一种新型机柜式服务器供电系统及供电模式控制方法与流程

本发明涉及机柜式云服务器供电技术领域，具体地说是一种新型机柜式服务器供电系统及供电模式控制方法。

背景技术：

互联网的诞生和不断发展，世界范围内，各行各业对信息的需求和共享也越来越大。为各种计算机提供信息服务的数据中心数量、规模都在不断地在扩大。对服务器的需求量也在不断的增长，传统服务器通过电源模块的数量进行冗余供电，及使用满足机柜功率电源数量的2倍，组成n+n冗余方式，两路均使用交流的方式，服务器也只能使用单相供电，如果机房设计使用三相供电，就不能直接进服务器，需要额外增加pdu进行配电，这就增加了成本和故障风险点。

如今各种数据量在不断增加，对数据中心的需求紧急程度也在上升，能够大批量短时间内部署并投入使用的产品受到了越来越多的青睐，基于此，机柜式云服务器以其集中供电、集中管理、集中散热、易运维、快速部署等特点在迅速占领大型数据中心。有些数据中心使用的是更为节能的交流和直流供电方式，即一路三相交流和一路高压直流，这就给传统使用交流单相供电的机柜式云服务器带来了难题，无法正常供电。

传统的机柜三相供电需要搭配一款pdu进行电力分配，这样不仅会增加机房设计成本，同时也会增加部署工作量，效率会明显降低，多一级设备也增加了机房运行风险点；现有技术对于机柜供电的电源柜体只能有双路均衡模式，即active+active(a-a)，或是只能支持一路带载一路备份模式，即active+standby(a-s)，对于不同要求的机房，需要同时备不同的电源柜体，通用性会很低。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种新型机柜式服务器供电系统及供电模式控制方法，增加了信号pin及信号pin控制开关，在三相380v交流+220v交流或高压直流供电的模式下，实现了a-a模式和a-s模式可选。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种新型机柜式服务器供电系统，电源柜体与各服务器节点和散热系统连接，电源柜体内电源模块为双输入电源模块，电源模块上设有信号pin，电源柜体内设有两个信号pin控制开关，信号pin控制开关与电源模块连接。

双输入电源模块有两路输入，一路为主输入，另一路为备份输入，主输入带载，备份输入端正常工作下不带载；

双输入电源模块左侧输入端为绿色输入端，双输入电源模块右侧输入端为红色输入端。

进一步地，所述电源模块包括六个双输入电源模块，分别为电源模块1、2、3、4、5、6，功率可以支持到12.5kw；

三相交流380v通过电源柜体配电，三相交流380v三根火线l1\l2\l3分别连接电源模块1、2、3的绿色输入端，同时三根火线也分别连接电源模块4、5、6的红色输入端；

交流220v或高压直流一路连接电源模块1、2、3的红色输入端，同时连接电源模块4、5、6的绿色输入端。

进一步地，所述电源柜体设计达到2*(5+1)的冗余方式。

进一步地，所述信号pin控制开关设有两个，两个信号pin控制开关分别与电源模块1、2、3和电源模块4、5、6连接，信号pin控制开关控制电源模块电平高低。

一种新型机柜式服务器供电模式控制方法，利用权利要求1所述的一种新型机柜式服务器供电系统，其特征是，包括以下步骤：

1)、在电源柜体内安装两个信号pin控制开关；

2)、将两个信号pin控制开关分别与电源模块1、2、3和电源模块4、5、6连接；

3)、信号pin控制开关控制电源模块电平高低，两个信号pin均为高电平或均为低电平时，系统处于a-a模式，否则，系统处于a-s模式。

进一步地，系统处于a-a模式时，六个电源模块同时工作在绿色端或红色端，此时两路负载均衡，当两个信号pin均为高电平时，三相交流380v供电给电源模块1、2、3绿色输入端，220v交流供电给电源模块4、5、6绿色输入端；当两个信号pin均为低电平时，三相交流380v供电给电源模块1、2、3红色输入端，220v交流供电给电源模块4、5、6红色输入端。

进一步地，系统处于a-s模式时，六个电源模块分别工作在绿色端和红色端，电源模块1、2、3的pin信号为高电平，电源模块4、5、6的pin信号为低电平时，此时三相380v带负载，另一路220v为standby状态；

电源模块1、2、3pin信号为低电平，电源模块4、5、6为高电平时，此时单相220v带负载，另一路380v为standby状态。

进一步地，信号pin控制开关控制电源模块处于高电平或低电平时，电源模块主输入判定的方法为：

1)、在电源模块内增加一个信号pin；

2)、信号pin侦测电平高低，若侦测到是高电平，电源模块默认绿色为主输入，否则，红色一端为主输入。

进一步地，电源模块默认绿色为主输入，此时默认绿色一端带载；信号pin侦测到是低电平，电源模块默认红色为主输入此时默认红色一端带载；信号pin的发出由电源柜体上的信号pin控制开关控制。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种新型机柜式服务器供电系统及供电模式控制方法，可以用在三相380v交流供电环境的数据中心内，同时可以实现两路供电负载均衡或高压直流standby备份供电，使的整机柜服务器可以用于更多供电模式的机房，而且运用双输入电源，实现更高的供电系统可靠性；通过在电源柜体内增加信号pin及信号pin控制开关的方式，在实现三相380v交流+220v交流或高压直流供电的模式的同时，在同一电源柜体内实现了a-a模式和a-s模式可选，扩大机柜式云服务器使用范围的同时也可以提高供电的可靠性。

2、本发明提供的一种新型机柜式服务器供电系统及供电模式控制方法，服务器节点、电源、散热等于一体，整个机柜只有一个供电系统，所有需要供电的设备均从此电能池中取电，实现集中供电。

3、本发明提供的一种新型机柜式服务器供电系统及供电模式控制方法，所述电源柜体设计为2*(5+1)的冗余方式，在一路断电的情况下，使用该路作为主输入的电源模块将切换到另一路供电，即在一路电异常的情况下，仍然有6个模块处于正常工作，达到在实现双路供电冗余的情况下，电源模块也有一个冗余设计，相比5+5冗余，使整个机柜供电更加稳定；同时，该设计可以实现5+5冗余方式的负载均衡，即a-a模式，在一个电源柜体内还可以选择使用a-s模式，做到灵活选择，更加适应机房供电要求。

附图说明

图1为本发明电源柜体配电设计图；

图2为双输入电源模块示意图；

图3为供电模式控制方法流程图；

图4为电源模块输入主从关系判定方法流程图。

具体实施方式

根据图1至图2所示，一种新型机柜式服务器供电系统，电源柜体与各服务器节点和散热系统连接，电源柜体内电源模块为双输入电源模块，在实现三相380v交流+220v交流或高压直流供电的模式的同时，双输入电源模块实现支持a-a和a-s模式可选，电源模块上设有信号pin，电源柜体内设有两个信号pin控制开关，信号pin控制开关与电源模块连接。

双输入电源模块有两路输入，一路为主输入，另一路为备份输入，主输入带载，备份输入端正常工作下不带载，一旦主输入异常，如断电，电源会切换到备份输入继续正常工作，这里的主输入是固定死的，只要两路都有电，电源模块就默认工作在主输入上；双输入电源模块左侧输入端为绿色输入端，双输入电源模块右侧输入端为红色输入端。

所述电源模块包括六个双输入电源模块，分别为电源模块1、2、3、4、5、6，功率可以支持到12.5kw，满足机柜式服务器多达40个服务器节点工作。现有的设计方法是两路220v交流供电或是高压直流供电，这种方式在三相供电机房就不适用，同时对于机房供电要求，有要求两路负载均衡的，及a-a模式，有要求一路为standby，既a-s模式，按照现有方式的整机柜服务器，这两种模式同一个电源柜体是不能同时支持的，需要更换电源柜体来实现。本发明通过在电源柜体内增加信号pin及信号pin控制开关的方式，在实现三相380v交流+220v交流或高压直流供电的模式的同时，在同一电源柜体内实现了a-a模式和a-s模式可选。

三相交流380v通过电源柜体配电，三相交流380v三根火线l1\l2\l3分别连接电源模块1、2、3的绿色输入端，同时三根火线也分别连接电源模块4、5、6的红色输入端；交流220v或高压直流一路连接电源模块1、2、3的红色输入端，同时连接电源模块4、5、6的绿色输入端，这样就实现了三相供电相与相之间负载均衡。

所述信号pin控制开关设有两个，两个信号pin控制开关分别与电源模块1、2、3和电源模块4、5、6连接。

根据图3所示，一种新型机柜式服务器供电模式控制方法，利用权利要求1所述的一种新型机柜式服务器供电系统，其特征是，包括以下步骤：

1)、在电源柜体内安装两个信号pin控制开关；

2)、将两个信号pin控制开关分别与电源模块1、2、3和电源模块4、5、6连接；

3)、信号pin控制开关控制电源模块电平高低，两个信号pin均为高电平或均为低电平时，处于a-a模式，否则，处于a-s模式。

处于a-a模式时，六个电源模块同时工作在绿色端或红色端，此时两路负载均衡，当两个信号pin均为高电平时，三相交流380v供电给电源模块1、2、3绿色输入端，220v交流供电给电源模块4、5、6绿色输入端；当两个信号pin均为低电平时，三相交流380v供电给电源模块1、2、3红色输入端，220v交流供电给电源模块4、5、6红色输入端；处于a-s模式时，六个电源模块分别在绿色端和红色端，电源模块1、2、3的pin信号为高电平，电源模块4、5、6的pin信号为低电平时，此时三相380v带负载，另一路220v为standby状态；电源模块1、2、3pin信号为低电平，电源模块4、5、6为高电平时，此时单相220v带负载，另一路380v为standby状态。

根据图4所示，信号pin控制开关控制电源模块处于高电平或低电平时，电源模块主输入判定的方法为：

1)、在电源模块内增加一个信号pin；

2)、信号pin侦测电平高低，若侦测到是高电平，电源模块默认绿色为主输入，否则，红色一端为主输入。

电源模块默认绿色为主输入，此时默认绿色一端带载；信号pin侦测到是低电平，电源模块默认红色为主输入此时默认红色一端带载；信号pin的发出由电源柜体上的信号pin控制开关控制。

所述电源柜体设计为2*(5+1)的冗余方式，在一路断电的情况下，使用该路作为主输入的电源模块将切换到另一路供电，即在一路电异常的情况下，仍然有6个模块处于正常工作，达到在实现双路供电冗余的情况下，电源模块也有一个冗余设计，相比5+5冗余，使整个机柜供电更加稳定。5+5冗余实现方式是使用10个单输入电源模块，每路上有5个电源模块，实现双路负载均衡供电，当一路异常，就只剩下另一路的5个电源模块供电，每个电源工作在满载运行，此时没有电源模块之间的冗余了。同时，该设计可以实现5+5冗余方式的负载均衡，即a-a模式，在一个电源柜体内还可以选择使用a-s模式，做到灵活选择，更加适应机房供电要求。

本发明实现了三相380v交流+220v交流或高压直流供电，a-a模式和a-s模式可选，而且在一路异常的情况下仍然有一个电源模块作为冗余，其稳定性更高，应用环境更广；在机柜式云服务器电源柜体和电源模块上设计新的配电线路，在双输入电源供电的情况下实现了三相380v交流+220v交流或高压直流供电的模式，可以达到双路输入负载均衡或一路处于备份的模式的功能，比n+n电源系统更加稳定，成本更低，可以适应更多机房环境，增加市场应用前景；电源柜体内集成了pdu功能，因此机柜式云服务器在部署时无需安装pdu的步骤；电源柜体设计使用全新的配电线路，电源模块增加信号检测pin，通过开关控制高低电平，实现三相380v交流+220v交流或高压直流供电的负载均衡模式和一路standby模式可选，可以适用更多的配电环境下。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。