摘要:文中通过分析数据机房电源零地电压的形成机理,论述了零地电压产生的不可避免性和对IT负载可能的影响,建议数据机房用户应该正确地看待零地电压问题,走出零地电压的技术误区,避免不必要的资源浪费。 |
如果在楼层配电柜里没有设置隔离变压器,那么IT负载输入端的零地电压等于IT设备输入端的N点对UPS前端的高压10kV/380V变压器输出接地点G的电压差,如图7所示。其相应的零地电压等效电路的计算公式如下
此时的实际IT负载输入端的零地电压显然会远高于2.4V。
从上面的分析可以得出如下两点结论:
(1)IT负载输入端的零地电压才是真正可能对IT负载产生“严重影响”的关键零地电压;
(2)即使在UPS输出端,甚至楼层配电输出的零地电压做到了小于1V,实际IT负载输入端仍可能有大于1V的零地电压。因此,要保证每个机柜IT负载的零地电压小于1V是不可能的,除非在每一个机柜上再安装一台隔离变压器。所以,仅保证UPS输出端或在楼层配电端加隔离变压器来实现零地电压小于1V的做法是不可取的。
4 零地电压对IT负载的影响
零地电压对IT负载是否真的有影响,关键的问题是零地电压是否真正传送到了IT内部的CPU、存储芯片等核心部件。实际上,通过分析IT负载内部的结构不难得到,UPS输出的电压只是给IT负载内部的电源模块供电,这一电源模块的输出才向IT内部的核心部件供电。
所以,要了解零地电压是否对IT负载有影响或影响的大小,关键是零地电压对这一电源模块的输出电压是否有影响或产生多大的影响。关于这一点,只需要分析一下IT负载内部电源模块的电路工作原理,就会得出理性的结论。
当前IT负载内部的输入电源模块采用两种制式,即ATX标准和SSI标准。ATX标准是Intel公司在1997年推出的一个电源规范,输出功率一般在125~350W之间;SSI(Server System Infrastructure)规范是Intel联合一些主要的IA架构服务器生产商在ATX标准上推出的新型服务器电源规范。这两种电源的主电路(原件)如图8所示。
通过分析这一电源的工作原理可以看出,无论是ATX还是SSI电源,UPS输出的220V交流电进入IT负载内部后,都必须经过四级变换,最后转换成稳定的12V、5V、3.3V直流电压,提供给IT负载内部的CPU、内存、存储设备、网络通信芯片等“真正的负载”使用。这四级变换分别为:
(1)第一级:桥式整流器,将220V交流电转变为200~300V的直流电;
(2)第二级:高频逆变器,将直流电再转换成几十到几百kHz稳压的高频交流电;