電力供應單元和BBUS是數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡、服務器和存儲設備在尖端開放式計算機項目(OCP)開放式機架3(Orv3)體系結(jié)構(gòu)中的生命線。中央電力轉(zhuǎn)換器負責提供大部分所需電能。然而,未被識別的英雄是輔助功率組件,它在維護整個電力供應生態(tài)系統(tǒng)的整體健壯性、可靠性和安全性方面發(fā)揮著至關重要的作用,包括psu和bbu。
本文闡述了輔助電源在模擬器件電池備份單元(BBU)參考設計中的意義。輔助功率包括輔助電壓軌,與主要功率輸出一起提供,以支持許多組件和功能。它的重要性對于確保整合到BBU參考設計模塊中的電力設備的可靠和簡化功能至關重要。
在下面的詳細討論中,我們將對輔助功率在BBU模塊的參考設計中所起的作用進行考察,探索其功能和內(nèi)部機制。通過探究輔助動力的復雜性,我們旨在強調(diào)其對維持持續(xù)電力供應和保護我們寶貴的技術(shù)資源免受潛在危害的重大貢獻。
備用電源
輔助功率是用來提供次級功率在bbb。即使背板電源中斷或不可用,補充電源繼續(xù)為模塊內(nèi)的設備供電,使存儲在BBU中的鍵操作能夠順利運行。這一備用電力能力使該股能夠保留和維持重要的業(yè)務,例如安全的過渡過程、警覺的監(jiān)測、復雜的控制電路管理,以及始終如一地為低功率設備提供便利。輔助電源通過在停電期間提供連續(xù)不間斷的電源來確保模塊在需要時分配電源的能力。這反過來又起到了防止?jié)撛跀_動和防止數(shù)據(jù)丟失的緩沖作用。
電壓調(diào)節(jié)
確保穩(wěn)定的平衡狀態(tài)和恒定的電壓輸出是實現(xiàn)這些器件在BBB內(nèi)的最佳性能的關鍵。在這種情況下?lián)碛休o助功率的重要性怎么強調(diào)也不為過,因為它是一個至關重要的保護措施,在BBU模塊的復雜結(jié)構(gòu)中監(jiān)督電壓控制的敏感區(qū)域。輔助功率不斷監(jiān)控輸出電壓,在精確定義的公差譜范圍內(nèi)進行調(diào)整和穩(wěn)定。
這條規(guī)定就像是一個盾牌,加強了BBU及其相關設備之間的相互作用。輔助電源確保穩(wěn)定可靠的能量源,防止電壓波動,否則會引發(fā)故障、數(shù)據(jù)損壞或物理損害。
輔助動力通過其精確的校準變得至關重要。它不僅能保持模塊的有效運行,而且還能保護連接的設備。這種精確性和可靠性的結(jié)合為psu、bbu和數(shù)據(jù)中心的一系列相關設備提供了道路,使其具有更長的使用壽命、更大的功效和持久的操作生命力。
冷卻和風扇控制
有效的冷卻管理對于防止電氣設備過熱至關重要。輔助動力傳遞和協(xié)調(diào)風扇在bbu內(nèi)。這種冷卻過程有助于保留BBU和支持的設備。該組合物利用輔助動力來管理風扇的旋轉(zhuǎn),并創(chuàng)造一個平穩(wěn)和高效的冷卻環(huán)境。其結(jié)果是一個平衡良好的系統(tǒng),保持最佳運行溫度,防止過熱的破壞性影響。
熱的消散涉及熱動力學中復雜的相互作用.這個系統(tǒng)管理熱,以防止故障過熱。小心溫度調(diào)節(jié)和輔助功率提高性能和可靠性。
保護和安全特征
BBUS具有一系列重要的安全和安保屬性,可以保護連接的設備和電源轉(zhuǎn)換器。輔助力量的整合對于這些功能的部署和監(jiān)督至關重要。輔助功率增強了一系列積極措施,包括過電壓、過電流和短路保護等安全措施,以及溫度監(jiān)測。輔助動力的實時警戒確保通過連續(xù)參數(shù)檢查對異常或問題作出快速反應。這種快速啟動的保護機制有效地避免了對psu及其連接裝置的傷害,減輕了電氣危害,特別是提高了系統(tǒng)的總體安全性。
診斷評價
BBU進行定期的自我診斷測試,在向連接設備供電之前驗證其功能。在此過程中,輔助功率提供必要的電壓和控制信號,以啟動和完成診斷程序。這種自我評估有助于快速檢測BBU中的潛在故障,包括元件問題或電壓不規(guī)則。輔助動力的參與,通過早期識別和準確定位故障,有助于提高psu的性能和延長其壽命。這一積極主動的做法提高了psu的可靠性和防備能力,確保不間斷供電,并大大降低系統(tǒng)故障的風險。
電源設計工具,?Lt31-cad?® 通過自定義,提供定制的工程見解和組件性能數(shù)據(jù)專為BBU輔助電源設計。這種強大的組合成功地加速了復雜的電氣評估過程,加速了原型階段,并大大加速了輔助電路的總體開發(fā)時間表。因此,審查花費的時間和電路設計的復雜性明顯減少。
在圖1中,圖1展示了一個輔助電路,該電路旨在優(yōu)化充電模式或放電模式下的Bbu操作過程中的能量流,反映了廣泛的工程努力。相反地,圖2展示了BBU睡眠模式的低功率輔助電路,它具有低退出(LDO)調(diào)節(jié)器和一個單元轉(zhuǎn)換器。
圖1在充電和放電操作中,BBU模塊的輔助電路設計。
圖2睡眠模式下BBU模塊的輔助電路設計。
為了為這些電源轉(zhuǎn)換器、微控制器和其他外圍設備供電,BBU模塊輔助電路包括表1所列的6個電壓軌。
表1BBT電壓軌
在充電或卸貨期間
模式操作在睡眠中
模式操作
12V斜軌
5 V, 3.3 V, 1.8 V, and 1.2 V bias rail
-3.0V斜軌
3.3 V, 1.8 V, and 1.2 V bias rail
在Bbu充電或放電模式下操作時輔助電源
12V斜軌
LT8645S 是一種高壓同步降壓控制器,負載能力顯著高達8a。它的主要功能是有效地將48V的背板電壓電源轉(zhuǎn)換為12V的輔助電壓電源,這是一種高精度的輔助電壓電源。該設備集成的旁路電容器使它不同于其他高壓降壓控制器,這一戰(zhàn)略選擇不僅消除了對更大的多氯聯(lián)苯足跡的需求,而且巧妙地解決了諸如快速電流環(huán)路和電磁干擾(EMI)排放等困難。這一組合將大大提高總體效率,提高控制員優(yōu)化能源消耗的能力。
12V斜軌出現(xiàn)支持的基本組件包括電源轉(zhuǎn)換器,風扇供應和電流共享總線電路。通過作為這些關鍵部件的一次能源管道,12V斜軌使無縫運行和性能。這些組件在電源下進行綜合組合,LT8645在提高效率和功能方面發(fā)揮著關鍵作用。
5 V, 3.3 V, 1.8 V, and 1.2 V Bias Rail
使用?LT8692S 它是一個四通道同步降壓控制器,是一個經(jīng)過深思熟慮的選擇,目的是提供各種不同的輸出:5V、3.3V、1.8V和1.2V。這種調(diào)整對于適應降低的輔助電壓特別重要,并與較低的總線電壓保持一致。控制器由一個在2兆赫運行的奇異振蕩器引導,以精確和同步的方式對輸出進行編排。
真正區(qū)別的是其電容器的集成,這一功能有助于滿足嚴格的EMI性能要求,最小化布局的敏感性。這個方面大大提高了它與噪聲敏感設置和應用程序的兼容性。四通道建筑以高度集成為特點,不僅保護了空間,而且促進了更簡潔和高效的設計方法。
為了解釋它是如何使用的,5V軌道為放大器軌道供應、MODBUSUART驅(qū)動器、數(shù)字溫度傳感器和電源管理設備提供電源。該3.3V、1.8V和1.2V輸出電源分別用于EPROM設備、主單片機單元(單片機單元)和電池管理系統(tǒng)(電池管理系統(tǒng))的單片機。
-3.0V斜軌
LTC1983 是一種明智的電荷泵逆變器選擇,因為它提供了一個關鍵負3V供應軌道的操作放大器驅(qū)動BBU。該設備的能力創(chuàng)造一個強大的100MA輸出負載只需要一對額外的電容器,顯示其內(nèi)在效率。值得注意的是,它的微小形狀因素提高了這種效率,這種設計特性賦予它特殊的優(yōu)勢--在BBU的電源板上只留下1毫米的足跡,以實現(xiàn)它的功能。
在BBBU睡眠模式下操作時輔助電源
3.3 V, 1.8 V, and 1.2 V Bias Rail
MAX17551 它是一個同步降壓轉(zhuǎn)換器,將電池堆棧的48V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V的穩(wěn)定輸出。該電壓作為一種戰(zhàn)略管道,在主單片機和吧單片機處于睡眠狀態(tài)時,將能量輸送到它們的數(shù)字通用針上。選擇這種降壓轉(zhuǎn)換器是因為它的優(yōu)點:它在輸入電壓從4V到60V之間的多功能性,它微小的和空間效率的形式因素,以及它突出的操作效率,其最小的吸引不到10兆瓦。這種特性的收斂使它成為提高電池堆整體耐久性和耐久性的頂級解決方案。
ADP165 LDO調(diào)節(jié)器實現(xiàn)了更復雜的電壓降低,精確地將電源電壓從3.3V降至1.2V。這一有針對性的減排是主要單片機和房舍管理處單片機的主要能源來源。將LDO調(diào)節(jié)器戰(zhàn)略性地整合到單片機電路中,可以改進電壓調(diào)節(jié),顯著降低噪音,簡化設計結(jié)構(gòu),優(yōu)越的操作效率,以及提高可靠性標準。此外,Adp165的耗電量還不到15英寸,這對能源經(jīng)濟做出了重大貢獻,因而也對電池的耐久性做出了重大貢獻。
最后,為了給模擬和USB電源電壓以及其他一些核心電壓供電,?MAX38911 利用它精確地將電源電壓從3.3V降至1.8V.這個LDO調(diào)節(jié)器可以提供多達500mA的負載電流,足以提供微控制器所需的負載電流。在低功率模式下,電源轉(zhuǎn)換器消耗大約19.2o的電源電流,使其適合于睡眠模式的操作。
考慮到輔助電源在充電或放電操作中的顯著效率為94%,而在睡眠模式操作中的顯著效率為62%,強調(diào)響應式熱管理的重要性對于保持一致的最佳性能是不夠的。選擇最好的輔助電路設備的意義超越了普通的功能性,它構(gòu)成了整個BBU工作頻譜設計完整性的基礎。這個策略性的選擇預測了整體的電源使用情況,并計算了估計的電池壽命。此外,它還為改進輔助設備的性能提供了成本效益高的可能性,最終徹底提高了該單位的總體效率。
總結(jié)
輔助功率被描述為一個重要的組成部分,協(xié)調(diào)各種重要的功能。它的職能涉及若干關鍵責任,所有這些責任對于這些單位的順利、可靠和安全運行至關重要。作為備用電源的防護罩,輔助電源調(diào)整電壓水平,管理供熱冷卻的風扇電源,部署保護措施,并進行電力自測。這種復雜的相互作用的操作匯聚提供不間斷的電源,保護我們的設備,延長整個系統(tǒng)的活力。
輔助功率對我們的模擬和數(shù)字設備的可靠和補充功率至關重要。輔助電力技術(shù)的進步總是在提高效率,減少電力損耗和數(shù)據(jù)中心的psu和bbu的安全性,推動創(chuàng)新達到新的高度。這一持續(xù)的進展是對我們不斷變化的技術(shù)世界所產(chǎn)生的日益增長的電力需求的不可動搖的反應,影響著我們現(xiàn)在和電氣化的未來。
本文系列中的每一個部分都是一個全面的資源,向設計和應用工程師提供了精確的指導和幫助,提供了所需的洞察力,以基于OCPOrv3BBuu提供的復雜規(guī)范,構(gòu)建出一個更智能、更可靠和成本效益更高的解決方案。這是通過一絲不茍地提供零件選擇過程、準備好的指導方針、工程方法和程序建議來實現(xiàn)的。
下載文檔
