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延迟上电在数据中心的应用

时间:2023-03-15 22:30:39 科技观察

数据中心机房运行过程中,主机出现故障往往与电源系统有很大关系。为保证供电系统的安全、可靠、稳定,需要按照现行规范精心规划设计供配电系统。数据中心机房大多是精密电子设备,工作时大多采用弱电供电。设备内置开关电源。开关电源将来自前端配电单元(以下简称PDU)的强交流电转换为电子设备所需的弱直流电。通常,开关电源启动时,输入端的主电网可能需要提供一个短时的大电流脉冲,这种电流脉冲通常称为“浪涌电流(inrushcurrent)”。输入浪涌电流给主电网中的主断路器和其他熔断器带来了麻烦:一方面,断路器必须保证在过载时熔断,以起到保护作用;发生时不能吹断,以免误动作。另外,输入浪涌电流会造成输入电压波形崩塌,使供电质量恶化,影响其他用电设备的工作。输入浪涌电流的原因:在下图所示的开关电源中,输入电压首先经过干扰滤波,然后通过桥式整流器转换为直流电,再经过大电解电容平滑后才进入有功功率供应。直流/直流转换器。输入浪涌电流是在该电解电容的初始充电过程中产生的,其大小取决于上电时输入电压的大小以及桥式整流器和电解电容形成的回路的总电阻。如果恰好在交流输入电压的峰值点启动,就会出现峰值输入浪涌电流。开关电源输入示意图假设数据中心有机柜,每个机柜的服务器容量为44U位(1U=44.4mm)。数据中心上电时,每个机柜会产生44个浪涌电流;整个机房的浪涌电流会聚集在一起,对前面的短路断路器、熔断器等保护元件形成不必要的浪涌冲击。同时,对于柴油发电机等临时供电设备,负载启动电流过大,也会造成不必要的供电中断和冗余选型。综上所述,开关电源属于容性负载,启动电流非常大,在数据中心随处可见开关电源。如此巨大的启动电流会造成不必要的浪涌冲击和保护元件、柴油发电机组设备的冗余选择,从而造成不必要的浪费。这是数据中心末端配电的痛点。延迟上电(也称分时上电、顺序上电、间隔上电)是指在服务器前端的配电设备上增加了一个新的功能,比如PDU:后PDU前端上电,会与服务器通信相应的输出孔在上电后并不是立即上电,而是按照预先设定的顺序延时上电,这样浪涌电流峰值错开,整体浪涌对前端的影响降低。以44位PDU为例:PDU上电后,1~8位插孔直接上电;延时3秒(可设置)后,9~16位插口通电;再过3秒后,17~24位插口通电。钻头插孔已通电,依此类推。突破电延时上电PDU,对上电负载进行群控,避免浪涌电流过大,在数据中心配电系统中具有良好的应用前景!