冗余电源系统

科技工作者之家 2020-11-17

冗余电源系统(Redundant Power System,缩写 RPS),可用作为部分交换机的外置直流供电电源。

简介冗余电源是用于服务器、工业电脑(Industrial PC;IPC)安全监控等中的一种电源,是由两个完全一样的电源组成,由芯片控制电源进行负载均衡。当一个电源出现故障时,另一个电源马上接管其工作,在更换电源后,又是两个电源协调工作。冗余电源是为了实现服务器系统的高可用性。除了服务器之外,磁盘阵列系统应用也非常广泛。1

冗余电源与UPS电源的区别RPS电源(即冗余电源系统),用于部分交换机的外置直流供电电源。RPS电源可用于交换机或路由器的冗余备份电源:

如RPS电源和受电设备采用相同的交流供电系统,当受电设备内部电源出现异常时,RPS可以继续为故障设备进行直流供电,保障设备的持续正常运行;如果RPS和受电设备采用不同的交流供电系统,还可以在受电设备的外部交流供电电源出现故障时继续提供直流供电,保障设备的持续正常运行。冗余电源是用于服务器中的一种电源,是由两个完全一样的电源组成,由芯片控制电源进行负载均衡,当一个电源出现故障时,另一个电源马上可以接管其工作,在更换电源后,又是两个电源协同工作。

电源冗余一般可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份、并联均流的N+1备份、冗余热备份等方式。容量冗余是指电源的最大负载能力大于实际负载,这对提高可靠性意义不大。

冗余冷备份是指电源由多个功能相同的模块组成,正常时由其中一个供电,当其故障时,备份模块立刻启动投入工作。这种方式的缺点是电源切换存在时间间隔,容易造成电压豁口。

并联均流的N+1备份方式是指电源由多个相同单元组成,各单元通过或门二极管并联在一起,由各单元同时向设备供电。这种方案在1个电源故障时不会影响负载供电,但负载端短路时容易波及所有单元。冗余热备份是指电源由多个单元组成,并且同时工作,但只由其中一个向设备供电,其他空载。主电源故障时备份电源可以立即投入,输出电压波动很小。2

应用对于部分需长时间不间断运转、高可靠的系统,如基站通信设备、设备、服务器等,往往需要高可靠,高稳定的电源供应。冗余电源设计是其中的关键部分,在高可用系统中起着重要作用。冗余电源一般都会配置2个以上电源。当1个电源出现故障时,其他电源可以立刻投入,不影响设备的正常运行。这与UPS电源的工作原理相似就是在当市电断电时由电池顶替供电。冗余电源与UPS电源的区别主要是由不同的电源同时供电,而UPS电源则是一个电源供电另一个则随时备用,有需要时自动切换。但UPS电源相对冗余电源更具备在线式零切换的优势,其提供的电源更纯净,可过滤掉电网杂质。2

本词条内容贡献者为:

吴晨涛 - 副研究员 - 上海交通大学