CN103176577A - 一种设备供电的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设备供电的系统，属于电源领域。所述系统包括：第一设备电源，其由供电线路提供电源；第二设备电源，其由供电线路通过充电电路或整流电路提供电源；其中，所述第一设备电源和所述第二设备电源为所述设备提供供电。本发明通过供电线路连接的第一设备电源为设备供电，并由与供电线路连接的第二设备电源作为备份电源。解决了直接使用UPS供电时负载率低，运行效率低以及UPS出现故障时系统可靠性无法保证的问题；且备份线路采用充电器以及电池的双重供电模式，提高了系统的可靠性。

Description

一种设备供电的系统

技术领域

本发明涉及电源领域，特别涉及一种设备供电的系统。

背景技术

随着信息技术的发展，数据中心肩负着存储及处理信息的重任。保障数据中心的稳定运行，是运行维护的首要任务，其中数据中心供电的可靠性则是维护的重中之重。

传统的数据中心给IT设备主板供电的方式如图1所示，将两路单独的市电线路引入数据中心，每条市电线路先与UPS(Uninterruptable Power Supply，不间断电源)连接，再将UPS与其对应的IT设备电源进行连接，最后由两个IT设备电源与IT设备主板连接为其进行供电，其中每个IT设备电源各承担一半负载。UPS是一种含有电池，以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源，主要利用电池在停电时给计算机/服务器、存储设备、网络设备等计算机、通信网络系统或工业控制系统、需要持续运转的工业设备等提供不间断的电力供应。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于采用双电源供电，每个电源及其对应的UPS分别承担一半负载，负载率低因此导致其供电效率低。且在UPS的结构中电池是在逆变器之前，如果逆变器出现问题，则会使得储能设备备份功能无法实现，最终导致设备断电。

发明内容

为了解决使用UPS为设备供电效率低且当UPS设备出现故障时不能进行供电的问题，本发明实施例提供了一种设备供电的系统。所述技术方案如下：

本发明实施例提出了一种设备供电的系统，包括：

第一设备电源，其由供电线路提供电源；

第二设备电源，其由供电线路通过充电电路或整流电路提供电源；

其中，所述第一设备电源和所述第二设备电源为所述设备提供供电。

作为上述技术方案的优选，所述充电电路包括高压直流整流电路和充电器，供电线路通过所述高压直流整流电路为所述充电器充电以后，所述充电器为所述第二设备电源提供电源，其中为所述第一设备电源和所述第二设备电源提供电源的供电线路属于相同的供电线路。

作为上述技术方案的优选，所述整流电路包括高压直流整流电路，为所述第一设备电源和所述第二设备电源提供电源的供电线路属于不同的供电线路。

作为上述技术方案的优选，所述第一设备电源和第二设备电源的输出电压的范围为所述设备输入电压正常值的±10％范围之间。

作为上述技术方案的优选，所述第一设备电源和所述第二设备电源以电压较高的电源单独为设备提供供电。

作为上述技术方案的优选，所述第一设备电源和所述第二设备电源按一定比例分摊为设备提供供电。

作为上述技术方案的优选，通过切换所述第一设备电源和所述第二设备电源从而以电压较高的电源单独为设备提供供电。

作为上述技术方案的优选，所述第二设备电源输入端还连接有一备用充电电源，用于实现所述第一设备电源和所述第二设备电源之间的无缝切换，同时作为所述第一和第二供电线路都停电时的备用电源。

作为上述技术方案的优选，所述第二设备电源输入端还连接有一备用充电电源，所述备用充电电源由所述供电线路通过所述高压直流整流电路进行充电。

作为上述技术方案的优选，所述第一设备电源输入端与供电线路输入端相连，输出端与所述设备相连；所述第二设备电源输入端与被所述供电线路进行充电的充电电路输入端相连，输出端与所述设备相连。

作为上述技术方案的优选，所述第一设备电源输入端与其中一供电线路输入端相连，输出端与所述设备相连；所述第二设备电源输入端与经过高压直流整流的另一供电线路输入端相连，输出端与所述设备相连。

作为上述技术方案的优选，当所述第一供电线路正常供电，且所述备用电源满状态时，对所述第二供电线路进行高压整流的整流模块进入休眠状态。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过供电线路进行供电的第一设备电源为设备供电，并由挂有电池的充电器供电的第二设备电源作为备份供电电源。解决了直接使用UPS为设备电源供电时负载率低，运行效率低以及UPS出现故障时系统可靠性无法保证的问题；并且备份线路采用高压直流系统以及电池的双重备份供电模式，提高了系统供电的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中提供的供电方式的结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的设备供电的系统的结构示意图；

图3是本发明实施例1提供的另一种设备供电的系统的结构示意图；

图4是本发明实施例1提供的电源切换过程的示意图；

图5是本发明实施例1提供的集中式电源供电的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

参见图2，本发明实施例提出了一种设备供电的系统，包括：

需要说明的是本发明实施例为数据中心的设备供电来自两路独立供电线路，分别为第一供电线路和第二供电线路，其中高压直流整流电路和充电器采用高压直流系统，备份充电电源采用电池，并以分布式电源供电的设备为例。其中，分布式电源是指所述设备电源置于设备内部为所述设备主板进行供电。

进一步的，还可以通过一路供电线路与第一设备电源和所述第二设备电源相连，为第一设备电源和第二设备电源提供电源的供电线路属于相同的供电线路，其结构如图3所示。

201：所述第一设备电源的输入端与第一供电线路相连，所述第一设备电源的输出端与所述设备主板的输入端相连。

其中，第一设备电源作为主供电电源为所述设备主板进行供电。供电线路可以为：市电线路、UPS或新能源的电力输入方式，在此并不做出限定。

将第一供电线路的输入的220V的交流电，经过第一设备电源变压及整流后，输出为适合设备使用电压及直流电，并将第一设备电源的输出电压调高至正偏差的某一个值。例如设备的输入电压正常值为12V，那么将第一设备电源的输出电压调整为12.2V。

202：所述高压直流系统的输入端与第二供电线路相连；所述高压直流系统的输出端与所述第二设备电源的输入端相连，为所述第二设备电源进行供电；所述高压直流系统的输出端与所述电池相连，为所述电池进行供电；所述电池与所述第二设备电源的输入端相连，作为第二设备电源的备用供电设备。

其中，高压直流系统，第二设备电源和电池这些装置组成的供电线路是作为第一设备电源的备份供电线路，因此在第一设备正常供电时第二设备电源处于热备份状态。

第二供电线路通过高压直流系统整流成某一值(例如270Vdc)，然后通过支排线路连接至第二设备电源为其进行供电。

第二设备电源将经过整流的高压直流电进行变压，输出适合设备使用的电压，并将输出电压调低至负偏差的某一个值。例如设备的输入电压正常值为12V，那么将第二设备电源的输出电压调整为11.8V。

优选的，在供电线路正常运行的情况下，由第一设备电源带载为设备进行供电，因此第二设备电源基本处于空在下热备份，此时高压直流系统的负载率很低。由于第一路供电线路正常供电，且电池为充满电的状态时，高压直流系统可以进入轻载休眠状态，其内部的大多数整流模块进入休眠状态，进一步降低功耗。

电池通过高压直流系统母排线路并接在高压直流系统上，高压直流系统为其进行供电。电池与高压直流系统支排上的第二设备电源的输入端相连，作为高压直流系统的掉电保护。由于采用高压直流系统，其输出的电压高，电池可以集中放置在较远的电池室中，无楼板承重问题以及机房高温的伤害。

203：所述第二设备电源的输出端与所述设备主板的输入端相连。

第一设备电源与第二设备电源的输出端经过并接与设备相连，为其进行供电。由于第一设备电源和第二设备电源的输出电压有一定的电压差，因此哪个电源的输出电压高则由哪个电源带负载。第一设备电源与第二设备电源的输出电压范围为设备输入电压正常值的-10％至10％范围之间。

优选的，如果第一设备电源与第二设备电源电压非常接近，那么两个电源根据电压高低按一定比例分摊负载。

204：当第一供电线路停电时，由第一设备电源平滑过渡到第二设备电源为设备供电。

如图3所示，在t1时刻当第一供电线路停电时，由于设备电源内部的PFC(Power FactorCorrection，功率因数校正)元件以及输出滤波大电容的存在，可以保证在t1至t2的20ms内输出保持12.2V不跌落，其实际输出保持时间和电源额定功率以及实际负载相关。在t2至t3时刻时，当第一设备电源内部电容放电到一定阶段输出电压开始跌落，输出电压低到11.8V时候第二设备电源承担负载，保证平滑过渡到备份的高压直流系统供电，并在t3时刻后由第二设备电源进行备份供电。

同理，当第一设备电源出现故障时，通过同样的方式过度到第二设备电源进行供电。

205：当第二供电线路停电时，由高压直流系统平滑过渡到电池供电。

此时电池作为高压直流系统停电后的掉电保护装置，为第二设备电源进行供电，以保证在第一供电线路和第二供电线路都停电的情况下，第二设备电源以通过电池继续为设备进行供电。

还可以为高压直流系统出现故障时，由于无法为第二设备电源进行供电，由高压直流系统平滑过渡到电池进行供电。

需要说明的是，如果采用集中电源供电方式，其结构如图5所示。其中，集中式电源是指所述设备电源集中放置并与设备分开放置，再通过线路与所述设备连接为所述设备主板进行供电。可以采用图中所示2N供电方式，第一供电线路为多个第一设备电源供电，各个第一设备电源输出电压调到某一正偏差，其组成设备的主供电电源。第二供电线路通过高压直流系统为多个第二设备电源供电，各个第二设备电源输出电压调到某一负偏差，且高压直流系统上挂接着备份电池组，其中各个第一设备电源与其对应的作为备份电源的第二设备电源，输出并接至对应的设备，并为其供电。当第一供电线路供电正常时，各个第一设备电源承担全部负载，各个第二设备电源处于热备份状态。当第一供电线路停电时候负载无缝切换到第二路供电线路上的第二设备电源上。当第二供电线路停电时，无缝切换至电池组为各个第二设备电源进行供电。其中，第一供电线路和第二供电线路可以为一路供电线路进行供电，也可以为由两路供电线路分别进行供电。

本发明实施例通过供电线路进行供电的第一设备电源为设备供电，并由挂有电池的充电器供电的第二设备电源作为备份供电电源。解决了直接使用UPS为设备电源供电时负载率低，运行效率低以及UPS出现故障时系统可靠性无法保证的问题；并且备份线路采用高压直流系统以及电池的双重备份供电模式，提高了系统供电的可靠性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (12)

1.一种设备供电的系统，其特征在于，所述系统包括：

第一设备电源，其由供电线路提供电源；

第二设备电源，其由供电线路通过充电电路或整流电路提供电源；

其中，所述第一设备电源和所述第二设备电源为所述设备提供供电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述充电电路包括高压直流整流电路和充电器，供电线路通过所述高压直流整流电路为所述充电器充电以后，所述充电器为所述第二设备电源提供电源，其中为所述第一设备电源和所述第二设备电源提供电源的供电线路属于相同的供电线路。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述整流电路包括高压直流整流电路，为所述第一设备电源和所述第二设备电源提供电源的供电线路属于不同的供电线路。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一设备电源和第二设备电源的输出电压的范围为所述设备输入电压正常值的±10％范围之间。

5.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述第一设备电源和所述第二设备电源以电压较高的电源单独为设备提供供电。

6.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述第一设备电源和所述第二设备电源按一定比例分摊为设备提供供电。

7.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，通过切换所述第一设备电源和所述第二设备电源从而以电压较高的电源单独为设备提供供电。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二设备电源输入端还连接有一备用充电电源，用于实现所述第一设备电源和所述第二设备电源之间的无缝切换，同时作为所述第一和第二供电线路都停电时的备用电源。

9.根据权利要求2-3任一所述的系统，其特征在于，所述第二设备电源输入端还连接有一备用充电电源，所述备用充电电源由所述供电线路通过所述高压直流整流电路进行充电。

10.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一设备电源输入端与供电线路输入端相连，输出端与所述设备相连；所述第二设备电源输入端与被所述供电线路进行充电的充电电路输入端相连，输出端与所述设备相连。

11.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一设备电源输入端与其中一供电线路输入端相连，输出端与所述设备相连；所述第二设备电源输入端与经过高压直流整流的另一供电线路输入端相连，输出端与所述设备相连。

12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，当所述第一供电线路正常供电，且所述备用电源满状态时，对所述第二供电线路进行高压整流的整流模块进入休眠状态。

Images