專利名稱：一種電源冗余裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種電源冗余裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及光傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電源冗余裝置。
背景技術(shù)：
[0002]冗余技術(shù)在控制領(lǐng)域用的最多。所謂冗余，就是在設(shè)計(jì)中留有充分的余量。一個(gè)設(shè)備有100個(gè)被控對(duì)象(比如電磁閥)，你選擇的PLC控制器得有110 120個(gè)輸出口，而不能選擇正好100個(gè)的輸出口的PLC，這多出來(lái)的10 20個(gè)就是冗余。在做控制時(shí)，都要留出充分的冗余。冗余技術(shù)就是增加多余的設(shè)備，以保證系統(tǒng)更加可靠、安全地工作。冗余的分類方法多種多樣，按照在系統(tǒng)中所處的位置，冗余可分為元件級(jí)、部件級(jí)和系統(tǒng)級(jí)； 按照冗余的程度可分為1:1冗余、1:2冗余、1:η冗余等多種。[0003]在當(dāng)前元器件可靠性不斷提高的情況下，和其它形式的冗余方式相比，1:1的部件級(jí)熱冗余是一種有效而又相對(duì)簡(jiǎn)單、配置靈活的冗余技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，如I/o卡件冗余、電源冗余、主控制器冗余等。因此，目前國(guó)內(nèi)外主流的過(guò)程控制系統(tǒng)中大多采用了這種方式。當(dāng)然，在某些局部設(shè)計(jì)中也有采用元件級(jí)或多種冗余方式組合的成功范例。[0004]冗余電源是用于服務(wù)器中的一種電源，是由兩個(gè)完全一樣的電源組成，由芯片控制電源進(jìn)行負(fù)載均衡，當(dāng)一個(gè)電源出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)電源馬上可以接管其工作，在更換電源后，又是兩個(gè)電源協(xié)同工作。冗余電源是為了實(shí)現(xiàn)服務(wù)器系統(tǒng)的高可用性。除了服務(wù)器之外，磁盤(pán)陣列系統(tǒng)應(yīng)用也非常廣泛。[0005]大型機(jī)房和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的主要設(shè)備和控制系統(tǒng)一般都使用了 UPS供電，但是因?yàn)?UPS故障切回電網(wǎng)時(shí)或UPS后端線路元件故障引起的負(fù)載失電事故還時(shí)有發(fā)生。雙電源冗余就是為解決這種問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。[0006]雙電源冗余為工程師提供了更好的供電解決方案，使設(shè)備的失電危險(xiǎn)成數(shù)量級(jí)降低，且?guī)缀醪挥肬PS冗余配置就可做到穩(wěn)定供電，減少用戶的電源投資。去除了以往UPS后端到設(shè)備單線故障帶來(lái)的危險(xiǎn)，使雙回路供電真正做到了設(shè)備級(jí)，確保設(shè)備供電萬(wàn)無(wú)一失。 同時(shí)有效使用電網(wǎng)供電，提高了電網(wǎng)使用效率，減少UPS負(fù)載，降低了 UPS長(zhǎng)期滿載引起的故障率升高問(wèn)題。雙電源冗余開(kāi)關(guān)的典型應(yīng)用場(chǎng)合為機(jī)房設(shè)備、PLC/DCS系統(tǒng)、前置機(jī)或操作站、繼電·器柜、變頻器控制電路電源、交流接觸器、工業(yè)照明設(shè)備等供電要求級(jí)別高的場(chǎng)所。典型切換時(shí)間為4ms，完全滿足上述設(shè)備的瞬間切換要求。當(dāng)主回路電壓低于設(shè)定值時(shí)，瞬間切換到從回路供電，并報(bào)警。當(dāng)從回路電壓不滿足要求時(shí)，則不切換，并發(fā)出報(bào)警。[0007]雙電源冗余控制技術(shù)在光城域傳輸網(wǎng)的建設(shè)上起到舉足輕重作用。隨著技術(shù)進(jìn)步及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展，光傳輸網(wǎng)絡(luò)成為各運(yùn)營(yíng)商承載業(yè)務(wù)的核心平臺(tái)。近年來(lái)光傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成本的大幅降低，各運(yùn)營(yíng)商均加大了骨干光傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，主要集中在光長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)和光城域傳輸網(wǎng)的建設(shè)。傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)商光城域傳輸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)還是由以傳輸語(yǔ)音為主的電信網(wǎng)和傳輸數(shù)據(jù)為主的數(shù)據(jù)網(wǎng)組成，而這些網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速增長(zhǎng)所帶來(lái)的帶寬的需求。目前光城域網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)開(kāi)始向具有MSTP功能的城域傳輸網(wǎng)建設(shè)過(guò)渡，傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)有效的融合將成為今后光城域傳輸網(wǎng)的發(fā)展方向。目前的光城域網(wǎng)基本以第一代的MSTP技術(shù)組建，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理能力十分有限。隨著3G業(yè)務(wù)的多樣 性和傳輸帶寬的需求，今后的光城域網(wǎng)將以第三代的MSTP及城域波分復(fù)用技術(shù)為主構(gòu)成 更加靈活、高效的、更加適用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)墓獬怯騻鬏斁W(wǎng)絡(luò)。無(wú)論什么數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、什么傳 輸網(wǎng)絡(luò)，電源都是運(yùn)行的基本條件，雙電源冗余控制技術(shù)不但給光城域傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)上 打了一個(gè)很好根基，并且在諸多技術(shù)領(lǐng)域上都有很不錯(cuò)的應(yīng)用效果。[0008]1550nm數(shù)字電視長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)建設(shè)副載波激光調(diào)幅傳輸技術(shù)已在廣播電視傳 輸領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，隨著1550nm光放大器和外調(diào)制光發(fā)射機(jī)的成熟商業(yè)應(yīng)該，數(shù)字 電視廣播信號(hào)通過(guò)1550nm波長(zhǎng)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)城域網(wǎng)范圍覆蓋和市-縣鄉(xiāng)聯(lián)網(wǎng)的長(zhǎng)距離傳 輸，以其相對(duì)低廉的成本和簡(jiǎn)便的維護(hù)性提供了近IG射頻通道的承載能力，可輕松承載目 前所有的有線運(yùn)營(yíng)商廣播業(yè)務(wù)，在未來(lái)不需要進(jìn)行傳輸網(wǎng)的改造亦可輕松承載作力廣電未 來(lái)業(yè)務(wù)戰(zhàn)略重要高地的高清、3D廣播信號(hào)。而在有了這樣一張廣播業(yè)務(wù)承載能力強(qiáng)大的廣 播網(wǎng)后，廣電運(yùn)營(yíng)高的數(shù)據(jù)網(wǎng)帶寬建設(shè)也可以進(jìn)行的更加平穩(wěn)、循序漸進(jìn)。[0009]縣級(jí)分前端目前均為HFC廣播網(wǎng)，使用1550nm系統(tǒng)將數(shù)字電視傳輸?shù)礁鱾€(gè)縣級(jí)分 前端后，無(wú)需進(jìn)行信號(hào)調(diào)制方式的轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)市縣網(wǎng)與縣級(jí)分配網(wǎng)的無(wú)縫結(jié)合，可方便、 快捷地支持各個(gè)縣級(jí)分公司的數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換。各縣級(jí)分前端設(shè)備簡(jiǎn)單且與原有分配網(wǎng) 設(shè)備原理相近，也適應(yīng)縣級(jí)分前端相對(duì)較弱的運(yùn)行維護(hù)能力。[0010]利用1550nm光發(fā)射機(jī)建設(shè)長(zhǎng)距離傳輸網(wǎng)，與利用SDH傳輸相比,具有網(wǎng)絡(luò)容量大 投資少等優(yōu)點(diǎn)。本方案為了實(shí)現(xiàn)電視節(jié)目的傳輸，利用1550nm光發(fā)射機(jī)傳輸模擬信號(hào)39 套，數(shù)字電視節(jié)目120套。并且隨著高清和互動(dòng)節(jié)目的開(kāi)通，對(duì)以后的擴(kuò)容也能滿足需要。[0011]總前端設(shè)計(jì)一臺(tái)雙路1550nm光發(fā)射機(jī)，輸出兩個(gè)光信號(hào)到光放大器，經(jīng)光分路器 將信號(hào)送入HFC網(wǎng)絡(luò)，各分前端收到光后經(jīng)光放大器、色散補(bǔ)償器、光分器后送到各光節(jié) 點(diǎn)，最后到用戶家里。[0012]其中各分前端機(jī)房有12臺(tái)IRU高的EDFA (20dBm)的光纖放大器，放在一個(gè)19英 寸機(jī)柜(600*600*2000mm)中，光信號(hào)經(jīng)過(guò)放到后將光信號(hào)分成12路輸出到各分前端。光 纖放大器都是1+1冷備份。[0013]目前光傳輸平臺(tái)存在電源無(wú)冗余控制功能的問(wèn)題，每臺(tái)設(shè)備單電源輸出，沒(méi)有電 源備份功能，功率較大，負(fù)載過(guò)高，電流過(guò)大容易造成短路、空開(kāi)跳閘。設(shè)備電源沒(méi)有保險(xiǎn)， 突然停電或來(lái)電瞬間電流過(guò)大都容易造成電源的損壞，后期的維護(hù)成本加大。單電源全功 率輸出，模塊容易老化會(huì)造成電源模塊壽命減短。設(shè)備隨著增加電源線也隨之增多，不但給 機(jī)房布線帶來(lái)了麻煩，并且非常不美觀、電源插排成本增高、故障點(diǎn)增多。實(shí)用新型內(nèi)容[0014]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中光傳輸平臺(tái)存在電源無(wú)冗余控制功能的問(wèn)題，本實(shí)用新型提 出了一種電源冗余裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)雙電源主備備份，進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)切換，完成冗余控制。[0015]本實(shí)用新型提出的一種電源冗余裝置，適用于光傳輸平臺(tái)，包括兩個(gè)電源模塊和 兩個(gè)冗余控制開(kāi)關(guān)，所述電源模塊內(nèi)置功率共享電路，所述兩個(gè)冗余控制開(kāi)關(guān)位于所述兩 個(gè)電源模塊之間，所述兩個(gè)電源模塊分別與光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)連接。[0016]優(yōu)選地，所述電源模塊設(shè)置有冷卻風(fēng)扇。[0017]優(yōu)選地，所述電源模塊前面板設(shè)置有電壓測(cè)試點(diǎn)。[0018]優(yōu)選地，所述電源模塊安裝有安全保險(xiǎn)單元。[0019]優(yōu)選地，所述電源模塊之間通過(guò)總線連接。[0020]由于兩個(gè)電源模塊通過(guò)冗余控制開(kāi)關(guān)來(lái)達(dá)到雙電源之間的互相切換，并內(nèi)置功率 共享電路，當(dāng)兩臺(tái)電源模塊同時(shí)工作時(shí)，每個(gè)模塊均工作在半功率輸出狀態(tài)，當(dāng)其中一個(gè)模 塊出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)模塊馬上工作在全功率輸出狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)電源冗余控制。


[0021]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的電源冗余裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0022]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的電源冗余裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該電源冗 余裝置適用于光傳輸平臺(tái)，包括兩個(gè)電源模塊I和兩個(gè)冗余控制開(kāi)關(guān)2，電源模塊內(nèi)置功率 共享電路3，兩個(gè)冗余控制開(kāi)關(guān)位于兩個(gè)電源模塊之間，兩個(gè)電源模塊分別與光發(fā)射機(jī)和光 接收機(jī)連接。[0023]該電源冗余裝置集成在高密度的3RU架構(gòu)內(nèi)，3RU架構(gòu)擁有17個(gè)插槽，并將電源模 塊、管理控制模塊、1310nm/1550nm光發(fā)射模塊等進(jìn)行高度集成。每個(gè)電源模塊還設(shè)計(jì)了安 全保險(xiǎn)單元，電源過(guò)大只會(huì)將保險(xiǎn)燒壞，不會(huì)損害電源模塊本身。當(dāng)兩臺(tái)電源模塊同時(shí)工作 時(shí)每個(gè)模塊均工作在半功率輸出狀態(tài)，兩個(gè)模塊自動(dòng)切換支持熱插拔，一個(gè)損壞另一個(gè)全 功率輸出，解決了單設(shè)備單電源無(wú)法備份的缺點(diǎn)。[0024]電源模塊功率輸出300w，高密度的3RU架構(gòu)內(nèi)，擁有17個(gè)插槽，其中四個(gè)插槽是給 電源模塊做為主備備份，一個(gè)管理模塊，12個(gè)設(shè)備模塊的插槽可同時(shí)工作，僅3RU的空間、2 個(gè)電源模塊、兩根電源線就相當(dāng)于方案一中12個(gè)IRU設(shè)備所用的空間，布線方便美觀。不 但能節(jié)省機(jī)房的空間，耗電量也大幅度的減少。并且電源模塊之間還能相互備份，解決了單 一電源的安全隱患。由于空間變大，為以后的擴(kuò)容帶來(lái)了方便，成本上也減少了很多。經(jīng)過(guò) 計(jì)算一個(gè)19寸機(jī)柜能放12個(gè)IRU的設(shè)備，用了本發(fā)明之后無(wú)論機(jī)房空間、耗電量、后期擴(kuò) 容成本都會(huì)節(jié)省4倍，甚至更多。[0025]雙電源冗余裝置是為HY-VLink傳輸平臺(tái)的HY-PS電源模塊而設(shè)計(jì)。一個(gè)3RU的 HY-VLink傳輸平臺(tái)可具有兩個(gè)HY-PS電源，其互為備份。[0026]HY-PS電源模塊內(nèi)置功率共享電路，當(dāng)兩臺(tái)電源模塊同時(shí)工作時(shí)，每個(gè)模塊均工作 在半功率輸出狀態(tài)，當(dāng)其中一個(gè)模塊出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)模塊馬上工作在全功率輸出狀態(tài)， 以確保HY-VLink傳輸平臺(tái)之工作穩(wěn)定性。[0027]HY-PS電源模塊自帶有冷卻風(fēng)扇以提高散熱性能，并且3RU的機(jī)架內(nèi)其背板還具 有8個(gè)冷卻風(fēng)扇用于給整個(gè)HY-VLink光傳輸平臺(tái)散熱。全部采用高率吸入式風(fēng)扇，機(jī)架內(nèi) 部都有出氣凹槽，熱氣不會(huì)上升，大大減少了整機(jī)的熱量，將散熱達(dá)到了極致。[0028]HY-PS電源模塊的前面板具有24V電壓測(cè)試點(diǎn)，用以判定模塊是否正常工作。[0029]兩個(gè)電源模塊通過(guò)冗余控制開(kāi)關(guān)S1、S2來(lái)達(dá)到雙電源之間的互相切換。兩個(gè)電 源模塊內(nèi)置功率共享電路，當(dāng)兩臺(tái)電源模塊同時(shí)工作時(shí)，每個(gè)模塊均工作在半功率輸出狀 態(tài)，當(dāng)其中一個(gè)模塊出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)模塊馬上工作在全功率輸出狀態(tài)。每個(gè)模塊都通過(guò) 總線與管理模塊進(jìn)行通信，管理模塊對(duì)其它所有的模塊進(jìn)行統(tǒng)一的管理，統(tǒng)一的命令下發(fā)及控制。[0030]HY-VLink光傳輸平臺(tái)中的電源冗余控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷傳輸，不但有 主備電源的備份，而且從機(jī)房空間、節(jié)約電能、后期設(shè)備擴(kuò)容、綜合布線等方面都有很好的 效果。[0031]以往的方案中一個(gè)19英寸的機(jī)柜中只能放置12個(gè)IRU高的光放大器，如果要做 到1+1備份的話就得兩個(gè)19英寸的機(jī)柜。在此方案中在一個(gè)19英寸機(jī)柜放置兩個(gè)3RU高 的HY-VLink就能實(shí)現(xiàn)設(shè)備1+1備份，通過(guò)雙電源冗余控制技術(shù)達(dá)到電源備份的效果，24小 時(shí)信號(hào)不中斷，后期的擴(kuò)容還有很大的空間。[0032]冗余控制技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，尤其在廣播電視傳輸上面非常重要。廣播電視信號(hào) 都是24小時(shí)不間斷的播出，一但信號(hào)中斷就會(huì)給廣大的電視用戶造成影響，無(wú)法收看電 視。[0033]所以一定要有一個(gè)很好的電源技術(shù)，很好的新產(chǎn)品來(lái)支撐他。雙電源冗余控制技 術(shù)就彌補(bǔ)了這個(gè)嚴(yán)重的不足。電源不但能主備備份，當(dāng)兩臺(tái)電源模塊同時(shí)工作時(shí)每個(gè)模塊 均工作在半功率輸出狀態(tài)，兩個(gè)模塊自動(dòng)切換支持熱插拔，一個(gè)損壞另一個(gè)全功率輸出。每 個(gè)模塊還設(shè)計(jì)了安全保險(xiǎn)裝置，如果突然來(lái)電或是停電，電流過(guò)大時(shí)最多只會(huì)將保險(xiǎn)燒斷， 對(duì)電源模塊絲毫沒(méi)有影響，更換一個(gè)保險(xiǎn)只需要幾毛錢(qián)的成本。不但經(jīng)濟(jì)實(shí)用，而且非常環(huán) 保。[0034]此方案中，總前端的一臺(tái)1550nm光發(fā)射機(jī)輸出兩路光信號(hào)到EDFA光放大器,光信 號(hào)經(jīng)過(guò)放大后傳送到分前端的EDFA光纖放大器。分前端的HY-VLink光傳輸平臺(tái)配置I個(gè) EMS管理模塊、12個(gè)EDFA光放大模塊、兩個(gè)電源模塊采用雙電源冗余控制技術(shù)，光傳輸平臺(tái) 1+1備份。所有光傳輸信號(hào)經(jīng)過(guò)光放大器、光分路器后將信號(hào)送入HFC網(wǎng)絡(luò)，送到各個(gè)光節(jié)[0035]應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型而非限制，本實(shí)用新型也并不僅 限于上述舉例，一切不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在 本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求1.一種電源冗余裝置，適用于光傳輸平臺(tái)，其特征在于，包括兩個(gè)電源模塊和兩個(gè)冗余控制開(kāi)關(guān)，所述電源模塊內(nèi)置功率共享電路，所述兩個(gè)冗余控制開(kāi)關(guān)位于所述兩個(gè)電源模塊之間，所述兩個(gè)電源模塊分別與光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電源冗余裝置，其特征在于，所述電源模塊設(shè)置有冷卻風(fēng)扇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電源冗余裝置，其特征在于，所述電源模塊前面板設(shè)置有電壓測(cè)試點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電源冗余裝置，其特征在于，所述電源模塊安裝有安全保險(xiǎn)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電源冗余裝置，其特征在于，所述電源模塊之間通過(guò)總線連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電源冗余裝置，適用于光傳輸平臺(tái)，其特征在于，包括兩個(gè)電源模塊和兩個(gè)冗余控制開(kāi)關(guān)，所述電源模塊內(nèi)置功率共享電路，所述兩個(gè)冗余控制開(kāi)關(guān)位于所述兩個(gè)電源模塊之間，所述兩個(gè)電源模塊分別與光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)連接。由于兩個(gè)電源模塊通過(guò)冗余控制開(kāi)關(guān)來(lái)達(dá)到雙電源之間的互相切換，并內(nèi)置功率共享電路，當(dāng)兩臺(tái)電源模塊同時(shí)工作時(shí)，每個(gè)模塊均工作在半功率輸出狀態(tài)，當(dāng)其中一個(gè)模塊出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)模塊馬上工作在全功率輸出狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)電源冗余控制。
文檔編號(hào)H02J9/06GK202840668SQ20122043190
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者張慶源, 王圣超, 陳燁, 曲博 申請(qǐng)人:黑龍江中科宏源通訊技術(shù)有限公司