CN108243010A - 数据通讯设备大规模电源管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据通讯设备大规模电源管理系统，包括一个电源控制模块、一个电源模块、若干台数据通讯设备和若干个电源开关模块，电源开关模块的数量与数据通讯设备的数量相等，电源控制模块的输出端分别与每个电源开关模块的输入端连接，电源控制模块的输出端还与电源模块的输入端连接，每个电源开关模块的输出端分别与对应的数据通讯设备的输入端连接，电源模块还分别与每个电源开关模块连接，数据通讯设备的数量大于1000台；当对所有的数据通讯设备开机或关机时，电源控制模块每隔设定时间逐步开启一个电源开关模块。本发明支持大规模数据通讯设备的电源管理、能避免浪涌电流的产生、能保证系统平稳运行。

Description

数据通讯设备大规模电源管理系统

技术领域

本发明涉及电源管理领域，特别涉及一种数据通讯设备大规模电源管理系统。

背景技术

节能减排”目前已成为衡量企业未来可持续发展的重要指标。随着电信、银行以及大型企业业务的扩展，庞大的数据中心所带来的管理维护费用和不断攀升的电费已成为企业主管的一大难题。电气隐患是如何产生的？电能是如何消耗的？采用电源管理系统能对数据中心电源进行实时采集与显示电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、谐波和电能。然而，传统的电路管理系统只能管理少数几台数据通讯设备，不能管理大规模(例如上千台)的数据通讯设备，这样将不能满足对大规模数据通讯设备管理的需求，且传统的电路管理系统容易造成浪涌电流的产生，造成整个电源管理系统不能平稳运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种支持大规模数据通讯设备的电源管理、能避免浪涌电流的产生、能保证系统平稳运行的数据通讯设备大规模电源管理系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种数据通讯设备大规模电源管理系统，包括一个电源控制模块、一个电源模块、若干台数据通讯设备和若干个电源开关模块，所述电源开关模块的数量与所述数据通讯设备的数量相等，所述电源控制模块的输出端分别与每个所述电源开关模块的输入端连接，所述电源控制模块的输出端还与所述电源模块的输入端连接，每个所述电源开关模块的输出端分别与对应的数据通讯设备的输入端连接，所述电源模块还分别与每个所述电源开关模块连接，所述数据通讯设备的数量大于1000台；

当需要对某台数据通讯设备进行通电或断电时，所述电源控制模块对所述电源模块和对应的电源开关模块发出指令，控制所述某台数据通讯设备通电开机或断电；当需要对所有的所述数据通讯设备开机或关机时，所述电源控制模块每隔设定时间逐步开启一个所述电源开关模块。

在本发明所述的数据通讯设备大规模电源管理系统中，所述数据通讯设备包括台式机、笔记本、交换机、路由器、无线控制器、无线接入点、防火墙、IDS(IntrusionDetection Systems，入侵检测系统)或/和服务器。

在本发明所述的数据通讯设备大规模电源管理系统中，所述设定时间为100毫秒。

在本发明所述的数据通讯设备大规模电源管理系统中，所述数据通讯设备所需的电压为220V交流电、48V直流电、12V直流电或5V直流电。

在本发明所述的数据通讯设备大规模电源管理系统中，所述电源控制模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四稳压二极管、第一三极管、第一MOS管、晶闸管、继电器、第一滑动变阻器、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和电压输出端，所述第一二极管的阳极、第二二极管的阳极、第一滑动电阻器的滑动端和一个固定端以及第一电容的一端均连接220V交流电的一端，所述第一电容的另一端连接所述220V交流电的另一端，所述第一二极管的阴极与所述继电器的常闭触点的一端连接，所述继电器的常闭触点的另一端与所述第一MOS管的漏极连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第二电容的一端、第一MOS管的栅极和第四电容的一端连接，所述第二电容的另一端与所述第一电容的另一端连接，所述第四电容的另一端分别与所述第一三极管的集电极和晶闸管的阳极连接，所述第一滑动变阻器的另一个固定端分别与所述第三二极管的阴极和第一三极管的基极连接，所述第三二极管的阳极与所述第二电容的另一端连接，所述第一三极管的发射极与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三二极管的阳极连接，所述晶闸管的阴极与所述继电器的线圈的一端连接，所述继电器的线圈的另一端与所述第二电阻的另一端连接，所述晶闸管的控制极与所述第四稳压二极管的阳极连接，所述第四稳压二极管的阴极与所述电压输出端连接，所述第三电容的一端分别与所述第一MOS管的源极和电压输出端连接，所述第三电容的另一端与所述继电器的线圈的另一端连接，所述第四电容的电容值为330pF，所述第二电阻的阻值为22kΩ。

在本发明所述的数据通讯设备大规模电源管理系统中，所述电源控制模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一MOS管的源极连接，所述第三电阻的另一端与所述电压输出端连接，所述第三电阻的阻值为18kΩ。

在本发明所述的数据通讯设备大规模电源管理系统中，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第一MOS管为N沟道MOS管。

实施本发明的数据通讯设备大规模电源管理系统，具有以下有益效果：由于设有一个电源控制模块、一个电源模块、若干台数据通讯设备和若干个电源开关模块，电源开关模块的数量与数据通讯设备的数量相等，数据通讯设备的数量大于1000台；当需要对某台数据通讯设备进行通电或断电时，电源控制模块对电源模块和对应的电源开关模块发出指令，控制某个数据通讯设备通电开机或断电；当需要对所有的数据通讯设备开机或关机时，电源控制模块每隔设定时间逐步开启一个电源开关模块，因此支持大规模数据通讯设备的电源管理、能避免浪涌电流的产生、能保证系统平稳运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明数据通讯设备大规模电源管理系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源控制模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明数据通讯设备大规模电源管理系统实施例中，该数据通讯设备大规模电源管理系统的结构示意图如图1所示。图1中，该数据通讯设备大规模电源管理系统包括一个电源控制模块1、一个电源模块2、若干台数据通讯设备3和若干个电源开关模块4，其中，电源开关模块4的数量与数据通讯设备3的数量相等，图1中作为一个例子，分别画出了N台数据通讯设备3和N个电源开关模块4，N为大于1000的整数，电源控制模块1的输出端分别与每个电源开关模块4的输入端连接，电源控制模块1的输出端还与电源模块2的输入端连接，每个电源开关模块4的输出端分别与对应的数据通讯设备3的输入端连接，电源模块2还分别与每个电源开关模块4连接，数据通讯设备3的数量大于1000台，该数据通讯设备大规模电源管理系统支持大规模数据通讯设备的电源管理。

本实施例中，当需要对某台数据通讯设备3进行通电时，电源控制模块1对电源模块2和对应的电源开关模块发出指令，控制该数据通讯设备3通电开机。当需要对某台数据通讯设备3进行断电时，电源控制模块1对电源模块2和对应的电源开关模块发出指令，控制该数据通讯设备3断电。

本实施例中，当需要对所有的数据通讯设备3开机或关机时，电源控制模块1每隔设定时间逐步开启一个电源开关模块4。本实施例中，该设定时间为100毫秒，具体的，在所有的数据通讯设备3都需要开机时，电源控制模块1会每隔100毫秒开启一个电源开关模块4，这样可以避免浪涌电流的产生，保护整个数据通讯设备大规模电源管理系统的平稳运行。在所有的数据通讯设备3都需要关机时，电源控制模块1会每隔100毫秒关闭一个电源开关模块4，这样可以避免浪涌电流的产生，保护整个数据通讯设备大规模电源管理系统的平稳运行。因此，本发明支持大规模数据通讯设备的电源管理、能避免浪涌电流的产生、能保证系统平稳运行

值得一提的是，本实施例中，数据通讯设备3包括台式机、笔记本、交换机、路由器、无线控制器(AC)、无线接入点(即WIFI识别)、防火墙、IDS或/和服务器，可见数据通讯设备3的种类较多，这样就能满足不同场合的需求。另外，数据通讯设备3依据其种类的不同，所需要的电压也是不同的，具体的，数据通讯设备3所需的电压为220V交流电、48V直流电、12V直流电或5V直流电。

图2为本实施例中电源控制模块的电路原理图，图2中，该电源控制模块1包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四稳压二极管D4、第一三极管Q1、第一MOS管M1、晶闸管VS、继电器、第一滑动变阻器RP1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和电压输出端Vo，其中，第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阳极、第一滑动电阻器RP1的滑动端和一个固定端以及第一电容C1的一端均连接220V交流电的一端，第一电容C1的另一端连接220V交流电的另一端，第一二极管D1的阴极与继电器的常闭触点J-1的一端连接，继电器的常闭触点J-1的另一端与第一MOS管M1的漏极连接，第二二极管D2的阴极分别与第二电容C2的一端、第一MOS管M1的栅极和第四电容C4的一端连接，第二电容C2的另一端与第一电容C1的另一端连接，第四电容C4的另一端分别与第一三极管Q1的集电极和晶闸管VS的阳极连接。

第一滑动变阻器Rp1的另一个固定端分别与第三二极管D3的阴极和第一三极管Q1的基极连接，第三二极管D3的阳极与第二电容C2的另一端连接，第一三极管Q1的发射极与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与第三二极管D3的阳极连接，晶闸管VS的阴极与继电器的线圈J的一端连接，继电器的线圈J的另一端与第二电阻R2的另一端连接，晶闸管VS的控制极与第四稳压二极管D4的阳极连接，第四稳压二极管D4的阴极与电压输出端Vo连接，第三电容C3的一端分别与第一MOS管M1的源极和电压输出端Vo连接，第三电容C3的另一端与继电器的线圈J-1的另一端连接。

该电源控制模块1相对于传统的电源控制电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。另外，第四电容C4为耦合电容，用于防止第一MOS管M1与第一三极管Q1之间的干扰。第二电阻R2为限流电阻，用于对第一三极管Q1的发射极电流进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第四电容C4的电容值为330pF，第二电阻R2的阻值为22kΩ，当然，在实际应用中，第四电容C4的电容值和第二电阻R2的阻值均可以根据具体情况进行相应调整。

220V的交流电压经第一二极管D1和第二二极管D2半波整流和第二电容C2滤波，为第一MOS管M1的栅极和第一三极管Q1的集电极提供直流工作电压，第一滑动变阻器RP1与第一电容C1组成RC移相网络，第三二极管D3是为第一电容C1对地充、放电而设置的，第一MOS管M1的导通与关断，受第一三极管Q1的控制，在220V的交流电压的正半周，通过第一滑动变阻器RP1使第一三极管Q1导通。在第一三极管Q1的导通期间，第一MOS管M1关断，反之，在第一三极管Q1截止时，第一MOS管M1饱和导通，第一二极管D1的作用是确保第一MOS管M1只在220V的交流电压的正半周的初始阶段导通，形成针状脉冲电流对第三电容C3(大容量滤波电容)充电，RC移相网络产生一个移相电压，而且该电压以输入220V的交流电压跨零交叉点为起点，移相电压达到第三二极管D3的门限电压，第一三极管Q1则开启导通，从而使第一MOS管M1截止，于是对第三电容C3的充电终止，第一三极管Q1关断于工作频率过零交叉之后。

尽管在第一MOS管M1导通时产生的针状脉冲电流宽度很窄，也就是说对第三电容C3的充电时间很短，但是由于第三电容C3的容量非常大，放电时间常数也就很大，第三电容C3上的电压因放电刚开始下降或下降不过的时候，第一MOS管M1再次导通，又开始对第三电容C3充电，因此，在第三电容C3的两端可产生稳定的直流输出电压；晶闸管VS、第四稳压二极管D4和继电器组成过压保护电路，当电压输出端Vo的电压超过第四稳压二极管D4的门限电压时，第四稳压二极管D4导通，从而使晶闸管VS导通，继电器得电工作，继电器的常闭触点J-1打开，使第一MOS管M1停止工作，由于第一三极管Q1还处于导通状态，所以继电器能一直导通，保证电路一直处于保护状态。

本实施例中，该电源控制模块1还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端与第一MOS管M1的源极连接，第三电阻R3的另一端与电压输出端Vo连接。第三电阻R3为限流电阻，用于对第一MOS管M1的源极电流进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电阻R3的阻值为18kΩ，当然，在实际应用中，第三电阻R3的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

值得一提的是，本实施例中，第一三极管Q1为NPN型三极管，第一MOS管M1为N沟道MOS管，当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以为PNP型三极管，第一MOS管M1也可以为P沟道MOS管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

总之，本实施例中，由于数据通讯设备3的数量大于1000台；因此支持大规模数据通讯设备的电源管理，当需要对某台数据通讯设备3进行通电或断电时，电源控制模块1对电源模块2和对应的电源开关模块4发出指令，控制某台数据通讯设备3通电开机或断电；当需要对所有的数据通讯设备3开机或关机时，电源控制模块1每隔设定时间逐步开启一个电源开关模块，因此能避免浪涌电流的产生、能保证系统平稳运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (7)

1.一种数据通讯设备大规模电源管理系统，其特征在于，包括一个电源控制模块、一个电源模块、若干台数据通讯设备和若干个电源开关模块，所述电源开关模块的数量与所述数据通讯设备的数量相等，所述电源控制模块的输出端分别与每个所述电源开关模块的输入端连接，所述电源控制模块的输出端还与所述电源模块的输入端连接，每个所述电源开关模块的输出端分别与对应的数据通讯设备的输入端连接，所述电源模块还分别与每个所述电源开关模块连接，所述数据通讯设备的数量大于1000台；

当需要对某台数据通讯设备进行通电或断电时，所述电源控制模块对所述电源模块和对应的电源开关模块发出指令，控制所述某台数据通讯设备通电开机或断电；当需要对所有的所述数据通讯设备开机或关机时，所述电源控制模块每隔设定时间逐步开启一个所述电源开关模块。

2.根据权利要求1所述的数据通讯设备大规模电源管理系统，其特征在于，所述数据通讯设备包括台式机、笔记本、交换机、路由器、无线控制器、无线接入点、防火墙、IDS或/和服务器。

3.根据权利要求2所述的数据通讯设备大规模电源管理系统，其特征在于，所述设定时间为100毫秒。

4.根据权利要求3所述的数据通讯设备大规模电源管理系统，其特征在于，所述数据通讯设备所需的电压为220V交流电、48V直流电、12V直流电或5V直流电。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的数据通讯设备大规模电源管理系统，其特征在于，所述电源控制模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四稳压二极管、第一三极管、第一MOS管、晶闸管、继电器、第一滑动变阻器、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和电压输出端，所述第一二极管的阳极、第二二极管的阳极、第一滑动电阻器的滑动端和一个固定端以及第一电容的一端均连接220V交流电的一端，所述第一电容的另一端连接所述220V交流电的另一端，所述第一二极管的阴极与所述继电器的常闭触点的一端连接，所述继电器的常闭触点的另一端与所述第一MOS管的漏极连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第二电容的一端、第一MOS管的栅极和第四电容的一端连接，所述第二电容的另一端与所述第一电容的另一端连接，所述第四电容的另一端分别与所述第一三极管的集电极和晶闸管的阳极连接，所述第一滑动变阻器的另一个固定端分别与所述第三二极管的阴极和第一三极管的基极连接，所述第三二极管的阳极与所述第二电容的另一端连接，所述第一三极管的发射极与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三二极管的阳极连接，所述晶闸管的阴极与所述继电器的线圈的一端连接，所述继电器的线圈的另一端与所述第二电阻的另一端连接，所述晶闸管的控制极与所述第四稳压二极管的阳极连接，所述第四稳压二极管的阴极与所述电压输出端连接，所述第三电容的一端分别与所述第一MOS管的源极和电压输出端连接，所述第三电容的另一端与所述继电器的线圈的另一端连接，所述第四电容的电容值为330pF，所述第二电阻的阻值为22kΩ。

6.根据权利要求5所述的数据通讯设备大规模电源管理系统，其特征在于，所述电源控制模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一MOS管的源极连接，所述第三电阻的另一端与所述电压输出端连接，所述第三电阻的阻值为18kΩ。

7.根据权利要求6所述的数据通讯设备大规模电源管理系统，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第一MOS管为N沟道MOS管。