CN109617378B - 一种机柜阵列电源模块以及一种阵列式机柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机柜阵列电源模块和一种阵列式机柜，其技术方案要点是一种机柜阵列电源模块，包括：电源机体、多回路母排、接线端子和功率输出单元，多回路母排包括与多根相互平行的铜排以及用于支撑铜排的绝缘架；所述接线端子设置于多回路母排的一侧，且用于连接UPS和多回路母排；所述功率输出单元包括与多回路母排配合且供标准机柜的PDU连接的输出端子，相较于传统的强电列头柜的供电模式，本发明提供的机柜阵列电源模块的结构布局更加合理，实现多制式电源供给的同时解放了机房强电列头柜占有空间，减少电源配送布线量的同时，提升了安全系数，降低了修复用时，在有效降低现场现场工作量、人为故障率的同时还实现了功率可在线调配。

Description

一种机柜阵列电源模块以及一种阵列式机柜

技术领域

本发明涉及机柜领域，特别是涉及一种机柜阵列电源模块以及一种阵列式机柜。

背景技术

随着IT技术的发展，市场对于数据中心机房建设的安全等级、可维护性和生命周期成本等提出了更高的要求。在不间断供电电源（UPS）的前提下，为了降低安全运行热管理能耗，现阶段的标准机柜一般采用的是阵列式节能布局，由强电列头柜直接向阵列中的每一个标准机柜进行供电，该方案导致强电列头柜需要连接的线缆量较大，现场连接线缆较为繁琐且工作量较大，安全隐患较高。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种机柜阵列电源模块，所述机柜阵列电源模块和标准机柜之间的线缆连接较为方便。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种机柜阵列电源模块，其特征在于，包括：电源机体，所述电源机体具有安装空腔；多回路母排，所述多回路母排设置于安装空腔内，且包括与多根相互平行的铜排以及用于支撑铜排的绝缘架；接线端子，所述接线端子设置于多回路母排的一侧，且用于连接UPS和多回路母排；功率输出单元，所述功率输出单元包括与多回路母排配合且供标准机柜的PDU连接的输出端子。

通过采用上述技术方案，本发明公开的机柜阵列电源模块的输电顺序如下所示：首先，不间断供电电源（UPS）与接线端子连接；接线端子和多回路母排连接；多回路母排与功率输出单元连接；功率输出单元的输出端子再与标准机柜中的PDU连接。其中，PDU为电源分配单元，即机柜用电源分配插座。上述的输电模式的结构较为简单，能够方便整个阵列式机柜的布线，能够根据阵列式机柜中的标准机柜的个数，从而调节功率输出单元的个数。在现有技术中，一个标准机柜中的PDU一般设置两个。阵列式机柜具有一个标准机柜，即需要设置两个功率输出单元。

相较于传统的强电列头柜的供电模式，本发明提供的机柜阵列电源模块的结构布局更加合理，能够将功率输出单元与标准机柜进行对应，从而减少了设置在外侧的电线量，提升了安全系数，同时还削减了现场布线量，也方便了当阵列式机柜出现故障时的故障排除。

作为本发明的进一步改进，所述接线端子包括至少一个开口向下且固定在电源机体内底面的C形安装架和铜排一一对应的多个接线单元，所述接线单元安装于C形安装架的顶面或者电源机体的内底面上，且位于同一C形安装架的顶面或者电源机体内底面的接线单元形成接线单元组，且接线单元组呈阶梯状布置，多组接线单元沿靠近多回路母排的方向高度逐渐降低，C形安装架和电源机体内底面之间形成供电线通过的槽口。

通过采用上述技术方案，设置C形安装架使得接线单元组能够形成阶梯状，相较于传统的位于同一平面的结构而言，能够方便在接线单元上布置电线。

作为本发明的进一步改进，所述接线端子具有两个C形安装架和九个接线单元，且所述接线单元组包括三个接线单元，且三个接线单元分别安装于两个C形安装架和电源机体内底面上，所述多回路母排中的铜排为九根。

不间断供电电源（UPS）采用的是三相五线，即三根火线、一根零线和一根地线的接线方式，在上述结构中采用的是两路UPS，供六根火线，两根零线和一根地线，地线由两组UPS共用。

作为本发明的进一步改进，多根所述铜排呈阶梯状布置。

通过采用上述技术方案，由于铜排与接线电源一一对应，因此铜排的个数也为九个。而铜排呈阶梯状排布，能够进一步方便铜排与接线单元的连接，也能够方便将铜排与功率输出单元连接。

作为本发明的进一步改进，所述电源机体包括底板、左侧板、右侧板、后侧板、前盖组件和顶盖组件，所述电源机体在底板的前侧边沿间隔设置有多个安装立柱，所述前盖组件包括多块可拆卸安装于相邻安装立柱之间的前侧板，所述顶盖组件包括多块铰接于后侧板顶部且与前侧板一一对应的顶板，所述前侧板和后侧板分别支撑于顶板的底面前后两端，前侧板的顶面开设有磁石槽且磁石槽内嵌设有用于吸合顶板的固定磁石。

通过采用上述技术方案，前盖组件能够从电源机体上拆卸下来，且顶盖组件能够通过铰接结构将电源机体的上端开口开启，上述结构的设置能够方便将电源机体将电源机体的前端开口和上端开口开启，从而方便对机柜阵列电源模块进行维护和重新安排布线。

同时，由于顶盖组件包括多块顶板、前盖组件包括多块前侧板，使得在进行维护或者更换布线时，能够仅开启/拆卸对应的前侧板和顶板，能够进一步方便机柜阵列电源模块的维护和重新安排布线。

作为本发明的进一步改进，相邻两块所述顶板之间还设有铰接于后侧板的合缝件，所述合缝件的左右两侧均开设有供其两侧的顶板边沿卡入的第一合缝槽，后侧板和安装立柱分别支撑于合缝件的底面前后两端，合缝件通过螺栓和安装立柱配合固定。

通过采用上述技术方案，合缝件能够对两块顶板之间的间隙进行盖合，从而减少从两块顶板之间的间隙落到安装空腔内的灰尘量，也能够提升对铜排的防护。同时，合缝件通过螺栓和安装立柱配合固定，能够提升整个电源机体的结构强度，在将螺栓拧出后，能够将合缝件旋转，从而方便机柜阵列电源模块的布线和维护。

作为本发明的进一步改进，所述安装立柱朝向相邻安装立柱的侧面均开设有沿前侧板的安装方向设置的固定槽且在固定槽的上下边沿均开设有柱塞槽，柱塞槽内安装有球头弹簧柱塞，前侧板具有与其两侧安装立柱的固定槽配合的固定插块，所述固定插块的上下面均开设有供球头弹簧柱塞嵌入的定位槽。

通过采用上述技术方案，上述固定槽和固定插块的配合、球头弹簧柱塞和定位槽的配合实现了前侧板在安装立柱上的可拆卸的安装方式。且这种安装方式结构简单，拆装方便，从而进一步方便了对机柜阵列电源模块的维护和布线。

作为本发明的进一步改进，所述后侧板设有出风口，所述顶板设置有出风口，且电源机体在进风口和出风口处均设置有将进风口/出风口盖合的过滤网，所述后侧板在出风口处还设置有将安装空腔内的空气抽出的散热风扇。

通过采用上述技术方案，散热风扇的设置能够将安装空腔内的热空气通过出风口抽出，使得电源机体外侧的冷空气通过进风口进入到安装空腔内，从而降低安装空腔内的温度。同时，进风口和出风口处均设置有过滤网，能够减少通过进风口和出风口进入到安装空腔内的灰尘量。

作为本发明的进一步改进，还设有控制主机和与控制主机连接的温度传感器；温度传感器设置于安装空腔内，用于检测安装空腔内的温度且输出第一温度信号至控制主机；所述控制主机用于控制温度传感器、散热风扇与数据的存储和处理，且控制主机内预设有基准温度信号；控制主机接收第一信号并响应于第一温度信号，当第一温度信号大于基准温度信号时，所述控制主机控制散热风扇运行；反之，控制主机控制散热风扇不运行。

通过采用上述技术方案，控制主机和温度传感器能够使得安装空腔内的温度上升到一个高度时，散热风扇自动开启，从而使得机柜阵列电源模块具有控制安装空腔内的温度的功能。

本发明的第二个目的是提供一种阵列式机柜。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种阵列式机柜，包括柜体和上述的机柜阵列电源模块，所述机柜阵列电源模块设置于柜体的顶部。

通过采用上述技术方案，相较于传统的强电列头柜的供电模式，本发明提供的机柜阵列电源模块以及具有该机柜阵列电源模块的阵列式机柜，能够减少阵列式机柜中的线缆数量，削减了现场布线量，也方便了当阵列式机柜出现故障时的故障排除。同时，裸露在外侧的线缆数量也会大大减少，从而能够提升整个阵列式机柜的安全系数。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、一种机柜阵列电源模块，包括电源机体、多回路母排、接线端子和功率输出单元，相较于传统的强电列头柜的供电模式，上述机柜阵列电源模块的结构布局更加合理，能够将功率输出单元与标准机柜进行对应，从而减少了设置在外侧的电线量，提升了安全系数，同时还削减了现场布线量，也方便了当阵列式机柜出现故障时的故障排除；

2、通过将接线单元组阶梯状布置以及将铜排进行阶梯状布置，能够方便接线单元和铜排之间的布线以及接线单元和UPS的连接布线；

3、电源机体包括底板、左侧板、右侧板、后侧板、前盖组件和顶盖组件，前盖组件和顶盖组件能够将电源机体的前端开口和上端开口开启，从而方便机柜阵列电源模块进行维护和重新布线；

4、通过设置控制主机、散热风扇和温度传感器，从而方便控制电源机体内的温度，降低电源机体的安装空腔中的温度过高的现象发生。

附图说明

图1为本发明中阵列式机柜的结构示意图；

图2为实施例1中一种机柜阵列电源模块的结构正面示意图；

图3为实施例1中一种机柜阵列电源模块的背面结构示意图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为图3中B处的放大图；

图6为实施例1中一种机柜阵列电源模块未安装左侧板、最左侧的顶板、最左侧的前侧板的结构示意图；

图7为图6中C处的放大图；

图8为实施例1中安装立柱的结构示意图；

图9为实施例1中球头弹簧柱塞的剖面示意图；

图10为实施例1中前侧板的结构示意图；

图11为图10中D处的放大图；

图12为图10中E处的放大图；

图13为实施例1中多回路母排和接线端子的结构示意图。

图中：1、电源机体；11、底板；111、出线口；112、散热风扇；12、左侧板；14、后侧板；141、出风口；15、安装空腔；16、安装立柱；161、嵌入槽；162、固定槽；163、柱塞槽；164、球头弹簧柱塞；164a、柱塞壳体；164b、弹簧；164c、滚珠；17、前侧板；171、固定插块；171a、定位槽；172、固定磁石；18、顶板；181、进风口；19、合缝件；191、第一合缝槽；192、橡胶密封垫；2、多回路母排；21、铜排；22、绝缘板；221、透气通孔；3、接线端子；31、C形安装架；311、槽口；32、接线单元；4、功率输出单元；41、电表；42、微型开关；43、输出端子；5、安装隔板；51、信号槽；6、过滤网；9、柜体；91、标准柜。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

参阅附图1和附图6，一种机柜阵列电源模块，主要包括电源机体1、多回路母排2、接线端子3和功率输出单元4。在本实施例中，机柜阵列电源模块对应的是四个标准柜91，且四个标准柜91均具有两个PDU。

参阅附图2、附图3和附图6，电源机体1包括包括底板11、左侧板12、右侧板、后侧板14、前盖组件和顶盖组件，且电源机体1在底板11、左侧板12、右侧板、后侧板14、前盖组件和顶盖组件之间形成有安装空腔15，多回路母排2、接线端机和功率输出单元4均安装于安装空腔15内。

参阅附图6，电源机体1在底板11的前侧边沿间隔设置有多个安装立柱16。在本实施例中，电源机体1内设置有五根安装立柱16，且其中两根安装立柱16位于底板11前边沿的两端且分别与左侧板12/右侧板贴合，且相邻安装立柱16之间的间距相同。前盖组件主要包括多块可拆卸安装于相邻安装立柱16之间的前侧板17。

参阅附图8和附图9，安装立柱16在朝向相邻安装立柱16的侧面开设有供前侧板17（参阅附图10）嵌入的嵌入槽161且沿前侧板17的安装方向设置的固定槽162，固定槽162的上下边沿处还设置有柱塞槽163且在柱塞槽163内设置有球头弹簧柱塞164。球头弹簧柱塞164主要包括柱塞壳体164a、安装于柱塞壳体164a内的弹簧164b和滚珠164c。在本实施例中，固定槽162呈长方体状，柱塞壳体164a也呈长方体状且过盈卡接于固定槽162内。

参阅附图8、附图10和附图11，前侧板17具有与其两侧安装立柱16的固定槽162配合的固定插块171，固定插块171的上下面均开设有供球头弹簧柱塞164嵌入的定位槽171a。在本实施例中，前侧板17在朝向安装空腔15的侧面的一侧设有两根固定插块171，即安装立柱16的一个侧面具有两个与之对应的固定槽162。

参阅附图2、附图4、附图10和附图12，顶盖组件包括多块铰接于后侧板14顶部且与前侧板17一一对应的顶板18。前侧板17和后侧板14分别支撑于顶板18的底面的前后两端，前侧板17的顶面开设有磁石槽且磁石槽内嵌设有用于吸合顶板18的固定磁石172。在本实施例中，顶板18的数量为四块，且每块前侧板17上设置有两个磁石槽和两个与之对应的两个固定磁石172。

参阅附图2、附图3和附图4，相邻两块所述顶板18之间还设有铰接于后侧板14的合缝件19。

参阅附图7，合缝件19的左右两侧均开设有供其两侧的顶板18边沿卡入的第一合缝槽191。后侧板14和安装立柱16分别支撑于合缝件19的底面前后两端，合缝件19通过螺栓和安装立柱16配合固定。其中，第一合缝槽191的顶部铺设有与顶板18的底部边沿贴合的橡胶密封垫192。

参阅附图13，多回路母排2设置于安装空腔15内，且包括多根相互平行的铜排21以及用于支撑铜排21的绝缘架。在本实施例中，多回路母排2中的铜排21数量为九根，且九根铜排21阶梯状布置，且铜排21的高度沿靠近后侧板14的方向逐渐增加。绝缘架包括多块固定在电源机体1上的绝缘板22，且绝缘板22具有供铜排21安装的铜排槽且绝缘板22通过螺钉固定在电源机架的底板11和后侧板14上。在本实施例中，绝缘板22的数量为5块。

为了促进安装空腔15内的空气流通，绝缘板22具有贯穿其左右侧面的透气通孔221。

参阅附图13，接线端子3设置于多回路母排2的一侧，且用于连接UPS和多回路母排2。接线端子3包括两个开口向下且固定在电源机体1内底面的C形安装架31和与铜排21一一对应的多个接线单元32，即接线端子3具有九个接线单元32。其中，两根C形安装架31的高度不同。

接线单元32安装于C形安装架31的顶面或者电源机体1的内底面上，且位于同一C形安装架31的顶面或者电源机体1内底面的接线单元32形成接线单元32组，且接线单元32组呈阶梯状布置，C形安装架31和电源机体1内底面之间形成供电线通过的槽口311。每个接线单元32组包括并列布置的三个接线单元32，两个C形安装架31的顶面均设置有三个并列接线单元32，底板11上也设置有三个并列的接线单元32。在本实施例中，接线单元32组沿的高度沿靠近铜排21的方向逐渐降低。

参阅附图6，功率输出单元4，主要包括电表41、微型开关42和与多回路母排2配合且供标准机柜的PDU连接的输出端子43。其中，电源机体1在多回路母排2和接线端子3的前侧设置有安装隔板5，安装隔板5沿电源机体1的长度方向布置，且电表41、微型开关42和输出端子43均安装在安装隔板5远离多回路母排2和接线端子3的侧面上，且前侧板17上开设有供电表41的显示表头和微型开关42的开关部伸出的开口。电源机体1在安装隔板5的侧面上还设有供电表41的信号线铺设的信号槽51，以方便电表41的信号线的布线。

其中，为了方便走线，电源机壳在位于输出端子43下方的底板11上开设由出线口111。同时与改机柜阵列电源模块配合的阵列式机柜的柜体9顶部也设置有与出线口111对应的进线口，从而有效地减少了暴露在阵列式机柜外侧的线缆，提升了整个阵列式机柜的安全性能。

由于电表41、微型开关42的安装方式均为现有技术，因此不再此赘述，输出端子43具有三个接口，分别为火线接口、零线接口和地线接口。在本实施例中，每个标准柜91对应两个输出端子43，即机柜阵列电源模块中的输出端子43数量为八个。

本发明的机柜阵列电源模块采用的是两路三项五线，一路为火线A1、火线B1、火线C1和零线L1；另一路为火线A2、火线B2、火线C2和零线L2；还有一根共用地线D。上述九根线分别与接线单元32和铜排21一一对应。

由于同一标准柜91对应有两个输出端子43，则在进行输出端子43的火线、零线和地线选用时，其中一个输出端子43可以选用其中一路的火线、零线和地线，另一个输出端子43则需要选用另一路的火线、零线和地线。例如，当第一个标准柜91的其中一个对应输出端子43选用了火线A1、零线L1和地线D，则第一个标准柜91的另一个对应输出端子43则必须选用火线A2、火线B2和火线C2三根火线中的任意一条，且零线需要选择L2，地线选用地线D。

参阅附图2、附图3和附图5，为了降低电源机体1内的温度，电源机体1在后侧板14上开设有出风口141且在顶板18设置有进风口181，且电源机体1在进风口181和出风口141处均设置有将进风口181/出风口141盖合的过滤网6，电源机体1在出风口141处还设置有将安装空腔15内的空气抽出的散热风扇112。在本实施例中，电源机体1在后侧板14上间隔设有两个出风口141和安装于出风口141处的散热风扇112，且电源机体1在每块顶板18中部均开设有进风口181。

机柜阵列电源模块还设有控制主机和与控制主机连接的温度传感器。其中，温度传感器设置于安装空腔15内，用于检测安装空腔15内的温度且输出第一温度信号至控制主机，在本实施例中，温度传感器设置于底板的顶面中心；控制主机用于控制温度传感器、散热风扇112与数据的存储和处理，且控制主机内预设有基准温度信号；控制主机接收第一信号并响应于第一温度信号，当第一温度信号大于基准温度信号时，所述控制主机控制散热风扇112运行；反之，控制主机控制散热风扇112不运行。在本实施例中，急转温度信号设置为60℃，当安装空腔15内的温度大于60℃时，散热风扇112开启；当安装空腔15内的温度小于60℃时，散热风扇112不开启。

实施例2：

参阅附图1，一种阵列式机柜，包括柜体9和实施例1中的机柜阵列电源模块，机柜阵列电源模块设置于柜体9的顶部，且机柜的长度和机柜阵列电源模块的长度一致。

其中，柜体9具有四个标准柜91，且四个标准柜91内均设置有两个PDU。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种机柜阵列电源模块，其特征在于：包括电源机体(1)，所述电源机体(1)具有安装空腔(15)；多回路母排(2)，所述多回路母排(2)设置于安装空腔(15)内，且包括多根相互平行的铜排(21)以及用于支撑铜排(21)的绝缘架；接线端子(3)，所述接线端子(3)设置于多回路母排(2)的一侧，且用于连接UPS和多回路母排(2)；功率输出单元(4)，所述功率输出单元(4)包括与多回路母排(2)配合且供标准机柜的PDU连接的输出端子(43)；

所述接线端子(3)包括至少一个开口向下且固定在电源机体(1)内底面的C形安装架(31)和铜排(21)一一对应的多个接线单元(32)，所述接线单元(32)安装于C形安装架(31)的顶面或者电源机体(1)的内底面上，且位于同一C形安装架(31)的顶面或者电源机体(1)内底面的接线单元(32)形成接线单元组，且接线单元组呈阶梯状布置，C形安装架(31)和电源机体(1)内底面之间形成供电线通过的槽口(311)。

2.根据权利要求1所述的一种机柜阵列电源模块，其特征在于：所述接线端子(3)具有两个C形安装架(31)和九个接线单元(32)，且所述接线单元(32)组包括三个接线单元(32)，且三个接线单元(32)分别安装于两个C形安装架(31)和电源机体(1)内底面上，所述多回路母排(2)中的铜排(21)为九根。

3.根据权利要求2所述的一种机柜阵列电源模块，其特征在于：多根所述铜排(21)呈阶梯状布置。

4.根据权利要求1所述的一种机柜阵列电源模块，其特征在于：所述电源机体(1)包括底板(11)、左侧板(12)、右侧板、后侧板(14)、前盖组件和顶盖组件，所述电源机体(1)在底板(11)的前侧边沿间隔设置有多个安装立柱(16)，所述前盖组件包括多块可拆卸安装于相邻安装立柱(16)之间的前侧板(17)，所述顶盖组件包括多块铰接于后侧板(14)顶部且与前侧板(17)一一对应的顶板(18)，所述前侧板(17)和后侧板(14)分别支撑于顶板(18)的底面前后两端，前侧板(17)的顶面开设有磁石槽且磁石槽内嵌设有用于吸合顶板(18)的固定磁石(172)。

5.根据权利要求4所述的一种机柜阵列电源模块，其特征在于：相邻两块所述顶板(18)之间还设有铰接于后侧板(14)的合缝件(19)，所述合缝件(19)的左右两侧均开设有供其两侧的顶板(18)边沿卡入的第一合缝槽(191)，后侧板(14)和安装立柱(16)分别支撑于合缝件(19)的底面前后两端，合缝件(19)通过螺栓和安装立柱(16)配合固定。

6.根据权利要求5所述的一种机柜阵列电源模块，其特征在于：安装立柱(16)朝向相邻安装立柱(16)的侧面均开设有沿前侧板(17)的安装方向设置的固定槽(162)且在固定槽(162)的上下边沿均开设有柱塞槽(163)，柱塞槽(163)内安装有球头弹簧柱塞(164)，前侧板(17)具有与其两侧安装立柱(16)的固定槽(162)配合的固定插块(171)，所述固定插块(171)的上下面均开设有供球头弹簧柱塞(164)嵌入的定位槽(171a)。

7.根据权利要求6所述的一种机柜阵列电源模块，其特征在于：所述后侧板(14)设有出风口(141)，所述顶板(18)设置有出风口(141)，且电源机体(1)在进风口(181)和出风口(141)处均设置有将进风口(181)/出风口(141)盖合的过滤网(6)，所述后侧板(14)在出风口(141)处还设置有将安装空腔(15)内的空气抽出的散热风扇(112)。

8.根据权利要求7所述的一种机柜阵列电源模块，其特征在于：还设有控制主机和与控制主机连接的温度传感器；温度传感器设置于安装空腔(15)内，用于检测安装空腔(15)内的温度且输出第一温度信号至控制主机；所述控制主机用于控制温度传感器、散热风扇(112)与数据的存储和处理，且控制主机内预设有基准温度信号；控制主机接收第一信号并响应于第一温度信号，当第一温度信号大于基准温度信号时，所述控制主机控制散热风扇(112)运行；反之，控制主机控制散热风扇(112)不运行。

9.一种阵列式机柜，其特征在于，包括柜体(9)和权利要求1至权利要求8任意一项所述的机柜阵列电源模块，所述机柜阵列电源模块设置于柜体(9)的顶部。

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