CN114977368A - 从电力供应装置向负载提供电力的方法和电力分配电路 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了用于从多个电力供应装置向多个负载提供电力的方法以及一种电力分配电路，该电力分配电路用于从多个电力供应装置向多个负载提供电力，该电路包括：电力供应装置的电力输出端的组合器，该组合器用于向多个热插拔模块提供给定电压的电力，多个热插拔模块均电连接到组合器并且电连接对应负载的电力输入端。每个热插拔模块验证一个或更多个条件，所述一个或更多个条件选自：给定电压至少等于最小电压阈值；给定电压不超过最大电压阈值；以及由负载消耗的电流不超过最大电流阈值。每个热插拔模块在满足所有所选条件时向对应负载的电力输入端输送电力，并在不满足所选条件中任何一个时将对应负载的电力输入端与电力供应装置进行隔离。

Description

从电力供应装置向负载提供电力的方法和电力分配电路
技术领域
本技术涉及电力分配电路和方法。特别地，该电路和方法用于从多个 电力供应装置向多个负载提供电力。
背景技术
现在的数据中心和处理中心，例如区块链技术中使用的那些，包含非 常大量的服务器，例如数千或数万台服务器。数据中心还包含各种类型的 电力负载，例如电容器、风扇、硬盘驱动器等，这些负载大量存在。所有 这些负载在不同的电压下消耗大量的电力，主要是DC电力。
特别地，许多服务器符合高级技术扩展(ATX)规范并要求以12V、 5V、3.3V提供电力，并且进一步要求以5V(5V_sb)提供待机电力。通常， 一个ATX电力供应装置用于向一台服务器提供所有这些电压。当ATX电力 供应装置最初从电力供应装置(例如不间断电力供应装置(UPS))接收电 力时，ATX电力供应装置最初向服务器供应5V_sb的电力，从而允许启动 服务器。当所有其他电压达到接近其标称值的水平时，例如其标称值的 95％，ATX电力供应装置会发出“电力良好”信号，也称为“PWR_OK” 信号，在完成连接后，服务器接收到的信号有短暂的的延迟，例如150毫 秒。然后服务器可以开始使用12V、5V和3.3V的电力。
特定电压下的电力的可用性与电力良好信号的发出之间的关系使得通 常针对每个服务器安装一个ATX电力供应装置。ATX电力供应装置和服务 器之间的这种1:1配置是常用且简单的。这种配置带来的缺点是ATX电力 供应装置的电力输送能力没有得到有效利用。ATX电力供应装置被设计为 能够承受与其连接的服务器的最大电力要求。但是，分配给大量服务器的 实际任务负载会随时间而变化，因此大量服务器在大部分时间中使用的电力远低于其最大电力要求。相比之下，ATX电力供应装置与服务器之间的 1:1配置的一个优点是，一个ATX电力供应装置故障只会损失一个服务器， 反之，一个服务器故障只会损失一个ATX电力供应装置。
其他负载可能需要提供各种电压的DC电力，这些电压可能与ATX规 范中定义的电压相同，也可能不同。电力供应装置和负载之间的1:1配置的 上述优点和缺点是相似的。1:1配置允许将电力供应装置和/或其连接的负载 的故障与其他电力供应装置/负载组合件进行隔离。1:1配置可能会阻止充分 利用电力供应装置的电力输送能力。在使用1:N配置的情况下，例如使用 一个电力供应装置向N个风扇供电，电力供应装置故障可能导致N个风扇的损失，其中一个风扇故障(例如短路)可能导致电力供应装置和其他风 扇的损失。
在包含数千或数万个服务和许多其他电气组件的大型数据中心中，日 常操作涉及许多负载的安装和/或更换，因为对处理能力的要求会随着时间 的推移而增加，并且因为有故障的或过时的设备需要更换。必须在数据中 心的其他组件(包括包含在数据中心的同一机架中的设备)保持通电和激 活时执行组件的更换或添加。热拔插(Hot plugging)或热插拔(hot swapping) 设备需要使用称为热插拔控制器的专用电路，旨在允许将设备插入在使用 的(live)电力供应装置。这种电路的作用是防止在将组件插入在使用的电 力供应装置或者从在使用的电力供应装置拔出时因静电放电而产生火花。 ATX电力供应装置向所连接的服务器提供电力良好信号的特殊性使得服务 器的热拔插成为可能，而无需借助外部热插拔控制器。
尽管有上述技术进步，但仍然没有已知的解决方案允许将多个电力供 应装置进行组合以向多个负载提供电力，同时防止电力供应装置之一发生 故障或负载之一发生故障级联到电力供应装置和负载的其余部分。
在背景技术部分中讨论的主题不应仅仅因为其在背景技术部分中的提 及而被认为是现有技术。类似地，在背景技术部分中提到的或与背景技术 部分的主题相关联的问题不应被认为先前已在现有技术中认识到。背景技 术部分中的主题仅代表不同的方法。
发明内容
本技术的实施方式是基于开发人员对与现有技术相关的缺点的认识而 开发的。
特别地，这些缺点可能包括(1)未充分利用电力供应装置的电力输 送能力；和/或(2)在多个负载连接到同一电力供应装置的情况下多个负 载的最终损失。
在一个方面，本技术的各种实施方式提供了一种用于从多个电力供应 装置向多个负载提供电力的方法，方法包括：将多个电力供应装置的电力 输出端进行组合以提供第一电压的电力；将第一电压的电力输送到多个第 一热插拔模块，每个第一热插拔模块电连接到多个负载中的对应负载的第 一电力输入端；以及在每个第一热插拔模块处：验证一个或更多个第一条 件，一个或更多个第一条件选自：第一电压至少等于第一最小电压阈值；第一电压不超过第一最大电压阈值；以及由负载在第一电压下消耗的电流 不超过第一最大电流阈值，响应于满足一个或更多个第一条件，将第一电 压的电力选择性地输送到对应负载的第一电力输入端，以及响应于不满足 一个或更多第一条件中的任何一个，将对应负载的第一电力输入端与多个 电力供应装置进行隔离。
在本技术的一些实施方式中，该方法还包括：将第一电压的电力输送 到第一电力转换器以提供第二电压的电力；将第二电压的电力输送到多个 第二热插拔模块，每个第二热插拔模块电连接到多个负载中的对应负载的 第二电力输入端；以及在每个第二热插拔模块处：验证一个或更多个第二 条件，一个或更多个第二条件选自：第二电压至少等于第二最小电压阈值； 第二电压不超过第二最大电压阈值；以及由负载在第二电压下消耗的电流 不超过第二最大电流阈值，响应于满足一个或更多个第二条件，将第二电 压的电力选择性地输送到对应负载的第二电力输入端，以及响应于不满足 一个或更多个第二条件中的任何一个，将对应负载的第二电力输入端与第 一电力转换器进行隔离。
在本技术的一些实施方式中，该方法还包括：将第一电压的电力输送 到第二电力转换器以提供第三电压的电力；将第三电压的电力输送到多个 第三热插拔模块，每个第三热插拔模块电连接到多个负载中的对应负载的 第三电力输入端；以及在每个第三热插拔模块处：验证一个或更多个第三 条件，一个或更多个第三条件选自：第三电压至少等于第三最小电压阈值； 第三电压不超过第三最大电压阈值；以及由负载在第三电压下消耗的电流 不超过第三最大电流阈值，响应于满足一个或更多个第三条件，将第三电 压的电力选择性地输送到对应负载的第三电力输入端，以及响应于不满足 一个或更多个第三条件中的任何一个，将对应负载的第三电力输入端与第 二电力转换器进行隔离。
在本技术的一些实施方式中，该方法还包括：将多个电力供应装置的 待机电力输出端进行组合以提供第一待机电压的待机电力；将第一待机电 压的待机电力输送到第三电力转换器，以提供第二待机电压的待机电力； 将第二待机电压的待机电力输送到多个第四热插拔模块，每个第四热插拔 模块电连接到多个负载中的对应负载的待机电力输入端；以及在每个第四 热插拔模块处：验证一个或更多个第四条件，一个或更多个第四条件选自： 第二待机电压至少等于最小待机电压阈值；第二待机电压不超过最大待机 电压阈值；以及由负载在第二待机电压下消耗的电流不超过最大待机电流 阈值，响应于满足一个或更多个第四条件，将第二待机电压的待机电力选 择性地输送到对应负载的待机电力输入端，以及响应于不满足一个或更多 个第四条件中的任一个，将对应负载的待机电力输入端与第三电力转换器 进行隔离。
另一方面，本技术的各种实施方式提供了一种电力分配电路，电力分 配电路用于从多个电力供应装置向多个负载提供电力，电路包括：多个电 力供应装置的电力输出端的第一组合器，第一组合器适于提供第一电压的 电力；以及多个第一热插拔模块，每个第一热插拔模块电连接到第一组合 器并且电连接到多个负载中的对应负载的第一电力输入端，每个第一热插 拔模块适于：验证一个或更多第一条件，一个或更多个第一条件包括：第一电压至少等于第一最小电压阈值；第一电压不超过第一最大电压阈值； 以及由负载在第一电压下消耗的电流不超过第一最大电流阈值，响应于满 足一个或更多个第一条件，将第一电压的电力选择性地输送到对应负载的 第一电力输入端，以及响应于不满足一个或更多第一条件中的任何一个， 将对应负载的第一电力输入端与多个电力供应装置进行隔离。
在本技术的一些实施方式中，电路还包括：第一电力转换器，第一电 力转换器电连接到第一组合器并且第一电力转换器适于提供第二电压的电 力；以及多个第二热插拔模块，每个第二热插拔模块电连接到第一电力转 换器并且电连接到多个负载中的对应负载的第二电力输入端，每个第二热 插拔模块被配置成：验证一个或更多个第二条件，一个或更多个第二条件 选自：第二电压至少等于第二最小电压阈值；第二电压不超过第二最大电 压阈值；以及由负载在第二电压下消耗的电流不超过第二最大电流阈值， 响应于满足一个或更多个第二条件，将第二电压的电力选择性地输送到对 应负载的第二电力输入端，以及响应于不满足一个或更多个第二条件中的 任何一个，将对应负载的第二电力输入端与第一电力转换器进行隔离。
在本技术的一些实施方式中，电路还包括：第二电力转换器，第二电 力转换器电连接到第一组合器并且第二电力转换器适于提供第三电压的电 力；以及多个第三热插拔模块，每个第三热插拔模块电连接到第二电力转 换器并且电连接到多个负载中的对应负载的第三电力输入端，每个第三热 插拔模块适于：验证一个或更多个第三条件，一个或更多个第三条件选自： 第三电压至少等于第三最小电压阈值；第三电压不超过第三最大电压阈值； 以及由负载在第三电压下消耗的电流不超过第三最大电流阈值，响应于满 足一个或更多个第三条件，将第三电压的电力选择性地输送到对应负载的 第三电力输入端，以及响应于不满足一个或更多个第三条件中的任何一个， 将对应负载的第三电力输入端与第二电力转换器进行隔离。
在本技术的一些实施方式中，电路还包括：多个第三电力转换器，每 个第三电力转换器电连接到对应电力供应装置的待机电力输出端，以用于 接收第一待机电压的电力，每个第三电力转换器适于提供第二待机电压的 待机电力；第二组合器，第二组合器电连接到多个第三电力转换器，第二 组合器适于对第二待机电压的待机电力进行组合；以及多个第四热插拔模 块，每个第四热插拔模块电连接到第二组合器并且电连接到多个负载中的对应负载的待机电力输入端，每个第四热插拔模块适于：验证一个或更多 个第四条件，一个或更多个第四条件选自：第二待机电压至少等于最小待 机电压阈值；第二待机电压不超过最大待机电压阈值；以及由负载在第二 待机电压下消耗的电流不超过最大待机电流阈值，响应于满足一个或更多 个第四条件，将第二待机电压的待机电力选择性地输送到对应负载的待机 电力输入端，以及响应于不满足一个或更多个第四条件中的任一个，将对 应负载的待机电力输入端与第三电力转换器进行隔离。
在本技术的一些实施方式中，每个负载包括相应的第一电力输入端、 相应的第二电力输入端、相应的第三电力输入端和相应的待机电力输入端。
在本技术的一些实施方式中，每个第二热插拔模块适于响应于在第二 热插拔模块处能够获得第二电压而生成第一电力良好信号；每个第三热插 拔模块适于响应于在第三热插拔模块处能够获得第三电压而生成第二电力 良好信号；以及电路还包括多个逻辑门，每个逻辑门适于：将由电连接到 给定负载的第二电力输入端的给定第二热插拔模块生成的第一电力良好信 号与由电连接到给定负载(106)的第三电力输入端的给定第三热插拔模块 生成的第二电力良好信号进行组合，以及向给定负载提供组合的电力良好 信号。
在本技术的一些实施方式中，每个负载均是服务器；以及第一电压、 第二电压、第三电压和第二待机电压符合ATX规范。
在本技术的一些实施方式中，电路还包括：控制器，控制器能够操作 地连接到多个电力供应装置并且控制器适于：监控由多个电力供应装置提 供的电力电平；以及选择性地激活和去激活多个电力供应装置中的一个或 更多个以维持激活的所有电力供应装置或多个电力供应装置的子集足以响 应多个负载的电力需求。
在本技术的一些实施方式中，多个负载的数目大于多个电力供应装置 的数目。
在本技术的一些实施方式中，多个负载的数目根据多个电力供应装置 中用于电力供应装置冗余的数目来选择。
在本技术的一些实施方式中，多个负载包括第一类型的负载的第一子 集和第二类型的负载的第二子集；以第一电压将电力选择性地输送到第一 子集的负载；以及以第二电压将电力选择性地输送到第二子集的负载。
在本说明书的上下文中，除非另有明确规定，计算机系统可以指但不 限于“电子设备”、“操作系统”、“系统”、“基于计算机的系统”、“控制器 单元”、“监控设备”、“控制设备”和/或其适合手头相关任务的任何组合件。
在本申请文件的上下文中，除非另有明确规定，表述“计算机可读介 质”和“存储器”旨在包括任何性质和种类的介质，其非限制性示例包括 RAM、ROM、磁盘(CD-ROM、DVD、软盘、硬盘驱动器等)、USB密钥、 闪存卡、固态驱动器和磁带驱动器。仍然在本申请文件的上下文中，“一个” 计算机可读介质和“该”计算机可读介质不应被解释为相同的计算机可读介质。相反，只要适当，“一个”计算机可读介质和“该”计算机可读介质 也可以被解释为第一计算机可读介质和第二计算机可读介质。
在本申请文件的上下文中，除非另有明确规定，否则“第一”、“第二”、 “第三”等词语仅用作形容词，目的是为了区分它们所修饰的名词，而不 是为了描述这些名词之间的任何特定关系。
本技术的实施方式均具有上述目的和/或方面中的至少一个，但不一定 具有所有这些目的和/或方面。应当理解，由于试图实现上述目的而产生的 本技术的一些方面可能不满足该目的和/或可能满足本文未具体列举的其他 目的。
根据以下描述、附图和所附权利要求，本技术的实施方式的附加和/或 替代特征、方面和优点将变得明显。
附图说明
为了更好地理解本技术以及其其他方面和进一步的特征，参考将结合 附图使用的以下描述，其中：
图1示出了根据本技术的实施方式的电力分配装置；
图2示出了根据本技术实施方式的通用热插拔模块的构造的示例；
图3示出了根据本技术的实施方式的图1的电力分配装置的非限制性 实施方式；
图4示出了根据本技术的实施方式可以如何将电力良好信号进行组 合；
图5示出了根据本技术的实施方式的用于生成组合的电力良好信号的 另一种技术；
图6a、图6b、图6c、图6d和图6e是示出根据本技术的实施方式的用 于从多个电力供应装置向多个负载提供电力的方法的操作的序列图；和
图7示出了根据本技术的实施方式的第3层(Tier 3)电力分配装置。
还应注意，除非本文另有明确规定，否则附图不是按比例绘制的。
具体实施方式
本文引用的示例和条件语言主要旨在帮助读者理解本技术的原理，而 不是将其范围限制到这些具体引用的示例和条件。应当理解，本领域的技 术人员可以设计出各种装置，尽管在此没有明确地描述或示出，但是这些 装置体现了本技术的原理。
此外，为了帮助理解，以下描述可以描述本技术的相对简化的实施方 式。如本领域技术人员将理解的，本技术的各种实施方式可能具有更大的 复杂性。
在某些情况下，还可以列出被认为是对本技术进行修改的有用示例。 这样做仅仅是为了帮助理解，并且再次，不是为了定义本技术的范围或阐 明本技术的界限。这些修改不是详尽的列表，并且本领域的技术人员可以 进行其他修改，同时仍然保持在本技术的范围内。此外，在没有提出修改 的示例的情况下，不应解释为可能没有修改和/或所描述的是实现本技术的 元件的唯一方式。
此外，本文中列举本技术的原理、方面和实施方式及其具体示例的所 有陈述旨在涵盖其结构和功能等同内容，无论它们是当前已知的还是将来 开发的。因此，例如，本领域技术人员将理解，本文中的任何框图表示体 现本技术原理的说明性电路的概念视图。类似地，应当理解，任何流程图 表、流程图、状态转换图、伪代码等表示可以在非暂时性计算机可读介质 中实质上表示并且因此由计算机或处理器执行的各种过程，无论此类计算 机或处理器是否明确显示。
图中所示的各种元件的功能，包括标记为“处理器”的任何功能块， 可以通过使用专用硬件以及能够执行与适当软件相关联的软件的硬件来提 供。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或 多个单独的处理器来提供，其中一些可以共享。在本技术的一些实施方式 中，处理器可以是通用处理器，例如中央处理单元(CPU)或专用于特定 目的的处理器，例如数字信号处理器(DSP)。此外，术语“处理器”的明 确使用不应解释为专门指能够执行软件的硬件，并且可以隐含包括但不限 于专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只 读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储器。也可以 包括传统的和/或定制的其他硬件。
软件模块，或暗示为软件的简单模块，可在本文中表示为流程图表元 素或指示过程步骤和/或文本描述的执行的其他元素的任何组合件。这样的 模块可以由明确或隐含示出的硬件来执行。此外，应当理解，模块可以包 括例如但不限于提供所需能力的计算机程序逻辑、计算机程序指令、软件、 堆栈、固件、硬件电路或其组合。
在一方面，本技术、方法和电路允许将来自多个电力供应装置的电力 提供给多个电负载(这里所有提到的负载指的是电负载)。将多个电力供应 装置的电力输出端进行组合以提供第一电压的电力。以第一电压将电力输 送到多个第一热插拔模块(HSM)。每个HSM电连接到多个负载中的对应 负载的第一电力输入端。每个HSM可以将第一电压的电力选择性地输送到 对应负载的第一电力输入端。每个HSM可以选择性地将对应负载的第一电 力输入端与多个电力供应装置进行隔离。在HSM未检测到故障状况的情况 下输送电力，故障状况包括由HSM检测到的过压、欠压或过流。
实施方式可以包括以多个电压向负载输送电力。为此，可以将第一电 压的电力施加到电力转换器以提供一个或更多个附加电压的电力。每个附 加电压的电力被输送到HSM，该HSM电连接到多个负载中的对应负载的 电力输入端。这些HSM还可以操作以：在未检测到过压、欠压或过流故障 的状况下，将电力选择性地输送到这些电力输入端。
本技术允许从第一数目的电力供应装置向第二数目的负载提供电力， 同时防止由于电力供应装置中的任何一个上的故障导致负载中的任何一个 发生故障，并且同时防止由于负载中的任何一个上的故障而导致电力供应 装置中的任何一个发生故障。同时，通过将电力从第一数目的电力供应装 置分配到第二数目的负载的能力提高了电力效率，包括在第二数目的负载 大于第一数目的电力供应装置时。
有了这些基础知识，我们现在将考虑一些非限制性示例来说明本技术 各方面的各种实施方式。
图1示出了电力分配装置100。电力分配装置100包括AC电力供应装 置102、多个电力供应装置(例如AC/DC电力转换器104)、多个负载106 (例如服务器370(图3中介绍的))和电力分配电路108。电力分配电路 108包括：包含在由图1中的虚线限定的区域中的多个部件。组合件110 包括负载106(例如，一个服务器；或者一个或更多其他电子设备，例如硬 盘驱动器、风扇等)和热插拔模块(HSM)112、114、116和118。组合件 110存在多个实例。例如，但不限于，可以存在四个AC/DC电力转换器104， 所述四个AC/DC电力转换器104被布置成向八个服务器370供电，这些服 务器是八个组合件110的一部分，每个组合件110还包括相应的HSM 112、 114、116和118。预期其他数目的AC/DC电力转换器104可以布置成向 其他数目的服务器和/或其他类型的负载106提供电力。在非限制性实施方 式中，服务器的数目可以大于AC/DC电力转换器104的数目。
在所示的电力分配装置100中，AC/DC电力转换器104直接从扇区(sector)或通过不间断电力供应装置(未示出)接收AC电力，例如110V 或220V，并以在各个电力输出120上以第一电压例如12V提供DC电力。 通过将电力输出120连接到用作用于DC电力的组合器的12V总线122来 将由AC/DC电力转换器104提供的DC电力进行组合。还设想使用一组连 接的电线和使用有源组件来将由AC/DC电力转换器104提供的DC电力进 行组合。每个AC/DC电力转换器104还在待机电力输出124上提供处于 第一待机电压的待机电力(standby power)，例如12V(12V_sb)。12V_sb 电力被施加到四个相应的DC/DC电力转换器126，四个相应的DC/DC电 力转换器126以第二待机电压例如5V(5V_sb)输出待机电力。通过将 DC/DC电力转换器126的电力输出128连接到用作用于待机DC电力的组 合器的5V_sb总线130来将DC/DC电力转换器126提供的5V_sb待机电力 进行组合。还设想使用一组连接的电线和使用有源组件来将由DC/DC电力 转换器126提供的5V_sb待机电力进行组合。进一步设想，可以通过将待 机电力输出124连接到用作用于待机DC电力的组合器的12V_sb总线 (未示出)来将由AC/DC电力转换器104提供的待机DC电力进行组合， 12V_sb总线是连接到单个DC/DC电力转换器126，以在单个DC/DC电力 转换器126的电力输出128处将5V_sb待机电力提供给5V_sb总线130。
12V总线122连接到每个组合件110的HSM 112，以用于向相应负载 106(例如，一个服务器370)的第一电力输入端142提供12V DC电力。 12V总线122还连接到具有输出端134的DC/DC电力转换器132，以用于 向相应负载106(例如服务器370)的第二电力输入端144提供第二电压(例 如5V)的DC电力。12V总线122还连接到具有输出端138的另外的DC/DC 电力转换器136，以用于经由相应的HSM 116向相应负载106(例如服务器 370)的第三电力输入端146提供第三电压(例如3.3V)的DC电力。5V_sb 总线130连接到每个组合件110的HSM118，以用于向相应负载106(例如 服务器370)的待机电力输入端148提供5V_sb待机电力。DC/DC电力转 换器132和136中的任何一个都可以包括多个并行操作的DC/DC电力转换 器，以在这些转换器的电力输送能力不足以供电的情况下在它们相应的电 压下向包括在电力分配装置100中的所有负载106供电。
每个HSM 112、114、116和118被构造成将施加在其上的电压的电力 选择性地输送到相应负载106的相应电力输入端142、144、146或148，当 没有检测到故障条件时输送电力通过HSM 112、114、116或118。如果给 定HSM 112、114、116或118检测到故障，则HSM将相应负载106的 相应电力输入端142、144、146或148与电力分配装置100的其他部件隔 离，从而将相应负载106的相应电力输入端142、144、146或148最终与 AC/DC电力转换器104隔离。可以由HSM 112、114、116检测到的故障条 件的示例118包括过压、欠压和过流。HSM 112、114、116和118中的一 些可以实现这些故障条件的各种组合。
图2示出了通用HSM 200的构造示例。通用HSM 200可以被配置 成作为HSM 112、114、116或118中的任何一个进行操作。HSM 200包括 电力输入端210、电力输出端220、连接到DC/DC转换器231的参考电压 输入端230、控制器240、比较器260和270、开关280、包括连接到地 (GND)的电阻R1和R2的第一分压器、包括连接到地的电阻R3和 R4的第二分压器、感测电阻器R5，并且可以包括放大器缓冲器290。控制 器240具有：连接到比较器260的过压输入242；用于感测电阻器R3和R4 之间的电压的电压感测输入244；连接到比较器270的电流测量输入246； 用于控制开关280的控制输出248；以及连接到放大器缓冲器290的电力良好输出250。可以注意到，在图1的一些HSM中可以不存在放大器缓冲器 290。
比较器260具有：用于感测电阻器R1和R2之间的电压的正输入262； 以及从参考电压输入230接收参考电压Vref的负输入264。比较器270具 有连接到感测电阻器R5的两侧的正输入272和负输入274，当开关280闭 合时，正输入272对电力输入端210处的输入电压Vin进行感测，负输入 对电力输出220处的输出电压Vout进行感测。放大器缓冲器290具有输出端292，所述输出端292用于在电力输出端220处的输出电压Vout已经以 接近其标称电压时(例如标称电压的95％)可获得时将从控制器240的电 力良好输出端250接收到的电力良好信号进行传输，至少持续最短持续时 间，例如800毫秒。
电压Vin的标称值可以是图1的描述中提到的任何电压的值，即针对 HSM 112为12V，针对HSM 114和118为5V，针对HSM 116为3.3V。 在正常操作条件下，控制器240闭合开关280以允许电力在电力输入端210 和电力输出220之间流动。感测电阻器R5的值非常小，例如但不限于0.001 欧姆，使得输出电压Vout出于所有实际目的等于流过HSM 200的正常电流 值的输入电压Vin。
控制器240可以使开关280关断以将电力输出端220和连接到电力输 出端的任何负载106(例如相应服务器370的电力输入)相对于电力输入端 210和连接到电力输入端21的任何电源(例如，AC/DC电力转换器104或 DC/DC电力转换器126、132或136之一)进行隔离。控制器240可以响应 于过压条件、欠压条件或过流条件中的任何一种而使开关280关断。应当 注意，HSM 200的各种实施方式(包括HSM 112、114、116和118的各种 实施方式)可以各自被配置成检测这些故障条件中的一个或两个或所有三 个。
如果在电力输入端210处存在过压状况，则控制器240可以以下列方 式检测过电压状况。电阻器R1和R2之间的电压是电压Vin的一部分，该 部分是由电阻器R1和R2的值确定。该电压被施加到比较器260的正输入 端262。参考电压Vref被施加到比较器260的负输入端264。Vref小于Vin 的预期值并且Vref被确定作为Vin的预期值的函数Vin以及作为电阻器R1 和R2值的函数。值Vref可以例如通过将电压Vin从电力输入端210施加 到DC/DC转换器231来获得。只要Vref显著低于Vin，DC/DC转换器231 就应该提供针对Vref的可预测的值。例如但不限于，如果Vin不应超过14V 并且如果电阻器R1和R2具有相等的值，则可以将Vref设置为7V并且在 正输入端262处的电压不应超过7V。只要正输入端262处的电压小于Vref， 则比较器260就不会检测到过压情况并向控制器240的过压输入端242 报告。在施加到正输入262的电压超过Vref的值时，检测到Vin的过大值。 如果发生这种情况，则比较器260向控制器240报告过压情况，这进而通 过控制输出248使开关280关断。在非限制性实施方式中，Vref以及电阻 器R1和R2的值可以被选择成以在Vin超过Vin标称值的110％或105％时 检测到过压。例如但不限于，对于电力分配装置100中的各种电压，最小 电压阈值可以是12V的110％、5V的105％和3.3V的105％。
如果在电力输入端210处存在欠压状况下，则控制器240可以以下述 方式检测欠压状况。电阻器R3和R4之间的电压是电压Vin的一部分，该 部分由电阻器R3和R4的值确定。该电压被施加到控制器240的电压感测 输入244。如果施加到电压感测输入244的电压至少不满足控制器240中 限定的内部最小电压阈值，则Vin低于最小值并且控制器240通过控制输 出248使开关280关断。在非限制性实施方式中，内部最小电压阈值以及 电阻器R3和R4的值可以被选择成使得当Vin小于阈值时检测到欠压，所 述阈值被限定为Vin的标称值的90％或95％。例如但不限于，对于电力 分配装置100中的各种电压，最小电压阈值可以是12V的90％、5V的95％ 和3.3V的95％。
如果在HSM 200中存在过电流状况，则控制器240可以以下述方式检 测过电流状况。分流电阻器R5两端的电压是通过分流电阻器R5在电力输 入端210与电力输出220之间流动的电流水平的直接函数。该电压被施加 到比较器270的正输入端272和负输入端274。比较器270对该电压进行放 大并提供指示流过分流电阻器R5的电流电平的信号。该信号在控制器240 的电流测量输入端246处被接收。如果报告的电流水平超过控制器240中 限定的内部最大电流阈值，则控制器240通过控制输出248使开关280关 断。在非限制性实施方式中，与服务器370一起使用的最大电流阈值可以 设置为在12V下的30安培、在5V下的2安培、在3.3V下的3安培和针 对5V_sb待机电力下的1安培。
在没有检测到上述过压状况、欠压状况或过流状况时，控制器240使 开关280闭合。在各种实施方式中，开关280可以常开或常闭。因此，控 制器240可以在未检测到故障时在控制输出248上发出信号以使常开开关 闭合，或者响应于检测到故障而使常开开关断开。可以注意到，可以向HSM 112、114、116和118中的任何一个施加不同的配置。例如但不限于，HSM 118可以不实现对5V_sb电力的过压的检测。
在HSM 200的至少一些实施方式中，控制器240可以在电力良好输出 250处发出电力良好信号。控制器240在不存在故障状况并且允许开关280 闭合的情况下发出电力良好信号。在一些实施方式中，控制器240可以在 使开关280闭合之后短暂延迟发出电力良好信号。例如，控制器240可以 在评估Vin已经达到Vin的标称值的至少90％之后10毫秒发出电力良好信 号，该评估是基于在电压感测输入244处检测到的电压值进行的。放大器 缓冲器290(如果存在的话)可以在放大器缓冲器290的输出292处提供电 力良好信号的放大版本。
图3示出了图1的电力分配装置的非限制性实施方式。在特定的电力 分配装置300中，AC/DC电力转换器104可以使用公共冗余电力供应装置 (CRPS)304来实现。这些电力供应装置被构造成使得多个CRPS 304的电 力输出320可以直接彼此连接。四个这样的CRPS304可以被配置成以足够 的电平输出12V DC电力，从而为多达八台服务器供电。图3中所示的电流 值(以安培为单位)和电力值(以瓦特为单位)仅用于说明目的，并不限 制本技术的一般性。
DC/DC电力转换器126可以使用来自Analog DevicesTM的LTM4657 降压DC/DC稳压器326来实现，该LTM4657降压DC/DC稳压器326被配 置成接收12V DC电力并输出5V DC电力。DC/DC电力转换器132可以使 用来自Analog DevicesTM的LTM4646开关模式DC/DC供应装置332来实 现，该LTM4646开关模式DC/DC供应装置332被配置成接收12V DC电 力并输出5VDC电力。DC/DC电力转换器136可以使用来自Analog DevicesTM的LTM4662开关模式DC/DC供应装置336来实现，该LTM4662 开关模式DC/DC供应装置336被配置成接收12V DC电力并且输出3.3V DC 电力。作为HSM 112、114、116和188的通用形式的HSM 200的控制器 240可以使用来自Analog DevicesTM的LTC4232集成热插拔控制器模块340 来实现。在多个组合件110(参见图1)的每一个中，HSM 112、114、116 和118分别向符合ATX的服务器370的相应电力输入提供12V、5V、3.3V 和5V_sb电力供应装置。
图3示出了电力分配装置300可以扩展为与另外的类似的装置300'协 作，以实现负载共享和/或冗余目的。12V总线322可以朝着另外的电力分 配装置300'延伸，如箭头350所示，使得一些12V电力可以由电力分配装 置300分配到另外的电力分配装置300'。类似地，另外的电力分配装置300' 可以向电力分配装置300提供一些12V电力，如箭头352所示。电力分配 装置300和300'的这种冗余也可用于5V_sb电力。从转换器326延伸的 5V_sb总线330可以向另外的电力分配装置300'延伸，如箭头354所示。类 似地，另外的电力分配装置300'可以向电力分配装置300提供一些5V_sb 电力，如图所示由箭头356表示。组合器360，例如来自Analog DevicesTM的LTC4370电流平衡控制器，可以用于将来自5V_sb总线330和来自另外 的电力分配装置300'的5V_sb电力进行组合以形成连接到在5V_sb下操作 的HSM(图1中的HSM 118)的组合的5V_sb总线362。
在图1和图3的描述中提到的各种DC电压适用于根据ATX规范为服 务器370供电。还设想了产生其他电压以用于为不符合ATX规范的服务器 供电或用于为其他电子部件(例如电容器、硬盘驱动器或风扇)供电的实 施方式。具体实施方式可以以少于或多于图1和图3的描述中提到的四个 电压提供电力。例如但不限于，一些负载106或负载106的组合可以不使 用任何待机电力。
符合ATX规范的服务器370需要提供电力良好信号，也称为 “PWR_OK”信号，所述电力良好信号在开始使用12V电力之前由ATX电 力供应装置提供。在本技术的一个方面，由HSM 114和HSM 116提供的电 力良好信号可以进行组合以模拟服务器370可以期望从传统ATX电力供应 装置接收的电力良好信号。如通用HSM 200(图2)的描述中所表达的， 当HSM200允许在其电力输入端210和其电力输出端220之间传输电力 时，控制器240可以产生电力良好信号并由放大器缓冲器290放大。图4 说明了如何组合电力良好信号。如图1的描述中所表达的，HSM 114可以 从DC/DC电力转换器132的输出端134接收5V的DC电力。同样，HSM116 可以从DC/DC电力转换器136的输出端138接收3.3V的DC电力。也如 图2的描述中所表达的，每个HSM可以包括输出端292，用于在HSM未 检测到故障状况时发送电力良好信号。如图4所示，HSM 114包括输出端 292A(输出端292A可以由HSM 114内部的控制器240或放大器缓冲器290 (如果存在的话)直接提供)，以用于在相应负载106(即符合ATX的服务 器370)的电力输入端144处能够获得可用的5V电力时发出电力良好信号。 同样，HSM 116包括输出端292B(输出端292B可以由HSM 116内部的控 制器240或放大器缓冲器290(如果存在的话)直接提供)，以用于在相应 负载106(即符合ATX的服务器370)的电力输入端146处能够获得可用 的3.3V电力时发出电力良好信号。逻辑门150(即与门)将可能出现在输 出端292A和输出端292B上的电力良好信号进行组合，并在能够同时获得 5V和3.3V的电力时发出组合的电力良好信号152。在HSM 114或HSM 116 之一检测到故障状况的情况下，HSM 114或HSM116将打开HSM 114或 HSM 116的内部开关280并移除该电力良好信号。逻辑门150在其两个输 入端不再具有电力良好信号时将移除组合的电力良好信号152，从而在移除 5V或3.3V电力的同时通知相应服务器370故障状况。
图5说明了用于生成组合的电力良好信号的另一种技术。图5中所示 的配置不使用由HSM 114和HSM 116生成的任何电力良好信号。相反，用 于输送到相应负载106(即符合ATX的服务器370)的电力输入端144的 5V电力被施加到电阻器R6和接地的电容器C1的串联组合。当5V电力首 次可用时，电阻器R6和电容器C1之间的电压迅速增加以达到HSM 114输出的值。该电压被施加到施密特触发器154，该触发器154产生等效的电力 良好信号以施加到逻辑门150上。类似地，用于输送到相应负载106(即符 合ATX的服务器370)的电力输入端146的3.3V电力被施加到电阻器R7 和接地的电容器C2的串联组合。当3.3V电力首次可用时，电阻器R7和 电容器C2之间的电压迅速增加以达到HSM 116输出的值。该电压被施加 到另外的施密特触发器156，该施密特触发器156产生等效的电力良好信号 以施加到逻辑门150上。当施密特触发器154和施密特触发器156都被激 活时，逻辑门150发出组合的电力良好信号152。在HSM 114或HSM 116 之一检测到故障并打开HSM 114或HSM 116的内部开关时，则相应的施密 特触发器154或施密特触发器156将移除其等效的电力良好信号。可以观察到，施密特触发器154和施密特触发器156期望在施加到其上的电压变 化小于阈值时保持它们的状态，使得小的和瞬态电压变化不会导致电力良 好信号的损失。
考虑使用具有四个输入的逻辑门将来自其他HSM 112和HSM 118的 电力良好信号进行组合。然而，应注意，符合ATX规范的服务器370期望 在电力良好信号到达之前使用5V_sb电力。此外，5V和3.3V电力的可用 性取决于DC/DC电力转换器132和DC/DC电力转换器136处12V电力的 先前可用性，来自HSM 112的电力良好信号在图1的特定配置中将是冗余 的。因此，当其他类型的负载106从电力分配装置100接收电力时，将电 力良好信号进行组合会是有用的。
图6a、图6b、图6c和图6d是示出用于从多个电力供应装置向多个负 载106提供电力的方法的操作的序列图。在这些图中，序列400包括多个 操作，其中一些可以以可变顺序执行，一些操作可能同时执行，一些操作 是可选的。为了便于理解，参考图1的电力分配装置100的组件在以下段 落中呈现序列400。然而，应当理解，序列400的各种实施方式可以偏离电 力分配装置100。例如但不限于，虽然图1示出了其中可以向特定类型的负 载106(例如服务器370)提供四个不同电压(包括待机电压)的实施方式， 也可以考虑使用多于或少于四个电压来为其他类型的负载106供电的实施 方式。
序列400包括操作402(图6a)，其中将多个电力供应装置(例如AC/DC 电力转换器104)的电力输出端(例如电力输出端120)进行组合以提供第 一电压(例如12V)的电力。在操作404，将第一电压的电力输送到多个第 一热插拔模块(例如HSM 112)。每个第一热插拔模块电连接到多个负载106 中的对应负载的第一电力输入端(例如负载106的电力输入端142)。操作 406、操作408和操作410中的一个或更多个，以及操作412或操作414中 的任一个，由每个第一热插拔模块执行。操作406可以验证是否存在欠压 故障状况。如果第一电压至少等于第一最小电压阈值，则不存在欠压。如 果未检测到欠压故障状况，则操作408可验证是否存在过压故障状况。如 果第一电压不超过第一最大电压阈值，则不存在过压。如果不存在过压状 况，则操作410可以验证是否存在过流故障状况。如果负载106在第一电 压下消耗的电流不超过第一最大电流阈值，则不存在过流。如果在操作406、 操作408或操作410未检测到故障状况，则在操作412，以第一电压将电力 输送到相应负载106的第一电力输入端。如果在操作406、操作408或操作410中的任何一个发现故障状况，在操作414，将对应负载106的第一电力 输入端与多个电力供应装置进行隔离。应该观察到，操作406、操作408和 操作410可以以任何顺序执行并且可以同时执行，特别是当第一热插拔模 块是以如图2所示的方式进行构造时。
继续参考图6b，操作420到操作432可以与操作404到操作414并行 或同时执行。操作402之后的操作420包括将第一电压的电力输送到第一 电力转换器(例如DC/DC电力转换器132)，以提供第二电压(例如5V) 的电力。然后，操作422到操作432是与操作404到操作414对应的操作， 操作422到操作432被执行以输送第二电压的电力。
在操作422，以第二电压将电力输送到多个第二热插拔模块(例如HSM 114)。每个第二热插拔模块电连接到多个负载106中的对应负载的第二电 力输入端(例如负载106的电力输入端144)。操作424、操作426和操作 428中的一个或更多个，以及操作430或操作432中的任一个，由每个第二 热插拔模块执行。操作424可以验证是否存在欠压故障状况。如果第二电 压至少等于第二最小电压阈值，则不存在欠压。如果未检测到欠压故障状 况，则操作426可验证是否存在过压故障状况。如果第二电压不超过第二 最大电压阈值，则不存在过压。如果不存在过压状况，则操作428可以验 证是否存在过流故障状况。如果负载106在第二电压下消耗的电流不超过 第二最大电流阈值，则不存在过流。如果在操作424、操作426或操作428 未检测到故障状况，则在操作430，以第二电压将电力输送到对应负载106的第二电力输入端。如果在操作424、操作426或操作428中的任何一个发 现故障状况，在操作432，将对应负载106的第二电力输入端与第一电力转 换器隔离。操作424、操作426和操作428也可以以任何顺序执行并且可以 同时执行，特别是当第二热插拔模块是以图2所示的方式进行构造时。
继续参考图6c，操作440到操作452可以与操作404到操作414和/ 或与操作420到操作432并行或同时执行。操作402之后的操作440包括 将第一电压的电力输送到第二电力转换器(例如DC/DC电力转换器136)， 以提供第三电压(例如3.3V)电力。还设想了将第二电压的电力输送到第 二电力转换器以提供第三电压的电力。然后，操作442到操作452是与操作404到操作414和/或操作422到操作432对应的操作，操作442到操作 452被执行以输送第三电压的电力。
在操作442，以第三电压将电力输送到多个第三热插拔模块(例如HSM 116)。每个第三热插拔模块电连接到多个负载106中的对应负载的第三电 力输入端(例如负载106的电力输入端146)。操作444、操作446和操作 448中的一个或更多个，以及操作450或操作452任一个，由每个第三热插 拔模块执行。操作444可以验证是否存在欠压故障状况。如果第三电压至 少等于第三最小电压阈值，则不存在欠压。如果未检测到欠压故障状况， 则操作446可验证是否存在过压故障状况。如果第三电压不超过第三最大 电压阈值，则不存在过压。如果不存在过压状况，则操作448可以验证是 否存在过流故障状况。如果负载106在第三电压下消耗的电流不超过第三 最大电流阈值，则不存在过流。如果在操作444、操作446或操作448未检 测到故障状况，则在操作450，以第三电压将电力输送到相应负载106的第三电力输入端。如果在操作444、操作446或操作448中的任何一个发现故 障状况，在操作452，将对应负载106的第三电力输入端与第二电力转换器 进行隔离。操作444、操作446和操作448也可以以任何顺序执行并且可以 同时执行，特别是当第三热插拔模块是以图2所示的方式进行构造时。
继续参考图6d，在一些实施方式中，操作460到操作474可以与图6a、 图6b和图6c的一些操作并行执行。在其中将第一电压、第二电压和第三 电压以及待机电压(Standbyvoltage)提供给负载106(例如符合ATX规范 的服务器)的特定实施方式中，操作460到操作474可以在序列400的其 他操作之前，因为符合ATX的服务器被构造为在开始消耗其他电压的电力 之前接收待机电力(standby power)。
在操作460将多个电力供应装置(例如AC/DC电力转换器104)的待 机电力输出端(例如待机电力输出124)进行组合，以提供第一待机电压 (Standby voltage)(例如12V_sb)的待机电力。然后，操作462包括将第 一待机电压的电力输送到第三电力转换器(例如DC/DC电力转换器126) 以提供第二待机电压(例如5V_sb)的电力。操作464到474是图6a、图6b和图6c中所描述的操作对应的操作，操作464到474被执行以输送第二 待机电压的电力。
在操作464，以第二待机电压将待机电力输送到多个第四热插拔模块 (例如HSM118)。每个第四热插拔模块电连接到多个负载106中的对应负 载的待机电力输入端(例如负载106的待机电力输入端148)。操作466、 操作468和操作468中的一个或更多个，以及操作472或操作474的任一 个，由每个第四热插拔模块执行。操作466可以验证是否存在欠压故障状 况。如果第二待机电压至少等于最小待机电压阈值，则不存在欠压。如果 未检测到欠压故障状况，则操作468可验证是否存在过压故障状况。如果 第二待机电压不超过最大待机电压阈值，则不存在过压。如果不存在过压 状况，则操作470可以验证是否存在过流故障状况。如果负载106在第二 待机电压下消耗的电流不超过最大待机电流阈值，则不存在过流。如果在 操作466、操作468或操作470未检测到故障状况，则在操作472，以第二 待机电压将待机电力输送到对应负载106的待机电力输入端。如果在操作 466、操作468或操作470中的任何一个发现故障状况，则在操作474，将 对应负载106的待机电力输入端与第三电力转换器进行隔离。操作466、操 作468和操作470也可以以任何顺序执行并且可以同时执行，特别是当第 四热插拔模块是以图2所示的方式构建时。
继续参考图6e，可以在序列400的过程中的任何时间执行一些操作， 包括当将电力输送到一些或所有负载106。例如，由多个电力供应装置提供 的电力水平可以在操作480进行监视。基于电力供应装置的电力输送能力 和基于来自多个负载106的当前电力需求，可以在操作482选择性地激活 或去激活多个电力供应装置中的一个或更多个，以保持激活的所有电力供 应装置或多个电力供应装置的子集足以响应多个负载106的电力需求。在一些实施方式中，包括在电力装置100(图1)中的负载106的数目可以根 据电力供应装置的数目来选择，以便在电力供应装置中的一个发生故障的 情况下可以提供电力供应装置冗余。在一些实施方式中，负载106的数目 可以大于电力供应装置的数目。
在一些实施方式中，负载106可以包括符合ATX的服务器370(图3)， 所述符合ATX的服务器中的每一个包括相应的第一电力输入端142、相应 的第二电力输入端144、相应的第三电力输入端146和相应的待机电力输入 端148。这些服务器370和任何其他符合ATX的负载最初应该接收到第二 待机电压的待机电力，然后直到等到它们接收到电力良好信号，才实际开 始在其第一输入端、第二输入端和第三电力输入端消耗电力。在一个实施 方式中，序列400包括用于在每个第二热插拔模块处响应在该第二热插拔 模块处能够获得第二电压来生成第一电力良好信号的操作490。操作490在 操作430之后(图6b)。操作492包括在每个第三热插拔模块处响应在该第 三热插拔模块处能够获得第三电压来生成第二电力良好信号。操作492在 操作450之后(图6c)。然后，操作484包括响应于第一电力良好信号和第二电力良好信号的生成，将组合的电力良好信号输送到连接到这些第二热 插拔模块和第一热插拔模块的负载106。
在其他实施方式中，多个负载106可以包括第一类型的负载106的第 一子集和第二类型的负载106的第二子集。负载106类型的非限制性示例 包括电容器、硬盘驱动器、风扇等。这些各种负载106可以消耗各种电压 的电力。因此，可以将电力以第一电压选择性地输送到第一子集的负载106， 并且可以将电力以第二电压选择性地输送到第二子集的负载106。
图7示出了第3层(Tier 3)电力分配装置500。该装置500符合对数 据中心可用性要求的第3层定义。该装置500包括在图1、图2和图3的描 述中介绍的若干组件，包括多个CRPS 304(例如四个CRPS 304)、DC/DC 调节器326(例如四个DC/DC调节器326)、DC/DC供应装置332、DC/DC 供应装置336和包含一个负载106和HSM 112、HSM 114、HSM 116和HSM 118的组合件110(并行重复多次，例如八次)。该装置500还包括CRPS 插入检测器510、微控制器520和指示器530。
在所述装置500中，12V、5V、3.3V的DC电力和5V_sb的待机电力 以与前面附图的描述中表达的相同方式分配在各个组件之间。
线束540在CRPS 304、DC/DC调节器326、CRPS插入检测器510和 微控制器520之间延伸。线束540包括多根线(未示出)。线束540中的 一根线将12V_sb待机电力从每个CRPS304输送到相应的DC/DC调节器 326。线束540中的另一根线将每个CRPS 304的存在信号输送到CRPS插 入检测器510。CRPS插入检测器510在连接到微控制器520的线550上发 出可用性信号，以指示装置500中的12V电力和12V_sb电力是可用的。所 述存在信号也被施加到微控制器520。
所述线束540还包括用于从每个CRPS 304提供电力良好信号的其他 线，以及用于从每个CRPS 304向微控制器520提供最终缓慢的过流警告信 号的线。微控制器使用这些缓慢的过流警告信号以确定何时应该选择性地 激活或去激活某些CRPS 304，以便保持激活的所有CRPS 304或CRPS 304 的子集足以响应组合件110中的多个负载106(例如服务器)的电力需求。
虽然已经参照以特定顺序执行的特定步骤描述和示出了上述实施方 式，但是应当理解，这些步骤可以被组合、细分或重新排序而不背离本技 术的教导。至少一些步骤可以并行或串行执行。因此，步骤的顺序和分组 不是本技术的限制。
应明确理解，并非本文提及的所有技术效果都需要在本技术的每个实 施方式中享有。
因此，根据本技术的一些非限制性实施方式实现的方法和系统可以表 示如下，在编号的条款中呈现。
条款
[条款1]一种用于从多个电力供应装置(104)向多个负载(106)(106) 提供电力的方法(400)，所述方法(400)包括：
将所述多个电力供应装置(104)的电力输出端(120)进行组合 (402)以提供第一电压的电力；
将第一电压的电力输送(404)到多个第一热插拔模块(112)， 每个第一热插拔模块(112)电连接到所述多个负载(106)中的对应 负载的第一电力输入端(142)；以及
在所述每个第一热插拔模块(112)处：
验证一个或更多个第一条件，所述一个或更多个第一条件选 自：第一电压至少等于第一最小电压阈值(406)；第一电压不超 过第一最大电压阈值(408)；以及由所述负载(106)在第一电 压下消耗的电流不超过第一最大电流阈值(410)，
响应于满足所述一个或更多个第一条件，将第一电压的电力 选择性地输送(412)到所述对应负载(106)的所述第一电力输 入端(142)，以及
响应于不满足所述一个或更多第一条件中的任何一个，将所 述对应负载(106)的所述第一电力输入端(142)与所述多个电 力供应装置(104)进行隔离。
[条款2]根据条款1所述的方法(400)，还包括：
将第一电压的电力输送(420)到第一电力转换器(132)以提供 第二电压的电力；
将第二电压的电力输送(422)到多个第二热插拔模块(114)， 每个第二热插拔模块(114)电连接到所述多个负载(106)中的对应 负载的第二电力输入端(144)；以及
在所述每个第二热插拔模块(114)处：
验证一个或更多个第二条件，所述一个或更多个第二条件选 自：第二电压至少等于第二最小电压阈值(424)；第二电压不超 过第二最大电压阈值(426)；以及由所述负载(106)在第二电 压下消耗的电流不超过第二最大电流阈值(428)，
响应于满足所述一个或更多个第二条件，将第二电压的电力 选择性地输送(430)到所述对应负载(106)的所述第二电力输 入端(144)，以及
响应于不满足所述一个或更多个第二条件中的任何一个，将 所述对应负载(106)的所述第二电力输入端(144)与所述第一 电力转换器(132)进行隔离。
[条款3]根据条款1或2所述的方法(400)，还包括：
将第一电压的电力输送(440)到第二电力转换器(136)以提供 第三电压的电力；
将第三电压的电力输送(442)到多个第三热插拔模块(116)， 每个第三热插拔模块(116)电连接到所述多个负载(106)中的对应 负载的第三电力输入端(146)；以及
在所述每个第三热插拔模块(116)处：
验证一个或更多个第三条件，所述一个或更多个第三条件选 自：第三电压至少等于第三最小电压阈值(444)；第三电压不超 过第三最大电压阈值(446)；以及由所述负载(106)在第三电 压下消耗的电流不超过第三最大电流阈值(448)，
响应于满足所述一个或更多个第三条件，将第三电压的电力 选择性地输送(450)到所述对应负载(106)的所述第三电力输 入端(146)，以及
响应于不满足所述一个或更多个第三条件中的任何一个，将 所述对应负载(106)的所述第三电力输入端(146)与所述第二 电力转换器(136)进行隔离。
[条款4]根据条款1至3中任一项所述的方法(400)，还包括：
将所述多个电力供应装置(104)的待机电力输出端(120)进行 组合(402)以提供第一待机电压的待机电力；
将第一待机电压的待机电力输送(462)到第三电力转换器(126)， 以提供第二待机电压的待机电力；
将第二待机电压的待机电力输送(464)到多个第四热插拔模块 (118)，每个第四热插拔模块(118)电连接到所述多个负载(106) 中的对应负载的待机电力输入端(148)；以及
在每个第四热插拔模块(118)处：
验证一个或更多个第四条件，所述一个或更多个第四条件选 自：第二待机电压至少等于最小待机电压阈值(466)；第二待机 电压不超过最大待机电压阈值(468)；以及由所述负载(106) 在第二待机电压下消耗的电流不超过最大待机电流阈值(470)，
响应于满足所述一个或更多个第四条件，将第二待机电压的 待机电力选择性地输送(404)到所述对应负载(106)的待机电 力输入端(148)，以及
响应于不满足所述一个或更多个第四条件中的任一个，将所 述对应负载(106)的待机电力输入端(148)与所述第三电力转 换器(126)进行隔离。
[条款5]根据条款4所述的方法(400)，其中，每个负载(106)包括相应 的第一电力输入端(142)、相应的第二电力输入端(144)、相应的第 三电力输入端(146)和相应的待机电力输入端(148)。
[条款6]根据条款5所述的方法(400)，还包括：
响应于在电连接到给定负载(106)的第二电力输入端(144)的给定 第二热插拔模块(114)处能够获得第二电压，来生成(490)第一电 力良好信号；
响应于在电连接到给定负载(106)的第三电力输入端(146)的给定 第三热插拔模块(116)处能够获得第三电压，来生成(492)第二电 力良好信号；以及
响应于所述第一电力良好信号和所述第二电力良好信号的生成，来向 给定负载(106)输送(494)组合电力良好信号。
[条款7]根据条款1至6中任一项所述的方法(400)，还包括：
监控(480)由所述多个电力供应装置(104)提供的电力水平；以及
对所述多个电力供应装置(104)中的一个或更多个进行选择性地激活 和去激活(482)以保持激活的所有电力供应装置(104)或者所述多 个电力供应装置(104)的子集足以响应所述多个负载(106)的电力 需求。
[条款8]根据条款1至7中任一项所述的方法(400)，其中，所述多个负 载(106)的数目大于所述多个电力供应装置(104)的数目。
[条款9]根据条款8所述的方法(400)，其中，所述多个负载(106)的数 目根据所述多个电力供应装置(104)中用于电力供应装置冗余的数目 来选择。
[条款10]根据条款2所述的方法(400)，其中，
所述多个负载(106)包括第一类型的负载(106)的第一子集和第二 类型的负载(106)的第二子集；
以第一电压将电力选择性地输送到所述第一子集的负载(106)；以及
以第二电压将电力选择性地输送到所述第二子集的负载(106)。
[条款11]一种电力分配电路(108)，所述电力分配电路(108)用于从多 个电力供应装置(104)向多个负载(106)提供电力，所述电路(108) 包括：
所述多个电力供应装置(104)的电力输出端(120)的第一组合 器(122)，所述第一组合器(122)适于提供第一电压的电力；以及
多个第一热插拔模块(112)，每个第一热插拔模块(112)电连 接到所述第一组合器(122)和所述多个负载(106)中的对应负载的 第一电力输入端(142)，所述每个第一热插拔模块(112)适于：
验证一个或更多第一条件，所述一个或更多个第一条件包 括：第一电压至少等于第一最小电压阈值；第一电压不超过第一 最大电压阈值；以及由所述负载(106)在第一电压下消耗的电 流不超过第一最大电流阈值，
响应于满足所述一个或更多个第一条件，将第一电压的电力 选择性地输送到所述对应负载(106)的所述第一电力输入端 (142)，以及
响应于不满足所述一个或更多第一条件中的任何一个，将所 述对应负载(106)的所述第一电力输入端(142)与所述多个电 力供应装置(104)进行隔离。
[条款12]根据条款11所述的电路(108)，还包括：
第一电力转换器(132)，所述第一电力转换器(132)电连接到 第一组合器(122)并且所述第一电力转换器(132)适于提供第二电 压的电力；以及
多个第二热插拔模块(114)，每个第二热插拔模块(114)电连 接到所述第一电力转换器(132)并且电连接到所述多个负载(106) 中的对应负载的第二电力输入端(144)，所述每个第二热插拔模块 (114)被配置成：
验证一个或更多个第二条件，所述一个或更多个第二条件选 自：第二电压至少等于第二最小电压阈值；第二电压不超过第二 最大电压阈值；以及由所述负载(106)在第二电压下消耗的电 流不超过第二最大电流阈值，
响应于满足所述一个或更多个第二条件，将第二电压的电力 选择性地输送(404)到所述对应负载(106)的所述第二电力输 入端(144)，以及
响应于不满足所述一个或更多个第二条件中的任何一个，将 所述对应负载(106)的所述第二电力输入端(144)与所述第一 电力转换器(132)进行隔离。
[条款13]根据条款11或12所述的电路(108)，还包括：
第二电力转换器(136)，所述第二电力转换器(136)电连接到 第一组合器(122)并且所述第二电力转换器(136)适于提供第三电 压的电力；以及
多个第三热插拔模块(116)，每个第三热插拔模块(116)电连 接到所述第二电力转换器(136)并且电连接到所述多个负载(106) 中的对应负载(106)的第三电力输入端(146)，所述每个第三热插 拔模块(116)适于：
验证一个或更多个第三条件，所述一个或更多个第三条件选 自：第三电压至少等于第三最小电压阈值；第三电压不超过第三 最大电压阈值；以及由所述负载(106)在第三电压下消耗的电 流不超过第三最大电流阈值，
响应于满足所述一个或更多个第三条件，将第三电压的电力 选择性地输送到所述对应负载(106)的所述第三电力输入端 (146)，以及
响应于不满足所述一个或更多个第三条件中的任何一个，将 所述对应负载(106)的所述第三电力输入端(146)与所述第二 电力转换器(136)进行隔离。
[条款14]根据条款11至13中任一项所述的电路(108)，还包括：
多个第三电力转换器(126)，每个第三电力转换器(126)电连 接到对应电力供应装置(104)的待机电力输出端(124)，以用于接 收第一待机电压的电力，每个第三电力转换器(126)适于提供第二 待机电压的待机电力；
第二组合器(130)，所述第二组合器(130)电连接到所述多个 第三电力转换器(126)，所述第二组合器(130)适于对第二待机电 压的待机电力进行组合；以及
多个第四热插拔模块(118)，每个第四热插拔模块(118)电连 接到所述第二组合器(130)并且电连接到所述多个负载(106)中的 对应负载的待机电力输入端(148)，所述每个第四热插拔模块(118) 适于：
验证一个或更多个第四条件，所述一个或更多个第四条件选 自：第二待机电压至少等于最小待机电压阈值；第二待机电压不 超过最大待机电压阈值；以及由所述负载(106)在第二待机电 压下消耗的电流不超过最大待机电流阈值，
响应于满足所述一个或更多个第四条件，将第二待机电压的 待机电力选择性地输送到所述对应负载(106)的待机电力输入 端(148)，以及
响应于不满足所述一个或更多个第四条件中的任一个，将所 述对应负载(106)的待机电力输入端(148)与所述第三电力转 换器(126)进行隔离。
[条款15]根据条款11至13中任一项所述的电路(108)，还包括：
所述多个电力供应装置(104)的待机电力输出端124的第二组合器， 所述第二组合器适于提供第一待机电压的待机电力；
第三电力转换器(126)，所述第三电力转换器(126)电连接到所述第 二组合器并且所述第三电力转换器(126)适于提供第二待机电压的待机电 力；以及
多个第四热插拔模块(118)，每个第四热插拔模块(118)电连接到所 述第三电力转换器(126)和所述多个负载(106)的对应的负载的待机电 力输入端(148)，每个第四热插拔模块(118)适于：
验证一个或更多个第四条件，所述一个或更多个第四条件选 自：第二待机电压至少等于最小待机电压阈值；第二待机电压不 超过最大待机电压阈值；以及由所述负载(106)在第二待机电 压下消耗的电流不超过最大待机电流阈值，
响应于满足所述一个或更多个第四条件，将第二待机电压的 待机电力选择性地输送到所述对应负载(106)的所述待机电力 输入端(148)，以及
响应于不满足所述一个或更多个第四条件中的任一个，将所 述对应负载(106)的所述待机电力输入端(148)与所述第三电 力转换器进行隔离。
[条款16]根据条款14或15所述的电路(108)，其中，每个负载(106) 包括相应的第一电力输入端(142)、相应的第二电力输入端(144)、 相应的第三电力输入端(146)和相应的待机电力输入端(148)。
[条款17]根据条款16所述的电路(108)，其中：
每个第二热插拔模块(114)适于响应于在所述第二热插拔模块 (114)处能够获得第二电压而生成第一电力良好信号；
每个第三热插拔模块(116)适于响应于在所述第三热插拔模块 (116)处能够获得第三电压而生成第二电力良好信号；以及
所述电路(108)还包括多个逻辑门(150)，每个逻辑门(150) 适于：
将由电连接到给定负载(106)的所述第二电力输入端(144)的 给定第二热插拔模块(114)生成的第一电力良好信号与由电连接到 所述给定负载(106)的所述第三电力输入端(146)的给定第三热插 拔模块(116)生成的第二电力良好信号进行组合，以及
向所述给定负载(106)提供组合的电力良好信号。
[条款18]根据条款16或17所述的电路(108)，其中：
每个负载(106)均是服务器(370)；以及
第一电压、第二电压、第三电压和第二待机电压符合ATX规范。 [条款19]根据条款11至18中任一项所述的电路(108)，还包括控制器 (520)，所述控制器(520)能够操作地连接到所述多个电力供应装 置(104)并且所述控制器(520)适于：
监控由所述多个电力供应装置(104)提供的电力电平；以及
选择性地激活和去激活所述多个电力供应装置(104)中的一个 或更多个以维持激活的所有电力供应装置(104)或所述多个电力供 应装置(104)的子集足以响应所述多个负载(106)的电力需求。
[条款20]根据条款11至19中任一项所述的电路(108)，其中，所述多个 负载(106)的数目大于所述多个电力供应装置(104)的数目。
[条款21]根据条款20所述的电路(108)，其中，所述多个负载(106)的 数目根据所述多个电力供应装置(104)中用于电力供应装置冗余的 数目来选择。
[条款22]根据条款12所述的电路(108)，其中，
所述多个负载(106)包括第一类型的负载(106)的第一子集和 第二类型的负载(106)的第二子集；
以第一电压将电力选择性地输送到所述第一子集的所述负载 (106)；以及
以第二电压将电力选择性地输送(404)到所述第二子集的负载 (106)。
[条款23]根据条款22所述的电路(108)，其中，所述第一类型的负载(106)
包括硬盘驱动器并且所述第二类型的负载(106)包括风扇。
对本技术的上述实施方式的修改和改进对于本领域技术人员而言可以 是明显的。前面的描述旨在是示例性的而不是限制性的。因此，本技术的 范围旨在仅由所附权利要求书的范围来限制。

Claims (15)

1.一种用于从多个电力供应装置向多个负载提供电力的方法，所述方法包括：
将所述多个电力供应装置的电力输出端进行组合以提供第一电压的电力；
将来自所述多个电力供应装置的组合的电力输出端的第一电压的电力输送到多个第一热插拔模块，每个第一热插拔模块电连接到所述多个负载中的对应负载的第一电力输入端；以及
在所述每个第一热插拔模块处：
验证第一条件，所述第一条件包括：在所述多个负载中的对应负载的所述第一电力输入端处的第一电压至少等于第一最小电压阈值；第一电压不超过第一最大电压阈值；以及由所述负载在第一电压下消耗的电流不超过第一最大电流阈值，
响应于满足所述第一条件，将第一电压的电力选择性地输送到所述对应负载的所述第一电力输入端，以及
响应于不满足所述第一条件中的任何一个，将所述对应负载的所述第一电力输入端与所述多个电力供应装置进行隔离，而不对所述多个负载中的其余负载的第一电力输入端进行隔离。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将来自所述多个电力供应装置的所述组合的电力输出端的第一电压的电力输送到第一电力转换器，以提供第二电压的电力；
将来自所述第一电力转换器的第二电压的电力输送到多个第二热插拔模块，每个第二热插拔模块电连接到所述多个负载中的对应负载的第二电力输入端；以及
在所述每个第二热插拔模块处：
验证一个或更多个第二条件，所述一个或更多个第二条件选自：第二电压至少等于第二最小电压阈值；第二电压不超过第二最大电压阈值；以及由所述负载在第二电压下消耗的电流不超过第二最大电流阈值，
响应于满足所述一个或更多个第二条件，将第二电压的电力选择性地输送到所述对应负载的所述第二电力输入端，以及
响应于不满足所述一个或更多个第二条件中的任何一个，将所述对应负载的所述第二电力输入端与所述第一电力转换器进行隔离。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
将来自所述多个电力供应装置的所述组合的电力输出端的第一电压的电力输送到第二电力转换器，以提供第三电压的电力；
将来自所述第二电力转换器的第三电压的电力输送到多个第三热插拔模块，每个第三热插拔模块电连接到所述多个负载中的对应负载的第三电力输入端；以及
在所述每个第三热插拔模块处：
验证一个或更多个第三条件，所述一个或更多个第三条件选自：第三电压至少等于第三最小电压阈值；第三电压不超过第三最大电压阈值；以及由所述负载在第三电压下消耗的电流不超过第三最大电流阈值，
响应于满足所述一个或更多个第三条件，将第三电压的电力选择性地输送到所述对应负载的所述第三电力输入端，以及
响应于不满足所述一个或更多个第三条件中的任何一个，将所述对应负载的所述第三电力输入端与所述第二电力转换器进行隔离。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：
将所述多个电力供应装置的待机电力输出端进行组合，以提供第一待机电压的待机电力；
将来自所述多个电力供应装置的所述待机电力输出端的第一待机电压的待机电力输送到第三电力转换器，以提供第二待机电压的待机电力；
将来自所述第三电力转换器的第二待机电压的待机电力输送到多个第四热插拔模块，每个第四热插拔模块电连接到所述多个负载中的对应负载的待机电力输入端；以及
在所述每个第四热插拔模块处：
验证一个或更多个第四条件，所述一个或更多个第四条件选自：第二待机电压至少等于最小待机电压阈值；第二待机电压不超过最大待机电压阈值；以及由所述负载在第二待机电压下消耗的电流不超过最大待机电流阈值，
响应于满足所述一个或更多个第四条件，将第二待机电压的待机电力选择性地输送到所述对应负载的所述待机电力输入端，以及
响应于不满足所述一个或更多个第四条件中的任一个，将所述对应负载的所述待机电力输入端与所述第三电力转换器进行隔离。
5.一种电力分配电路，所述电力分配电路用于从多个电力供应装置向多个负载提供电力，所述电路包括：
多个电力供应装置的电力输出端的第一组合器，所述第一组合器被配置成提供第一电压的电力；以及
多个第一热插拔模块，每个第一热插拔模块电连接到所述第一组合器并且电连接到所述多个负载中的对应负载的第一电力输入端，所述每个第一热插拔模块被配置成：
验证第一条件，所述第一条件包括：在所述多个负载中的所述对应负载的所述第一电力输入端处的第一电压至少等于第一最小电压阈值；第一电压不超过第一最大电压阈值；以及由所述负载在第一电压下消耗的电流不超过第一最大电流阈值，
响应于满足所述第一条件，将第一电压的电力选择性地输送到所述对应负载的所述第一电力输入端，以及
响应于不满足所述第一条件中的任何一个，将所述对应负载的所述第一电力输入端与所述多个电力供应装置进行隔离，而不对所述多个负载中的其余负载的第一电力输入端进行隔离。
6.根据权利要求5所述的电路，还包括：
第一电力转换器，所述第一电力转换器电连接到所述第一组合器并且所述第一电力转换器被配置成提供第二电压的电力；以及
多个第二热插拔模块，每个第二热插拔模块电连接到所述第一电力转换器并且电连接到所述多个负载中的对应负载的第二电力输入端，所述每个第二热插拔模块被配置成：
验证一个或更多个第二条件，所述一个或更多个第二条件选自：第二电压至少等于第二最小电压阈值；第二电压不超过第二最大电压阈值；以及由所述负载在第二电压下消耗的电流不超过第二最大电流阈值，
响应于满足所述一个或更多个第二条件，将第二电压的电力选择性地输送到所述对应负载的所述第二电力输入端，以及
响应于不满足所述一个或更多个第二条件中的任何一个，将所述对应负载的所述第二电力输入端与所述第一电力转换器进行隔离。
7.根据权利要求5或6所述的电路，还包括：
第二电力转换器，所述第二电力转换器电连接到所述第一组合器并且所述第二电力转换器被配置成提供第三电压的电力；以及
多个第三热插拔模块，每个第三热插拔模块电连接到所述第二电力转换器并且电连接到所述多个负载中的对应负载的第三电力输入端，所述每个第三热插拔模块被配置成：
验证一个或更多个第三条件，所述一个或更多个第三条件选自：第三电压至少等于第三最小电压阈值；第三电压不超过第三最大电压阈值；以及由所述负载在第三电压下消耗的电流不超过第三最大电流阈值，
响应于满足所述一个或更多个第三条件，将第三电压的电力选择性地输送到所述对应负载的所述第三电力输入端，以及
响应于不满足所述一个或更多个第三条件中的任何一个，将所述对应负载的所述第三电力输入端与所述第二电力转换器进行隔离。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的电路，还包括：
多个第三电力转换器，每个第三电力转换器电连接到对应电力供应装置的待机电力输出端，以用于接收第一待机电压的电力，每个第三电力转换器被配置成提供第二待机电压的待机电力；
第二组合器，所述第二组合器电连接到所述多个第三电力转换器，所述第二组合器被配置成对第二待机电压的待机电力进行组合；以及
多个第四热插拔模块，每个第四热插拔模块电连接到所述第二组合器并且电连接到所述多个负载中的对应负载的待机电力输入端，所述每个第四热插拔模块被配置成：
验证一个或更多个第四条件，所述一个或更多个第四条件选自：第二待机电压至少等于最小待机电压阈值；第二待机电压不超过最大待机电压阈值；以及由所述负载在第二待机电压下消耗的电流不超过最大待机电流阈值，
响应于满足所述一个或更多个第四条件，将第二待机电压的待机电力选择性地输送到所述对应负载的所述待机电力输入端，以及
响应于不满足所述一个或更多个第四条件中的任一个，将所述对应负载的所述待机电力输入端与所述第三电力转换器进行隔离。
9.根据权利要求8所述的电路，其中，每个负载包括相应的第一电力输入端、相应的第二电力输入端、相应的第三电力输入端和相应的待机电力输入端。
10.根据权利要求9所述的电路，其中：
每个第二热插拔模块被配置成：响应于在所述第二热插拔模块处能够获得第二电压而生成第一电力良好信号；
每个第三热插拔模块被配置成：响应于在所述第三热插拔模块处能够获得第三电压而生成第二电力良好信号；以及
所述电路还包括多个逻辑门，每个逻辑门被配置成：
将由电连接到给定负载的第二电力输入端的给定第二热插拔模块生成的第一电力良好信号与由电连接到所述给定负载的所述第三电力输入端的给定第三热插拔模块生成的第二电力良好信号进行组合，以及
向所述给定负载提供组合的电力良好信号。
11.根据权利要求9或10所述的电路，其中：
每个负载均是服务器；以及
第一电压、第二电压、第三电压和第二待机电压符合ATX规范。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的电路，还包括控制器，所述控制器能够操作地连接到所述多个电力供应装置并且所述控制器被配置成：
监控由所述多个电力供应装置提供的电力电平；以及
选择性地激活和去激活所述多个电力供应装置中的一个或更多个以维持激活的所有电力供应装置或所述多个电力供应装置的子集足以响应所述多个负载的电力需求。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的电路，其中，所述多个负载的数目大于所述多个电力供应装置的数目。
14.根据权利要求13所述的电路，其中，所述多个负载的数目根据所述多个电力供应装置中用于电力供应装置冗余的数目来选择。
15.根据权利要求6所述的电路，其中：
所述多个负载包括第一类型的负载的第一子集和第二类型的负载的第二子集；
以第一电压将电力选择性地输送到所述第一子集的所述负载；以及
以第二电压将电力选择性地输送到第二子集的负载。
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