專利名稱：電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總體上涉及電力系統(tǒng)，并且更具體地涉及向高性能計(jì)算集群或者需要高可用性的其它系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)或者多個(gè)節(jié)點(diǎn)提供大電力(bulk power)的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的高可用性系統(tǒng)(例如，服務(wù)器)已經(jīng)使用了如果電力供應(yīng)出現(xiàn)故障時(shí)試圖防止系統(tǒng)電力中斷的電力供應(yīng)冗余。不過，僅具有電力供應(yīng)冗余常常不足以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的百分之百的可用性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本公開的一個(gè)方面，電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)包括電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，包含多個(gè)大電力調(diào)節(jié)器(BPR)子組件，每一個(gè)被配置為根據(jù)AC輸入電力和DC輸入電力提供經(jīng)調(diào)節(jié)的DC電力；對(duì)經(jīng)調(diào)節(jié)的DC電力配置的大電力分配(BPD)子組件；以及耦合至多個(gè)BI3R子組件和BPD子組件的大電力控制器和集線器(BPCH)子組件，其中BPCH子組件被配置為監(jiān)測(cè)和控制BI3R子組件和BPD子組件。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種大電力組件，包含包括多個(gè)靜態(tài)斷路器的大電力分配(BPD)子組件，靜態(tài)斷路器被配置為分配DC大電力以及提供繼電和故障保護(hù)；以及耦合至BPD子組件的大電力控制器和集線器(BPCH)子組件，其中BPCH子組件被配置為監(jiān)測(cè)和控制BPD子組件，并且其中BPCH子組件包括具有用來路由DC大電力的多個(gè)靜態(tài)斷路器的大電力控制(BPC)主板；和被隔離在安全超低壓(SELV)塊中并且被配置為提供以太網(wǎng)通信功能的大電力集線器(BPH)子卡。


現(xiàn)在將參考附圖僅以示例的方式來描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中圖1是根據(jù)本公開各個(gè)方面來配置的大電力組件(BPA)的相關(guān)部分的示意圖。圖2是根據(jù)本公開各個(gè)實(shí)施例的可以在圖1的BPA中使用的示例性大電力控制器和集線器(BPCH)子組件的相關(guān)部分的示意圖。圖3是根據(jù)本公開各個(gè)實(shí)施例的可以在圖2的BPCH子組件中使用的示例性大電力集線器(BPH)子卡的相關(guān)部分的示意圖。圖4是根據(jù)本公開各個(gè)實(shí)施例的可以在圖1的BPA中使用的另一個(gè)示例性BPCH 子組件的相關(guān)部分的示意圖。圖5是根據(jù)本公開各個(gè)實(shí)施例的可以在圖1的BPA中使用的示例性大電力分配 (BPD)子組件的相關(guān)部分的示意圖。圖6是根據(jù)本公開各個(gè)實(shí)施例的可以在圖1的BPA中使用的另一個(gè)示例性BPD子組件的相關(guān)部分的示意圖。
圖7是根據(jù)本公開各個(gè)實(shí)施例的可以在圖1的BPA中使用的示例性大電力調(diào)節(jié)器 (BPR)子組件的相關(guān)部分的示意圖。圖8是根據(jù)本公開各個(gè)實(shí)施例的可以在圖7的BI5R中使用的示例性整流器前端的相關(guān)部分的示意圖。
具體實(shí)施例方式如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，本發(fā)明的各個(gè)部分可以具體實(shí)現(xiàn)為方法、系統(tǒng)、設(shè)備或者計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各個(gè)方面可以采用全硬件實(shí)施例、全軟件實(shí)施例(包括固件、常駐軟件、微代碼等等)或者組合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式， 通常在本申請(qǐng)中它們?nèi)靠梢员环Q為電路、模塊或者系統(tǒng)。例如，本發(fā)明可以采用計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)具有實(shí)現(xiàn)于該介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可用程序代碼(例如，以一個(gè)或多個(gè)設(shè)計(jì)文件的形式)?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)可用或者計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可用或者計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以例如是但不限于電、磁、光、電磁、紅外或者半導(dǎo)體系統(tǒng)、裝置或者設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體示例(非窮盡性列表)包括便攜式計(jì)算機(jī)磁盤、硬盤、 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)或者閃存、便攜式光盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、光存儲(chǔ)設(shè)備或者磁存儲(chǔ)設(shè)備。如在本申請(qǐng)中所使用的那樣， 術(shù)語“耦合”包括元件或者塊之間的直接電連接和使用一個(gè)或更多個(gè)中間元件或者塊實(shí)現(xiàn)的元件或者塊之間的間接電連接。如在本申請(qǐng)中所使用的那樣，術(shù)語大電力外殼(BPE)指的是被設(shè)計(jì)成容納大電力組件(BPA)或者電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)中包括的模塊化組件的板金屬外殼。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，可以將BPE設(shè)計(jì)成容納如下模塊化子組件一至六個(gè)可熱插拔的大電力調(diào)節(jié)器(BPR)子組件，每一個(gè)根據(jù)AC輸入電力或者DC輸入電力產(chǎn)生-350VDC;大電力控制器和集線器(BPCH)子組件，其執(zhí)行所選的控制/監(jiān)測(cè)功能、由電子斷路器分配-350V DC、經(jīng)由32端口 RS-422多路轉(zhuǎn)接器(MUX)提供電力控制以及針對(duì)系統(tǒng)服務(wù)而用作34端口以太網(wǎng)交換機(jī)；用來通過電子斷路器將-350V DC分配給外部電力設(shè)備的大電力分配(BPD)子組件；以及從各個(gè)子組件所散發(fā)的空氣中移除熱負(fù)荷的四個(gè)大電力風(fēng)機(jī)(BPF)子組件。為了支撐子組件，BPE可以包含水岐管，被設(shè)計(jì)成接受系統(tǒng)進(jìn)水口和出水口連接并且對(duì)BPE中包括的子組件所需的水進(jìn)行分配；針對(duì)每個(gè)電力輸入的電磁干擾(EMI)濾波器以保證BPA的線傳導(dǎo)噪聲滿足要求；經(jīng)由可分離連接器附接至輸入電線的一對(duì)電力輸入；互連信號(hào)并且為子組件提供電力的背板；使所有子組件與BPE緊密配合(以及使BPE與系統(tǒng)應(yīng)用中的框架緊密配合)的導(dǎo)引裝置和緊固件；以及在熱插拔Bra子組件期間防止漏氣的機(jī)械特征件。參考圖1，示出了包括BPE 102中的多個(gè)模塊化子組件的示例性BPA 100。例如， BPA可以被配置為在單個(gè)機(jī)架中提供達(dá)250KW的電力。在該實(shí)施例中，通過BPE 102的背板來形成BPCH子組件104和BPD子組件106之間以及BPCH子組件104和BI3R子組件110 之間的電連接。通過電纜組件從BPCH子組件104到BPE 102的背板并且接著從該背板到 BPF子組件108中的每一個(gè)來形成到BPF子組件108的電連接。在一個(gè)實(shí)施例中，每一對(duì)輸入電力連接器(圖1中未示出)提供輸入電力給三個(gè)Bra子組件110。應(yīng)當(dāng)注意到，來自BPE102的所有輸出電力和信號(hào)出現(xiàn)在BPCH子組件104(信號(hào)或者部分電力)或者BPD子組件106(大部分電力)的尾架上。在所公開的實(shí)施例中，BPA 100的額定AC輸入電壓可以包括200V、208V、220V、 240V、380V、400V、415V或者480V的有效值(冊(cè)幻。穩(wěn)態(tài)AC輸入電壓可以覆蓋從176V到 508V的范圍。在各個(gè)實(shí)施例中，BPA 100被配置用于平衡三相四線系統(tǒng)的AC輸入。BPA100 被配置為連接至WYE (即，接地但未使用的中性點(diǎn))和DELTA (即，接地角或者中心抽頭相) 源。穩(wěn)態(tài)DC輸入電壓可以覆蓋從231VDC到600V DC的范圍。到BI3R子組件110的DC輸入是兩種電位(+和_)線加接地。在各個(gè)實(shí)施例中，DC輸入的+線以接地作為參考。為了將兩種DC電位輸入導(dǎo)線連接至三相AC輸入，DC電位中的一個(gè)連接至相輸入中的兩個(gè)。在此情況下，輸入電壓的極性是任意的(即，+和-可以連接至相輸入中的任何一個(gè))。可以對(duì)BPA 100中兩條電力線中的每一條提供線路濾波器以保證全滿BPE 102滿足適用的線傳導(dǎo)噪聲限制。可以提供Bra子組件定位管腳以使Bra子組件主機(jī)微控制器識(shí)別Bra子組件ι ο 插入BPE 102的哪個(gè)插槽。通過連接管腳到Bra子組件主機(jī)微控制器的接地參考(即，Bra 子組件輸出的正軌)而在任一管腳上斷言“O”。通過讓管腳斷開而在管腳上斷言“1”。兩個(gè)電力輸入連接器中的每一個(gè)可以具有指示足以使得BPR子組件110啟動(dòng)的輸入電壓可用的相關(guān)聯(lián)單個(gè)LED。在一個(gè)實(shí)施例中，如果行線路輸入電壓中的任何一個(gè)大于180V AC或者 231V DC(S卩，該示例中BI3R子組件的穩(wěn)態(tài)輸入操作范圍)，則單個(gè)LED發(fā)光。在一個(gè)實(shí)施例中，如果所有行線路輸入電壓小于150V AC或者185V DC (該示例中BI3R子組件的低線故障范圍)，則單個(gè)LED關(guān)閉。盡管BPE中包含的子組件所散發(fā)的大部分熱量可以散入水中，但可能需要強(qiáng)制通風(fēng)來移除剩余的熱量。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過位于BPE中的四個(gè)BPF子組件(速度控制風(fēng)機(jī)模塊)來提供強(qiáng)制通風(fēng)。每個(gè)風(fēng)機(jī)模塊可以包括兩個(gè)對(duì)旋式風(fēng)機(jī)。通常，BPF子組件被配置為在所有非故障運(yùn)行狀態(tài)下提供足夠的風(fēng)量來冷卻所有子組件。在一個(gè)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障的情況下，已運(yùn)行的風(fēng)機(jī)應(yīng)當(dāng)具有足夠的能力來在達(dá)它們額定輸出的75%下冷卻所有 BI3R子組件。通常，風(fēng)機(jī)的電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)允許在不中斷BPA 100服務(wù)時(shí)對(duì)故障風(fēng)機(jī)進(jìn)行替換。在各個(gè)實(shí)施例中，BPE 102的設(shè)計(jì)包括適當(dāng)?shù)挠布矸乐孤獠⑶以贐PF子組件108 中的一個(gè)出現(xiàn)故障或者從BPE 102中移除的情況下允許再循環(huán)。BPF子組件108中的每一個(gè)包括微控制器，微控制器具有可用來控制風(fēng)機(jī)速度和監(jiān)測(cè)各BPF子組件的狀況的串行接例如，BPF微控制器可以包括下列連接Tach ；TachSel ；PWMSpeed ；Vfan ； FanGoodS ；ID# ；Xmit ；和Rev。在此情況下，Tach提供來自風(fēng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速表的脈沖序列。針對(duì)非故障運(yùn)行狀態(tài)，脈沖序列可以具有位于40%到60%之間的占空比。例如，對(duì)于每秒的每個(gè)上升沿，風(fēng)機(jī)速度可以被計(jì)為15RPM。例如，風(fēng)機(jī)運(yùn)行速度可以覆蓋從O到14，OOORPM 的范圍。TachSel用來選擇兩個(gè)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速表中的哪一個(gè)連接至tach輸入。PWMSpeed(其可以是觀.SKHz的脈沖寬度調(diào)制(PWM)波形)用來控制所附接的風(fēng)機(jī)的速度。例如，在PWM 占空比為“O”時(shí)風(fēng)機(jī)速度為零，并且在占空比為100%時(shí)風(fēng)機(jī)速度處于最大。Vfan可以對(duì)應(yīng)于按照4. OO士2%來劃分的風(fēng)機(jī)電壓。例如，Vfan信號(hào)可以通過600Hz的單極并且由其來低通濾波。當(dāng)FanGoocW*低時(shí)，LED可以發(fā)光以指示BPF子組件正在運(yùn)行。當(dāng)ID#為低時(shí)，可以驅(qū)動(dòng)另一個(gè)LED以在BPE中的BPF子組件正在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行指示。可以使Xmit和 Rcv管腳生效以形成與大電力控制器(BPC)主板118連接的全雙工UART接口。例如，該接口可以轉(zhuǎn)換為RS-422協(xié)議以連接至BPCH子組件104。每一個(gè)BPF子組件可以提供指示風(fēng)機(jī)完全就位的插入檢測(cè)信號(hào)。插入檢測(cè)信號(hào)可以連接至風(fēng)機(jī)上的接地參考并且針對(duì)BPC主板118作為單獨(dú)信號(hào)來運(yùn)行。在至少一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)BPF子組件沒有插入時(shí)，BPC主板118將插入檢測(cè)信號(hào)拉至高(即，未插入)態(tài)。 BPA可以被設(shè)計(jì)成在0-10，000英尺的高度下進(jìn)入BPA的入口溫度在15°C到40°C之間的情況下以最大負(fù)荷來運(yùn)行。在至少一個(gè)實(shí)施例中，相對(duì)濕度的范圍是非冷凝狀態(tài)的20-80%。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，BPE 102自身所包含的組件中沒有一個(gè)是由水冷卻的。 然而，在該實(shí)施例中，BPR子組件110和BPD子組件106是水冷卻的。BPE 102包括水岐管以及到BI3R和BPD子組件的連接。冷卻水溫度可以覆蓋大約從13°C到的范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，傳送至全滿配置的BPE (例如，包括六個(gè)BI3R子組件110和一個(gè)BPD子組件106) 的水流大約是10磅每平分英寸(PSI)的壓降下的3. 5加侖每分鐘。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，使用BenzotriazoleTM的百萬分之1000(按重量)的去離子冷卻水。在各個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)控制被設(shè)計(jì)成基于實(shí)際溫濕條件保證水溫是非冷凝的。如上所述，BPCH子組件104是BPA 100的一部分。參考圖2，BPCH子組件104的 BPC主板118包括被用來控制和分配DC電力的靜態(tài)斷路器(SCB)212。例如，可以在SCB 212中實(shí)現(xiàn)5個(gè)SCB。通過提供繼電和故障保護(hù)功能的SCB 212的不同輸出來切換施加給 BPCH子組件104的DC大電力(-350V)。BPCH子組件104包括提供BPA 100中所需的各種電壓的電力供應(yīng)器210。在所公開的實(shí)施例中，BPCH子組件104控制和監(jiān)測(cè)四個(gè)BPF子組件。BPCH子組件104還提供到關(guān)聯(lián)輸出端口的通信路徑。BPCH子組件104還包括提供系統(tǒng)級(jí)處理和以太網(wǎng)通信功能的靈活支持處理器(FSP)子卡120。大電力集線器(BPH)子卡 116提供以太網(wǎng)集線器功能。BPCH子組件104不具有提供BPF子組件電力和控制的電路中的單點(diǎn)故障。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，BPCH子組件104還提供UEPO發(fā)光二極管(LED)、 傳感器和需要6V電力的連接，6V電力并非BPCH子組件104的運(yùn)行所需要的。SCB 212實(shí)現(xiàn)斷路器、固態(tài)繼電器和浪涌電流控制電路的功能。SCB 212被設(shè)計(jì)成在輸出電流超過預(yù)定閾值時(shí)通過禁止固態(tài)開關(guān)來限制過載。可以為SCB 212中的每一個(gè)附接保險(xiǎn)絲作為后備保護(hù)?？赡軐?dǎo)致后備保險(xiǎn)絲斷開的情形是異常的，因?yàn)槠湫枰狟PCH子組件104的輸出過載以及SCB 212中的一個(gè)對(duì)過載的電流限制失敗二者。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，針對(duì)SCB 211中每一個(gè)的保險(xiǎn)絲被永久地安裝在BPCH子組件104中并且是不可更換的。在BPCH子組件104上產(chǎn)生針對(duì)SCB 212的模擬電路的12V偏壓并且以-350V DC作為參考?？梢酝ㄟ^位于SCB偏壓輸出處的可熔斷電阻器來保護(hù)提供12V偏壓的總線。當(dāng)SCB 212中的一個(gè)被禁止時(shí)，輸出電壓的下降率取決于負(fù)載阻抗。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)來自BPCH子組件微控制器204的邏輯“低”(-NBL)信號(hào)開啟SCB 212。當(dāng)重置BPCH子組件微控制器204時(shí)，所有的SCB(-NBL)信號(hào)為禁止SCB的高。如果SCB 212中的一個(gè)鎖閉， 則必須將(-NBL)線路關(guān)閉并且接著將其開啟來重新使能SCB。每個(gè)SCB輸出電壓(-DCVP) 的狀態(tài)被報(bào)告給BPCH子組件微控制器204。當(dāng)出現(xiàn)輸出電壓時(shí)SCB輸出電壓為“低”。在沒有+12V偏壓的情況下，SCB輸出電壓線為“高”。如果SCB由于過電流而鎖閉，其(+0C) 信號(hào)為“高”。信號(hào)被報(bào)告給BPCH子組件微控制器204。在沒有+12V偏壓的情況下，(+0C)線為“高”。在一個(gè)實(shí)施例中，BPH子卡116提供3210/100MB/S以太網(wǎng)接口和2GB/S以太網(wǎng)接口。BPH 子卡 116 還提供 32RS-422/RS-485UART 接口。每個(gè) 10/100MB/s RJ-45 連接器包括兩種類型的接口 0GB/S接口不包括RS-422/RS-485UART)。參考圖3，在一個(gè)實(shí)施例中，BPH 子卡116包括三個(gè)微控制器302、304和306 (即，兩個(gè)用于UART通信和多路轉(zhuǎn)換而一個(gè)用于配置和管理以太網(wǎng)交換機(jī)模塊308和310)。在至少一個(gè)實(shí)施例中，BPH子卡116按照虛擬局域網(wǎng)來配置。BPH子卡微控制器302 (BPHO)通過模塊308和310的同步串行接口來配置以太網(wǎng)交換機(jī)模塊308和310。使用通用異步接收/傳送(UART)協(xié)議的到BPCH子組件104的通信在來自TDl上FSP 202的串行接口上進(jìn)行。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，接口層兼容TTL。 BPCH子組件104還具有T4上用于UEPO通信和BPCH子組件104測(cè)試的RS-232串行接口。 接口兼容適當(dāng)配置的個(gè)人計(jì)算機(jī)COM (串行)端口。TTL接口和RS-232接口的協(xié)議相同。在一個(gè)實(shí)施例中，布線有來自FSP子卡120的四個(gè)UART。這些接口使用TTL/CM0S(3. 3V)層。針對(duì)FSP 202的一個(gè)UART上的UART通信，BPCH子組件104提供硬件多路轉(zhuǎn)換器 208。多路轉(zhuǎn)換器208使得FSP 202選擇用于通信的端口。FSP接口兼容TTL/CM0S (3. 3V)， 而BPCH子組件104在所有其它端口上提供RS-422/RS-485 (差動(dòng)、點(diǎn)-點(diǎn))驅(qū)動(dòng)/接收器。 多路轉(zhuǎn)換器208具有由FSP 202控制的四個(gè)地址位。BPH子卡微控制器304和306 (分別標(biāo)為“BPH1，，和“BPH2” )用于多路轉(zhuǎn)換RS-422/RS-485UART接口。BPH子卡微控制器304和 306的每一個(gè)提供十六個(gè)RS-422/RS-485UART接口，其可以是半雙工接口。BPH子卡微控制器304和306為RS-422/RS-485驅(qū)動(dòng)提供方向控制。BPC主板微控制器204使用多路轉(zhuǎn)換的RS-422/RS-485UART接口(經(jīng)由UART多路轉(zhuǎn)換器206)控制和監(jiān)測(cè)BPF子組件108。BPCH子組件104包括用于四個(gè)BPF子組件108中的每一個(gè)的RS-422/RS-485UART 串行控制接口。這些接口允許風(fēng)機(jī)速度控制和感測(cè)。BPF子組件108中的每一個(gè)還提供有來自電力供應(yīng)器210的受保護(hù)12V電力。BPCH子組件104可以使能/禁止和檢測(cè)每個(gè)電力輸出。BPCH子組件104包括根據(jù)350V DC輸入產(chǎn)生如下電壓的電力供應(yīng)器+3. 3V ； +12V(SCB) ；+12V(BPF)。四個(gè)BPF子組件108中的每一個(gè)提供針對(duì)+12V(BPF)電壓的電流限制和浪涌電流控制。在不向其它BPF子組件108分配+12V(BPF)電壓的情況下，任何一個(gè)BPF子組件108可以是熱插入/拔出的。任何一個(gè)BPF子組件108上的短路不影響其它 BPF子組件108或者BPCH子組件104。電力供應(yīng)器210具有如下保護(hù)和特征350V交叉供電輸入；冗余，原因在于由用于改善的系統(tǒng)可用性的冗余電路產(chǎn)生該+12V(BPF)；通過BPC主板微控制器204檢測(cè)每個(gè)供應(yīng)冗余級(jí)別；限制輸入電流，原因在于任何子組件偏壓供應(yīng)中的短路不干擾-350V DC總線；BPCH子組件偏壓供應(yīng)是高效的并且被設(shè)計(jì)成最小化冷卻需求；不啟動(dòng)BPCH子組件供應(yīng)器直到輸入電壓超過設(shè)定電壓；只要過電壓持續(xù)則過多的電壓將導(dǎo)致供應(yīng)器禁止切換；以及過高的BPCH子組件主板溫度將導(dǎo)致供應(yīng)器鎖閉。來自BI3R子組件110的6V UEPO電力(用于UEPO環(huán)路和面板)可獨(dú)立于BPCH子組件偏壓電力供應(yīng)器來獲得。一旦在開機(jī)時(shí)完成UEPO環(huán)路，則Bra子組件110自動(dòng)使能 350V DV來保證BPCH子組件電力供應(yīng)器啟動(dòng)。如果禁止所有的350V DC電力，則系統(tǒng)需要手動(dòng)干預(yù)來重啟，因?yàn)镕SP控制邏輯已經(jīng)關(guān)閉。將來自BI3R子組件110的6V UEPO電壓發(fā)送至與jM連接的UEPO開關(guān)。因?yàn)锽PCH子組件104和FSP 202不由6V UEPO電壓供電，所以 BPCH子組件104上的輸出不被過電流保護(hù)。BPCH子組件104向UEPO面板提供RS-232UART 串行接口。該接口還用來在測(cè)試期間向BPCH子組件104發(fā)送命令。UEPO面板向BPCH子組件104提供如下感測(cè)信息環(huán)境溫度；濕度；大氣壓；+UEPO 電力可用；+室內(nèi)EPO完成/旁路；以及+UEPO完成。BPCH子組件104還直接支持如下面板功能A/B側(cè)感測(cè)；FSP到FSP握手信號(hào)；以及框架服務(wù)LED。BPCH子組件104提供UEPO 旁路開關(guān)以允許UEPO面板和/或電纜的并發(fā)維護(hù)。當(dāng)開關(guān)被設(shè)置為“旁路”時(shí)，相對(duì)于BPC 主板118內(nèi)部地完成6V UEPO環(huán)路。接下來，可以在不影響來自BI3R子組件110的350V DC 輸出的情況下執(zhí)行維護(hù)。BPC主板微控制器204感測(cè)/控制來自每個(gè)SCB的-NBL、-DCVP 和+OC信號(hào)；來自每個(gè)BPF電力輸出的-NBL、-DCVP和-OC信號(hào)；BPR1-6和BPF1-4何時(shí)插入；UEP0(6V)電力何時(shí)可用以及UEPO何時(shí)完成；UEPO面板何時(shí)連接至"Γ4 ；并發(fā)地維護(hù)UEPO 面板/電纜的旁路開關(guān)；以及來自T5交叉供電連接器的350V輸入。BPC主板微控制器204與UEPO面板通信并且緩存所接收的傳感器信息。BPC主板微控制器204監(jiān)測(cè)BPF子組件108并且根據(jù)來自FSP 202的命令改變風(fēng)機(jī)速度。BPC主板微控制器204還提供SCB狀態(tài)并且根據(jù)來自FSP 202的命令使能/禁止SCB、提供BPF/ BPR插入檢測(cè)狀態(tài)、以及提供偏壓感測(cè)。BPC主板微控制器204存儲(chǔ)UEPO面板和BPF子組件 108的代碼圖像。在成功的開機(jī)自檢之后，BPC主板微控制器204使能BPCH子組件104“良好” LED。接下來，一旦初始化開機(jī)(硬件重置)就禁止所有SCB。BPC主板微控制器204 通常不初始化BPF子組件108的風(fēng)機(jī)速度。在代碼下載期間以及之后維持所有BPC主板微控制器204輸出的狀態(tài)。BPH子卡微控制器302通過讀取配置寄存器并且將其值與同微控制器相關(guān)聯(lián)的閃存中存儲(chǔ)的表格進(jìn)行比較來持續(xù)地驗(yàn)證交換機(jī)模塊310和312的VLAN配置。這保證了網(wǎng)絡(luò)的安全并且檢查交換機(jī)模塊的重置條件，如果發(fā)生重置，則交換機(jī)模塊將清除這些寄存器。持續(xù)地檢查端口鏈路的狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)鏈路出現(xiàn)或者消失，則設(shè)置“鏈路狀態(tài)改變”標(biāo)志和相應(yīng)的掩碼以使網(wǎng)絡(luò)管理器恢復(fù)。一旦接收到適當(dāng)?shù)腇SP命令，BPH子卡微控制器302能夠?yàn)槿我欢丝诟淖僉ED狀態(tài)。BPH子卡微控制器302提供用于調(diào)節(jié)器312的偏壓感測(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，一旦啟動(dòng)，則BPH子卡微控制器302首先檢查交換機(jī)模塊308和 310保持重置以保證集線器從不處于“開放網(wǎng)絡(luò)”配置。將閃存中存儲(chǔ)的默認(rèn)VLAN配置加載至交換機(jī)模塊308和310。接下來，在所有可用的端口上使能端口轉(zhuǎn)發(fā)。BPH子卡微控制器302接著使能用于端口鏈路監(jiān)測(cè)功能的控制標(biāo)志。參考圖4，圖400例示了包括SELV ±夬402的BPCH子組件104，SELV ±夬402包括BPH 子卡116和FSP子卡120。SELV塊402通過變壓器和光耦合器406耦合至350V電路404。參考圖5，BPD子組件106包括用來控制和分配DC電力的SCB502和504。在所公開的實(shí)施例中，由提供繼電和故障保護(hù)功能的SCB502和504通過沈個(gè)不同的輸出(T1-T26) 來切換施加給BPD子組件106的DC大電力(350V)。在該實(shí)施例中，BPD子組件106執(zhí)行源自BPC主板118的命令并且不執(zhí)行任何獨(dú)立的控制功能。例如，提供給BPD子組件106的命令包括使能/禁止SCB 502和504以及查詢SCB 502和504的狀態(tài)。在所公開的實(shí)施例中，BPD子組件106具有每一個(gè)檢測(cè)SCB 502和504的二分之一的兩個(gè)獨(dú)立微控制器506和 508。依此，任一微控制器出現(xiàn)故障將不會(huì)禁止BPD子組件106的全部。BPD子組件106具有兩個(gè)獨(dú)立的3. 3V/12V偏壓供應(yīng)器510和512。偏壓供應(yīng)器510和512中的每一個(gè)提供電力給微控制器506和508中的一個(gè)以及SCB 502和504中的一個(gè)。依此，任一偏壓供應(yīng)器出現(xiàn)故障將不會(huì)禁止整個(gè)BPD子組件106。3. 3V偏壓、5V偏壓、12V偏壓、SCB控制和微控制器電路都以350V(_)為參考。針對(duì)BPC主板118的RS-422接口被設(shè)計(jì)成安全超低壓 (SELV)接口以將該接口和BPD子組件106光學(xué)隔離。BPD子組件106中的SCB 502和504用作斷路器、固態(tài)繼電器和浪涌電流控制電路。SCB 502和504被設(shè)計(jì)成當(dāng)輸出電流超過預(yù)定閾值時(shí)通過禁止固態(tài)開關(guān)來限制過載。 SCB中的每一個(gè)可以具有用于后備保護(hù)的相關(guān)保險(xiǎn)絲。可能導(dǎo)致后備保險(xiǎn)絲斷開的情形是異常的，因?yàn)槠湫枰狟PD子組件106的輸出過載以及SCB對(duì)過載的電流限制失敗二者。在至少一個(gè)實(shí)施例中，保險(xiǎn)絲被永久地安裝在BPD子組件106中并且是不可更換的。當(dāng)SCB 被禁止時(shí)，輸出電壓的下降率取決于負(fù)載阻抗。根據(jù)來自微控制器506和508中相關(guān)聯(lián)的一個(gè)的邏輯“低”(-NBL)信號(hào)開啟SCB 502和508。當(dāng)重置微控制器506和508中的一個(gè)時(shí)，所有相關(guān)聯(lián)的-NBL信號(hào)為禁止相關(guān)聯(lián)的SCB的“高”。如果SCB鎖閉，則必須將-NBL線路關(guān)閉并且接著將其開啟來重新使能SCB。 每個(gè)SCB輸出電壓(-DCVP)的狀態(tài)被報(bào)告給微控制器506和508中相關(guān)聯(lián)的一個(gè)。當(dāng)出現(xiàn)輸出電壓時(shí)SCB輸出電壓為“低”。在沒有+12V偏壓的情況下，SCB輸出電壓線為“高”。如果SCB由于過電流而鎖閉，其(+0C)信號(hào)為“高”。這些信號(hào)被報(bào)告給微控制器506和508 中適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)。在沒有+12V偏壓的情況下，(+0C)線為“高”。到BPD子組件106的通信在來自Τ0Α/Τ0Β上BPC主板118的串行接口上進(jìn)行。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，接口的協(xié)議是UART協(xié)議并且接口層兼容RS-422。例如，接口上的位傳輸速率可以是115. 2K波特。在一個(gè)實(shí)施例中，BPD子組件106具有在BPD子組件106 良好時(shí)進(jìn)行指示的單個(gè)LED。當(dāng)替換BPD子組件106時(shí)，單個(gè)LED被用來進(jìn)行識(shí)別。微控制器506和508中的每一個(gè)還為BPD子組件106提供熱保護(hù)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，如果相關(guān)聯(lián)的冷板過熱，則禁止SCB 502和504。通常，偏壓供應(yīng)器510和512被配置成在風(fēng)量不足時(shí)保護(hù)它們自己。在成功的開機(jī)自檢之后，微控制器506使能BPD “良好” LED。一旦初始化開機(jī)(硬件重置)就禁止所有SCB 502和504。微控制器506和508可以相同或者不同。參考圖6，圖600例示了包括SELV塊602的BPD子組件106，SELV塊602通過變壓器和光耦合器606耦合至350V電路604。根據(jù)本公開的各個(gè)方面，BI3R子組件110被配置成向BPCH子組件104和BPD子組件106提供經(jīng)調(diào)節(jié)的-350V DC隔離輸出；抽取經(jīng)低諧波低噪聲功率因數(shù)校正的輸入電力； 向BPCH子組件104和系統(tǒng)緊急斷電(EPO)環(huán)路提供6V的線路調(diào)整的待機(jī)電壓；通過內(nèi)部繼電器提供EPO機(jī)制；以及通過微控制器監(jiān)測(cè)多個(gè)內(nèi)部信號(hào)以訪問自身的狀況并且經(jīng)由串行鏈路提供該信息。通過較小電力轉(zhuǎn)換器級(jí)的模塊化布置獲得Bra子組件110的高電力電平。參考圖7，BI3R子組件110中的每一個(gè)包括由字母R、S和T表示的三個(gè)電性相同的電力轉(zhuǎn)換器部件。部件中的每一個(gè)包括整流器前端702和連接在一塊來形成輸出電力總線的一組DC/DC轉(zhuǎn)換器704。部件中的每一個(gè)不依賴于其它兩個(gè)部件。也就是說，一個(gè)部件中的故障不妨礙其它兩個(gè)部件的運(yùn)行。當(dāng)向BI5R子組件110的輸入施加電力時(shí)，備用內(nèi)部管理電力供應(yīng)器(標(biāo)記為“STBY HSKPR”)706提供電力給整流器R和DC/DC轉(zhuǎn)換器組R的控制電路。一旦啟動(dòng)整流器R，備用內(nèi)部管理電力供應(yīng)器706自舉其饋送至整流器R的輸出的輸入電力。接下來，由備用內(nèi)部管理電力供應(yīng)器706供電的主微控制器708可以啟動(dòng)主內(nèi)部管理電力供應(yīng)器(標(biāo)記為“MAIN HSKPR”)710。主內(nèi)部管理電力供應(yīng)器710接收來自整流器R的輸出的輸入電力并且給BPR子組件110的其余部分的控制供電。繼電器用來通過向DC/DC轉(zhuǎn)換器控制電路提供所需的操作偏壓來使能-350V輸出。繼電器還用作UEPO環(huán)路功能。當(dāng)未激活繼電器時(shí)，所有的DC/DC 轉(zhuǎn)換器控制機(jī)械地移除它們的偏壓。這在安全電力移除并非必要的情況下防止激活DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸出。當(dāng)激活偏壓并且使能輸出時(shí)，開啟BI5R子組件110 "BPR良好”信號(hào)。BPR子組件可以配置有具備機(jī)械互鎖的開/關(guān)滑動(dòng)開關(guān)來保證始終在禁止?fàn)顟B(tài)下安裝或者移除Bra子組件。為了提高三個(gè)整流器和三組DC/DC轉(zhuǎn)換器之間的輸入和輸出上的電流共享，電力轉(zhuǎn)換器級(jí)中每一級(jí)的三相輸入連接和DC輸出連接可以具有它們自己專用的一組管腳。Bra子組件110包括主微控制器和六個(gè)輔助微控制器(每個(gè)整流器和DC/ DC轉(zhuǎn)換器組一個(gè))。參考圖8，每個(gè)整流器702包括其控制電路執(zhí)行用于AC輸入的電阻仿真(即，正弦單位功率因數(shù)輸入電流)的單相AC/DC轉(zhuǎn)換器。整流器開關(guān)電力級(jí)是具有四個(gè)交織部件 (標(biāo)記為部件W、X、Y和Z)的降壓+升壓轉(zhuǎn)換器。單相整流器中的每一個(gè)連接至AC輸入線的第三相以針對(duì)電力線路干擾提供增加的抗擾度。在正常運(yùn)行時(shí)，在連接C上沒有電流流動(dòng)。當(dāng)需要時(shí)，連接至連接A和B的單相輸入二極管橋變?yōu)榘ㄟB接C的三相二極管橋(通過在連接C上燒制一對(duì)SCR)。三個(gè)整流器部件交替地連接至三相輸入線以提供標(biāo)稱的平衡三相DELTA輸入，一個(gè)整流器運(yùn)行在AC輸入的任何一個(gè)線至線電壓之間。因?yàn)槿齻€(gè)整流器中的每一個(gè)名義上根據(jù)不同對(duì)的線路電壓來運(yùn)行，所以每個(gè)整流器的(_)輸出不同。到BI3R子組件110的輸入電力由BPE 102的背板提供。例如，當(dāng)BI3R子組件110 插入背板時(shí)，可以使每個(gè)相位的一個(gè)稍微較長的輸入管腳生效以首先銜接AC。在此情況下， 當(dāng)Bra子組件110完全就位時(shí)管腳可以接著與相位的其余管腳并聯(lián)。在典型的實(shí)現(xiàn)中，初始接觸管腳/管座被配置為處理任何電弧破壞。連接至每個(gè)整流器輸出的是產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓并且還提供相對(duì)于輸入線路的電隔離的一組DC/DC轉(zhuǎn)換器(例如，可以包括四個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器的組)。給定組中的四個(gè) DC/DC轉(zhuǎn)換器在此被稱為W、X、Y和Z。DC/DC轉(zhuǎn)換器的每個(gè)輸出包括或二極管，其防止一個(gè)輸出部件上的故障導(dǎo)致并聯(lián)轉(zhuǎn)換器崩潰。在一個(gè)實(shí)施例中，相同組中的DC/DC轉(zhuǎn)換器共享公共電壓誤差信號(hào)，這迫使所有的轉(zhuǎn)換器運(yùn)行在相同的輸出電流上。AC的初始應(yīng)用時(shí)每任一相位的BI3R子組件最差情況最大浪涌電流由輸入電容充電電流組成。在各種實(shí)現(xiàn)中，充電電流將不超過具有200uS脈寬的100A峰值，并且依賴于輸入源阻抗。當(dāng)開啟Bra子組件以產(chǎn)生輸出電壓時(shí)，輸入軟啟動(dòng)電流將會(huì)是AC輸入的50/60HZ 正弦，或者在DC輸入的情況下將會(huì)是斜波。對(duì)于大部分輸入故障情況，電流導(dǎo)致內(nèi)部Bra 輸入保護(hù)保險(xiǎn)絲斷開。對(duì)于大部分輸出負(fù)載故障，電流(在初始AC應(yīng)用浪涌電流之后)將不超過最大穩(wěn)態(tài)值。該情況是Bra運(yùn)行在輸出電流限制上的情況下。-350V和6V在最大負(fù)載下的最大輸入電流通常小于或者等于4 伏的平衡AC輸入電壓下的38A RMS平衡三相。在這些情況下，每個(gè)整流器的輸入電流應(yīng)當(dāng)小于22A RMS單相。輸入電流通常應(yīng)當(dāng)由 BPR子組件限制為最大值58ARMS (33. 5A RMS每整流器)。
在DC輸入的情況下，-350V和6V在最大負(fù)載下的最大輸入電流應(yīng)當(dāng)小于或者等于437V DC下的66A。在這些情況下，三個(gè)整流器中每一個(gè)的輸入電流應(yīng)當(dāng)小于22A。系統(tǒng)應(yīng)用狀態(tài)通常應(yīng)當(dāng)防止輸入電流超過最大輸入電流。在至少一個(gè)實(shí)施例中，由每一個(gè)AC輸入相位上的一個(gè)30A、600V快速動(dòng)作半導(dǎo)體保險(xiǎn)絲來保護(hù)每個(gè)整流器。如果一個(gè)正?；顒?dòng)相位出現(xiàn)丟失時(shí)，每個(gè)整流器被配置為進(jìn)行切換以處理來自正常禁止相位的電力。任何相位的丟失還將導(dǎo)致該整流器中的相位故障指示。假設(shè)其它活動(dòng)相位出現(xiàn)，則正常禁止相位上的電壓丟失不影響輸入電力處理。假設(shè)線路電壓在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行需求范圍內(nèi)，則每個(gè)整流器被設(shè)計(jì)成在單相狀態(tài)下啟動(dòng)。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，使用軟件來控制連接C的運(yùn)行。BPR子組件110被配置成當(dāng)斷開DC輸入運(yùn)行時(shí)在電池放電狀態(tài)期間無誤差地運(yùn)行。Bra子組件中散發(fā)的熱量主要通過水冷卻的冷板。通常，在無故障狀態(tài)下空氣中的熱負(fù)荷不應(yīng)當(dāng)超過250瓦特。由于Bra子組件的模塊化設(shè)計(jì)，所以可以允許僅一部分電力級(jí)通電以維持較少的負(fù)荷。通常，低電力模式應(yīng)當(dāng)保持主內(nèi)部管理供應(yīng)器710關(guān)閉以消除三個(gè)整流器中的兩個(gè)及其相關(guān)聯(lián)的DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制所需的電力。在單個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器開啟并且運(yùn)行在達(dá)1. 5A的輸出電流下的情況下，BI5R子組件110通常應(yīng)當(dāng)能夠在沒有水冷卻的情況下無限期地運(yùn)行。在各個(gè)實(shí)施例中，BPR子組件110的輸出與高電壓輸入和控制磁隔離并且相對(duì)于綠色接地線浮動(dòng)。+6V輸出與AC輸入磁隔離并且被視為SELV輸出。DC/DC轉(zhuǎn)換器中的每一個(gè)具有在其電力路徑上位于輸出連接器之前的二極管，以防止內(nèi)部輸出短路故障影響并聯(lián)N+1冗余應(yīng)用的公共總線?？梢酝ㄟ^阻抗匹配來實(shí)現(xiàn)達(dá)12個(gè)并聯(lián)BI3R子組件之間共享的輸出。這導(dǎo)致輸出電壓具有隨著輸出電流增加的負(fù)斜率特性。在至少一個(gè)實(shí)施例中，電壓調(diào)整保證并聯(lián)運(yùn)行的Bra子組件在使用軟件調(diào)整時(shí)所有正在運(yùn)行的調(diào)節(jié)器的平均電流的大約士7. 5安培的范圍內(nèi)共享。在用于每一電力級(jí)的電流型環(huán)路的情況下，同一組中的DC/DC轉(zhuǎn)換器共享公共調(diào)整基準(zhǔn)和電力誤差信號(hào)。作為結(jié)果，同一組中的DC/DC轉(zhuǎn)換器通常共享在該組的平均電流的大約士0.63安培的范圍內(nèi)的電流。三個(gè)DC/DC組輸出電壓中的每一個(gè)可以被配置成通過軟件可獨(dú)立調(diào)整。例如，BI3R子組件110可以被配置成對(duì)于如下狀態(tài)的任何組合將其輸出電壓維持在350伏士 15V (在BI3R子組件110的輸出端檢測(cè)電壓調(diào)整)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)的靜態(tài)輸入電壓改變；無誤差電力線路干擾；瞬態(tài)負(fù)載改變(步驟)；以及轉(zhuǎn)換器運(yùn)行環(huán)境中的變化?！皞溆谩敝傅氖窃诓糠之a(chǎn)品故障的情況下產(chǎn)品繼續(xù)提供部分功能的能力。在Bra子組件110的情況下，系統(tǒng)應(yīng)用平衡動(dòng)力傳動(dòng)系來執(zhí)行備用。在至少一個(gè)實(shí)施例中，BI3R子組件110允許在一個(gè)或更多個(gè)整流器前端或者DC/DC轉(zhuǎn)換器存在問題的情況下在減小的電力電平上運(yùn)行。盡管在這些狀態(tài)下運(yùn)行，但應(yīng)當(dāng)減小輸出應(yīng)用電流(例如，對(duì)于非運(yùn)行的每個(gè) DC/DC轉(zhuǎn)換器減小6. 3A)。在所公開的實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，一個(gè)故障的整流器導(dǎo)致一組四個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器不可運(yùn)行。通常，在該模式下運(yùn)行時(shí)可以將減小輸入電壓的電流應(yīng)用于較低容量。在至少一個(gè)實(shí)施例中，在給BPR子組件110施加輸入電壓之后應(yīng)當(dāng)在不超過3秒鐘的時(shí)間內(nèi)存在+6V浮動(dòng)電平(其用于EPO線圈吸合電壓)。在典型的設(shè)計(jì)中，在無故障狀態(tài)下，+6V電平應(yīng)當(dāng)針對(duì)0到0. 5A的DC負(fù)載電流范圍維持5. 9V到7. 8V的調(diào)整。+6V上的基礎(chǔ)電壓紋波通常不應(yīng)當(dāng)超過60mV峰-峰值。+BI3R NBL給機(jī)械地向DC/DC控制電路施加內(nèi)部偏壓的繼電器供電。在沒有該偏壓的情況下，不能使能350V輸出，并且該特征使得 BI3R子組件輸出電壓出于UEPO安全需要而被機(jī)械地禁止。一旦施加了吸合電壓，則能夠開啟350V輸出。當(dāng)移除吸合電壓時(shí)，將在IOmS內(nèi)斷開BI3R輸出電壓并且接著開始衰減。衰減率取決于負(fù)載。BPR子組件110可以包括標(biāo)記為“識(shí)別”的黃色LED和插入BPA時(shí)容易看見的標(biāo)記為“BPR良好”的綠色LED?？梢酝ㄟ^主微控制器708管理這些LED。在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例中，BI3R子組件110包括允許來自BPC主板118的控制和監(jiān)測(cè)的全雙工RS-422接口并且連接至主微控制器708。每個(gè)整流器包括主控制板712。主控制板712包括用來操作整流器動(dòng)力傳動(dòng)系的電路(包括整流器微控制器)并且包括向主微控制器708報(bào)告的輔助微控制器。每個(gè)主控制板712以輸入電壓干線上的不同電壓作為參考。在至少一個(gè)實(shí)施例中，整流器微控制器包括如下信號(hào)連接=PrimeV0ItsA; PrimeVoltsP ；ACAmps ；Bulk V ；IBBff, IBBX、IBBY 禾口 IBBZ ；TP ；TempDiode ；TempB+B ；Bulk Adj ；Line Fault ；AMUX0.AMUXUAMUX2 ；Τ/Onff#,Τ/0ηΧ#,Τ/0ηΥ#,Τ/0ηΖ# ；SCRNbl ；Crowbar ； Xmit ；Rcv ；禾口 HOV。PrimeVoltsA對(duì)應(yīng)于連接至三相全波二極管橋的三相輸入連接的電壓。 I^rimeVoltsP對(duì)應(yīng)于連接至三相全波二極管橋的三相輸入的峰值電壓。ACAmps是進(jìn)入整流器的縮放線路電流。BulkV是整流器輸出上的縮放電壓，IBBff, IBBX、IBBY和IBBZ表示通過每個(gè)降壓+升壓電感器的相對(duì)電流。TP是對(duì)輔助控制板714供電的內(nèi)部管理供應(yīng)器的最大縮放輸出電壓。TempDiode是用于由熱敏電阻所測(cè)量的輸入二極管橋的冷卻塊的溫度。 TempB+B是用于由熱敏電阻所測(cè)量的降壓或者升壓開關(guān)的冷卻塊的較高溫度。Bulk Adj (其可以是2KHz PWM信號(hào))用來調(diào)整整流器輸出電壓的調(diào)節(jié)點(diǎn)。LineFault用來指示是否出現(xiàn)線路故障(例如，如果斷開輸入時(shí)全波三相橋的瞬時(shí)電壓高于212伏士5% )并且用來確定是否燒制SCR802和804 ；AMUXO、AMUXl和AMUX2 構(gòu)成以AMUXO為最低有效位的模擬多路轉(zhuǎn)換器的標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制形式的地址。T/0nW#、T/0nX#、 Τ/0ηΥ#和T/0r^#指示是否開啟輸入整流器的相關(guān)相位。SCRNbl控制是否激活輸入二極管橋上的SCR。當(dāng)為高時(shí)，Crowbar指示直到輸入電流保護(hù)導(dǎo)致電力從整流器輸入處移除時(shí)才應(yīng)當(dāng)導(dǎo)通整流器中的升壓開關(guān)；Xmit和Rcv用來構(gòu)成到主微控制器708的全雙工UART連接；以及HOV指示是否在大輸出電壓上檢測(cè)到硬件過電壓。在所公開的實(shí)施例中，每一組DC/DC轉(zhuǎn)換器704包括輔助控制卡714，該輔助控制卡714包括用來操作轉(zhuǎn)換器704的DC/DC動(dòng)力傳動(dòng)系的電路(例如，DC/DC組微控制器)。 卡714包括向主微控制器704報(bào)告的一個(gè)輔助微控制器。輔助控制板714以DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電力總線的公共正軌作為參考。在至少一個(gè)實(shí)施例中，DC/DC組微控制器包括如下信號(hào)連接 JempDCW JempDCX JempDCY 和 iTempDCZ ；T/0nW、T/0nX、T/0nY 和 Τ/OnZ ；VoAdj ； IsnsAdj ； IlimAdj ；TempDCA ；ISff, ISX、ISY 和 ISZ ；HOV ；AMUXO、AMUXl 和 AMUX2 ；Xmit ；和 Rev。TempDCff,TempDCX,TempDCY和TempDCZ對(duì)應(yīng)用于由熱敏電阻所測(cè)量的各DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出二極管橋的冷卻塊的溫度。T/OnW、T/OnX、T/OnY和Τ/ΟηΖ由確定所有DC/DC轉(zhuǎn)換器是否為開的主開啟位來控制。VoAdj (其可以是57KHz PWM信號(hào))用來調(diào)整所有DC/DC轉(zhuǎn)換器的調(diào)節(jié)點(diǎn)。IsnsAdj (其可以是57KHZ PWM)用來使Iout信號(hào)的偏移為零。IlimAdj (其可以是57KHz PWM信號(hào))用來調(diào)整所有DC/DC轉(zhuǎn)換器的電流限制點(diǎn)。TempDCA通過到由AVCC供電的溫度傳感器的連接測(cè)量輔助控制卡714的局部空氣溫度。ISW、ISX、ISY和ISZ是其值與各DC/DC轉(zhuǎn)換器的平均一次電流成比例的信號(hào)。HOV指示是否在輸出總線上檢測(cè)到硬件(即，快速)過電壓。AMUXO、AMUXl和AMUX2構(gòu)成以AMUXO 為LSB的模擬多路轉(zhuǎn)換器的標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制形式的地址。Xmit和Rcv構(gòu)成到主微控制器708的全雙工UART連接。主微控制器708從六個(gè)輔助微控制器(即，整流器微控制器和DC/DC組微控制器)聚集信息并且按該信息動(dòng)作。因此，本申請(qǐng)已經(jīng)公開了容易促進(jìn)用于高性能計(jì)算(HPC)集群的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的多種技術(shù)。附圖中的流程圖和框圖例示了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可以實(shí)現(xiàn)的架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或框圖中的每個(gè)框可以表示模塊、 代碼片段或部分，其包括用于實(shí)現(xiàn)指定邏輯功能的一條或更多條可執(zhí)行指令。還應(yīng)當(dāng)注意到，在某些替換實(shí)現(xiàn)中，塊中所提及的功能可以不按圖中所提及的順序出現(xiàn)。例如，事實(shí)上， 可以基本上并發(fā)地執(zhí)行連續(xù)示出的兩個(gè)塊，或者，有時(shí)可以按相反順序來執(zhí)行各塊，這取決于所涉及的功能。還將注意到，可以由執(zhí)行指定功能或動(dòng)作的基于專用硬件的系統(tǒng)或?qū)Ｓ糜布c計(jì)算機(jī)指令的組合來實(shí)現(xiàn)框圖和/或流程圖示圖的每一塊以及框圖和/或流程圖示圖的各塊的組合。本申請(qǐng)所使用的術(shù)語目的僅在于描述特定實(shí)施例，并非旨在限制本發(fā)明。如在本申請(qǐng)所使用的那樣，單數(shù)形式的“一個(gè)”、“該”意欲也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另有所指。將進(jìn)一步理解，當(dāng)在該說明書中使用時(shí)，術(shù)語“包含”(以及類似的術(shù)語，諸如包括、具有等等)是開放式的，表明所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的出現(xiàn)，但并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其群組的出現(xiàn)或添加。以下權(quán)利要求中所有裝置或步驟加功能元件的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、動(dòng)作和等同物 (如果有)旨在包括如特別主張那樣的用于執(zhí)行結(jié)合其它主張的元件的功能的任何結(jié)構(gòu)、 材料或動(dòng)作。已經(jīng)出于說明和描述的目的給出了本發(fā)明的描述，但是其并不旨在窮舉或者將本發(fā)明限制在所公開的形式。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，許多改進(jìn)和變型是顯然的。實(shí)施例的選擇和描述是為了最佳地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的適于特定使用預(yù)期的具有各種改進(jìn)的各種實(shí)施例。已經(jīng)詳細(xì)地描述了本申請(qǐng)的發(fā)明并且參考了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，顯然在不背離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，改進(jìn)和變型都是可能的。
權(quán)利要求
1.一種電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，包括多個(gè)大電力調(diào)節(jié)器(BPR)子組件，每一個(gè)被配置為根據(jù)AC輸入電力和DC輸入電力提供經(jīng)調(diào)節(jié)的DC大電力；大電力分配(BPD)子組件，被配置為分配所述經(jīng)調(diào)節(jié)的DC大電力；以及耦合至所述多個(gè)BI3R子組件和所述BPD子組件的大電力控制器和集線器(BPCH)子組件，其中所述BPCH子組件被配置為監(jiān)測(cè)和控制所述BPR子組件和所述BPD子組件。
2.如權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，進(jìn)一步包含多個(gè)大電力風(fēng)機(jī)(BPF)子組件，被配置為從所述BI5R子組件和所述BPD子組件所散發(fā)的空氣中移除熱負(fù)荷。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，進(jìn)一步包含包括背板的大電力外殼(BPE)，被配置為將所述BPCH子組件耦合到所述BI5R子組件和所述BPD子組件。
4.如任一在前權(quán)利要求所述的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，其中所述BI5R子組件中的每一個(gè)包括多個(gè)電性相同的電力轉(zhuǎn)換器部件。
5.如權(quán)利要求4所述的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，其中所述多個(gè)電性相同的電力轉(zhuǎn)換器部件中的每一個(gè)包括整流器前端和一組DC/DC轉(zhuǎn)換器。
6.如權(quán)利要求5所述的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，其中所述一組DC/DC轉(zhuǎn)換器的各輸出被電連接以構(gòu)成輸出電力總線。
7.如權(quán)利要求5所述的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，其中所述BTO子組件中的每一個(gè)包括被控制成禁止所述一組DC/DC轉(zhuǎn)換器的繼電器。
8.如權(quán)利要求5所述的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，其中所述整流器前端包括執(zhí)行用于AC電力輸入的電阻仿真的單相AC/DC轉(zhuǎn)換器。
9.如權(quán)利要求5所述的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，其中所述一組DC/DC轉(zhuǎn)換器用作具有四個(gè)交織部件的降壓加升壓轉(zhuǎn)換器。
10.如權(quán)利要求5所述的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，其中所述一組DC/DC轉(zhuǎn)換器包括被配置為提供與輸入電力線的電隔離的四個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器。
11.如權(quán)利要求10所述的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，其中所述四個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器的每個(gè)輸出包括或二極管，其防止所述四個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器中的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)換器上的故障致使 所述四個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器中的其余轉(zhuǎn)換器不可運(yùn)行。
12.如任一在前權(quán)利要求所述的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，其中所述BPCH子組件包括大電力控制(BPC)主板，所述大電力控制主板包括用來路由所述DC大電力的多個(gè)靜態(tài)斷路器；以及被隔離在安全超低壓(SELV)塊中并且被配置為提供以太網(wǎng)通信功能的大電力集線器(BPH)子卡。
13.一種高性能計(jì)算集群，包括如任一在前權(quán)利要求所述的電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，并且進(jìn)一步包括一個(gè)或更多個(gè)處理節(jié)點(diǎn)，耦合至所述BPD子組件并且被配置為接收由所述經(jīng)調(diào)節(jié)的DC 大電力得出的運(yùn)行電力。
14.一種向高性能計(jì)算集群提供運(yùn)行電力的方法，包括使用多個(gè)大電力調(diào)節(jié)器(BPR)子組件根據(jù)AC輸入電力或者DC輸入電力產(chǎn)生經(jīng)調(diào)節(jié)的DC大電力；使用大電力分配(BPD)子組件將所述經(jīng)調(diào)節(jié)的DC大電力分配給高性能計(jì)算集群的一個(gè)或更多個(gè)處理節(jié)點(diǎn)；使用大電力控制器和集線器(BPCH)子組件監(jiān)測(cè)和控制所述BPD子組件和所述多個(gè)BPR 子組件；以及使用大電力外殼(BPE)的背板將所述BPCH子組件耦合至所述多個(gè)BI5R子組件和所述 BPD子組件，其中所述一個(gè)或更多個(gè)處理節(jié)點(diǎn)被配置為接收由所述經(jīng)調(diào)節(jié)的DC大電力得出的運(yùn)行電力。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述BI3R子組件中的每一個(gè)包括多個(gè)電性相同的電力轉(zhuǎn)換器部件，并且其中所述多個(gè)電性相同的電力轉(zhuǎn)換器部件中的每一個(gè)包括整流器前端和一組DC/DC轉(zhuǎn)換器。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中電連接所述一組DC/DC轉(zhuǎn)換器的各輸出來構(gòu)成輸出電力總線并且所述BI5R子組件中的每一個(gè)包括被控制成禁止所述一組DC/DC轉(zhuǎn)換器的繼電器。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述一組DC/DC轉(zhuǎn)換器用作具有四個(gè)交織部件的降壓加升壓轉(zhuǎn)換器。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述一組DC/DC轉(zhuǎn)換器包括用來提供相對(duì)于輸入電力線的電隔離的四個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器，并且所述四個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器的每個(gè)輸出包括或二極管，其防止所述四個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器中的一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)換器上的故障致使所述四個(gè)DC/DC 轉(zhuǎn)換器的其余轉(zhuǎn)換器不可運(yùn)行。
全文摘要
一種電力轉(zhuǎn)換、控制和分配系統(tǒng)，包括多個(gè)大電力調(diào)節(jié)器(BPR)子組件、大電力分配(BPD)子組件以及大電力控制器和集線器(BPCH)子組件。BPR子組件的每一個(gè)被配置為根據(jù)AC輸入電力和DC輸入電力二者提供經(jīng)調(diào)節(jié)的DC電力。BPD子組件用來分配經(jīng)調(diào)節(jié)的DC電力。BPCH子組件耦合至多個(gè)BPR子組件和BPD子組件。BPCH子組件用來監(jiān)測(cè)和控制BPR子組件和BPD子組件。
文檔編號(hào)H02J1/00GK102301304SQ201080005855
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者D·巴魯斯, E·J·賽米納羅, G·法爾, K·R·考維, R·K·艾里米利, S·J·阿拉達(dá)斯 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司