摘要:通过对数据中心机房IT负载电源工作原理的分析,揭示了IT负载对输入电源品质宽广的适应性,从而为在数据中心采用UPS绿色休眠技术提供了必要条件。现代数据中心通过采用绿色休眠技术不仅大幅度提高了系统的节能降耗水平和PUE指标,同时提高了数据中心供电系统的可靠性和供电安全等级。 |
分析这一电源的工作原理可以看出,无论是ATX还是SSI电源,输入的220V交流电进入IT负载内部后,都必须经四级变换,最后转换成稳定的12V、5V、3.3V的直流电压,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IT负载”使用。这四级变换分别为:
(1)输入滤波级:噪声抑制与滤波,对输入交流电进行必要的滤波;
(2)第一变换级:桥式整流器,将稳定或不稳定的220V交流电变为约200~300V的直流电;
(3)第二变换级:高频逆变器,将经滤波的直流电经高频开关PWM调制转换成精度非常高的稳压稳频交流电。不同电源的交流电频率通常会在50kHz到250kHz之间选定,随着电源技术的进步和功率器件的发展,这一频率将来可能高达1MHz;
(4)第三变换级:高频隔离变压器,将高频交流电降压并隔离;
(5)第四变换级及输出滤波级:高频整流器及输出滤波,将稳定的高频交流电转换成恒定的直流12V(或5V、3.3V)输出。
从这四级的变换过程可以看出,IT电源自身具有非常高的对电网干扰的净化、隔离功能及对电压、频率波动的稳压功能,而且一般服务器负载对输入交流电源电压、频率窗口的适应性非常宽。以HP Proliant DL380服务器为例,其输入电压范围为100~240V,输入频率范围为50~60Hz;Sun Fire V100服务器的输入电压范围为90~264V,输入频率范围为47~63Hz。可见,其对市电电压与频率的适应能力不亚于绝大部分的UPS,甚至优于UPS。
由此可以得出如下结论:IT负载完全允许在一定范围内波动的输入交流电源。这一结论也与 IEEE给出的计算机对电能质量要求的ITIC电压容限曲线完全相符,如图2所示。