| 熱插拔表示一個系統(tǒng)在輸入端、輸出端和信號總線都處于工作狀態(tài)的情況下,安裝或拆卸電源模塊的能力。熱插拔冗余電源系統(tǒng)增加了系統(tǒng)的容錯程度,這對于要求緊急停機的系統(tǒng)格外需要。 ----為了實現(xiàn)一個熱插拔電源系統(tǒng),設(shè)計者應(yīng)當(dāng)深入了解一些電氣方面的有關(guān)問題,比如冗余技術(shù)和電流共享,并且他還應(yīng)當(dāng)對散熱、安全性和機械方面的問題加以注意。 冗余 ----電源系統(tǒng)的冗余通常用n + x的方法來描述,這里的n代表在滿足系統(tǒng)最大供電要求時所需要的電源模塊數(shù)量,x表示所安裝附加電源模塊的數(shù)量。所以,一個n + 1的系統(tǒng)就表示系統(tǒng)有比能提供最大負載電流條件下所需最少的電源模塊數(shù)還多1個的電源模塊。 ----正如其它冗余電源系統(tǒng)一樣,在熱插拔系統(tǒng)中加上更多的電源模塊可以增加冗余度,所以,如果在一個系統(tǒng)中安裝了比能支持最大系統(tǒng)負載所需要的最少模塊還多x個的電源模塊,就能夠在有x個模塊失效的情況下仍保證維持系統(tǒng)全部正常工作。 電流共享 ----雖然在熱插拔系統(tǒng)中并不絕對要求有電流共享,但電流共享除了能提供冗余度外還有可減少操作的優(yōu)點。在一個電流共享系統(tǒng)中,每個模塊所需要的電流與冗余度成比例的下降。 ----電流共享下降法（見圖）表明在兩個并聯(lián)的模塊之間是怎樣共享負載電流的。如果2個并聯(lián)組件的輸出電壓設(shè)置成相近的數(shù)值,總的負載電流將平均地分配在兩個模塊上。不過,任何電壓設(shè)置的偏差都會改變并聯(lián)模塊之間負載電流的平衡狀態(tài)。  | 圖：在電流共享下降時,輸出電壓的偏移會影響兩并聯(lián)連接模塊的電流平衡。 | ----而且,冗余電源系統(tǒng)如果以電流共享方式工作,它的暫態(tài)響應(yīng)也比冗余模塊以空載或備用方式工作的電源系統(tǒng)好。這是因為負載的暫態(tài)電流分配到了并聯(lián)模塊上,而不是在一個模塊上呈現(xiàn)出峰值。 ----一個熱插拔容錯電源系統(tǒng)必須不僅能提供冗余,并且還應(yīng)當(dāng)能夠承受單點故障。在冗余電源系統(tǒng)中,降低單點故障可能性的典型方法是使用隔離二極管（或O形環(huán)路）。使用這種方法時,要在每個電源模塊與電源分配總線之間安裝功率二極管,這樣,當(dāng)任何一個模塊出現(xiàn)欠壓或短路故障時,這些故障不會傳遞到系統(tǒng)的供電總線上。 負載調(diào)節(jié) ----典型情況下,一個熱插拔冗余電源系統(tǒng)要給多個負載供電,供電系統(tǒng)要給一個或多個卡式機箱或機架設(shè)備供電。有時電源供電的設(shè)備上帶有局部板上調(diào)節(jié)器,可以把來自冗余電源系統(tǒng)的總功率轉(zhuǎn)換成各個板卡所需要的電壓。有時,系統(tǒng)部件也能直接從供電總線上獲得電能。 ----在任何一種情況下,都必須考慮到系統(tǒng)的功率分配網(wǎng)絡(luò)上電壓降低的問題。由于系統(tǒng)功率分配網(wǎng)絡(luò)上越過調(diào)整點的電壓會漸漸下降,所以安裝電源模塊那些點的電壓必須得到補償。 散熱問題 ----設(shè)計者應(yīng)當(dāng)給熱插拔系統(tǒng)中的電源留有足夠的余量。如果供電電源的余量過小會導(dǎo)致電源結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和電源價格的提高。對于強迫空氣對流的電源,其典型功率密度的范圍是從3.5W/in3（對于低輸出電壓/高輸出電流和多個輸出端電源的條件）到6.5W/in3（對于高輸出電壓/單端輸出電源的條件）。自然對流電源功率密度的范圍是1～3W/in3。 ----為了保證電源有足夠的散熱氣流,可以用以下經(jīng)驗公式近似估算（15℃的空氣溫升）。 cfm = 0.38[(POUT/h)-POUT] 式中： cfm = 氣流容量（立方英尺/分鐘） POUT = 電源輸出功率（瓦特） h = 電源效率（多輸出端的典型值是0.7,單輸出端為0.73） ----在電源內(nèi)部裝風(fēng)扇時,設(shè)計者應(yīng)當(dāng)檢查電源的尺寸,選擇一種與它相匹配的風(fēng)扇（或多個風(fēng)扇）。為了減少潛在的對氣流的限制,設(shè)計者還必須對經(jīng)過后面板及后面板周圍氣流的路徑加以注意。此外,如果系統(tǒng)給電源提供了散熱氣流,去掉一個電源就會增加氣流的并行路徑,這樣就使剩下電源周圍的空氣被分流。也可以用一些別的方法來防止形成開放的縫隙,以便保持通過電源的空氣流動（一種常用的方法就是在電源處使用盲板）。 安全機構(gòu)的問題 ----熱插拔電源模塊是由UL、TUV、CSA和其它安全機構(gòu)認證的,此外還要符合通常的UL 1950或類似的標準。模塊的連接器必須經(jīng)過證明可以用于熱插拔。有些非認證連接器的銷售商也能提供經(jīng)批準可用于熱插拔電源的元件。 ----雖然使用認證的連接器在某種程度上簡化了機構(gòu)批準的過程,但如果符合以下條件,那些使用非認證連接器的電源模塊也可以用于熱插拔電源。 - 該模塊必須最少經(jīng)過200次插拔,在最壞的條件下,連接器的任何引腳不應(yīng)出現(xiàn)燒毀、凹陷或其它明顯的質(zhì)量下降。
- 在插入時必須首先接地,拔出時最后斷開地線。一般說來,插頭引腳的長度是不一樣的。與下機殼相連的接地引腳是最長的,接電源的引腳是中等長度的,如果電源模塊帶有遠程控制功能的話,執(zhí)行這些功能的引腳一般是最短的。這樣可以保證當(dāng)任何電流通過供電引腳的時候,插頭是完全插在插座中的,因此消除了由于電弧而使引腳損壞的可能性。
機械問題 ----在機械結(jié)構(gòu)方面,一般都把熱插拔電源作為工業(yè)設(shè)備來考慮,因此要求電源使用通常用于此類設(shè)備的結(jié)實耐用的連接器。 ----由于在安裝模塊的時候,安裝者或野外工作的技術(shù)人員可能身體不能保持平衡,所以一般要求連接器能夠盲插。由于安裝時不可能精確地對準,也許要用單手操作,因此連接器或者電源上必須有足夠的導(dǎo)入結(jié)構(gòu),以保證正確地配合。 ----在有些情況下,可能需要用鍵連接的方法來避免插入錯誤的模塊。在后面板上（或者在機架的適配器中）應(yīng)當(dāng)配置適當(dāng)?shù)倪B接器,使任何電源系統(tǒng)的底座上都可以采用幾種不同的電源模塊。 ----模塊的把手或其它的插拔結(jié)構(gòu)必須牢固,使技術(shù)人員能施加足夠的插拔力。那些只能承受安裝者的手指力量、而不是承受整個手臂力量的單薄、易損的把手不適于擔(dān)當(dāng)此任。有可能的情況下,使用標準的前面板是個好主意。 |
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