HP C7000 电源配置方法

HP C7000 电源配置方法
HP C7000 电源配置方法

标题: HP Bladesystem c7000 机箱-

电源和风扇的配置

HP Bladesystem c7000 机箱- 电源和风扇的配置问题

HP Bladesystem c7000 机箱电源和风扇的配置。

解决方案

1.电源配置。

NOTE:

1.电源安装规则在OA 里设置。

2.灰色区域代表已安装的刀片,蓝色区域代表无设备。

机箱里的刀片服务器会划分为四个zone,如上图所示。

电源冗余模式在OA 或者液晶屏调节

OA设置:Enclosure Settings -> Power and Thermal -> Power Management 液晶屏设置:Enclosure Settings -> Power Mode

有 3 个可选项(对应关系):

o AC Redundant -> N+N

o Power Redundant -> N+1

o No Redundant -> N

如果电源安装位置不对,液晶板会显示错误。

安装规则:

o1个电源模块: bays 1

o2个电源模块: bays 1 and 4

o3个电源模块: bays 1, 2, and 4

o4个电源模块: bays 1, 2, 4, and 5

o5个电源模块: bays 1, 2, 3, 4, and 5

o6个电源模块: bays 1, 2, 3, 4, 5, and 6

配置规则:

o1个电源只能是No Redundant供zone 1使用。

o2个电源可以选择No Redundant或者N+1 Redundant或者AC Redundant,如果选择N+1 Redundant或者AC Redundant,则只有一个电源可用,当其中

一个电源故障时,另外一个电源可用。

o3个电源可以选择No Redundant或者N+1 Redundant,如果选择N+1 Redundant则当其中一个电源故障时,不会影响供电系统。

o6个电源可以选择No Redundant,这时功率是13500w。也可以选择N+1 Redundant或者AC Redundant做冗余。

2.风扇配置。

先看一下c7000的风扇安装规则。

风扇个数风扇位置支持设备的位置

4 4、

5 和9、10 2 个设备安装在1、2、9 或10

6 3、4、5 和8、9、10 1-4、9-12

8 1、2、4、5、6、7、9、10 1-4、9-12、5-8、13-16

10 1-10 1-4、9-12、5-8、13-16

风扇必须按照上面的图示顺序安装,否则散热系统会降级报错,再新插入刀片会导致无法开机。

0.4个风扇安装规则:

风扇要求安装在4、5和9、10 。

4个风扇仅支持2个刀片服务器,无论是半高刀片还是全高或是混合插,最多就2

个刀片,也就是说要么2个半高,或者2个全高,或者1个半高1个全高,安装的位置是1、2、9或者10。

1.6个风扇安装规则:

6个风扇支持8个刀片服务器,刀片位置是1、2、3、4和9、10、11、12 。

当刀片服务器运行在机箱的3、4、11、12的槽位时,如果一个风扇突然坏掉,不会影响散热系统,也不会降级到4个风扇的配置。

当刀片服务器运行在机箱的1、2、9、10的槽位时,如果一个风扇突然坏掉,散

热系统会降级到4个风扇的配置,这时这几个槽位的刀片服务器会受到影响。

2.8个风扇安装规则:

风扇要求安装在1、2、4、5和6、7、9、10。

8个风扇最多支持16个刀片服务器。

当刀片服务器运行在机箱的5、6、7、8和13、14、15、16的槽位时,如果一个风扇突然坏掉,不会影响散热系统,也不会降级到6个风扇的配置。

3.10个风扇安装规则:

安装在所有风扇位置。

风扇转速最低。

如果其中一个风扇坏掉,散热系统会降级到8个风扇的配置。

如果1、2、6、7位置的风扇坏掉,则5-8和13-16号槽位的刀片将宕机。

几种实用的低电压冗余电源方案设计

几种实用的低电压冗余电源方案设计 引言 对于一些需要长时间不间断操作、高可靠的系统,如基站通信设备、监控设备、服务器等,往往需要高可靠的电源供应。冗余电源设计是其中的关键部分,在高可用系统中起着重要作用。冗余电源一般配置2 个以上电源。当1 个电源出现故障时,其他电源可以立刻投入,不中断设备的正常运行。这类似于UPS 电源的工作原理:当市电断电时由电池顶替供电。冗余电源的区别主要是由不同的电源供电。 电源冗余有交流220 V及各种直流电压的应用,本文主要介绍低压直流(如DC 5 V、DC 12 V 等)的冗余电源方案设计。 1冗余电源介绍 电源冗余一般可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份、并联均流的N+1 备份、冗余热备份等方式。容量冗余是指电源的最大负载能力大于实际负载,这对提高可靠性意义不大。 冗余冷备份是指电源由多个功能相同的模块组成,正常时由其中一个供电,当其故障时,备份模块立刻启动投入工作。这种方式的缺点是电源切换存在时间间隔,容易造成电压豁口。 并联均流的N+1 备份方式是指电源由多个相同单元组成,各单元通过或门二极管并联在一起,由各单元同时向设备供电。这种方案在1 个电源故障时不会影响负载供电,但负载端短路时容易波及所有单元。冗余热备份是指电源由多个单元组成,并且同时工作,但只由其中一个向设备供电,其他空载。主电源故障时备份电源可以立即投入,输出电压波动很小。本文主要介绍后两种方案的设计。 2传统冗余电源方案 传统的冗余电源设计方案是由2 个或多个电源通过分别连接二极管阳极,以“或门”的方式并联输出至电源总线上。如图1所示。可以让1个电源单独工作,也可以让多个电源同时工作。当其中1 个电源出现故障时,由于二极管的单向导通特性,不会影响电源总线的输出。

开关电源的分类及运用

开关电源的分类及运用 1.开关电源的分类 开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类,DC/DC变换器现已实现模块化,且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化,并已得到用户的认可,但AC/DC的模块化,因其自身的特性使得在模块化的进程中,遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。以下分别对两类开关电源的结构和特性作以阐述。 1.1DC/DC变换 DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种,一是脉宽调制方式Ts不变,改变ton (通用),二是频率调制方式,ton不变,改变Ts(易产生干扰)。其具体的电路由以下几类: (1)Buck电路降压斩波器,其输出平均电压Uo小于输入电压Ui,极性相同。 (2)Boost电路升压斩波器,其输出平均电压Uo大于输入电压Ui,极性相同。 (3)Buck-Boost电路降压或升压斩波器,其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui,极性相反,电感传输。 (4)Cuk电路降压或升压斩波器,其输出平均电压Uo大于或小于输入电压UI,极性相反,电容传输。 当今软开关技术使得DC/DC发生了质的飞跃,美国VICOR公司设计制

造的多种ECI软开关DC/DC变换器,其最大输出功率有300W、600W、800W等,相应的功率密度为(6、2、10、17)W/cm3,效率为(80-90)%。日本NemicLambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块RM系列,其开关频率为(200~300)kHz,功率密度已达到27W/cm3,采用同步整流器(MOS-FET代替肖特基二极管),是整个电路效率提高到90%。 1.2AC/DC变换 AC/DC变换是将交流变换为直流,其功率流向可以是双向的,功率流由电源流向负载的称为整流,功率流由负载返回电源的称为有源逆变。AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流电,因必须经整流、滤波,因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的,同时因遇到安全标准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、FCC、CSA),交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件,这样就限制AC/DC电源体积的小型化,另外,由于内部的高频、高压、大电流开关动作,使得解决EMC电磁兼容问题难度加大,也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求,由于同样的原因,高电压、大电流开关使得电源工作消耗增大,限制了AC/DC变换器模块化的进程,因此必须采用电源系统优化设计方法才能使其工作效率达到一定的满意程度。 AC/DC变换按电路的接线方式可分为,半波电路、全波电路。按电源相数可分为,单项、三相、多相。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。

开关电源基础知识简介

1、输出纹波噪声的测量及输出电路的处理 PWM 开关电源的输出的纹波噪声与开产频率有关。其纹波噪声分为两大部分:纹波(包括开关频率的纹波和周期及随机性漂移)和噪声(开关过程中产生)。 周期及随机性漂移 在纹波与噪声的测量过程中,如果不使用正确的测量方法将无法正确地测量出真出的输出纹波噪声。下面是推荐的测量方法: 平行线测量法:输出管脚接平行线后接电容,在电容两端使用20MHz C 为瓷片电容,负载与模块之间的距离在51mm 和76mm(2in.和3in)之间。 在大多数电路中, 2、多路输出的交互调节及其应用 交互调节的优点。图中lo1路负载电流、Vo2为辅助路输出电压。由图可见,20% 100% Io2 在主路负载从20%~100%变化时,辅助路输出电压随 辅助路负载电流的变化曲线中,辅助路输出电压始终在±4%范围之内。即使在最坏的情况,即主路空载、辅助路江载,主路满载、辅助路空载时其输出电压也能保证在标称电压的±10%范围之内。由此,对于输出稳压精度要求不太高的情况下,这种不稳压的辅助输出不仅能够满足供电的条件,而且相对成本低、器件少、可靠性高。建议用户首先考虑不稳压的辅助输出的电源模块。 开关电源基础知识简介

3、容性负载能力与电源输出保护 建议用户对电源模块的阻性负载取大于10%额定负载,这样模块工作比较稳定。 电容作为电源去耦及抗干扰的手段,在现代电子线路中必不可少,本公司的电源模块考虑此因素,都有相当的容性负载能力。但由于考虑到电源的综合保护能力,尤其是输出过载保护, 容性负载能力不可能太大,否则保护特性将变差。因此用户在使用过程中负载电容总量不应 超过最大容性负载能力。 Vo 输出电流保护一般有四种方式: ●恒流式:当到达电流保护点时,输出电流随负载的 进一步的加重,略有增加,输出电压不断下降。 ●回折式:当到达电流保护点时,输出电流随负载的 的加重,输出电压不断下降,同时输出电流也不断下降。 ●恒流-截止式:当到达电流保护点时,首先是恒流式 ●精确自恢复截止式:输出电流到达保护点,电源模块输出被禁止,负载减轻电路自恢复。 在大部分电路中使用恒流式与截止式较多,比较理想的保护方式是精确自恢复截止式,或者恒流-截止式保护。其中恒流式、回折式保护本质上就是自恢复的,但输出短路时的功耗较大, 尤其是恒流式。而截止式、恒流-截止式保护的自恢复特性须加辅助复位电路来完成自恢复,其 输出过载时的功耗可以通过复位电路的周期进行调整,即调整间歇启动的时间间隔。一般电流 保护1.2~2倍标称输出电流。精确自恢复截止式电流保护点设定为标称输出电流1.2倍或1.3倍。 一般输出有过压嵌位保护。 4、负载瞬态响应 当输出的负载迅速发生变化时,输出的电压会出现 上冲或下跌。电源模块经过调整恢复原输出电压。这个 响应过程中有两个重要的指标:过冲电压( Vo)和恢复 时间(tr)。过冲越小,恢复时间越短,系统响应速度 越快。一般在25%的标称负载阶跃变化,输出电压的 过冲为4%VO,恢复时间为500μS左右。 5、外围推荐电路 1)输出电压的调节: 本公司产品中有TRIM输出管脚的产品,可以通过电阻或电位器对输出电压进行一定范围内的调节。将电位器的中心与TRIM相连,在有+S,-S管脚的模块中,其他两端分别接+S、-S,没有相应主路的输出正负极(+S接Vo1,-S接GND上,调节电位器即可。辅路跟随主路调节。电位器阻值根据输出电压的大小选用5~20K?比较合适。一般微调范围为±10%。

冗余配置例子

1 引言 Controllogix是Rockwell公司在1998年推出AB系列的模块化PLC,代表了当前PLC发展的最高水平,是目前世界上最具有竞争力的控制系统之一,Control- logix将顺序控制、过程控制、传动控制及运动控制、通讯、I/O技术集成在一个平台上,可以为各种工业应用提供强有力的支持,适用于各种场合,最大的特点是可以使用网络将其相互连接,各个控制站之间能够按照客户的要求进行信息的交换。 Controllogix可以提供完善的控制器的冗余功能,采用热备的方式构建控制器,两个控制器框架采用完全相同的配置,它们之间使用同步电缆连接,不仅控制器可以采用热备,通讯网络也可以采用相似的方式进行热备,除以上的部分可以热备外,控制器的电源也可以进行热备,这样大大提高了控制器的运行的可靠性。 2 系统介绍 在某焦化厂干熄焦汽轮机发电项目的DCS控制系统中,采用了冗余的Controllogix,系统结构如图1所示。上位机通过交换机与PLC处理器通讯,远程框架通过冗余的ControlNet连接到控制器框架,同时,远程框架采用了冗余电源配置。整套系统具有很高的可靠性,满足了汽轮机发电系统对于PLC控制部分需要长期无故障运行的要求。上位机采用Rsview32软件,用以监控现场设备的运行。 图1 系统结构图 本地框架由L1和L2 框架构成,运行时L1和L2互为热备,构成了冗余,L1和L2框架各个槽位的所配置的模块如表1所示。R1,R2和R3是远程框架,所有的点号都连接到远程框架的模块,远程框架的供电使用了AB的冗余电源(1756-PAR2)。 收藏 引用 muzi_woody 1楼2007-9-21 7:41:00 表1 L1和L2框架各个槽位的所配置的模块 设置主从控制器框架的1756-CNBR/D的节点地址时应注意,他们的地址拨码应该相同,应该是系统中挂接在冗余ControlNET网上所有节点的最高地址,在本系统里面都设置为4,远程站的节点地址分别为1,2,3。在冗余系统正常运行时,从控制器框架的CNBR/D 节点地址会自动加1,变为5。 1757-SRM是用于同步的冗余模块,主从控制器框架的SRM通过光纤连接。正常工作时,1756- L61中所有的程序和数据通过光纤进行同步,在RSLOGIX5000编程中,不必对此模块进行组态。 1756-ENBT是以太网接口模块,通过网线连接到交换机。ENBT的地址分配为两个连续的IP即可,在这个系统中IP地址分别为192.168.1.11和192.168.1.12。 3 模块的升级 冗余系统中,主控制器框架和从控制器框架上各个模块的版本必须严格一致,

开关电源的用途

开关电源的用途 开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域 开关电源的主要类型和分类 开关电源的主要类型 现代开关电源有两种:一种是直流开关电源;另一种是交流开关电源。这里主要介绍的只是直流开关电源,其功能是将电能质量较差的原生态电源(粗电),如市电电源或蓄电池电源,转换成满足设备要求的质量较高的直流电压(精电)。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说,直流开关电源的分类与DC/DC 转换器的分类是基本相同的,DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。

直流DC/DC转换器按输入与输出之间是否有电气隔离可以分为两类:一类是有隔离的称为隔离式DC/DC转换器;另一类是没有隔离的称为非隔离式DC/DC转换器 隔离式DC/DC转换器也可以按有源功率器件的个数来分类。单管的DC/DC转换器有正激式(Forward)和反激式(Flyback)两种。双管DC/DC转换器有双管正激式(DoubleTransistor Forward Converter),双管反激式(Double Transistr Flyback Converter)、推挽式(Push-Pull Converter)和半桥式(Half-Bridge Converter)四种。四管DC/DC转换器就是全桥DC/DC转换器(Full-Bridge Converter)。 非隔离式DC/DC转换器,按有源功率器件的个数,可以分为单管、双管和四管三类。单管DC/DC转换器共有六种,即降压式(Buck)DC/DC转换器,升压式(Boost)DC/DC转换器、升压降压式(Buck Boost)DC/DC转换器、Cuk DC/DC转换器、Zeta DC/DC转换器和SEPIC DC/DC转换器。在这六种单管DC/DC 转换器中,Buck和Boost式DC/DC转换器是基本的,Buck-Boost、Cuk、Zeta、SEPIC式DC/DC转换器是从中派生出来的。双管DC/DC转换器有双管串接的升压式(Buck-Boost)DC/DC转换器。四管DC/DC转换器常用的是全桥DC/DC转换器(Full-Bridge Converter)。

电源系统ORing的基本原理

电源系统 ORing 的基本原理 为您的便携设备、刀片服务器以及电信交换机寻找适用的 ORing 功能以及技术 作者:Martin Patoka,德州仪器 (TI) 工程总监 许多现代设备和系统都要求带有冗余设计、电源容量总计或者多电源选择功能的电源架构。在本文中,这些功能一般来说是指 ORing。使用 ORing 的系统非常普遍,规格和复杂性多种多样。这包括诸如便携式设备、刀片服务器、电信交换机之类的系统。 一旦应用中要求有超过一个以上的单电源时,电源组合、选择、热插拔及总线保护之类的问题就出现了。由于故障、短路、热插拔或者拆卸器件,没有带保护功能的并联电源就会导致运行中断的现象。虽然这些功能与典型的浪涌和故障保护热插拔功能相类似,但它们在位置和操作中却明显不同。这样的 ORing 功能最初是由半导体二级管来完成的,而且在一些应用中仍然是最好的解决方案。随着MOSFET 的进一步的发展,它们已成为较高性能解决方案的基础。 在许多情况下,都必须把多个电源组合起来为负载供电。在高功率系统中(例如:刀片服务器或基于机架的电信系统),为了提高灵活性、冗余或者一个N+1 结构中的电容量,可能会具有多个电源组合。一般而言,在系统处于工作状态时(可热插拔)这些电源均为可替换的,而且是采用电路卡的形式。另一个例子是一个可能由交流电适配器、USB或者电池电源供电的设备。 ORing 架构 电源组合的拓扑如图 1 所示。二级管符号可能以半导体二极管的形式来实现,或由一个较高性能的功能模块来实现。从物理层面来说,ORing 可以被置于数个地方。如果聚合在 B 线的左边,那么 ORing 可以被放置在电源中。如果置于 A 线和 B 线之间,那么 ORing 同样可以被放置在背板或者中间板上。最后,如果置于 A 线的右边,那么 ORing 则可以被放置在负载中。 图1、多个电源输入

开关电源实验报告

开关电源实验报告 一、开关电源电路图及清单 1.1 60W-12V开关电源电路图 图1-1开关电源电路原理1.2.60W-12V开关电源电清单

二、开关电源介绍 开关电源大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,LED 灯袋,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。它是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。 开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的磁性能,而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新,实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标,美国的开关电源生产商通过降低运行电流,降低结温等措施以减少器件的应力,使得产品的可靠性大大提高。 模块化是开关电源发展的总体趋势,可以采用模块化电源组成分布式电源系统,可以设计成N+1冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点,若单独追求高频化其噪声也必将随着增大,而采用部分谐振转换电路技术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,以使得该项技术得以实用化。电力电子技术的不断创新,使开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度,就必须走技术创新之路,走出有中国

摘要_论述了冗余热备份电源的工作原理和设计方案

一种冗余热备份电源的设计 摘要:在设计某高可靠性计算机系统时,要求其配套电源采取冗余设计。一般来说,可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份方式、并联均流的N+1备份方式、冗余热备份方式。本文论述了冗余热备份电源的工作原理和设计方案。 关键词:正激变换器;冗余热备份;或门二极管 0、引言 在设计某高可靠性计算机系统时,要求其配套电源采取冗余设计。一般来说,可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份方式、并联均流的N+1备份方式、冗余热备份方式。 容量冗余是指电源的最大负载能力大于实际负载,也就是“大马拉小车”,其缺点是不利于提高电源的效率,而且对提高电源的可靠性意义不大。 冗余冷备份方式是指电源由两个或多个功能相同的单元模块组成,电源启动后由其中一个单元模块向设备供电,当工作单元发生故障时,备份单元立刻启动向设备供电。这种方式的缺点是备份单元的启动到输出电压的建立需要一定的时间,容易造成输出电压出现较大的豁口,这样会对被供电的设备产生影响。 并联均流的N+1备份方式是指电源由多个功能相同的单元组成,所有单元的输出功率之和大于系统要求的功率,各单元的输出通过或门二极管并联在一起,有时输出采取均流控制电路,目前采用较多的就是这种方式。N+1备份方式由于是多个单元同时向设备供电,单个单元故障(失效)一般不会对输出电压产生影响,但是,如果输出线发生故障容易波及到所有单元。 冗余热备份方式是指电源由多个功能相同的单元组成,电源启动时所有单元同时工作,由其中预先设定的单元向设备供电,备份单元处于空载状态,当向设备供电的单元出现故障时,备份单元立刻向设备供电,维持了输出电压的稳定。这种方式的优点是工作单元故障后,备份单元输出响应速度快,可以保证输出电压只在一个很小的范围内波动。 本文详细论述了采取冗余热备份方式的电源设计方案。 1、工作原理 冗余热备份结构的主电路由两个功能相同且同时处于工作状态的单元组成,由切换电路控制其中一路向设备供电,另一路空载。当向设备供电的单元发生故障时,切换电路立即动作,使另一个单元向设备供电,同时切断故障单元的输出。 主电路拓扑采用正激变换器,由输入滤波电路、功率变换电路、控制电路、输出滤波电路、监测切换电路组成。电源框图如图1所示。DC 28V输入经过滤波后提供给功率变换电路,控制电路通过实时检测来控制功率变换电路,以实现输出隔离稳定的5V电压,同时对输出电压进行过压、过流保护。

软件冗余的原理和配置

软件冗余的原理和配置 一、软件冗余基本信息介绍 软件冗余是Siemens实现冗余功能的一种低成本解决方案,可以应用于对主备系统切换时间为秒级的控制系统中。 1、系统结构 Siemens软件冗余系统的软件、硬件包括: (1)1套STEP7编程软件(V5.2或更高)加软冗余软件包(V1.x); (2)2套PLC控制器及I/O模块,可以是S7-300(313C-2DP,314C-2DP,31X-2DP)或S7-400(全部S7-400系列CPU)系统; (3)3条通讯链路,主系统与从站通讯链路(PROFIBUS 1)、备用系统与从站通讯链路(PROFIBUS 2)、主系统与备用系统的数据同步通讯链路(MPI 或 PROFIBUS 或 Ethernet); (4)若干个ET200M从站,每个从站包括2个IM153-2接口模块和若干个I/O模块;Y-Link不能用于软冗余系统; (5)除此之外,还需要一些相关的附件,用于编程和上位机监控的 PC-Adapter(连接在计算机串口)或CP5611(插在主板上的PCI槽上)或

CP5511(插在笔记本的PCMIA槽里)、PROFIBUS电缆、PROFIBUS总线链接器等。 系统架构如图1所示: 图1软冗余的系统架构 可以看出,系统是由两套独立的S7-300或S7-400 PLC系统组成,软冗余能够实现: 主机架电源、背板总线等冗余;PLC处理器冗余;PROFIBUS现场总线网络冗余(包括通讯接口、总线接头、总线电缆的冗余);ET200M站的通讯接口模块IM153-2冗余。

软冗余系统由A和B两套PLC控制系统组成。开始时,A系统为主,B系统为备用,当主系统A中的任何一个组件出错,控制任务会自动切换到备用系统B 当中执行,这时,B系统为主,A系统为备用,这种切换过程是包括电源、CPU、通讯电缆和IM153接口模块的整体切换。系统运行过程中,即使没有任何组件出错,操作人员也可以通过设定控制字,实现手动的主备系统切换,这种手动切换过程,对于控制系统的软硬件调整,更换,扩容非常有用,即Altering Configuration and Application Program in RUN Mode 。 2、系统工作原理 在软冗余系统进行工作时,A、B控制系统(处理器,通讯、I/O)独立运行,由主系统的PLC掌握对ET200从站中的I/O控制权。A、B系统中的PLC程序由非冗余(non-duplicated)用户程序段和冗余(redundant backup)用户程序段组成,主系统PLC执行全部的用户程序,备用系统PLC只执行非冗余用户程序段,而跳过冗余用户程序段。 软冗余系统内部的运行过程参考图2。

一种冗余热备份电源的设计

一种冗余热备份电源的设计 作者:祝海强,尹明 摘要:论述了冗余热备份电源的工作原理和设计方案。 关键词:正激变换器;冗余热备份;或门二极管 0 引言 在设计某高可靠性计算机系统时,要求其配套电源采取冗余设计。一般来说,可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份方式、并联均流的N+1备份方式、冗余热备份方式。 容量冗余是指电源的最大负载能力大于实际负载,也就是“大马拉小车”,其缺点是不利于提高电源的效率,而且对提高电源的可靠性意义不大。 冗余冷备份方式是指电源由两个或多个功能相同的单元模块组成,电源启动后由其中一个单元模块向设备供电,当工作单元发生故障时,备份单元立刻启动向设备供电。这种方式的缺点是备份单元的启动到输出电压的建立需要一定的时间,容易造成输出电压出现较大的豁口,这样会对被供电的设备产生影响。 并联均流的N+1备份方式是指电源由多个功能相同的单元组成,所有单元的输出功率之和大于系统要求的功率,各单元的输出通过或门二极管并联在一起,有时输出采取均流控制电路,目前采用较多的就是这种方式。N+1备份方式由于是多个单元同时向设备供电,单个单元故障(失效)一般不会对输出电压产生影响,但是,如果输出线发生故障容易波及到所有单元。 冗余热备份方式是指电源由多个功能相同的单元组成,电源启动时所有单元同时工作,由其中预先设定的单元向设备供电,备份单元处于空载状态,当向设备供电的单元出现故障时,备份单元立刻向设备供电,维持了输出电压的稳定。这种方式的优点是工作单元故障后,备份单元输出响应速度快,可以保证输出电压只在一个很小的范围内波动。 本文详细论述了采取冗余热备份方式的电源设计方案。 1 工作原理 冗余热备份结构的主电路由两个功能相同且同时处于工作状态的单元组成,由切换电路控制其中一路向设备供电,另一路空载。当向设备供电的单元发生故障时,切换电路立即动作,使另一个单元向设备供电,同时切断故障单元的输出。 主电路拓扑采用正激变换器,由输入滤波电路、功率变换电路、控制电路、输出滤波电路、监测切换电路组成。电源框图如图1所示。DC 28V输入经过滤波后提供给功率变换电路,控制电路通过实时检测来控制功率变换电路,以实现输出隔离稳定的5V电压,同时对输出电压进行过压、过流保护。

冗余设计

引言 不间断供电系统(Uninterruptible Power System,UPS)的出现是为了适应信息社会的到来。为了保证对重要负载供电的连续性,满足高新技术产品和设备对供电质量提出的越来越严格的技术要求。应用模块化并联冗余技术的UPS系统进一步提高了对负载供电的可靠性,同时也扩大供电容量,是国内外研究的热门技术。 利用多台UPS模块并联运行,都是以UPS扩容或提高UPS可靠性为目的。不论采用何种并联冗余连接技术,都是将多台UPS单机的输出端直接进行连接。一般的UPS因为都有逆变供电主回路和旁路供电回路两条供电回路,所以对负载来说相当于有两个电源。任何两个电源之间的转换开关都是一个单点故障点,即使两个上游的电源再可靠,只要转换开关一出现故障,都可能造成负载断电,由于这种开关的造价比较高,再加之其它技术因素,往往不能冗余并联,专门作为一个模块,有较高的可靠性要求。利用静态转换开关(Static Transfer Switch,STS)统一集中控制并联系统的主-旁路切换功能,实现快速切换和系统保护等一系列控制功能,是比较理想的控制方案。 本文主要介绍模块化并联冗余UPS系统静态转换开关模块的设计方案,模块控制采用DSP实现。通过设计和完成一台两路(并联系统输出与旁路)220V单相输入、10kVA/220V 单相输出的STS功能样机,验证了该方案的有效性。 1.并联组合式切换开关结构 目前的静态转换开关大多是采用微处理器数字控制技术的,可以称为数字型静态转换开关(Digital Static Transfer Switch,DSTS)。目前美国德州仪器(Texas Instruments,TI)公司的TMS320系列DSP已成为中大功率电力电子应用场合的主流控制芯片,它的突出特点是采用了先进的多总线并行结构和流水线的工作方式,从而极大地提高了系统的运行速度和数字信号的处理能力。本系统采用的是TMS320LF2407A作为主控DSP芯片。 静态转换开关包括两类交流切换开关:静态旁路开关和静态并联系统总输出开关。从快速切换的角度出发,每个切换开关与UPS单机的静态旁路开关结构可以完全一样,采用一对可控硅背靠背连接或直接用三端双向可控硅器件的可控硅型双向开关结构。但为了增容需要而采用并联冗余结构,在大功率输出的情况下单用可控硅型STS损耗过大,发热严重,恶劣条件下甚至会导致STS模块的损坏。交流接触器(图1)是继电器型交流切换开关,可靠闭合后导通阻抗小、损耗小,是理想的交流电路连接方式,但是交流接触器存在与继电器型STS同样的问题,切换速度较慢,不能实现快速切换。因此采用上述两者并联的结构是比较理想的方案。

UPS冗余方式介绍

UPS冗余工作方式介绍及配置举例

第一部分:系统性冗余(即单机双母线冗余)UPS配置方案 一、系统性冗余和设备冗余 前置说明:系统性冗余又叫单机双母线字冗余 1.什么叫系统性冗余 系统性冗余就是由两个完全独立的系统组成互为备用的冗余系统。它包括UPS主机、电池、防雷器、双电源自动切换开关、旁路隔离变压器、输入/输出开关、配电盘和连接电缆线等所有的设备、配件、辅件都是冗余的,互为备用的。 2.什么叫设备冗余 在某一系统中对于重要环节增加一台设备作为备用,而对于其它部分是没有冗余配置的,如:双机并联冗余UPS系统和双机热备份UPS系统均属于设备冗余。因为并联冗余和热备份仅仅是UPS主机和电池是冗余配置,虽然互为备用,但不完全独立。另外,其它配套件如防雷器、双电源自切开关、旁路隔离变压器、输入/输出开关、配电盘和连接电缆线等均不是冗余配置。 3.系统性冗余和设备冗余的适用场合 ·系统性冗余的UPS系统适用于具有2个交流输入端的DCS负载或主要负载为DCS的场合,UPS一般选用三进单出UPS。当然对于多个DCS负载,也可选用三进三出UPS。 ·设备冗余的UPS系统适用于所有的不能停电的重要场合,特别适用于只有1个交流输入端的非DCS负载。UPS选用三进单出或三进三出均可。 二、系统性冗余UPS系统在不同负载情况下的配置方案 1.纯DCS负载的系统性冗余UPS系统的配置 对于纯DCS负载,采用系统性冗余UPS方案,在方案设计、设备采购、安装施工和调试检修等都非常简单。即选购2台功率相等的UPS,将UPS1的输出端连接到DCS 交流电源输入端1,将UPS2的输出端连接到DCS交流电源输入端2,这样就组成了系统性冗余UPS系统。 2.除了DCS负载外还有其它单交流输入端的负载的系统性冗余UPS系统的配置 ①选购2台功率相等的UPS。 ②将UPS1输出端与DCS交流电源输入端1连接,UPS2输出端与DCS交流电源输入 端2连接。这样对于DCS负载而言,实现了系统性冗余UPS配置。

稳压电源设计

数控直流稳压电源设计 摘要 数控直流稳压电源是采用单片机的控制实现直流稳压电源输出的可调控制以及输出的显示。该电源的设计主要由主电路、变换器控制电路以及单片机控制电路组成。主电路是一个DC/DC变换器;变换器控制电路主要是由专用PWM控制集成电路构成;单片机控制电路主要由单片机最小系统、键盘、显示等部分组成。该稳压电源设计要求总体结构简单,实用,使用方便,可作为小功率的电子设备的电源,也可作为电子线路调试用电源以及其它直流稳压电源使用场合。本文主要阐述数控直流稳压电源的主电路和变换器控制电路的设计。 关键词 数控;稳压电源;脉宽调制(PWM);变换器;开关电源

Abstract This topic mainly designs the numerical control cocurrent voltage-stabilized source. The numerical control cocurrent voltage-stabilized source is uses monolithic integrated circuit's control to realize the adjustable control which as well as the output demonstration the cocurrent voltage-stabilized source outputs. This power source's design mainly by the main circuit, the converter control circuit as well as the monolithic integrated circuit control circuit is composed. The main circuit is a DC/DC converter; The converter control circuit is mainly controls the integrated circuit constitution by special-purpose PWM; The monolithic integrated circuit control circuit mainly by parts and so on monolithic integrated circuit smallest system, keyboard, demonstration is composed. This voltage-stabilized source design requirements gross structure is simple, practical, the easy to operate, may take the low power electronic installation's power source, may also use electricity the source as the electronic circuit debugging as well as other cocurrent voltage-stabilized source use situation. This article main elaboration numerical control cocurrent voltage-stabilized source's main circuit and converter control circuit's design. Key words Numerical control;V oltage-stabilized source;Pulse-duration modulation (PWM);Converter;Switching power supply

冗余开关电源均流试验分析说课讲解

冗余开关电源均流试 验分析 冗余开关电源均流试验分析 摘要:随着数字仪控系统在工业行业应用的日益广泛,效率及可靠性更高的开关电源在数 字仪控系统设计中的应用也越来越多。针对数字仪控系统工程中开关电源的典型应用配电回 路,在电源扩容、电源冗余可靠性设计方面进行分析描述,同时结合试验分析由此设计而产生 的电源模块均流问题对配电回路可靠性的影响。关键词:开关电源;冗余;均流;可靠性; 数字仪控系统 随着数字仪控系统在工业行业的广泛应用,效率及可靠性更高的开关电源在数字仪控系 统设计中的应用也越来越多。采用单台电源供电,电源模块势必在处理巨大功率的同时,因电应力较大,而给功率器件的选择、开关频率和功率密度的提高带来困难。一旦单台电源发生故障,则导致整个系统崩溃,所以,对于使用多个小容量开关电源进行扩容及冗余技术的研究尤为重要。小容量多电源并联冗余的设计有效地解决了大容量单台电源集中使用缺少冗余保护机制的问题,随着大功率输出和分布式电源的出现,使电源模块并联技术得以迅速发展。模块输出间的直接并联运行必须考虑由于各个模块输出特性不一致而造成每个模块输出不均流的问题,以确保各个电源模块分担相等的负载功率[1-2] 。1电源冗余及扩容技术介绍[3] 仪控系统的冗余一般都是通过关键设备并联实现的,例如n取p系统中的二取一冗余方法、 三取二冗余方法、四取二冗余方法、二取二方法、n+m取n方法等。每种冗余方法的基本机理都是通过设备并联并辅以相应的决策机制来完成冗余设计的,高冗余机制系统在有设备发生 故障时,可以降级到低冗余机制运行。例如:当n+m冗余方法中出现p个设备同时故障时,可以降级到n+( m-p)方式运行。 在电源配电回路设计中,经常采用多组n+m电源模块组成冗余扩容电路对系统进行供电,例如采

冗余电源详解

冗余电源详解 冗余电源是用于服务器中的一种电源,是由两个完全一样的电源组成,由芯片控制电源进行负载均衡,当一个电源出现故障时,另一个电源马上可以接管其工作,在更换电源后,又是两个电源协同工作。冗余电源是为了实现服务器系统的高可用性。除了服务器之外,磁盘阵列系统应用也非常广泛。 电源冗余一般可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份、并联均流的N+1备份、冗余热备份等方式。容量冗余是指电源的最大负载能力大于实际负载,这对提高可靠性意义不大。 冗余冷备份是指电源由多个功能相同的模块组成,正常时由其中一个供电,当其故障时,备份模块立刻启动投入工作。这种方式的缺点是电源切换存在时间间隔,容易造成电压豁口。 并联均流的N+1备份方式是指电源由多个相同单元组成,各单元通过或门二极管并联在一起,由各单元同时向设备供电。这种方案在1个电源故障时不会影响负载供电,但负载端短路时容易波及所有单元。冗余热备份是指电源由多个单元组成,并且同时工作,但只由其中一个向设备供电,其他空载。主电源故障时备份电源可以立即投入,输出电压波动很小。 对于一些需要长时间不间断操作、高可靠的系统,如基站通信设备、*设备、服务器等,往往需要高可靠的电源供应。冗余电源设计是其中的关键部分,在高可用系统中起着重要作用。冗余电源一般配置2个以上电源。当1个电源出现故障时,其他电源可以立刻投入,不中断设备的正常运行。这类似于UPS电源的工作原理:当市电断电时由电池顶替供电。冗余电源与UPS的区别主要是由不同的电源同时供电,而UPS则是一个电源供电另一个则随时备用,有需要时自动切换。 传统冗余电源接法 传统的冗余电源设计方案是由2个或多个电源通过分别连接二极管阳极,以“或门”的方式并联输出至电源总线上。如图1所示。可以让1个电源单独工作,也可以让多个电源同时工作。当其中1个电源出现故障时,由于二极管的单向导通特性,不会影响电源总线的输出。 图1 传统冗余电源方案

冗余开关电源均流试验分析

冗余开关电源均流试验分析 摘要:随着数字仪控系统在工业行业应用的日益广泛,效率及可靠性更高的开关电源在数字仪控系统设计中的应用也越来越多。针对数字仪控系统工程中开关电源的典型应用配电回路,在电源扩容、电源冗余可靠性设计方面进行分析描述,同时结合试验分析由此设计而产生的电源模块均流问题对配电回路可靠性的影响。关键词:开关电源;冗余;均流;可靠性;数字仪控系统 随着数字仪控系统在工业行业的广泛应用,效率及可靠性更高的开关电源在数字仪控系统设计中的应用也越来越多。采用单台电源供电,电源模块势必在处理巨大功率的同时,因电应力较大,而给功率器件的选择、开关频率和功率密度的提高带来困难。一旦单台电源发生故障,则导致整个系统崩溃,所以,对于使用多个小容量开关电源进行扩容及冗余技术的研究尤为重要。小容量多电源并联冗余的设计有效地解决了大容量单台电源集中使用缺少冗余保护机制的问题,随着大功率输出和分布式电源的出现,使电源模块并联技术得以迅速发展。模块输出间的直接并联运行必须考虑由于各个模块输出特性不一致而造成每个模块输出不均流的问题,以确保各个电源模块分担相等的负载功率[1-2]。1 电源冗余及扩容技术介绍[3] 仪控系统的冗余一般都是通过关键设备并联实现的,例如n取p系统中的二取一冗余方法、三取二冗余方法、四取二冗余方法、二取二方法、n+m取n方法等。每种冗余方法的基本机理都是通过设备并联并辅以相应的决策机制来完成冗余设计的,高冗余机制系统在有设备发生故障时,可以降级到低冗余机制运行。例如:当n+m冗余方法中出现p个设备同时故障时,可以降级到n+(m-p)方式运行。 在电源配电回路设计中,经常采用多组n+m电源模块组成冗余扩容电路对系统进行供电,例如采用1+1型、3+3型等供电设计,通过使用具有相同参数特性的电源模块并联运行来达到配电回路的高可靠度,这样形成的分布式供电体系相对集中供电具有容量易扩充、使用灵活、便于维护、可配置形成冗余机制等优点。当某一组或几组电源出现故障无法正常工作时,由其他热备电源进行供电。在初始特性相同的电源模块运行一段时间以后,不可避免地会出现输出特性的差异,输出特性的变化将影响扩容冗余电源模块组的稳定运行,逐渐出现不同电源模块承担的负载功率不同的情况,长时间运行会导致各个电源模块所承受的电、热应力不同,使部分电源模块过早的损坏。因此,在电源冗余扩容系统设计中,必须根据所用电源的功率、可靠性以及系统所规定的最短平均无故障时间等参数考虑电源的搭配设计,同时制定相应的运行维护措施,确保电源作为仪控系统的能量来源能够安全、可靠、长期、稳定地运行。典型电源组合示意图。 示。当单个电源低于其他时源时,试验数据如表2所示。(RL=196 mΩ)。 从以上两次试验可以看出,在3+3冗余配电体系中,当单个电源电压输出漂移升高时,电源的负载电流输出有较大的上升,相应地电源的发热也会显著地增加,但与此电源并联冗余的电源模块负载输出变化不大,配电系统的总输出上升,对于纯电阻负载来说,负载的发热量有显著的增加。当单个电源电压输出偏移下降时,此电源模块的负载电流输出会有较大的下降,与此电源并联的其他的电源模块负载输出电压略有上升,电流会有缓慢的上升。当电源模块电压下降了DC 1 050 mV时,此电源模块的输出已经非常小,远低于初始运行的参数值,电源组总的负载功率会有下降。两次试验的结果证明了3+3体系组成的开关电源组本身对其中单个电源出现偏差的自恢复能力不强,一旦出现上升较多的情况会造成此电源模块

电源的工作原理

电源的工作原理 电源的工作原理 发电机能把机械能转换成电能,干电池能把化学能转换成电能。发电机、电池本身并不带电,它的两极分别有正负电荷,由正负电 荷产生电压(电流是电荷在电压的作用下定向移动而形成的),电荷 导体里本来就有,要产生电流只需要加上电压即可,当电池两极接 上导体时为了产生电流而把正负电荷释放出去,当电荷散尽时,也 就荷尽流(压)消了。 干电池等叫做电源。通过变压器和整流器,把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。能提供信号的电子设备叫做信号源。晶体三 极管能把前面送来的信号加以放大,又把放大了的信号传送到后面 的电路中去。晶体三极管对后面的电路来说,也可以看做是信号源。整流电源、信号源有时也叫做电源。 电源是向电子设备提供功率的装置,也称电源供应器,它提供计算机中所有部件所需要的电能。电源功率的大小,电流和电压是否 稳定,将直接影响计算机的工作性能和使用寿命。 计算机电源是一种安装在主机箱内的封闭式独立部件,它的作用是将交流电通过一个开关电源变压器换为5V,-5V,+12V,-12V, +3.3V等稳定的直流电,以供应主机箱内系统版,软盘,硬盘驱动 及各种适配器扩展卡等系统部件使用。 通俗来讲就是,一个电源坏了,另一个备份电源代替其供电。可以通过为节点和磁盘提供电池后援来增强硬件的可用性。HP支持的 不间断电源(UPS),如HPPowerTrust,可提防瞬间掉电。磁盘与供 电电路的连接方式应使镜像副本分别连接到不同的电源上。根磁盘 与其相应的节点应由同一电源电路供电。

特别是,群集锁磁盘(当重组群集时用作仲裁器)应该有冗余电源,或者,它能由群集中节点之外的电源供电。HP代表可提供关于群集 的电源、磁盘和LAN硬件布局方面的详细信息。 目前许多磁盘阵列和其他架装系统含有多个电源输入,它们应部署为设备上的不同电源输入连接到带有两个或三个电源输入的独立 电路设备上,这样,一般情况下,只要出现故障的电路不超过一个,系统就能继续正常运行。 因此,如果群集中的'所有硬件有2个或3个电源输入,则要求 至少有三个独立的电路,以确保群集的电路设计中没有单点故障。 发电机能把机械能转换成电能,干电池能把化学能转换成电能。 发电机、电池本身并不带电,它的两极分别有正负电荷,由正负电荷产生电压(电流是电荷在电压的作用下定向移动而形成的),电 荷导体里本来就有,要产生电流只需要加上电压即可,当电池两极 接上导体时为了产生电流而把正负电荷释放出去,当电荷散尽时, 也就荷尽流(压)消了。 干电池等叫做电源。通过变压器和整流器,把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。能提供信号的电子设备叫做信号源。晶体三 极管能把前面送来的信号加以放大,又把放大了的信号传送到后面 的电路中去。 晶体三极管对后面的电路来说,也可以看做是信号源。整流电源、信号源有时也叫做电源。 开关电源的工作过程相当容易理解,在线性电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线性电源不同的是,PWM开关电源是让功率 晶体管工作在导通和关断的状态,在这两种状态中,加在功率晶体 管上的伏-安乘积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电 压高,电流小)/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产 生的损耗。 与线性电源相比,PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”,即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压

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