[發明專利]一種抑制大功率風扇瞬間沖擊電流的節能設計方法及裝置

無效

• 申請號: 201210219789.0
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102789307A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 孔財;谷俊杰;吳福寬
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產業股份有限公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及計算機應用技術領域，具體地說是一種抑制大功率風扇瞬間沖擊電流的節能設計方法及裝置，本發明主要是為Rack級機柜的集中供電，取代了傳統的服務器必須有自己電源限制，同時也突破了線纜供電的局限。

背景技術

近兩年，我國在超級計算機技術領域發展迅猛。在2011?年最新的全球超級計算機TOP?排行中TOP?前五中，我國就已經占據了兩席(?分別是排名第一的“天河一號”和排名第三的“星云”)?。這兩套超級計算機，均采用了水冷機柜制冷解決方案。實際運行效果證明，這種方案制冷效果良好，有效解決了高熱密度刀片服務器的散熱問題。機柜內空氣循環系統采用正面送風，背面排風的形式。水冷機柜采用水作為制冷劑，一方面節能環保，可靠性高，能有效解決傳統的空調集中送風所存在的散熱不均勻等問題；另一方面制冷量大，能解決普通空調散熱系統所無法實現的高熱密度散熱問題，并且制冷效率高，刀片服務器內置于密閉的柜體內，能大大降低機房噪音。

工作時，機柜風扇吸收服務器背面排出的熱風，從回風口送入盤管全熱交換器系統中冷卻，再將冷風從送風口送至服務器正面，灌入刀片服務器，依次循環，以達到對服務器的散熱功能。因此為改變風向，一般使用功率較大的渦輪風扇。渦輪風扇在上電瞬間會產生一個較大的沖擊電流，一般會達到風扇正常運行時的30倍，從而導致供電電源過流保護，進而制冷系統無法正常開啟。

本發明是為了抑制大功率風扇在系統上電瞬間產生大沖擊電流而設計的一個電路，經實際驗證得到了很好的效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種抑制大功率風扇瞬間沖擊電流的節能設計方法及裝置。

本發明的目的是按以下方式實現的，設計從三個方面出發，首先是抑制大電流，避免直流電源過流保護，該項功能僅需要一個功率電阻即可實現；其次當大電流被抑制后，如果功率電阻依然串聯于電路中，其自身必然產生大量的功率損耗，而且也會產生很大壓降，這會影響風扇的正常工作和控制板的穩定性，因此選用繼電器將功率電阻旁路掉；第三就是繼電器閉合要在風扇正常啟動之后，也就是說從系統上電到繼電器閉合這段延時時間要大于沖擊電流持續的時間，因此設計延時控制單元來實現這一要求，具體步驟如下：?

系統直流電源48V上電，在功率電阻的限流作用下，風扇正常啟動，同時大電容在充電，當電容兩端電壓達到MOS管的閾值電壓時，MOS管導通，進而繼電器閉合，此后，系統正常工作。

抑制大功率風扇瞬間沖擊電流的節能裝置，包括繼電器J、開關JK、電容C、電阻R1、R2、R3、MOS管Q1、接插件JC1、JC2，其中接插件JC1接48V直流電，接插件JC2接風扇，其中接插件JC1、接插件JC2的2腳接地，電阻R1串接接插件JC1、接插件JC2的1腳之間,電阻R2、電容C1傳接在接插件JC1的1腳與地線之間，MOS管Q1的1腳串接電子R3接電阻R2電容C1的鏈接點，MOS管Q1的2腳串接繼電器J的線圈接接插件JC的2腳，MOS管Q1的3腳接地，繼電器J的觸點開關K1的動觸點與常閉定觸點2連接，定觸點1與接插件JC的1腳連接；

接插件JC連接48V直流電源，接插件JC2接水冷機柜的大功率的風扇，使用產生的大電流也會超過120A，設計中選用R2是2歐姆的大功率電阻；

功率電阻R1：因為大的沖擊電流持續時間是毫秒級的，所以功率電阻R1的工作時間也是在毫秒級的，一旦風扇啟動，便不再希望該電阻工作,這時，如果功率電阻R1依然串聯在電路中，會給系統帶來約幾十瓦的額外的功率損耗,所以設計繼電器J與該電阻R1并聯使用，使得系統一旦上電，并且風扇正常工作后，觸發繼電器閉合，從而將功率電阻R1旁路掉，以至于減少不必要的系統功耗;

延時控制功能采用電阻R2和電容C1充電電路和MOS管組成，一方面用于調節從系統上電正常啟動到功率電阻被旁路這一段延時時間，另一方面通過MOS管的打開觸發繼電器閉合。

本發明的有益效果是：本發明僅使用了繼電器、電容、功率電阻、MOS管等若干簡單元器件便實現了水冷機柜渦輪風扇開機時的強沖擊電流抑制功能。電路設計簡單巧妙，最重要的是電路本身功耗低。切實解決了直流電源和大功率風扇在水冷機柜系統中不能兼容的問題。

附圖說明

?圖1是抑制大功率風扇瞬間沖擊電流的節能裝置的電路原理圖。

具體實施方式

?參照說明書附圖對本發明的方法及裝置作以下詳細地說明。