专利名称：机架配电方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及配电技术领域，特别涉及机架配电方法及装置。
背景技术：
通信运营商和企业网客户对营运成本(OPEX: Operating Expenditure ) 越来越重视，设备的能耗成本是运行后的最大成本之一。同时随着人们对环 保的重视，能耗高、低效率运行的产品间接带来二氧化碳的排放增加，加剧 对环境的破坏和矿藏能源的消耗。绿色设计概念在各个领域的延伸也要求用 电设备能够运行在较高的功率因数下从而提高系统的效率、降低功耗。
功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数，它是交流电路中有功功 率和视在功率的比值。功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标，提 高功率因数对于节约电能，降低损耗，提高变配电设备的供电能力是极其有 利的。
目前，在企业网环境下运行的用电设备一般的配电工作方式是多个设备 组合安装在一个设备机架上，由机架提供交流电源，对机架上的用电设备进 行统一供电。在这种交流配电方式中，机架上的用电设备都是接受交流 220V/110V电源，各个用电设备内部有独立的电源变换模块将交流电转换为 直流，实现本机的供电。图1为现有的机架交流配电方案示意图，如图l所 示，
这种方案中，由用户配电箱提供一路交流配电(火线L、零线N、地线E) 给机架的接线端子排，在机架的接线端子排上将一路交流配电分配出多个馈 电回路(馈电回路0 7)给本机架上的各个用电设备(服务器、交换机、路 由器等)，每个设备内部的独立交流电源变换为自身设备需要的低电压工作电源。这种方案是最简单的交流配电馈送方式，如果每个设备都能工作在额 定负载情况下，则可达到最高的用电效率。
但是，用电设备自身的电源系统最大输出功率是按用电设备需要的最大 功率来设计的，这样导致在一些情况下，电源系统的最大标称输出功率会大
于用电设备所需要的功率，例如用电设备运行时，没有达到满配置；用电 设备空闲或数据处理量较低时；当用电设备的运行环境状况较好，不需要使 用制冷或加热装置时。
这样在实际的应用过程中，机架上的各个用电设备很少能运行在额定负 载的情况下。对于各种用电设备内部的电源变换模块来讲，如果不能在额定 负栽或者是工况下运行，则会产生较多的空载损耗，具体体现为较低的功率 因数，如很多设备往往只能达到0.6-0.7的低功率因数运行，不能满足长期 运行的节能降耗要求。
发明内容
本发明实施例提供一种机架配电方法，能够提高机架运行在交流电源的 电力系统侧的功率因数，同时实现成本低。
本发明实施例提供一种机架配电装置，能够提高机架运行在交流电源的 电力系统侧的功率因数，同时实现成本低。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的
一种才几架配电方法，该方法包4舌
通过多个交流电源模块将机架的交流输入转换为多路直流输出； 所述多个交流电源模块的直流输出并联均流作为机架的直流输入； 将所述机架的直流输入转换为多路独立直流输出，以供给用电设备。 一种机架配电装置，该装置包括多个交流电源模块和直流分配模块； 所述多个交流电源模块，与机架的交流输入相连，用于将机架的交流输入转 换为多路直流输出；所述多个交流电源模块的直流输出并联均流作为机架的 直流输入，并与直流分配才莫块相连；所述直流分配模块，用于将所述机架的直流输入转换为多路独立直流输 出，以供给用电设备。
由上述的技术方案可见，本发明的这种机架配电方法和配电装置，可以 实现可配置的电源模块工作控制，提高这个机架运行在交流电源的电力系统 侧的功率因数，实现节能、降低功耗的效果。同时对于机架内的多个网路设 备来讲，实际上是接收本机架所有交流电源变换模块的输出，这样实现了多 电源并联供电，提高了可靠性，解决了当前单纯的交流配电机架的网络设备 电源模块无备份问题。并且通过机架内部的统一直流供电，也可以实现不同 设备的归一化和标准化电源变换，从而进一步降低成本。
图1为现有的机架交流配电方案示意图2为本发明实施例的4几架配电方法流程图3为本发明实施例的机架配电装置结构示意图4为本发明实施例的监控模块结构示意图5为本发明实施例的机架配电装置线路连接示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举 实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明主要是在利用多个均流冗余并联运行的交流电源模块将用户配 电箱提供给机架交流电源转换为直流电源，提供本机架上各个设备需要的直 流电源。该方法采用了多个均流运行的交流电源模块来进行统一直流供电， 可以灵活控制启用运行的交流电源模块的数量，每个交流电源模块的功率由 输出功率和自身损耗功率组成，输出功率是提供给设备使用的，而损耗功率 是交流电源变换模块工作时必须消耗的，当运行的交流电源模块的最大标称 输出功率之和大于机架内设备所需要的功率，即运行的交流电源模块的实际
6输出功率时，可以关闭一些交流电源变换模块，这些交流电源变换模块的自 身损耗功率就被节省了 ，从而提高正在运行的交流电源模块的运行效率和功
率因数。
图2为本发明实施例的机架配电方法流程图，如图2所示，该方法包括 步骤201，多个交流电源模块将机架的交流输入转换为多路直流输出。 机架的交流输入可以是一路或者多路，可以通过接线端子排可以将机架
的一路交流输入转换为多路交流输入，每一个交流电源模块与一路交流输入
相连，将一路交流输入转换为一路直流输出。所有交流电源模块的输入端并
联连接到机架的交流输入上。
步骤202 ，所述多个交流电源模块的直流输出并联均流作为机架的直流输入。
所有交流电源模块均须支持直流输出的并联均流运行，均流运行方式可 以采用任何现有均流运行方式，例如无源均流或外加控制器均流等。
步骤203,将所述机架的直流输入转换为多路独立直流输出，提供给用 电设备。
通过机架上的直流电源接线端子排可以提供多个独立的直流馈电回路 给本机架上的用电设备。电压可以根据需要采用-48V、 96V或者是12V等。
另外，系统还可以配备实现监控管理交流电源变换模块的功能单元，例 如对机架中设置的所有交流电源模块进行监控，监测机架中运行的交流电源 模块的工作状态，如实际工作时的输出功率或者是功率因数等，根据运行的 交流电源模块的总标称输出功率和实际总输出功率的监控结果，调整运行中 的交流电源模块的数量，即根据机架内部运行设备的实际工作情况或者是业 务流量，即这种运行情况反应为单机功率消耗上的不同，决定投入并联均流 运行的交流电源模块的数量；若运行中的交流电源模块的总标称输出功率大 于实际总输出功率，且这个差值达到预设的阈值，则关闭一个或多个交流电 源模块；若运行中的交流电源模块的总标称输出功率小于实际总输出功率， 且差值达到预设的阈值，则开启一个或多个交流电源模块。这个阈值可以根据交流电源模块在不同的运行状态中的功率因数设置，总的原则是保证交流 电源模块工作在尽可能高的功率因数状态，例如设置为单个交流电源模块的 标称输出功率的80%。
图3为本发明实施例的机架配电装置结构示意图，如图3所示，该装置 包括多个交流电源模块301和直流分配模块302,可以安装在任何机架上。
多个交流电源模块301中的每一个交流电源模块301，与机架的交流输 入相连，用于将机架的交流输入转换为直流输出；多个交流电源模块301的 直流输出并联均流作为机架的直流输入。
所述直流分配模块302，与所述所有交流电源模块301的直流输出相连， 用于将所述机架的直流输入转换为多路独立直流输出，提供给用电设备。
较佳地，该装置可以进一步包括交流分配模块，与所述机架的交流输入 相连，用于将机架的一路交流输入转换为多路交流输出；每一个交流电源模 块与一路交流输出相连。当然， 一般的机架上都提供可以实现将一路交流输 入转换为多路交流输入的交流分配模块，例如接线端子排，另外，机架直接 提供多路交流输入也是可以的。
为了实现更好的实现对交流电源模块的控制，该装置还可以进一步包 括.
监控模块303，与所述每一个交流电源模块301相连，用于对每一个交 流电源模块301进行监控，根据运行中的交流电源模块301的总标称输出功 率和实际总输出功率的监控结果，调整启用的交流电源模块301的数量。
图4为本发明实施例的监控模块结构示意图，如图4所示，监控模块可以 包括
标称功率监控单元401,与每一个交流电源模块301相连，用于监控运行 中的交流电源模块301的总标称输出功率；
实际功率监控单元402，与每一个交流电源模块301相连，用于监控运行 中的交流电源才莫块301的实际总输出功率；
控制单元403,与所述标称功率监控单元301和实际功率监控单元402分别相连，并与每一个交流电源模块301相连；
若运行中的交流电源模块301的总标称输出功率大于实际总输出功率，且 差值达到预设的阈值，则关闭一个或多个交流电源;漠块301;
若运行中的交流电源模块3 01的总标称输出功率小于实际总输出功率， 且差值达到预设的阈值，则开启一个或多个交流电源模块301。
图5为本发明实施例的机架配电装置线路连接示意图，如图5所示，用 户配电箱提供一路交流输入(火线L、零线N、地线E)给机架，并通过接 线端子排1分为6路交流输入，这6路交流输入分别连接6个交流电源模块 (交流电源模块0 5) ， 6个交流电源模块将交流输入转换为直流输出，并 在并联均流方式下运行；6路直流输出并联连接到接线端子排2，通过接线 端子排2将6路直流输出分为8路独立直流馈线(馈电回路0 7)提供给机 架上的用电设备(服务器、交换机、路由器等)。
由上述的实施例可见，本发明的这种才几架配电方法和配电装置，可以实 现可配置的电源模块工作控制，提高这个机架运行在交流电源的电力系统侧 的功率因数，实现节能、降低功耗的效果。同时对于机架内的多个网路设备 来讲，实际上是接收本机架所有交流电源变换模块的输出，这样实现了多电 源并联供电，提高了可靠性，解决了当前单純的交流配电机架的网络设备电 源模块无备份问题。并且通过机架内部的统一直流供电，也可以实现不同设 备的归一化和标准化电源变换，从而进一步降低成本。
所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用于限 定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种机架配电方法，其特征在于，该方法包括通过多个交流电源模块将机架的交流输入转换为多路直流输出；所述多个交流电源模块的直流输出并联均流作为机架的直流输入；将所述机架的直流输入转换为多路独立直流输出，以供给用电设备。
2、 如权利要求1所述的机架配电方法，其特征在于，该方法进一步包括 对每一个交流电源模块进行监控，根据运行中的交流电源模块的总标称输出功 率和实际总输出功率的监控结果，调整启用的交流电源模块的数量。
3、 如权利要求2所述的机架配电方法，其特征在于，所述根据运行中的交 流电源模块的总标称输出功率和实际总输出功率的监控结果，调整启用的交流 电源模块的数量包括若运行中的交流电源模块的总标称输出功率大于实际总输出功率，且差值 达到预设的阈值，则关闭一个或多个交流电源模块；若运行中的交流电源模块的总标称输出功率小于实际总输出功率，且差值 达到预设的阈值，则开启一个或多个交流电源模块。
4、 如权利要求l、 2或3所述的机架配电方法，其特征在于，所述多个交 流电源模块将机架的交流输入转换为多路直流输出包括通过接线端子排将机架的一路交流输入转换为多路交流输出，每一个交流 电源模块将一路交流输出转换为一路直流输出。
5、 如权利要求1、 2或3所述的机架配电方法，其特征在于，所述将机架 的直流输入转换为多路独立直流输出包括通过接线端子排将机架的直流输入转换为多路直流输出。
6、 一种机架配电装置，其特征在于，该装置包括多个交流电源模块和直 流分配模块；所述多个交流电源模块，与机架的交流输入相连，用于将机架的交流输入 转换为多路直流输出；所述多个交流电源模块的直流输出并联均流作为机架的直流输入，并与直流分配模块相连；所述直流分配模块，用于将所述机架的直流输入转换为多路独立直流输出， 以供给用电设备。
7、 如权利要求6所述的机架配电装置，其特征在于，该装置进一步包括 交流分配模块，连接于所述机架的交流输入和所述多个交流电源模块之间，用于将机架的一路交流输入转换为多路交流输出； 所述每一个交流电源模块与 一路交流输出相连。
8、 如权利要求7所述的机架配电装置，其特征在于，该装置进一步包括 监控模块，与每一个所述交流电源模块相连，用于对每一个所述交流电源模块进行监控，根据运行中的交流电源模块的总标称输出功率和实际总输出功 率的监控结果，调整启用的交流电源模块的数量。
9、 如权利要求8所述的机架配电装置，其特征在于，所述监控模块包括 标称功率监控单元，与所述每一个交流电源模块相连，用于监控运行中的交流电源模块的总标称输出功率；实际功率监控单元，与所述每一个交流电源模块相连，用于监控运行中的 交流电源模块的实际总输出功率；控制单元，与所述标称功率监控单元、实际功率监控单元及每一个交流电 源模块分别相连；若运行中的交流电源模块的总标称输出功率大于实际总输出功率，且差值 达到预设的阈值，则关闭 一个或多个交流电源^t块；若运行中的交流电源模块的总标称输出功率小于实际总输出功率，且差值 达到预设的阈值，则开启 一个或多个交流电源^t块。
10、 如权利要求6 9中任一权利要求所述的机架配电装置，其特征在于， 所述直流分配模块和交流分配模块均为接线端子排。
全文摘要
本发明公开了一种机架配电方法和配电装置，该方法包括通过多个交流电源模块将机架的交流输入转换为多路直流输出；所述多个交流电源模块的直流输出并联均流作为机架的直流输入；将所述机架的直流输入转换为多路独立直流输出，以供给用电设备。本发明的这种机架配电方法和配电装置，可以通过对交流电源模块的单独控制，实现对总标称输出功率的控制，从而提高机架运行在交流电源的电力系统侧的功率因数，实现节能、降低功耗的效果。
文档编号H02J3/18GK101582591SQ20091008668
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月17日 优先权日2009年6月17日
发明者丁建明, 王心远 申请人:杭州华三通信技术有限公司