CN115733560A - 电源供电系统及ict设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电源供电系统及ICT设备，该电源供电系统用于为业务单板供电，业务单板上设置有负载模块，该电源供电系统包括：第一电压转换单元，第一电压转换单元用于与供电电源连接，将供电电源的电压转换为第一电压，第一电压为业务单板的供电电压；及第二电压转换单元，用于将第一电压转换为第二电压，第二电压转换单元设置于业务单板上，第二电压为负载模块的供电电压；其中，第二电压大于等于3.6V。

Description

电源供电系统及ICT设备

技术领域

本申请涉及电源领域，尤其涉及一种电源供电系统及信息与通信技术(information and communications technology，ICT)设备。

背景技术

市场上标准的光模块的输入电压的取值范围为3.2V至3.6V，其中典型值为3.3V。但是随着光模块的功耗的不断提升。有越来越多非标准的、大功率的光模块在市场上出现。如果仍然使用典型值为3.3V的母线电压，在光模块的功耗越来越大的情况下，则会导致输入电流过大，超过连接光模块和前级供电电路的连接器的通流能力。

因此，如何实现前级供电电路输出的宽范围，以适应更大功率的光模块的供电需求成为当前亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种电源供电系统及ICT设备，能够实现输出宽范围的母线电压，以提供合适的母线电压输入至大功率的光模块。

第一方面，本申请提供一种电源供电系统，用于为业务单板供电，业务单板上还设置有负载模块，电源供电系统包括：

第一电压转换单元，第一电压转换单元用于与供电电源连接，将供电电源的电压转换为第一电压，第一电压为业务单板的供电电压；及

第二电压转换单元，用于将第一电压转换为第二电压，第二电压转换单元设置于业务单板上，第二电压为负载模块的供电电压；

其中，第二电压大于等于3.6V。

可以理解，通过由第一电压转换单元与第二电压转换单元构成的两级架构对供电电源提供的电压进行转换，能够减少电压转换的次数，进而提高供电转换的效率。通过将输入至负载模块的第二电压设置为3.6V以上，使得大功率的负载模块能够正常工作。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，负载模块为光模块。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，负载模块的供电电压大于等于3.6V。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，第二电压转换单元的变比为N：1，其中N为正整数。

可以理解，通过第二电压转换单元将前级一定范围内的电压转换成另一个范围内的电压给负载单元供电，使得输入至负载单元的电压是宽范围的。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，第一电压的取值范围为40V至60V。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，N为大于等于4的正整数；第二电压的取值范围为3.6V至15V。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，第一电压的取值为48V或者53.5V。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，负载模块的最大功率大于等于32W。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，第一电压转换单元为隔离式的电压转换单元；第二电压转换单元为隔离式的或者非隔离式的电压转换单元。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，第一电压为直流电；供电电源为交流电源，第一电压转换单元包括整流模块及电压转换模块，整流模块用于将供电电源提供的电压转换为直流电压，电压转换模块用于将整流模块输出的直流电压转换为第一电压。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，负载模块包括直流-直流变换单元与负载单元，直流-直流变换单元的一端用于接收第二电压，另一端连接负载单元。

第二方面，本申请还提供一种ICT设备，ICT设备包括：业务单板，业务单板上设置有负载模块；及电源供电系统，电源供电系统用于为业务单板供电；其中，电源供电系统包括第一电压转换单元及第二电压转换单元；第一电压转换单元用于与供电电源连接，将供电电源的电压转换为第一电压，第一电压为业务单板的供电电压；第二电压转换单元，用于将第一电压转换为第二电压，第二电压转换单元设置于业务单板上，第二电压为负载模块的供电电压；第二电压大于等于3.6V。

可以理解，第二方面所提供的ICT设备中所包含的电源供电系统的实现方式，可以参考上述第一方面及其各种实现方式的描述，第二方面所提供的ICT设备中所包含的电源供电系统所能达到的有益效果，也可参考上述第一方面及其各种实现方式的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电源供电系统的示意图一。

图2为本申请实施例提供的电源供电系统的示意图二。

图3为本申请实施例提供的电源供电系统的示意图三。

图4为本申请实施例提供的电源供电系统的示意图四。

图5为本申请实施例提供的电源供电系统为业务单板供电的示意图。

图6为本申请实施例提供的电源供电系统在实际应用中为业务单板供电的示意图。

具体实施方式

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

可理解的，本申请中所描述的连接关系指的是直接或间接连接。例如，A与B连接，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元器件间接连接。例如可以是A与C直接连接，C与B直接连接，从而使得A与B之间通过C实现了连接。还可理解的，本申请中所描述的“A连接B”可以是A与B直接连接，也可以是A与B通过一个或多个其它电学元器件间接连接。

在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示“或”的意思，例如，A/B可以表示A或B。本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

在本申请的描述中，“第一”、“第二”等字样仅用于区别不同对象，并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

随着ICT技术的不断发展，具有不同功能用途的ICT设备应运而生。在ICT设备中，包括用于实现各种业务功能的业务单板，例如传送网业务单板。

请参阅图1，所示为本申请实施例提供的电源供电系统10。电源供电系统10用于为上述ICT设备中的至少一个业务单板供电。其中，一个业务单板可以包括至少一个负载模块。如图1所示，电源供电系统10外接供电电源101。电源供电系统10包括第一电压转换单元102及第二电压转换单元103。

其中，供电电源101可以是ICT设备所在机房的电源。可选的，供电电源101可以是交流(alternating current，AC)电源，高压直流(high voltage direct current，HVDC)电源或低压直流(low voltage direct current，LVDC)电源中的至少一种。作为示例，AC电源的电压范围可以是100～240Vac，HVDC电源的电压范围可以是240～480Vdc，LVDC电源的电压范围可以是40～70Vdc。

第一电压转换单元102，是隔离式的电压转换单元。第一电压转换单元102可以通过采用磁隔离式的变压器件实现隔离式的电压转换。例如，第一电压转换单元102可以是线圈式的变压器。

具体的，第一电压转换单元102可以与供电电源101连接，并用于将供电电源101的电压转换为第一电压。其中，第一电压是用于为业务单板供电的总线电压。在本申请实施例中，第一电压通常是大于12V的电压。

示例性的，第一电压的取值范围可以在40V～60V之间，当然不限于此。

作为示例，第一电压可以是常用的48V电压或53.5V电压，当然，第一电压也可以是61V。

可以看出，当供电电源101是AC电源或HVDC电源时，第一电压小于供电电源101的电压。当供电电源101是LVDC电源时，第一电压可以小于供电电源101的电压，也可以大于供电电源101的电压，对此不作限定。

在一种可能的实现方式中，第一电压转换单元102可以是ICT设备的电源模块(power supply unit，PSU)，从而为业务单板提供总线电压(即第一电压)。可以理解，在一台ICT设备中，可以包括至少一个PSU。也就是说，一台ICT设备中可以包括至少一个第一电压转换单元102。

需要说明的是，第一电压转换单元102是直流-直流(direct current-directcurrent，DC-DC)式的电压转换电路，即第一电压转换单元102的输入电压是直流电压，输出的第一电压也是直流电压。

请参阅图2，在一种可能的实现方式中，供电电源101为AC电源，第一电压转换单元102包括交流-直流(alternating current-direct current，AC-DC)式的整流模块1021和电压转换模块1022。其中，整流模块1021与供电电源101连接，并用于将供电电源101提供的交流电压转换为直流电压。整流模块1021还与电压转换模块1022连接。这样，电压转换模块1022，即可将经整流模块1021整流输出的直流电压，转换为第一电压。

其中，电压转换模块1022是隔离式的电压转换模块，电压转换模块1022可以通过采用磁隔离式的变压器件实现隔离式的电压转换。例如，电压转换模块1022可以是线圈式的变压器。

请继续参阅图1，第二电压转换单元103，可以是隔离式或者非隔离式的电压转换单元。

在一种可能的实现方式中，第二电压转换单元103可以通过采用包括开关器件和电容器件的非隔离式电路，实现非隔离式的电压转换。

第二电压转换单元103部署于业务单板上。具体的，第二电压转换单元103可以与第一电压转换单元102连接，并用于将第一电压转换单元102输出的第一电压，转换为第二电压。其中，第二电压是用于为业务单板上的负载模块供电的电压。

在本实施例中，负载模块通常可以是业务单板上的光模块。光模块是进行光电和电光转换的光电子器件，可以但不限于是光接收模块，光发送模块，光收发一体模块等。

可以理解，光模块通过输入连接器连接至母线电压(即第二电压)。随着光模块的功率的增加，如果第二电压不改变，则流经输入连接器的电流会相应增大。在光模块的功率足够大的情况下，受限于输入连接器有限的通流能力，光模块将无法正常工作。由于标准光模块的输入电压的取值范围为3.2V至3.6V，大功率的光模块的输入电压至少大于等于3.6V。也就是说，在本实施例中的负载单元的供电电压大于等于3.6V。

在一种可能的实现方式中，负载模块的最大功率大于等于32W。可以理解，一般最大输出功率在32W以上的光模块的功耗要高于市面上的标准光模块的功耗。

在一种可能的实现方式中，第二电压转换单元103为固定变比模块，其变比为N：1。且该固定变比模块的变比可以是任意的，也就是说，N：1中的N可以是任意的数值。可以理解，N一般为正整数。第一电压在经过固定变比模块后转换为宽范围的第二电压，其中第二电压为第一电压与N的比值。第二电压作为供电电压进入到负载模块(例如光模块)的内部。

在一种可能的实现方式中，固定变比模块的变比N:1中的N为大于等于4的正整数。以第一电压的取值范围为40V至60V为例，则第二电压的取值小于等于15V。又因为负载模块的供电电压大于等于3.6V，因此第二电压的取值范围为3.6V至15V。

示例的，固定变比模块的变比N:1中的N为4，以第一电压的取值范围为40V至60V为例，则第二电压的取值范围为10V至15V。

又示例的，固定变比模块的变比N:1中的N为8，以第一电压的取值范围为40V至60V为例，则第二电压的取值范围为5V至7.5V。

可以理解，本实施例中的固定变比模块可以是隔离式的或者非隔离式的电压转换单元，可以是闭环的或者开环的电压转换单元。

示例性的，本实施例中的固定变比模块为非隔离式的开环的电压转换单元。

可以理解，通过由第一电压转换单元与第二电压转换单元构成的两级架构对供电电源提供的电压进行转换，能够减少电压转换的次数，进而提高供电转换的效率。通过将输入至负载模块的第二电压设置为3.6V以上，使得大功率的负载模块能够正常工作。

进一步地，通过第二电压转换单元103(例如开环固定变比模块)将前级一定范围内的电压转换成另一个范围内的电压给负载模块(例如光模块)供电，使得输入至负载模块的电压是宽范围的。

请一并参阅图3，在实际应用中，第二电压转换单元103可以通过背板104，与第一电压转换单元102连接。如图3所示，第一电压转换单元102与背板104连接，并将输出的第一电压输送至背板104。第二电压转换单元103与背板104连接，并可以从背板104上取到第一电压，进而将第一电压转换为业务单板上的负载模块所需的供电电压(即第二电压)。

请参阅图4，假设上述第一转换单元102的数量是m，第二电压转换单元103的数量是n，且m和n分别是大于等于1的整数。则该n个第二电压转换单元103可以是部署于同一个业务单板上的n个第二电压转换单元103，也可以是部署于多个业务单板上的n个第二电压转换单元103，对此不作限定。

可以理解，背板104可以将m个第一转换单元102输出的m个第一电压均衡的向n个第二电压转换单元103供电，也可以非均衡的向n个第二电压转换单元103供电。本申请实施例对此不作限定。

例如，在一种可能的实现方式中，背板104用于将m个第一转换单元102输出的m个第一电压，均衡的提供给n个第二电压转换单元103，从而实现负载模块均衡供电。又例如，在另一种可能的实现方式中，背板104也能够非均衡的向多个负载模块供电。

示例性的，如图4所示，电源供电系统10中包括m个第一电压转换单元及n个第二电压转换单元。m个第一电压转换单元分别为第一电压转换单元1、第一电压转换单元2、…、以及第一电压转换单元m。该m个第一电压转换单元将供电电源101的电压转化为m个第一电压，并输出至背板104。n个第二电压转换单元，分别为第二电压转换单元1、第二电压转换单元2、…、以及第二电压转换单元n。这种情况下，背板104可以根据第一电压转换单元和第二电压转换单元的数量，均衡的将m个第一电压转换单元输出的m个第一电压，提供给n个第二电压转换单元，从而实现均衡的向分别与n个第二电压转换单元连接的负载模块供电。

可以理解，同一个负载模块可以接受一个第二电压转换单元的供电，也可以接受两个或两个以上的第二电压转换单元的供电。本申请实施例对此不作限定。

例如，在一种可能的实现方式中，图4中所示出的n个第二电压转换单元，可以用于为n个负载模块提供供电电压。这种情况下，n个第二电压转换单元与n个负载模块一一对应。这样，即使为某一个负载模块供电的第二电压转换单元故障，也不会影响其他负载模块的正常运行。

又例如，在另一种可能的实现方式中，图4中所示出的n个第二电压转换单元，可以用于为s个负载模块提供供电电压。其中，s是小于n的整数。也就是说，在电源供电系统10中，可以通过两个或两个以上的第二电压转换单元，为一个负载模块供电。

可以理解，在上述两种实施方式中，负载模块的功率小于或等于与该负载模块连接的第二电压转换单元的输出功率。

为简单描述，本申请实施例在下文中，以n个第二电压转换单元用于为n个负载模块提供供电电压，即n个第二电压转换单元与n个负载模块一一对应为例进行说明。

请参阅图5，以业务单板105包括n个负载单元为例进行说明。如图5所示，业务单板105包括n个负载模块，分别为负载模块1、负载模块2、…以及负载模块n。该n个负载模块可以由电源供电系统10中的n个第二电压转换单元分别提供供电电压(即第二电压)。如图5所示，第二电压转换单元1与负载模块1连接，第二电压转换单元1用于将从背板104提取的第一电压转换为第二电压1，该第二电压1即为负载模块1的供电电压，第二电压转换单元2与负载模块2连接，第二电压转换单元2用于将从背板104提取的第一电压转换为第二电压2，该第二电压2即为负载模块2的供电电压，第二电压转换单元n与负载模块n连接，第二电压转换单元n用于将从背板104提取的第一电压转换为第二电压n，该第二电压n即为负载模块n的供电电压等。

在一种可能的实现方式中，每一负载模块包括直流-直流(DC-DC)变换单元与负载单元。其中，DC-DC变换单元的一端用于接收第二电压，另一端连接负载单元，用于将第二电压经过电压变换后的直流电压输入至负载单元，作为负载单元的供电电压。DC-DC变换单元1从第二电压1经过电压变换后输出至负载单元1，作为负载单元1的供电电压。DC-DC变换单元2从第二电压2经过电压变换后输出至负载单元2，作为负载单元2的供电电压。DC-DC变换单元n从第二电压n经过电压变换后输出至负载单元n，作为负载单元n的供电电压。

可以理解，负载单元与DC-DC变换单元共同构成光模块。DC-DC变换单元1与负载单元1共同构成光模块1，第二电压1为光模块1的供电电压。DC-DC变换单元2与负载单元2共同构成光模块2，第二电压2为光模块2的供电电压。DC-DC变换单元n与负载单元n共同构成光模块n，第二电压n为光模块n的供电电压。

请参阅图6，以负载模块为光模块为例，下面以上述电源供电系统在实际应用中为n个业务单板的光模块供电为例进行描述。

作为示例，如图6所示，电源供电系统100包括外接供电电源1001，供电电源1001可以参考上文中的供电电源101的描述，在此不再赘述。

电源供电系统100包括两个第一电压转换单元，即PSU1和PSU2。并且PSU1和PSU2分别采用变压器实现隔离式的电压转换。PSU1和PSU2分别用于将供电电源的输入电源转换为常用的48V电压(即上文中的第一电压)，并输送至背板1002上。

如图6所示，每一业务单板包括两个第二电压转换单元，例如业务单板1包括固定变比模块1和固定变比模块2。其中，固定变比模块1与背板1002连接，并用于将从背板1002上取到的48V的第一电压，转换为光模块1的供电电压(即第二电压)。同样的，固定变比模块2与背板1002连接，并用于将从背板1002上取到的48V的第一电压，转换为光模块2的供电电压(即第二电压)。可以理解，其余的业务单板与业务单板1的结构类似，在此不再赘述。

本申请的实施例还提供一种ICT设备，该ICT设备中业务单板上的负载模块，可以全部采用本申请实施例提供的电源供电系统10/100供电，也可以部分采用本申请实施例提供的电源供电系统10/100供电，本申请实施例对此不作限定。

本申请通过由第一电压转换单元与第二电压转换单元构成的两级架构对供电电源提供的电压进行转换，能够减少电压转换的次数，进而提高供电转换的效率。通过将输入至负载模块的第二电压设置为3.6V以上，使得大功率的负载模块能够正常工作。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电源供电系统，用于为业务单板供电，所述业务单板上设置有负载模块，其特征在于，所述电源供电系统包括：

第一电压转换单元，所述第一电压转换单元用于与供电电源连接，将所述供电电源的电压转换为第一电压，所述第一电压为所述业务单板的供电电压；及

第二电压转换单元，用于将所述第一电压转换为第二电压，所述第二电压转换单元设置于所述业务单板上，所述第二电压为所述负载模块的供电电压；

其中，所述第二电压大于等于3.6V。

2.如权利要求1所述的电源供电系统，其特征在于，所述第二电压转换单元的变比为N：1，其中N为正整数。

3.如权利要求2所述的电源供电系统，其特征在于，所述第一电压的取值范围为40V至60V。

4.如权利要求3所述的电源供电系统，其特征在于，N为大于等于4的正整数；所述第二电压的取值范围为3.6V至15V。

5.如权利要求3所述的电源供电系统，其特征在于，所述第一电压的取值为48V或者53.5V。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电源供电系统，其特征在于，所述负载模块的最大功率大于等于32W。

7.如权利要求1至6中任一项所述的电源供电系统，其特征在于，所述第一电压转换单元为隔离式的电压转换单元；

所述第二电压转换单元为隔离式的或者非隔离式的电压转换单元。

8.如权利要求1至7中任一项所述的电源供电系统，其特征在于，所述第一电压为直流电；所述供电电源为交流电源，所述第一电压转换单元包括整流模块及电压转换模块，所述整流模块用于将所述供电电源提供的电压转换为直流电压，所述电压转换模块用于将所述整流模块输出的所述直流电压转换为所述第一电压。

9.如权利要求1至8中任一项所述的电源供电系统，其特征在于，所述负载模块包括直流-直流变换单元与负载单元，所述直流-直流变换单元的一端用于接收所述第二电压，另一端连接所述负载单元。

10.一种信息与通信技术ICT设备，其特征在于，所述ICT设备包括：

业务单板，所述业务单板上设置有负载模块；及

电源供电系统，所述电源供电系统用于为所述业务单板供电；

其中，所述电源供电系统包括第一电压转换单元及第二电压转换单元；所述第一电压转换单元用于与供电电源连接，将所述供电电源的电压转换为第一电压，所述第一电压为所述业务单板的供电电压；所述第二电压转换单元，用于将所述第一电压转换为第二电压，所述第二电压转换单元设置于所述业务单板上，所述第二电压为所述负载模块的供电电压；所述第二电压大于等于3.6V。

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