專利名稱：一種高可靠性電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源系統(tǒng)架構(gòu)領(lǐng)域，具體是一種機架式設備的高可靠性電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機架式設備(如通訊設備或者服務器等)一般作為通訊系統(tǒng)或者信息服務系統(tǒng)的 中心設備，在整個系統(tǒng)中有重要的地位，對可靠性要求很高，因此，這類設備多會采用冗余 設計。冗余設計包括業(yè)務板卡的冗余備份、業(yè)務數(shù)據(jù)通道的冗余備份以及電源的冗余備份寸。目前，機架式設備采用的電源系統(tǒng)架構(gòu)多為N+M備份的形式，即在設備的供電側(cè) 提供冗余的備份電源。當主用電源發(fā)生故障時可由備用電源承擔主用電源的工作。圖1為 現(xiàn)有的機架式設備電源系統(tǒng)架構(gòu)，包括背板部分和線卡部分，N個主用電源和M個備用電 源通過背板電源總線連接受電線卡；而在每一線卡上，又通過隔離型DC/DC模塊連接線卡 上中間層電源總線，再由掛接中間層電源總線的各個DC/DC模塊輸出線卡所需要的各種電 壓。此種電源系統(tǒng)有致命的系統(tǒng)安全隱患，如圖1所示，雖然整個系統(tǒng)使用了 N+M電源 備份，但由于所有X個線卡是掛在同一條背板電源總線上的，如果任何一塊線卡的隔離型 DC/DC模塊的輸入端發(fā)生短路故障(比如可恢復保險絲故障、線卡保險絲電流指標選擇過 大等等)，則會將整個背板電源總線電壓拉低，進而造成整個系統(tǒng)斷電故障。另外，即使整個設備的背板電源總線電壓沒有被拉低，其他線卡能夠正常工作，但 是隔離型DC/DC模塊故障的線卡本身也會掉電，從而造成與此板卡相關(guān)的通訊業(yè)務損失或 數(shù)據(jù)損失。總之，目前的機架式設備電源系統(tǒng)架構(gòu)難以解決設備受電側(cè)線卡電源故障造成的 整機停機或部分停機故障。因此，需要一種能夠克服上述故障的新型的電源系統(tǒng)架構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種既保留原有電源架構(gòu)中供電冗余保護的優(yōu)點， 又能保證在受電側(cè)線卡電源故障的情況下整個設備以及故障板卡的正常運行，從而提高整 個設備的可靠性的電源系統(tǒng)架構(gòu)。一種高可靠性電源系統(tǒng)，包括背板部分和線卡部分，其中在背板部分設置有至少兩條背板電源總線，每一背板電源總線分別與每一受電線 卡連接，其中每一背板電源總線都分別連接有N個主用電源和M個備用電源進行供電，其中 N ≥ 1, M ≥ 0 ；線卡部分設置一電源總線選擇電路，用來決定線卡從哪條背板電源總線取電，電 源總線選擇電路的輸入端分別通過一個隔離型DC/DC模塊與每一背板電源總線連接，電 源總線選擇電路的輸出端連接線卡上中間層電源總線，再由掛接在中間層電源總線的各個 DC/DC模塊輸出線卡所需的各種電壓。
這樣的設計，在背板上設置有完全獨立的多套電源總線，且每套電源總線的供電 側(cè)又可設置為冗余備份的結(jié)構(gòu)；同時，在每塊線卡上設置有多個隔離型DC/DC模塊。因此， 即使線卡上的某一隔離型DC/DC模塊的輸入端由于某些原因發(fā)生短路故障，也能保證整個 設備以及故障線卡的正常運行。這是因為雖然發(fā)生故障的隔離型DC/DC模塊所在的電源 總線電壓依然會被拉低，造成本條電源總線故障，但故障發(fā)生時，每個線卡的電源選擇電路 會將供電迅速切換到另一條電源總線，保證了整個設備以及故障線卡的正常供電。因此，本 發(fā)明將系統(tǒng)電源的可靠性提高了數(shù)倍。優(yōu)選的，所述電源總線選擇電路與隔離型DC/DC模塊配合設置是容易實現(xiàn)的，例 如使用均流電路或保護選擇電路；保護選擇電路可以為OR-ing二極管、繼電器、專用IC等， 是容易實現(xiàn)的；或者選用的隔離型DC/DC模塊內(nèi)部使用二極管整流或其同步整流模塊內(nèi)部 采用特殊的保護電路(例如PKD/PKL)等情況，可以將兩者的輸出直接并在一起。總之，只 需要保證沒有向各個隔離型DC/DC模塊的反向倒灌電流，即可根據(jù)設備的需要設計為不同 的結(jié)構(gòu)，從而可以很容易地衍生出基于本發(fā)明的保護型或均流型的電源架構(gòu)。這是容易實 現(xiàn)的。進一步優(yōu)選的，所述背板電源總線設置為互相獨立的兩條，與之對應連接的隔離 型DC/DC模塊設置為兩個；其中第一背板電源總線連接有N個主用電源和M個備用電源，第 二背板電源總線連接有L個主用電源和K個備用電源，N彡1，M彡0，L彡1，K>0。設置 為兩條背板電源總線是因為即可將整個設備的可靠性提高數(shù)倍，又不致增加太多成本。本發(fā)明提供的高可靠性電源系統(tǒng)具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明解決問題的方法是從整個電源系統(tǒng)的架構(gòu)上著手，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下 采用本發(fā)明的架構(gòu)即可解決問題，從而具有容易實現(xiàn)的優(yōu)點。2、使用本發(fā)明電源系統(tǒng)架構(gòu)設計設備，可以將系統(tǒng)電源可靠性提高數(shù)倍，而不需 增加過高的成本。這是因為以使用兩條獨立電源總線為例，相對于現(xiàn)有架構(gòu)，只需在每塊 線卡上增加一塊隔離型DC/DC模塊(電路)，而在電源供電側(cè)只需使用兩組獨立的1+1電源 卡即可；這相對于現(xiàn)有的N+M的電源架構(gòu)，成本增加有限，但可靠性大大提高。3、對于希望將電源系統(tǒng)設計為均流型的設備，由于將均流電路分散到每塊線卡的 “電源總線選擇電路”上，每個電路需要承受的電流值大大減小，從而大大減小了均流型電 源系統(tǒng)的設計難度。相對于在電源卡上集中均流方案具有很好的技術(shù)優(yōu)勢?？傊景l(fā)明提高系統(tǒng)可靠性的同時，具有技術(shù)實現(xiàn)簡單、成本增加較少、應用方式 靈活的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明背景技術(shù)中已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面以非限定性的實施例來進一步解釋、說明本技術(shù)方案。一種高可靠性電源系統(tǒng)，如圖2所示，包括背板部分和線卡部分，背板部分設置有 相互獨立的電源組A和電源組B，電源組包括背板電源總線和主用電源以及備用電源，即電源組A包括背板電源總線A以及與之連接有N個主用電源和M個備用電源，電源組B包括 背板電源總線B以及與之連接有L個主用電源和K個備用電源，其中，N彡1，M彡0，L彡1， K > 0 ；而電源總線A和B分別與每一受電線卡連接，受電線卡為X個，這樣做使得背板電源 總線A和B相互備份，而每一背板電源總線又有冗余備份的主用電源和備用電源。在線卡部分，背板電源總線A通過一個隔離型DC/DC模塊1連接到電源總線選擇 電路，背板電源總線B通過另一個隔離型DC/DC模塊2連接到電源總線選擇電路，電源總線 選擇電路的輸出端連接線卡上中間層電源總線，再由掛接在中間層電源總線的各個DC/DC 模塊(圖中為Y個)輸出線卡所需的各種電壓。電源總線選擇電路為均流電路，實現(xiàn)由背板電源總線A和B分別傳輸過來的兩路 電源的均流，這是容易實現(xiàn)的。這樣，即使線卡上的某一隔離型DC/DC模塊的輸入端由于某些原因發(fā)生短路故 障，也能保證整個設備以及故障線卡的正常運行。這是因為雖然發(fā)生故障的隔離型DC/DC 模塊所在的電源總線電壓依然會被拉低，造成本條電源總線故障，但故障發(fā)生時，每個線卡 的電源選擇電路會將供電迅速切換到另一條電源總線，保證了整個設備以及故障線卡的正 常供電。因此，本發(fā)明將系統(tǒng)電源的可靠性提高了數(shù)倍。
權(quán)利要求
一種高可靠性電源系統(tǒng)，包括背板部分和線卡部分，其特征在于在背板部分設置有至少兩條背板電源總線，每一背板電源總線分別與每一受電線卡連接，其中每一背板電源總線都分別連接有N個主用電源和M個備用電源進行供電，其中N≥1，M≥0；線卡部分設置一電源總線選擇電路，電源總線選擇電路的輸入端分別通過一個隔離型DC/DC模塊與每一背板電源總線連接，電源總線選擇電路的輸出端連接線卡上中間層電源總線，再由掛接在中間層電源總線的各個DC/DC模塊輸出線卡所需的各種電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠性電源系統(tǒng)，其特征在于所述電源總線選擇電路與 隔離型DC/DC模塊配合設置，為均流電路或保護選擇電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高可靠性電源系統(tǒng)，其特征在于所述背板電源總線設 置為互相獨立的兩條，與之對應連接的隔離型DC/DC模塊設置為兩個；其中第一背板電源 總線連接有N個主用電源和M個備用電源，第二背板電源總線連接有L個主用電源和K個 備用電源，N彡1，M彡0，L彡1，K彡0。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高可靠性電源系統(tǒng)，其特征在于所述保護選擇電路為 OR-ing 二極管或繼電器。
全文摘要
一種高可靠性電源系統(tǒng)，包括背板部分和線卡部分，其特征在于在背板部分設置有至少兩條背板電源總線，每一背板電源總線分別與每一受電線卡連接，其中每一背板電源總線都分別連接有N個主用電源和M個備用電源進行供電，其中N≥1，M≥0；線卡部分設置一電源總線選擇電路，電源總線選擇電路的輸入端分別通過一個隔離型DC/DC模塊與每一背板電源總線連接，電源總線選擇電路的輸出端連接線卡上中間層電源總線，線卡上中間層電源總線再連接每一DC/DC，輸出電壓。
文檔編號H02J9/04GK101895147SQ20101023528
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者侯紹森, 孔維賓, 張佳杰, 曹現(xiàn)余, 秦德貴 申請人:山東華辰泰爾科技發(fā)展有限公司