设备外壳风扇控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明的主题涉及电子系统，尤其涉及电子系统的冷却系统和方法。
【背景技术】
[0002]在数据中心、电信中心等中，这种设备通常安装在标准化的、可以按行排列的外壳(例如“机架”)中。这种外壳可以具有槽，槽被配置为装载有模块化的组件，例如执行各种计算和通信功能的服务器、路由器和集线器等。由于电子设备可能产生大量的热，通常需要冷却系统以防止设备发生故障或失效。设备和/或外壳可以装配有风扇或其他通风装置以提供这种冷却。管道系统可以提供附加的冷却，管道系统采用风扇结合耦合至机架的各种类型的排风通风管道疏散来自机架的热空气。例如，伊顿公司(2011)出版的名称为“Airflow Management Solut1ns”的手册中描述了各种冷却系统装置。
[0003]安装了不间断电源(UPS)系统的机架被广泛地用在数据中心应用中。这种系统可以包括安装在一个或多个外壳中的多个功率变换器模块。功率变换器模块可以包括集成的冷却风扇，该集成的冷却风扇例如将空气吸入模块、穿过发热组件并且通过例如模块的后壁排出热空气。需要不断改善冷却以使得能够增加功率密度、减少占位面积和增加这些UPS系统的实施灵活性。
【发明内容】
[0004]本发明的主题的一些实施例提供了不间断电源(UPS)系统，其包括外壳和位于外壳中的多个功率变换器模块，每个功率变换模块包括功率变换器电路、被配置为控制功率变换器电路的模块控制器电路和由模块控制器电路控制的至少一个模块风扇。系统还包括位于外壳中且被配置为通过通信总线与模块控制器电路通信的系统控制器，以及被配置为从外壳排出空气且由系统控制器控制的至少一个排风扇。系统控制器被配置为响应于从模块控制器电路接收的信息控制所述至少一个排风扇。系统控制器也可以被配置为控制静态开关和其他UPS系统组件。
[0005]在一些实施例中，功率变换器模块可以被配置为产生模块温度信息。模块控制器电路可以被配置为响应于模块温度信息控制模块风扇的速度。模块控制器电路可以被配置为将模块温度信息传送至系统控制器，并且系统控制器可以被配置为响应于模块温度信息控制至少一个排风扇的速度。模块温度信息可以包括环境进气温度信息和/或散热器温度?目息O
[0006]在一些实施例中，功率变换器模块可以被配置为产生模块负载信息，并且模块控制器电路可以被配置为响应于模块负载信息控制模块风扇的速度。模块控制器电路可以被配置为将模块负载信息传送至系统控制器，并且系统控制器可以被配置为响应于模块负载信息控制至少一个排风扇的速度。
[0007]在其他实施例中，功率变换器模块可以被配置为产生模块状态信息，并且模块控制器电路可以被配置为响应于模块状态信息控制模块风扇的速度。模块控制器电路可以被配置为将模块状态信息传送至系统控制器，并且系统控制器可以被配置为响应于模块状态信息控制至少一个排风扇的速度。模块状态信息可以包括功率变换器电路状态信息和/或模块风扇状态信息。模块风扇状态信息可以包括模块风扇故障信息。
[0008]UPS系统还可以包括位于外壳中、与功率变换器模块分开的至少一个传感器。系统控制器可以进一步被配置为响应于至少一个传感器控制至少一个排风扇。所述至少一个传感器例如可以被配置为检测温度和/或负载。
[0009]本发明的主题的一些实施例提供了系统，其包括被配置为通过通信总线从安装在共同外壳中的多个功率变换器模块接收模块状态信息、模块温度信息和/或模块负载信息的通信电路。系统还包括风扇控制电路，其被配置为响应于从功率变换器模块接收的模块状态信息、模块温度信息和/或模块负载信息控制从外壳排出空气的至少一个排风扇。风扇控制电路可以被配置为响应于从功率变换器模块接收的模块状态信息、模块温度信息和/或模块负载信息改变至少一个排风扇的速度。模块温度信息可以包括环境空气进入温度信息和/或功率变换器散热器温度信息。模块状态信息可以包括功率变换器电路状态信息和/或模块风扇状态信息，例如模块风扇故障信息。
[0010]系统还可以包括外壳，并且通信电路和控制电路可以位于外壳中。系统还可以包括至少一个排风扇。
[0011]更进一步的实施例提供操作包括安装在共同外壳中的多个功率变换器模块的UPS系统的方法。该方法包括所述功率变换器模块中的各个功率变换器模块响应于所述各个功率变换器模块的温度和/或负载信息独立地控制其相应的冷却风扇，以及UPS系统的系统控制器从功率变换器模块接收模块状态信息、模块温度信息和/或模块负载信息，并且响应地控制从外壳中排出空气的至少一个排风扇。
【附图说明】
[0012]图1是根据一些实施例的UPS系统的透视图；
[0013]图2是图1的UPS系统的侧视图；
[0014]图3是根据一些实施例的具有风扇控制子系统的UPS系统的示意图；以及
[0015]图4是根据进一步实施例的具有风扇控制子系统的UPS系统的示意图。
【具体实施方式】
[0016]现将参考附图描述本发明的主题的特定示例性实施例。然而，本发明的主题可以体现在许多不同的形式中，且不应理解为限制于本文所述的实施例；相反，提供这些实施例以使得这些公开将是彻底的和完整的，且将本发明的主题的范围充分地传达给本领域的技术人员。在附图中，相同的符号指代相同的元件。应当理解的是，当一个元件被提到是被“连接”或“耦合”至另一个元件时，该元件可以被直接地连接或耦合至其他元件或可能存在介于中间的元件。本文所使用的词语“和/或”包括相关的列出的项的一个或多个的任何一个和所有组合。
[0017]本文使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的，且并不旨在限制本发明的主题。如在本文所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the) ”也旨在包括复数形式，除非特别地阐明其他含义。将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括(includes) ”、“包含(comprises) ”、“包括(including) ”和/或“包含(comprising) ”时，指定存在阐明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
[0018]除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的主题所属的技术领域中的普通技术人员所通常理解的那样相同的含义。将进一步理解的是，术语，例如在常用词典中定义的那些术语，应该被理解为具有与它们在说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不会以理想化的或过于正式的意义被解释，除非本文明确定义。
[0019]图1和2分别是根据一些实施例的UPS系统100的透视图和侧视图。UPS系统100包括机架型或柜型外壳110。外壳110被配置为在预定的槽112中容纳和支撑多个设备模块。如图所示，模块可以包括系统控制器130和多个功率变换器模块120。
[0020]功率变换器模块120可以包括被配置为提供UPS操作的一个或多个功率变换电路，例如一个或多个在线式UPS电路，该在线式UPS电路包括通过中间的DC母线连接的整