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服务器的冗余电源技术

2009-12-06 19:10:21 来源:互联网 关键字: 冗余电源 服务器 MOSFET 控制器

N+1配置

N+1布线和图2中的OR布线是一样的,但是至少有3个电源接入总线。这种方式可以扩展到任何N个电源,并由第N+1个额外电源作为冗余电源。这种N+1的组合电源比OR更加经济。在OR配置的情况下,需要使用两个大电源,因为每个电源都必须能够在其他电源故障时承担起最大负载。这些电源在正常运转情况下可能会负载共享,但这并不是必须的。通常,N+1个电源的设计负载为总负载电流的N分之一。这样,在一个电源故障的时候其余的可以继续供电。如果将N+1个电源输出电压调节得非常接近,那么在大电流应用中就会出现负载共享。和ORing一样,电源可以热插拔。

N+1电源比OR更经济实惠,因为N+1电源总线具有可扩展性。为了降低系统电源成本,当负载增加时,我们可以添加电源。较低电流的电源可能不需要并联的MOSFET。

N+1个电源总线的OR配置

假设刀片服务器背板的配置为OR(两组N+1 总线),如图3所示。每个刀片服务器由A、B总线共同供电,这两个电源总线由N+1只电源组成。这些刀片服务器的总线即为OR型。

图 3、N+1 A、B 总线的OR


请注意供电(Power feed)的拓朴结构。刀片服务器与电源连接的物理就位对电源总线的平均电压提出了更高的要求,这有助于共同负载。在这个示例中,刀片1主要由总线A供电,而刀片M主要由总线B供电。这样,冗余的热插拔电源比共同负载解决方案更加经济。这种电源分配方案对其他背板负载具有很重要的实际意义,比如存储子系统中的磁盘驱动器。

为了满足这些服务器的要求,您的控制器必须要具备如下功能:

正关闭阈值电压功能——该功能可以确保没有流向失效电源的反向电流,并确保对一个电源进行热拔时在电源总线输入终端没有电压。线性栅极控制功能——该功能是首要的功能,因为在电源转换时其可以保证稳定性。具有开关控制功能的控制器不允许反向电流流向电源,该控制器在状态转变时会出现震荡。
 
为了驱动并联或背靠背的 MOSFET 并保证快速关闭时间,栅极关闭电流必须要高于 2 安培。快速关机时间对于在检测到快速关机阈值后防止反向电流流向电源至关重要。自带电源型设备具有内部充电泵,其不需要辅助组件且电路板面积非常小。可以与系统电源控制器配合工作的欠压、过压以及一般状态输出功能,以保持电源总线。
  
结论

控制器是FET ORing的核心组件。它使设计人员能够为冗余电源构建新颖的低成本解决方案。通过降低主要计算机机房的功耗并解决散热问题,实现了较低成本运营。电源总线的精心设计实现了负载共享。

编辑:博子
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