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CN103730948A - 一种服务器机柜连续供电方法 - Google Patents

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CN103730948A CN201310714850.3A CN201310714850A CN103730948A CN 103730948 A CN103730948 A CN 103730948A CN 201310714850 A CN201310714850 A CN 201310714850A CN 103730948 A CN103730948 A CN 103730948A
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CN201310714850.3A
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高鹏飞
滕学军
肖波
谷俊杰
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Inspur Electronic Information Industry Co Ltd
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Inspur Electronic Information Industry Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种服务器机柜连续供电方法，在服务器内设置两个电源模块，其中一个电源模块通过稳压机构供电，所述稳压机构包括AC／DC切换开关、电池，其中AC／DC切换开关分别与市电输出端、电池输入端、上述电源模块输入端相连接，在电池输入端与市电输出端之间还设置有充电器；另一个电源模块通过高压直流电源供电，该高压直流电源通过市电供电并输出直流电。该一种服务器机柜连续供电方法和现有技术相比，解决现有数据中心供电系统效率低下的缺陷、提高能源利用率的方法，成本低、节能高效，增加了产品的市场竞争力。

Description

一种服务器机柜连续供电方法
技术领域
本发明涉及计算机应用技术领域，具体的说是一种服务器机柜连续供电方法。
背景技术
随着信息技术的发展，互联网技术突飞猛进，我国企业及机构的数据中心建设已进入快速发展的新阶段，形成了建设的新热潮。数据的集中和计算能力的集中在带来巨大利益的同时，也对数据中心绿色节能和连续供电提出新的要求。
新一代数据中心的基本特征中有以下几个主要特征：模块化、快速的可扩充能力、节能与节省空间、高IT资源利用率、高可靠性冗余设计等等。
给予上述特点在供电方面新一代数据中心的功率密度要求很高，在有限的空间内放置更多的IT设备是大势所趋，供电的可靠性要求更加严格，传统的数据中心为了增加供电的可靠性一般采用集中式UPS1+1或N+1冗余，UPS主机本身体积很大，电池柜也因为本身体积和个数的原因要占用更大的空间，因为是做冗余整体效率也较低，与模块化数据中心高功率密度的初衷相违背。
如附图1、图2所示，对于传统的UPS,由于存在AC／DC变化，以及DC／AC逆变，理想情况下变换效率较高，但是实际使用过程中效率低于50%，甚至更低，造成了能源的极大浪费；再者对于小型数据中心，或者只有单个机柜的应用场所，传统的UPS价格昂贵等因素更为突出。在电源上，电源模块经常工作在低负荷运行状态，工作效率低，浪费能源，而且各模块同时运行，大大增加了电源的损坏概率。
针对以上问题我们提出绿色新型服务器机柜连供电系统的设计方法。该服务器机柜连续供电设计方法的优势是100%的AC供电转换效率，较高的DC供电转换效率，高效的电源工作效率，绿色节能
随着国内高压直流供电技术的不断推广，以及对节能设备的大量需求，我们预测我们所发明的绿色新型服务器机柜连续供电系统的设计方法在拥有数据中心的公司将有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种服务器机柜连续供电方法。
本发明的技术方案是按以下方式实现的，该一种服务器机柜连续供电方法，其供电过程为：在服务器内设置至少两个电源模块，其中一个电源模块通过稳压机构供电，所述稳压机构包括AC／DC切换开关、电池，其中AC／DC切换开关分别与市电输出端、电池输入端、上述电源模块输入端相连接，在电池输入端与市电输出端之间还设置有充电器；另一个电源模块通过高压直流电源供电，该高压直流电源通过市电供电并输出直流电；
在服务器运行时，运用电源active和standby功能，将两个电源模块同时低负荷运行转换成一个电源中等或者偏高负荷运行；
两电源模块均通过PMbus输入指令，降低CPU频率，从而降低服务器功率。
所述两个电源模块交替运行工作，即其中的一个电源模块在运行一段时间后切换到另一电源模块工作，该运行的电源模块运行一段时间后切换回来，顺序循环。
本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：
本发明的一种服务器机柜连续供电方法有别于传统的大型数据中心的UPS供电技术，加入AC／DC切换开关，当市电掉电后，由于服务器电源有46ms时间可以保持输出稳定，所以我们需要在这个时间内完成AC／DC切换，而此处用的切换开关，切换时间仅有6-10ms，完全可以满足要求；不使用逆变器，只是在电池前面加一个充电器，正常情况下市电直接给负载供电的同时给电池充电，电池工作在浮充状态，在市电掉电的情况下，由于现在的电源既支持AC输入，也支持DC输入，所以电池可以直接给服务器供电，这里电池供电可以是220V高压直流，也可以是通信电源48V直流；加入高压直流电源模块，提供高可靠性供电，大大节约能耗，改善输入参数，带载能力大大提高，割接改造更为方便；运用电源active + standby功能，将两个电源同时低负荷运行转换成一个电源中等或者偏高负荷运行，提高电源工作效率；通过PMbus输入指令，降低CPU频率，从而降低服务器功率，使电源工作在高效率模式下，此处需要根据具体需要及时间执行；一个电源模块在运行一段时间后可以切换到另一模块工作，这样两个模块交替运行，可以大大降低电源损坏的概率，提高电源的可靠性，实用性强，达到数据中心系统的节能目的，易于推广。
附图说明
附图1是传统UPS设计图。
附图2是传统UPS电源效率曲线图。
附图3是本发明的实现框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种服务器机柜连续供电方法作以下详细说明。
为了解决以上问题，如附图3所示，本发明提供了一种服务器机柜连续供电方法，其供电过程为：
在服务器内设置至少两个电源模块，其中一个电源模块通过稳压机构供电，所述稳压机构包括AC／DC切换开关、电池，其中AC／DC切换开关分别与市电输出端、电池输入端、上述电源模块输入端相连接，在电池输入端与市电输出端之间还设置有充电器，所述切换开关的切换时间为6～10ms，电池供电为220V高压直流或通信电源48V直流；另一个电源模块通过高压直流电源供电，该高压直流电源通过市电供电并输出直流电。
在服务器运行时，运用电源active和standby功能，将两个电源模块同时低负荷运行转换成一个电源中等或者偏高负荷运行；
两电源模块均通过PMbus输入指令，降低CPU频率，从而降低服务器功率。
所述两个电源模块交替运行工作，即其中的一个电源模块在运行一段时间后切换到另一电源模块工作，该运行的电源模块运行一段时间后切换回来，顺序循环。
本发明提供的供电方法中的供电系统可靠性大幅提升：高压直流供电技术引入的主要目的就在于提升系统的安全性。UPS系统本身仅并联主机具有冗余备份，系统组件之间更多地是串联关系，其可用性是各部分组件可靠性的连乘结果，总体可靠性低于单个组件的可靠性。反观直流系统，系统的并联整流模块、蓄电池组均构成了冗余关系，不可靠性是各组件连乘结果，总体可靠性高于单个组件的可靠性。理论计算和运行实践都表明，直流系统的可靠性要远远高于UPS系统，一个例证就是大型直流系统瘫痪的事故基本没有。
大大节约能耗：目前大量使用的UPS主机均为在线双变换型，在负载率大于50％时，其转换效率与开关电源相近。但一个不容忽视的现实是，为了保证UPS系统的可靠性，UPS主机均采用n＋1（n＝1、2、3）方式运行，加之受后端负载输入的谐波和波峰因数的影响，UPS主机并不能满足运行，通常UPS单机的设计最大稳定运行负载率仅为35～53％。而受后端设备虚提功耗和业务发展的影响，很多UPS系统通常在寿命中后期才能达到设计负载率，甚至根本不能达到设计负载率，UPS主机单机长期运行在很低的负载率，其转换效率通常为80％多，甚至更低。
对于直流电源系统而言，因其采用模块化结构，可根据输出负载的大小，由监控模块、监控系统或现场值守人员灵活控制模块的开机运行数量，使整流器模块的负载率始终保持在较高的水平，从而使系统的转换效率保持在较高的水平。
输入参数大大改善：现场测试发现，目前常用的12脉冲在线双变换型UPS主机，加装11次滤波器后，其输入功率因数通常在0.8～0.9，最大仅为0.95，输入电流谐波含量通常在7.5％左右。
与此对应，由于PFC电路的应用，额定工况下，开关整流器模块的输入功率因数通常都在0.99以上，输入电流谐波含量通常在5％以下。
输入参数的改善的直接效果是，前端设备的容量可以大大降低，前端低压配电柜可以不再配置电抗器，从而也可以降低补偿电容的耐压要求。
带载能力大大提高：UPS系统带载能力受两个因素的制约，一是负载的功率因数，以国内某大型UPS厂商的某型主机为例，在输出功率因数为0.5（容性）时，其最大允许负载率仅为50％；二是负载的电流峰值系数，通常UPS主机的设计波峰因数为3，如果负载的电流峰值系数大于3，则UPS主机将降容使用。
对于直流系统而言，不存在功率因数的问题；因其并联了内阻极低的大容量蓄电池组，加之整流器模块有大量的富余（充电和备用），其负载高电流峰值系数的负荷能力很强，不需专门考虑安全富余容量。
割接改造更为方便：对于采用UPS供电的设备来说，除非其采用双电源（或四电源、六电源），或专门配置有STS设备，否则通常只能采用停电方式割接。对于重要系统来说，这是难以忍受的，更为麻烦的是，一些没有厂家支撑的老型设备，很有可能在停机不能重启的现象。
直流电源只要做到输出电压和极性相同即可连接到一起，从而实现不停电割接，而这是非常容易做到的。
本发明解决现有数据中心供电系统效率低下的缺陷，成本低、节能高效，增加了产品的市场竞争力。
以上所述仅为本发明的实施例而已，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种服务器机柜连续供电方法，其特征在于其供电过程为：在服务器内设置至少两个电源模块，其中一个电源模块通过稳压机构供电，所述稳压机构包括AC／DC切换开关、电池，其中AC／DC切换开关分别与市电输出端、电池输入端、上述电源模块输入端相连接，在电池输入端与市电输出端之间还设置有充电器；另一个电源模块通过高压直流电源供电，该高压直流电源通过市电供电并输出直流电；
在服务器运行时，运用电源active和standby功能，将两个电源模块同时低负荷运行转换成一个电源中等或者偏高负荷运行；
两电源模块均通过PMbus输入指令，降低CPU频率，从而降低服务器功率。
2.根据权利要求1所述的一种服务器机柜连续供电方法，其特征在于：所述两个电源模块交替运行工作，即其中的一个电源模块在运行一段时间后切换到另一电源模块工作，该运行的电源模块运行一段时间后切换回来，顺序循环。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104659903A (zh) * 2015-02-09 2015-05-27 澳柯玛股份有限公司 一种双动力电源自动转换装置及控制方法
CN104917286A (zh) * 2015-06-09 2015-09-16 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种高可靠性整机柜连续供电装置及方法
CN105391112A (zh) * 2015-09-18 2016-03-09 东莞铭普光磁股份有限公司 一种通信用移动应急电源及其电压自适应方法
CN105990901A (zh) * 2015-02-25 2016-10-05 鞍钢股份有限公司 一种控制室一级负荷中重要负荷的供配电方法
CN108448564A (zh) * 2018-05-23 2018-08-24 郑州云海信息技术有限公司 一种微模块数据中心分布式高压直流供电系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6636026B1 (en) * 1999-11-15 2003-10-21 Nikon Corporation Electric appliance capable of saving power consumption
CN2930061Y (zh) * 2006-07-20 2007-08-01 青岛经济技术开发区创统科技发展有限公司 工业驱动用不间断电源
CN201252421Y (zh) * 2008-06-19 2009-06-03 科泰电源设备（上海）有限公司 通信基站电源自动切换装置
CN101951015A (zh) * 2009-07-10 2011-01-19 韩国电子通信研究院 用于数据中心的混合电源设备
JP2011045176A (ja) * 2009-08-20 2011-03-03 Tdk-Lambda Corp 無停電電源装置、アプリケーションプログラム、コンピュータシステム、バックアップ処理方法およびプログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6636026B1 (en) * 1999-11-15 2003-10-21 Nikon Corporation Electric appliance capable of saving power consumption
CN2930061Y (zh) * 2006-07-20 2007-08-01 青岛经济技术开发区创统科技发展有限公司 工业驱动用不间断电源
CN201252421Y (zh) * 2008-06-19 2009-06-03 科泰电源设备（上海）有限公司 通信基站电源自动切换装置
CN101951015A (zh) * 2009-07-10 2011-01-19 韩国电子通信研究院 用于数据中心的混合电源设备
JP2011045176A (ja) * 2009-08-20 2011-03-03 Tdk-Lambda Corp 無停電電源装置、アプリケーションプログラム、コンピュータシステム、バックアップ処理方法およびプログラム

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
叶正宁等: "通信工程中UPS系统的节能手段", 《电信工程技术与标准化》 *
赵吉志: "面向客户应用的服务器设计（七）多核时代的服务器高效电源设计", 《科技浪潮》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104659903A (zh) * 2015-02-09 2015-05-27 澳柯玛股份有限公司 一种双动力电源自动转换装置及控制方法
CN105990901A (zh) * 2015-02-25 2016-10-05 鞍钢股份有限公司 一种控制室一级负荷中重要负荷的供配电方法
CN104917286A (zh) * 2015-06-09 2015-09-16 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种高可靠性整机柜连续供电装置及方法
CN105391112A (zh) * 2015-09-18 2016-03-09 东莞铭普光磁股份有限公司 一种通信用移动应急电源及其电压自适应方法
CN105391112B (zh) * 2015-09-18 2018-02-06 东莞铭普光磁股份有限公司 一种通信用移动应急电源及其电压自适应方法
CN108448564A (zh) * 2018-05-23 2018-08-24 郑州云海信息技术有限公司 一种微模块数据中心分布式高压直流供电系统

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