本技術(shù)涉及供電管理，尤其涉及一種供電系統(tǒng)以及機柜。

背景技術(shù)：

1、為了滿足數(shù)據(jù)中心對計算或網(wǎng)絡(luò)等資源的需求，越來越多的數(shù)據(jù)中心采用機柜來提高服務(wù)器、交換機等提供資源的設(shè)備的密度，從而提升數(shù)據(jù)中心提供的資源規(guī)模。其中，機柜是用于容納電氣或電子設(shè)備的獨立式或自支撐的機殼。根據(jù)容納的設(shè)備不同，機柜可以分為不同類型。例如，機柜可以包括服務(wù)器機柜、網(wǎng)絡(luò)機柜或者是混合機柜。其中，服務(wù)器機柜容納服務(wù)器等計算設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)機柜容納交換機、光纖適配器或光纖配線架等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，混合機柜容納不同類型設(shè)備，例如混合機柜容納服務(wù)器和交換機。

2、供電系統(tǒng)通常采用集中式供電方式對機柜中容納的用電設(shè)備進行供電。以混合機柜示例說明，機柜中容納有電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、機柜管理系統(tǒng)、供電母排和用電設(shè)備(也稱作機柜的主工作設(shè)備)，其中，用電設(shè)備可以包括服務(wù)器和交換機。

3、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)負責將機房提供的交流電或者高壓直流電轉(zhuǎn)換成適于用電設(shè)備的低壓直流電。機柜管理系統(tǒng)負責電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)管理，以及服務(wù)器和交換機等用電設(shè)備的管理，并實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與服務(wù)器等用電設(shè)備進行數(shù)據(jù)互通。供電母排負責將電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸出的低壓直流電通過正、負兩條大通流的銅排，傳送到不同高度位置的服務(wù)器、交換機，從而為服務(wù)器、交換機等用電設(shè)備供電，使服務(wù)器、交換機能夠正常工作。

4、然而，供電母排或者用電設(shè)備的電源輸入級(保護電路前)的正極與負極出現(xiàn)短路時，會導致整個機柜直流總線上的用電設(shè)備(如服務(wù)器和交換機)同時進入掉電異常模式，影響業(yè)務(wù)正常運行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本技術(shù)提供了一種供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)分區(qū)供電，在不犧牲機柜中產(chǎn)品數(shù)量、功率密度的前提下，有效降低供電總線電源故障時，業(yè)務(wù)的影響范圍，保障其他業(yè)務(wù)正常運行。本技術(shù)還提供一種使用上述供電系統(tǒng)進行供電的機柜。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種供電系統(tǒng)。該供電系統(tǒng)用于為機柜中的用電設(shè)備供電。供電系統(tǒng)包括電源轉(zhuǎn)換單元(或者稱作電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng))和供電母排。其中，電源轉(zhuǎn)換單元用于將供配電輸入電源轉(zhuǎn)換為多路輸出電源。供電母排可以是指供電系統(tǒng)中，總制開關(guān)與各分路電路中的開關(guān)的連接銅排或鋁排，表面通常會進行絕緣處理，主要作用是作為導線以連通電路。在本技術(shù)中，供電母排包括多個分段，多個分段之間相互絕緣。供電母排用于將多路輸出電源中的第一輸出電源通過多個分段中的第一分段，為機柜中第一區(qū)域的用電設(shè)備供電，將多路輸出電源中的第二輸出電源通過多個分段中的第二分段，為機柜中第二區(qū)域的用電設(shè)備供電。

3、該供電系統(tǒng)通過將電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的輸出電源分區(qū)、供電總線(供電母排的總線)分區(qū)，在不犧牲產(chǎn)品數(shù)量、功率密度的前提下，有效降低供電總線電源故障時，業(yè)務(wù)的影響范圍。并且，該供電系統(tǒng)不帶來系統(tǒng)成本增加，供電總線的架構(gòu)變化，為數(shù)據(jù)中心提供高可靠的整機柜產(chǎn)品解決方案。

4、在一些可能的實現(xiàn)方式中，機柜中的用電設(shè)備可以根據(jù)功能被劃分為多個區(qū)域，每個區(qū)域的用電設(shè)備包括計算設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。供電母排基于機柜中用電設(shè)備的區(qū)域劃分結(jié)果被分割為所述多個分段。例如，機柜中的用電設(shè)備所劃分出的區(qū)域的數(shù)量等于供電母排的分段的數(shù)量。其中，供電母排中分割出的分段(例如是第一分段)的位置(或者高度)與對應(yīng)區(qū)域(例如是第一區(qū)域)的用電設(shè)備的位置或高度對應(yīng)。供電母排中剩余的分段(例如是第二分段)的最寬部分的位置(或者高度)與對應(yīng)區(qū)域(例如是第二區(qū)域)的用電設(shè)備的位置(或者高度)對應(yīng)?；诖?，供電母排的不同分段可以與各自對應(yīng)的區(qū)域?qū)?，從而為各自對?yīng)的區(qū)域的用電設(shè)備供電。

5、在該方案中，每個區(qū)域均包括功能完備的用電設(shè)備，如此避免一些區(qū)域發(fā)生供電異常時，其他區(qū)域因缺乏特定功能的用電設(shè)備(如交換機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)而無法提供服務(wù)，提高了可靠性。

6、在一些可能的實現(xiàn)方式中，機柜中的用電設(shè)備可以根據(jù)用電設(shè)備的分布或密度被劃分為多個區(qū)域。例如，機柜為服務(wù)器機柜、網(wǎng)絡(luò)機柜等非混合機柜的情況下，機柜中的用電設(shè)備也可以根據(jù)用電設(shè)備的分布或密度，均勻地劃分至不同區(qū)域。一方面，可以避免供電總線電源故障時，業(yè)務(wù)的影響范圍，保障其他業(yè)務(wù)正常運行，另一方面可以減少單個供電總線的負載，從而減少單個供電總線的電流，保障安全。

7、在一些可能的實現(xiàn)方式中，供配電輸入電源包括第一供配電輸入電源和第二供配電輸入電源。其中，第一供配電輸入電源和第二供配電輸入電源可以是機房提供的、統(tǒng)一的交流電輸入或者高壓直流電輸入。所述電源轉(zhuǎn)換單元包括多個電源供應(yīng)單元(powersupply?unit，psu)，所述多個psu中的第一組psu(包括一個或多個psu)用于將所述第一供配電輸入電源轉(zhuǎn)換為所述第一輸出電源，所述多個psu中的第二組psu(包括一個或多個psu)用于將所述第二供配電輸入電源轉(zhuǎn)換為所述第二輸出電源。

8、如此可以實現(xiàn)將電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的輸出電源分區(qū)，例如是將統(tǒng)一的交流電輸入、高壓直流電輸入劃分成多個供電區(qū)域輸入，為分區(qū)供電奠定基礎(chǔ)，避免個別供電區(qū)域發(fā)生供電異常時，整個機柜中的用電設(shè)備進入異常掉電模式，有效降低供電總線電源故障時業(yè)務(wù)的影響范圍，保障其他業(yè)務(wù)能夠正常運行。

9、在一些可能的實現(xiàn)方式中，供電系統(tǒng)還可以包括機柜管理單元。機柜管理單元具有功率檢測功能，例如是對機柜中至少一個區(qū)域的用電設(shè)備的功率或者對電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率進行檢測。相應(yīng)地，機柜管理單元用于目標區(qū)域的用電設(shè)備的功率滿足設(shè)定條件時，發(fā)出電源調(diào)整提示。其中，目標區(qū)域為第一區(qū)域或第二區(qū)域中的至少一個區(qū)域，電源調(diào)整提示用于提示用戶調(diào)整電源轉(zhuǎn)換單元中為目標區(qū)域供電的psu。

10、設(shè)定條件可以是負載功率小于預設(shè)值，或者負載功率相對于輸出功率的比例小于預設(shè)比例。機柜管理單元檢測到機柜的目標區(qū)域的負載功率小于預設(shè)值，或者負載功率相對于輸出功率的比例小于預設(shè)比例，則表示目標區(qū)域處于低負載(低負荷)狀態(tài)，基于此，機柜管理單元可以發(fā)出電源調(diào)整提示，從而提示運維人員對電源轉(zhuǎn)換單元中為目標區(qū)域供電的psu進行調(diào)整，以降低輸出功率，從而避免電力資源浪費。

11、在一些可能的實現(xiàn)方式中，供電系統(tǒng)還包括機柜管理單元。該機柜管理單元可以支持自動地電源調(diào)整。具體地，機柜管理單元用于目標區(qū)域的用電設(shè)備的功率滿足設(shè)定條件時，通過電源選通電路調(diào)整所述電源轉(zhuǎn)換單元中為所述目標區(qū)域供電的psu。其中，目標區(qū)域為所述第一區(qū)域或所述第二區(qū)域中的至少一個區(qū)域，電源選通電路用于選通電源轉(zhuǎn)換單元中的psu，以使該psu供電，或者不選通電源轉(zhuǎn)換單元中的psu，以使該psu不供電，如此可以實現(xiàn)調(diào)整輸出功率。例如，機柜管理單元檢測到目標區(qū)域的負載功率小于預設(shè)值時，可以在為目標區(qū)域供電的電源轉(zhuǎn)換單元中，通過電源選通電路來選通更少的psu，從而降低輸出功率。一方面可以及時進行調(diào)整，提高調(diào)整效率，另一方面可以減少人工操作，降低運維成本。

12、在一些可能的實現(xiàn)方式中，考慮到有些業(yè)務(wù)的負載呈現(xiàn)周期性變化，例如，一些業(yè)務(wù)在特定時段的負載率較高，在剩余時段負載率較低，機柜管理單元還可以基于該變化規(guī)律，在不同時段選通不同數(shù)量的psu，從而實現(xiàn)按照時段自動調(diào)整輸出功率。

13、具體地，機柜管理單元可以檢測至少一個區(qū)域的用電設(shè)備的功率(負載功率)，確定至少一個區(qū)域的用電設(shè)備的功率分布，當至少一個區(qū)域的用電設(shè)備的功率分布呈現(xiàn)周期性變化趨勢時，在第一時段通過電源選通電路選通第一數(shù)量的psu，在第二時段通過電源選通電路選通第二數(shù)量的psu。其中，第一時段的負載率高于第二時段的負載率，第一數(shù)量大于第二數(shù)量。如此可以實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率自適應(yīng)，滿足更高級別的業(yè)務(wù)需求。

14、在一些可能的實現(xiàn)方式中，供電母排的第一分段與所述第一輸出電源、所述第一區(qū)域的用電設(shè)備電連接，供電母排的第二分段與所述第二輸出電源、所述第二區(qū)域的用電設(shè)備電連接。

15、如此，供電母排的第一分段、第一輸出電源(或者第一組psu)、第一區(qū)域的用電設(shè)備可以形成一個供電回路，類似地，供電母排的第二分段、第二輸出電源(或者第二組psu)、第二區(qū)域的用電設(shè)備可以形成一個供電回路。上述供電回路之間相互獨立，互不干擾，即使有供電回路發(fā)生供電異常，也不影響其他供電回路中用電設(shè)備的供電狀態(tài)，較大程度地降低了供電總線電源故障時業(yè)務(wù)的影響范圍，保障了未發(fā)生供電異常的供電回路中用電設(shè)備能夠正常工作。

16、在一些可能的實現(xiàn)方式中，供電系統(tǒng)還包括機柜管理單元(也稱作機柜管理系統(tǒng))。機柜管理單元負責電源轉(zhuǎn)換單元管理，以及服務(wù)器和交換機等用電設(shè)備的管理，并實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換單元與服務(wù)器等用電設(shè)備進行數(shù)據(jù)互通。具體地，機柜管理單元用于多路輸出電源中的至少一路輸出電源發(fā)生供電異常(也稱作故障)時，上報異常信息。異常信息包括發(fā)生供電異常的區(qū)域。例如機柜管理單元可以在多路輸出電源中的至少一路輸出電源發(fā)生供電異常時，上報異常信息至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(如數(shù)據(jù)中心網(wǎng)管系統(tǒng))。如此，運維人員能夠快速接管，從而及時排查故障原因，修復故障。

17、在一些可能的實現(xiàn)方式中，供電系統(tǒng)還包括機柜管理單元(也稱作機柜管理系統(tǒng))。機柜管理單元用于多路輸出電源中的至少一路輸出電源發(fā)生供電異常時，控制所述機柜的提示單元進行異常提示。其中，提示單元可以包括但不限于指示燈、蜂鳴器。當提示單元不同，異常提示方式可以是不同的。

18、例如，機柜管理單元可以控制指示燈呈現(xiàn)設(shè)定顏色(例如為紅色)或呈現(xiàn)設(shè)定狀態(tài)(例如為閃爍狀態(tài))，從而進行異常提示(也稱作告警)。又例如，機柜管理單元可以控制蜂鳴器發(fā)出設(shè)定聲音，從而進行異常提示。

19、如此，在現(xiàn)場(例如是機房)的運維人員可以根據(jù)指示燈呈現(xiàn)的顏色或狀態(tài)，或者根據(jù)蜂鳴器發(fā)出的聲音，快速定位故障位置，進而實現(xiàn)高效的故障修復。

20、在一些可能的實現(xiàn)方式中，機柜管理單元包括供電單元和電源監(jiān)控電路。其中，供電單元可以是直流至直流(direct?current?to?direct?current，dc/dc)轉(zhuǎn)換電路，也可以簡稱為dc/dc電路，dc/dc電路用于將直流輸出電源轉(zhuǎn)換為使得用電設(shè)備工作的直流電源。轉(zhuǎn)換后的直流電源的電壓可以等于用電設(shè)備的額定電壓。多路輸出電源接入供電單元，并通過供電單元接入電源監(jiān)控電路。換言之，供電單元用于將多路輸出電源轉(zhuǎn)換為適于用電設(shè)備工作的電源，使得用電設(shè)備能夠正常工作。電源監(jiān)控電路用于監(jiān)控第一區(qū)域或第二區(qū)域中至少一個區(qū)域的用電設(shè)備的供電狀態(tài)。

21、其中，電源監(jiān)控電路可以通過檢測第一區(qū)域或第二區(qū)域中至少一個區(qū)域的用電設(shè)備的電壓，監(jiān)控第一區(qū)域或第二區(qū)域中至少一個區(qū)域的用電設(shè)備的供電狀態(tài)。在一些可能的實現(xiàn)方式中，電源監(jiān)控電路可以包括一個或多個電壓跟隨器(也稱作電壓跟隨電路)。電壓跟隨器是共集電極電路，信號從基極輸入，從射極輸出，故又稱射極輸出器?；鶚O電壓與集電極電壓相位相同，即輸入電壓與輸出電壓同相，也就是電壓跟隨器的電壓放大倍數(shù)恒小于且接近1。因此，可以通過電壓跟隨器來實現(xiàn)檢測用電設(shè)備的電壓。

22、該方法中，機柜管理單元通過電源監(jiān)控電路實現(xiàn)對第一區(qū)域或第二區(qū)域中至少一個區(qū)域的用電設(shè)備的供電狀態(tài)進行監(jiān)控，能夠及時發(fā)現(xiàn)供電異常，并對供電異常作出迅速、快捷的響應(yīng)，避免業(yè)務(wù)長時間處于無法提供服務(wù)的狀態(tài)，保障服務(wù)質(zhì)量。

23、在一些可能的實現(xiàn)方式中，機柜管理單元和電源轉(zhuǎn)換單元共背板，換言之，機柜管理單元和電源轉(zhuǎn)換單元使用同一背板。背板表面有若干插槽，可以連接其它的印刷電路板或電子元器件。相應(yīng)地，多路輸出電源可以通過上述背板接入供電單元。例如，多路輸出電源可以通過背板中的電路或插槽接入供電單元。

24、如此，不需要額外配置連接多路輸出電源、供電單元的導線、連接器，可以減少供電系統(tǒng)的面積大小，避免過多占用機柜的空間，從而避免對機柜內(nèi)用電設(shè)備的密度或功率產(chǎn)生影響。

25、第二方面，本技術(shù)提供一種機柜。所述機柜包括機殼以及如本技術(shù)第一方面所述的供電系統(tǒng)。機殼也稱作機柜主體，通?？梢允仟毩⑹降耐鈿せ蜃灾蔚耐鈿?。機殼可以用于容納供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)可以為機殼內(nèi)容納的用電設(shè)備供電。

26、在本技術(shù)的機柜中，供電系統(tǒng)包括電源轉(zhuǎn)換單元和供電母排，供電母排包括多個分段，該供電系統(tǒng)通過將電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的輸出電源分區(qū)、供電總線(供電母排的總線)分區(qū)，在不犧牲產(chǎn)品數(shù)量、功率密度的前提下，有效降低供電總線電源故障時，業(yè)務(wù)的影響范圍。并且，該供電系統(tǒng)不帶來系統(tǒng)成本增加，供電總線的架構(gòu)變化，從而提供了高可靠性的整機柜產(chǎn)品。

27、在一些可能的實現(xiàn)方式中，所述機柜還包括用電設(shè)備，所述供電系統(tǒng)用于為所述用電設(shè)備供電。機柜的提供商可以在機柜出廠時，即容納用電設(shè)備在機殼中。機柜的提供商在機柜出廠時，也可以不提供用電設(shè)備，用戶可以自行獲得用電設(shè)備(例如是自行購買用電設(shè)備)，容納在機殼中。如此，可以實現(xiàn)根據(jù)用戶需求定制機柜，滿足不同用戶對于成本、便利性的需求。

28、在一些可能的實現(xiàn)方式中，用電設(shè)備包括計算設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如用電設(shè)備可以包括以下至少一種：服務(wù)器、交換機、光纖適配器、光纖配線架。如此，可以提供能夠分區(qū)供電的服務(wù)器機柜、網(wǎng)絡(luò)機柜或混合機柜，滿足用戶對不同功能機柜的供電需求。

29、本技術(shù)在上述各方面提供的實現(xiàn)方式的基礎(chǔ)上，還可以進行進一步組合以提供更多實現(xiàn)方式。