CN113015417B - 一种新型液冷模块化机架电源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机架电源领域，公开了一种新型液冷模块化机架电源，包括机架式壳体，机架式壳体内设置有液冷汇流装置、电流分配器和若干个相互并联的电源模块，液冷汇流装置包括回热器和若干个电动调节阀；电流分配器包括背板电路、滤波器和铜排；电流分配器分别与所述若干个相互并联的电源模块连接；滤波器设有工业连接器。本发明解决了高功耗电子元器件散热问题，能使电源功率密度增大，电源体积小，有效隔绝了电源壳体内与外界环境间的热交换，减少电源模块壳内温度波动，使得室内环境的洁净度、温度、湿度等因素的变化对电源寿命影响减少，不影响稳定电流的供应，本发明稳定的电压输出可保护负载端设备稳定高效运行及提高负载设备使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及机架电源技术领域，具体地涉及一种新型液冷模块化机架电源。
背景技术
近年来，随着社会经济的不断发展，人们的生活方式发生了巨大转变，促使互联网行业步入高速发展阶段，进入迅猛发展时期，与此同时，对辅助IT设备运行的基础设备也提出更多挑战。电力设备的供应及保障措施是实现数据中心IT设备稳定而高效运行的关键因素。当前，数据中心中机房在电源电力供应方面，面临着诸多问题，包括：电力设备占用空间大；电源设备节能效果不好；电源设备维修困难；电源输出电压不稳定，造成IT设备负载故障率高；环境的洁净度、温度、湿度变化严重影响电源设备内电子元器件性能及寿命。
发明内容
本发明提供一种新型液冷模块化机架电源，从而解决现有技术的上述问题。
本发明提供了一种新型液冷模块化机架电源，包括机架式壳体(7)，机架式壳体(7)内设置有液冷汇流装置、电流分配器和若干个相互并联的电源模块(1)，液冷汇流装置包括回热器(6)和若干个电动调节阀；电流分配器包括背板电路(8)、滤波器(9)和铜排(10)；电流分配器分别与所述若干个相互并联的电源模块(1)连接；滤波器设有工业连接器(11)，工业连接器(11)用于输入外界电源、并将外界电源的总输入电流经过背板电路后均匀地分配至每个电源模块。
进一步的，每个电源模块(1)包括电源模块壳体、LED显示屏(2)、若干个液冷冷板(3)和2个高功率密度模块电源板卡(4)；若干个液冷冷板(3)相互串联连接；2个高功率密度模块电源板卡(4)并联连接；回热器(6)通过若干个电动调节阀分别与若干个相互并联的电源模块(1)的液冷冷板(3)对应连接；单个电源模块对应1个电动调节阀。
进一步的，每个电源模块(1)还设有电源输入盲插连接器母头和电源输出盲插连接器母头，机架式壳体(7)设有若干个与电源输入盲插连接器母头相匹配的电源输入盲插连接器公头和若干个与电源输出盲插连接器母头相匹配的电源输出盲插连接器公头，一个电源输入盲插连接器母头对应一个电源输入盲插连接器公头，一个电源输出盲插连接器母头对应一个电源输出盲插连接器公头，外界电源的总输入电流经过背板电路后均匀地分配至每个电源模块后每个电源模块的2个高功率密度模块电源板卡(4)并联导通、并通过滤波器(9)的稳压电路处理后输出稳定电压。
进一步的，机架式壳体(7)上设有液体入口(12)和液体出口(13)，每个电源模块(1)设有液体入口盲插连接器母头和液体出口盲插连接器母头，机架式壳体(7)设有与液体入口盲插连接器母头相匹配的液体入口盲插连接器公头以及与液体出口盲插连接器母头相匹配的液体出口盲插连接器公头，液体入口盲插连接器母头与液体入口盲插连接器公头连接，液体入口盲插连接器公头与所述回热器(6)通过管路进行连接，液体入口盲插连接器母头与液冷冷板(3)连接；位于新型液冷模块化机架电源外部的冷却液体通过液体入口(12)进入回热器(6)中、并由每个电源模块(1)的电动调节阀(5)根据电源模块内的高功率密度模块电源板卡温度反馈值进行流量分配后依次通过液体入口盲插连接器公头和液体入口盲插连接器母头进入液冷冷板(3)中，液冷冷板(3)中的液体再依次通过液体出口盲插连接器母头和液体出口盲插连接器公头进入回热器中进行换热后从液体出口(13)处流出。
进一步的，液冷冷板与所述高功率密度模块电源板卡之间设有导热膏体；高功率密度模块电源板卡包括均流接口、电流浪涌抑制电路和管理芯片，管理芯片用于监控若干个电源模块参数，LED显示屏用于对若干个电源模块参数进行显示。
进一步的，若干个电源模块参数包括芯片温度、液冷冷板温度、电源模块输出电压、电流、频率、功率、旁路电压、负载量、电池电压、电池电量和电池工作时间。
进一步的，电源模块壳体采用复合结构，所述复合结构由外向内依次为第一镀锌板、真空绝热板和第二镀锌板。
进一步的，电源模块(1)支持双路供电和电源管理模式；电源管理模式采用arm架构、并能实现远程访问、TCP/IP通信以及支持IPMI协议；高功率密度电源板卡具有通信上传功能，通信上传功能采用的通信协议为IPMB通信，高功率密度电源板卡将电源模块参数的状态信息上传到IIC总线，上位机能够通过寻址查询电源模块的工作状态。
进一步的，每个电源模块输出稳定12/48V直流电压，每个电源模块的输出功率为2KW。
进一步的，若干个相互并联的电源模块(1)之间采用并联的方式实现电流共享。
若干个电源模块之间采用并联的方式实现电流共享，单点故障时不影响其他电源模块，能按需配置，即插即用，不影响稳定电流的供应。
本发明的有益效果是：本发明电源模块内的高功率密度模块电源板卡采用液冷冷却方式，解决高功耗电子元器件散热问题，可使电源功率密度增大，电源体积小。电源模块壳体采用复合结构，复合结构的真空绝热板层能有效隔绝电源壳体内与外界环境间的热交换，减少电源模块壳内温度波动，使得室内环境的洁净度、温度、湿度等因素的变化对电源寿命影响减少。冷热流体在流进流出新型液冷模块化机架电源后在回热器进行冷热流体热量交换，形成回热循环，液冷***更加节能。若干个电源模块之间采用并联的方式实现电流共享，单点故障时不影响其他电源模块，能按需配置，即插即用，不影响稳定电流的供应。本发明稳定的电压输出可保护负载端设备稳定高效运行及提高负载设备使用寿命。LED显示屏可有效显示电源运行状况，上位机可以通过寻址查询各模块工作状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例一提供的新型液冷模块化机架电源结构示意图。
图2为本实施例一提供的电源模块结构示意图。
1、电源模块，2、LED显示屏，3、液冷冷板，4、高功率密度模块电源卡板，5、电动调节阀，6、回热器，7、机架式壳体，8、背板电路，9、滤波器，10、铜排，11、工业连接器，12、液体入口，13、液体出口，14、电源输入盲插连接器，15、电源输出盲插连接器，16、液体入口盲插连接器母头，17、液体出口盲插连接器母头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便一系列单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他单元。
实施例一，一种新型液冷模块化机架电源，如图1及图2所示，包括机架式壳体7，机架式壳体7内设置有液冷汇流装置、电流分配器和若干个相互并联的电源模块1，液冷汇流装置包括回热器6和若干个电动调节阀；电流分配器包括背板电路8、滤波器9和铜排10；电流分配器分别与所述若干个相互并联的电源模块1连接；滤波器设有工业连接器11，工业连接器11用于输入外界电源、并将外界电源的总输入电流经过背板电路后均匀地分配至每个电源模块。
每个电源模块1包括电源模块壳体、LED显示屏2、若干个液冷冷板3和2个高功率密度模块电源板卡4；若干个液冷冷板3相互串联连接；2个高功率密度模块电源板卡4并联连接；回热器6通过若干个电动调节阀分别与若干个相互并联的电源模块1的液冷冷板3对应连接。
每个电源模块1还设有电源输入盲插连接器14和电源输出盲插连接器15，电源输入盲插连接器14包括电源输入盲插连接器母头，电源输出盲插连接器15包括电源输出盲插连接器母头，机架式壳体7设有若干个与电源输入盲插连接器母头相匹配的电源输入盲插连接器公头和若干个与电源输出盲插连接器母头相匹配的电源输出盲插连接器公头，外界电源的总输入电流经过背板电路后均匀地分配至每个电源模块后每个电源模块的2个高功率密度模块电源板卡4并联导通、并通过滤波器9的稳压电路处理后输出稳定电压。
机架式壳体7上设有液体入口12和液体出口13，每个电源模块1设有液体入口盲插连接器母头16和液体出口盲插连接器母头17，机架式壳体7设有与液体入口盲插连接器母头相匹配的液体入口盲插连接器公头以及与液体出口盲插连接器母头相匹配的液体出口盲插连接器公头，液体入口盲插连接器母头与所述液体入口盲插连接器公头连接，液体入口盲插连接器公头与回热器6通过管路进行连接，液体入口盲插连接器母头与液冷冷板3连接；位于新型液冷模块化机架电源外部的冷却液体通过液体入口12进入回热器6中、并由每个电源模块1的电动调节阀5根据电源模块内的高功率密度模块电源板卡温度反馈值进行流量分配后依次通过液体入口盲插连接器公头和液体入口盲插连接器母头进入液冷冷板3中，液冷冷板3中的液体再依次通过液体出口盲插连接器母头和液体出口盲插连接器公头进入回热器中进行换热后从液体出口13处流出。
液冷冷板与高功率密度模块电源板卡之间设有导热膏体；高功率密度模块电源板卡包括均流接口、电流浪涌抑制电路和管理芯片，管理芯片用于监控若干个电源模块参数，LED显示屏用于对所述若干个电源模块参数进行显示。
若干个电源模块参数包括芯片温度、液冷冷板温度、电源模块输出电压、电流、频率、功率、旁路电压、负载量、电池电压、电池电量和电池工作时间。
电源模块壳体采用复合结构，复合结构由外向内依次为第一镀锌板、真空绝热板和第二镀锌板。
电源模块1支持双路供电和电源管理模式；电源管理模式采用arm架构、并能实现远程访问、TCP/IP通信以及支持IPMI协议；高功率密度电源板卡具备通信上传功能，通信上传功能采用的通信协议依据IPMB通信，高功率密度电源板卡将电源模块参数的状态信息上传到IIC总线，上位机能够通过寻址查询电源模块的工作状态。
每个电源模块输出稳定12/48V直流电压，每个电源模块的输出功率为2KW。
若干个相互并联的电源模块1之间采用并联的方式实现电流共享。
若干个电源模块之间采用并联的方式实现电流共享，单点故障时不影响其他电源模块，能按需配置，即插即用，不影响稳定电流的供应。
通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：
本发明电源模块内的高功率密度模块电源板卡采用液冷冷却方式，解决高功耗电子元器件散热问题，可使电源功率密度增大，电源体积小。电源模块壳体采用复合结构，复合结构的真空绝热板层能有效隔绝电源壳体内与外界环境间的热交换，减少电源模块壳内温度波动，使得室内环境的洁净度、温度、湿度等因素的变化对电源寿命影响减少。冷热流体在流进流出新型液冷模块化机架电源后在回热器进行冷热流体热量交换，形成回热循环，液冷***更加节能。若干个电源模块之间采用并联的方式实现电流共享，单点故障时不影响其他电源模块，能按需配置，即插即用，不影响稳定电流的供应。本发明稳定的电压输出可保护负载端设备稳定高效运行及提高负载设备使用寿命。LED显示屏可有效显示电源运行状况，上位机可以通过寻址查询各模块工作状态。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种新型液冷模块化机架电源，其特征在于，包括机架式壳体(7)，所述机架式壳体(7)内设置有液冷汇流装置、电流分配器和若干个相互并联的电源模块(1)，所述液冷汇流装置包括回热器(6)和若干个电动调节阀；所述电流分配器包括背板电路(8)、滤波器(9)和铜排(10)；所述电流分配器分别与所述若干个相互并联的电源模块(1)连接；所述滤波器设有工业连接器(11)，所述工业连接器(11)用于输入外界电源、并将外界电源的总输入电流经过背板电路后均匀地分配至每个电源模块；
每个电源模块(1)包括电源模块壳体、LED显示屏(2)、若干个液冷冷板(3)和2个高功率密度模块电源板卡(4)；所述若干个液冷冷板(3)相互串联连接；所述2个高功率密度模块电源板卡(4)并联连接；所述回热器(6)通过所述若干个电动调节阀分别与所述若干个相互并联的电源模块(1)的液冷冷板(3)对应连接；单个电源模块对应1个电动调节阀；
所述电源模块壳体采用复合结构，所述复合结构由外向内依次为第一镀锌板、真空绝热板和第二镀锌板。
2.根据权利要求1所述的新型液冷模块化机架电源，其特征在于，每个电源模块(1)还设有电源输入盲插连接器母头和电源输出盲插连接器母头，所述机架式壳体(7)设有若干个与所述电源输入盲插连接器母头相匹配的电源输入盲插连接器公头和若干个与所述电源输出盲插连接器母头相匹配的电源输出盲插连接器公头，一个电源输入盲插连接器母头对应一个电源输入盲插连接器公头，一个电源输出盲插连接器母头对应一个电源输出盲插连接器公头，外界电源的总输入电流经过背板电路后均匀地分配至每个电源模块后每个电源模块的2个高功率密度模块电源板卡(4)并联导通、并通过所述滤波器(9)的稳压电路处理后输出稳定电压。
3.根据权利要求1或2所述的新型液冷模块化机架电源，其特征在于，所述机架式壳体(7)上设有液体入口(12)和液体出口(13)，每个电源模块(1)设有液体入口盲插连接器母头和液体出口盲插连接器母头，所述机架式壳体(7)设有与所述液体入口盲插连接器母头相匹配的液体入口盲插连接器公头以及与所述液体出口盲插连接器母头相匹配的液体出口盲插连接器公头，所述液体入口盲插连接器母头与所述液体入口盲插连接器公头连接，所述液体入口盲插连接器公头与所述回热器(6)通过管路进行连接，所述液体入口盲插连接器母头与液冷冷板(3)连接；位于新型液冷模块化机架电源外部的冷却液体通过所述液体入口(12)进入所述回热器(6)中、并由每个电源模块(1)的电动调节阀(5)根据电源模块内的高功率密度模块电源板卡温度反馈值进行流量分配后依次通过液体入口盲插连接器公头和液体入口盲插连接器母头进入液冷冷板(3)中，液冷冷板(3)中的液体再依次通过所述液体出口盲插连接器母头和所述液体出口盲插连接器公头进入回热器中进行换热后从液体出口(13)处流出。
4.根据权利要求3所述的新型液冷模块化机架电源，其特征在于，所述液冷冷板与所述高功率密度模块电源板卡之间设有导热膏体；所述高功率密度模块电源板卡包括均流接口、电流浪涌抑制电路和管理芯片，所述管理芯片用于监控若干个电源模块参数，所述LED显示屏用于对所述若干个电源模块参数进行显示。
5.根据权利要求4所述的新型液冷模块化机架电源，其特征在于，所述若干个电源模块参数包括芯片温度、液冷冷板温度、电源模块输出电压、电流、频率、功率、旁路电压、负载量、电池电压、电池电量和电池工作时间。
6.根据权利要求1所述的新型液冷模块化机架电源，其特征在于，所述电源模块(1)支持双路供电和电源管理模式；所述电源管理模式采用arm架构、并能实现远程访问、TCP/IP通信以及支持IPMI协议；所述高功率密度模块电源板卡具有通信上传功能，所述通信上传功能采用的通信协议为IPMB通信，所述高功率密度模块电源板卡将电源模块参数的状态信息上传到IIC总线，上位机能够通过寻址查询电源模块的工作状态。
7.根据权利要求1所述的新型液冷模块化机架电源，其特征在于，每个电源模块输出稳定12/48V直流电压，每个电源模块的输出功率为2KW。
8.根据权利要求1所述的新型液冷模块化机架电源，其特征在于，所述若干个相互并联的电源模块(1)之间采用并联的方式实现电流共享。
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