專利名稱：一種高可靠性電源系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電源系統(tǒng)架構領域，具體是一種機架式設備的高可靠性電源系統(tǒng)。
背景技術：
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)務數據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)架構多為N+M備份的形式，即在設備的供電側 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 現有的機架式設備電源系統(tǒng)架構，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的通訊業(yè)務損失或 數據損失。總之，目前的機架式設備電源系統(tǒng)架構難以解決設備受電側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。

發(fā)明內容
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種既保留原有電源架構中供電冗余保護的優(yōu)點， 又能保證在受電側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。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 側又可設置為冗余備份的結構；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， 是容易實現的；或者選用的隔離型DC/DC模塊內部使用二極管整流或其同步整流模塊內部 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?？傊?需要保證沒有向各個隔離型DC/DC模塊的反向倒灌電流，即可根據設備的需要設計為不同 的結構，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。這是容易實 現的。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)的架構上著手，在現有的技術條件下 采用本發(fā)明的架構即可解決問題，從而具有容易實現的優(yōu)點。2、使用本發(fā)明電源系統(tǒng)架構設計設備，可以將系統(tǒng)電源可靠性提高數倍，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，相對于現有架構，只需在每塊 線卡上增加一塊隔離型DC/DC模塊(電路)，而在電源供電側只需使用兩組獨立的1+1電源 卡即可；這相對于現有的N+M的電源架構，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優(yōu)勢?？傊景l(fā)明提高系統(tǒng)可靠性的同時，具有技術實現簡單、成本增加較少、應用方式 靈活的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明背景技術中已有技術的結構示意圖；圖2是本發(fā)明實施例中的結構示意圖。
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倍。
權利要求
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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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)先權日2010年7月23日
發(fā)明者侯紹森, 孔維賓, 張佳杰, 曹現余, 秦德貴 申請人:山東華辰泰爾科技發(fā)展有限公司