智能电池备用装置中的辅助电源系统

电力供应单元和BBUS是数据中心、网络、服务器和存储设备在尖端开放式计算机项目(OCP)开放式机架3(Orv3)体系结构中的生命线。中央电力转换器负责提供大部分所需电能。然而,未被识别的英雄是辅助功率组件,它在维护整个电力供应生态系统的整体健壮性、可靠性和安全性方面发挥着至关重要的作用,包括psu和bbu。

本文阐述了辅助电源在模拟器件电池备份单元(BBU)参考设计中的意义。辅助功率包括辅助电压轨,与主要功率输出一起提供,以支持许多组件和功能。它的重要性对于确保整合到BBU参考设计模块中的电力设备的可靠和简化功能至关重要。

在下面的详细讨论中,我们将对辅助功率在BBU模块的参考设计中所起的作用进行考察,探索其功能和内部机制。通过探究辅助动力的复杂性,我们旨在强调其对维持持续电力供应和保护我们宝贵的技术资源免受潜在危害的重大贡献。

备用电源

辅助功率是用来提供次级功率在bbb。即使背板电源中断或不可用,补充电源继续为模块内的设备供电,使存储在BBU中的键操作能够顺利运行。这一备用电力能力使该股能够保留和维持重要的业务,例如安全的过渡过程、警觉的监测、复杂的控制电路管理,以及始终如一地为低功率设备提供便利。辅助电源通过在停电期间提供连续不间断的电源来确保模块在需要时分配电源的能力。这反过来又起到了防止潜在扰动和防止数据丢失的缓冲作用。

电压调节

确保稳定的平衡状态和恒定的电压输出是实现这些器件在BBB内的最佳性能的关键。在这种情况下拥有辅助功率的重要性怎么强调也不为过,因为它是一个至关重要的保护措施,在BBU模块的复杂结构中监督电压控制的敏感区域。辅助功率不断监控输出电压,在精确定义的公差谱范围内进行调整和稳定。

这条规定就像是一个盾牌,加强了BBU及其相关设备之间的相互作用。辅助电源确保稳定可靠的能量源,防止电压波动,否则会引发故障、数据损坏或物理损害。

辅助动力通过其精确的校准变得至关重要。它不仅能保持模块的有效运行,而且还能保护连接的设备。这种精确性和可靠性的结合为psu、bbu和数据中心的一系列相关设备提供了道路,使其具有更长的使用寿命、更大的功效和持久的操作生命力。

冷却和风扇控制

有效的冷却管理对于防止电气设备过热至关重要。辅助动力传递和协调风扇在bbu内。这种冷却过程有助于保留BBU和支持的设备。该组合物利用辅助动力来管理风扇的旋转,并创造一个平稳和高效的冷却环境。其结果是一个平衡良好的系统,保持最佳运行温度,防止过热的破坏性影响。

热的消散涉及热动力学中复杂的相互作用.这个系统管理热,以防止故障过热。小心温度调节和辅助功率提高性能和可靠性。

保护和安全特征

BBUS具有一系列重要的安全和安保属性,可以保护连接的设备和电源转换器。辅助力量的整合对于这些功能的部署和监督至关重要。辅助功率增强了一系列积极措施,包括过电压、过电流和短路保护等安全措施,以及温度监测。辅助动力的实时警戒确保通过连续参数检查对异常或问题作出快速反应。这种快速启动的保护机制有效地避免了对psu及其连接装置的伤害,减轻了电气危害,特别是提高了系统的总体安全性。

诊断评价

BBU进行定期的自我诊断测试,在向连接设备供电之前验证其功能。在此过程中,辅助功率提供必要的电压和控制信号,以启动和完成诊断程序。这种自我评估有助于快速检测BBU中的潜在故障,包括元件问题或电压不规则。辅助动力的参与,通过早期识别和准确定位故障,有助于提高psu的性能和延长其寿命。这一积极主动的做法提高了psu的可靠性和防备能力,确保不间断供电,并大大降低系统故障的风险。

电源设计工具, Lt31-cad ® 通过自定义,提供定制的工程见解和组件性能数据专为BBU辅助电源设计。这种强大的组合成功地加速了复杂的电气评估过程,加速了原型阶段,并大大加速了辅助电路的总体开发时间表。因此,审查花费的时间和电路设计的复杂性明显减少。

在图1中,图1展示了一个辅助电路,该电路旨在优化充电模式或放电模式下的Bbu操作过程中的能量流,反映了广泛的工程努力。相反地,图2展示了BBU睡眠模式的低功率辅助电路,它具有低退出(LDO)调节器和一个单元转换器。

图1在充电和放电操作中,BBU模块的辅助电路设计。

图2睡眠模式下BBU模块的辅助电路设计。

为了为这些电源转换器、微控制器和其他外围设备供电,BBU模块辅助电路包括表1所列的6个电压轨。

表1BBT电压轨

在充电或卸货期间

模式操作在睡眠中

模式操作

12V斜轨

5 V, 3.3 V, 1.8 V, and 1.2 V bias rail

-3.0V斜轨

3.3 V, 1.8 V, and 1.2 V bias rail

在Bbu充电或放电模式下操作时辅助电源

12V斜轨

LT8645S 是一种高压同步降压控制器,负载能力显著高达8a。它的主要功能是有效地将48V的背板电压电源转换为12V的辅助电压电源,这是一种高精度的辅助电压电源。该设备集成的旁路电容器使它不同于其他高压降压控制器,这一战略选择不仅消除了对更大的多氯联苯足迹的需求,而且巧妙地解决了诸如快速电流环路和电磁干扰(EMI)排放等困难。这一组合将大大提高总体效率,提高控制员优化能源消耗的能力。

12V斜轨出现支持的基本组件包括电源转换器,风扇供应和电流共享总线电路。通过作为这些关键部件的一次能源管道,12V斜轨使无缝运行和性能。这些组件在电源下进行综合组合,LT8645在提高效率和功能方面发挥着关键作用。

5 V, 3.3 V, 1.8 V, and 1.2 V Bias Rail

使用 LT8692S 它是一个四通道同步降压控制器,是一个经过深思熟虑的选择,目的是提供各种不同的输出:5V、3.3V、1.8V和1.2V。这种调整对于适应降低的辅助电压特别重要,并与较低的总线电压保持一致。控制器由一个在2兆赫运行的奇异振荡器引导,以精确和同步的方式对输出进行编排。

真正区别的是其电容器的集成,这一功能有助于满足严格的EMI性能要求,最小化布局的敏感性。这个方面大大提高了它与噪声敏感设置和应用程序的兼容性。四通道建筑以高度集成为特点,不仅保护了空间,而且促进了更简洁和高效的设计方法。

为了解释它是如何使用的,5V轨道为放大器轨道供应、MODBUSUART驱动器、数字温度传感器和电源管理设备提供电源。该3.3V、1.8V和1.2V输出电源分别用于EPROM设备、主单片机单元(单片机单元)和电池管理系统(电池管理系统)的单片机。

-3.0V斜轨

LTC1983 是一种明智的电荷泵逆变器选择,因为它提供了一个关键负3V供应轨道的操作放大器驱动BBU。该设备的能力创造一个强大的100MA输出负载只需要一对额外的电容器,显示其内在效率。值得注意的是,它的微小形状因素提高了这种效率,这种设计特性赋予它特殊的优势--在BBU的电源板上只留下1毫米的足迹,以实现它的功能。

在BBBU睡眠模式下操作时辅助电源

3.3 V, 1.8 V, and 1.2 V Bias Rail

MAX17551 它是一个同步降压转换器,将电池堆栈的48V电压转换为3.3V的稳定输出。该电压作为一种战略管道,在主单片机和吧单片机处于睡眠状态时,将能量输送到它们的数字通用针上。选择这种降压转换器是因为它的优点:它在输入电压从4V到60V之间的多功能性,它微小的和空间效率的形式因素,以及它突出的操作效率,其最小的吸引不到10兆瓦。这种特性的收敛使它成为提高电池堆整体耐久性和耐久性的顶级解决方案。

ADP165 LDO调节器实现了更复杂的电压降低,精确地将电源电压从3.3V降至1.2V。这一有针对性的减排是主要单片机和房舍管理处单片机的主要能源来源。将LDO调节器战略性地整合到单片机电路中,可以改进电压调节,显著降低噪音,简化设计结构,优越的操作效率,以及提高可靠性标准。此外,Adp165的耗电量还不到15英寸,这对能源经济做出了重大贡献,因而也对电池的耐久性做出了重大贡献。

最后,为了给模拟和USB电源电压以及其他一些核心电压供电, MAX38911 利用它精确地将电源电压从3.3V降至1.8V.这个LDO调节器可以提供多达500mA的负载电流,足以提供微控制器所需的负载电流。在低功率模式下,电源转换器消耗大约19.2o的电源电流,使其适合于睡眠模式的操作。

考虑到辅助电源在充电或放电操作中的显著效率为94%,而在睡眠模式操作中的显著效率为62%,强调响应式热管理的重要性对于保持一致的最佳性能是不够的。选择最好的辅助电路设备的意义超越了普通的功能性,它构成了整个BBU工作频谱设计完整性的基础。这个策略性的选择预测了整体的电源使用情况,并计算了估计的电池寿命。此外,它还为改进辅助设备的性能提供了成本效益高的可能性,最终彻底提高了该单位的总体效率。

总结

辅助功率被描述为一个重要的组成部分,协调各种重要的功能。它的职能涉及若干关键责任,所有这些责任对于这些单位的顺利、可靠和安全运行至关重要。作为备用电源的防护罩,辅助电源调整电压水平,管理供热冷却的风扇电源,部署保护措施,并进行电力自测。这种复杂的相互作用的操作汇聚提供不间断的电源,保护我们的设备,延长整个系统的活力。

辅助功率对我们的模拟和数字设备的可靠和补充功率至关重要。辅助电力技术的进步总是在提高效率,减少电力损耗和数据中心的psu和bbu的安全性,推动创新达到新的高度。这一持续的进展是对我们不断变化的技术世界所产生的日益增长的电力需求的不可动摇的反应,影响着我们现在和电气化的未来。

本文系列中的每一个部分都是一个全面的资源,向设计和应用工程师提供了精确的指导和帮助,提供了所需的洞察力,以基于OCPOrv3BBuu提供的复杂规范,构建出一个更智能、更可靠和成本效益更高的解决方案。这是通过一丝不苟地提供零件选择过程、准备好的指导方针、工程方法和程序建议来实现的。