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Die Erfindung betrifft eine Leitung für einen Servereinschub, eine Anordnung und einen Servereinschub.
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In Serversystemen, wie beispielsweise Rackservern, werden Servereinschübe verwendet, um Komponenten in dem Serversystem unterzubringen. Ein Servereinschub umfasst beispielsweise einen oder mehrere Server oder Komponenten eines Servers. Werden in einem Servereinschub mehrere Komponenten untergebracht, muss eine Versorgung der einzelnen Komponenten mit Energie gewährleistet sein.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leitung, eine Anordnung und einen Servereinschub zu beschreiben, die eine vorteilhafte Energieversorgung ermöglichen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch eine Leitung für einen Servereinschub zur Verbindung einer Leistungsversorgungseinheit mit einer Leiterplatte mit Verteilerkontakten gelöst. Die Leitung umfasst eine erste Stromschiene und eine zweite Stromschiene. Die erste Stromschiene und die zweite Stromschiene sind parallel zueinander angeordnet. Die erste Stromschiene und die zweite Stromschiene sind an einer Leistungsversorgungseinheit eines Servereinschubs und einer Leiterplatte mit Verteilerkontakten festlegbar. Die Stromschienen weisen erste Verbindungselemente auf, die so angeordnet sind, dass zwei Leitungen miteinander verbindbar sind, um eine punktsymmetrische Anordnung von Leitungen zu bilden.
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Stromschienen haben eine kompakte Baustruktur und können flach ausgestaltet sein. Die Leitungen umfassen Stromschienen. Die Stromschienen haben den Vorteil, dass sie flach ausgestaltet sind. Hierdurch beanspruchen sie wenig Bauraum. Gleichzeitig ermöglichen Stromschienen eine hohe Leistungsübertragung, insbesondere sind hohe Ströme übertragbar. Durch die Verwendung von Stromschienen, die parallel zueinander angeordnet sind, kann Platz in einem Servereinschub im Vergleich zu anderen Lösungen gespart werden. Die Leitung weist erste Verbindungselemente auf, die eine punktsymmetrische Anordnung zweier Leitungen ermöglichen. Bei den ersten Verbindungselementen handelt es sich beispielsweise um Laschen. Die ersten Verbindungselemente können über ein Adapterstück einfach miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Verschrauben oder Stecken des Adapterstücks auf die ersten Verbindungselemente. Da die Leitungen punktsymmetrisch angeordnet werden können, können zwei identische Leitungen so miteinander zu einem flexiblen Energieversorgungskonzept verbunden werden, dass sie von verschiedenen Seiten in einem Servereinschub zu einem zentralen Punkt, dem Symmetriepunkt, Energie leiten können. Insbesondere reicht ein Fertigungswerkzeug zum Fertigen einer Anordnung aus mehreren Stromschienen aus, da jeweils identisch ausgestaltete Stromschienen punktsymmetrisch verbunden werden können. Die symmetrische Anordnung ermöglicht eine platzsparende Unterbringung in einem Server und so eine hohe Bauteildichte in dem Server.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Stromschienen zweite Verbindungselemente auf, mit denen die Stromschienen an der Leiterplatte mit Verteilerkontakten festlegbar sind.
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Mit den zweiten Verbindungselementen kann eine Verbindung zwischen den Stromschienen und der Leiterplatte geschaffen werden. So kann die Leistung, die über die Leitung übertragen wird, auf der Leiterplatte und über die Verteilerkontakte der Leiterplatte für Komponenten eines Servereinschubs bereitgestellt werden. Auch kann hierdurch die Leiterplatte mechanisch haltend mit der Leitung verbunden werden, sodass die Leiterplatte an der Leitung mechanisch gehalten wird.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Anordnung umfassend zwei Leitungen der oben beschriebenen Art gelöst. Die zwei Leitungen sind untereinander mit den ersten Verbindungselementen verbunden und punktsymmetrisch angeordnet. Die Anordnung weist des Weiteren wenigstens eine Leistungsversorgungseinheit auf, die an einer der Leitungen mechanisch und elektrisch angeschlossen ist. Darüber hinaus umfasst die Anordnung zwei Leiterplatten mit Verteilerkontakten, wobei beide Leitungen jeweils mit einer der Leiterplatten mechanisch und elektrisch verbunden sind.
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Die Anordnung der beiden Leitungen kann Energie von der wenigstens einen Leistungsversorgungseinheit an den Leiterplatten mit Verteilerkontakten bereitstellen. Bei den Leistungsversorgungseinheiten kann es sich um Netzteile, sogenannte Power Supply Units (PSU), handeln. Da die Leitungen jeweils sowohl mit einer der Leiterplatten mechanisch und elektrisch als auch untereinander elektrisch verbunden sind, ist es ausreichend, wenn an einer Leitung der punktsymmetrischen Anordnung von Leitungen eine Leistungsversorgungseinheit angeschlossen wird, um an beiden Leiterplatten mit Verteilerkontakten Energie bereitzustellen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Anordnung mehrere Leistungsversorgungseinheiten, die jeweils mechanisch und elektrisch an einer der Leitungen angeschlossen sind.
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Sind an beiden Leitungen Leistungsversorgungseinheiten angeschlossen, so wird die Anordnung ausfallsicherer. Fällt eine der Leistungsversorgungseinheiten aus, so kann die andere an beiden Leiterplatten mit Verteilerkontakten Energie bereitstellen. Beispielsweise sind an die Leitungen jeweils zwei Leistungsversorgungseinheiten angeschlossen, sodass insgesamt vier Leistungsversorgungseinheiten an der Anordnung angeschlossen sind. Selbstverständlich können an einer derartigen Anordnung auch eine abweichende Anzahl Leistungsversorgungseinheiten angeschlossen sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist jede der Leiterplatten dazu eingerichtet, zwei Komponenten eines Servereinschubs mit Leistung zu versorgen. Hierbei sind alle Komponenten mittels der beiden Leitungen von einer und/oder mehreren Leistungsversorgungseinheiten versorgbar.
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Durch die punktsymmetrische Anordnung der Leitungen sind beide Leiterplatten mit Verteilerkontakten mit einer oder mehreren, insbesondere zwei oder vier, Leistungsversorgungseinheiten verbunden, unabhängig davon, an welche der Leitungen die Leistungsversorgungseinheiten angeschlossen sind. Die Leistungsversorgungseinheiten sind vorteilhaft so dimensioniert, dass eine Leistungsversorgungseinheit alle Komponenten mit Leistung versorgen kann, die an die Leiterplatten mit Verteilerkontakten angeschlossen sind. Die Komponenten können logisch selbständige Recheneinheiten sein, sogenannte „Nodes“, die wie ein separater Server agieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Leistungsversorgungseinheiten jeweils zu einer der Leiterplatten zugehörig. Die Leistungsversorgungseinheiten sind hierbei dazu eingerichtet, über die Leitungen und die zugehörige Leiterplatte mit der Leiterplatte verbundene Komponenten und hilfsweise zusätzlich mit der anderen Leiterplatte verbundene Komponenten mit Leistung zu versorgen.
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Umfasst die Anordnung zwei Leiterplatten mit Verteilerkontakten, an die insgesamt vier Komponenten angeschlossen sind, so ist jede Leistungsversorgungseinheit entsprechend so dimensioniert, dass sie bezüglich einer Komponente mindestens vierfach überdimensioniert ist. Beispielsweise liefert eine Leistungsversorgungseinheit bis zu 2000 W. Eine der Komponenten verbraucht beispielsweise 300 W bei 12 V. So ist es einer Leistungsversorgungseinheit möglich, alle vier Komponenten und weitere Baugruppen mit Energie zu versorgen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden Leiterplatten derart beabstandet, dass zwischen den beiden Leiterplatten eine Baugruppe des Servereinschubs anordenbar ist.
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In der oben beschriebenen Anordnung sind die Stromschienen vorteilhaft nahe an Gehäuseseiten und nahe dem Boden des Servereinschubs entlanggeführt. Insbesondere sind die erste Stromschiene und die zweite Stromschiene zu einer den Stromschienen am nächsten liegenden Gehäuseseite parallel angeordnet. So wird zwischen den Stromschienen und der Gehäuseseite, die der den Stromschienen am nächsten liegenden Gehäuseseite gegenüberliegt, Bauraum frei. Hierin kann eine Baugruppe angeordnet werden. Die beiden Leiterplatten der zwei Leitungen gemäß der oben beschriebenen Anordnung sind so weit voneinander beabstandet, dass zwischen den Leiterplatten und oberhalb der Leitungen eine Baugruppe anordenbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Baugruppe Lüfter für den Servereinschub. Die Lüfter sind über weitere Kontakte an den Leiterplatten mit Energie versorgbar.
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Die Leiterplatten gemäß der oben beschriebenen Anordnung können weitere Kontakte aufweisen. An die weiteren Kontakte können beispielsweise über Kabel die vorgenannte Baugruppe, beziehungsweise die Lüfter, angeschlossen werden. Somit werden diese zusätzlichen Komponenten auch über die Leiterplatten mit Energie versorgt, zusätzlich zu den sonstigen erläuterten Komponenten, die an die Verteilerkontakte der Leiterplatten angeschlossen sind.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe durch einen Servereinschub mit einer Anordnung der oben beschriebenen Art gelöst.
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Ein derartiger Servereinschub umfasst bevorzugt eine komplett symmetrische Aufteilung der Komponenten. Diese sind vorteilhaft in Anlehnung an oben beschriebene Anordnung um den gleichen Punkt wie die Leitungen punktsymmetrisch angerordnet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den Figuren zeigen:
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1 eine Leitung mit einer Leiterplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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2 eine Anordnung zweier Leitungen gemäß dem Ausführungsbeispiel,
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3 eine Detailansicht der Anordnung aus 2,
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4 ein Adapterelement aus der Detailansicht aus 3 und
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5 ein Servermodul mit der Anordnung gemäß 2.
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Die 1 bis 5 zeigen verschiedene Teile und Anordnungen eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Gleiche Komponenten sind hierbei mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Leitung 100 mit einer Leiterplatte 200. Die Leitung 100 weist eine erste Stromschiene 101 und eine zweite Stromschiene 102 auf. Die erste Stromschiene 101 und die zweite Stromschiene 102 verlaufen parallel zueinander. An die erste Stromschiene 101 und die zweite Stromschiene 102 sind jeweils zwei Stecker 103 angeschlossen, die jeweils mit einer Leistungsversorgungseinheit verbindbar ist. In weiteren Ausgestaltungen sind an beiden Stromschienen 101, 102 ein oder mehr als zwei Stecker 103 angeschlossen, die jeweils mit einer Leistungsversorgungseinheit verbindbar sind.
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Sowohl die erste Stromschiene 101 als auch die zweite Stromschiene 102 weisen erste Verbindungselemente 104 auf. Mit den ersten Verbindungselementen 104 sind mehrere Leitungen 100 untereinander koppelbar. Zwei mit den ersten Verbindungselementen 104 gekoppelte Leitungen 100 bilden eine punktsymmetrische Anordnung.
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Die Leitung 100 weist des Weiteren zweite Verbindungselemente 105 auf, die eine elektrische Kontaktierung der ersten Stromschiene 101, mit der Leiterplatte 200 und eine elektrische Kontaktierung der zweiten Stromschiene 102 mit der Leiterplatte 200 herstellen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel dienen die zweiten Verbindungselemente 105 zusätzlich einer mechanischen Kopplung der ersten Stromschiene 101 und der zweiten Stromschiene 102 mit der Leiterplatte 200. Die Leiterplatte 200 ist somit über die zweiten Verbindungselemente 104 an der ersten Stromschiene 101 und an der zweiten Stromschiene 102 festgelegt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die mechanische Kopplung der Leiterplatte 200 mit der ersten Stromschiene 101 und/oder der zweiten Stromschiene 102 über einen zusätzlichen Stecker oder Verbinder schraubenlos hergestellt sein.
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Beide Stromschienen 101, 102 bestehen aus einem leitenden Material und sind bandförmig ausgestaltet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen die erste Stromschiene 101 und die zweite Stromschiene 102 aus einem streifenartigen Blech, das so geknickt ist, dass ein erster Bereich 106 und ein zweiter Bereich 107 entstehen. Im ersten Bereich 106 sind beide Stromschienen 101, 102 hochkant angeordnet. Im zweiten Bereich 107 sind beide Stromschienen 101, 102 um 90° geknickt zu der Ausrichtung des ersten Bereichs 106 angeordnet. Das heißt eine Erstreckungsebene der beiden Stromschienen 101, 102 verläuft im ersten Bereich 106 senkrecht zu einer Erstreckungsebene der beiden Stromschienen 101, 102 im zweiten Bereich. Im Ausführungsbeispiel sind die beide Stromschienen 101, 102 in zwei Dimensionen um jeweils 90° geknickt, sodass sich sowohl die Ausrichtung der Erstreckungsebene, als auch die Erstreckungsrichtung längs der beiden Stromschienen 101, 102 von dem ersten Bereich 106 auf den zweiten Bereich 107 ändern. Aufgrund des Knicks der beiden Stromschienen 101, 102 kann die Leitung 100 platzsparend in einem Servergehäuse angeordnet werden. Beispielsweise wird der erste Bereich 106 entlang einer senkrechten Seitenwand des Servergehäuses und der zweite Bereich 107 entlang einer Unterseite (also am Boden) des Servergehäuses geführt. Das Blech ist im Allgemeinen an zu übertragende Ströme angepasst und wenigstens so dimensioniert, dass es die übertragenen Leistungen aushält. Im Ausführungsbeispiel sind die Stromschienen 101, 102 2,3 mm dick.
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Die erste Stromschiene 101 und die zweite Stromschiene 102 sind durch eine Isolierung 108 voneinander beabstandet. An der ersten Stromschiene 101 liegen 12 V Versorgungsspannung an. Die zweite Stromschiene 102 dient als Massenkontakt. Die Isolierung 108 stellt sicher, dass es keine Kurzschlüsse zwischen der ersten Stromschiene 101 und der zweiten Stromschiene 102 gibt.
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Sowohl die ersten Verbindungselemente 104, als auch die zweiten Verbindungselemente 105 sind in der gezeigten Ausgestaltung als aus der ersten Stromschiene 101, beziehungsweise aus der zweiten Stromschiene 102, herausragende Laschen ausgebildet. Die ersten Verbindungselemente 104 und die zweiten Verbindungselemente 105 weisen Löcher auf, mit denen eine Schraubverbindung hergestellt werden kann. In einer alternativen Ausgestaltung wird anstatt einer Schraubverbindung eine Steckverbindung verwendet.
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In einer alternativen Ausgestaltung können sowohl die ersten Verbindungselemente 104, als auch die zweiten Verbindungselemente 105 Teil der ersten oder zweiten Stromschiene 101, 102 sein, also nicht von der streifenförmigen Form der jeweiligen Stromschiene 101, 102 abstehen. In diesem Fall sind die ersten Verbindungselemente 104, und/oder die zweiten Verbindungselemente 105 beispielsweise Löcher in den Stromschienen 101, 102.
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2 zeigt eine Anordnung 300 mit zwei Leitungen 100 und zwei Leiterplatten 200. Hierbei sind die Leitungen 100 über ihre jeweiligen ersten Verbindungselemente 104 miteinander verbunden.
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3 zeigt eine detaillierte Darstellung einer Verbindung zweier erster Verbindungselemente 104. 4 zeigt ein Adapterelement 301, das für die in 3 gezeigte Verbindung verwendbar ist.
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Die Verbindung der beiden Leitungen 100 der Anordnung 300 aus 2 wird nun bezugnehmend auf die 2 bis 4 näher erläutert.
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In der Anordnung 300 gemäß 2 sind die Leitungen 100 so angeordnet, dass sich jeweils die ersten Verbindungselemente 104 der beiden Stromschienen 101, 102 jeder Leitung 100 gegenüberliegen. Mit dem Adapterelement 301 (vergleiche 4) sind zwei erste Verbindungselemente 104 miteinander verbunden. Da jede Stromschiene 101, 102 zwei erste Verbindungselemente 104 aufweist, sind vier Adapterelemente 301 zur Verbindung zweier Leitungen 100 vorgesehen. Zur Fixierung des Adapterelements 301 sind Schrauben durch das Adapterelement 301 in die ersten Verbindungselemente 104 der ersten und zweiten Stromschienen 101, 102 eingeschraubt.
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In 3 sind erste Verbindungselemente 104 der zweiten Stromschiene 102 nicht miteinander mit einem Adapterelement 301 verbunden, um deren gegenüberliegende Anordnung besser darzustellen. Um die Leitungen 100 zu verbinden, ist auch hier ein Adapterelement 301 gemäß 4 aufsetzbar und mit Schrauben in den ersten Verbindungselementen 104 verschraubbar.
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Das Adapterelement 301 gemäß 4 weist zwei Löcher auf, das jeweils fluchtend über einem Loch einer Lasche der ersten Verbindungselemente 104 in 3 angeordnet wird. Bevorzugt ist wenigstens ein Loch ein Langloch, um eine Zentrierung des Adapterelements 301 über den ersten Verbindungselementen 104 zu erleichtern.
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In einer alternativen, nicht gezeigten Ausgestaltung ist eine Steckverbindung vorgesehen, mit der die ersten Verbindungselemente 104 beider Leitungen miteinander gekoppelt werden. Hierbei kann ebenso das Adapterelement 301 oder ein anderes Adapterelement verwendet werden. Bei dieser Ausgestaltung werden alle oder ausgewählte Schrauben durch Steckverbinder ersetzt.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltung werden jeweils zwei erste Verbindungselemente 104 mit Steckverbindern verbunden, die die Verwendung eines Adapterelementes 301 überflüssig machen. Ein solcher Steckverbinder ist beispielsweise U-förmig ausgebildet.
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Die ersten Verbindungselemente 104 sind so an den beiden Stromschienen 101, 102 angeordnet, dass zwei identische Leitungen 100 über die ersten Verbindungselemente 104 und die Adapterelemente 301 zu einer punktsymmetrischen Anordnung wie in 2 gezeigt verbunden werden können. Eine derartige Anordnung eignet sich insbesondere für symmetrisch aufgebaute Servereinschübe.
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Ein solcher Servereinschub 400 ist in 5 dargestellt. Der Servereinschub 400 aus 5 weist vier Leistungsversorgungseinheiten 401 auf, von denen jeweils zwei übereinander angeordnet sind. In anderen Ausgestaltungen weist der Servereinschub 400 zwei Leistungsversorgungseinheiten 401 auf, von denen jeweils eine an einer Leitung 100 angeschlossen ist. In weiteren Ausgestaltungen können auch mehr als insgesamt vier Leistungsversorgungseinheiten 401 in dem Servereinschub 400 angeordnet sein. In dieser Ausgestaltung sind die mit den Leistungsversorgungseinheiten 401 verbundenen Leitungen 100 entsprechend mit Steckern 103 versehen, sodass für jede Leistungsversorgungseinheit 401 ein Stecker 103 vorgesehen ist.
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Der Servereinschub 400 weist des Weiteren vier Komponenten 402 für den Servereinschub 400 auf, von denen jeweils zwei übereinander angeordnet sind. Aufgrund der Draufsicht auf den Servereinschub 400 sind zwei Abdeckbleche 403 sichtbar, die symmetrisch angeordnet sind. Unter den Abdeckblechen 403 befinden sich die vier Komponenten 402 und die vier Leistungsversorgungseinheiten 401. Mit Markierungen sind die Leistungsversorgungseinheiten 401 markiert.
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Die Leiterplatte 200 weist Verteilerkontakte 201 auf. Die Verteilerkontakte 201 dienen dazu, die Komponenten 402 mit den Leitungen 100 elektrisch zu verbinden. Die Leiterplatte 200 weist des Weiteren weitere Kontakte 202 auf (Diese sind insbesondere in den 1 und 2 zu sehen). Die weiteren Kontakte 202 dienen dazu, eine in den Figuren nicht gezeigte Baugruppe mit Energie zu versorgen. Hierfür kann die Baugruppe mit Kabeln oder unmittelbar auf die weiteren Kontakte 202 der Leiterplatte 200 aufgesteckt werden. Zwischen die beiden Leiterplatten 200 kann so eine Baugruppe, wie beispielsweise eine Lüfterbank, eingesetzt werden. Der Platz für die Baugruppe wird insbesondere durch die geknickte Anordnung der einzelnen Leitungen 100 erzielt, wie oben zu 1 beschrieben.
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Wird eine Lüfterbank, das heißt mehrere Lüfter, als Baugruppe in den Servereinschub 400 zwischen die beiden Leiterplatten 200 eingesetzt, so können alle Komponenten 402 und die Leistungsversorgungseinheiten 401 gekühlt werden.
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Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Leistungsversorgungseinheiten 401 um Netzteile. Die Netzteile liefern jeweils eine Leistung von 2000 W. Die Komponenten 402 verbrauchen jeweils eine Leistung von zirka maximal 300 W. Über die Leitungen 100 liegen an den Komponenten 12 V Versorgungsspannung an. Somit kann jede der beiden Leistungsversorgungseinheiten 401 alle vier Komponenten 402 des Servereinschubs 400 mit Leistung versorgen. Stellen beide Leistungsversorgungseinheiten 401 die Leistung bereit, so reduziert sich entsprechend die von der jeweiligen Leistungsversorgungseinheit 401 maximal beziehbare Leistung. In einem Notfall, wie zum Beispiel einem Ausfall oder einem Verlust einer der Leistungsversorgungseinheiten 401, kann dann die andere, zweite Leistungsversorgungseinheit 401 die Versorgung des gesamten Servereinschubs 400 übernehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Leitung
- 101
- erste Stromschiene
- 102
- zweite Stromschiene
- 103
- Stecker
- 104
- erstes Verbindungselement
- 105
- zweites Verbindungselement
- 106
- erster Bereich
- 107
- zweiter Bereich
- 108
- Isolierung
- 200
- Leiterplatte
- 201
- Verteilerkontakt
- 202
- weiterer Kontakt
- 300
- Anordnung
- 301
- Adapterelement
- 400
- Servereinschub
- 401
- Leistungsversorgungseinheit
- 402
- Komponente
- 403
- Abdeckblech
