JP2011125123A - サーバーの無停電電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サーバーの無停電電源装置は、サーバー90のサーバーケース91に収納されて、サーバー90の直流12Vの電源ライン43に接続される。この無停電電源装置は、電源ライン43の電圧を二次電池1の充電電圧に昇圧する昇圧用のDC/DCコンバータ3と、定格電圧を13V以上であって60V以下とする二次電池1と、二次電池1の電圧を電源ライン43の電圧に降圧して出力する降圧用のDC/DCコンバータ2と、昇圧用のDC/DCコンバータ3と降圧用のDC/DCコンバータ2とを制御する充放電制御回路4とを備えている。無停電電源装置は、商用電源95の停電状態において、二次電池1の出力電圧を電源ライン43の電圧に降圧して出力して、サーバー90を動作状態を保持する。
【選択図】図3
Description
また、本発明の他の大切な目的は、二次電池から電力を供給する電源ラインの配線を簡単にしながら、二次電池から効率よくサーバーの電源ラインに電力を供給できるサーバーの無停電電源装置を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、サーバーのサーバーケースに収納することで、便利に使用できるサーバーの無停電電源装置を提供することにある。
以上の無停電電源装置は、ブレードサーバやラックサーバ、あるいは電源ユニットに代わってサーバーのサーバーケースに簡単にセットできるので、無停電電源装置をセットするために専用設計されないサーバーのサーバーケースに、ブレードサーバやラックサーバに代わって、または電源ユニットに代わってセットすることで極めて便利に使用できる特徴がある。
以上の無停電電源装置は、停電しない状態で降圧用のDC/DCコンバータを動作しない状態とするので、この状態での無駄な電力消費を極めて少なくできる。
以上の無停電電源装置は、サーバーの停電信号で降圧用のDC/DCコンバータを動作状態に切り換えるので、降圧用のDC/DCコンバータを動作状態に切り換えるための回路や配線を設ける必要がなく、サーバーのサーバーケースに簡単にセットしながら、停電しない状態での電力消費を削減できる特徴がある。
以上の無停電電源装置は、商用電源の交流ラインに接続される停電検出回路でもって、商用電源の停電を瞬時に検出しながら、停電検出回路から有線または無線によって伝達される停電信号を充放電制御回路で検出して降圧用のDC/DCコンバータを速やかに動作状態に切り換えできる。
以上の無停電電源装置は、二次電池の電圧を電源ラインの約3倍以上に高くするので、二次電池の電力をサーバーの電源ラインの電流の約1/3以下に少なくして、電源ラインの配線を簡単にできる特徴がある。また、50Vよりも低くするので、電子部品を低圧の安価なものが使用でき、しかもオン抵抗を小さくして電力ロスをより高くできる。
以上の無停電電源装置は、小さく、軽くて充電容量の大きいニッケル水素電池やリチウムイオン電池を使用するので、サーバーのサーバーケースに収納しながら、大電流のサーバーの動作時間を長くできる。
以上の無停電電源装置は、冷却ファンで強制送風して冷却できるので、無停電電源装置が動作する状態での温度上昇を少なくできる。
この停電検出回路65、97は、商用電源95から入力される入力信号をωとするとき、以下の式を実現して、A2の電圧の直流を出力する。すなわち、交流を入力して直流を出力する。この式においてAは、商用電源95のピーク電圧となる。
(Asinω)2+(Acosω)2=A2 が成立する。
この停電検出回路65、97は、商用電源95が入力される状態では、加算回路が一定の直流電圧(A2)を出力するが、停電して商用電源95の入力波形がサイン波からずれると、出力電圧が直ちに変化して、停電を検出できる。すなわち、入力される商用電源95が所定の周期で所定の電圧となるサインカーブに沿って変化しているかどうかを瞬時に判定して停電を検出する。停電検出回路65、97は、商用電源95が停電したことを検出すると、有線である通信ライン7、98を介して、あるいは無線によって、無停電電源装置10、20、30の充放電制御回路4に停電信号を伝達する。
なお、図13及び図14では、厚みのある板状である箱型の無停電電源装置70において、一側面を下側にして配置しているが、一平面(図14における背面)を下側に配置して、換言すれば、図13及び図14の状態より90度回転した状態で、スペース42に設定することもできる。
2…降圧用のDC/DCコンバータ
3…昇圧用のDC/DCコンバータ
4…充放電制御回路
5…素電池
6…ダイオード
7…通信ライン
10…無停電電源装置
11…外装ケース
12…接続部
20…無停電電源装置
21…外装ケース
22…接続部
23…回路基板
24…冷却ファン
25…前面パネル
26…貫通孔
27…ロックレバー
28…係止フック
30…無停電電源装置
31…外装ケース
32…接続部
33…回路基板
34…冷却ファン
35…前面パネル
36…貫通孔
40…エンクロージャー
41…コネクトベイ
42…スペース
43…電源ライン
44…電解コンデンサ
50…ブレードサーバ
51…ラックサーバ
52…装着部
53…電源回路
54…サブDC/DCコンバータ
55…負荷
60…電源ユニット
62…装着部
63…AC/DC変換回路
64…DC/DCコンバータ
65…停電検出回路
70…無停電電源装置
71…外装ケース
72…接続部
73…回路基板
74…冷却ファン
75…前面パネル
76…貫通孔
77…ロックレバー
78…係止フック
80…電源ユニット
82…装着部
90…サーバー
91…サーバーケース
95…商用電源
96…交流ライン
97…停電検出回路
98…通信ライン
99…受信器
Claims (8)
- サーバー(90)のサーバーケース(91)に収納され、かつ前記サーバー(90)の直流12Vの電源ライン(43)にDC/DCコンバータを介して接続されて、電源ライン(43)の電力で充電され、かつ電源ライン(43)に電力を供給する二次電池(1)を備えるサーバー(90)の無停電電源装置であって、
前記サーバー(90)の電源ライン(43)に接続されて電源ライン(43)の電圧を二次電池(1)の充電電圧に昇圧する昇圧用のDC/DCコンバータ(3)と、この昇圧用のDC/DCコンバータ(3)で充電される定格電圧を13V以上であって60V以下とする二次電池(1)と、この二次電池(1)の電圧を電源ライン(43)の電圧に降圧してサーバー(90)の電源ライン(43)に出力する降圧用のDC/DCコンバータ(2)と、前記昇圧用のDC/DCコンバータ(3)と降圧用のDC/DCコンバータ(2)とを制御する充放電制御回路(4)とを備え、
前記サーバー(90)に電力を供給する商用電源(95)の停電状態において、前記二次電池(1)の出力電圧が、前記降圧用のDC/DCコンバータ(2)でもって、前記サーバー(90)の電源ライン(43)の電圧に降圧して電源ライン(43)に出力されて、前記サーバー(90)を動作状態を保持するようにしてなるサーバーの無停電電源装置。 - 前記サーバー(90)が、複数のブレードサーバ(50)またはラックサーバ(51)をサーバーケース(91)に脱着自在にセットしてなるサーバーで、サーバーケース(91)にセットされるブレードサーバ(50)やラックサーバ(51)、あるいは電源ユニット(60)、(80)に代わって脱着自在にセットできる外装ケース(11)、(21)、(31)、(71)を備え、この外装ケース(11)、(21)、(31)、(71)に、前記昇圧用のDC/DCコンバータ(3)と、前記二次電池(1)と、前記降圧用のDC/DCコンバータ(2)と、充放電制御回路(4)とを内蔵してなる請求項1に記載されるサーバーの無停電電源装置。
- 前記充放電制御回路(4)が、前記降圧用のDC/DCコンバータ(2)を、非停電時状態では非動作状態として、停電状態で動作状態に切り換えるように制御する請求項1又は2に記載されるサーバーの無停電電源装置。
- 前記充放電制御回路(4)がサーバー(90)から入力される停電信号を検出して、前記降圧用のDC/DCコンバータ(2)を動作状態に切り換える請求項3に記載されるサーバーの無停電電源装置。
- 前記充放電制御回路(4)が、商用電源(95)の交流ライン(96)に接続されて停電を検出する停電検出回路(97)から有線または無線によって伝達される停電信号を検出して、前記降圧用のDC/DCコンバータ(2)を動作状態に切り換える請求項3に記載されるサーバーの無停電電源装置。
- 前記二次電池(1)の定格電圧が30V以上であって50V以下である請求項1ないし5のいずれかに記載されるサーバーの無停電電源装置。
- 前記二次電池(1)が、ニッケル水素電池とリチウムイオン電池のいずれかからなる複数の素電池(5)を直列に接続してなる請求項1ないし6のいずれかに記載されるサーバーの無停電電源装置。
- 前記外装ケース(21)、(71)が、内部の空気を強制的に換気する冷却ファン(24)、(74)を備える請求項2に記載されるサーバーの無停電電源装置。
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