用于功率母线槽的自动转换开关制造技术

提供了用于可靠的冗余功率分配的系统和方法。某些实施例包括微自动转换开关(微ATS)，包括用于促进在小的占地面积(例如，小于十立方英寸，具有小于标准NEMA机架高度的至少一个维度)中的可靠的自动切换功能性的各种组件和技术。其他实施例包括用于将多个微ATS集成到并行自动切换模块中以用于到多个装置的冗余功率输送的系统和技术。并行自动切换模块的实现配置为安装在标准设备机架中、在其顶部或者在其侧部。另外的实施例提供利用微ATS的功能性和/或并行微ATS模块的功率分配拓扑。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于功率母线槽的自动转换开关交叉引用本申请是于2013年3月15日提交的、标题为“LOADBALANCINGFORPARALLELREDUNDANTPOWERDISTRIBUTION”的美国专利申请No.61/798,155的非临时申请并要求其优先权，且也是于2013年2月26日提交的、标题为“PARALLELREDUNDANTPOWERDISTRIBUTION”的美国专利申请No.61/769,688的非临时申请并要求其优先权。另外，本申请是于2011年8月11日提交的、标题为“PARALLELREDUNDANTPOWERDISTRIBUTION”的美国专利申请No.13/208,333(“‘333申请”)的部分继续申请(美国专利申请公开No.US-2012/0181869A1)，其是于2010年8月11日提交的，标题为“HIGHLYPARALLELREDUNDANTPOWERDISTRIBUTIONMETHODS”的美国临时专利申请No.61/372,752的非临时申请，且来自于2010年8月11日提交的、标题为“REDUNDANTPOWERDISTRIBUTION”的共同未决美国临时专利申请No.61/372,756。该’333申请是于2009年9月29日提交的、标题为“AUTOMATICTRANSFERSWITCHMODULE”的美国专利申请No.12/569,733(现在发布为美国专利No.8,004,115)的部分继续申请，该美国专利申请No.12/569,733又是于2009年9月14日提交的、标题为“AUTOMATICTRANSFERSWTICH”的美国专利No.12/531,212的部分继续申请，该美国专利No.12/531,212是于2008年3月14日提交的、标题为“AUTOMATICTRANSFERSWTICHMODULE”的PCT申请US2008/57140的美国国家阶段，其要求于2007年3月14日提交的、标题为“AUTOMATICTRANSFERSWTICHMODULE”美国临时申请No.60/894,842的优先权。本申请是于2011年5月16日提交的、标题为“POWERDISTRIBUTIONSYSTEMSANDMETHODOLOGY”的美国专利申请序号No.13/108,824的部分继续申请(美国专利公开No.US-2012/0092811-A1)，美国专利申请序号No.13/108,824是于2010年9月27日提交的、标题为“PowerDistributionMethodology”的12/891,500的继续申请，12/891,500是于2009年3月26日提交的、标题为“POWERDISTRIBUTIONSYSTEMSANDMETHODOLOGY”的国际专利申请No.PCT/US2009/038427的部分继续申请，要求于2008年3月26日提交给、标题为“POWERDISTRIBUTIONMETHODOLOGY”的美国临时申请No.61/039,716的优先权。将所有上述申请的内容通过引用包括于此，就好像完全在这里提出的一样，并以美国法律所允许的完全程度要求这些申请的优先权。
本专利技术涉及功率(power)分配(distribution)系统的设计和操作，且具体来说，涉及包括对比如在医学场景或者数据中心环境中的关键性设备的功率分配的并行冗余功率分配。
技术介绍
数据中心具有它们必须面对的关于功率供应和管理的特定的一组问题。该领域的传统技术从在当典型的数据中心保存非常小数目的大型计算机且变化速率低时的先前工业电气实践发展而来。现在，数据中心通常包括具有高的改变速率和成长速率的数万个电子数据处理(EDP)装置。数据中心还经历例如由中央处理单元(CPU)功耗驱动的迅速增长的功率容量需要，中央处理单元(CPU)功耗当前以大约每年1.2的速率增加。传统的技术不适于应对这些变化速率，且因此数据中心在满足那些需要的规模上具有大的困难。例如，在典型的数据中心功率分配网络中，分支分配电路是导致通常出现导致对电源插座(receptacle)的功率损失的最多事件的区域。实际上，这是人们趋向于在类型和负载量上做出改变的地方。那么，电气故障的可能的最普遍的原因是由于人将超过电路容量的负载插上电源而使分支断路器跳闸。在数据中心环境下，该问题在存在数千的分支电路的情况中很复杂。同时，数据中心趋向于将每一分支电路的负载维持在或低于其容量的大约75％，以解决当所有连接的EDP设备同时上电(例如，可能包括加快风扇、盘驱动器的旋转等)时，在冷启动期间可能出现的“涌入负载(inrushloads)”。这通常被认为是最高负载方案；且，如果不解决，其可能在发生时使分支断路器跳闸。对该问题另外起作用的因素是许多信息技术(IT)或者数据中心工作人员不总是指导他们安装的设备的功率需要，特别是考虑到安装设备的确切配置可能显著地改变它形成的功率。用于解决该问题的一个传统的技术是功率监视。功率监视装置(例如，经由具有电流量计或者功率分配单元(PDU)的插头，包括连接到功率设备架在数据中心地板上的功率鞭(powerwhip)的分配式断路器的墙壁安装或者自立的单元)可以用于确定当前功率消耗(powerdraw)。但是，至少对于早先讨论的原因，功率消耗的突然改变可能导致突然的问题，这将不容易由这种装置补救。例如，数据中心员工或者用户可以在他们安装新设备时使断路器跳闸，可能导致服务中断，这可能不能使用功率监视装置及时地检测以防止该问题。对功率分配问题起作用的另一因素是EDP设备的许多型号仅具有一个电源，且因此仅具有一个电源线。这倾向于对在关键性任务或者生命安全角色中通常采用的医用设备及其他类型的设备更典型。但是，因为它们仅具有一个功率输入，它们可能对由于电源故障导致的停机时间是脆弱的。此外，仅具有单个电源线和/或电源可能使功率系统可能定期要求的维修复杂化。事实上，当装置一次仅可以插入一个功率源时，即使多个独立功率源可用也是这样。用于解决该问题的一个传统的技术是安装自动切换功率插头。但是，那些插头通常是笨重的和昂贵的。另外，用于数据中心的类型通常在数据设备机架上水平地安装。该配置可能占据有价值的机架空间，且倾向于以其连接到两个不同功率源的两个输入插塞(plug)占据更多的机架空间。
技术实现思路
本专利技术涉及改进的在数据中心环境中包括的各种场景下功率的并行分配。具体来说，本专利技术涉及提供用于在两个或更多功率源(例如，由于比如停机或者功率质量问题之类的电源故障)之间切换的改进的自动转换开关(ATS)，以及关联的功率分配架构、组件和处理。本专利技术的一些目标包括以下：提供与设备机架结合的高开关密度比，以使得开关的任何故障将影响少数(例如，一个或者仅几个)设备。提供高度冗余的、容错的、可扩展的、模块化的并联开关设计方法，其允许对于数据中心及其他环境中的各种自动需要切换构造形式因数需要的自动转换开关族；提供低开关总开销，以使得最小化仅由开关占据，而不可用于设备的有价值的机架空间；为了最小化数据中心设备机架(2柱(post))和/或机箱(4柱)中的电源缆线路由和气流问题(通过参考为设备机架或者“机架”在这里包含其两者)；为了允许在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于功率分配的设备，包括：第一自动转换开关，具有第一功率输入、第二功率输入、功率输出和转换开关，其中，取决于在所述第一和第二功率输入的一个或者二者处的功率状态，所述转换开关将所述第一功率输入或者所述第二功率输入选择性地连接到所述功率输出：第一连接结构，用于将所述第一功率输入连接到第一功率母线槽；第二连接结构，用于将所述第二功率输入连接到第二功率母线槽；和第三连接结构，用于将所述功率输出连接到输出负载。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.25 US 61/970,2671.一种用于功率分配的设备，包括：第一自动转换开关，具有第一功率输入、第二功率输入、功率输出和转换开关，其中，取决于在所述第一和第二功率输入的一个或者二者处的功率状态，所述转换开关将所述第一功率输入或者所述第二功率输入选择性地连接到所述功率输出：第一连接结构，用于将所述第一功率输入连接到第一功率母线槽；第二连接结构，用于将所述第二功率输入连接到第二功率母线槽；和第三连接结构，用于将所述功率输出连接到输出负载。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述第一自动转换开关装在与所述第一功率母线槽相邻地设置的第一母线槽分接盒外壳中。3.如权利要求2所述的设备，其中，所述第一功率母线槽包括插件功率母线槽，且所述第一功率母线槽分接盒外壳插入所述插件功率母线槽中。4.如权利要求2所述的设备，其中，所述第二连接结构包括与所述第二功率母线槽相关联的第二功率母线槽分接盒外壳和互连所述第一和第二功率母线槽分接盒外壳的跳线。5.如权利要求4所述的设备，其中，所述第二功率母线槽分接盒外壳包括第二自动转换开关，其中，所述第一和第二自动转换开关配置为如果从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S沙佩尔，W帕乔德，
申请(专利权)人：佐尼特结构解决方案有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US