[发明专利]一种冗余电源供电系统

说明书

本发明公开了一种冗余电源供电系统，包括两个模块电源、储能电路和控制电路，两个模块电源并接。负载比例过高时，两个模块电源一起工作，储能电路充电。负载比例过低时，模块电源一个工作，另一个休眠，储能电路放电，放电输出电压调低至输出范围下限，由工作的模块电源维持输出电压；工作的模块电源出现故障或输入电压中断或DC输出突然有加载时，由储能电路维持输出电压。当负载长时间比例过低，储能电路出现储能不足时，两个模块电源一起工作，储能电路充电，直至储能能量充足，返回负载比例过低时的正常状态。本发明的冗余电源供电系统功耗低，当供电故障出现时，保持时间长、并且可以增加系统峰值功率供应能力，延长储能装置使用寿命。

[技术领域]

本发明涉及信息通信设备的供电装置，尤其涉及一种冗余电源供电系统。

[背景技术]

在移动互联网、物联网、云计算、大数据、互联网+等新兴产业快速发展推动下，数据中心IDC(Internet Data Center)需求向多元化发展，业务需求激增，市场前景可观，不过也导致了IT密度骤增与能源消耗大幅度增加，供电系统向着绿色低功耗、高效率、高可靠性的发展趋势日益明显。

数据中心的信息通信设备的供电装置采用的冗余电源供电系统的结构如图1所示，由PFC功率因数校正电路、BUS电容、DC-DC隔离电路三大部分组成。应用在互联网及数据中心领域中的冗余电源系统已形成一定的产品规范，如Intel推广的《Common RedundantPower Supply Design Guide for Servers》标准规范，它要求冗余电源系统支持模块并联、热插拔以及数据采集监控，所以它所用的模块电源比一般的模块电源增加了输出并联电路和控制电路，其中输出并联电路实现模块热插拔、并联联合供电功能，控制电路实现电源信息采集及指令控制。系统中也需控制电路实现与模块电源、用电设备的数据信息交互及指令传递等功能。冗余电源系统中包含两个模块电源，构成1+1备份，具有高供电可靠性的优势，但也存在因两个模块同时工作导致的轻载和空载功耗高的缺点。为了降低功耗，冗余电源系统引入模块电源轮休功能，即在轻载和空载时将一个模块进入休眠待机模式，只让一个模块电源进行工作。但这又引出另一个问题：当正在工作的模块电源出现故障或输入电压中断或DC输出突然有加载时，休眠待机模块电源无法被系统控制电路立即唤醒，产生DC输出中断，导致系统故障停机。为了避免故障停机，休眠待机模块电源只能部分电路休眠，例如只休眠DC-DC隔离电路或将DC-DC隔离电路的输出电压调低但仍然在输出正常范围内，对降低功耗改善不大。

为了做到对信息通信设备的不间断供电，不仅要求是1+1冗余电源供电，而且还会要求冗余电源供电系统增加保持时间(Hold Up Time)功能，即在电网等供应能源中止后，供电设备有能力再维持对信息通信设备供电一段时间。通常的Hold Up Time(保持时间)功能实现方案采用增加BUS电容容量方案，不仅增加了系统体积，而且增加了投入成本。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种当供电故障出现时，保持时间长、功耗低，并且可以增加系统峰值功率供应能力的冗余电源供电系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种冗余电源供电系统，包括两个模块电源、储能电路和控制电路，两个模块电源并接。当负载比例过高时，两个模块电源一起工作，同时储能电路由控制电路控制在充电状态。当负载比例过低时，两个模块电源其中一个正常工作，另一个进入休眠停机模式，储能电路由控制电路控制在放电状态，但放电输出电压调低至输出正常范围下限，由正常工作模块电源维持输出电压；当正常工作的模块电源出现故障或输入电压中断或DC输出突然有加载时，模块电源因故障或过载无法输出正常电压，则由储能电路来维持输出电压。当负载长时间比例过低，储能电路出现储能不足时，则由控制电路控制启动两个模块电源一起工作，同时储能电路由控制电路控制在充电状态，直至储能能量充足为止，返回负载比例过低时的正常状态。

以上所述的冗余电源供电系统，储能电路包括储能模块和DC-DC双向电路。