冗余電源

　　冗余電源是用于服務(wù)器中的一種電源，是由兩個(gè)完全一樣的電源組成，由芯片控制電源進(jìn)行負(fù)載均衡，當(dāng)一個(gè)電源出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)電源馬上可以接管其工作，在更換電源后，又是兩個(gè)電源協(xié)同工作。冗余電源是為了實(shí)現(xiàn)服務(wù)器系統(tǒng)的高可用性。除了服務(wù)器之外，磁盤陣列系統(tǒng)應(yīng)用也非常廣泛。

　　RPS電源（Redundant Power System，冗余電源系統(tǒng)）用作部分交換機(jī)的外置直流供電電源

　　RPS可以用作交換機(jī)或路由器的冗余備份電源：

　　如果RPS和受電設(shè)備采用相同的交流供電系統(tǒng)，當(dāng)受電設(shè)備內(nèi)部電源出現(xiàn)異常時(shí)，RPS可以繼續(xù)為故障設(shè)備進(jìn)行直流供電，保障設(shè)備的持續(xù)正常運(yùn)行；

　　如果RPS和受電設(shè)備采用不同的交流供電系統(tǒng)，還可以在受電設(shè)備的外部交流供電電源出現(xiàn)故障時(shí)繼續(xù)提供直流供電，保障設(shè)備的持續(xù)正常運(yùn)行。

　　ups電源

　　UPS，即不間斷電源，是將蓄電池（多為鉛酸免維護(hù)蓄電池）與主機(jī)相連接，通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流式電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時(shí)， UPS 立即將電池的直流電能，通過逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。UPS 設(shè)備通常對(duì)電壓過高或電壓過低都能提供保護(hù)。

　　UPS是針對(duì)中國(guó)電網(wǎng)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)等對(duì)電源的可靠性要求，克服中、大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集中供電所造成的供電電網(wǎng)環(huán)境日益惡劣的問題，以全新的數(shù)字技術(shù)研制出的第三代工頻純?cè)诰€式智能型UPS。直流電源，是維持電路中形成穩(wěn)恒電流的裝置。如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機(jī)等。

　　UPS和直流電源是企業(yè)重要的供電保障設(shè)備，傳統(tǒng)的維護(hù)管理包括：①日常巡檢外觀，定期更換電池、濾波電容、風(fēng)機(jī)等易損件，大修時(shí)做電池活化等；②改造或采用換代設(shè)備，使用高級(jí)工具測(cè)試電池性能。這種管理方式企業(yè)投入成本高，維護(hù)人員工作量大，不易實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，設(shè)備事故預(yù)防能力低。實(shí)施在線維護(hù)管理可避免傳統(tǒng)方式的不足之處，獲得良好效益。

　　UPS的中文意思為“不間斷電源”，是英語“Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply”的縮寫，它可以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時(shí)間以使用戶能夠緊急存盤，使用戶不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。

　　冗余電源與UPS電源的區(qū)別

　　電源冗余可以采取的方案有容量冗余、冗余冷備份、并聯(lián)均流的N 1備份、冗余熱備份等方式。容量冗余是指電源的最大負(fù)載能力大于負(fù)載，這對(duì)提高可靠性意義不大。

　　冗余冷備份是指電源由多個(gè)功能的模塊組成，正常時(shí)由其中一個(gè)供電，當(dāng)其故障時(shí)，備份模塊立刻啟動(dòng)投入工作。這種方式的缺點(diǎn)是電源切換存在時(shí)間間隔，造成電壓豁口。

　　并聯(lián)均流的N 1備份方式是指電源由多個(gè)單元組成，各單元通過或門二極管并聯(lián)在一起，由各單元向設(shè)備供電。這種方案在1個(gè)電源故障時(shí)不會(huì)影響負(fù)載供電，但負(fù)載端短路時(shí)波及單元。冗余熱備份是指電源由多個(gè)單元組成，并且工作，但只由其中一個(gè)向設(shè)備供電，其他空載。主電源故障時(shí)備份電源可以立即投入，輸出電壓波動(dòng)很小。

　　對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間不間斷操作、高可靠的系統(tǒng)，如基站通信設(shè)備、*設(shè)備、服務(wù)器等，往往高可靠的電源供應(yīng)。冗余電源設(shè)計(jì)是其中的關(guān)鍵部分，在高系統(tǒng)中起著重要作用。冗余電源配置2個(gè)電源。當(dāng)1個(gè)電源出現(xiàn)故障時(shí)，其他電源可以立刻投入，不中斷設(shè)備的正常運(yùn)行。這類似于UPS電源的工作原理：當(dāng)市電斷電時(shí)由電池頂替供電。冗余電源與UPS的區(qū)別主要是由不同的電源供電，而UPS則是一個(gè)電源供電另一個(gè)則隨時(shí)備用，有時(shí)自動(dòng)切換。

　　傳統(tǒng)冗余電源接法

　　傳統(tǒng)的冗余電源設(shè)計(jì)方案是由2個(gè)或多個(gè)電源通過分別連接二極管陽極，以“或門”的方式并聯(lián)輸出至電源總線上。如圖1。可以讓1個(gè)電源單獨(dú)工作，也可以讓多個(gè)電源工作。當(dāng)其中1個(gè)電源出現(xiàn)故障時(shí)，二極管的單向?qū)ㄌ匦裕粫?huì)影響電源總線的輸出。

　　在的冗余電源系統(tǒng)中，電流都比較大，可達(dá)幾十A?？紤]到二極管本身的功耗，選用壓降較低、電流較大的肖特基二極管，比如SR1620～SR1660（額定電流16 A）。通常這些二極管上還安裝散熱片，以利于散熱。

　　使用二極管的傳統(tǒng)方案電路簡(jiǎn)單，但有其固有的缺點(diǎn)：功耗大、發(fā)熱嚴(yán)重、需加裝散熱片、占用體積大。電路中通常為大電流，二極管大部分時(shí)間處于前向?qū)Ｊ?，它的壓降所引起的功耗不容忽視。最小壓降的肖特基二極管也有0.45 V，在大電流時(shí)，例如12 A，就有5 W的功耗，要特別散熱問題。

　　現(xiàn)在新的冗余電源方案是采用大功率的MOSFET管來代替?zhèn)鹘y(tǒng)電路中的二極管。MOSFET的導(dǎo)通內(nèi)阻可以到幾mΩ，大大降低了壓降損耗。在大功率應(yīng)用中，不僅實(shí)現(xiàn)了效率更高的方案，而且無需節(jié)散熱器，省了大量的電路板面積，也減少了設(shè)備的散熱源。應(yīng)用電路中MOSFET有專業(yè)芯片的控制。目前，TI、Linear等各大公司都推出了成熟的該類芯片。