負載上斷開，其它模塊將立即支持所有負載，使其連續不間斷地為RACK系統供電。一級電源系統通過電源背板向RACK系統各服務器節點供電。

一級電源設計有故障檢測、定位、隔離、報警、熱更換等功能電路，電源子系統內出現故障時，通過電源內的管理單元發送信息到RMC，實現高效的可監控和在線維護功能；一級電源子系統內設計有過壓、過流、溫度過高等多種安全保護電路，監控子系統可以根據電源本身以及系統的異常情況作出防護性措施，避免對RACK系統帶來的致命性損害和其他的安全事故。

二級電源的設計

二級電源的設計思想：提高RACK系統內各服務器節點主機板的通用性以及對RACK系統內每個服務器節點提供短路保護功能(該功能主要是防止RACK系統內某個服務器節點發生短路故障而導致)。一旦某個服務器節點發生短路故障，二級電源能立即斷開并停止向該服務器節點供電。從而避免整個RACK系統發生斷電事故。本功能的有益效果是：當RACK系統中放置多臺服務器時，不會因為其中某些服務器二級電源的損壞而影響同一機柜中其它服務器的穩定可靠運行。

關鍵技術分析

(1)N+1冗余設計