[發明專利]從電力供應裝置向負載提供電力的方法和電力分配電路

在審

• 申請號: 202210186345.5
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114977368A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 克里斯托夫·莫里斯·蒂博;帕特里克·吉勒·馬約
• 申請（專利權）人: OVH公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M7/04
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產權代理有限公司 51258
• 代理人: 史二梅

本公開提供了用于從多個電力供應裝置向多個負載提供電力的方法以及一種電力分配電路，該電力分配電路用于從多個電力供應裝置向多個負載提供電力，該電路包括：電力供應裝置的電力輸出端的組合器，該組合器用于向多個熱插拔模塊提供給定電壓的電力，多個熱插拔模塊均電連接到組合器并且電連接對應負載的電力輸入端。每個熱插拔模塊驗證一個或更多個條件，所述一個或更多個條件選自：給定電壓至少等于最小電壓閾值；給定電壓不超過最大電壓閾值；以及由負載消耗的電流不超過最大電流閾值。每個熱插拔模塊在滿足所有所選條件時向對應負載的電力輸入端輸送電力，并在不滿足所選條件中任何一個時將對應負載的電力輸入端與電力供應裝置進行隔離。

技術領域

本技術涉及電力分配電路和方法。特別地，該電路和方法用于從多個 電力供應裝置向多個負載提供電力。

背景技術

現在的數據中心和處理中心，例如區塊鏈技術中使用的那些，包含非 常大量的服務器，例如數千或數萬臺服務器。數據中心還包含各種類型的 電力負載，例如電容器、風扇、硬盤驅動器等，這些負載大量存在。所有 這些負載在不同的電壓下消耗大量的電力，主要是DC電力。

特別地，許多服務器符合高級技術擴展(ATX)規范并要求以12V、 5V、3.3V提供電力，并且進一步要求以5V(5V_sb)提供待機電力。通常， 一個ATX電力供應裝置用于向一臺服務器提供所有這些電壓。當ATX電力 供應裝置最初從電力供應裝置(例如不間斷電力供應裝置(UPS))接收電 力時，ATX電力供應裝置最初向服務器供應5V_sb的電力，從而允許啟動 服務器。當所有其他電壓達到接近其標稱值的水平時，例如其標稱值的 95％，ATX電力供應裝置會發出“電力良好”信號，也稱為“PWR_OK” 信號，在完成連接后，服務器接收到的信號有短暫的的延遲，例如150毫 秒。然后服務器可以開始使用12V、5V和3.3V的電力。

特定電壓下的電力的可用性與電力良好信號的發出之間的關系使得通 常針對每個服務器安裝一個ATX電力供應裝置。ATX電力供應裝置和服務 器之間的這種1:1配置是常用且簡單的。這種配置帶來的缺點是ATX電力 供應裝置的電力輸送能力沒有得到有效利用。ATX電力供應裝置被設計為 能夠承受與其連接的服務器的最大電力要求。但是，分配給大量服務器的 實際任務負載會隨時間而變化，因此大量服務器在大部分時間中使用的電力遠低于其最大電力要求。相比之下，ATX電力供應裝置與服務器之間的 1:1配置的一個優點是，一個ATX電力供應裝置故障只會損失一個服務器， 反之，一個服務器故障只會損失一個ATX電力供應裝置。

其他負載可能需要提供各種電壓的DC電力，這些電壓可能與ATX規 范中定義的電壓相同，也可能不同。電力供應裝置和負載之間的1:1配置的 上述優點和缺點是相似的。1:1配置允許將電力供應裝置和/或其連接的負載 的故障與其他電力供應裝置/負載組合件進行隔離。1:1配置可能會阻止充分 利用電力供應裝置的電力輸送能力。在使用1:N配置的情況下，例如使用 一個電力供應裝置向N個風扇供電，電力供應裝置故障可能導致N個風扇的損失，其中一個風扇故障(例如短路)可能導致電力供應裝置和其他風 扇的損失。

在包含數千或數萬個服務和許多其他電氣組件的大型數據中心中，日 常操作涉及許多負載的安裝和/或更換，因為對處理能力的要求會隨著時間 的推移而增加，并且因為有故障的或過時的設備需要更換。必須在數據中 心的其他組件(包括包含在數據中心的同一機架中的設備)保持通電和激 活時執行組件的更換或添加。熱拔插(Hot plugging)或熱插拔(hot swapping) 設備需要使用稱為熱插拔控制器的專用電路，旨在允許將設備插入在使用 的(live)電力供應裝置。這種電路的作用是防止在將組件插入在使用的電 力供應裝置或者從在使用的電力供應裝置拔出時因靜電放電而產生火花。 ATX電力供應裝置向所連接的服務器提供電力良好信號的特殊性使得服務 器的熱拔插成為可能，而無需借助外部熱插拔控制器。

盡管有上述技術進步，但仍然沒有已知的解決方案允許將多個電力供 應裝置進行組合以向多個負載提供電力，同時防止電力供應裝置之一發生 故障或負載之一發生故障級聯到電力供應裝置和負載的其余部分。