KR20210147888A - 다중 전압에서 전력 전달을 위한 전원 조합 - Google Patents

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마우리스 티보트 크리스토프
길레스 마일로트 파트릭
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Abstract

전원 조합은 제 1 전압에서 전력을 전달하는 제 1 전력 레일 및 제 2 전압에서 전력을 전달하는 제 2 전력 레일을 포함한다. 전원 조합은 제 1 전압에서 전력을 전달하는 제 3 레일 및 제 2 전압에서 전력을 전달하는 제 4 전력 레일을 또한 포함한다. 제 1 전력 조합 회로는 제 1 전력 레일에 그리고 제 3 전력 레일에 전기적으로 연결된다. 제 1 전력 조합 회로는 제 1 전압의 전력을 부하의 제 1 전압 입력에 전달한다. 제 2 전력 조합 회로는 제 2 전력 레일에 그리고 제 4 전력 레일에 전기적으로 dusrufehlse나 제 2 전력 조합 회로는 제 2 전압의 전력을 부하의 제 2 전압 입력에 전달한다.

Description

다중 전압에서 전력 전달을 위한 전원 조합 {POWER SUPPLY COMBINATION FOR DELIVERING POWER AT MULTIPLE VOLTAGES}
본 기술은 전력 전달 장치에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 다중 전압에서 전력을 전달하기 위한 전력 공급원 조합을 도입한다.
데이터 센터의 서버와 같은 많은 장치들은 하나보다 많은 전압에서 전력을 수신해야 한다. ATX는 12V DC, 3.3V DC 및 5V DC에서 서버에 전력원을 공급하기 위한 사실상의 산업 표준이 되었다. 서버와는 별도로 데이터 센터의 상이한 장치와 다양한 산업 또는 상업용 사이트의 상이한 장치는 둘 이상의 전압에서 전력을 필요로할 수 있다. 예를 들어 제한없이, 디스크 및 네트워킹 장치와 같은 전자 장비는 5V에서 전력을 소비할 수 있는 반면 냉각 팬 및 수냉 펌프는 12V에서 전력을 소비할 수 있다.
대규모 데이터 센터에서는 많은 서버가 매우 중요한 기능에 할당될 수 있으므로 전력 중복 전달이 중요하다. 도 1(종래 기술)은 서버가 한 쌍의 중복 전력 공급원에 연결된 ATX 전력 공급원으로부터 전력을 받는 배열을 보여준다. 배열(100)에서, 제 1 전력원(110) 및 제 2 전력원(120)은 각각의 전력 입력(112 및 122)상의 AC 전력원(도시되지 않음)으로부터 전력을 수신한다. 전력원(110 및 120)의 전력 레일(114 및 124)은 12V DC에서 전력을 ATX 전력 공급원(125)(도 1의 경우 DC-DC 변환기)으로 전달한다. 전력은 ATX 전력 공급원(125)의 단일 전력 입력(129)에 모두 연결된 다이오드(140 및 150)를 통해 전달된다. ATX 전력 공급원(125)은 서버(160)에 전력을 제공한다. 다이오드(140 및 150)는 전력 공급원(110 및 120) 중 하나로부터의 전력이 전력 공급원(110 및 120) 중 다른 하나로 되돌아갈 수 없음을 보장한다. 정합 다이오드(140 및 150)는 단일 전력 공급원(110, 120)에서 대부분의 전력을 끌어 오는 것을 방지하기 위해 출력 전압 간의 차이를 최소화하도록 선택된다. 전력 레일(114, 124)과 전력 입력(129) 사이의 전압 차이를 최소화하기 위해 이상적인 다이오드가 사용될 수 있다. 보다 상세하게는, ATX 전력 공급원(125)의 전력 레일(126)이 12볼트에서 전력을 전달하기 위해 서버(160)의 전력 입력(162)에 연결된다. ATX 전력 공급원(125)의 전력 레일(127)은 3.3 볼트에서 전력을 전달하기 위해 서버(160)의 전력 입력(164)에 연결된다. ATX 전력 공급원(125)의 전력 레일(128)은 서버(160)의 전력 입력(166)에 연결되어 5 볼트에서 전력을 전달한다.
예시된 예에서, 서버(160)는 최대 1000 와트를 소비할 수 있고, 각각의 전력원(110 및 120)은 1000 와트의 전력을 제공할 수 있으며, ATX 전력 공급원(125)도 1000 와트로 정격된다. 테스트는 도 1의 서버(160)와 같은 서버에 의해 소비되는 전력의 대부분, 예를 들어 전력의 70 %가 12 볼트에서 소비된다는 것을 보여 주었다. 따라서 ATX 전력 공급원(125)에서, 전력 레일(126)은 최대 700 와트의 출력을 지원하는 데 필요한다.
2 개의 전력 공급원(110 및 120)은 완전히 중복되며, 그중 하나가 고장 나도 다른 하나는 서버(160)의 전체 전력 요건을 충족할 수 있다. 그러나 해결해야할 문제는 ATX 전력 공급원(125)이 배열(100)의 단일 장애 지점이 된다는 사실에 있다. ATX 전력 공급원(125)이 완전히 고장 나거나 12, 3.3 또는 5 볼트에서 전력을 제공하지 못하면, 서버(160)는 적절하게 기능할 수 없게될 수 있다.
해결해야할 또 다른 문제는 서버(160)의 전력 입력(162, 164 및 166)을 ATX 전력 공급원(125)의 전력 레일(126, 127 및 128)에 연결할 때 아크 발생 위험과 관련이 있다. 전력 입력과 전력 레일 사이의 물리적 접촉을 설정함으로써 서버(160) 및 ATX 전력 공급원(125) 사이에 초기 연결이 이루어진다. 매우 짧은 순간 동안(보통 몇 밀리 초 내에), 이 물리적 접촉은 불안정하여, 반복적으로 설정되고 끊어지고 다시 설정된다. 전력이 ATX 전력 공급원(125)의 모든 전력 레일에 존재하는 경우 이러한 스퓨리어스 인터럽트에 의해 매우 높은 전류 피크가 생성될 수 있다. 도 2(종래 기술)는 도 1의 ATX 전력 공급원의 활성화를 위한 타이밍 시퀀스를 보여준다. 도 2의 타이밍 시퀀스는 ATX 전력 공급원(125) 및/또는 서버(160)에 아크로 인한 손상을 방지하기 위해 ATX 사양으로 구현된다. 처음에는 ATX 전력 공급원(125)의 전력 레일(126, 127 및 128)에 전압이 존재하지 않는다. ATX 전력 공급원(125)과 서버(160) 사이에 존재하는 5 볼트 대기 전력 연결(170)(도 1)은 서버(160)의 마더 보드(미도시)가 개시 시퀀스를 실행할 수 있게 한다. 개시 시퀀스가 완료되면, 서버(160)는 시그널링 리드(172)(도 1)를 통해 "PS_ON"신호를 ATX 전력 공급원(125)에 전송한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 시그널링 리드(172) 상에서 서버(160)에 의해 방출된 신호는 초기 고전압에서 저전압으로 변경되고, 따라서 PS_ON 신호는 저전압에서 활성화된 것으로 간주된다. PS_ON 신호에 응답하여, ATX 전력 공급원(125)은 전력 레일(126, 127 및 128) 상의 전압을 상승시키기 시작한다. 일반적으로 PS_ON 신호 이후 500 밀리 초 미만인 시간 T1 내에서, 전력 레일(126, 127, 128)의 전압은 공칭 12, 3.3 및 5V 정격에 가까운 값에 도달하며, 예를 들어 20 밀리 초 미만의 시간 T2 내에 정격 전압의 95 % 이상에 도달한다. 일반적으로 100 ~ 300 밀리 초 사이의 또 다른 지연 T3 후, ATX 전력 공급원(125)은 시그널링 리드(174)(도 1)에서 "PWR_OK"("파워 굿"신호라고도 함)를 방출한다. PWR_OK 신호는 일반적으로 10 밀리 초 미만의 짧은 상승 시간 T4를 갖는다. PWR_OK 신호를 검출한 서버(160)는 이제 ATX 전력 공급원(125)의 전력 레일(126, 127 및 128)로부터 필요한 모든 전력을 사용하여 동작할 수 있다.
도 2에 예시된 타이밍 시퀀스는 예시적이며 다양한 구현에 따라 달라질 수 있다. 다양한 시간 T1, T2, T3 및 T4는 다양한 구현에서 다변화될 수 있으므로 설명용으로 만 제공된다. 그럼에도 불구하고, 이 타이밍 시퀀스는 전용 ATX 전력 공급원(125)으로부터 전력을 수신하는 주어진 서버(160) 사이에 일대일 대응을 부여한다. 서버에 전력을 공급하는 데 사용되는 구성의 이러한 유연성 부족은 경제적 및 운영적 관점에서 이상적이지 않다.
대규모 데이터 센터에서 호스팅되는 수천 또는 수만 대의 서버의 전력 소비는 상당하다. 경제적이고 유연하며 최적화된 중복 전력 공급 솔루션이 필요하다.
위에서 확인된 최근 개발이 이점을 제공할 수 있지만 개선이 여전히 바람직하다.
배경 단락에서 논의된 주제는 단지 배경 단락에서 언급된 결과로서 종래 기술로 간주되어서는 안된다. 유사하게, 배경 단락에서 언급되거나 배경 단락의 주제와 관련된 문제가 종래 기술에서 이전에 인식된 것으로 가정해서는 안된다. 배경 단락의 주제는 단지 다른 접근 방식을 나타낸다.
본 기술의 실시예는 종래 기술과 관련된 단점에 대한 개발자의 인식을 바탕으로 개발되었다.
특히, 이러한 단점은 (1) 서버 및 기타 부하에 전력을 제공하는 데 사용되는 ATX 전력 공급원의 중복성의 마지막; 및/또는 (2) 서버 및 기타 부하에 전력을 공급할 때 유연성 부족을 포함할 수 있다.
일 양상에서, 본 기술의 다양한 구현은 다음을 포함하는 전력 공급원 조합을 제공한다:
제 1 전압에서 전력을 전달하도록 구성된 제 1 전력 레일 및 제 2 전압에서 전력을 전달하도록 구성된 제 2 전력 레일을 포함하는 제 1 전력원;
상기 제 1 전압에서 전력을 전달하도록 구성된 제 3 전력 레일 및 상기 제 2 전압에서 전력을 전달하도록 구성된 제 4 전력 레일을 포함하는 제 2 전력원;
제 1 전력원의 제 1 전력 레일 및 제 2 전력원의 제 3 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 1 전력 결합 회로 - 상기 제 1 전력 결합 회로는 제 1 전압의 전력을 부하의 제 1 전압 입력에 전달하도록 구성됨; 및
제 1 전력원의 제 2 전력 레일 및 제 2 전력원의 제 4 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 2 전력 결합 회로 - 상기 제 2 전력 결합 회로는 제 2 전압의 전력을 부하의 제 2 전압 입력에 전달하도록 구성됨 - 를 포함한다.
본 기술의 일부 구현에서, 부하는 하나 이상의 서버를 포함한다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 1 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 1 다이오드와, 부하의 제 1 전압 입력에 제 2 전력원의 제 3 전력 레일을 연결하는 제 3 다이오드를 포함하고, 제 2 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 2 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 2 다이오드와, 제 2 전력원의 제 4 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 4 다이오드를 포함한다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 1 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 1 에뮬레이션 회로 및 부하의 제 1 전압 입력에 제 2 전력원의 제 3 전력 레일을 연결하는 제 3 에뮬레이션 회로를 포함하며, 제 2 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 2 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 2 에뮬레이팅 회로 및 제 2 전력원의 제 4 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 4 에뮬레이션 회로를 포함하며 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 에뮬레이션 회로 각각은 이상적인 다이오드로 동작하도록 구성된다.
본 기술의 일부 구현에서, 전력 공급원 조합은 제 1 전압 비교기, 제 2 전압 비교기, 및 모니터링 장치를 포함하며, 상기 제 1 전압 비교기는 제 1 전력원의 제 1 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 1 감지 입력 및 제 2 전력원의 제 3 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 3 감지 입력을 포함하고, 상기 제 1 전압 비교기는 제 1 및 제 3 감지 입력에 의해 감지된 전압들을 비교하여 제 1 및 제 2 전력원 중 하나가 제 1 전압에서 전력을 전달하는 데 실패한 것을 검출하도록 구성되며, 상기 제 2 전압 비교기는 제 1 전력원의 제 2 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 2 감지 입력, 및 제 2 전력원의 제 4 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 4 감지 입력을 포함하고, 상기 제 2 전압 비교기는 제 2 및 제 4 감지 입력에 의해 감지되는 전압들을 비교하여, 제 2 전압에서 전력 전달하는 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 장애를 검출하도록 구성되며, 상기 모니터링 장치는 제 1 및 제 2 전압 비교기에 동작가능하게 연결되어, 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 고장검출을 보고하도록 구성된다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 전력 결합 회로, 제 2 전력 결합 회로, 제 1 전압 비교기, 제 2 전압 비교기 및 모니터링 장치는 공통 플랫폼에 장착된다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 및 제 2 전력원은 전력 분배 장치(PDU)로부터 수신된 전력을 제 1 및 제 2 전압에서 전달되는 전력으로 변환하도록 구성되고; 모니터링 장치는 PDU에 통신 가능하게 연결되고 신호를 PDU에 전송하여 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 검출된 고장을 보고하도록 구성된다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 전력원은 제 3 전압에서 전력을 전달하도록 구성된 제 5 전력 레일을 더 포함하고; 제 2 전력원은 제 3 전압에서 전력을 전달하도록 구성된 제 6 전력 레일을 더 포함하고; 전력 공급원 조합은 제 1 전력원의 제 5 전력 레일 및 제 2 전력원의 제 4 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 3 전력 결합 회로를 더 포함하고, 제 2 전력 결합 회로는 제 3 전압에서 전력을 부하의 제 3 전압 입력에 전달하도록 구성된다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 및 제 2 전력원은 ATX 전력 공급원이고; 제 1 전압은 12V DC이며, 제 2 전압은 3.3V DC이고, 제 3 전압은 5V DC이다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 1 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 1 다이오드 및 제 2 전력원의 제 3 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 3 다이오드를 포함한다. 제 2 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 2 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 2 다이오드 및 제 2 전력원의 제 4 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 4 다이오드를 포함한다. 제 3 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 5 전력 레일을 부하의 제 3 전압 입력에 연결하는 제 5 다이오드 및 제 2 전력원의 제 6 전력 레일을 부하의 제 3 전압 입력에 연결하는 제 6 다이오드를 포함한다. .
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 1 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 1 에뮬레이션 회로 및 제 2 전력원의 제 3 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 3 에뮬레이션 회로를 포함한다. 제 2 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 2 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 2 에뮬레이팅 회로 및 제 2 전력원의 제 4 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 4 에뮬레이션 회로를 포함한다. 제 3 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 5 전력 레일을 부하의 제 3 전압 입력에 연결하는 제 5 에뮬레이션 회로를 포함하고, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5 및 제 6 에뮬레이션 회로 각각은 이상적인 다이오드로 동작하도록 구성된다.
본 기술의 일부 구현에서, 전력 공급원 조합은 제 1 전압 비교기, 제 2 전압 비교기, 제 3 전압 비교기, 및 모니터링 장치를 포함하며, 상기 제 1 전압 비교기는 제 1 전력원의 제 1 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 1 감지 입력, 및 제 2 전력원의 제 3 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 3 감지 입력을 포함하고, 상기 제 1 전압 비교기는 제 1 및 제 3 감지 입력에 의해 감지된 전압들을 비교하여 제 1 및 제 2 전력원 중 하나가 제 1 전압에서 전력을 전달하는 데 실패한 것을 검출하고며, 상기 제 2 전압 비교기는 제 1 전력원의 제 2 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 2 감지 입력, 및 제 2 전력원의 제 4 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 4 감지 입력을 포함하고, 상기 제 2 전압 비교기는 제 2 및 제 4 감지 입력에 의해 감지된 전압들을 비교하여, 제 2 전압에서 전력을 전달하기 위한 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 고장을 검출하도록 구성되며, 상기 제 3 전압 비교기는 제 1 전력원의 제 5 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 5 감지 입력, 및 제 2 전력원의 제 6 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 6 감지 입력을 포함하고, 상기 제 3 전압 비교기는 제 5 및 제 6 감지 입력에 의해 제 1 및 제 2 전력원 중 하나가 제 3 전압에서 전력을 전달함에 있어 고장을 검출하도록 구성되며, 상기 모니터링 장치는 제 1, 제 2 및 제 3 전압 비교기에 작동 가능하게 연결되고 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 검출된 고장을 보고하도록 구성된다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 전력 결합 회로, 제 2 전력 결합 회로, 제 3 전력 결합 회로, 제 1 전압 비교기, 제 2 전압 비교기, 제 3 전압 비교기 및 모니터링 장치가 공통 플랫폼 상에 장착된다.
본 기술의 일부 구현에서, 제 1 및 제 2 전력원은 전력 분배 장치(PDU)로부터 수신된 전력을 제 1, 제 2 및 제 3 전압에서 전달되는 전력으로 변환하도록 구성되고; 모니터링 장치는 PDU에 통신 가능하게 연결되고, 신호를 PDU에 전송하여 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 검출된 고장을 보고하도록 구성된다.
본 기술의 일부 구현에서, 부하는 복수의 서버를 포함하고, 전력 공급원 조합은 제 1 및 제 2 전력원 및 복수의 서버에 통신 가능하게 연결된 전력 관리 유닛, 전력 관리 유닛을 더 포함하고, 상기 전력 관리 유닛은 제 1 및 제 2 전력원의 결합된 전력 레벨을 모니터링하고, 복수의 서버의 결합된 전력 소비가 제 1 및 제 2 전력원의 결합된 전력 레벨을 초과하는 경우 복수의 서버 중 적어도 하나가 전력 소비를 감소 시키도록 구성된다.
본 명세서의 맥락에서, 컴퓨터 시스템은 달리 명시되지 않는 한, "전자 장치", "운영 체제", "시스템", "컴퓨터 기반 시스템","제어 유닛","모니터링 장치","제어 장치" 및/또는 당면한 관련 작업에 적합한 이들의 조합을 의미할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서의 맥락에서, 달리 명시적으로 제공되지 않는 한, "컴퓨터 판독 가능 매체"및 "메모리"라는 표현은 임의의 성질 및 종류의 매체를 포함하는 것으로 의도되며, 그 예로는 RAM, ROM, 디스크(CD-ROM, DVD, 플로피 디스크, 하드 디스크 드라이브 등), USB 키, 플래시 메모리 카드, 솔리드 스테이트 드라이브 및 테이프 드라이브가 있다. 여전히 본 명세서의 맥락에서, "a" 컴퓨터 판독 가능 매체 및 "the" 컴퓨터 판독 가능 매체는 동일한 컴퓨터 판독 가능 매체로 해석되어서는 안된다. 반대로, 그리고 적절할 때마다, "컴퓨터 판독 가능 매체" 및 "컴퓨터 판독 가능 매체"는 또한 제 1 컴퓨터 판독 가능 매체 및 제 2 컴퓨터 판독 가능 매체로 해석될 수 있다.
본 명세서의 맥락에서 달리 명시하지 않는 한, "제 1", "제 2", "제 3"등은 명사 사이의 특정 관계를 설명할 목적이 아니라 명사를 구별할 목적으로만 형용사로 사용 하였다.
본 기술의 구현은 각각 상기 언급된 목적 및/또는 측면 중 적어도 하나를 갖지만, 반드시 그것들을 모두 갖는 것은 아니다. 상기 언급된 목적을 달성하려는 시도로부터 얻은 본 기술의 일부 측면은 이 목적을 만족하지 않을 수 있고/있거나 본 명세서에서 구체적으로 언급되지 않은 다른 목적을 만족시킬 수 있음을 이해해야 한다.
본 기술의 구현의 추가 및/또는 대안적인 특징, 양태 및 이점은 다음의 설명, 첨부 도면 및 첨부된 청구 범위로부터 명백해질 것이다.
본 기술 뿐만 아니라 다른 양상들 및 추가 특징들에 대한 더 나은 이해를 위해, 첨부된 도면들과 함께 사용될 다음 설명을 참조한다.
도 1(종래 기술)은 서버가 한 쌍의 중복 전력 공급원에 연결된 ATX 전력 공급원으로부터 전력을 수신하는 배열을 도시한다.
도 2(종래 기술)는 도 1의 ATX 전력 공급원의 활성화를 위한 타이밍 시퀀스를 도시한다.
도 3은 본 기술의 일 실시예에 따른 중복 전력 공급원 구성의 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에뮬레이션 회로의 회로도이다.
도 5는 본 기술의 일 실시예에 따른 다른 중복 전력 공급원 구성의 블록도이다.
도 6은 본 기술의 일 실시예에 따른 추가적인 중복 전력 공급원 구성의 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전력 관리 유닛의 블록도이다.
도 8은 도 3 및 도 5의 전력 공급원 구성의 일부 구성 요소를 보여주는 블록도이고, 또한 일 실시예에 따른 부하의 핫 플러깅을 위한 제어 회로를 도시한다.
도 9a 및 9b는 일 실시예에 따라 하나 이상의 서버로의 전력 전달을 제어하는 방법의 동작을 보여주는 시퀀스 다이어그램이다. 그리고,
도 10은 일 실시예에 따른 제어 회로의 블록도이다.
본 명세서에서 달리 명시하지 않는 한, 도면은 축척이 아님을 주목해야 한다.
본 명세서에 인용된 예 및 조건부 언어는 주로 독자가 본 기술의 원리를 이해하는 데 도움이 되며 그 범위를 구체적으로 인용된 예 및 조건으로 제한하지 않다. 당업자는 본 명세서에 명시적으로 설명되거나 도시되지 않았지만 그럼에도 불구하고 본 기술의 원리를 구현하는 다양한 구성을 고안할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
또한, 이해를 돕기 위해, 이하의 설명은 본 기술의 비교적 단순화된 구현을 설명할 수 있다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 본 기술의 다양한 구현은 더 복잡할 수 있다.
일부 경우에, 본 기술에 대한 수정의 유용한 예라고 여겨지는 것이 또한 설명될 수 있다. 이는 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 현재 기술의 범위를 정의하거나 경계를 설정하지 않는다. 이러한 수정은 완전한 목록이 아니며, 당업자는 그럼에도 불구하고 본 기술의 범위 내에서 다른 수정을 할 수 있다. 더욱이, 수정의 예가 제시되지 않은 경우, 수정이 가능하지 않거나 설명된 것이 본 기술의 해당 요소를 구현하는 유일한 방식이라고 해석되어서는 안된다.
더욱이, 본 기술의 원리, 측면 및 구현과 그 특정 예를 언급하는 여기의 모든 진술은 현재 알려진 것이 든 미래에 개발되든 그 구조적 및 기능적 등가물을 모두 포함하도록 의도된다. 따라서, 예를 들어, 본 명세서의 임의의 블록도가 본 기술의 원리를 구현하는 예시적인 회로의 개념적 뷰를 나타낸다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다. 유사하게, 임의의 흐름도, 흐름도, 상태 전이 다이어그램, 의사 코드 등은 그러한 컴퓨터 또는 프로세서가 명시적으로 표시되는지 여부에 관계없이, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에서 실질적으로 표현될 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 다양한 프로세스를 나타낸다는 것을 알 수 있을 것이다.
"프로세서"로 표시된 임의의 기능 블록을 포함하여 도면에 도시된 다양한 요소의 기능은 적절한 소프트웨어와 연계하여 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어뿐만 아니라 전용 하드웨어를 사용하여 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공되는 경우, 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별 프로세서(이들 중 일부는 공유될 수 있음)에 의해 제공될 수 있다. 본 기술의 일부 실시예에서, 프로세서는 중앙 처리 장치(CPU)와 같은 범용 프로세서 또는 디지털 신호 프로세서(DSP)와 같은 특정 목적 전용 프로세서 일 수 있다. 더욱이, "프로세서"라는 용어의 명시적인 용도는 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어만을 의미하는 것으로 해석되어서는 안되며, ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array), 소프트웨어를 저장하기 위한 ROM(Read-Only Memory), RAM(Random Access Memory) 및 비휘발성 스토리지를 암시적으로 포함할 수 있다. 기존 및/또는 맞춤형의 기타 하드웨어도 포함될 수 있다.
소프트웨어 모듈, 또는 단순히 소프트웨어라고 일컬어지는 모듈은 본 명세서에서 프로세스 단계의 수행 및/또는 텍스트 설명을 나타내는 흐름도 요소 또는 기타 요소의 임의의 조합으로 표현될 수 있다. 이러한 모듈은 명시적으로 또는 묵시적으로 표시된 하드웨어에 의해 실행될 수 있다. 더욱이, 모듈은 예를 들어 제한적이지는 않지만 컴퓨터 프로그램 로직, 컴퓨터 프로그램 명령, 소프트웨어, 스택, 펌웨어, 하드웨어 회로 또는 필요한 기능을 제공하는 이들의 조합을 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
일 양태에서, 본 기술의 전력 공급원 조합은 2 개의 전력원, 예를 들어 제한없이, 2 개의 ATX 전력 공급원을 포함하고, 상기 전력원은 다중 전압에서 전력을 공급한다. 각 전력원에는 2 개 또는 3 개의 서로 다른 전압에서 전력을 공급하기 위한 2 개 또는 3 개의 전력 레일이 포함된다. 제 1 결합 회로는 제 1 전압에서 전력원의 2 개의 전력 레일을 부하의 전력 입력, 예를 들어 제한없이, 서버 또는 서버 그룹에 연결한다. 제 2 결합 회로는 제 2 전압에서 전력원의 2개의 전력 레일을 부하의 다른 전력 입력에 연결한다. 제 3 결합 회로는 제 3 전압에서 2 개의 전력 레일을 부하의 추가 전력 입력에 연결할 수 있다. 이러한 결합 회로들은 동일한 전압에서 2 개의 전력원의 전력 레일을 부하의 각각의 전력 입력에 연결하는 다이오드를 포함할 수 있다. 대안적으로, 결합 회로는 결합 회로 내에서 임의의 전압 강하를 제한하기 위해 이상적인 다이오드로 작동하는 에뮬레이션 회로를 포함할 수 있다. 전력원의 일부 또는 전체 고장을 감지하기 위해 전력원의 다양한 전력 레일을 개별적으로 모니터링할 수 있다.
다른 양태에서, 본 기술은 이종 전력 공급원을 갖는 전력 공급원 조합이다. 전력 공급원 조합에는 2 개의 다중 전압 전력원(예: 2 개의 ATX 전력 공급원 및 2 개의 단일 전압 전력원)이 포함된다. 각 다중-전압 전력원에는 2 개 또는 3 개의 개별 전압에서 전력을 공급하기 위한 2 개 또는 3 개의 전력 레일이 포함되어 있다. 각 단일-전압 전력원에는 제 1 전압에서 전력을 공급하기 위한 단일 전력 레일이 포함되어 있다. 제 1 결합 회로는 제 1 전압에서 두 개의 다중 전압 전력원의 두 개의 전력 레일과 단일 전압 전력원의 두 개의 전력 레일을 부하의 전력 입력, 예를 들어 제한없이, 서버 또는 서버 그룹에 연결한다. 제 2 결합 회로는 제 2 전압에서 두 개의 다중 전압 전력원의 두 전력 레일을 부하의 다른 전력 입력에 연결한다. 제 3 결합 회로는 제 3 전압에서 2 개의 다중 전압 전력원의 2 개의 전력 레일을 부하의 추가 전력 입력에 연결할 수 있다. 이러한 결합 회로들은 제 1 전압에서 2 개의 다중 전압 전력원의 전력 레일을 연결하고 부하의 제 1 전압 입력에 2 개의 단일 전압 전력원의 전력 레일을 연결하는 다이오드를 포함할 수 있다. 결합 회로는 또한 하나 또는 두 개의 다른 전압에서 2 개의 다중 전압 전력원의 전력 레일을 부하의 각각의 전력 입력에 연결하는 다이오드를 포함할 수 있다. 대안적으로, 결합 회로는 결합 회로 내에서 임의의 전압 강하를 제한하기 위해 이상적인 다이오드로 작동하는 에뮬레이션 회로를 포함할 수 있다. 다중-전압 전력원 및 단일-전압 전력원의 다양한 전력 레일은 전력원 중 어느 하나의 부분적 또는 완전한 고장을 감지하기 위해 개별적으로 모니터링될 수 있다.
추가 양태에서, 본 기술에서는 하나 이상의 서버로의 전력 전달을 제어하기 위한 방법 및 제어 회로가 제공된다. 제어 회로는 전력원과 하나 이상의 서버 사이에 배치된다. 전력원과 단일 서버 간의 기존 신호 교환은 한편으로 전력원과 제어 회로 간의 동등한 신호 교환으로 대체되고, 그리고 이에 부가하여, 다른 한편으로는 제어 유닛과 하나 이상의 서버 각각 사이의 동등한 신호 교환에 의해, 대체된다. 따라서 전력원은 하나의 서버에만 전력원을 공급하는 것처럼 작동하고 각 서버는 전용 전력원에서 전력을 받는 것처럼 작동한다.
이러한 기본 사항을 갖추어 본 기술의 다양한 구현을 설명하기 위해 몇 가지 비제한적인 예를 고려할 것이다.
도 3은 본 기술의 일 실시예에 따른 중복 전력 공급원 구성의 블록도이다. 예시된 바와 같이, 전력 공급원 조합(200)은 비제한적인 예에서 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)인 2 개의 전력원을 포함한다. ATX 전력 공급원(130A 및 130B)은 각각 전력, 예를 들어 AC 전력을 수신하기 위한 전력 입력(132A 및 132B)을 가지며, 전력은 예를 들어 이후 도면에 도시되는 전력 분배 장치(PDU)로부터 수신된다. 2 개의 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)는 동일한 PDU 또는 별개의 PDU로부터 전력을 수신할 수 있다. ATX 전력 공급원(130A 및 130B)은 전력을 3 개의 별개의 DC 전압에서 전달되는 전력으로 변환한다. 전력을 둘 이상의 DC 전압에서 전달되는 전력으로 변환할 수 있는 다른 다중 전압 전력원이 ATX 전력 공급 장치(130A 및 130B) 대신에 전력 공급원 조합(200)에 존재할 수 있다는 것이 고려된다. 도 3의 본 설명은 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)에 의해 생성된 세 가지 개별 전압의 존재에 관한 것이지만, 본 기술은 2 개 이상의 DC 전압에서 전력을 전달하는 전력 공급원 조합을 포함한다.
구체적으로 ATX 전력 공급원(130A)은 제 1 전압에서 전력을 공급하는 전력 레일(134A), 제 2 전압에서 전력을 공급하는 전력 레일(136A) 및 제 3 전압에서 전력을 공급하는 전력 레일(138A)을 갖는다. ATX 전력 공급원(130B)은 제 1 전압에서 전력을 전달하는 전력 레일(134B), 제 2 전압에서 전력을 전달하는 전력 레일(136B) 및 제 3 전압에서 전력을 전달하는 전력 레일(138B)을 갖는다. 도 3의 비제한적인 예에서, ATX 전력 공급원(130A 및 130B)은 전력 레일에서 12, 3.3 및 5V로 전력을 공급한다. 본 개시 내용의 맥락에서, 제 1, 제 2 및 제 3 전압은 종래의 ATX 전력 공급원의 전압과는 상이한 값을 가질 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 용어 "제 1", "제 2" 및 "제 3"은 전압 간의 우선 순위를 의미하지 않으며 전압의 상대적인 크기와 관련되는 것을 의미하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
전력 결합 회로(210)는 ATX 전력 공급원(130A)의 전력 레일(134A) 및 ATX 전력 공급원(130B)의 전력 레일(134B)에 전기적으로 연결된다. 전력 결합 회로(210)는 제 1 전압의 전력을 부하의 제 1 전압 입력, 예를 들어 서버(160)의 제 1 전압 입력(162) 또는 서버 그룹(160)의 제 1 전압 입력(162)에 전달한다. 다른 전력 결합 회로(220)는 ATX 전력 공급원(130A)의 전력 레일(136A) 및 ATX 전력 공급원(130B)의 전력 레일(136B)에 전기적으로 연결된다. 전력 결합 회로(220)는 제 2 전압의 전력을 서버(들)(160)의 제 2 전압 입력(들)(164)에 전달한다. 추가 전력 결합 회로(230)는 ATX 전력 공급 장치(130A)의 전력 레일(138A) 및 ATX 전력 공급원(130B)의 전력 레일(138B)에 전기적으로 연결된다. 이러한 전력 결합 회로(230)는 서버(160)의 제 3 전압 입력(들)(166)에 제 3 전압의 전력을 전달한다. 도 3은 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)이 각각 1000W의 전력을 제공할 수 있고 서버(160)는 각각 1000W의 전력을 소비할 수 있음을 보여주지만, 각 서버(160)는 대부분의 시간에 정격 1000W보다 훨씬 적은 전력을 소비할 것으로 예상되므로, 서버(160)의 결합된 전력 소비는 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)의 성능 범위 내로 유지될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 다양한 도면에 묘사된 전력 등급은 단지 예시를 위한 것이며 본 개시를 제한하지 않는다. 다양한 정격 전력 값을 갖는 전력 공급원 및 부하가 고려된다.
예시된 바와 같이, 부하는 복수의 서버(160)를 포함할 수 있으며, 각각의 서버(160)는 제 1, 제 2 및 제 3 전압에서 전력을 수신하기 위한 자체 입력(162, 164 및 166)을 갖는다. 대안적으로, 부하는 집합적으로 적어도 제 1 및 제 2 전압에서 전력을 수신하는 하나 이상의 장치를 포함할 수 있다. 비제한적인 예에서, 부하는 제 1 전압에서 전력을 수신하는 컴퓨터, 디스크 또는 네트워킹 장치 및 제 2 전압에서 전력을 수신하는 냉각 팬 또는 수냉 펌프를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 전력 결합 회로(210)는 ATX 전력 공급기(130A)의 전력 레일(134A)을 서버(들)(160)의 제 1 전압 입력(들)(162)에 연결하는 다이오드(212)를 포함한다. 전력 결합 회로(210)는 또한 ATX 전력 공급원(130B)의 전력 레일(134B)을 서버(160)의 제 1 전압 입력(들)(162)에 연결하는 다이오드(214)를 또한 포함한다. 전력 결합 회로(220)는 ATX 전력 공급원(130A)의 전력 레일(136A)을 서버(160)의 제 2 전압 입력(164)에 연결하는 다이오드(222)를 또한 포함한다. 전력 결합 회로(220)는 또한 ATX 전력 공급원(130B)의 전력 레일(136B)을 서버(160)의 제 2 전압 입력(들)(164)에 연결하는 다이오드(224)를 포함한다. 전력 결합 회로(230)는 ATX 전력 공급 장치(130A)의 전력 레일(138A)을 서버(들)(160)의 제 3 전압 입력(들)(166)에 연결하는 다이오드(232)를 포함한다. 전력 결합 회로(230)는 ATX 전력 공급원(130B)의 전력 레일(138B)을 서버(160)의 제 3 전압 입력(160)에 연결하는 다이오드(234)를 또한 포함한다.
다이오드(212, 214, 222, 224, 232 및 234)는 결합 회로(210, 220, 230) 내에서 전압 강하를 제한하기 위해 이상적인 다이오드로 작동하는 에뮬레이션 회로로 대체될 수 있다. 도 4는 일 실시예에 따른 에뮬레이팅 회로의 회로도다. 에뮬레이팅 회로(250)는 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B)의 전력 레일(134A, 136A, 138A, 134B, 136B 또는 138B) 중 어느 하나에 연결될 수 있는 입력(252)과, 서버(160-)의 전압 입력(162, 164, 또는 166) 중 어느 하나에 연결될 수 있는 출력(254)을 포함한다. p 채널 MOSFET 트랜지스터(256)는 드레인(258)이 입력(252)에 연결되고 소스(260)가 출력(254)에 연결되어 있다. 전압 비교기는 한 쌍의 정합된 PNP 트랜지스터(262 및 264)에 의해 형성된다. PNP 트랜지스터(262)의 에미터(266)는 전력 입력(252)에 연결된다. PNP 트랜지스터(262)의 베이스(268) 및 콜렉터(270)는 접지(274)에 추가로 연결된 저항기(272)에 연결된다. PNP 트랜지스터(264)의 에미터(276)는 출력(254)에 연결된다. PNP 트랜지스터(264)의 베이스(278)는 PNP 트랜지스터(262)의 베이스(268)와 콜렉터(270)에 연결된다. PNP 트랜지스터(264)의 콜렉터(280)는 접지(274)에 또한 연결되는 저항기(282)에 연결된다. PNP 트랜지스터(264)의 콜렉터(280)는 또한 MOSFET 트랜지스터(256)의 게이트(284)에 연결된다.
에뮬레이팅 회로(252)에서 저항기(272, 282)는 소비 전력을 제한하기 위해 상대적으로 높은 값, 예를 들어 10KΩ을 갖는다. MOSFET 트랜지스터(256)는 다이오드를 에뮬레이트하여 전류가 역방향이 아닌, 입력(252)에서 출력(254)으로 흐르도록한다. 출력(254)의 전압이 입력(252)의 전압과 다를 경우, MOSFET 트랜지스터(256)의 게이트(284)의 전압(저항기(282) 양단의 전압이기도 함)은 이 전압 차이를 감소시키기 위해 조정된다. 일 실시예에서, 에뮬레이션 회로(250)는 단일 칩 상에 통합될 수 있는데, 이 구성은 PNP 트랜지스터(262 및 264)의 매칭 및 저항기(272 및 282)의 매칭을 용이하게하기 때문이다. 더욱이, 에뮬레이션 회로(250)의 모든 구성 요소는 단일 칩에 통합될 때 온도 변화에 일관되게 반응할 수 있다.
전력 공급원 조합(200)은 다이오드(212, 214, 222, 224, 232 및 234)를 사용하거나 에뮬레이팅 회로(250)로 이들을 대체하는 것으로 제한되지 않는다. 하나 이상의 다이오드(212, 214, 214, 222, 224, 232 및 234) 중 하나 이상이 실질적으로 이상적인 다이오드로 작동하는 다른 에뮬레이션 회로로 대체될 수 있다.
도 3으로 돌아 가면, 전력 공급원 조합(200)은 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)의 동일한 전압 전력 레일 사이의 전압 차이를 검출하도록 구성된 전압 비교기를 포함할 수 있다. 도 3에서, 전압 비교기는 설명의 편의를 위해 단일 다중 전압 비교기(240)로 도시되어있다. 그러나, 2 개 또는 3 개의 별개의 전압 분리기가 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)의 전력 레일상의 2 또는 3 개의 전압을 비교하기 위해 사용될 수 있다.
전압 비교기(240)는 ATX 전력 공급원(130A)의 전력 레일(134A)에 전기적으로 연결된 감지 입력(242A)과 ATX 전력 공급원(130B)의 전력 레일(134B)에 전기적으로 연결된 감지 입력(242F)을 포함한다. 전압 비교기(240)는 감지 입력(242A, 242F)에 의해 감지된 전압을 비교한다. 정상 작동에서는 감지 입력(242A 및 242F)간에 큰 차이가 감지되지 않아야 한다. 전압 차이가 감지되면 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B) 중 하나가 제 1 전압에서 전력을 전달하지 못하는 것으로 밝혀 질 수 있다. ATX 전력 공급원(130A 또는 130B) 중 하나가 제 1 전압에서 전력을 전달하는 데 실패한 것으로 보이는 것을 보고하기 위해 전압 비교기(240)에 의해 신호가 모니터링 장치(290)로 전송될 수 있다. 차례로, 모니터링 장치(290)는 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)에 전력을 제공하는 PDU(도 6)에 통신 연결될 수 있고, ATX 전력 공급원(130A, 130B)중 하나의 감지된 고장을 보고하기 위해 PDU에 신호를 전송할 수 있다.
전압 비교기(240)(또는 별개의 단일 전압 비교기)는 또한 ATX 전력 공급원(130A)의 전력 레일(136A)에 전기적으로 연결된 감지 입력(242B) 및 ATX 전력 공급원(130B)의 전력 레일(136B)에 전기적으로 연결된 감지 입력(242E)을 포함한다. 전압 비교기(240)는 감지 입력(242B 및 242E)에 의해 감지된 전압을 비교하여 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B) 중 하나의 궁극적인 고장을 검출하여 제 2 전압에서 전력을 전달한다. 마찬가지로, 전압 비교기(240)(또는 별개의 단일 전압 비교기)는 ATX 전력 공급원(130A)의 전력 레일(138A)에 전기적으로 연결된 감지 입력(242C) 및 ATX 전력 공급원(130B)의 전력 레일(138B)에 전기적으로 연결된 감지 입력(242D)을 포함할 수 있다. 전압 비교기(240)는 감지 입력(242C 및 242D)에 의해 감지된 전압을 비교하여 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B) 중 하나의 궁극적인 고장을 검출하여 제 3 전압에서 전력을 전달할 수 있다. ATX 전력 공급원(130A 또는 130B)dl 제 1, 제 2 또는 전압에서 전력을 전달하는 데 실패한 경우 모니터링 장치(290)에 보고될 수 있으며, 그 결과 감지된 실패를 PDU에 보고한다.
PDU는 데이터 센터의 전력 공급 네트워크(도 6)의 일부일 수 있으며, 이 네트워크는 데이터 센터의 모든 서버(160)에 대한 전력 소비 및 중복 전력 전달을 모니터링하기 위한 감독 기능을 갖는다. 비제한적인 예로서, ATX 전력 공급원(130A 및 130B)에 전력을 제공하는 주어진 PDU는 전력 공급원 조합(200)에 의해 소비되는 전력의 강하를 검출할 수 있다. 이러한 소비된 전력의 강하 및 ATX 전력 공급원(130A, 130B) 중 하나의 궁극적인 고장에 대한 정보를 이용하여, 고장 전원을 수리 또는 교체하게 될 유지관리 인력에 대한 안내를 제공할 수 있다.
전력 공급원 조합(200)의 일 실시예에서, 전력 결합 회로(210 및 220)(및 존재하는 경우 230), 전압 비교기(240)(또는 별개의 전압 비교기) 및 모니터링 장치(290)는 공통 플랫폼에 장착될 수 있다(미도시), 예를 들어 단일 인쇄 회로 기판(PCB)이 장착된다. 2 개의 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)는 이 공통 플랫폼에 연결될 수 있으며, 이는 차례로 개별 물리적 구성 요소의 전체 수를 제한하면서 서버(들)(160)에 연결될 수 있다.
일반적으로 서버(160)에 의해 소비되는 전력의 대부분은 입력 전압 중 하나에서 소비되며, 예를 들어 전력의 70 %가 12 볼트에서 소비되며, 이는 도 3의 예시에서 제 1 전압이다. 따라서 다른 전압과 비교할 때 가장 많은 전력을 전달하는 제 1 전압에 대해 전력 공급 중복성이 상이하게 제공될 수 있다. 이를 위해, 도 5는 본 기술의 일 실시예에 따른 또 다른 중복 전력원 공급 구성의 블록도이다. 전력 공급원 조합(300)은 도 2의 설명에서 소개된 전력 공급원 조합(200)의 많은 구성 요소를 포함한다. 이들 구성 요소에 대한 설명은 간결함을 위해 여기에서 반복되지 않으며, 도 5의 설명은 전력 공급원 조합(300) 간의 차이점에 중점을 둘 것이다. ATX 전력 공급원(130A 및 130B)은 전력 공급원 조합(300)에 존재하는 단일 전압 전력원(320A 및 320B)과 구별하기 위해 "다중 전압 전력원"으로 표시될 수 있다. ATX 전력 공급원(130A 및 130B)는 전력 공급원 조합(300) 내에 단일-전압 전력원(320A 및 302B)이 존재하는 경우, 도 3에 도시된 것보다 낮은 전력 등급을 가질 수 있다.
대부분의 전력이 서버(160)에 의해 제 1 전압에서 소비되는 비제한적인 예에서, 단일 전압 전력원(320A 및 302B)은 모두 각각의 전력 입력(322A 및 322B)에서 AC 전력을 수신하고 이 전력을 제 1 전압(본 예에서 12 볼트)으로 변환한다. 제 1 전압은 단일 전압 전력원(320A 및 302B)의 각각의 전력 레일(324A 및 324B)에 존재한다. 예를 들어, AC 전력은 ATX 전력 공급기(130A 및 130B)에 전력을 제공하는 동일한 PDU 또는 PDU로부터 또는 하나 이상의 다른 PDU로부터 수신될 수 있다. 어쨌든, 단일 전압 전력원(320A 및 302B)의 전력 레일(324A 및 324B)상의 전압은 ATX 전력 공급원(130A 및 130B) 각각의 전력 레일 중 하나에 존재하는 전압과 일치한다.
전력 공급원 조합(300)에서, 다이오드(212 및 214)는 각각 ATX 전력 공급원(130A)의 전력 레일(134A) 및 ATX 전력 공급원(130B)의 전력 레일(134B)을 제 1 전압 입력(들)(162)에 연결한다. 서버(들)(160)는 이제 단일 전압 전력원(320A)의 전력 레일(324A) 및 단일 전압 전력원의 전력 레일(324B)을 각각 연결하는 다이오드(316 및 318)를 더 포함하는 전력 결합 회로(310)의 일부이다. 전압 비교기(240)(또는 추가적인 단일 전압 비교기)는 단일 전압 전력원(242H)의 전력 레일(320A)에 전기적으로 연결된 감지 입력(242G) 및 단일 전압 전력원(320B)의 전력 레일(324B)에 전기적으로 연결된 감지 입력(242H)을 더 포함한다. 전압 비교기(240)는 감지 입력(242G, 242H)에 의해 감지된 전압을 비교한다. 정상 작동에서는 감지 입력(242G 및 242H)간에 큰 차이가 감지되지 않아야 한다. 전압 차이가 검출되면, 단일 전압 전력원(320A 또는 320B) 중 하나가 제 1 전압에서 전력을 전달하지 못하는 것으로 발견될 수 있다. 단일 전압 전력원(320A 또는 320B) 중 하나가 제 1 전압에서 전력을 전달하는 데 실패한 것으로 보이는 것을 보고하기 위해 전압 비교기(240)에 의해 모니터링 장치(290)에 신호가 전송될 수 있다. 차례로, 모니터링 장치(290)는 단일 전압 전력원(320A 또는 320B)에 전력을 제공하는 PDU(또는 PDU)에 통신적으로 연결될 수 있고 단일 전압 전력원(320A 또는 320B)의 감지된 고장을 보고하기 위해 신호를 PDU에 전송할 수 있다.
도 6은 본 기술의 일 실시예에 따른 중복 전력원 공급 네트워크의 블록도이다. 전력 공급 네트워크(400)는 다수의 전압에서 다수의 서버(160) 및/또는 데이터 센터의 다른 부하에 전력을 제공할 수 있다. 여러 서버(160)는 복수의 전력 공급원 구성(200 또는 300) 각각으로부터 전력을 수신할 수 있다. 각각의 전력원 공급 구성(200 또는 300)은 하나 이상의 PDU(420)(단순함을 위해 하나만 도시 됨)를 통해 하나 또는 무정전 전력 공급원(UPS)(410)으로부터 전력을 수신할 수 있다. 대규모 데이터 센터는 수백 또는 수천 개의 UPS(410), 수백 또는 수천 개의 PDU(420), 수백 또는 수천 개의 전력 공급원 구성(200 또는 300), 수천 또는 수만 개의 서버(160)를 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
각 UPS(410)는 섹터로부터 전력을 수신하고, 각 UPS(410)는 섹터에 장애가 발생할 경우 지속적으로 전력을 공급할 수 있는 배터리(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 예를 들어 110VAC 또는 220VAC의 AC 전력원은 각 UPS(410)의 전력 레일(412)에서 전달된다. 각 PDU(420)는 전력 입력(422)에서 각 전력 레일(412)로부터 AC 전력을 수신하고, 전력 출력(424, 426, 428)과 같은 복수의 전력 출력에서 AC 전력을 전달한다. PDU(420)는 도 6에 도시된 것보다 더 많거나 적은 전력 출력을 포함할 수 있다. 전력 공급원 조합(200 또는 300)은 전력 출력(424, 426 및 428)으로부터 전력을 수신한다. 각각의 전력 공급원 조합(200 또는 300)에서, 모니터링 장치(290)(도 3 및 5)는 각각의 PDU(420)와 통신하여, ATX 전력 공급원(130A 또는 130B) 중 하나 또는 단일 전압 전력원(320A 또는 320B) 중 하나의 감지된 오류를 보고할 수 있다. 모니터링 장치(290)와 PDU(420) 사이의 시그널링은 전용 시그널링 경로(미도시)를 통해 발생할 수 있다. 대안적으로, 시그널링은 예를 들어 전력선 통신(PLC) 프로토콜을 사용하여 PDU(420)의 전력 출력(424, 426 및 428)을 전력 공급원 조합(200 또는 300)에 연결하는 AC 전력 리드를 통해 전달될 수 있다.
전력 공급 네트워크(400)는 적어도 하나의 전력 관리 유닛(430)을 포함한다. 도 7은 일 실시예에 따른 전력 관리 유닛의 블록도이다. 전력 관리 유닛(430)은 프로세서 또는 복수의 협력 프로세서(단순화를 위해 프로세서(432)로 표시됨), 메모리 장치 또는 복수의 메모리 장치(단순함을 위해 메모리 장치(434)로 표시됨), 입력 장치 또는 복수의 입력 장치(입력 장치(436)로 표시됨) 및 출력 장치 또는 복수의 출력 장치(출력 장치(438)로 표시됨)를 포함한다. 입력 장치(436)와 출력 장치(438)는 입력/출력 장치로 결합될 수 있다. 프로세서(432)는 메모리 장치(434), 입력 장치(436) 및 출력 장치(438)에 동작 가능하게 연결된다. 메모리 장치(434)는 다양한 전력 공급원, 서버 및 데이터 센터의 다른 부하의 특성을 저장할 수 있다. 메모리 장치(434)는 또한 전력 관리 유닛(430)이 지정된 기능을 수행할 수 있도록 프로세서(432)에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하기 위한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다.
전력 공급망(400)에서 전력 관리 유닛(430)은 그 기능의 중복성을 제공하기 위해 중복될 수 있다. 각 PDU(420)는 전력 출력(424, 426 및 428)과 같은 전력 출력들 중 하나에 연결된 전력 공급원 조합(200 또는 300)을 통해 소비되는 전력의 감소와 같은 예상치 못한 변화를 감지할 수 있다. PDU(420)는 전력 관리 유닛(430)의 입력 장치(436)에서 수신하도록 보고서를 전달할 수 있고, 보고서는 연결된 전력 공급원 조합(200 또는 300)을 식별하는 데 사용하기 위해 전력 변동을 검출한 전력 출력(424, 426 및 428)의 식별을 포함한다. 전력 관리 유닛(430)은 또한 PDU(420) 또는 다른 시그널링 리드(미도시)를 통해 다양한 모니터링 장치(290)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 전력 관리 유닛(430)은 다양한 모니터링 장치(290)로부터 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B) 중 하나 또는 단일-전압 전력원(320A 또는 320B) 중 하나의 감지된 고장에 대한 보고서를 수신할 수 있으며, 이러한 보고서는 다양한 PDU(420)를 통해 전력 관리 유닛(430)에 전송될 수 있으며, 입력 장치(436)에서 수신될 수 있다. 모니터링 장치(290)에서 발원된 보고서는 특정 전력 공급원을 식별할 수 있다는 점, 그리고, 다중-전압 전력 공급원의 경우 특정 전압들에서 전력의 손실을 식별할 수 있다는 점을 감안하면, PDU(420)에서 발생하는 보고서보다 세부적인 수준의 세부 정보를 제공한다. 프로세서(432)는 전력 관리 유닛(430)의 메모리 장치(434)에 이러한 다양한 보고를 기록할 수 있다.
전력 관리 유닛(430)의 프로세서(432)는 장애가 있는 전력 공급원의 유형, 다양한 유형의 전력 공급원의 신뢰성에 대한 이력 정보, 장애가 발생하는 전압과 주어진 전력 공급원 조합(200 또는 300) 내에서 해당 전압에 대한 중복성 수준, 장애가 발생한 전력 공급원으로부터 전력을 공급받는 부하 또는 부하가 지원하는 기능의 중요도에 따라 다양한 장애와 관련된 상대적 긴급성을 결정하도록 프로그래밍될 수 있으며, 이러한 특성은 메모리 장치(434)에 저장된다. 전력 관리 유닛(430)은 출력 장치(438)에 연결된 디스플레이(미도시)가 보고서 및 연관된 상대적 긴급성을 오퍼레이터에게 제시하게할 수 있다. 이 프레젠테이션은 고장난 전력원에 주의를 기울이는 상대적 긴급성을 표현할 수 있다. 프로세서(432)는 이 상대적 긴급 성을 평가하기 위해 메모리 장치(424)에 저장된 다양한 전력원, 서버 및 기타 부하의 특성 및 보고에 관한 정보를 사용한다. 예를 들어, 도 5의 전력 공급원 조합(300)을 고려하면, ATX 전력 공급원(130A)이 전력 레일(136A, 138A)에서 3.3볼트 및 5볼트로 전력 전달을 계속하면서 전력 레일(134A) 상에서 12볼트로 전력을 제공하기 위한 ATX 전력 공급원(130A)의 장애는, 단일 전압 전력 공급원(320A 및 320B)이 서버(160)에 12 볼트에서 필요한 전력의 대부분을 계속 제공하기에 충분한 용량을 가질 수 있다는 점을 고려할 때, 낮은 긴급도 상황으로 간주될 수 있다. 도 5의 동일한 전력 공급원 조합(300)에서, 단일 전압 전력 공급원(320A 및 320B) 중 하나의 고장은 나머지 전력 공급원의 집합적 용량이 서버(160)에 12 볼트에서 전력을 공급하기에 간신히 충분할 수 있기 때문에 매우 긴급한 상황으로 간주될 수 있다. 다른 예에서, ATX 전력 공급원(130A 또는 130B) 중 하나가 3.3V 또는 5V에서 서버(160)에 전력을 제공하지 못하는 것은, ATX 전력 공급원(130A 또는 130B) 중 나머지 하나가 서버(160)에 필요한 전력을 공급하기에 충분한 용량을 갖고 있을 경우, 중간 긴급 상황으로 간주될 수 있다. 프로세서(도시되지 않음)가 제 1 전압에서 전력 공급원 조합(200 또는 300)으로부터 전력을 수신하고 냉각 팬(도시되지 않음)이 제 2 전압에서 전력 공급원 조합(200 또는 300)으로부터 전력을 수신하는 또 다른 예에서, 제 1 전압에서 전력 공급원 중 하나로부터의 전력 손실은 제 1 전압에서 총 전력의 저하가 프, 도서에 의해 지원되는 기능들의 총 손실을 야기하기 때문에 높은 긴급 상황으로 간주될 수 있다. 동일한 예에서 제 2 전압에서 전력 공급원 중 하나의 전력 손실은, 제 2 전압에서 전력의 총 손실로부터 나타나는 냉각 팬의 냉각 손실 이후 프로세서가 적어도 일정 시간 동안 계속 작동할 것으로 예상될 수 있기 때문에 낮은 긴급 상황으로 간주될 수 있다.
전력 관리 유닛(430)은 또한 출력 장치(438)에 연결된 시그널링 경로(440)를 통해, 전력 공급 네트워크(400) 내의 각 서버(160)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 전력 관리 유닛(430)에서 프로세서(432)는 각각의 전력 공급원 조합(200 또는 300)의 전력원의 결합된 전력 레벨을 모니터링한다. 각각의 주어진 전력 공급원 조합(200 또는 300)에 대해, 연결된 복수의 서버(160)의 결합된 전력 소비가 주어진 전력 공급원 조합(200 또는 300)에 포함된 전력원의 결합된 전력 레벨을 초과하는 경우, 전력 관리 유닛(430)은 서버(160)가 전력 소비를 감소시키도록 복수의 서버(160) 중 적어도 하나에 명령을 전송할 수 있다. 프로세서(432)는 메모리 장치(434)에 포함된 구성 정보를 사용하여 어느 특정 서버(160)가 전력 소비를 감소 시키도록 지시될 수 있는지를 결정할 수 있다. 주어진 서버(160)의 전력 소비는 0으로 감소될 수 있으며, 이는 주어진 서버(160)가 서비스에서 일시적으로 벗어났음을 의미한다.
도 1 및 도 2의 전술한 설명에서 표현된 바와 같이, ATX 표준은 ATX 전력 공급원(125)와 서버(160) 사이에 존재하는 연결(170)(도 1)을 통해 5 볼트 대기 전력의 초기 전달을 의미한다. 이러한 대기 전력은 서버(160)의 마더 보드(도시되지 않음)가 개시 시퀀스를 실행할 수 있게한다. 개시 시퀀스가 완료되면, 서버(160)는 시그널링 리드(172)상의 ATX 전력 공급원(125)에 PS_ON 신호를 전송한다. PS_ON 신호를 수신한 ATX 전력 공급원(125)은 전력 레일(126, 127 및 128)상의 전압을 상승시키기 시작한다. 이어서, ATX 전력 공급원(125)은 시그널링 리드(174)상에서 PWR_OK 신호를 방출한다. PWR_OK는 전력이 이제 모든 전력 입력(162, 164 및 166)에서 이용 가능하다는 것을 서버(160)에게 알린다. 이제 서버(160)는 다양한 동작을 수행할 수 있다. 도 2의 시퀀스는 서버(160) 로의 전력 전달을 지연시키기 때문에, ATX 전력 공급원(125)의 전력 레일(126, 127 및 128)과 서버(160)의 전력 입력(162, 164 및 166) 사이의 연결에서 아크가 발생할 위험이 크게 완화된다.
그러나, 도 2의 시퀀스는 단일 ATX 전력 공급원(125)이 단일 서버(160)에 전력을 공급하도록하기 위한 것이다. 단일 서버(160)를 ATX 전력 공급원(125)에 물리적으로 연결할 때, ATX 전력 공급원(125)의 전력 레일(126, 127, 128)에 전압이 존재하지 않는다. 전력 공급원 조합(200 또는 300)과 관련하여, 하나 이상의 서버(160)가 작동할 수 있고 더 많은 서버(160)가 동일한 전력 공급원 조합(200 또는 300)에 추가될 수 있다. 서버(160)를 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)(및 존재하는 경우, 단일-전압 전력원(320A 및 320B))에 핫 플러깅하는 것은 종래의 방식으로 수행될 수 없다. 새로 연결된 서버(160)는 전력 입력(162, 164, 166)에서 이용 가능한 전력을 사용하기 시작하기 위해 PWR_OK 신호를 수신해야할 것이다. ATX 전력 공급원(130A 및 130B)는 새로이 연결된 서버(160)로부터 먼저 PS_ON 신호를 수신하는 동안 새로운 PWR_OK 신호 전송을 시작할 수 없다. ATX 전력 공급원(130A, 130B)는 구성에 따라 이미 다른 서버(160)에 전력을 공급하고있는 경우 새로 연결된 서버(160)로부터 수신한 PS_ON 신호를 적절히 처리하지 못할 수 있다. 또한 ATX 전력 공급원이 방금 수신한 PS_ON 신호에 응답하여 PWR_OK 신호를 방출할 경우, 다른 서버들은 이미지 작동 중일 때 PWR_OK 신호를 수신하도록 구성되지 않기 때문에 적절히 반응하지 못할 수 있다.
실제로, 단일 ATX 전력 공급원(125, 130A, 130B)를 가진 전력 공급원 확인에서 동일한 문제가 발생할 수 있다. 단일 ATX 전력 공급원(125, 130A 또는 130B)가 이미 제 1 서버(160)에 전력원을 제공하고 있다고 가정하면, 제 2 서버(160)를 ATX 전력 공급원(125, 130A 또는 130B)에 핫 플러깅하면, ATX 전력 공급원(125, 130A 또는 130B) 및/또는 제 2 서버(160)에 에 아크로 인한 동일한 손상이 발생할 수 있다.
도 8은 도 3 및 5의 전력 공급원 구성의 일부 구성 요소를 보여주는 블록도이고, 또한 실시예에 따른 부하의 핫 플러깅을 위한 제어 회로를 도시한다. 도 8은 전력 공급원 조합(200 또는 300)의 일부 구성 요소를 재현한다. 설명의 편의를 위해 다양한 구성 요소를 생략했다. 그러나, 도 8의 설명과 관련하여 설명된 특징은 도 3 및 5에 기초한 임의의 실시예에 적용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 일 실시예에서, 제어 회로(500)는 전력 공급원 조합(200 또는 300)에 추가된다. 제어 회로(500)는 다수의 서버(160)를 전력 공급원 조합(200 또는 300)에 핫 플러깅할 수 있도록 제공된다.
일 실시예에서, ATX 전력 공급원(130A 또는 130B) 중 하나로부터 제어 회로(500) 로의 연결(170')이 설정된다. 중복성을 위해, 연결(170')은 두 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)으로부터 제어 장치까지 설정될 수 있다. 전력 공급원 조합(200 또는 300)이 PDU(420)로부터 전력을 받기 시작하면, 제어 회로(500)는 연결(들)(170')을 통해 5 볼트 대기 전력을 받기 시작한다. 그 후, 제어 회로(500)는 각각의 시그널링 리드(172')를 통해 각각의 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)에 PS_ON 신호를 전송한다. 그들이 각각의 전력 레일 모두에 전력을 제공할 준비가 되면, ATX 전력 공급기(130A 및 130B)는 각각의 시그널링 리드(174 ')를 통해 제어 회로(500)에 PWR_OK 신호를 전송한다. PWR_OK 신호가 ATX 전력 공급원(130A 및 130B) 모두로부터 수신되었을 때, 제어 회로(500)는 전력이 서버(들)(160)에 전달될 수 있다고 결정한다. 단일 ATX 전력 공급원(125, 130A 또는 130B)를 포함하는 구성에서, 제어 회로(500)는 단일 ATX 전력 공급원(125, 130A 또는 130B)으로부터 PWR_OK 신호를 수신한 후에 전력이 서버(들)(160)로 전달될 수 있다고 결정할 수 있다.
각 서버(160)는 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B) 중 하나로부터 연장되는 각각의 연결(170)(도 1)을 통해 또는 제어 회로(500)로부터 연장된 각각의 연결(170")을 통해 5 볼트 대기 전력을 수신할 수 있다. 준비가 되면, 각각의 주어진 서버(160)는 각각의 시그널링 리드(172")를 통해 제어 회로(500)에 PS_ON 신호를 전송한다. 이에 응답하여, 제어 회로(500)는 각각의 시그널링 리드(174")를 통해 주어진 서버(160)에 PWR_OK 신호를 전송한다.
일부 서버(160)가 이미 작동 중일 때 추가 서버(160)를 전력 공급원 조합(200 또는 300)에 핫 플러그하기 위해, 추가 서버(160)의 전력 입력(162, 164, 166)을 각각 전력 결합 회로(210 또는 310)에 그리고 전력 결합 회로(220, 230)에 연결한다. 추가 서버(160)는 또한 각각의 연결(170)을 통해 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B)로부터 직접 또는 각각의 연결(170")을 통해 제어 회로(500)로부터, 5V 대기 전력의 이용 가능한 소스 중 하나에 연결된다. 각각의 시그널링 리드(172 "및 174")는 추가 서버(160)와 제어 회로(150) 사이에 연결된다. 시작 시퀀스를 수행한 추가 서버(160)는 각각의 시그널링 리드(172")를 통해 제어 회로(500)에 PS_ON 신호를 전송한다. 예를 들어 300 내지 500 밀리 초의 짧은 지연 후, 제어 회로(500)는 각각의 시그널링 리드(174")를 통해 전송된 PWR_OK 신호로 응답한다. 추가 서버(160)는 이제 전력 공급원 조합(200 또는 300)으로부터 전력 입력(162, 164 및 166)에서 전력을 수신할 준비가 되어있다.
따라서 전력 공급원 조합(200 또는 300)에서 제어 회로(500)와 함께 사용될 때, 각각의 ATX 전력 공급원(130A, 130B)은 하나의 단일 서버에 전력을 공급하는 것처럼 동작하도록 만들어지고 각 서버(160)는 전용 ATX 전력 공급원으로부터 전력을 공급받는 것처럼 거동하도록 만들어진다. 각각의 서버(160)는 전력 결합 회로에 대한 그들의 연결이 안정된 방식으로 확립될 때, 전력 입력(162, 164 및 166)에 존재하는 전력을 사용하여, 각각의 PWR_OK 신호를 수신한 후 동작을 시작하여, 아킹 위험이 크게 완화된다.
ATX 전력 공급원(130A 또는 130B)의 수와 제어 회로(500)에 연결될 수 있는 서버(160)의 수에는 사전 제한이 없다. 제어 회로(500)는 하드웨어 구성 요소 또는 소프트웨어 구성 요소 또는 이들의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(500)는 연결(170')에서 5V 대기 전력을 수신하고, 시그널링 리드(174')에서 PWR_OK 신호를 수신하고, 시그널링 리드(172")에서 PS_ON 신호를 수신하도록 조립된 다수의 논리 회로 요소(미도시)를 포함할 수 있고, 논리 회로 요소는 또한 연결(70")에 5 볼트 대기 전력을 인가하고, 시그널링 리드(172')에 PS_ON 신호를 전송하며, 시그널링 리드(174")에 PWR_OK 신호를 전송하고, 신호는 위에서 설명한 순서에 따라 수신 및 전송된다. 다른 예에서, 시그널링 리드(172, 172", 174' 및 174")는 제어 회로(500)를 ATX 전력 공급원(130A 및 130B) 및 서버(2)(160)에 연결하는 버스를 사용하여 구현될 수 있다. 서버(160)가 랙(미도시)에 조립되는 예에서, 제어 회로(500)는 랙의 백플레인(미도시)에 장착될 수 있다. 이러한 경우, 제어 회로(500)의 인스턴스는 각 랙의 백플레인에 장착될 수 있다.
도 9a 및 9b는 일 실시예에 따라 하나 이상의 서버로의 전력 전달을 제어하는 방법의 동작을 보여주는 시퀀스 다이어그램이다. 도 9a 및 9b에서, 시퀀스(600)는 복수의 동작을 포함하고, 이들 중 일부는 가변 순서로 실행될 수 있으며, 일부 동작은 동시에 실행될 수 있으며, 일부 동작은 선택적이다. 시퀀스(600)는 예를 들어 제한없이, 전력 공급원 조합(200 또는 300), 특히 도 8의 제어 회로(500)에서, 구현될 수 있다. 그러나 시퀀스(600)는 다음에서 구현될 수 있다. 단일 전력원을 갖는 전력 조합에서 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 회로(500)는 동작 605에서 내부 전력 입력(도 10)에서 대기 전력을 수신함으로써 활성화된다. 동작 610에서, 제어 회로(500)는 제 1 전력원, 예를 들어 ATX 전력 공급원(130A)에, 제어 회로(500)가 활성화되었음을 나타내는 신호를 전송한다. 하나보다 많은 전력원이 존재하는 경우, 제어 회로(500)는 제 2 전력원, 예를 들어 ATX 전력 공급원(130A)에 제어 회로(500)가 활성화되었음을 나타내는 유사한 신호를 전송한다. 그 후, 임의의 순서로, 제어 회로(500)는 동작(620 및 625)에서, 제 1 및 제 2 전력원이 전력을 제공할 준비가 되었음을 나타내는 신호를 수신할 수 있다. 제 1 및 제 2 전력원이 ATX 전력 공급원(130A 및 130B) 인 경우, 제어 회로(500)가 통전되었음을 나타내는 신호는 PS_ON 신호일 수 있고, ATX 전력 공급원(130A 및 130B)가 전력을 공급할 준비가 되었음을 나타내는 신호는 PWR_OK 신호일 수 있다. 마찬가지로, 동작(605)에서 제어 회로(500)의 통전은 연결(170')을 통해 ATX 전력 공급원(130A 및 130B) 중 하나 또는 둘 모두의 대기 전력원으로부터 획득될 수 있다.
제어 회로(500)가 연결(170")을 지원하는 경우, 630 동작에서 서버(160)의 통전을 위해 내부 전력 출력(도 10)을 켤 수 있다. 전력 출력은 제어 회로 내의 전력 입력에 직접 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 회로(500)는 제 1 전력원이 내부 전력 출력을 켜기 전에 전력을 공급할 준비가 되었음을 나타내는 신호를 수신할 때까지(또는 제 1 및 제 2 전력원 모두가 전력을 공급할 준비가 되었음을 나타내는 두 신호를 모두 수신할 때까지) 기다릴 수 있다. 서버(160)는 연결(170")을 통해 제어 회로(500)로부터 또는 연결(170)을 통해 ATX 전력 공급기(130A 또는 130B)로부터 대기 전력을 수신할 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 연결(170")은 별개의 실시예에서 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있다.
635 동작에서, 제어 회로(500)는 서버(160)로부터, 서버(160)에 전력이 공급되었음을 알리는 신호를 수신할 수 있다. 이 신호는 서버(160)가 ATX 전력 공급원으로부터 전력을 수신하도록 구성된 경우 PS_ON 신호일 수 있다. 그 다음, 동작 640에서, 선택적으로 시간 지연 후, 예를 들어 동작 635 완료 후 500 밀리 초 후에, 제어 회로(500)는, 단 하나의 전력원이 존재할 경우 제 1 전력원으로부터, 또는 제 1 및 제 2 전력원 중 어느 하나 또는 둘 다로부터, 서버(160)가 전력을 수신하기 시작할 수 있음을 나타내는 신호를 서버(160)에 전송한다. 서버(160)가 전력 수신을 시작할 수 있음을 나타내는 신호는 서버(160)가 ATX 사양에 따라 구축된 경우 PWR_OK 신호일 수 있다.
서버(160)가 연결(170)을 통해 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B) 중 하나로부터 직접 대기 전력을 수신하는 경우, 서버(160)가 제어 회로(500)에 통전되었음을 알리는 신호를 전송하는 동작 635이, 제 1 전력원(또는 제 1 및 제 2 전력원)이 전력을 제공할 준비가 되었음을 나타내는 신호(또는 신호들)들을 제어 회로(500)에서 수신함에 선행할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 동작 640은 동작 620(또는 적용 가능한 경우 동작 620 및 625) 및 동작 635가 모두 수행된 후에만 수행된다.
605 내지 640 단계는 서버(160)가 전력원(또는 전력원들) 및 제어 회로(500)에 연결되어있는 동안 수행될 수 있음을 알 수 있다. 또는 605 내지 640 단계는 서버(160)가 이전에 전력원에 물리적으로 연결되어 있었던 시간에 모두 수행될 수 있다. 전력원은 서버(160)가 물리적으로 연결될 때, 전력원의 전력 레일에서, 예를 들어 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)의 전력 레일(134A, 136A, 138A, 134B, 13B6 및 138B)에서 이미 이용 가능할 수도 있고 이용 가능하지 않을 수도 있다. 그러나, 전력 공급원 조합(200 및 300)은 복수의 서버(160)에 전력을 제공하도록 의도될 수 있으며, 일부 새로운 서버(160)는 전력 공급원 조합에 추가 되고 다른 서버(160)는 이미 작동 중이다.
서버(160)가 동작 중인 상태에서 동작(640)이 실행된 후, 동작(645)에서 새로운 신호가 제어 회로(500)에 수신될 수 있다. 이 새로운 신호는 추가 서버가 활성화되었음을 나타낸다. 이 새로운 신호는 PS_ON 신호일 수 있다. 이에 응답하여, 동작 650에서, 선택적으로 소정 시간 지연 후, 예를 들어 동작 645 완료 후 500 밀리 초 후에, 제어 회로(500)는 추가 서버(160)가 단 하나의 전력원이 존재할 경우 제 1 전력원으로부터, 또는 제 1 및 제 2 전력원 중 하나 또는 둘 모두로부터, 전력을 수신하기 시작할 수 있음을 나타내는 신호를 추가 서버(160)로 전송한다. 추가 서버(160)가 전력 수신을 시작할 수 있음을 나타내는 신호는 ATX 사양에 따라 추가 서버(160)가 구축된 경우 PWR_OK 신호일 수 있다.
시퀀스(600)의 각각의 동작은 하나 이상의 프로세서에 의해 처리되도록 구성될 수 있으며, 하나 이상의 프로세서는 하나 이상의 메모리 장치에 결합된다. 예를 들어, 도 10은 일 실시예에 따른 제어 회로의 블록도이다. 도 8의 설명에서 소개된 제어 회로(500)는 프로세서 또는 복수의 협력 프로세서(간단함을 위해 프로세서(502)로 표시됨), 메모리 장치 또는 복수의 메모리 장치(간결함을 위해 메모리 장치(504)로 표시됨), 및 프로세서(502) 및 제어 회로(500)의 다른 구성 요소에 전력을 제공하는 전력 입력(506)을 포함할 수 있다. 전력은 연결(170')을 통해 전력 입력(506)에서 수신될 수 있다.
프로세서(502)는 다수의 입력 및 출력 장치에 동작 가능하게 연결된다. 여기에는 시그널링 리드(172 ')를 통해 각각 전력원에, 예를 들어, 그리고 제한없이, 앞서 소개된 ATX 전력 공급원(130A 및 130B) 중 하나에 연결될 수 있는 하나 이상의 전송 포트(508)와, 시그널링 리드(174 ')를 통해 ATX 전력 공급원(130A 및 130B)에 연결 가능한 하나 이상의 수신 포트(510)를 포함한다. 하나의 전송 포트(508)와 하나의 수신 포트(510)를 포함하는 한 쌍은 각 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B)와의 연결 전용이다. 입력 및 출력 장치는 또한 하나 이상의 전송 포트(512)를 포함하며, 각각은 시그널링 리드(174 ")를 통해 각각의 서버(160)에 연결될 수 있고, 하나 이상의 수신 포트(514)는 시그널링 리드(172")를 통해 각각의 서버(160)에 연결될 수 있다. 하나의 전송 포트(512) 및 하나의 수신 포트(514)를 포함하는 한 쌍은 각 서버(160)와의 연결 전용이다. 전력 출력(516)은 내부적으로 전력 입력(506)에 연결될 수 있고 연결(170")을 통해 하나 이상의 서버(160) 중 하나에 초기에 전력을 공급하기 위해 대기 전력을 제공할 수 있다.
연결(170'및 170") 및 시그널링 리드(172', 174', 172" 및 174")는 도 8의 설명에서 소개된 것들이다.
일 실시예에서, PS_ON 및 PWR_OK 신호를 전달하는 전용 유선 연결을 통해 ATX 전력 공급원을 서버에 연결하는 표준 방식과 일치하도록, 각 ATX 전력 공급원(130A)에 대해 한 쌍의 전송 및 수신 포트(508 및 510)가 제어 회로(500)와 연계하여 사용되는 각각의 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B)에 대해 제공될 수 있다. 동일한 실시예에서, 한 쌍의 송신 및 수신 포트(512 및 514)가 제어 회로(500)와 함께 사용되는 각 서버(160)에 대해 제공될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 일부 전송 포트와 수신 포트 중 일부가 더 적은 수의 단위로 결합될 수 있다.
메모리 장치(504)는 시퀀스(600)의 다양한 동작을 실행하기 위해 프로세서(502)에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하기 위한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 더 상세하게는, 프로세서(502)는 전력 입력(506)이 활성화된 것을 검출할 수 있다. 이 검출에 응답하여, 프로세서(502)는 전송 포트(508)가 제어 회로(500)가 활성화되었음을 나타내는 제 1 신호를 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B)로 전송하게한다(하나보다 많은 ATX 전력 공급원이 제어 회로(500)에 연결된 경우 제 1 신호가 각각의 전송 포트(508)에 의해 각 ATX 전력 공급원으로 전송됨). 그 다음, 프로세서(502)는 수신 포트(510)로부터 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B)가 전력을 제공할 준비가 되었음을 나타내는 제 2 신호를 수신한다. 프로세서(502)는 또한 수신 포트(514)로부터 대응하는 서버(160)가 활성화되었음을 나타내는 제 3 신호를 수신한다. 복수의 서버(160)는 각각 대응하는 수신 포트(514)에서 수신된 각각의 제 3 신호를 전송할 수 있다. 별개의 서버(160)로부터 수신된 각각의 제 3 신호는 개별적으로 처리된다.
제 3 신호는 제 2 신호보다 일찍 또는 늦게 수신될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(520)는 전력 출력(516)이 제 2 신호를 수신한 후 연결(170")을 통해 하나 이상의 연결된 서버(160)에 대기 전력을 제공하기 시작하게할 수 있다. 이 실시예에서, 서버(들)(160)는 전력 출력(516)으로부터 대기 전력의 이러한 제공 이후에만 제 3 신호를 전송할 수 있다. 다른 실시예에서, 서버(들)는 ATX 전력 공급기(130A 또는 130B)로부터 직접 대기 전력을 수신할 수 있다. 후자의 실시예에서, 제 3 신호는 제 2 신호에 선행하거나 후속할 수 있다.
ATX 전력 공급원(130A 또는 130B)이 전력을 공급할 준비가 되었음을 나타내는 제 2 신호와, 서버(160)가 통전되었음을 나타내는 제 3 신호를 모두 수신한 후, 프로세서(502)는 제 3 신호를 수신한 수신 포트(514)와 페어링된 전송 포트(512)로 하여금, 서버가 ATX 전력 공급원(130A 또는 130B)으로부터 전력의 수신을 개시할 수 있음을 나타내는 제 4 신호를 서버(160)로 전송하게 한다. 프로세서(502)는 제 3 신호를 수신하는 것과 제 4 신호를 송신하는 것 사이의 최소 시간 간격을 보장하기 위해 제 4 신호의 송신을 지연시킬 수 있다.
전술한 구현이 특정 순서로 수행되는 특정 단계를 참조하여 설명되고 도시되었지만, 이러한 단계는 다음의 가르침을 벗어나지 않고 결합, 세분화 또는 재정렬될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 현재의 기술. 단계 중 적어도 일부는 병렬 또는 직렬로 실행될 수 있다. 따라서, 단계의 순서 및 그룹화는 본 기술의 제한이 아니다.
여기에 언급된 모든 기술적 효과가 본 기술의 각각의 모든 실시예에서 즐길 필요는 없다는 것을 분명히 이해해야 한다.
본 기술의 전술한 구현에 대한 수정 및 개선은 당업자에게 명백할 수 있다. 전술한 설명은 제한적이기보다는 예시적인 것으로 의도된다. 따라서 본 기술의 범위는 첨부된 청구 범위의 범위에 의해서만 제한되도록 의도된다.

Claims (14)

  1. 전력 공급원 조합에 있어서,
    제 1 전압에서 전력을 전달하도록 구성된 제 1 전력 레일 및 제 2 전압에서 전력을 전달하도록 구성된 제 2 전력 레일을 포함하는 제 1 전력원;
    상기 제 1 전압에서 전력을 전달하도록 구성된 제 3 전력 레일 및 상기 제 2 전압에서 전력을 전달하도록 구성된 제 4 전력 레일을 포함하는 제 2 전력원;
    제 1 전력원의 제 1 전력 레일 및 제 2 전력원의 제 3 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 1 전력 결합 회로 - 상기 제 1 전력 결합 회로는 제 1 전압의 전력을 부하의 제 1 전압 입력에 전달하도록 구성됨;
    제 1 전력원의 제 2 전력 레일 및 제 2 전력원의 제 4 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 2 전력 결합 회로 - 상기 제 2 전력 결합 회로는 제 2 전압의 전력을 부하의 제 2 전압 입력으로 전달하도록 구성됨;
    제 1 전압 비교기;
    제 2 전압 비교기;
    상기 제 1 및 제 2 전압 비교기에 작동가능하게 연결되고, 제 1 및 제 2 전력원의 장애 검출을 보고하도록 구성된 모니터링 장치를 포함하며,
    상기 제 1 전압 비교기는
    제 1 전력원의 제 1 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 1 감지 입력, 및
    제 2 전력원의 제 3 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 3 감지 입력을 포함하며,
    상기 제 1 전압 비교기는 제 1 및 제 3 감지 입력들 사이의 임의의 전압 차이를 검출하는 것에 응답하여 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 고장을 검출하기 위해 제 1 및 제 3 감지 입력들에 의해 감지된 전압들을 비교하도록 구성되고;
    상기 제 2 전압 비교기는,
    제 1 전력원의 제 2 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 2 감지 입력, 및
    상기 제 2 전력원의 제 4 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 4 감지 입력을 포함하며,
    상기 제 2 전압 비교기는 상기 제 2 및 제 4 감지 입력들 사이의 임의의 전압 차이를 검출하는 것에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 고장을 검출하기 위해 상기 제 2 및 제 4 감지 입력들에 의해 감지된 전압들을 비교하도록 구성되며,
    상기 제 1 및 제 2 전압 비교기에 동작가능하게 연결되어, 상기 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 고장 검출을 보고하도록 구성되는 모니터링 장치를 더 포함하는, 전력 공급원 조합.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부하는 하나 이상의 서버를 포함하는, 전력 공급원 조합.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 1 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 1 다이오드와, 제 2 전력원의 제 3 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 3 다이오드를 포함하고;
    상기 제 2 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 2 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 2 다이오드와, 제 2 전력원의 제 4 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 4 다이오드를 포함하는, 전력 공급원 조합.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 1 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 1 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 1 에뮬레이션 회로와, 제 2 전력원의 제 3 전력 레일을 상기 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 3 에뮬레이션 회로를 포함하고,
    상기 제 2 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 2 전력 레일을 상기 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 2 에뮬레이팅 회로와, 제 2 전력원의 제 4 전력 레일을 상기 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 4 에뮬레이션 회로를 포함하며,
    제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 에뮬레이팅 회로 각각은 이상적인 다이오드로 작동하도록 구성되는, 전력 공급원 조합.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 전력 결합 회로, 상기 제 2 전력 결합 회로, 상기 제 1 전압 비교기, 상기 제 2 전압 비교기 및 상기 모니터링 장치는 공통 플랫폼 상에 장착되는, 전력 공급원 조합.
  6. 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전력원은 전력 분배 유닛(PDU)으로부터 수신된 전력을 제 1 및 제 2 전압에서 전달되는 전력으로 변환하도록 구성되고;
    상기 모니터링 장치는 PDU에 통신 가능하게 연결되고 신호를 PDU에 전송하여 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 고장 검출을 보하도록 구성되는, 전력 공급원 조합.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전력원은 제 3 전압에서 전력을 전달하도록 구성된 제 5 전력 레일을 더 포함하고;
    상기 제 2 전력원은 제 3 전압에서 전력을 전달하도록 구성된 제 6 전력 레일을 더 포함하며;
    상기 전력 공급원 조합은 제 1 전력원의 제 5 전력 레일 및 제 2 전력원의 제 4 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 3 전력 결합 회로를 더 포함하고, 상기 제 2 전력 결합 회로는 제 3 전압에서 전력을 부하의 제 3 전압 입력에 전달하도록 구성되는, 전력 공급원 조합.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전력원은 ATX 전력 공급원이고;
    상기 제 1 전압은 12V DC이며,
    상기 제 2 전압은 3.3V DC이고,
    상기 제 3 전압은 5V DC인, 전력 공급원 조합.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 1 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 1 다이오드와, 제 2 전력원의 제 3 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 3 다이오드를 포함하고;
    상기 제 2 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 2 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 2 다이오드와, 제 2 전력원의 제 4 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 4 다이오드를 포함하며;
    상기 제 3 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 5 전력 레일을 부하의 제 3 전압 입력에 연결하는 제 5 다이오드와, 제 2 전력원의 제 6 전력 레일을 부하의 제 3 전압 입력에 연결하는 제 6 다이오드를 포함하는, 전력 공급원 조합.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 1 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 1 에뮬레이션 회로와, 제 2 전력원의 제 3 전력 레일을 부하의 제 1 전압 입력에 연결하는 제 3 에뮬레이션 회로를 포함하고,
    상기 제 2 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 2 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 2 에뮬레이팅 회로와, 제 2 전력원의 제 4 전력 레일을 부하의 제 2 전압 입력에 연결하는 제 4 에뮬레이션 회로를 포함하며,
    상기 제 3 전력 결합 회로는 제 1 전력원의 제 5 전력 레일을 부하의 제 3 전압 입력에 연결하는 제 5 에뮬레이션 회로와, 제 2 전력원의 제 6 전력 레일을 부하의 제 3 전압 입력에 연결하는 제 6 에뮬레이션 회로를 포함하고,
    제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6 에뮬레이션 회로 각각은 이상적인 다이오드로 작동하도록 구성되는, 전력 공급원 조합.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 3 전압 비교기를 더 포함하며, 상기 제 3 전압 비교기는
    제 1 전력원의 제 5 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 5 감지 입력, 및
    제 2 전력원의 제 6 전력 레일에 전기적으로 연결된 제 6 감지 입력을 포함하고,
    상기 제 3 전압 비교기는 제 5 및 제 6 감지 입력에 의해 감지된 전압을 비교하여, 제 3 전압에서 전력을 전달하는 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 고장을 검출하도록 구성되고;
    상기 모니터링 장치는 제 3 전압 비교기에 추가로 작동 가능하게 연결되고, 제 3 전압에서 전력을 전달하기 위해 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 고장 검출을 보고하도록 구성되는, 전력 공급원 조합.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 전력 결합 회로, 상기 제 2 전력 결합 회로, 상기 제 3 전력 결합 회로, 상기 제 1 전압 비교기, 상기 제 2 전압 비교기, 상기 제 3 전압 비교기 및 상기 모니터링 장치가 공통 플랫폼 상에 장착되는, 전력 공급원 조합.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전력원은 전력 분배 장치(PDU)로부터 수신된 전력을 제 1, 제 2 및 제 3 전압에서 전달되는 전력으로 변환하도록 구성되고;
    상기 모니터링 장치는 PDU에 통신 가능하게 연결되고, 신호를 PDU에 전송하여 제 1 및 제 2 전력원 중 하나의 고장 검출을 보호하도록 구성되는, 전력 공급원 조합.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부하는 복수의 서버를 포함하고, 상기 전력 공급원 조합은:
    제 1 및 제 2 전력원 및 복수의 서버에 통신 가능하게 연결되는 전력 관리 유닛을 더 포함하고, 상기 전력 관리 유닛은:
    제 1 및 제 2 전력원의 결합된 전력 수준을 모니터링하도록 구성되고; 그리고,
    복수의 서버의 결합된 전력 소비가 제 1 및 제 2 전력원의 결합된 전력 레벨을 초과하는 경우, 복수의 서버 중 적어도 하나가 전력 소비를 감소시키도록 구성되는, 전력 공급원 조합.
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