一種ac、dc兼容輸入的服務器節能供電方法
【專利摘要】本發明提供一種AC、DC兼容輸入的服務器節能供電方法，增加一路高壓直流電源供電，與傳統UPS供電互為備份，當UPS斷電后，高壓直流電源可繼續供電，保證服務器機柜正常運行；同時高壓直流供電，由于無電壓逆變過程；在沒有高壓直流的情況下，使用兩路市電供電，但是運用電源active + standby功能；本發明的一種AC、DC兼容輸入的服務器節能供電方法和現有技術相比，可靠性大幅提升：大大節約能耗：輸入參數大大改善：帶載能力大大提高：割接改造更為方便。
【專利說明】一種AC、DC兼容輸入的服務器節能供電方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及計算機【技術領域】，具體地說是一種AC、DC兼容輸入的服務器節能供電方法。
【背景技術】
[0002]隨著信息技術的發展，互聯網技術突飛猛進，我國企業及機構的數據中心建設已進入快速發展的新階段，形成了建設的新熱潮。數據的集中和計算能力的集中在帶來巨大利益的同時，也對數據中心的建設提出新的要求。
[0003]對于傳統的數據中心，一般采用兩路或者多路UPS供電，由于供電線路無可用備份，當市電斷電后，容易出現狀況；而且UPS中需要電壓逆變，能源利用率低。傳統模式下，電源多工作在低負荷模式下，效率低。
[0004]針對以上問題，我們提出可以同時支持AC和AC、AC和DC、DC和DC三種情況輸入的服務器供電設計方法，通過用一路高壓直流供電替代其中一路UPS供電，或者兩路高壓直流供電，再或者使用兩路市電供電，根據實際情況提供供電支持，提高數據中心供電可靠性，同時也已提高能源利用率；同時運用PMbus輸入指令，再配合電源內部對交直流電的判斷及返回信息，實現對不同情況下制定電源模塊的active + standby功能，提高電源工作效率，綠色節能。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種AC、DC兼容輸入的服務器節能供電方法。
[0006]本發明的技術方案是按以下方式實現的，其特點在于增加一路高壓直流電源供電，與傳統UPS供電互為備份，當UPS斷電后，高壓直流電源可繼續供電，保證服務器機柜正常運行；同時高壓直流供電，由于無電壓逆變過程；在沒有高壓直流的情況下，使用兩路市電供電，但是運用電源active + standby功能；
根據不同情況的供電模式和節能需求，利用通用版功能程序兼容AC\AC，AC\DC，DC\DC模式，開啟電源active + standby功能，將兩個電源同時低負荷運行轉換成一個電源中等或者偏高負荷運行；通過PMbus輸入指令，降低CPU頻率，從而降低服務器功率，使電源工作在高效率模式下；一個電源模塊在運行一段時間后可以切換到另一模塊工作。
[0007]本發明的優點是:
(I)可靠性大幅提升:
高壓直流供電技術引入的主要目的就在于提升系統的安全性。UPS系統本身僅并聯主機具有冗余備份，系統組件之間更多地是串聯關系，其可用性是各部分組件可靠性的連乘結果，總體可靠性低于單個組件的可靠性。反觀直流系統，系統的并聯整流模塊、蓄電池組均構成了冗余關系，不可靠性是各組件連乘結果，總體可靠性高于單個組件的可靠性。理論計算和運行實踐都表明，直流系統的可靠性要遠遠高于UPS系統，一個例證就是大型直流系統癱瘓的事故基本沒有。
(2)大大節約能耗:目前大量使用的UPS主機均為在線雙變換型，在負載率大于50%時，其轉換效率與開關電源相近。但一個不容忽視的現實是，為了保證UPS系統的可靠性，UPS主機均采用η + I (η = 1、2、3)方式運行，加之受后端負載輸入的諧波和波峰因數的影響，UPS主機并不能滿足運行，通常UPS單機的設計最大穩定運行負載率僅為35?53%。而受后端設備虛提功耗和業務發展的影響，很多UPS系統通常在壽命中后期才能達到設計負載率，甚至根本不能達到設計負載率，UPS主機單機長期運行在很低的負載率，其轉換效率通常為80%多，甚至更低。對于直流電源系統而言，因其采用模塊化結構，可根據輸出負載的大小，由監控模塊、監控系統或現場值守人員靈活控制模塊的開機運行數量，使整流器模塊的負載率始終保持在較高的水平，從而使系統的轉換效率保持在較高的水平。
(3)輸入參數大大改善:現場測試發現，目前常用的12脈沖在線雙變換型UPS主機，加裝11次濾波器后，其輸入功率因數通常在0.8?0.9，最大僅為0.95，輸入電流諧波含量通常在7.5%左右。與此對應，由于PFC電路的應用，額定工況下，開關整流器模塊的輸入功率因數通常都在0.99以上，輸入電流諧波含量通常在5%以下。輸入參數的改善的直接效果是，前端設備的容量可以大大降低，前端低壓配電柜可以不再配置電抗器，從而也可以降低補償電容的耐壓要求。
(4)帶載能力大大提高:UPS系統帶載能力受兩個因素的制約，一是負載的功率因數，以國內某大型UPS廠商的某型主機為例，在輸出功率因數為0.5時，其最大允許負載率僅為50% ;二是負載的電流峰值系數，通常UPS主機的設計波峰因數為3，如果負載的電流峰值系數大于3，則UPS主機將降容使用。對于直流系統而言，不存在功率因數的問題；因其并聯了內阻極低的大容量蓄電池組，加之整流器模塊有大量的富余，其負載高電流峰值系數的負荷能力很強，不需專門考慮安全富余容量。
(5)割接改造更為方便:對于采用UPS供電的設備來說，除非其采用雙電源，或專門配置有STS設備，否則通常只能采用停電方式割接。對于重要系統來說，這是難以忍受的，更為麻煩的是，一些沒有廠家支撐的老型設備，很有可能在停機不能重啟的現象。
[0008]實施方式
下面對本發明的一種AC、DC兼容輸入的服務器節能供電方法作以下詳細說明。
[0009]本發明的一種AC、DC兼容輸入的服務器節能供電方法，其特點在于增加一路高壓直流電源供電，或者使用兩路市電，與傳統UPS供電互為備份，當UPS斷電后，高壓直流電源可繼續供電，保證服務器機柜正常運行，提高了服務器運行的可靠性；同時高壓直流供電，由于無電壓逆變過程，所以電能的轉換效率要比傳統UPS高很多，達到節能效果(高壓直流供電具體有點詳見附錄一)。在沒有高壓直流的情況下，也可以使用兩路市電供電，但是運用電源active + standby功能，讓電源工作在高效狀態，綠色節能。
[0010]根據不同情況的供電模式和節能需求，利用通用版功能程序(兼容AC\AC，AC\DC，DC\DC模式)，開啟電源active + standby功能，將兩個電源同時低負荷運行轉換成一個電源中等或者偏高負荷運行，提高電源工作效率；通過PMbus輸入指令，降低CPU頻率，從而降低服務器功率，使電源工作在高效率模式下，此處需要根據具體需要及時間執行；一個電源模塊在運行一段時間后可以切換到另一模塊工作，這樣兩個模塊交替運行，可以大大降低電源損壞的概率，提高電源的可靠性。
[0011]本發明的一種AC、DC兼容輸入的服務器節能供電方法其加工制作非常簡單方便，按照說明書所示即可加工。
[0012]除說明書所述的技術特征外，均為本專業技術人員的已知技術。
【權利要求】
1.一種八10(:兼容輸入的服務器節能供電方法，其特征在于增加一路高壓直流電源供電，與傳統即3供電互為備份，當即3斷電后，高壓直流電源可繼續供電，保證服務器機柜正常運行；同時高壓直流供電，由于無電壓逆變過程；在沒有高壓直流的情況下，使用兩路市電供電，但是運用電源+ 81^11(1137功能； 根據不同情況的供電模式和節能需求，利用通用版功能程序兼容仏\從:，仏\1^，00\00模式，開啟電源+ 81^11(1137功能，將兩個電源同時低負荷運行轉換成一個電源中等或者偏高負荷運行；通過？她118輸入指令，降低0^頻率，從而降低服務器功率，使電源工作在高效率模式下；一個電源模塊在運行一段時間后可以切換到另一模塊工作。
【文檔編號】H02J9/04GK104484027SQ201410718744
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月3日 優先權日:2014年12月3日
【發明者】高鵬飛, 滕學軍, 肖波, 谷俊杰 申請人:浪潮集團有限公司