用于机架可安装模块化直流电力单元的系统以及方法技术方案

本申请公开了一种机架可安装模块化直流电力单元的系统和方法，涉及一种模块化DC电力单元，该模块化DC电力单元具有使得能够安装在设备机架的多个搁架位置中的至少一个搁架位置中的形状因子。模块化DC电力单元向设备机架的DC总线提供DC电力。模块化DC电力单元可以具有底架，该底架限定了能够插入多个DC电源的多个槽。可以使用AC输入模块来接收来自外部AC电源的AC电力。可以在底架中安装多个独立的模块化DC电源，每个独立的模块化DC电源具有使得能够插入并安装在底架的槽之一中的形状因子。控制器可以与DC电源进行通信并且容置在底架中。容置在底架中的DC总线与DC电源连通并且向容置在设备机架中的单独的DC总线提供来自DC电源的DC输出电力。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于向数据中心和其他电气部件供电的电力系统，以及更具体地涉及用户可配置的机架可安装模块化电力单元，用于向设备机架内的至少一个DC (直流)总线提供DC电力，以从而向安装在设备机架中的其他设备部件供电。
技术介绍
本部分的陈述仅提供与本公开相关的
技术介绍
信息而未必构成现有技术。 使用标准设备机架的数据中心通常具有例如文件服务器的设备，这种设备可以被定制以及配置有影响服务器将会消耗的电量的不同容量。如此，在许多情况下，这样的部件会具有能够提供远多于可能需要的电力的电源。例如，三个机架可安装服务器可以每个被供应1000瓦的电源，但是一个机架可安装服务器可以被配置(例如图形卡、存储卡等)成使得其仅消耗300瓦，第二个机架可安装服务器可以被配置成使得其仅消耗500瓦，以及第三个机架可安装服务器可以被配置成消耗900瓦。如果这些机架可安装服务器是安装在机架中的仅有的部件，则可以得出结论在机架处提供了相当多的量的过剩电力容量。这也被称为电力“过度供应(overprovis1ning)”,并且在数据中心中频繁发生。过度供应代表对设施运营商的增加的成本。与仅需要特定电量的需要相比较，过剩电力容量会导致需要向机架提供更大程度的冷却容量，并且可能附加电力中的一小部分作为“余量(headroom)”提供给机架的部件。另外，在一个机架安装的部件内存在的大功率电源会产生与相邻安装的设备相关的EMI问题。如果电源可以全部位于机架的一个或更多个特定位置或区域，则这样的问题可以避免。但是使用每个包括其自己的电源的现有的机架安装的数据中心设备，这是不可能的。 另外，当需要对一个或更多个现有机架安装的部件进行影响由所述部件消耗的电力的设备配置改变时，这对于数据中心工作人员可能有所不便。例如，可能出现如下情况:对给定部件例如服务器进行配置改变，以向该部件添加一个或更多个卡，这改变了该部件的电力需求。增加的电力需求然后可以使得有必要改变服务器中的电源以容纳需要的附加电力(假设该电源不具有处理附加电力消耗的充足容量)。本质上提供如下独立、定制可配置电源的机架系统会显著简化针对每个机架进行的设备配置改变，同时允许用户仅部署由机架的新设备配置需要的电量，所述电源直接向给定机架中的各种其他机架安装的计算部件、存储部件、网络部件等供电。 最后，采用容纳每个具有它们自己的电源的单独的机架可安装部件的设备机架，在每个机架中可能存在很大程度上被浪费的电力容量。因此，例如，如果三个机架安装的服务器每个均被配置有1000瓦的电源，但每个服务器被配置使得仅消耗500瓦，则总计1.5kw将是无用的(即“滞留(stranded)”的电力容量)。这可能是远大于所需要的电力容量的多余电力容量。如果这种情况发生在许多机架中，例如在大型数据中心中的几十或几百个机架中，应当理解，总的滞留电力容量可以代表对于数据中心运营商的显著增加的成本。
技术实现思路
在一个方面，本公开涉及一种模块化电力单元，该模块化电力单元具有使得能够安装在设备机架的多个搁架位置的至少一个搁架位置中的形状因子。模块化电力单元向设备机架的DC总线提供DC电力。模块化电力单元可以具有底架，该底架限定了能够插入多个DC电源的多个槽。可以使用AC (交流)输入模块用于接收来自外部AC电源的AC电力。多个独立的模块化DC电源可以安装在底架中，每个独立的模块化DC电源具有使得能够插入并安装在底架的槽之一中的形状因子。控制器可以与DC电源进行通信并且容置在底架内。容置在底架内的DC总线与DC电源连通并且向容置在设备机架内的单独的DC总线提供来自DC电源的DC输出电力。 在另一方面，本公开涉及一种模块化电力单元，该模块化电力单元具有使得能够安装在设备机架的多个搁架位置的一个或更多个搁架位置中的形状因子。模块化电力单元向设备机架的直流(DC)总线提供DC电力，该DC总线向安装在设备机架的搁架位置的其他搁架位置中的一个或更多个设备部件提供DC电力。模块化电力单元可以包括底架，该底架限定可以插入多个独立的DC电源的多个平行布置的槽。可以在底架内布置交流(AC)模块以用于接收来自外部AC电源的AC电力。可以包括多个独立的模块化DC电源，所述独立的模块化DC电源具有使得能够插入并安装在底架的任何一个槽中的共同的形状因子。模块化DC电源可以包括至少一个整流器模块。控制器可以与多个DC电源进行通信并且容置在底架的一个槽中。容置在底架内并且与DC电源连通的DC总线可以向容置在设备机架内的单独的DC总线提供来自DC电源的DC输出电力。 在又一方面，本专利技术涉及一种用于向具有多个搁架位置的设备机架的直流(DC)总线提供DC电力的方法。设备机架被设计成容纳安装在设备机架的搁架位置中的一个或更多个设备部件，并且使用在设备机架的DC总线上提供的DC电力来向该一个或更多个设备部件供电。该方法可以包括使用模块化DC电力单元向设备机架的DC总线提供DC电力，所述模块化DC电力单元具有使所述模块化DC电力单元能够插入至少一个搁架位置中的形状因子。可以使用安装在模块化DC电力单元的底架的多个槽中的多个DC模块化电源来生成施加给设备机架的DC总线的DC电力。还可以使用被配置成安装在底架的一个槽中的控制器来与DC电源进行通信并控制DC电源。可以使用AC输入模块将外部AC电源接合至模块化DC电力单元，以向模块化DC电力单元提供AC电力。 根据本文中提供的描述，其他适用性领域将变得明显。应当理解，该描述和具体示例仅意在为了说明，而不意在限制本公开的范围。 【附图说明】 在此描述的附图仅是为了说明，并不意在以任何方式来限制本公开的范围。在附图中: 图1是根据本公开的集成式机架可安装的模块化电力单元的一个实施方式的放大透视图； 图2是图1的模块化电力单元的后部的透视图，示出了 DC电源和返回总线； 图2A是图2的模块化电力单元的后部的一部分的放大透视图，更加详细地示出了使得能够与其他外部部件进行各种连接的连接器； 图3A和图3B是可以用于图1的模块化电力单元的连接器组件的透视图，该连接器组件用于将BBU (电池备份单元)模块或整流器模块之一连接至DC电源和返回总线以及通信总线以与搁架控制器卡(SCC)进行通信； 图4是在模块化电力单元中使用的AC输入端子块之一的透视图，该AC输入端子块使得用户能够配置模块化电力单元，以使得所述单元的电源的各个特定电源接收预定AC输入信号； 图5是图1的模块化电力单元的正面透视图，示出了用于对模块化电力单元的底架的槽进行分组的一种配置，以使得可以从三个AC输入端子块中的每一个向电源的三个单独的组提供AC电力； 图6是图1中所示的模块化电力单元的高级别框图型图示，示出了所述单元的内部部件的设计的一个示例； 图7示出了在电源升压操作期间从四个BBU模块可获得的最大电力输出如何被“叠加(capped)”以向整流器模块提供附加电力来满足针对电力的短期增长需求的曲线图； 图8是一个12VDC整流器模块的高级别透视图，该12V DC整流器模块可以用于组装图1所示的模块化电力单元； 图9是12VDC电池备份单元(“BBU”)模块的高级别透视图，该12V DC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化电力单元，所述模块化电力单元具有使得能够安装在设备机架的多个搁架位置之一中的形状因子，所述模块化电力单元用于向所述设备机架的直流总线提供直流电力，所述直流总线向安装在所述设备机架的其他搁架位置中的一个或更多个设备部件提供直流电力，所述模块化电力单元包括：底架，限定了能够插入多个直流电源的多个槽；交流模块，布置在所述底架内，用于接收来自外部交流电源的交流电力；多个独立的模块化直流电源，每个所述独立的模块化直流电源具有使得能够插入并安装在所述底架的所述槽之一中的形状因子；控制器，与所述多个直流电源进行通信并且容置在所述底架内；以及直流总线，容置在所述底架内并且与所述直流电源连通，以用于向容置在所述设备机架内的单独的直流总线提供来自所述直流电源的直流输出电力。

【技术特征摘要】
1.一种模块化电力单元，所述模块化电力单元具有使得能够安装在设备机架的多个搁架位置之一中的形状因子，所述模块化电力单元用于向所述设备机架的直流总线提供直流电力，所述直流总线向安装在所述设备机架的其他搁架位置中的一个或更多个设备部件提供直流电力，所述模块化电力单元包括: 底架，限定了能够插入多个直流电源的多个槽； 交流模块，布置在所述底架内，用于接收来自外部交流电源的交流电力； 多个独立的模块化直流电源，每个所述独立的模块化直流电源具有使得能够插入并安装在所述底架的所述槽之一中的形状因子； 控制器，与所述多个直流电源进行通信并且容置在所述底架内；以及直流总线，容置在所述底架内并且与所述直流电源连通，以用于向容置在所述设备机架内的单独的直流总线提供来自所述直流电源的直流输出电力。2.根据权利要求1所述的模块化电力单元，其中，所述直流电源的至少一个包括用于提供直流输出电力的电池备份单元模块。3.根据权利要求1所述的模块化电力单元，其中，所述直流电源的至少一个包括用于提供直流输出电力的整流器模块。4.根据权利要求1所述的模块化电力单元，其中，所述多个直流电源包括至少一个整流器模块和一个电池备份单兀模块。5.根据权利要求1所述的模块化电力单元，其中，所述控制器具有使得所述控制器能够安装在所述底架的所述槽之一中的形状因子。6.根据权利要求1所述的模块化电力单元，其中， 所述电源的至少一个包括整流器模块； 所述电源的至少一个包括电池备份单元模块；以及 其中，所述电池备份单元模块被配置成在瞬态穿越情况期间提供在所述模块化电力单元的直流总线上的直流电力，从而补充由所述整流器模块提供的直流电力。7.根据权利要求6所述的模块化电力单元，其中，来自所述电池备份单元模块的直流输出电力被限制为比所述电池备份单元模块能够生成的量少的量。8.根据权利要求1所述的模块化电力单元，其中， 所述电源的至少一个包括整流器模块； 所述电源的至少一个包括电池备份单元模块；以及 其中，所述电池备份单元模块被配置成当至所述模块化电力单元的交流电力失去时提供在所述模块化电力单元的直流总线上的直流电力。9.根据权利要求8所述的模块化电力单元，其中，所述电池备份单元模块被配置成:当至所述模块化电力单元的交流电力失去时，在达到大约90秒的持续时间内提供等于所述整流器模块的直流电力输出的直流电力水平。10.根据权利要求1所述的模块化电力单元，其中， 所述电源的至少一个包括整流器模块； 所述电源的至少一个包括电池备份单元模块；以及 其中，所述整流器模块和所述电池备份单元模块每个均提供大约3KW的输出。11.根据权利要求1所述的模块化电力单元，其中，所述模块化电力单元具有当所述模块化电力单元被安装在所述设备机架中时使用所述设备机架的三个搁架位置的形状因子。12.根据权利要求1所述的模块化电力单元，还包括具有与所述电源模块的给定一个相关联的第一连接器部件以及安装在所述底架中的第二连接器部件的连接器组件，当所述电源的所述给定一个被插入所述底架中时，所述第一连接器部件和所述第二连接器部件能够被连接并且被操作为: 将来自所述电源的所述给定一个的直流输...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·威尔科克斯，博布·基普利，马修·施奈德，
申请(专利权)人：力博特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US