用于三相电源的电流平衡的方法与系统技术方案

公开用于三相交流电源的电流平衡的方法与系统。系统包括供电单元，各供电单元拥有输入耦接三相交流电源的其中一个输出以及中性导体。多负载的各个负载，耦接多个供电单元其中之一的一个直流输出。各负载包括可调整功率消耗的组件。控制器耦接各供电单元。控制器可用于对各负载的功率消耗与平均值进行比较。控制器调整至少一个负载的功率消耗，以平衡负载之间的功率消耗。

Method and system of current balance for three phase power supply

【技术实现步骤摘要】
用于三相电源的电流平衡的方法与系统
本公开涉及一种关于多负载的电力系统。本公开特别是关于负载平衡这方面，以防止来自于电力系统耦接相位电流源的功率不平衡。
技术介绍
云端运算应用的出现，已经使得外地安装的需求增加，为人所知的有数据中心，数据中心由远程联机计算机装置的用户存取，储存数据及运行应用程序。典型上，此类的数据中心拥有大数量的服务器、交换器、以及储存装置以储存和管理数据。典型的数据中心拥有物理式机柜架构，附有电源与通信连接。现代的数据中心，有找到许多此类网络设备堆栈在此类机柜架构。举例来说，一些数据中心拥有数万台服务器、附加的储存装置、以及网络交换器。因此，典型的数据中心，可能包括数以万计，或甚至是数以十万计的设备，在几百台或几千台各自独立的机柜中。此类设备需要大量的电源。电力设备一般使用三相电力系统提供交流电源。三相供电系统中，交流电源由三条导线提供。每条导线提供相对于共同参考点具有相同频率的交流电压信号，且彼此之间的相位差互为三分之一周期。因此我们说：每条导线提供了不同相位。共同参考点通常会接地，以及连接一条中性载流导线。由于相位的不同，任一条导线相对于第二条导线，提早三分之一周期达到电压的最高峰值；相对于第三条导线，推迟三分之一周期达到电压的最高峰值。连接各相位的输入端与共同中性导线，可用来为各自的负载发电。图1描述现有技术其一范例的系统10框图，系统10通过三相电源发电。系统10包括三个交流相位输入源20a、20b、20c。交流相位输入源20a、20b、20c的相位各自不相同，并且联同共同中性输入22，提供各供电单元30、32、34各自对应的交流输入24a、24b、24c。各供电单元30、32、34将交流电转换成直流电。在本例中，各供电单元30、32、34提供直流电给各自对应的负载40、42、44。举例来说，各个负载可以是服务器机壳(机箱)。为了在三相电力系统中达到良好供电质量，我们希望平衡输出负载。负载平衡使输入相位电流自动平衡，且电流将不会进入中性导线。这防止了输入电力系统中不必要的功率消耗，并可避免相电压(火线对中性线，line-to-neural)到一个或多个负载之间电压降的损失。因此，各个相位的负载应越相似越好。举例来说，在图1中，为了提供良好供电质量，我们希望负载40、42、44达到平衡。然而，就一个近似于图1系统10的系统来看，供电单元分离供电给不同的负载，例如服务器和储存装置，负载平衡成了一个问题。举例来说，若供电单元各自分离，以供电给安装在不同电源架上的数据中心设备，则难以通过供电单元本身控制负载平衡。因此，经常发生当不同的负载位于三个不同的供电单元，三个不同的供电单元各自连接到不同的相位交流输入端时，各相位的输入相电流将发生不平衡。现有的技术中，输出(端)分流可用来提供负载平衡。输出端分流很容易通过点滴法(dropmethod)或主动分流法来实现。图2为现有技术的系统50，系统50允许分流以自动平衡输入相电流。系统50包括交流相位输入源60a、60b、60c。交流相位输入源60a、60b、60c的相位各自不相同，并且联同共同中性输入62，提供交流输入64a、64b、64c。各交流输入64a、64b、64c提供交流电信号给供电单元70、72、74。各供电单元70、72、74被安装在电源架76。电源架76输出分流信号78。在本例中，各供电单元70、72、74提供直流电给各自对应的负载80、82、84。举例来说，各个负载80、82、84可以是服务器机壳(机箱)86上的服务器。若供电单元70、72、74被安装在相同的电源架76，则此安排允许分流信号(例如通过共享总线)被连接在一起。此配置允许输入相电流自动平衡。在多数的应用中，负载共享控制通过每个电源上的分流控制器，采用自动主从式分流控制。因此，提供最高电流的电源(由内电阻感测)如同主动装置运作，将共同参考点(例如共享总线)驱动到与它的输出电流成比例的电压。接着，通过「调整」网络调整其他并联电源(随从装置)的反馈电压，使得其他并联电源可以支撑它们的负载电流量。随从供电单元的运作如同电流控制电流源。虽然增加分流电路提供负载平衡在实务上可行，但这让供电系统更加复杂，导致成本增加。因此，需要一种简化的系统提供平衡分流，而不需要分流电路。而且更需要一种系统能允许供电单元提供分流，而不需要让供电单元被安装在共同的电源架上。
技术实现思路
所公开的一个范例为一种系统，用于三相交流电源的电流平衡。系统包括供电单元，各供电单元拥有输入端，输入端耦接三相交流电源的其中一输出端，以及中性导线。各负载耦接供电单元的其中一直流输出端。各负载包括可调整功率消耗的组件。控制器耦接各供电单元以及各负载。控制器可用于对各负载的功率消耗与平均值进行比较。控制器调整至少一个负载的功率消耗，以平衡负载之间的功率消耗。另一个范例为一种方法，用于确保三相交流电源的电流平衡。供电单元的其中一输入端，耦接至三相交流电源的其中一输出端，以及中性导线。供电单元的其中一直流输出端耦接至负载。各负载的功率消耗被测定。各负载包括可调整功率消耗的组件。通过控制器对各负载的功率消耗与前测值进行比较，控制器耦接各供电单元以及各负载。至少一个负载上的组件的功率消耗可调整，以平衡负载之间的功率消耗。上述
技术实现思路
并非用于代表本公开的任何一个实施例或是任何一个观点。相反地，上述
技术实现思路
仅提供本文一些新颖观点与特征的范例。以下对于代表实施例与用于实现本专利技术的模式的详细描述，结合附图与所附权利要求时，本公开的上述特征与优点，以及其他特征与优点将浅显明确。附图说明下列例示实施例的说明，搭配附图，本公开将能更加明显易懂。图1为现有技术的系统，其拥有的分离式电源有潜在导致负载不平衡的可能。图2为现有技术的系统的方块图，其拥有共同电源架上的电源包括平衡负载的电路。图3A为范例系统的方块图，其允许电流平衡而没有特殊电路。图3B为图3A的系统其中一个负载的方块图。图4为确保负载之间适当电流平衡的程序的流程图。本公开容易有多种修改与替换形式。一些具有代表性的实施例已见于附图的范例，并且将在本文中进行详细说明。然而，应该理解的是，本专利技术不应受限于所公开的特定形式。相反地，本公开是由所附的权利要求所定义，以涵盖落入本专利技术精神以及范畴中所有修改、同等对象、以及置换项。具体实施方式本专利技术可用各种不同的形式据以实施。见于附图的代表性实施例将于此详细说明。本公开的范例或解说公开于此，不应将本公开广泛的方向限缩到解说的实施例。至于，若于本案专利技术摘要、
技术实现思路
、以及实施方式等当中所公开的组件与限制，而不在权利要求所阐明者，不应用隐含、推论或其它方式将其单独或统合纳入权利要求之中。本案的实施方式，除非特别声明，否则凡是涉及到单数名词，则应包括复数名词，且反之亦然；文中「包括」一词指「不排除未记载的项目」。另外，「大约」、「几乎」、「大致上」、「近似于」等表示近似的词汇，在此可解释为「于」、「接近本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于三相交流电源的电流平衡系统，包括：/n多个供电单元，每一该供电单元具有多个输入，该输入耦接该三相交流电源的一输出以及一中性导体；/n多个负载，每一该负载耦接该供电单元其中之一的一直流输出，该负载包括可调整功率消耗的一组件；以及/n一控制器，耦接每一该供电单元以及每一该负载，该控制器将每一该负载的功率消耗与一预定值进行比较，并且调整至少一该负载的功率消耗，以平衡该负载之间的功率消耗。/n

【技术特征摘要】
20180912 US 16/129,3241.一种用于三相交流电源的电流平衡系统，包括：
多个供电单元，每一该供电单元具有多个输入，该输入耦接该三相交流电源的一输出以及一中性导体；
多个负载，每一该负载耦接该供电单元其中之一的一直流输出，该负载包括可调整功率消耗的一组件；以及
一控制器，耦接每一该供电单元以及每一该负载，该控制器将每一该负载的功率消耗与一预定值进行比较，并且调整至少一该负载的功率消耗，以平衡该负载之间的功率消耗。


2.如权利要求1所述的系统，其中，该控制器为一机柜管理控制器，而且每一该供电单元以及每一该负载被安装在一相对应的服务器。


3.如权利要求2所述的系统，其中，该相对应的服务器包括一基板管理控制器，该基板管理控制器监控该服务器的功率消耗。


4.如权利要求3所述的系统，还包括一电源管理总线，耦接该基板管理控制器以及该机柜管理控制器。


5.如权利要求1所述的系统，其中，该预定值为该三相交流...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳光华，李文凯，
申请(专利权)人：广达电脑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71