服务器的高压直流电源及高压直流系统的制作方法

本实用新型涉及计算机技术领域，尤其是涉及服务器的高压直流电源及高压直流系统。

背景技术：

目前市场上的绝大多数服务器使用的都是220V交流电源交流电的电流方向是随着时间的改变呈周期化，所以在很多时候存在电压不稳定的情况，会严重影响服务器的性能。常见的交流供电系统包括不间断电源(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply，UPS)和服务器。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供服务器的高压直流电源及高压直流系统，以提高电源系统的效率性、可靠性，降低成本并便于维护。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种服务器的高压直流电源，其中，包括：输入单元、主电源工作单元、主电源辅助单元和待机工作单元；

所述输入单元，与所述主电源工作单元相连，用于输入高压直流电，并将所述高压直流电进行处理生成第一高压交流电；

所述主电源工作单元，与所述主电源辅助单元相连，用于在主功率级的情况下，将所第一高压交流电进行变压、整流和滤波，并以冗余均流方式输出第一低压直流电；

所述主电源辅助单元，与所述主电源工作单元相连，用于对所述主电源工作单元进行检测控制；

所述待机工作单元，与所述输入单元相连，用于在待机功率级的情况下，将所高压交流电进行变压、整流和滤波，并以冗余均流方式输出第二低压直流电。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述输入单元包括接口、电磁干扰滤波器、浪涌电流限制器、桥和升压控制器；

所述接口，与所述电磁干扰滤波器相连，用于输入高压直流电；

所述电磁干扰滤波器，与所述浪涌电流限制器相连，用于滤除电源内部切换时产生的高/低频杂讯；

所述浪涌电流限制器，与所述桥相连，用于抑制浪涌电流；

所述桥，与所述升压控制器相连，用于将所高压直流电转换为第二高压交流电；

所述升压控制器，与所述主电源工作单元相连，用于将所述第二高压交流电提升并稳定于第一高压交流电。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述主电源工作单元包括：主变压器、主整流器、主滤波器和Oring场效应管；

所述主变压器，与升压控制器相连，用于将所述第一高压交流电转变为第一低压交流电；

所述主整流器，与所述主变压器相连，用于将所述第一低压交流电转换为第一低压直流电；

所述主滤波器，与所述主整流器相连，用于滤除主功率级与待机功率级转换时产生的高/低频杂讯；

所述Oring场效应管，与所述主滤波器相连，用于将所述第一低压直流电以冗余均流方式输出给服务器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述主电源辅助单元包括：电流传感器、第一反馈电路、主控制器、整流驱动器和驱动控制器；

所述电流传感器，与所述第一反馈电路相连，用于对输出回路进行检测，并控制Oring场效应管实现冗余均流；

所述第一反馈电路，与所述主控制器相连，用于对所述第一低压直流电进行检测并产生第一反馈信号；

所述主控制器，与所述整流驱动器和所述驱动控制器相连，用于根据所述第一反馈信号对所述整流驱动器和所述驱动控制器进行控制；

所述整流驱动器，与主整流器相连，用于驱动主整流器进行工作；

所述驱动控制器，与升压控制器相连，用于在所述主功率级的情况下，驱动所述第一高压交流电传输给主变压器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述待机工作单元包括备用变压器、备用整流器、备用滤波器、备用Oring二极管、第二反馈电路和光耦合器；

所述备用变压器，与所述备用整流器相连，用于将所述第一高压交流电转换为第二低压交流电；

所述备用整流器，与所述备用滤波器相连，用于将所述第二低压交流点整流滤波为第二低压直流电；

所述备用滤波器，与所述备用Oring二极管相连，用于滤除主功率级与待机功率级转换时产生的高/低频杂讯；

所述备用Oring二极管，与所述备用滤波器相连，用于将所述第二低压直流电以冗余均流方式输出所述服务器电压；

所述第二反馈电路，与所述光耦合器相连，用于对所述第二低压直流电进行检测并产生所述第二反馈信号；

所述光耦合器与升压控制器相连，用于在所述待机功率级的情况下，根据所述第二反馈信号，将第二高压交流电调节输出规范电压。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述主电源辅助单元还包括控制与保护器；

所述控制与保护器，与所述主控制器相连，用于对所述主电源控制器的电信号进行侦测，实现对所述主电源控制器的控制与保护。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述电信号包括电压、电流和温度。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述高压直流电为300～370V。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种高压直流系统，包括服务器和与所述服务器相连的冗余模块；其中，所述冗余模块为多个如上所述的服务器的高压直流电源。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述服务器的高压直流电源的数量为不少于两个。

本实用新型提供的服务器的高压直流电源及高压直流系统，包括：输入单元，与主电源工作单元相连，用于输入高压直流电，并将高压直流电进行处理生成第一高压交流电，主电源工作单元，与主电源辅助单元相连，用于在主功率级的情况下，将所第一高压交流电进行变压、整流和滤波，并以冗余均流方式输出第一低压直流电,主电源辅助单元，与主电源工作单元相连，用于对主电源工作单元进行检测控制，待机工作单元，与输入单元相连，用于在待机功率级的情况下，将所高压交流电进行变压、整流和滤波，并以冗余均流方式输出第二低压直流电。本实用新型提高电源系统的效率性、可靠性，降低成本并便于维护。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的一种服务器的高压直流电源示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的另一种服务器的高压直流电源示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的高压直流系统示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的服务器结构示意图。

图标：

110-输入单元；120-主电源工作单元；130-主电源辅助单元；140-待机工作单元；210-冗余模块；220-服务器；310-电源装置；320-电压调节模块；331-传统电压负载；332-硅电压负载。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前市场上的绝大多数服务器使用的都是220V交流电源交流电的电流方向是随着时间的改变呈周期化,所以在很多时候存在电压不稳定的情况,会严重影响服务器的性能，基于此，本实用新型实施例提供的服务器的高压直流电源及高压直流系统，以提高电源系统的效率性、可靠性，降低成本并便于维护。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的服务器的高压直流电源进行详细介绍。

实施例一：

图1为本实用新型实施例一提供的一种服务器的高压直流电源示意图。

参照图1，服务器的高压直流电源包括：输入单元110、主电源工作单元120、主电源辅助单元130和待机工作单元140；

输入单元110，与主电源工作单元120相连，用于输入高压直流电，并将高压直流电进行处理生成第一高压交流电；

主电源工作单元120，与主电源辅助单元130相连，用于在主功率级的情况下，将所第一高压交流电进行变压、整流和滤波，并以冗余均流方式输出第一低压直流电；

主电源辅助单元130，与主电源工作单元120相连，用于对主电源工作单元120进行检测控制；

待机工作单元140，与输入单元110相连，用于在待机功率级的情况下，将所高压交流电进行变压、整流和滤波，并以冗余均流方式输出第二低压直流电。

根据本实用新型实施例，如图2所示，输入单元110包括接口、EMI滤波器(电磁干扰滤波器)、浪涌电流限制器、桥和升压控制器；主电源工作单元120包括：主变压器、主整流器、主滤波器和Oring场效应管；主电源辅助单元130包括：电流传感器、第一反馈电路、主控制器、整流驱动器、驱动控制器和控制与保护器；待机工作单元140包括备用变压器、备用整流器、备用滤波器、备用Oring二极管、第二反馈电路和光耦合器；

接口，与EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)滤波器相连，用于输入300～370V的高压直流电；

EMI滤波器，与浪涌电流限制器相连，用于滤除电源内部切换时产生的高/低频杂讯；

浪涌电流限制器，与桥相连，用于抑制浪涌电流；

桥，与升压控制器相连，用于将高压直流电转换为第二高压交流电；

升压控制器，与主变压器相连，用于将第二高压交流电提升并稳定于第一高压交流电，第一高压交流电可以为400V。

主变压器，与主整流器相连，用于将400V的第一高压交流电转变为第一低压交流电；

主整流器，与主滤波器相连，用于将第一低压交流电转换为第一低压直流电；

主滤波器，与Oring场效应管相连，用于滤除主功率级与待机功率级转换时产生的高/低频杂讯；

Oring场效应管，与主滤波器相连，用于将第一低压直流电以冗余均流方式输出给服务器，一般输出为服务器可用的12V直流电压；

电流传感器，与第一反馈电路相连，用于对输出回路进行检测，并控制Oring场效应管实现冗余均流；

第一反馈电路，与主控制器相连，用于对第一低压直流电进行检测并产生第一反馈信号；

主控制器，与整流驱动器和驱动控制器相连，用于根据第一反馈信号对整流驱动器和驱动控制器进行控制；

整流驱动器，与主整流器相连，用于驱动主整流器进行工作；

驱动控制器，与升压控制器相连，用于在主功率级的情况下，驱动第一高压交流电传输给主变压器；

控制与保护器，与主控制器相连，用于对主电源控制器的电信号进行侦测，实现对主电源控制器的控制与保护；具体的，电信号包括电压、电流和温度，控制与保护器中包含了保护控制IC(Integrated Circuit，集成电路)，IC负责侦测电压、电流、温度等，以实现主电力输出的过电压、欠电压、过电流、过温度的保护，当电信号超过IC设定的保护条件时则立即将电源输出终止，起到保护作用；

备用变压器，与备用整流器相连，用于将400V的第一高压交流电转换为第二低压交流电；

备用整流器，与备用滤波器相连，用于将第二低压交流点整流滤波为第二低压直流电；

备用滤波器，与备用Oring二极管相连，用于滤除主功率级与待机功率级转换时产生的高/低频杂讯；

备用Oring二极管，与备用滤波器相连，用于将第二低压直流电以冗余均流方式输出服务器电压，一般输出为服务器可用的12V直流电压；

第二反馈电路，与光耦合器相连，用于对第二低压直流电进行检测并产生第二反馈信号；

光耦合器与升压控制器相连，用于在待机功率级的情况下，根据第二反馈信号，将第二高压交流电调节输出规范电压。

实施例二：

图3为本实用新型实施例二提供的高压直流系统示意图。

参照图3，高压直流系统包括服务器220和与服务器220相连的冗余模块210；其中，冗余模块210为如上所述的服务器的高压直流电源。

具体的，服务器的高压直流电源的数量为不少于两个。冗余模块210中的多个高压直流电源是负载均衡的，即在系统工作时它们同时为系统提供电力，当一个高压直流电源出现故障时，其余高压直流电源会立即承担所有的负载。

另外，参照图4，服务器220包括电源装置310、电压调节模块320和负载，其中电压调节模块320为多个，负载可以采用传统电压负载331和硅电压负载332。

通过将本实用新型提供的高压直流系统与UPS系统对比，仅有整流环节，无需逆变过程，隐患环节较少，安全可靠性高；其冗余模块也使得安全可靠性更高；高压直流系统维护类似常规48V/24V直流电源系统，仅多一项绝缘性能检测，UPS系统的交直流电容性能检测、谐波检测、告警测试等一般均需要厂家技术工程师方能操作，故UPS系统日常维护风险较高。整体上高压直流系统具有电路简单、可靠性高、可维护性高、效率高、体积小、成本低等优势。

本实用新型提供的服务器的高压直流电源及高压直流系统，包括：输入单元，与主电源工作单元相连，用于输入高压直流电，并将高压直流电进行处理生成第一高压交流电，主电源工作单元，与主电源辅助单元相连，用于在主功率级的情况下，将所第一高压交流电进行变压、整流和滤波，并以冗余均流方式输出第一低压直流电,主电源辅助单元，与主电源工作单元相连，用于对主电源工作单元进行检测控制，待机工作单元，与输入单元相连，用于在待机功率级的情况下，将所高压交流电进行变压、整流和滤波，并以冗余均流方式输出第二低压直流电。本实用新型提高电源系统的效率性、可靠性，降低成本并便于维护。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围 并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。