OCPORV3智能备用电池架单元说明

备用电池架是开放式计算机工程(OCP)开放式机架v3(Orv3)电池备份单元(BBU)体系结构和数据中心应用中电源管理系统的一个重要功能,特别是在不间断电源领域。这些货架的精确设计侧重于住房和组织备用电池,成为关键的哨兵,确保关键设备在停电和电压变化中的平稳运行。

可靠的电力后备系统的重要性在我们现代时代是显而易见的,它以技术的复杂性而著称。数据中心、电信枢纽和服务器机房的稳定性对于公司的运作至关重要,这就要求强大的电力备份系统承担起责任。在这种情况下,备用电池架作为这些系统的基础发挥着关键作用。这些架子作为有效存储BBUS的基础枢纽,建立了一个提高关键电力储备准备状态的链接。他们的主要目标是容纳和管理最多6个BBB模块,每个模块与住宅锂离子电池和电源转换器精确地结合在一起。这些架子的结构经过精心的调整,毫不费力地将空间使用效率与可访问性结合起来,考虑到简化维修和简单的更换操作。

这些电池备用货架的主要好处之一是BBU模块库存的集中和组织。定义的存储系统的可用性使BBU模块易于跟踪、标记和维护,减少了错误或混淆的危险,特别是在关键情况下。此外,这一中央中心已证明是一个真正的好处,电池健康监测。这种结构使定期检查、测试和替换更加容易。

根据不同行业和机构的具体要求,对BBU货架的各种尺寸和配置进行了调整。某些货架的模块化设计提供了灵活性,使未来的电力需求发展.与此同时,这些货架还包含提供实时电池状态信息的综合监测系统。诸如电压水平、温度、模块活动和剩余容量等细节,可以进行预防性维护,并确保电池在关键时刻随时可以供电。

架子概览

根据OCP对其新的Orv3架构的定义,开放式机架电源架构由一个集中的可伸缩电源架和一个BBBU机架组成,它们通过一个公共总线条向有效载荷设备(IT齿轮)分配电源。此规范将定义适合于开放架的BBU架子。该BBU架将包含6个具有5+1冗余的BBU模块,为机架内的所有有效载荷提供直流电源。当发生交流断电时,BBU架可以提供最高功率等级的电源架在指定的备份时间段。BBU架备份时间允许机架在不中断齿轮的情况下在电源之间移动,并允许在电源丢失之前排水或移动应用程序。

图1OCPor3体系结构中的BBU架子配置。[参考1]

微控制器固件

在BBU应用中使用的架子微控制器是 MAX32625 ,超低能臂 ® 皮层 ® -M4单片机。架子微控制器负责多个过程。

1. 通过MODBUS与主机计算机通信 ® 议定书

2. 通过模块总线协议与模块通信

3. 处理模块的定期充电

4. 系统控制模式

图2(a)从模式到模式的通信图和(b)从模式到流程到流程的通信框图。

通过模块总线协议与主机计算机通信

在图2中,架子微控制器作为一个专家MODBUS服务器,在与主机建立无缝通信方面发挥了关键作用。它的主要职能是实时收集来自众多模块的数据,并为此不懈努力。然后将这些累积的数据传递到主机计算机,在那里它被用来填充一个动态图形界面应用程序,提供一个视觉增强的描述。当从主机收到通信时,架子微控制器充当守门员,有条不紊地验证每条消息的有效性和完整性。当微控制器对消息的真实性感到满意时,它会根据存储寄存器中存储的信息量快速地给出答案。这个精心设计的响应包含主机计算机所需的答案,以结构化的方式呈现。

然而,当传入的消息被异常污染时,货架微控制器不会失败。它很快地承担起有效通信器的角色,使用基于MOD总线协议的错误消息进行响应。此错误通知提醒主机计算机异常,允许采取适当的纠正行动。

从本质上讲,架上微控制器的重要性反映在它作为数据管道、数据完整性监护人和响应性线人的多方面作用上。所有这些都有助于在模块总线驱动的交互领域中协调一个健壮和可靠的通信框架。

通过模块总线协议与模块通信

在图2中,当它无缝地在MODBUS客户端和MODBUS服务器之间转移时,架微控制器的关键角色变得清晰起来,协调了一个复杂而高效的通信生态系统。当与许多BBU模块交互时,架上微控制器扮演MODBUS客户端的角色,启动并维护与每个唯一模块的对话。这些BBU模块充当MODBUS服务器,不断更新其持有登记册的最新信息。架上微控制器在同步运行时开始周期性的旅程。它通过BBB模块环境,循环节奏捕捉每个模块的遥测数据。这些数据提供了有用的洞察力,它们被小心地存储在微控制器的内存中,随时准备回答来自主机的问题。

然而,架微控制器的目的不限于在BBU系统中的客户机-服务器交互。它转换为MODBUS服务器,应要求将收集到的数据传送到主机计算机,在主机计算机和许多BBU模块之间建立了关键的桥梁。同时,它继续发挥作为MODBUS客户机的作用,组织与BBU模块的互动,并确保信息是最新的和准确的。

从本质上说,架微控制器体现了多功能性和适应性,作为客户机和服务器熟练工作,鼓励主机计算机和BBU模块之间的相互作用。这种互联显示它有能力维持一个坚实的通信结构,提高整个系统的效率和可靠性。

处理模块的定期充电

根据OCP的要求,BBU模块必须定期充电,因为电池组在待命时泄漏电流。因为BBU模块只能每10天充电一次,所以架上的微控制器必须监控和管理哪个BBU模块将充电。因此,定期充电由架微控制器启动,该微控制器使用唯一的MOD总线协议命令来确定哪个BBU模块需要定期充电。在系统体系结构中,BBU模块的基本必要性来自于OCP精确制定的标准。这些模块是设置的关键组件,必须定期充电。这一要求源于电池组在备用期间发生的泄漏。结果,定期充电是保持最佳性能和操作可靠性的必要条件。

系统控制模式

最后,OCP建议添加一个用户控件来覆盖BBU模块操作。通过MODBUS,用户可以调整一个BBU的操作,以确定它是否需要充电或放电。

图形用户界面

图3一个bbb模块。

BBBU模块图形界面分为几个部分,为用户提供重要的信息。这些组成部分和职能详述如下。见图3。

1. 模块运行状况指示器

2. 模块内部温度读数

3. 模块故障指示表

4. 风扇速度指示器(每分钟)

5. 电源转换器度量信息

6. 细胞信息(电压和温度)

模块运行状况指示器

关于图形界面,至少有四个LED指标:

· 蓝色LED信号,BBU模块处于管型运行

· 第一个琥珀LED显示BBU模块处于放电模式,为数据中心的背板提供备份电源。

· 第二个琥珀LED显示需要更换BBU模块,该模块正在报废(EOL)

· 红色LED向用户提供BBU模块正在经历故障的信息

模块内部温度读数

除了BBU操作状态,模块的内部温度也显示在图形界面中。至少有9个温度传感器放置在电池堆栈和电源板内。… LTC2991 提供主要电脑的数字温度读数,而 Adbms6948 提供模拟电池堆温度读数.

模块故障指示表

图形界面有一个故障表,它指示在模块操作期间触发的不同类型的故障。模块故障如下:

· 过电压保护

· 过流保护

· 高温保护(检察官办公室)

· 超过保护的充电和放电

· 风扇关闭

功率转换指标

当模块运行时,图形界面是一个重要的资源,为电池堆栈和背板提供了重要的指标。这些度量具有广泛的范围,包括输入和输出电压以及电流等关键数据。模块操作和图形界面之间的动态交互为用户提供了对系统性能和能量动态的完整和实时的感知。

手机信息

图形界面显示电池堆栈电池电压和温度水平.这些数据对于确定电池堆栈的健康状态(SOH)和充电状态(CS)是至关重要的。

图4BBU模块概要图形界面。

在BBU模块图形界面中,一个包含简要总结和用户控制功能的窗口出现了。图形界面中的这个特殊选项卡提供了监视所有6个BBBU模块的能力,同时提供了对特定BBU的单独控制,包括执行操作决策的能力。请参考图4查看视觉表现。

· 地址选择器

· 架子系统控制

· 系统参数

· 外壳故障和电流共享

地址选择器

用户可以通过战略性地选择精确的BBU插槽地址来顺利地访问指定的BBU模块。这种战略分配并非随机的;它是一个预防性步骤,旨在防止MODBUS通信冲突,这是通过预先定义一套BBBU架子槽地址来实现的。

架子系统控制

授权用户修改BBU操作.它们可以提示一个特定的BBU模块在其运行期间充电或放电。采用力放电模式,可将提升电压由48V提升至51V,促进背板功率,同时维持数据中心内电源装置的不受干扰运作。这种微妙的控制确保了BBU功能和大型基础设施无缝运行之间的最优化平衡。

外壳故障和电流共享

简表显示在六个BBU模块上检测到的任何故障,并通知用户。这是最快的技术,找到任何缺陷在BBB架子。此外,在BBU模块并行或冗余操作期间,电流共享总线指示器显示当背板负载达到最大值时的总线电压为7V,而当峰值负载操作发生时的总线电压为10.5V。

总结

在可靠的电力管理系统中,BBU架起着关键的作用.这些架子安全地互相连接,为电池备份系统创造一个稳定的环境,作为有效管理的中心枢纽。这导致无缝运行,关键系统保持不间断,防止停电和电压波动。在数据中心、电信网络或任何UPS必不可少的环境中,BBU架提供了重要的保护。其主要任务是确保操作的连续性,提高可靠性,并维护强大的电力基础设施。本系列中的后续文章将解释如何选择BBU辅助电路的组件。这将作为一个标准和益处,用于选择用于为关键设备供电和减少设计不规则性的部件。