服務器的高壓直流電源及高壓直流系統的制作方法

本實用新型涉及計算機技術領域，尤其是涉及服務器的高壓直流電源及高壓直流系統。

背景技術：

目前市場上的絕大多數服務器使用的都是220V交流電源交流電的電流方向是隨著時間的改變呈周期化，所以在很多時候存在電壓不穩定的情況，會嚴重影響服務器的性能。常見的交流供電系統包括不間斷電源(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply，UPS)和服務器。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供服務器的高壓直流電源及高壓直流系統，以提高電源系統的效率性、可靠性，降低成本并便于維護。

第一方面，本實用新型實施例提供了一種服務器的高壓直流電源，其中，包括：輸入單元、主電源工作單元、主電源輔助單元和待機工作單元；

所述輸入單元，與所述主電源工作單元相連，用于輸入高壓直流電，并將所述高壓直流電進行處理生成第一高壓交流電；

所述主電源工作單元，與所述主電源輔助單元相連，用于在主功率級的情況下，將所第一高壓交流電進行變壓、整流和濾波，并以冗余均流方式輸出第一低壓直流電；

所述主電源輔助單元，與所述主電源工作單元相連，用于對所述主電源工作單元進行檢測控制；

所述待機工作單元，與所述輸入單元相連，用于在待機功率級的情況下，將所高壓交流電進行變壓、整流和濾波，并以冗余均流方式輸出第二低壓直流電。

結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述輸入單元包括接口、電磁干擾濾波器、浪涌電流限制器、橋和升壓控制器；

所述接口，與所述電磁干擾濾波器相連，用于輸入高壓直流電；

所述電磁干擾濾波器，與所述浪涌電流限制器相連，用于濾除電源內部切換時產生的高/低頻雜訊；

所述浪涌電流限制器，與所述橋相連，用于抑制浪涌電流；

所述橋，與所述升壓控制器相連，用于將所高壓直流電轉換為第二高壓交流電；

所述升壓控制器，與所述主電源工作單元相連，用于將所述第二高壓交流電提升并穩定于第一高壓交流電。

結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述主電源工作單元包括：主變壓器、主整流器、主濾波器和Oring場效應管；

所述主變壓器，與升壓控制器相連，用于將所述第一高壓交流電轉變為第一低壓交流電；

所述主整流器，與所述主變壓器相連，用于將所述第一低壓交流電轉換為第一低壓直流電；

所述主濾波器，與所述主整流器相連，用于濾除主功率級與待機功率級轉換時產生的高/低頻雜訊；

所述Oring場效應管，與所述主濾波器相連，用于將所述第一低壓直流電以冗余均流方式輸出給服務器。

結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所述主電源輔助單元包括：電流傳感器、第一反饋電路、主控制器、整流驅動器和驅動控制器；

所述電流傳感器，與所述第一反饋電路相連，用于對輸出回路進行檢測，并控制Oring場效應管實現冗余均流；

所述第一反饋電路，與所述主控制器相連，用于對所述第一低壓直流電進行檢測并產生第一反饋信號；

所述主控制器，與所述整流驅動器和所述驅動控制器相連，用于根據所述第一反饋信號對所述整流驅動器和所述驅動控制器進行控制；

所述整流驅動器，與主整流器相連，用于驅動主整流器進行工作；

所述驅動控制器，與升壓控制器相連，用于在所述主功率級的情況下，驅動所述第一高壓交流電傳輸給主變壓器。

結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所述待機工作單元包括備用變壓器、備用整流器、備用濾波器、備用Oring二極管、第二反饋電路和光耦合器；

所述備用變壓器，與所述備用整流器相連，用于將所述第一高壓交流電轉換為第二低壓交流電；

所述備用整流器，與所述備用濾波器相連，用于將所述第二低壓交流點整流濾波為第二低壓直流電；

所述備用濾波器，與所述備用Oring二極管相連，用于濾除主功率級與待機功率級轉換時產生的高/低頻雜訊；

所述備用Oring二極管，與所述備用濾波器相連，用于將所述第二低壓直流電以冗余均流方式輸出所述服務器電壓；

所述第二反饋電路，與所述光耦合器相連，用于對所述第二低壓直流電進行檢測并產生所述第二反饋信號；

所述光耦合器與升壓控制器相連，用于在所述待機功率級的情況下，根據所述第二反饋信號，將第二高壓交流電調節輸出規范電壓。

結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，所述主電源輔助單元還包括控制與保護器；

所述控制與保護器，與所述主控制器相連，用于對所述主電源控制器的電信號進行偵測，實現對所述主電源控制器的控制與保護。

結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，所述電信號包括電壓、電流和溫度。

結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中，所述高壓直流電為300～370V。

第二方面，本實用新型實施例還提供一種高壓直流系統，包括服務器和與所述服務器相連的冗余模塊；其中，所述冗余模塊為多個如上所述的服務器的高壓直流電源。

結合第二方面，本實用新型實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，所述服務器的高壓直流電源的數量為不少于兩個。

本實用新型提供的服務器的高壓直流電源及高壓直流系統，包括：輸入單元，與主電源工作單元相連，用于輸入高壓直流電，并將高壓直流電進行處理生成第一高壓交流電，主電源工作單元，與主電源輔助單元相連，用于在主功率級的情況下，將所第一高壓交流電進行變壓、整流和濾波，并以冗余均流方式輸出第一低壓直流電,主電源輔助單元，與主電源工作單元相連，用于對主電源工作單元進行檢測控制，待機工作單元，與輸入單元相連，用于在待機功率級的情況下，將所高壓交流電進行變壓、整流和濾波，并以冗余均流方式輸出第二低壓直流電。本實用新型提高電源系統的效率性、可靠性，降低成本并便于維護。

本實用新型的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

為使本實用新型的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例一提供的一種服務器的高壓直流電源示意圖；

圖2為本實用新型實施例一提供的另一種服務器的高壓直流電源示意圖；

圖3為本實用新型實施例二提供的高壓直流系統示意圖；

圖4為本實用新型實施例二提供的服務器結構示意圖。

圖標：

110-輸入單元；120-主電源工作單元；130-主電源輔助單元；140-待機工作單元；210-冗余模塊；220-服務器；310-電源裝置；320-電壓調節模塊；331-傳統電壓負載；332-硅電壓負載。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

目前市場上的絕大多數服務器使用的都是220V交流電源交流電的電流方向是隨著時間的改變呈周期化,所以在很多時候存在電壓不穩定的情況,會嚴重影響服務器的性能，基于此，本實用新型實施例提供的服務器的高壓直流電源及高壓直流系統，以提高電源系統的效率性、可靠性，降低成本并便于維護。

為便于對本實施例進行理解，首先對本實用新型實施例所公開的服務器的高壓直流電源進行詳細介紹。

實施例一：

圖1為本實用新型實施例一提供的一種服務器的高壓直流電源示意圖。

參照圖1，服務器的高壓直流電源包括：輸入單元110、主電源工作單元120、主電源輔助單元130和待機工作單元140；

輸入單元110，與主電源工作單元120相連，用于輸入高壓直流電，并將高壓直流電進行處理生成第一高壓交流電；

主電源工作單元120，與主電源輔助單元130相連，用于在主功率級的情況下，將所第一高壓交流電進行變壓、整流和濾波，并以冗余均流方式輸出第一低壓直流電；

主電源輔助單元130，與主電源工作單元120相連，用于對主電源工作單元120進行檢測控制；

待機工作單元140，與輸入單元110相連，用于在待機功率級的情況下，將所高壓交流電進行變壓、整流和濾波，并以冗余均流方式輸出第二低壓直流電。

根據本實用新型實施例，如圖2所示，輸入單元110包括接口、EMI濾波器(電磁干擾濾波器)、浪涌電流限制器、橋和升壓控制器；主電源工作單元120包括：主變壓器、主整流器、主濾波器和Oring場效應管；主電源輔助單元130包括：電流傳感器、第一反饋電路、主控制器、整流驅動器、驅動控制器和控制與保護器；待機工作單元140包括備用變壓器、備用整流器、備用濾波器、備用Oring二極管、第二反饋電路和光耦合器；

接口，與EMI(Electromagnetic Interference，電磁干擾)濾波器相連，用于輸入300～370V的高壓直流電；

EMI濾波器，與浪涌電流限制器相連，用于濾除電源內部切換時產生的高/低頻雜訊；

浪涌電流限制器，與橋相連，用于抑制浪涌電流；

橋，與升壓控制器相連，用于將高壓直流電轉換為第二高壓交流電；

升壓控制器，與主變壓器相連，用于將第二高壓交流電提升并穩定于第一高壓交流電，第一高壓交流電可以為400V。

主變壓器，與主整流器相連，用于將400V的第一高壓交流電轉變為第一低壓交流電；

主整流器，與主濾波器相連，用于將第一低壓交流電轉換為第一低壓直流電；

主濾波器，與Oring場效應管相連，用于濾除主功率級與待機功率級轉換時產生的高/低頻雜訊；

Oring場效應管，與主濾波器相連，用于將第一低壓直流電以冗余均流方式輸出給服務器，一般輸出為服務器可用的12V直流電壓；

電流傳感器，與第一反饋電路相連，用于對輸出回路進行檢測，并控制Oring場效應管實現冗余均流；

第一反饋電路，與主控制器相連，用于對第一低壓直流電進行檢測并產生第一反饋信號；

主控制器，與整流驅動器和驅動控制器相連，用于根據第一反饋信號對整流驅動器和驅動控制器進行控制；

整流驅動器，與主整流器相連，用于驅動主整流器進行工作；

驅動控制器，與升壓控制器相連，用于在主功率級的情況下，驅動第一高壓交流電傳輸給主變壓器；

控制與保護器，與主控制器相連，用于對主電源控制器的電信號進行偵測，實現對主電源控制器的控制與保護；具體的，電信號包括電壓、電流和溫度，控制與保護器中包含了保護控制IC(Integrated Circuit，集成電路)，IC負責偵測電壓、電流、溫度等，以實現主電力輸出的過電壓、欠電壓、過電流、過溫度的保護，當電信號超過IC設定的保護條件時則立即將電源輸出終止，起到保護作用；

備用變壓器，與備用整流器相連，用于將400V的第一高壓交流電轉換為第二低壓交流電；

備用整流器，與備用濾波器相連，用于將第二低壓交流點整流濾波為第二低壓直流電；

備用濾波器，與備用Oring二極管相連，用于濾除主功率級與待機功率級轉換時產生的高/低頻雜訊；

備用Oring二極管，與備用濾波器相連，用于將第二低壓直流電以冗余均流方式輸出服務器電壓，一般輸出為服務器可用的12V直流電壓；

第二反饋電路，與光耦合器相連，用于對第二低壓直流電進行檢測并產生第二反饋信號；

光耦合器與升壓控制器相連，用于在待機功率級的情況下，根據第二反饋信號，將第二高壓交流電調節輸出規范電壓。

實施例二：

圖3為本實用新型實施例二提供的高壓直流系統示意圖。

參照圖3，高壓直流系統包括服務器220和與服務器220相連的冗余模塊210；其中，冗余模塊210為如上所述的服務器的高壓直流電源。

具體的，服務器的高壓直流電源的數量為不少于兩個。冗余模塊210中的多個高壓直流電源是負載均衡的，即在系統工作時它們同時為系統提供電力，當一個高壓直流電源出現故障時，其余高壓直流電源會立即承擔所有的負載。

另外，參照圖4，服務器220包括電源裝置310、電壓調節模塊320和負載，其中電壓調節模塊320為多個，負載可以采用傳統電壓負載331和硅電壓負載332。

通過將本實用新型提供的高壓直流系統與UPS系統對比，僅有整流環節，無需逆變過程，隱患環節較少，安全可靠性高；其冗余模塊也使得安全可靠性更高；高壓直流系統維護類似常規48V/24V直流電源系統，僅多一項絕緣性能檢測，UPS系統的交直流電容性能檢測、諧波檢測、告警測試等一般均需要廠家技術工程師方能操作，故UPS系統日常維護風險較高。整體上高壓直流系統具有電路簡單、可靠性高、可維護性高、效率高、體積小、成本低等優勢。

本實用新型提供的服務器的高壓直流電源及高壓直流系統，包括：輸入單元，與主電源工作單元相連，用于輸入高壓直流電，并將高壓直流電進行處理生成第一高壓交流電，主電源工作單元，與主電源輔助單元相連，用于在主功率級的情況下，將所第一高壓交流電進行變壓、整流和濾波，并以冗余均流方式輸出第一低壓直流電,主電源輔助單元，與主電源工作單元相連，用于對主電源工作單元進行檢測控制，待機工作單元，與輸入單元相連，用于在待機功率級的情況下，將所高壓交流電進行變壓、整流和濾波，并以冗余均流方式輸出第二低壓直流電。本實用新型提高電源系統的效率性、可靠性，降低成本并便于維護。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統和裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

另外，在本實用新型實施例的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本實用新型的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本實用新型各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

最后應說明的是：以上所述實施例，僅為本實用新型的具體實施方式，用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制，本實用新型的保護范圍 并不局限于此，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型實施例技術方案的精神和范圍，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。