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什么叫冗余電源?冗余電源與UPS電源的區別?

發 布 者:admin      添 加 時 間:2018/4/8      點 擊 數:1083
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冗余電源概述



冗余電源是用于服務器中的一種電源,是由兩個完全一樣的電源組成,由芯片控制電源進行負載均衡,當一個電源出現故障時,另一個電源馬上可以接管其工作,在更換電源后,又是兩個電源協同工作。冗余電源是為了實現服務器系統的高可用性。除了服務器之外,磁盤陣列系統應用也非常廣泛。

RPS電源(Redundant Power System,冗余電源系統)用作部分交換機的外置直流供電電源

RPS可以用作交換機或路由器的冗余備份電源:

如果RPS和受電設備采用相同的交流供電系統,當受電設備內部電源出現異常時,RPS可以繼續為故障設備進行直流供電,保障設備的持續正常運行;

如果RPS和受電設備采用不同的交流供電系統,還可以在受電設備的外部交流供電電源出現故障時繼續提供直流供電,保障設備的持續正常運行。

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什么叫冗余電源?冗余電源與UPS電源的區別


電源冗余一般可以采取的方案有容量冗余、冗余冷備份、并聯均流的N+1備份、冗余熱備份等方式。容量冗余是指電源的最大負載能力大于實際負載,這對提高可靠性意義不大。

冗余冷備份是指電源由多個功能相同的模塊組成,正常時由其中一個供電,當其故障時,備份模塊立刻啟動投入工作。這種方式的缺點是電源切換存在時間間隔,容易造成電壓豁口。

并聯均流的N+1備份方式是指電源由多個相同單元組成,各單元通過或門二極管并聯在一起,由各單元同時向設備供電。這種方案在1個電源故障時不會影響負載供電,但負載端短路時容易波及所有單元。冗余熱備份是指電源由多個單元組成,并且同時工作,但只由其中一個向設備供電,其他空載。主電源故障時備份電源可以立即投入,輸出電壓波動很小。

對于一些需要長時間不間斷操作、高可靠的系統,如基站通信設備、服務器等,往往需要高可靠的電源供應。冗余電源設計是其中的關鍵部分,在高可用系統中起著重要作用。冗余電源一般配置2個以上電源。當1個電源出現故障時,其他電源可以立刻投入,不中斷設備的正常運行。這類似于UPS電源的工作原理:當市電斷電時由電池頂替供電。冗余電源與UPS的區別主要是由不同的電源同時供電,而UPS則是一個電源供電另一個則隨時備用,有需要時自動切換。

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傳統冗余電源接法


傳統的冗余電源設計方案是由2個或多個電源通過分別連接二極管陽極,以“或門”的方式并聯輸出至電源總線上。如圖1所示?梢宰1個電源單獨工作,也可以讓多個電源同時工作。當其中1個電源出現故障時,由于二極管的單向導通特性,不會影響電源總線的輸出。

在實際的冗余電源系統中,一般電流都比較大,可達幾十A?紤]到二極管本身的功耗,一般選用壓降較低、電流較大的肖特基二極管,比如SR1620~SR1660(額定電流16A)。通常這些二極管上還需要安裝散熱片,以利于散熱。

使用二極管的傳統方案電路簡單,但有其固有的缺點:功耗大、發熱嚴重、需加裝散熱片、占用體積大。由于電路中通常為大電流,二極管大部分時間處于前向導通模式,它的壓降所引起的功耗不容忽視。最小壓降的肖特基二極管也有0.45 V,在大電流時,例如12A,就有5W的功耗,因此要特別處理散熱問題。

現在新的冗余電源方案是采用大功率的MOSFET管來代替傳統電路中的二極管。MOSFET的導通內阻可以到幾mΩ,大大降低了壓降損耗。在大功率應用中,不僅實現了效率更高的解決方案,而且由于無需節散熱器,所以省了大量的電路板面積,也減少了設備的散熱源。應用電路中MOSFET需要有專業芯片的控制。

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