ORING故障检测方法以及供电系统与流程

本发明涉及一种电力电子，特别是涉及一种oring故障检测方法以及供电系统。

背景技术：

1、现有数据中心供电架构为保证供电的安全和可靠，一般会采用n+n的多机并联冗余的供电架构，而集中式供电系统中的冗余系统尤为重要。

2、对于集中式供电系统，一般包括有供电模块(有时也被称为“电源供应单元(powersupply unit，psu)”)和监控模块(有时也被称为“机架管理控制器(shelf managementcontroller，smc)”)。供电模块用于为负载(例如服务器)进行供电，监控模块则用于监控所有供电模块的状态并上报系统。

3、因各供电模块的输出是并接在一起，所以输出端的单点故障会造成主输出供电出现异常，严重时会造成系统供电的宕机(shutdown)，而供电模块的输出侧的oring单元(即防倒灌单元)的作用则是为了及时将单机故障点从输出母线上隔离开。因此，供电模块中oring单元的健康状态显得尤为重要，甚至会直接影响供电系统的稳定和可靠。

4、oring故障检测可以有效检测出供电模块内部的oring单元是否处于正常状态，防止因oring故障造成供电模块单体故障时无法及时与输出母线进行故障隔离，从而造成母线电压被拉低或宕机。

5、现有的oring故障检测方法主要是通过电压或电流方式来判定oring单元是否故障，但依旧存在以下问题：

6、(1)现有的oring的故障检测方法无法通过供电模块自身独立完成，需要与系统的监控模块(例如smc)进行配合来检测，因此一旦监控模块发生单体故障后，oring故障自检测功能就无法实现；

7、(2)需要所有供电模块正常运行后才能开始oring故障检测，若oring故障在上电初始就存在，且电源内部发生短路故障则会造成系统输出电压拉低或宕机。

8、因此，如何在系统运行之前即可检测出oring故障状态成为业界迫切需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种，可以有效解决现有技术的至少一缺陷。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种oring故障检测方法，应用于包括并联连接的多个供电模块的供电系统，每一所述供电模块包括一次侧单元、二次侧单元、oring单元以及控制单元，每一所述供电模块的所述一次侧单元与所述二次侧单元相连接且所述oring单元位于所述二次侧单元的输出侧，所述控制单元至少与所述oring单元相连接，所述oring故障检测方法包括：

3、所述多个供电模块的所述一次侧单元分时起机；

4、所述多个供电模块的所述二次侧单元进行第一次延时起机；

5、对于每一所述供电模块，若在所述第一次延时内该供电模块输出端的母线电压在第一阈值范围内，启动该供电模块的oring检测，包括：通过判断该供电模块的输出电流是否有负电流或该供电模块的所述oring单元的前后压差是否小于预设值，来确认所述oring单元是否处于健康状态。

6、在本发明的一些实施例中，所述oring故障检测方法还包括：若在所述第一次延时内该供电模块输出端的母线电压不在所述第一阈值范围内，则在所述第一次延时结束后直接使能该供电模块的所述二次侧单元的输出，并对所述多个供电模块的所述二次侧单元进行第二次延时起机。

7、在本发明的一些实施例中，所述oring故障检测方法还包括：该供电模块在所述第二次延时结束后关闭所述二次侧单元的输出并再次判断该供电模块输出端的母线电压是否在所述第一阈值范围内；

8、当再次判断该供电模块输出端的母线电压在所述第一阈值范围内时，启动该供电模块的oring检测；

9、当再次判断该供电模块输出端的母线电压不在所述第一阈值范围内时，则判断所述供电系统处于单机状态，并进入单机状态下的oring故障检测。

10、在本发明的一些实施例中，在进行所述第一次延时起机和/或所述第二次延时起机时是按照所述多个供电模块的地址位进行。

11、在本发明的一些实施例中，所述供电系统具有反映所述多个供电模块的地址位及其延时时间的对应关系的表，在进行所述第一次延时起机和/或所述第二次延时起机时各个所述供电模块是通过查询所述表的方式获取与各个所述供电模块对应的延时时间进行延时起机。

12、在本发明的一些实施例中，对于每一所述供电模块，该供电模块的oring检测还包括：

13、若该供电模块的输出电流有负电流或所述oring单元的前后压差小于预设值，则确认所述oring单元处于故障状态；

14、若该供电模块的输出电流无负电流以及所述oring单元的前后压差不小于预设值，则确认所述oring单元处于正常状态。

15、在本发明的一些实施例中，所述oring故障检测方法还包括：当确认所述oring单元处于故障状态之后，所述控制单元禁能所述供电模块的所述二次侧单元的输出并控制所述oring单元断开。

16、在本发明的一些实施例中，所述oring故障检测方法还包括：

17、通过连接至该供电模块的所述二次侧单元输出侧的电流采样单元获取该供电模块的输出电流；和/或

18、通过连接至该供电模块的所述oring单元的前端的第一电压采样单元获取该供电模块的所述oring单元的前端电压；

19、通过连接至该供电模块的所述oring单元的后端的第二电压采样单元获取该供电模块的所述oring单元的后端电压；

20、其中，各个所述供电模块的所述控制单元获取并根据各个所述供电模块对应的输出电流和/或各个所述供电模块对应的所述oring单元的所述前端电压以及所述后端电压，进行该供电模块的oring检测。

21、在本发明的一些实施例中，所述单机状态下的oring故障检测包括：禁能该供电模块的所述二次侧单元的输出，再次判断该供电模块输出端的母线电压是否在所述第一阈值范围内，当再次判断该供电模块输出端的母线电压在所述第一阈值范围内时，启动该供电模块的所述oring检测；当再次判断该供电模块输出端的母线电压不在所述第一阈值范围内时，则判断该供电系统仍处于所述单机状态，并再次进入所述单机状态下的oring故障检测；或者，直接使能该供电模块的所述二次侧单元的输出，不做所述oring单元的故障判断。

22、在本发明的一些实施例中，各个所述供电模块对应的所述第一次延时和/或所述第二次延时时间均小于60秒；和/或，所述多个供电模块的所述一次侧单元分时起机的时间间隔不大于8秒。

23、在本发明的一些实施例中，该供电模块输出端的母线电压为所述oring单元输出侧的电压。

24、为了实现上述目的，本发明还提供一种供电系统，其包括：并联连接的多个供电模块，每一所述供电模块包括一次侧单元、二次侧单元、oring单元以及控制单元，每一所述供电模块的所述一次侧单元与所述二次侧单元相连接且所述oring单元位于所述二次侧单元的输出侧，所述控制单元至少与所述oring单元相连接；其中，所述控制单元被配置为用于执行如权利要求1～10任一项所述的oring故障检测方法。

25、在本发明的一些实施例中，每一所述供电模块还包括多个输入端子以及多个输出端子；每一所述供电模块的所述多个输入端子中的第一输入端子连接至交流电源的火线，每一所述供电模块的所述多个输入端子中的第二输入端子连接至所述交流电源的零线；每一所述供电模块的所述多个输出端子中的第一输出端子连接至直流母线正端，每一所述供电模块的所述多个输出端子中的第二输出端子在连接至直流母线负端。

26、在本发明的一些实施例中，当所述控制单元执行如上所述的oring故障检测方法时，所述电流采样单元是连接至各个所述供电模块的所述二次侧单元的输出侧正端或者输出侧负端上。

27、在本发明的一些实施例中，所述oring单元为mos管，所述mos管的栅极端连接至所述控制单元，所述mos管的源极端连接至所述二次侧单元，所述mos管的漏极端连接至所述直流母线正端。

28、通过本发明，供电模块可以在上电之前进行oring故障状态检测，避免将故障带入系统运行中，减小系统上电后整体宕机的风险。

29、另外，根据本发明的一些实施例，本发明的供电模块可独立进行oring故障状态检测，与系统端完全解耦开，确保在无系统或与系统通讯故障的条件下，依旧可以完成oring自检，将系统宕机风险降到最低。

30、本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。