(57)【要約】【課題】所望の冗長性を提供しながら、電源の数を最小限に減らすように電力配分システムを構成する。【解決手段】  本発明における電力配分システムは、少なくとも１つの負荷（１４２）、複数の電源（１１２、１１４、１１６）、及び複数の相互接続部（１４４）を備え、相互接続部（１４４）はそれぞれの負荷を所与の数の電源に接続して、それぞれの負荷に十分な電力が供給されるようにし、またどれか１つの電源が障害を起こす場合でも、すべての負荷に引き続き十分な電力が供給されるように構成される。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの負荷と、
複数の電源と、
前記負荷のそれぞれに十分な電力が供給され、前記電源のいずれか１つが障害を起こす場合でも、前記少なくとも１つの負荷のすべてに引き続き十分な電力が供給されるように前記負荷のそれぞれを所定の数の前記電源に接続する相互接続装置と、
を備えることを特徴とする電力配分システム。
【請求項２】
前記電源のすべてがＤＣ電源であることをさらに特徴とする請求項１に記載の電力配分システム。
【請求項３】
前記電源のすべてがＡＣ電源であることをさらに特徴とする請求項１に記載の電力配分システム。
【請求項４】
前記電源が、前記負荷のすべてに十分な電力を供給する総容量を持つことをさらに特徴とする請求項１、２、または３に記載の電力配分システム。
【請求項５】
複数の負荷のそれぞれに十分な電力を配分する方法において、
複数の電源を設けることであって、前記電源の全数よりも少ない数の電源の組合せで、前記複数の負荷のそれぞれに十分な電力を供給することができるように、数と容量の点で十分である複数の電源を設けることと、
前記負荷をそれぞれ所定の数の前記電源に接続して、どれか１つの電源が障害を起こす場合でも、前記負荷のそれぞれには引き続き十分な電力が供給されるようにすることと、
を含むことを特徴とする複数の負荷のそれぞれに充分な電力を配分する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、コンピュータシステムなどの複数の負荷に電力を供給する電源システムに関する。本発明は、さらに具体的に言えば、融通性と信頼性を与えるために、冗長電源から給電できるような電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電源システムが、安定供給できる電力を、その電力を受けるシステムに供給しなければならない用途が多数ある。コンピュータシステムは、そのような用途の一例である。
【０００３】
以前のコンピュータシステムは、一般に、コンピュータシステム自体のＡＣ入力電源を備えていた。これらのＡＣフロントエンド電源は、正のＤＣ電圧出力を生成した。これらの正のＤＣ電圧出力から、電源サブシステムが、中電圧レールと低電圧レールの電圧を生成した。これらのコンピュータシステムを、電気通信産業用に変更する必要があるときには、コンピュータシステムへの電源として、−４８Ｖ  ＤＣの電圧を供給するために、電源システムの設計変更が求められた。結局、電気通信産業用のコンピュータシステム電源は、設計が難しく、さらに高い部品密度が要求され、さらに費用がかかり、しかも、長い調達期間が求められた。電源の冗長性を提供して、信頼性を得るために、一般に、類似する２つの電源が用いられた。
【０００４】
一般にコンピュータシステム、具体的には電気通信産業で使用されるものに、間断なく電力を供給することが一般的に望ましい。電気通信産業で利用される電気通信システムは、一般に、電話装置と同様にラックに取り付けられる。これらのラックは、一般に、例えば１９インチという事前設定された幅と、「Ｕ」と呼ばれる高さの単位の整数倍の高さを持つコンピュータサーバのようなコンピュータ機器（以下、「負荷」と呼ぶ）を受け入れるように規格化されている。
【０００５】
ラックが、その負荷とともに構成されると、そのラックを、電源のラックと組み合わせることが必要である。いつも、これらの負荷のすべてに十分電力が供給されるように、電力配分システムを構成できることが望ましい。このことから、電源において冗長性が必要になる。あいにく、従来は、この種の冗長性を得ることが難しいとされていた。これは、負荷が一般に電気通信産業において直接得ることができる−４８Ｖ  ＤＣを使用できず、代わりに、ＡＣ入力電源から所要のＤＣ電圧が供給される電源を負荷自体が備えていたからである。その結果、電気通信産業で用いられるコンピュータ機器のような負荷を組み入れた電力配分システムは、電気通信産業の環境において利用できる標準的なＤＣ電圧から直接に、コンピュータ機器に電力を供給できるようにするために、入力電源の設計変更を必要とした。これを目的とするような、完全な電源冗長性を提供する電力配分システムの１つは、例えば、「ＲＥＤＵＮＤＡＮＴ  ＩＮＰＵＴ  ＰＯＷＥＲ  ＳＹＳＴＥＭ」と称する２００４年２月６日出願の同時係属中の米国特許出願第１０／７７３，００８号に開示されている。この出願に開示されているシステムにより、コンピュータ機器などの負荷は、事前設定された幅と、高さの単位の整数倍に等しい高さを持つラック内に納めるように規格化できる。さらに、このことから、電源を規格化することもできる。例えば、−４８Ｖ  ＤＣにて、それぞれ１，０００ワットのＤＣ電力を供給する６つのＡＣ電源は、３Ｕのラック高さを持つことができる。同様に、電気通信産業のバスインフラからの複数の標準２，０００ワット、−４８Ｖ  ＤＣのバッテリー給電は、通常これらのラックの上方に利用できる。ＡＣ電源とＤＣ電源が両方とも、例えば−４８Ｖ  ＤＣの同一のＤＣ出力電圧を供給することもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電力配分システムを構成しようとするときに、負荷のラックが構成されると、次に、これらの負荷用の電源を構成することが必要である。前述の通り、これらの電源のうちの１つに障害があるにもかかわらず、これらの負荷のそれぞれに、完全で、かつ途切れない電力を供給するやり方で電源を負荷に相互接続するように、電源を構成することが望ましい。これは、所望の冗長性を提供する。さらに、所望の冗長性を提供しながら、電源の数を最小限に減らすように、電力配分システムを構成することがもっとも望ましい。本発明は、これらの問題および要件を扱っている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態によると、電力配分システムは、少なくとも１つの負荷、複数の電源、および、複数の相互接続部を含む相互接続装置を含む。これらの相互接続部は、それぞれの負荷を所与の数の電源に接続して、それぞれの負荷に十分な電力が供給されるようにし、またどれか１つの電源が障害を起こす場合でも、すべての負荷には引き続き十分な電力が供給されるようにしている。
【０００８】
他の実施形態により、本発明は、複数の負荷のそれぞれに十分な電力を配分する方法を提供する。この方法は、それぞれの負荷に電力を供給するのに、複数電源の全部よりも少ない数の組合せで足りるように、数と容量の点で十分である電源を提供することと、それぞれの負荷を所与の数の電源に接続して、どれか１つの電源が障害を起こす場合でも、それらの負荷のそれぞれには引き続き十分な電力が供給されるようにすることとを含む。
【０００９】
本発明の利点だけでなく、上記および他の様々な特徴も、以下の詳細な説明を読み、かつ、関連する図面をよく調べれば、明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の模範的な実施形態の下記詳細な説明では、本発明の一部を成す添付図面を参照する。この詳細な説明および図面は、本発明を実施するときに用いる特定の模範的な実施形態を示している。これらの実施形態は、当業者に本発明を実施できるようにするくらい十分詳しく説明されている。他の実施形態も利用できるものとする。本発明の精神または範囲から逸脱しなければ、他の変更を行ってもよい。それゆえ、以下の詳細な説明は、限定的な意味で受けとめられるべきではなく、本発明の範囲は、併記の特許請求の範囲によって定義される。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態の図式的ブロック図である。図１に示される電力配分システム１０は、複数の負荷１２、１４、１６、１８、２０、２２と、複数の電源２４、２６、２８、３０、３２、３４を含む。電力配給システム１０はさらに、後でより具体的に述べられるように、これらの負荷を、これらの電源に接続する相互接続装置３６も含む。
【００１２】
電力配分システム１０は、例えば電気通信設備の電力配分システムであってもよい。その目的のために、負荷１２、１４、１６、１８、２０、２２は、コンピュータ・サーバーまたは関連する電気／電子装置であってもよい。これらの負荷は、好ましくは、電気通信産業において共通である−４８Ｖ  ＤＣの給電から電力が供給されるようになされている。それぞれの負荷１２、１４、１６、１８、２０、２２は、冗長入力電源を提供する複数の電源入力に対する備えを含んでいる。これらの負荷それぞれの入力は、例えば、前述の同時係属中の米国特許出願第１０／７７３，００８号に記述されるように構成されることがある。
【００１３】
したがって、電源２４、２６、２８、３０、３２、３４のそれぞれは、負荷１２、１４、１６、１８、２０、２２に対応する出力ＤＣ電圧を供給する。この目的のために、それぞれの電源は、好ましくは、−４８Ｖ  ＤＣ出力を供給する。
【００１４】
本発明の例示実施形態を述べる目的で、本明細書に述べられる電力配分システムのそれぞれは、電気通信産業で用いられる電力配分システムであると想定されよう。電気通信産業では、電源が−４８Ｖ  ＤＣを供給し、また負荷が−４８Ｖ  ＤＣを利用して、それらの動作を持続させる。さらに、これらの負荷のそれぞれは、前述の米国特許出願第１０／７７３，００８号に記述されるような複数の電源入力に備えていることも想定されよう。
【００１５】
さらに、この実施形態、および本明細書に述べられる他の実施形態のそれぞれに対して、これらの電源は、−４８Ｖ  ＤＣを供給するＤＣ電源であると仮定されよう。これらの電源は、当技術分野において知られているやり方で、直接ＤＣ電力を供給する形式を取ることもあり、あるいは、ＡＣ電圧を−４８Ｖ  ＤＣ電圧に変換するＡＣ電源であることもある。
【００１６】
この実施形態により、電源２４、２６、２８、３０、３２、３４はそれぞれ、ＡＣ電源である。これらの電源のそれぞれは、１，０００ワットの−４８Ｖ  ＤＣ電力を供給することができる。
【００１７】
相互接続装置３６は、複数の相互接続部を含む。これらの相互接続部は、所与の数の電源に、それぞれの負荷を接続して、それらの負荷に十分、電力が供給され、また、どれか１つの電源が障害を起こす場合でも、すべての負荷には引き続き十分、電力が供給されるようにしている。その目的のために、負荷１２は、電源２４、２６に接続されることに留意されたい。負荷１４も、電源２４、２６に接続される。同様に、負荷１６、１８のそれぞれは、電源２８、３０に接続される。さらに同様に、負荷２０、２２のそれぞれは、電源３２、３４に接続される。
【００１８】
電力配分システム１０は、電力配分サブシステム４８、５０、５２に分けられることがある。電力配分サブシステム４８は、負荷１２、１４、および電源２４、２６を含む。電力配分サブシステム５０は、負荷１６、１８、および電源２８、３０を含む。最後に、電力配分サブシステム５２は、負荷２０、２２、および電源３２、３４を含む。留意されるように、それぞれのサブシステムは、第１のＸワットの負荷と第２のＸワットの負荷、および、第１の２Ｘワットの電源と第２の２Ｘワットの電源を含む。ここで、Ｘは５００に等しい。それぞれのサブシステムはさらに、第１のＸワットの負荷を、第１の２Ｘワットの電源および第２の２Ｘワットの電源に接続し、かつ、第２のＸワットの負荷を、第１の２Ｘワットの電源および第２の２Ｘワットの電源に接続する相互接続部も含む。
【００１９】
上述のように構成したことにより、電源２４、２６、２８、３０、３２、３４のどれか１つが障害を起こしても、負荷１２、１４、１６、１８、２０、２２のそれぞれには、引き続き十分、電力が供給される。それゆえ、図１の電力配分システムの構成は、これらの負荷に、信頼性と途切れない電力を提供する。さらに、ただ１つのサブシステム中のどれか１つの電源が障害を起こすこともあるが、それらの負荷には、引き続き十分な電力が供給される。
【００２０】
次に図２を参照すると、図２は、本発明を具現する他の電力配分システム６０を示している。電力配分システム６０は、１，０００ワットの負荷６２、６４、６６、および、１，０００ワットの電源２４、２６、２８、３０、３２、３４を含む。電力配分システム６０はまた、相互接続装置６８も含む。
【００２１】
相互接続装置６８は、複数の相互接続部を含む。これらの相互接続部は、負荷６２を電源２４、２６に接続し、負荷６４を電源２８、３０に接続し、さらに、負荷６６を電源３２、３４に接続する。その結果、これらの相互接続部は、それぞれの負荷を所与の数の電源に接続して、それぞれの負荷に十分な電力が供給されるようにし、また、どれか１つの電源が障害を起こす場合でも、すべての負荷には引き続き十分な電力が供給されるようにする。
【００２２】
この場合も、電力配給システム６０は、サブシステム７０、７２、７４に分けられる。その結果として、これらのサブシステムのそれぞれは、２Ｘワットの負荷を１つと、第１の２Ｘワットの電源と第２の２Ｘワットの電源を含む。ここで、Ｘは５００に等しい。それぞれのサブシステムはまた、それぞれのサブシステムの２Ｘワットの負荷を、その第１の２Ｘワットの電源および第２の２Ｘワットの電源に相互接続する複数の相互接続部も含む。
【００２３】
図３は、本発明の他の実施形態を示している。ここでは、電力配分システム８０は、２，０００ワットの負荷８２、８４、および、１，０００ワットの電源２４、２６、２８、３０、３２、３４を含む。電力配分システム８０は、さらに相互接続装置８６も含む。相互接続装置８６は、負荷８２を電源２４、２６、２８に接続し、かつ、負荷８４を電源３０、３２、３４に接続する。その結果、本発明により、相互接続装置８６は、それぞれの負荷を所与の数の電源に接続して、それぞれの負荷に十分な電力が供給され、しかも、どれか１つの電源が障害を起こす場合でも、それぞれの負荷には引き続き十分な電力が供給されるようにしている。
【００２４】
図４は、本発明のさらに他の実施形態を示している。図４に示される電力配分システム９０は、２，５００ワットの負荷９２、９４、および、電源２４、２６、２８、３０、３２、３４を含む。電力配分システム９０はさらに、負荷９２、９４を、それぞれ電源２４、２６、２８、３０、３２、３４に相互接続する相互接続装置９６も含む。その結果、電力配分システム９０は、５Ｘワットの負荷（ここで、Ｘは５００に等しい）を少なくとも１つと、第１の２Ｘワットの電源、第２の２Ｘワットの電源、第３の２Ｘワットの電源、第４の２Ｘワットの電源、第５の２Ｘワットの電源、第６の２Ｘワットの電源を含む。電力配分システム９０はさらに、５Ｘワットの負荷を、２Ｘワットの電源にそれぞれ接続する相互接続装置も含む。その結果、それぞれの負荷に十分な電力が供給され、しかも、どれか１つの電源が障害を起こす場合でも、それぞれの負荷には引き続き十分な電力が供給される。
【００２５】
図５は、本発明のさらに他の実施形態を示している。図５の電力配分システム１００は、５，０００ワットの負荷１０２と、電源２４、２６、２７、２８、３０、３２を含む。電力配分システム１００はまた、負荷１０２を、これらの電源のそれぞれに接続する相互接続装置１０４も含む。それぞれ１，０００ワットの電力を供給できる６つの電源と、最大５，０００ワットの電力を消費する負荷があるので、これらの電源の１つが障害を起こす場合でも、負荷１０２には十分な電力が供給される。
【００２６】
図６は、本発明のさらに他の実施形態を示している。ここでは、電力配分システム１１０は、５００ワットの負荷１２、１４、１６、１８、２０、２２、および、第１の２，０００ワットの電源１１２、第２の２，０００ワットの電源１１４、第３の２，０００ワットの電源１１６を含む。電力配給システム１１０はさらに、相互接続装置１１８も含む。相互接続装置１１８は、負荷１２、１４のそれぞれを電源１１２、１１４に接続し、負荷１６、１８のそれぞれを電源１１２、１１６に接続し、さらに、負荷２０、２２のそれぞれを電源１１４、１１６に接続する。それゆえ、図６では、電力配給システム１１０は、Ｘワットの負荷を６つ及び４Ｘワットの電源を３つ（ここで、Ｘは５００に等しい）含み、さらに４Ｘワットの電源をそれぞれＸワットの負荷のうち異なる４つに接続しながら、Ｘワットの負荷をそれぞれ４Ｘワットの電源のうち２つに接続する相互接続部を含むことに留意されたい。その結果、これらの電源の１つが障害を起こす場合でも、これらの負荷のそれぞれには引き続き十分な電力が供給される。
【００２７】
図７は、本発明のさらに他の実施形態を示している。ここでは、電力配分システム１２０は、１，０００ワットの負荷６２、６４、６６、および、２，０００ワットの電源１１２、１１４、１１６を含む。電力配分システム１２０はさらに、負荷６２を電源１１２、１１４に接続し、負荷６４を電源１１２、１１６に接続し、さらに、負荷６６を電源１１４、１１６に接続する相互接続装置１２２も含む。それゆえ、電力配分システム１２０は、２Ｘワットの負荷を３つと、４Ｘワットの電源を３つ（ここで、Ｘは５００に等しい）を含む。これらの相互接続部は、４Ｘワットの電源のそれぞれを、２Ｘワットの負荷のうち異なる２つに接続しながら、２Ｘワットの負荷のそれぞれを、４Ｘワットの電源のうち異なる２つに相互接続する。その結果、本発明により、電源１１２、１１４、１１６の１つが障害を起こす場合でも、負荷６２、６４、６６のそれぞれには引き続き十分な電力が供給されるであろう。
【００２８】
図８は、本発明の他の実施形態を示している。ここでは、電力配分システム１３０は、２，０００ワットの負荷８２、８４、および、２，０００ワットの電源１１２、１１４、１１６を含む。電力配分システム１３０はさらに、相互接続装置１３２も含む。相互接続装置１３２は、負荷８２、８４をそれぞれ電源１１２、１１４、１１６に接続する。それゆえ、電力配分システム１３０は、第１の４Ｘワットの負荷と第２の４Ｘワットの負荷、および、第１の４Ｘワットの電源、第２の４Ｘワットの電源、第３の４Ｘワットの電源を含む（ここで、Ｘは５００に等しい）。電力配分システム１３０はさらに、４Ｘワットの負荷をそれぞれ４Ｘワットの電源に接続する相互接続部も含む。その結果、電源１１２、１１４、１１６のどれか１つが障害を起こす場合でも、負荷８２、８４のそれぞれには引き続き十分な電力が供給される。
【００２９】
最後に、図９は、本発明の他の実施形態を示している。電力配分システム１４０は、４，０００ワットの負荷１４２、および、２，０００ワットの電源１１２、１１４、１１６を含む。電力配分システム１４０はさらに、負荷１４２を、電源１１２、１１４、１１６のそれぞれに接続する相互接続装置１４４も含む。それゆえ、電力配分システム１４０は、８Ｘワットの負荷を１つと、４Ｘワットの電源を３つ含む（ここで、Ｘは５００に等しい）。電力配給システム１４０では、それらの相互接続部が、８Ｘワットの負荷を、４Ｘワットの電源のそれぞれに接続する。その結果、電源１１２、１１４、１１６のどれか１つが障害を起こす場合でも、負荷１４２には引き続き十分な電力が供給されるであろう。
【００３０】
上の説明からわかるように、本発明は、例えば、電気通信産業で使用される新たな改良された電力配分システムを提供する。これらの負荷および電源のそれぞれは、標準の１９インチ・ラック内に設置するように構成される。さらに、これらの電源および負荷のそれぞれは、それぞれのラックを効率的に使用できるようにするために、Ｕ刻みの高さ寸法を持つ。これらの電力配分システムはまた、ＡＣ電源だけが提供されるか、あるいは、ＤＣ電源だけが提供されるような設備に対応するように構成してもよい。そうすることで、本発明による電力配分システムは、その目的を達成するのに必要な電源の数を最小限に抑えながら、これらの電源の１つが障害を起こしても、それぞれの負荷に途切れない電力を保証する。
【００３１】
本発明は、いくつかの好ましい実施形態に関して、かなり詳しく述べられてきたが、他の実施形態も可能である。それゆえ、併記の特許請求の範囲の精神または範囲は、本明細書中に記されている実施形態の説明に限定されてはならない。本発明は、これらの特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】１，０００ワットのＡＣ電源を６つと、５００ワットの負荷を６つ含む、本発明の電力配分システムの実施形態を示す図式的ブロック図である。
【図２】１，０００ワットのＡＣ電源を６つと、１，０００ワットの負荷を３つ含む、本発明の電力配分システムの実施形態を示す図式的ブロック図である。
【図３】１，０００ワットのＡＣ電源を６つと、２，０００ワットの負荷を２つ含む、本発明の電力配分システムの実施形態を示す図式的ブロック図である。
【図４】１，０００ワットのＡＣ電源を６つと、２，５００ワットの負荷を２つ含む、本発明の電力配分システムの実施形態を示す図式的ブロック図である。
【図５】１，０００ワットのＡＣ電源を６つと、５，０００ワットの負荷を１つ含む、本発明の電力配分システムの実施形態を示す図式的ブロック図である。
【図６】２，０００ワットのＤＣ電源を３つと、５００ワットの負荷を６つ含む、本発明の電力配分システムの実施形態を示す図式的ブロック図である。
【図７】２，０００ワットのＤＣ電源を３つと、１，０００ワットの負荷を３つ含む、本発明の電力配分システムの実施形態を示す図式的ブロック図である。
【図８】２，０００ワットのＤＣ電源を３つと、２，０００ワットの負荷を２つ含む、本発明の電力配分システムの他の実施形態を示す図式的ブロック図である。
【図９】２，０００ワットのＤＣ電源を３つと、４，０００ワットの負荷を１つ含む、本発明の電力配分システムのさらに他の実施形態を示す図式的ブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０、６０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０  電力配分システム
１２、１４、１６、１８、２０、２２、６２、６４、６６、８２、８４、９２、９４、１０２、１４２  負荷
２４、２６、２８、３０、３２、３４、１１２、１１４、１１６  電源  
３６、６８、８６、９６、１０４、１１８、１２２、１３２、１４４  相互接続装置
４８、５０、５２、７０、７２、７４  電力配分サブシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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