一種用于信息技術(shù)設(shè)備的供電方法及裝置制造方法

一種用于信息技術(shù)設(shè)備的供電方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于信息技術(shù)(ICT)設(shè)備的供電裝置，包括：A路輸入電源、B路輸入電源、檢測(cè)控制模塊、第一電源模塊組、第二電源模塊組以及電壓母線；其中，A路輸入電源和B路輸入電源，分別用于為第一電源模塊組和第二電源模塊組供電；檢測(cè)控制模塊，用于采集并控制第一電源模塊組和第二電源模塊組的輸出及休眠；第一電源模塊組和第二電源模塊組分別用于將A路輸入電源輸出電壓和B路輸入電源輸出電壓轉(zhuǎn)換成直流12V輸出至電壓母線；電壓母線，用于為ICT設(shè)備供電。本發(fā)明還公開了一種用于ICT設(shè)備的供電方法。采用本發(fā)明，能在保證ICT設(shè)備雙回路供電高可靠性的前提下，降低供電系統(tǒng)損耗，提高供電效率，優(yōu)化供電結(jié)構(gòu)，降低成本。
【專利說明】一種用于信息技術(shù)設(shè)備的供電方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)備供電技術(shù),尤其涉及到一種用于信息技術(shù)(ICT, Informat1nCommunicat1n Technology)設(shè)備的供電方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息化技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，ICT設(shè)備被用于各種通信環(huán)境中，如互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC, Internet Data Center)機(jī)房等等，因而,如何為ICT設(shè)備提供既可靠又高效的供電方法及裝置正成為人們研究的熱點(diǎn)。
[0003]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種用于ICT設(shè)備的供電裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖，該供電裝置利用兩套交流不間斷電源(UPS, Uninterruptible Power System)系統(tǒng)構(gòu)成雙回路對(duì)ICT設(shè)備進(jìn)行供電。如圖1所示，該供電裝置采用兩套獨(dú)立的交流UPS組成雙回路供電系統(tǒng)，每套UPS系統(tǒng)各自通過獨(dú)立配電柜分別為ICT設(shè)備機(jī)柜中的A配電單元、B配電單元供電；ICT設(shè)備機(jī)柜中包括M個(gè)ICT設(shè)備，每個(gè)ICT設(shè)備有兩個(gè)電源模塊，電源模塊的輸入為交流220V,其中一個(gè)電源模塊的輸入來自于A配電單元，另一個(gè)電源模塊的輸入來自于B配電單兀，每個(gè)ICT設(shè)備內(nèi)的兩個(gè)電源模塊的輸出并聯(lián)工作；兩個(gè)電源模塊的輸出均用于給ICT設(shè)備內(nèi)的電路及芯片提供工作電源，一般主要輸出為直流+12V，次要輸出有直流-12V、+5V、+3.3V、+1.8V 等。
[0004]圖1所述的供電裝置實(shí)現(xiàn)方案中，由于兩套UPS系統(tǒng)組成兩個(gè)完全獨(dú)立的回路供電至ICT設(shè)備內(nèi)部電路，因此，即使一個(gè)回路中任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，均不會(huì)造成供電中斷，該實(shí)現(xiàn)方案與單機(jī)系統(tǒng)相比較，具有很高的可靠性。但是，該實(shí)現(xiàn)方案中的兩個(gè)UPS系統(tǒng)、以及ICT設(shè)備內(nèi)部的兩個(gè)電源模塊在工作時(shí)負(fù)載率均在50%左右，因此，兩個(gè)回路的UPS系統(tǒng)和電源模塊均存在變換效率低、且變換損耗高的問題。
[0005]并且，圖1所示實(shí)現(xiàn)方案中的兩路電源均采用UPS交流供電，而對(duì)于交流UPS電源來說后備蓄電池不能直接備份，需要通過UPS電源中的逆變器變換才能供給負(fù)載；還有，UPS電源的交流并聯(lián)技術(shù)復(fù)雜，會(huì)造成UPS系統(tǒng)的可靠性低于直流電源系統(tǒng)的可靠性。
[0006]另外，圖1所示實(shí)現(xiàn)方案中的兩套UPS系統(tǒng)，即使采用具有休眠節(jié)能功能的模塊化UPS組成，仍會(huì)因?yàn)殡姵夭荒苤苯觽浞菀约癠PS電源模塊的喚醒需要一定時(shí)間，而造成模塊化UPS在休眠節(jié)能時(shí)也需要一個(gè)或多個(gè)冗余模塊，休眠節(jié)能效果低。同時(shí)，該實(shí)現(xiàn)方案需要兩個(gè)配電單元，每個(gè)配電單元的輸出分路數(shù)需要不少于ICT設(shè)備機(jī)柜內(nèi)ICT設(shè)備的個(gè)數(shù)，成本也比較高。
[0007]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中另一種用于ICT設(shè)備的供電裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖，該供電裝置通過兩路電源負(fù)載均擔(dān)方式對(duì)ICT設(shè)備進(jìn)行供電。如圖2所示，A回路由一路交流UPS電源或直流電源或市電供電，B回路由一路直流電源供電，電源輸出為240VDC或336VDC，兩路電源構(gòu)成雙回路，每路供電電源各自通過獨(dú)立配電柜分別為ICT設(shè)備機(jī)柜中的A配電單元、B配電單元供電；ICT設(shè)備機(jī)柜中包括M個(gè)ICT設(shè)備，每個(gè)ICT設(shè)備有兩個(gè)電源模塊，其中一個(gè)電源模塊的輸入來自于A配電單兀,另一個(gè)電源模塊的輸入來自于B配電單兀,每個(gè)ICT設(shè)備中的兩個(gè)電源模塊并聯(lián)工作；每個(gè)電源模塊的輸出均用于給ICT設(shè)備內(nèi)電路及芯片提供工作電源，ICT設(shè)備中的電源模塊自主均流。
[0008]圖2所示供電裝置雖然供電可靠性高，但是存在如下缺陷:由于兩套電源熱備份工作，每套電源的負(fù)載率均在50%左右，因此，供電裝置效率仍然相對(duì)較低；另外，圖2所示實(shí)現(xiàn)方案需要兩個(gè)配電單元，每個(gè)配電單元的輸出分路數(shù)需要不少于ICT設(shè)備機(jī)柜內(nèi)ICT設(shè)備的個(gè)數(shù)，成本也比較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于信息技術(shù)設(shè)備的供電方法及裝置，能在保證ICT設(shè)備雙回路供電高可靠性的前提下，降低整個(gè)供電系統(tǒng)損耗，提高供電效率，優(yōu)化供電結(jié)構(gòu)，降低成本。
[0010]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0011]一種用于信息技術(shù)ICT設(shè)備的供電裝置，包括:A路輸入電源、B路輸入電源、檢測(cè)控制模塊、第一電源模塊組、第二電源模塊組以及電壓母線；其中，
[0012]所述A路輸入電源，用于為第一電源模塊組供電；
[0013]所述B路輸入電源，用于為第二電源模塊組供電；
[0014]所述檢測(cè)控制模塊，用于采集并控制第一電源模塊組和第二電源模塊組的輸出及休眠；
[0015]所述第一電源模塊組，用于將A路輸入電源輸出電壓轉(zhuǎn)換成直流12V輸出至電壓母線；
[0016]所述第二電源模塊組，用于將B路輸入電源輸出電壓轉(zhuǎn)換成直流12V輸出至電壓母線；
[0017]所述電壓母線，用于為ICT設(shè)備供電。
[0018]優(yōu)選地，所述A路輸入電源包括:市電、太陽能光伏、交流UPS電源、或直流電源；所述B路輸入電源為直流電源。
[0019]優(yōu)選地，所述檢測(cè)控制模塊，用于實(shí)時(shí)采集第一電源模塊組各電源模塊和第二電源模塊組各電源模塊的輸出電壓值，將采集的電源模塊組的輸出電壓值與第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值及第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制第一電源模塊組各電源模塊和第二電源模塊組各電源模塊的輸出及休眠。
[0020]優(yōu)選地，所述檢測(cè)控制模塊控制第一電源模塊組各電源模塊和第二電源模塊組各電源模塊的輸出及休眠為:
[0021]如果電源模塊組的輸出電壓值大于等于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值，則由第一電源模塊組各電源模塊為所有ICT設(shè)備供電；
[0022]如果電源模塊組的輸出電壓值小于等于第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值，則由第二電源模塊組各電源模塊為所有ICT設(shè)備供電；
[0023]如果電源模塊組的輸出電壓值位于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值以及第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值之間，則由第一電源模塊組和第二電源模塊組的各電源模塊共同為所有ICT設(shè)備供電。
[0024]優(yōu)選地，所述第一電源模塊組、第二電源模塊組均由n+x個(gè)電源模塊并聯(lián)而成；其中，η為ICT設(shè)備機(jī)柜中所有ICT設(shè)備耗電所需電源輸出功率的電源模塊數(shù)，X為冗余備份的電源模塊數(shù)。
[0025]—種用于信息技術(shù)設(shè)備的供電方法，包括:
[0026]采集第一電源模塊組和第二電源模塊組的輸出電壓值；
[0027]將采集的電源模塊組的輸出電壓值與第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值以及第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果；
[0028]根據(jù)比較結(jié)果控制第一電源模塊組和第二電源模塊組的輸出及休眠。
[0029]優(yōu)選地，所述根據(jù)比較結(jié)果控制第一電源模塊組各電源模塊和第二電源模塊組各電源模塊的輸出及休眠為:
[0030]如果電源模塊組的輸出電壓值大于等于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值，則由第一電源模塊組各電源模塊為所有ICT設(shè)備供電；
[0031]如果電源模塊組的輸出電壓值小于等于第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值，則由第二電源模塊組各電源模塊為所有ICT設(shè)備供電；
[0032]如果電源模塊組的輸出電壓值位于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值以及第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值之間，則由第一電源模塊組和第二電源模塊組的各電源模塊共同為所有ICT設(shè)備供電。
[0033]優(yōu)選地，所述由第二電源模塊組各電源模塊為所有ICT設(shè)備供電后，當(dāng)A路輸入電源正常工作且第一電源模塊組逐步重新建立輸出電壓時(shí)，所述方法還包括:
[0034]根據(jù)比較結(jié)果重新控制第一電源模塊組各電源模塊和第二電源模塊組各電源模塊的輸出及休眠。
[0035]本發(fā)明所提供的用于信息技術(shù)設(shè)備的供電方法及裝置，在兩路輸入電源和多個(gè)ICT設(shè)備之間設(shè)置檢測(cè)控制模塊、兩組電源模塊和電壓母線，每路輸入電源分別與一組電源模塊中的每個(gè)電源模塊連接，由檢測(cè)控制模塊檢測(cè)并控制兩組電源模塊的輸出和休眠；所有電源模塊和所有ICT設(shè)備均連接于電壓母線上，每組電源模塊中的各電源模塊將接收到的輸入電壓經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸入到電壓母線上，由電壓母線為各個(gè)ICT設(shè)備供電。如此，能在保證雙回路供電具有的可靠性基礎(chǔ)上，通過控制兩路輸入電源之間的休眠備份、以及控制兩組電源模塊在不同條件下的帶載多少，來降低整個(gè)供電系統(tǒng)的損耗，提高負(fù)載率。
[0036]對(duì)于B路輸入電源，可進(jìn)一步在輸出端連接蓄電池組，用于實(shí)現(xiàn)電池的直接備份；如此，不僅能進(jìn)一步提高直流供電系統(tǒng)的可靠性，還能為B路輸入電源整流器模塊被喚醒間隙提供電力支撐。對(duì)于A路輸入電源，當(dāng)輸入為交流UPS或直流電源時(shí)，也可選擇在其輸出端連接蓄電池組進(jìn)行電源備份，如此，可進(jìn)一步提高A路輸入電源的可靠性。
[0037]兩路輸入電源中每路輸入電源分別與一組電源模塊中的每個(gè)電源模塊連接，所有電源模塊均通過信號(hào)線與檢測(cè)控制模塊連接，所述檢測(cè)控制模塊和兩組電源模塊集成放置于嵌入ICT設(shè)備機(jī)柜的電源插箱中，所有電源模塊均通過功率線連接至電壓母線上，由電壓母線為各個(gè)ICT設(shè)備供電；如此，可實(shí)現(xiàn)ICT設(shè)備供電在物理結(jié)構(gòu)和供電架構(gòu)上的標(biāo)準(zhǔn)化；并且，12V電壓母線可上下延伸的特性，最大限度的減小功率傳輸損耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種用于ICT設(shè)備的供電裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中另一種用于ICT設(shè)備的供電裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖3為本發(fā)明供電裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖4為本發(fā)明供電方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖；
[0042]圖5為本發(fā)明供電方法的具體實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0043]圖6為本發(fā)明電源模塊帶載控制邏輯圖；
[0044]圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的供電裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖8為本發(fā)明另一實(shí)施例的供電裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0046]本發(fā)明的基本思想為:在兩路輸入電源和多個(gè)ICT設(shè)備之間設(shè)置檢測(cè)控制模塊、兩組電源模塊和電壓母線，每路輸入電源分別與一組電源模塊中的每個(gè)電源模塊連接；由檢測(cè)控制模塊檢測(cè)并控制兩組電源模塊的輸出和休眠；所有電源模塊和所有ICT設(shè)備均連接于電壓母線上，每組電源模塊中的各電源模塊將接收到的輸入電壓經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸入到電壓母線上，由電壓母線為各個(gè)ICT設(shè)備供電。
[0047]這里，兩路輸入電源中，A路輸入電源為交流市電A、或UPS電源、或太陽能光伏電源、或直流電源，B路輸入電源為直流電源；進(jìn)一步的，B路輸入電源的輸出端可連接蓄電池組。
[0048]具體的，檢測(cè)控制模塊實(shí)時(shí)采集第一電源模塊組各電源模塊Ai (i = 1...η+χ)和第二電源模塊組各電源模塊Bi (i = Ρ..η+χ)的輸出電壓值，并將采集的電源模塊組的輸出電壓值與第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值(Va-AVa)及第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值(Vb+AVb)進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制第一電源模塊組各電源模塊Ai和第二電源模塊組各電源模塊Bi的輸出及休眠；這里，所述電源模塊Ai或電源模塊Bi工作時(shí)，輸出電壓到電壓母線，所述電源模塊Bi不工作時(shí)，處于休眠。
[0049]其中，所述檢測(cè)控制模塊控制第一電源模塊組各電源模塊Ai和第二電源模塊組各電源模塊Bi的輸出及休眠為:
[0050]如果電源模塊組的輸出電壓值大于等于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值(Va-AVa),則由第一電源模塊組的所有電源模塊為所有ICT設(shè)備供電；
[0051]如果電源模塊組的輸出電壓值小于等于第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值(Vb+Λ Vb)，則由第二電源模塊組的所有電源模塊為所有ICT設(shè)備供電；
[0052]如果電源模塊組的輸出電壓值位于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值(Va-AVa)以及第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值(Vb+AVb)之間，則由第一電源模塊組和第二電源模塊組的所有電源模塊共同為所有ICT設(shè)備供電。
[0053]需要說明的是，本發(fā)明中所述ICT設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)中的ICT設(shè)備不同，是將原有ICT設(shè)備中電源模塊部分剔除的新型ICT設(shè)備，是專用設(shè)備。
[0054]本發(fā)明中，所述ICT設(shè)備要求輸入電壓的上、下限分別為(12V+AV)和(12V-AV)，電源模塊Ai的輸出穩(wěn)壓點(diǎn)為Va，其上下限分別為(Va+ Δ Va)和(Va- Δ Va)，所述Va的偏差Λ Va是在保證源效應(yīng)及負(fù)載效應(yīng)的綜合效應(yīng)時(shí)的偏差；電源模塊Bi的輸出穩(wěn)壓點(diǎn)為Vb，其上下限分別為(Vb+ Δ Vb)和(Vb- Δ Vb)，所述Vb的偏差Λ Vb是在保證源效應(yīng)及負(fù)載效應(yīng)的綜合效應(yīng)時(shí)的偏差。
[0055]上述各量之間的關(guān)系滿足:(Va+AVa)( (12V+AV)，(Va-ΔVa) ^ (Vb+ ΔVb),(Vb-AVb)彡(12V-Λ V)，以滿足電源模塊Ai或電源模塊Bi正常時(shí)輸出電壓均在ICT設(shè)備需要的電壓范圍之內(nèi)，并滿足A路輸入電源正常時(shí)電源模塊Ai能承擔(dān)所有ICT設(shè)備所需功耗。
[0056]其中，所述源效應(yīng)是指輸出電壓隨輸入電壓變化而變化；所述負(fù)載效應(yīng)是指輸出電壓隨所帶負(fù)載大小而變化。
[0057]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0058]本發(fā)明用于ICT設(shè)備的供電裝置，如圖3所示，該供電裝置包括:Α路輸入電源301、Β路輸入電源302、檢測(cè)控制模塊305-1、第一電源模塊組305-2、第二電源模塊組305-3以及電壓母線306 ;其中，
[0059]所述A路輸入電源301，與第一電源模塊組305-2中的每個(gè)電源模塊Ai相連，用于為第一電源模塊組305-2中的每個(gè)電源模塊Ai供電；
[0060]這里，所述A路輸入電源301可以是交流市電Α、或UPS電源、或太陽能光伏電源、或直流電源；具體的，所述A路輸入電源301可以是一路交流市電、或者兩路市電經(jīng)過自動(dòng)切換后的單相220V交流電或三相380V交流電；也可以是太陽能光伏組件發(fā)電輸入的直流電，還可以是交流UPS電源或者是240V直流電源或者是336V直流電源。
[0061 ] 所述B路輸入電源302，與第二電源模塊組305-3中的每個(gè)電源模塊Bi相連，用于為第二電源模塊組305-3中的每個(gè)電源模塊Bi供電；
[0062]這里，所述B路輸入電源302為直流電源，所述直流電源的輸出端可進(jìn)一步連接蓄電池組303 ;其中，B路輸入電源302為將市電B輸入的220/380V交流電變換成直流電壓為240V或336V的模塊化高頻整流電源；所述蓄電池組303為一組或多組與B路輸入電源的輸出電壓一致的鉛酸、或鐵鋰、或其它類型的用于后備用的蓄電池組。
[0063]所述檢測(cè)控制模塊305-1，用于通過信號(hào)線308連接第一電源模塊組305_2中每個(gè)電源模塊Ai的輸出端和第二電源模塊組305-3中每個(gè)電源模塊Bi的輸出端，用于采集并控制第一電源模塊組和第二電源模塊組的輸出和休眠；
[0064]所述第一電源模塊組305-2，通過功率線309連接到電壓母線306，用于將自身收到的電壓經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出到電壓母線306上；
[0065]這里，所述第一電源模塊組為將A回路的交流電或直流電變換成直流12V輸出的電源變換模塊，由I至n+x個(gè)電源模塊并聯(lián)組成，其中，η為ICT設(shè)備機(jī)柜中所有ICT設(shè)備耗電所需電源輸出功率的電源模塊數(shù)，η為自然數(shù)，X為冗余備份的電源模塊數(shù)，x = 0U,2等；電源模塊Ai的輸入為交流電或者太陽能光伏直流電，輸出與12V電壓母線306相連。
[0066]所述第二電源模塊組305-3，通過功率線309連接到電壓母線306，用于將自身收到的電壓經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出到電壓母線306上；
[0067]這里，所述第二電源模塊組為將直流240V或336V變換成直流12V輸出的電源變換模塊，由I至n+x個(gè)電源模塊并聯(lián)組成，其中，η為ICT設(shè)備機(jī)柜中所有ICT設(shè)備耗電所需電源輸出功率的電源模塊數(shù)，X為冗余備份的電源模塊數(shù)；所述第二電源模塊組的輸入為B路輸入電源的輸出及蓄電池組，輸出與12V母線相連。
[0068]其中，所述檢測(cè)控制模塊305-1、第一電源模塊組305-2、第二電源模塊組305-3以及信號(hào)線308和功率線309可集成于ICT設(shè)備機(jī)柜304中嵌入的電源插箱305中，所述電源插箱305輸出與12V母線306相連；所述ICT設(shè)備機(jī)柜304為標(biāo)準(zhǔn)的19英寸或其它尺寸機(jī)柜。
[0069]所述電壓母線306，與所有ICT設(shè)備307連接，用于為ICT設(shè)備供電；
[0070]這里，所述ICT設(shè)備307可以有M個(gè)，M個(gè)ICT設(shè)備307稱為負(fù)載。
[0071]本發(fā)明中，所述電源插箱305、電壓母線306以及多個(gè)ICT設(shè)備可以均安裝于ICT設(shè)備機(jī)柜內(nèi)；第一電源模塊組、第二電源模塊組、信號(hào)線和功率線以及電壓母線組成2*(n+x)供電系統(tǒng)，物理結(jié)構(gòu)上構(gòu)成嵌入式電源插箱和輸出母線排，如此，便于維護(hù)與更換，具有極高的可靠性。
[0072]所述電源插箱305可安裝于ICT設(shè)備機(jī)柜的中部，電壓母線排向上下延伸可以減少電壓母線排的損耗。對(duì)于一個(gè)ICT設(shè)備機(jī)柜，只需兩路電源輸入，以減少ICT設(shè)備機(jī)柜內(nèi)配電單元的2*(M-1)個(gè)輸出分路所需的保護(hù)器件，如對(duì)于安裝有六個(gè)ICT設(shè)備的ICT設(shè)備機(jī)柜，只需要兩路輸入空開，便可以節(jié)省12路輸出空開；對(duì)于絕大多數(shù)ICT設(shè)備，12V電源為主要電源，如果設(shè)備內(nèi)還有其它電壓等級(jí)的電源，則在設(shè)備內(nèi)部通過板上電源從12V母線變換成所需電壓等級(jí)電源。由于高電壓不進(jìn)入ICT設(shè)備內(nèi)部，更有利于提高供電裝置安全性和可靠性。
[0073]基于圖3所述的供電裝置，本發(fā)明用于ICT設(shè)備的供電方法，如圖4所示，包括以下步驟:
[0074]步驟401:實(shí)時(shí)采集電源模塊組的輸出電壓值；
[0075]這里，所述采集可由供電裝置中的檢測(cè)控制單元完成；
[0076]步驟402:將采集的電源模塊組的輸出電壓值與第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值以及第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果；
[0077]步驟403:根據(jù)比較結(jié)果控制第一電源模塊組和第二電源模塊組的輸出及休眠；
[0078]這里，所述控制可由供電裝置中的檢測(cè)控制單元完成。
[0079]具體的，步驟403所述根據(jù)比較結(jié)果控制第一電源模塊組和第二電源模塊組的輸出及休眠為:
[0080]如果電源模塊組的輸出電壓值大于等于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值(Va-AVa),則由第一電源模塊組的所有電源模塊為所有ICT設(shè)備供電；
[0081]如果電源模塊組的輸出電壓值小于等于第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值(Vb+Λ Vb)，則由第二電源模塊組的所有電源模塊為所有ICT設(shè)備供電；
[0082]如果電源模塊組的輸出電壓值位于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值(Va-AVa)以及第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值(Vb+AVb)之間，則由第一電源模塊組和第二電源模塊組的所有電源模塊共同為所有ICT設(shè)備供電。
[0083]下面結(jié)合圖5，對(duì)本發(fā)明所提供的供電方法進(jìn)行詳細(xì)說明，如圖5所示，該方法包括以下步驟:
[0084]步驟501:A路輸入電源正常輸入；
[0085]這里，所述A路輸入電源為交流市電A、或UPS電源、或太陽能光伏電源、或直流電源；
[0086]步驟502:第一電源模塊組接收A路輸入電源的輸入電壓，并轉(zhuǎn)換成12V電壓輸出；
[0087]此時(shí)，第一電源模塊組工作，處于主用狀態(tài)；
[0088]步驟503:檢測(cè)控制模塊判斷第一電源模塊組中各電源模塊Ai的輸出電壓是否大于等于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值(Va-AVa)，若是，則執(zhí)行步驟504 ;否則，執(zhí)行步驟505 ；
[0089]步驟504:確定各電源模塊Ai的輸出電壓大于等于(Va-AVa)，則由第一電源模塊組中的各電源模塊Ai承擔(dān)ICT設(shè)備所需功耗，為ICT設(shè)備供電，結(jié)束本處理流程；
[0090]步驟505:檢測(cè)控制模塊判斷第一電源模塊組中各電源模塊Ai的輸出電壓是否大于等于第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值(Vb+AVb)，若是，則執(zhí)行步驟506 ;否則，執(zhí)行步驟507。
[0091]步驟506:確定各電源模塊Ai輸出電壓值大于等于(Vb+Δ Vb),則由第一電源模塊組中的各電源模塊Ai和第二電源模塊組中的各電源模塊Bi共同承擔(dān)ICT設(shè)備所需功耗，為ICT設(shè)備供電。
[0092]步驟507:確定各電源模塊Ai的輸出電壓小于等于(Vb+AVb)，由第二電源模塊組中的各電源模塊Bi承擔(dān)ICT設(shè)備所需功耗，為ICT設(shè)備供電。
[0093]對(duì)于步驟507出現(xiàn)的情況，說明A路輸入電源超出正常范圍或第一電源模塊組發(fā)生故障，相應(yīng)的，A路輸入電源正常工作時(shí)第一電源模塊組會(huì)逐步重新建立輸出電壓，那么，該供電方法進(jìn)一步包括以下步驟:
[0094]步驟508:第一電源模塊組逐步建立輸出電壓。
[0095]步驟509，檢測(cè)控制模塊判斷第一電源模塊組中的各電源模塊Ai的輸出電壓是否大于等于(Vb+ Δ Vb)，若否，執(zhí)行步驟510，若是，執(zhí)行步驟511。
[0096]步驟510，確定第一電源模塊組中的各電源模塊Ai的輸出電壓小于等于(Vb+ Δ Vb)，則由第二電源模塊組中的各電源模塊Bi承擔(dān)ICT設(shè)備所需功耗，為ICT設(shè)備供電，結(jié)束本處理流程。
[0097]步驟511，確定第一電源模塊組中的各電源模塊Ai的輸出電壓大于等于(Vb+Λ Vb)，則由第一電源模塊組中的各電源模塊Ai和第二電源模塊組中的各電源模塊Bi共同承擔(dān)ICT設(shè)備所需功耗，為ICT設(shè)備供電，結(jié)束本處理流程。
[0098]步驟512，確定第一電源模塊組中的各電源模塊Ai的輸出電壓是否大于等于(Va- Λ Va)，若否，則執(zhí)行步驟511，若是，則執(zhí)行步驟513。
[0099]步驟513?514,確定第一電源模塊組中的各電源模塊Ai輸出電壓值大于等于(Va+ Δ Va)，則由第一電源模塊組中的各電源模塊Ai承擔(dān)ICT設(shè)備所需功耗，為ICT設(shè)備供電，A路輸入電源恢復(fù)到正常供電狀態(tài)。
[0100]對(duì)于步驟506出現(xiàn)的情況，如果A路輸入電源恢復(fù)完全供電能力，則執(zhí)行步驟513?514，恢復(fù)由第一電源模塊組中的各電源模塊Ai承擔(dān)ICT設(shè)備所需功耗，為ICT設(shè)備供電。
[0101]以上ICT設(shè)備供電方法流程中電源模塊帶載控制邏輯如圖6所示，在tl時(shí)刻，當(dāng)A路輸入電源的輸入超出正常范圍或第一電源模塊組故障時(shí)，第一電源模塊組輸出電壓開始下降，第一電源模塊組的輸出電壓下降到電壓值為“Va-AVa”的t2時(shí)刻之前，電壓母線的電流由電源模塊Ai全部承擔(dān)；t2時(shí)刻之后電壓母線的電流由電源模塊Ai和電源模塊Bi共同承擔(dān)；在13時(shí)刻，第一電源模塊Ai和電源模塊Bi各承擔(dān)電壓母線電流的一半；t3時(shí)刻之后，電源模塊Bi承擔(dān)的電流逐漸增大，在t4時(shí)刻，全部電壓母線電流由電源模塊Bi承擔(dān)。第二電源模塊組的輸出電壓的下限值(Vb-AVb)在保證源效應(yīng)和負(fù)載綜合效應(yīng)前提下，需要保證其值不低于ICT設(shè)備輸入電源的下限值(12V-AV)。
[0102]第一電源模塊組逐步建立輸出電壓時(shí)，在t5時(shí)刻，電源模塊Ai組開始承擔(dān)電壓母線電流；在t6時(shí)刻，電源模塊Ai和電源模塊Bi的輸出電流相等；在t7時(shí)刻全部電壓母線電流由電源模塊Ai承擔(dān)；在t8時(shí)刻，供電裝置恢復(fù)到正常供電狀態(tài)。
[0103]本發(fā)明中，直流電源作為B路輸入電源，可以采用市電輸入；直流電源輸出電壓一般為240V或336V，該直流電源由多個(gè)具有休眠節(jié)能功能的整流器模塊并聯(lián)組成。當(dāng)負(fù)載由A路輸入電源及第一電源模塊組供電，且蓄電池組又處于飽和狀態(tài)時(shí)，直流電源系統(tǒng)中可以保留I個(gè)甚至O個(gè)整流器模塊工作，其它整流器模塊處于休眠節(jié)能狀態(tài)，從而降低直流電源系統(tǒng)的損耗。當(dāng)A路輸入電源超出正常范圍或第一電源模塊組故障時(shí)，先由蓄電池組供電，如果直流電源的輸入市電B正常，則可喚醒整流器模塊投入工作，負(fù)載可連續(xù)工作；當(dāng)A路輸入電源恢復(fù)正常時(shí)，則轉(zhuǎn)由A路輸入電源及第一電源模塊組向負(fù)載供電；如果A路輸入電源的輸入市電A與B路輸入電源的輸入市電B來自同一路輸入，且在蓄電池耗盡之前交流輸入仍沒有恢復(fù)正常，則蓄電池耗盡后供電系統(tǒng)會(huì)關(guān)機(jī)停止供電；如在蓄電池耗盡前A路輸入電源輸入恢復(fù)正常，貝1J轉(zhuǎn)由A路輸入電源及第一電源模塊組向負(fù)載供電；在市電B輸入正常時(shí)，直流電源中的整流器模塊喚醒工作給蓄電池組充電，直至飽和后再進(jìn)入休眠節(jié)能狀態(tài)。
[0104]在A路輸入電源正常時(shí)，第二電源模塊組處于備份狀態(tài)；當(dāng)A路輸入電源為比較穩(wěn)定的市電時(shí)，B路輸入電源回路中不僅整流器模塊可以休眠節(jié)能，后級(jí)的第二電源模塊組也可以休眠節(jié)能。
[0105]當(dāng)A路輸入電源為比較不穩(wěn)定的太陽能光伏發(fā)電的直流電時(shí)，B路輸入電源回路中僅整流器模塊休眠節(jié)能，后級(jí)的第二電源模塊組可以設(shè)置成熱備份狀態(tài)。
[0106]當(dāng)A路輸入電源采用模塊化的帶后備電池的240V或336V直流電源時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)供電的可靠性可以進(jìn)一步提高，A路直流電源和B路直流電源可以輪換休眠，以使兩套電源系統(tǒng)老化均等，提高系統(tǒng)的可靠性，但是此時(shí)存在電源變換，造成系統(tǒng)效率降低。
[0107]B路輸入電源回路如采用交流UPS，因電池不能直接備份而UPS模塊的喚醒又需要一定的時(shí)間，故UPS只能處于熱備份，因熱備份存在空載損耗，故節(jié)能效果不明顯。
[0108]由此可以看出，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)提供給的供電方法相同的是采用雙回路供電，保證系統(tǒng)的可靠性；所不同的是通過檢測(cè)控制模塊實(shí)時(shí)采集當(dāng)前第一電源模塊組和第二電源模塊組的輸出電壓值，并控制兩電源模塊組的休眠備份以及帶載數(shù)量，來降低整個(gè)供電系統(tǒng)的損耗。
[0109]下面以A路輸入電源為交流市電為例，如圖7所示，供電裝置構(gòu)成及連接關(guān)系具體如圖3所述，在這里不做贅述，僅對(duì)本發(fā)明供電裝置的節(jié)能效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0110]設(shè)某個(gè)典型的IDC機(jī)房所有的ICT設(shè)備總功耗320kW，當(dāng)采用兩臺(tái)400kW傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)構(gòu)成雙回路供電裝置，假設(shè)UPS在負(fù)載率80 %時(shí)的變換效率是93 %，40 %的負(fù)載率時(shí)變換效率是91%。為保障供電安全需要一定的余量，雙回路供電系統(tǒng)中每回路的負(fù)載率最大不超過40%，此時(shí)，UPS的變換損耗為320kW/(91% ) -320kff = 31.6kW。
[0111]如采用本發(fā)明，A回路由穩(wěn)定的市電提供交流電，B回路采用20個(gè)*20kW整流器模塊組成的336V直流電源系統(tǒng)，正常工作時(shí)，只需要一個(gè)整流器模塊為電池浮充及為第二電源模塊組的空載提供供電。假設(shè)整流器模塊在80 %負(fù)載率時(shí)的變換效率是93 %，40 %負(fù)載率時(shí)效率是91%，則正常工作時(shí)只有一個(gè)整流器模塊的損耗約為16kW/(93% )-16kff =
1.2kW。第二電源模塊組設(shè)置成熱備份工作時(shí)，節(jié)省功率31.6kff-l.2kff = 30.4kW ;則I年省電:30.4kW*365*24h = 266304kWh (約 26.6 萬 kWh)。對(duì)于 4MW 功耗的 IDC 機(jī)房，則 I 年省電:26.6* (4000/320) = 332.5萬kWh。第一電源模塊組和第二電源模塊組的損耗在本發(fā)明與以往方案中均存在，故不考慮納入比較，若考慮因電源損耗的降低而導(dǎo)致需要的空調(diào)耗電的減少，或?qū)⒌诙娫茨K組設(shè)置成休眠，則本發(fā)明的節(jié)能效果更明顯。
[0112]下面以A回路輸入為太陽能光伏直流電為例，如圖8所示，供電裝置構(gòu)成及連接關(guān)系具體如圖3所述，在這里不做贅述，僅對(duì)本發(fā)明供電裝置的節(jié)能效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0113]假設(shè)A回路的太陽能光伏設(shè)計(jì)成光伏系統(tǒng)的輸出峰值功率與負(fù)載功率相當(dāng)，太陽能光伏輸出不帶儲(chǔ)能裝置。太陽能正常時(shí)負(fù)載所需能量由A路太陽能及第一電源模塊組供電，太陽能變?nèi)鯐r(shí)負(fù)載所需能量部分由B回路提供，夜晚或陰雨天則完全由市電B通過直流電源以及第二電源模塊組供電。因考慮太陽能的不穩(wěn)定性，B回路直流電源中休眠的整流器模塊數(shù)量相對(duì)減少，以避免頻繁休眠與喚醒。此裝置既減少太陽能的設(shè)備以及占地的投資又能充分利用太陽能。
[0114]對(duì)于一個(gè)320kW功耗機(jī)房，光伏組件提供大約15%的電力，其它由市電提供，太陽能光伏發(fā)電能節(jié)省市電15% *320kW = 48kW。
[0115]與兩套交流UPS系統(tǒng)構(gòu)成的雙回路供電裝置相比，本發(fā)明供電裝置減少變換損耗30.4kff,總損耗減少 48+30.4 = 78.4kff ；1 年節(jié)省電能 78.4kW*365*24h = 686784kWh(約68.7萬kWh);對(duì)于4MW功耗的IDC機(jī)房，I年節(jié)省電能68.7* (4000/320) = 858萬kWh。
[0116]對(duì)于光照條件好以及太陽能組件安裝所需土地便宜的場(chǎng)景，本發(fā)明能在較短時(shí)間內(nèi)收回投資并產(chǎn)生較好的效益，如果考慮因電源損耗的降低而導(dǎo)致需要的空調(diào)耗電的減少，則節(jié)能效果更明顯。
[0117]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于信息技術(shù)ICT設(shè)備的供電裝置，其特征在于，該裝置包括:A路輸入電源、B路輸入電源、檢測(cè)控制模塊、第一電源模塊組、第二電源模塊組以及電壓母線；其中， 所述A路輸入電源，用于為第一電源模塊組供電； 所述B路輸入電源，用于為第二電源模塊組供電； 所述檢測(cè)控制模塊，用于采集并控制第一電源模塊組和第二電源模塊組的輸出及休眠； 所述第一電源模塊組，用于將A路輸入電源輸出電壓轉(zhuǎn)換成直流12V輸出至電壓母線.所述第二電源模塊組，用于將B路輸入電源輸出電壓轉(zhuǎn)換成直流12V輸出至電壓母線.所述電壓母線，用于為ICT設(shè)備供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電裝置，其特征在于，所述A路輸入電源包括:市電、太陽能光伏、交流UPS電源、或直流電源；所述B路輸入電源為直流電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電裝置，其特征在于，所述檢測(cè)控制模塊，用于實(shí)時(shí)采集第一電源模塊組各電源模塊和第二電源模塊組各電源模塊的輸出電壓值，將米集的電源模塊組的輸出電壓值與第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值及第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制第一電源模塊組各電源模塊和第二電源模塊組各電源模塊的輸出及休眠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電裝置，其特征在于，所述檢測(cè)控制模塊控制第一電源模塊組各電源模塊和第二電源模塊組各電源模塊的輸出及休眠為: 如果電源模塊組的輸出電壓值大于等于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值，則由第一電源模塊組各電源模塊為所有ICT設(shè)備供電； 如果電源模塊組的輸出電壓值小于等于第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值，則由第二電源模塊組各電源模塊為所有ICT設(shè)備供電； 如果電源模塊組的輸出電壓值位于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值以及第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值之間，則由第一電源模塊組和第二電源模塊組的各電源模塊共同為所有ICT設(shè)備供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的供電裝置，其特征在于，所述第一電源模塊組、第二電源模塊組均由n+x個(gè)電源模塊并聯(lián)而成；其中，η為ICT設(shè)備機(jī)柜中所有ICT設(shè)備耗電所需電源輸出功率的電源模塊數(shù)，X為冗余備份的電源模塊數(shù)。
6.一種用于信息技術(shù)設(shè)備的供電方法，其特征在于，該方法包括: 米集第一電源模塊組和第二電源模塊組的輸出電壓值； 將采集的電源模塊組的輸出電壓值與第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值以及第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果； 根據(jù)比較結(jié)果控制第一電源模塊組和第二電源模塊組的輸出及休眠。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供電方法，其特征在于，所述根據(jù)比較結(jié)果控制第一電源模塊組各電源模塊和第二電源模塊組各電源模塊的輸出及休眠為: 如果電源模塊組的輸出電壓值大于等于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值，則由第一電源模塊組各電源模塊為所有ICT設(shè)備供電； 如果電源模塊組的輸出電壓值小于等于第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值，則由第二電源模塊組各電源模塊為所有ICT設(shè)備供電； 如果電源模塊組的輸出電壓值位于第一電源模塊組的輸出電壓下限設(shè)定值以及第二電源模塊組的輸出電壓上限設(shè)定值之間，則由第一電源模塊組和第二電源模塊組的各電源模塊共同為所有ICT設(shè)備供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的供電方法，其特征在于，所述由第二電源模塊組各電源模塊為所有ICT設(shè)備供電后，當(dāng)A路輸入電源正常工作且第一電源模塊組逐步重新建立輸出電壓時(shí)，所述方法還包括: 根據(jù)比較結(jié)果重新控制第一電源模塊組各電源模塊和第二電源模塊組各電源模塊的輸出及休眠。
【文檔編號(hào)】H02J7/35GK104242428SQ201310226291
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】謝鳳華, 武士越 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司