一种通信设备供电系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种通信设备供电系统，包含机电管理模块、供电平面和至少2N个开关电源模块，开关电源模块中的输入电压类型检测单元，用于检测接入到开关电源模块的电压类型，监控通信单元用于对所在开关电源模块在供电平面内的物理槽位信息进行检测，并将所在开关电源模块的输入电压类型、物理槽位信息以及运行状态信息上报给机电管理模块；机电管理模块用于确定各开关电源模块的负载分配计划，并根据负载分配计划对相应开关电源模块下发输出电压调节命令；开关电源模块根据接收的输出电压调节命令改变驱动功率变换电路的占空比，从而调节直流输出电压的大小。本发明专利技术供电系统供电灵活且供电效率高。本发明专利技术还提供了通信设备供电系统的控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种通信设备供电系统及其控制方法
本专利技术属于通信设备的供电
，更具体地，涉及一种通信设备供电系统及其控制方法。
技术介绍
通常，为了保证通信设备供电系统的可靠性，通信设备实际应用中除了正常供电的N(N≥1)个主用开关电源模块之外，还会引入同样数量的N(N≥1)个备用开关电源模块，2N个开关电源模块均引入到通信设备内部且机房需提供的供电电源端子数量也为2N路，通信设备内部采用N个或2N个分区平面向通信设备中的所有机盘供电。通信设备采用N+N冗余备份方式，通信设备轻载状态工作时，通信设备的功耗由2N个开关电源模块均分，从而每个开关电源模块的负载率低，由于开关电源模块的转换效率与负载率密切相关(负载率越高则转换效率相对较高)，因此会降低整个通信设备供电系统的效率。通信设备通常用于互联网数据中心(InternetDataCenter，简称IDC)机房，IDC机房一般采用交流市电+高压直流的N+N供电方式，为了提高整个供配电链路的效率，IDC机房内一般会要求通信设备优选交流市电直供、高压直流备用方式，通信设备内的主用开关电源模块和备用开关电源模块供电能力按某种比例进行分摊等要求，目前常用的供电方式和控制方法较难符合IDC机房的供电要求。通信设备内有较多的公共机盘(如风扇盘、主控制盘等)，公共机盘的总功耗往往会大于单分区平面的总功耗，使通信设备分区设计时存在各种痛点，并应用中也会存在较多的分区功率碎片，浪费供电链路资源，增加维护成本等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通信设备供电系统及其控制方法，使其解决现有技术下，通信设备内供电不灵活、应用中存在较多功率碎片，供电系统效率低，供电系统不能实现供电链路比例分摊要求，开通维护不便等问题。解决该技术问题所采用的技术方案是：按照本专利技术的一个方面，提供了一种通信设备供电系统，所述供电系统包含机电管理模块、供电平面和至少2N个开关电源模块(N≥1)；其中，所述开关电源模块主要用于将输入的48V直流电压、交流电压或高压直流电压变换为通信设备所用的直流电压；一般情况下输入交流电压或高压直流电压的开关电源模块为同一种规格的模块；所述开关电源模块包括电源主功率变换单元、输入电压类型检测单元以及监控通信单元，其中所述电源主功率变换单元，用于将供电电源的能量转换为负载所需要的直流功率；所述输入电压类型检测单元，用于检测接入到所在开关电源模块的电压类型是直流还是交流；所述监控通信单元，用于对所在开关电源模块在供电平面内的物理槽位信息进行检测，并将所在开关电源模块的输入电压类型、物理槽位信息以及运行状态信息上报给机电管理模块；所述机电管理模块，用于根据各个开关电源模块的输入电压类型、物理槽位信息以及运行状态信息，确定各开关电源模块的负载分配计划，并根据负载分配计划对相应开关电源模块下发输出电压调节命令；所述监控通信单元，还与所在开关电源模块的驱动功率变换电路连接，用于根据接收的输出电压调节命令改变所在开关电源模块的驱动功率变换电路的占空比，从而调节直流输出电压的大小；监控通信单元的另一输出为串行通信接口(不限于CAN接口、RS485接口或I2C接口)，串行通信接口与供电平面内的串行通信信号线互连；所述开关电源模块内功率变换电路，调节驱动功率变换电路的占空比，从而影响开关电源模块的直流输出电压为本领域的常规技术，在此不再赘述。其中，所述机电管理模块对外提供南向串行通信接口和北向串行通信接口，其中南向串行通信接口与供电平面内的串行通信信号线互连，用于与开关电源模块进行信息交换；北向串行通信接口在通信设备内与机电管理系统总线连接，用于通信设备内机电信息的监测和控制；其中，所述供电平面为一物理载体，用于将N个主用开关电源模块的直流输出合路连接在一起，N个备用开关电源模块的直流输出合路互连，最终将主/备用2N个开关电源模块的直流输出也合路互连，主/备用N个开关电源模块的均流信号线互连，主/备用N个开关电源模块的串行通信号线和机电管理模块的南向串行通信信号互连；其中，所述通信设备供电系统，在通信设备内有且只有一个供电平面，通信设备内各种功能不同的机盘均视为直流负载，通信设备所有直流负载均从此唯一的供电平面取直流电，供电平面提供的最大供电能力至少满足大于或等于通信设备内所有机盘的功耗之和，或至少满足N个开电源模块的最大输出带载能力之和。其中，所述通信设备的供电系统，在通信设备的最大功耗下，可插入2N个开关电源模块(N≥1)，输入到通信设备上的供电端子最多需要2N个(分别对应N个主用开关电源模块和N个备用开关电源模块)，由于每种规格的开关电源模块输出功率为一固定值，通信设备供电系统所需开关电源模块数量和输入供电端子数量均由通信设备的总功耗决定，从而开关电源模块数量和输入供电端子数量可按功耗需求进行配置，对通信设备内不同功能机盘的插入槽位也不存在限制。所述通信设备的供电系统，不同输入电压等级的开关电源模块只需保证输出接口和结构形态一样，均可在供电系统内使用，则可适用于不同供电电压等级。按照本专利技术的另一个方面，还提供了一种通信设备供电系统的控制方法，包括：各电压状态检测单元对所在开关电源模块的输入电压类型进行检测，判断输入电压为交流还是直流；各监控通信单元对所在开关电源模块在供电系统中的物理槽位信息进行检测，并将所在开关电源模块的输入电压类型、物理槽位信息以及运行状态信息(即正常或故障运行状态)上报(例如通过串行通信方式)给机电管理模块；机电管理模块根据各个开关电源模块的运行状态、输入电压类型和物理槽位信息，确定各开关电源模块的负载分配计划，并根据负载分配计划对相应开关电源模块下发输出电压调节命令；收到输出电压调节命令的开关电源模块调节输出电压，从而使通信设备的供电由另一部分开关电源模模块提供，被调节的部分开关电源模块空载运行。进一步地，所述机电管理模块，通过与每个开关电源模块通信方式监测开关电源模块的数量；另外，机电管理模块根据监测的物理槽位中在位信息记录配置的开关电源模块数量，如两者数量不匹配，说明有通信异常的开关电源模块，将此开关电源模块归纳为故障运行状态处理(如将故障运行状态的电源模块通过机电管理模块上报给通信设备)。进一步地，所述机电管理模块，对收到的每个开关电源模块的运行状态、输入电压状态和物理槽位信息进行列表存储。进一步地，所述机电管理模块，根据开关电源模块输入电压状态和在供电系统中的物理槽位信息将列表存储的信息分为主用和备用开关电源模块两部分，每个开关电源模块及相应的运行状态在列表中唯一位置。进一步地，所述机电管理模块，对部分正常运行的开关电源模块通过通信方式下发输出电压调节命令，收到调节命令的开关电源模块调节输出电压，从而通信设备供电由另一部分开关电源模模块提供，被调节的开关电源模块空载运行处于热备份状态，供电系统减少了供电开关电源模块的数量，可提高部分开关电源模块的负载率，提升开关电源模块的转换效率，从而进一步提升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信设备供电系统，其特征在于，所述供电系统包含机电管理模块、供电平面和至少2N个开关电源模块，N≥1，其中：/n所述开关电源模块包括电源主功率变换单元、输入电压类型检测单元以及监控通信单元，其中所述电源主功率变换单元，用于将供电电源的能量转换为负载所需要的直流功率；所述输入电压类型检测单元，用于检测输入到所在开关电源模块的电压类型是直流还是交流；所述监控通信单元，用于对所在开关电源模块在供电平面内的物理槽位信息进行检测，并将所在开关电源模块的输入电压类型、物理槽位信息以及运行状态信息上报给机电管理模块；/n所述机电管理模块，用于根据各个开关电源模块的输入电压类型、物理槽位信息以及运行状态信息，确定各开关电源模块的负载分配计划，并根据负载分配计划对相应开关电源模块下发输出电压调节命令；/n所述监控通信单元，还与所在开关电源模块的驱动功率变换电路连接，用于根据接收的输出电压调节命令改变所在开关电源模块的驱动功率变换电路的占空比，从而调节直流输出电压的大小；/n所述供电平面为一物理载体，用于为通信设备的机盘供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种通信设备供电系统，其特征在于，所述供电系统包含机电管理模块、供电平面和至少2N个开关电源模块，N≥1，其中：
所述开关电源模块包括电源主功率变换单元、输入电压类型检测单元以及监控通信单元，其中所述电源主功率变换单元，用于将供电电源的能量转换为负载所需要的直流功率；所述输入电压类型检测单元，用于检测输入到所在开关电源模块的电压类型是直流还是交流；所述监控通信单元，用于对所在开关电源模块在供电平面内的物理槽位信息进行检测，并将所在开关电源模块的输入电压类型、物理槽位信息以及运行状态信息上报给机电管理模块；
所述机电管理模块，用于根据各个开关电源模块的输入电压类型、物理槽位信息以及运行状态信息，确定各开关电源模块的负载分配计划，并根据负载分配计划对相应开关电源模块下发输出电压调节命令；
所述监控通信单元，还与所在开关电源模块的驱动功率变换电路连接，用于根据接收的输出电压调节命令改变所在开关电源模块的驱动功率变换电路的占空比，从而调节直流输出电压的大小；
所述供电平面为一物理载体，用于为通信设备的机盘供电。


2.如权利要求1所述的通信设备供电系统，其特征在于，所述机电管理模块对外提供南向串行通信接口和北向串行通信接口，其中南向串行通信接口与供电平面内的串行通信信号线互连，用于与开关电源模块进行信息交换，北向串行通信接口在通信设备内与机电管理系统总线连接，用于通信设备内机电信息的监测和控制。


3.如权利要求1或2所述的通信设备供电系统，其特征在于，所述供电平面将N个主用开关电源模块的直流输出合路连接在一起，N个备用开关电源模块的直流输出合路互连，最终将主/备用2N个开关电源模块的直流输出也合路互连，主/备用N个开关电源模块的均流控制信号线互连，主/备用N个开关电源模块的串行通信号线和机电管理模块的南向串行通信信号互连。


4.如权利要求1或2所述的通信设备供电系统，其特征在于，在通信设备内有且只有一个供电平面，通信设备内各机盘均视为直流负载，通信设备所有直流负载均从此唯一的供电平面取直流电，供电平面提供的最大供电能力至少大于或等于通信设备内所有机盘的功耗之和，或至少满足N个开电源模块的最大输出带载能力之和。


5.如权利要求1或2所述的通信设备供电系统，其特征在于，在通信设备的最大功耗下可插入2N个开关电源模块，输入到通信设备上的供电端子最...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒有进，徐云中，杨嗣珵，
申请(专利权)人：烽火通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42