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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein redundantes Stromversorgungssystem, und insbesondere auf eine Strom Anfahr-Bauweise eines redundanten Stromversorgungssystems, das ein elektrisches Auslöseverhalten verhindert, das durch einen übermäßigen Anfahr-Stromstoß ausgelöst wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Um den Anforderungen an die Stabilität von Stromversorgungen für moderne Technologien gerecht zu werden, haben Hersteller und Entwickler in diesem technischen Bereich redundante Stromversorgungen weiterentwickelt. Das redundante Stromversorgungssystem umfasst vor allem N + M Netzteile und eine Netzteilintegrationsrückwand, die Ausgangsleistung der Stromversorgungen integriert und dementsprechend eine Last antreibt, wobei N ≥ 1 und M ≥ 1. Wenn die Last getrieben wird, bestimmt die Netzteilintegrationsrückwand eine Ausgangsleistung von jedem der Netzteile gemäß einem Leistungsaufnahme-Zustand der Last. Wenn eines der Netzteile beschädigt ist und nicht in der Lage ist, normal Strom zu liefern, passt die Netzteilintegrationsrückwand wieder die Ausgangsleistung der anderen Stromversorgung an, um als eine normale Stromversorgungsquelle zu funktionieren. In aktuellen redundanten Stromversorgungsystemen, werden alle Netzteile in dem redundanten Stromversorgungssystem gleichzeitig aktiviert, wenn das redundante Stromversorgungssystem aktiviert wird. Wenn das redundante Stromversorgungssystem mit einer Last mit einem Stromverbrauch von ca. 2000 W eingesetzt wird, ist es wahrscheinlich, dass ein Anfahr-Spitzenstrom von den Netzteilen erzeugt wird, durch den es wahrscheinlich ist, dass eine automatische Abschaltung eines Leistungsschalters/no fuse breaker in einem Stromnetz erfolgt, da der Leistungsschalter einem übermäßigen Anfahr-Stoßstrom nicht standhalten kann. Somit wird eine elektrische Verbindung zwischen dem Stromnetz und dem redundanten Stromversorgungsnetz getrennt, und das redundante Stromversorgungssystem kann nicht normal betrieben werden. Ferner wird in einer anderen Art von redundanten Stromversorgungssystemen für die Lösung des oben genannten Problems vorgeschlagen, dass eine umfangreiche Veränderung in einem Schaltungslayout des redundanten Stromversorgungssystems vorgenommen wird oder eine verbundene Last entsprechend angepasst wird. Folglich könnte eine Gesamtstruktur zu kompliziert sein, um umfassend auf alle Arten von redundanten Stromversorgungssystemen angewandt zu werden.
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Die
US 2011/0302435A1 offenbart ein Verfahren bei dem mehrere Stromversorgungen nach dem tatsächlichen Leistungsbedarf, zusammengeschaltet werden.
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Die
US 2011/0040993 A1 offenbart ebenfalls ein Verfahren, bei dem die Stromversorgungen je nach Bedarf, an- und abgeschaltet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Daher ist es die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Problem eines elektrischen Abschaltens eines Leistungsschalters zu vermeiden, der einen übermäßigen Anfahr-Stoßstrom während eines Anfahr-Vorgangs eines redundanten Stromversorgungssystems nicht standhalten kann.
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Um das genannte Ziel zu erreichen, wird eine Anfahr-Architektur eines redundanten Stromversorgungssystems bereitgestellt. Das redundante Stromversorgungssystems ist elektrisch mit einer Last verbunden und umfasst N + M Netzteile, wobei N ≥ 1 und M ≥ 1 sind. Die Anfahr-Architektur umfasst eine Netzteilintegrationsrückwand und ein Modus-Umschaltelement. Die Netzteilintegrationsrückwand ist elektrisch mit jedem der N + M Netzteile verbunden, und umfasst eine Aktivierungsschaltung. Die Netzteilintegrationsrückwand hat weiterhin einen synchronen Anfahr-Modus/Boot-Modus und einen sequentiellen Boot-Modus. Wird im synchronen Boot-Modus gebootet werden die N + M Netzteile gleichzeitig aktiviert, wenn die Aktivierungsschaltung der Stromversorgung ein (Ps_on) Signal empfängt, das von der Last ausgegeben wird. In dem sequentiellen Boot-Modus werden die N + M Netzteile nacheinander aktiviert, wenn die Aktivierungsschaltung das Ps_on Signal empfängt, das von der Last ausgegeben wird. Das Modus-Umschaltelement, das elektrisch mit der Aktivierungsschaltung verbunden ist, empfängt eine manuelle Umschaltung von einem Benutzer zur Ausgabe eines synchronen Boot-Signals zum Steuern der Netzteilintegrationsrückwand, um den Synchron Boot-Modus, und ein sequentielles Boot-Signal zum Steuern der Netzteilintegrationsrückwand um im sequentiellen Modus zu Booten.
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In einer Ausführungsform enthält das redundante Stromversorgungssystem ein Gehäuse. Das Modus-Umschaltelement ist an dem Gehäuse montiert und elektrisch mit der Aktivierungsschaltung verbunden.
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In einer Ausführungsform wird das Modus-Umschaltelement aus einer Gruppe, bestehend aus einem Druckschalter, einem Wippenschalter und einem Schiebeschalter, ausgewählt.
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In einer Ausführungsform aktiviert die Netzteilintegrationsrückwand nacheinander die N + M-Netzteile in dem sequentiellen Boot-Modus nach einer Pufferzeit.
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In einer Ausführungsform umfasst die Netzteilintegrationsrückwand eine Steuereinheit. Die Steuereinheit, die elektrisch mit der Aktivierungsschaltung verbunden ist, empfängt das Signal Ps_on, das sequentielle Boot-Signal und das synchrone Boot-Signal und bestimmt entsprechend, ob das redundante Stromversorgungssystem in einer Weise gesteuert wird, um den synchronen Boot-Modus oder den sequentiellen Boot-Modus aufzurufen.
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In einer Ausführungsform gibt die Steuereinheit an jedes der N + M-Netzteile ein Startsignal zur Aktivierung aus.
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In einer Ausführungsform umfasst das Modus-Umschaltelement einen ersten leitenden Stift/Pin und einen zweiten leitenden Stift. Der erste leitende Stift gibt das synchrone Boot-Signal aus, wenn leitend. Der zweite leitende Stift gibt das sequentielle Boot-Signal aus, wenn leitend.
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In einer Ausführungsform ist das Modus-Umschaltelement auf der Netzteilintegrationsrückwand angeordnet.
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Mit dem obigen Aufbau bietet die vorliegende Erfindung die folgenden Merkmale gegenüber dem Stand der Technik.
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Erstens, die Netzteilintegrationsrückwand der vorliegenden Erfindung umfasst den Synchron-Boot-Modus und den sequentiellen Boot-Modus, und bietet gleichzeitig einem Benutzer eine manuelle Umschaltfunktion an, wodurch das Problem eines elektrischen Abschaltens eines Leistungsschalters bei einem Anfahren des redundanten Stromversorgungssystems verhindert wird.
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Zweitens wird mit dem Modus-Umschaltelement der vorliegenden Erfindung das Problem einer großen Änderung eines Schaltungslayouts oder einer zu komplexen Struktur, verursacht durch einen übermäßigen Anlaufstromstoß in einem herkömmlichen redundanten Stromversorgungssystem, gelöst.
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Das Vorhergehende, sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden offensichtlicher durch die folgende detaillierte Beschreibung, die Bezug nimmt auf die beigefügten Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm der elektrischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist ein schematisches Diagramm einer Struktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 ist ein schematisches Diagramm einer Struktur gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung offenbart eine Anfahr-Architektur eines redundanten Stromversorgungssystems. Gemäß 1 und 2 ist ein redundantes Stromversorgungssystem 100 elektrisch mit einer Last 200 verbunden und stellt eine Antriebskraft für die Last 200 zum Antreiben der Last 200 bereit. Zum Beispiel kann es sich bei der Last 200 um ein elektronisches Gerät wie etwa einem Motherboard oder einen Server handeln. Die Last 200 gibt ein Netzteil-An-(Ps_on)-Signal aus, wenn sie eingeschaltet und aktiviert wird. Das redundante Stromversorgungssystem 100, das auch als ein fehlertolerantes Netzteil bezeichnet wird, enthält N + M-Netzteile 1, wobei N ≥ 1 und M ≥ 1 ist. Während eines Stromversorgungs-Prozesses, wenn eines der Netzteile fehlerhaft oder beschädigt sein sollte, kann die zugeführte Energie kontinuierlich durch die anderen Netzteile 1 bereitgestellt werden, um die Stabilität der zugeführten Leistung zu gewährleisten. Die Anfahr-Bauweise der vorliegenden Erfindung umfasst eine Leistungsintegrationsrückwand 2 und ein Modus-Umschaltelement 3. Die Netzteilintegrationsrückwand 2 ist elektrisch mit den N + M Netzteilen 1 verbunden, und umfasst eine Aktivierungsschaltunng 21. Die Netzteilintegrationsrückwand 2 ist so konfiguriert, dass die Ausgangsleistungen der N + M-Netzteile 1 verteilt und integriert werden, und dass die einzelnen Leistungspegel von jedem der N + M-Netzteile 1 moduliert werden, um einen gemeinsamen Leistungspegel, der von der Last 200 gefordert wird, auszugegeben. in der vorliegenden Erfindung empfängt die Netzteilintegrationsrückwand 2 das Ps_on Signal von der Last 200 bevor eine Stromversorgung erfolgt, und hat einen synchronen Boot-Modus und einen sequentiellen Boot-Modus. Genauer gesagt werden in dem synchronen Boot-Modus auf der Grundlage eines von der Aktivierungsschaltung 21 empfangenen Boot-Synchronsignals, die Netzteile 1 gleichzeitig aktiviert, wenn die Netzteilintegrationsrückwand 2 das Ps_on Signal, das von der Last 200 ausgegeben wird, empfängt. Ferner umfasst die Netzteilintegrationsrückwand 2 eine Steuereinheit 22. Die Steuereinheit 22, die elektrisch mit der Aktivierungsschaltung 21 verbunden ist, empfängt das sequentielle Boot-Signal, das synchrone Boot-Signal und das Ps_on Signals, um einen Boot-Modus des redundanten Stromversorgungssystems 100 zu bestimmen. Zum Beispiel ist die Steuereinheit 22 ein Mikroprozessor. Im synchronen Boot-Modus oder sequentiellen Boot-Modus gibt die Steuereinheit 22 das Startsignal für die Netzteile 1 aus. Das Startsignal ist faktisch ein Triggersignal, das die Netzteile 1 anstößt, um aktiviert zu werden. Ferner kann in dem sequentiellen Boot-Modus die Netzteilintegrationsrückwand 2 der vorliegenden Erfindung nacheinander nach einem Pufferzeitraum die Netzteile aktiviert. Genauer gesagt, gibt die Netzteilintegrationsrückwand 2 über die Steuereinheit 22 periodisch das Startsignal in einem Intervall einer Pufferzeit für die Netzteile 1 des redundanten Stromversorgungssystems 100 aus, um sequentiell die Netzteile 1 zu aktivieren. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Modus-Umschaltelement 3 an einem Gehäuse 101 des redundanten Stromversorgungssystems 100 angebracht werden. Das Modus-Umschaltelement 3 wird manuell von einem Benutzer zur Ausgabe eines synchronen Boot-Signals oder zur Ausgabe eines sequentiellen Boot-Signals, eingeschaltet. Ein Leistungspegel des sequentiellen Boot-Signals unterscheidet sich von einem Leistungspegel des synchronen Boot-Signals. Ferner kann das Modus-Umschaltelement 3 in einem Ausführungsbeispiel aus einer Gruppe bestehend aus einem Druckschalter, einem Wippenschalter und einem Schiebeschalter ausgewählt werden. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Modus-Umschaltelement 3 auch in Form eines Stiftes ausgeführt werden. Das heißt, das Modus-Umschaltelement 3 kann einen ersten leitenden Stift 31 umfassen, der das synchrone Boot-Signal ausgibt, wenn er leitend geschaltet wird, und einen zweiten leitenden Stift 32, der das sequentielle Boot-Signal ausgibt, wenn er leitend geschaltet wird. Der erste leitende Stift 31 und der zweite leitende Stift 32 sind elektrisch mit der Aktivierungsschaltung 21 verbunden. Weiterhin unterscheiden sich die von dem zweiten leitenden Stift 32 erzeugten elektrischen Signale von denen des ersten leitenden Stiftes 31 erzeugten elektrischen Signale. Alternativ ist der erste leitende Stift 31 und der zweite leitende Stift 32 mit der Aktivierungsschaltung 21 über eine elektrische Schleife verbunden, und die Aktivierungsschaltung 21 erkennt, ob ein empfangenes Signal das sequentielle Boot-Signal oder das synchrone Boot-Signal ist. Weiterhin wird das Modus-Umschaltelement 3 an der Netzteilintegrationsrückwand 2 angeordnet.
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Gemäß 4, wenn das redundante Stromversorgungssystem 100 der vorliegenden Erfindung noch nicht aktiviert ist, kann ein Benutzer manuell das Modus-Umschaltelement 3 kontrollieren, um das sequentielle Boot-Signal oder das synchrone Boot-Signal in Bezug auf einen Nennstrom eines Leistungsschalters 301 zu erzeugen, der an einem Stromnetz 300 ausgesetzt ist. Insbesondere wenn der Nennstrom in der Lage ist einem Anfahr-Stoßstrom zu widerstehen, der durch das redundante Stromversorgungssystem 100 während der Anfahr-Prozedur erzeugt wird, wird das Modus-Umschaltelement 3 angehalten das synchrone Boot-Signal auszugeben, so dass die Netzteilintegrationsrückwand 2 in dem synchronen Boot-Modus nach dem Empfang des Ps_on Signals, das von der Last 200 ausgegeben wurde, bootet. Wenn der Nennstrom des Leistungsschalters 301 unfähig ist, dem Anfahr-Stoßstrom standzuhalten, dass das redundante Stromversorgungssystem 100 während der Startprozedur erzeugt, wird das Modus-Umschaltelement 3 zum Ausgeben des sequentiellen Boot-Signals angehalten, so dass die Netzteilintegrationsrückwand 2 in den sequentiellen Boot-Modus bei Empfang des Ps_on Signals schaltet, das von der Last 200 ausgegeben (wie in Schritt S01 in 3 gezeigt wird) wird. Eine Situation in der angenommen wird, dass das Modus-Umschaltelement 3 das sequentielle Boot-Signal entsprechend der manuellen Steuerung des Benutzers ausgibt, wird nachfolgend gegeben. Wenn die Last 200 aktiviert wird, und das Signal Ps_on an das redundante Stromversorgungssystem 100 (wie durch Schritt S02 in. 3 gezeigt) ausgibt, empfängt die Netzteilintegrationsrückwand 2 das Signal Ps_on und tritt in den sequentiellen Boot-Modus als Antwort auf das sequentielle Boot-Signal ein. Zu diesem Zeitpunkt verwendet die Netzteilintegrationsrückwand 2 die Steuereinheit 22, die Anfahr-Signale an eines der Netzteile 1 sendet, die noch nicht nach Ablauf eines Intervalls von einer Pufferzeit betrieben wurde, um so das Netzteil 1 anzufahren, dass das Startsignal empfängt, bis alle der Netzteile 1 des redundanten Stromversorgungssystems 100 aktiviert (wie in Schritt S03 in 3 gezeigt) wurden.
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Im Gegensatz dazu, wenn das Modus-Umschaltelement 3 das synchrone Boot-Signal entsprechend der manuellen Kontrolle des Benutzers, ausgibt, verwendet die Netzteilintegrationsrückwand 2 die Steuereinheit 22 zur gleichzeitigen Ausgabe von Startsignalen an alle der Netzteile 1, so dass beispielsweise alle Netzteile 1 gleichzeitig aktiviert werden (wie bei Schritt S04 in 3 gezeigt).
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Abschließend, in der Anfahr-Architektur des redundanten Stromversorgungssystems der vorliegenden Erfindung ist das redundante Stromversorgunssystem elektrisch mit einer Last verbunden und umfasst N + M Netzteile, wobei N ≥ 1 und M ≥ 1. Die Anfahr-Architektur umfasst eine Netzteilintegrationsrückwand die elektrisch mit den N + M Netzteilen und einem Modus-Umschaltelement verbunden ist. Die Netzteilintegrationsrückwand umfasst eine Aktivierungsschaltung, und einen synchronen Boot-Modus, in dem alle der Netzteile gleichzeitig aktiviert werden, und einen sequentielle Boot-Modus, in dem die Netzteile nacheinander aktiviert werden. Das Modus-Umschaltelement ist mit der Aktivierungsschaltung verbunden und erhält eine manuelle Umschaltung von einem Benutzer, um ein synchrones Boot-Signal auszugeben, dass die Netzteilintegrationsrückwand steuert, um in den synchronen Boot-Modus einzutreten, und ein sequentielles Boot-Signal ausgibt, das die Netzteilintegrationsrückwand steuert, um in den sequentielle Boot-Modus einzutreten. Somit kann die elektrische Auslösung eines Leistungsschalters durch einen übermäßigen Anfahr-Stoßstrom, der während eines Startvorgangs eines herkömmlichen redundanten Stromversorgungssystems verursacht wird, beseitigt werden.
