供电装置和数据处理设备

技术领域

本公开涉及数据中心领域，具体地，涉及供电技术领域，尤其涉及一种供电装置和一种数据处理设备。

背景技术

数据处理设备通常用于云计算、云服务、云存储、大数据、深度学习等应用场景下的数据的传输、计算、存储等。数据处理设备例如包括数据中心。数据处理设备中通常包括负载，在为负载进行供电时，通常通过交流电信号来进行供电，导致能源耗费、安全性较低、负载部署方式冗杂。

发明内容

根据本公开的一方面，提供了一种供电装置，包括：直流转换模块和输出模块。所述直流转换模块配置为基于预设策略，根据外部负载的功率调整所述直流转换模块的输出功率；其中，所述直流转换模块包括多个转换子模块，每个转换子模块包括输入端和输出端，所述每个转换子模块配置为将在所述输入端处接收的交流电信号转换为直流电信号并从所述输出端输出。输出模块，与所述直流转换模块电连接，所述输出模块配置为接收所述多个转换子模块输出的直流电信号，以向所述外部负载供电。

根据本公开的另一方面，提供了一种数据处理设备，包括：负载和如上所述的供电装置。其中，所述供电装置与所述负载电连接。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1示意性示出了根据本公开一实施例的数据处理设备的应用场景；

图2示意性示出了根据本公开一实施例的供电装置的示意图；

图3示意性示出了根据本公开一实施例的调整输出功率的示意图；

图4示意性示出了根据本公开一实施例的调整输出功率的示意图；

图5示意性示出了根据本公开另一实施例的供电装置的示意图；

图6示意性示出了根据本公开一实施例的数据处理设备的示意图；

图7示意性示出了根据本公开另一实施例的数据处理设备的示意图；

图8示意性示出了根据本公开另一实施例的数据处理设备的示意图；

图9示意性示出了根据本公开一实施例的数据处理设备的架构；

图10示意性示出了根据本公开一实施例的机房的示意图；

图11示意性示出了根据本公开一实施例的电源柜的示意图；以及

图12示意性示出了根据本公开一实施例的数据处理设备的区域分布示例图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

图1示意性示出了根据本公开一实施例的数据处理设备的应用场景。

如图1所示，根据本公开实施例的数据处理设备10通常用于云计算、云服务、云存储、大数据、深度学习等应用场景下的数据的传输、计算、存储等，数据处理设备例如包括数据中心。

数据处理设备10包括供电装置100和负载200。供电装置100例如用于接收来自外部的至少一个电信号，至少一个供电信号例如包括电信号310和电信号320。在供电装置100接收到至少一个电信号之后，可以对电信号进行相关处理，并将处理后的电信号输出至负载200，以向负载200进行供电。

在一实施例中，每个来自外部的电信号可以包括来自市电的电信号，或者是来自柴油发电机的电信号。

每个来自外部的电信号可以是交流电信号，交流电信号的电压值例如为10.5kV。电压值为10.5kV的交流电信号输入至供电装置100后，由供电装置100对电压值为10.5kV的交流电信号进行降压操作，降压后得到的交流电信号的电压值例如为220V。接下来，供电装置100将电压值为220V的交流电信号输出至负载200，以向负载200进行供电。

然而，由于来自外部的不同电信号具有相位差异，例如电信号310和电信号320具有相位差异，导致对多个电信号分别进行降压操作后得到的多个交流电信号(电压值为220V)无法连接在一个母线上，因此，需要通过多个母线分别将多个交流电信号输至负载200，导致母线较多而冗杂。母线例如为线缆，用于传输交流电信号的母线半径较粗，发热量较大，从而导致能源耗费。另外，对电压值为10.5kV的交流电信号进行降压操作得到电压值为220V的交流电信号，降压操作过程效率较低、电能耗费量较大。供电装置100将电压值为220V的交流电信号输至负载200进行供电的过程中，操作人员的误操作容易产生对地回路，从而对操作人员的人身造成危险。

有鉴于此，本公开的实施例提供了一种供电装置和数据处理设备。供电装置包括直流转换模块和输出模块。直流转换模块，直流转换模块配置为基于预设策略，根据外部负载的功率调整直流转换模块的输出功率；其中，直流转换模块包括多个转换子模块，每个转换子模块包括输入端和输出端，每个转换子模块配置为将在输入端处接收的交流电信号转换为直流电信号并从输出端输出。输出模块，与直流转换模块电连接，输出模块配置为接收多个转换子模块输出的直流电信号，以向外部负载供电。另外，数据处理设备包括负载和供电装置。以下将结合图2至图12来描述本公开实施例的供电装置和数据处理设备。

图2示意性示出了根据本公开一实施例的供电装置的示意图。

如图2所示，本公开实施例的供电装置100例如包括直流转换模块110和输出模块120。图2中所示的AC表示交流电信号，DC表示直流电信号。

示例性地，直流转换模块110配置为基于预设策略，根据外部负载的功率调整直流转换模块110的输出功率。

例如，直流转换模块110用于接收来自外部的交流电信号。当直流转换模块110接收到来自外部的交流电信号之后，直流转换模块110可以基于预设策略并根据外部负载的功率来调整直流转换模块110的输出功率，使得直流转换模块110的输出功率与外部负载的功率相匹配。示例性地，外部负载的功率可以包括但不仅限于额定功率。

直流转换模块110可以包括多个转换子模块，例如直流转换模块110包括转换子模块111和转换子模块112。每个转换子模块包括输入端和输出端，每个转换子模块配置为将在该转换子模块的输入端处接收的交流电信号转换为直流电信号并从该转换子模块的输出端输出。

示例性地，多个转换子模块的数量与来自外部的交流电信号的数量匹配。以来自外部的交流电信号包括交流电信号310和交流电信号320为例，转换子模块111将在输入端处接收的交流电信号310转换为直流电信号并从输出端输出，转换子模块112将在输入端处接收的交流电信号320转换为直流电信号并从输出端输出。

输出模块120与直流转换模块110电连接，输出模块120配置为接收多个转换子模块输出的直流电信号，以向外部负载供电。

示例性地，输出模块120与每个转换子模块的输出端电连接，来自每个转换子模块的输出端的直流电信号均输入至输出模块120。输出模块120将直流电信号输至外部负载，以向外部负载供电。

根据本公开的实施例，供电装置通过将来自外部的交流电信号转换为直流电信号，以便通过直流电信号为外部负载供电。通过直流电信号为外部负载供电，降低了电能的耗费，提高了电信号的转换效率，保障了操作人员的人身安全。另外，供电装置还可以基于预设策略并根据外部负载的功率来调整输出功率，使得输出功率与外部负载的功率相匹配，从而保证在为外部负载提供满足需求的功率得到情况下，还实现了功率调整的灵活性。

图3示意性示出了根据本公开一实施例的调整输出功率的示意图。

如图3所示，本公开实施例的供电装置100例如包括直流转换模块110和输出模块120。直流转换模块100包括N个转换子模块，其中，N为大于1的整数。直流转换模块110可以基于预设策略并根据外部负载的功率来调整直流转换模块的输出功率，使得直流转换模块的输出功率与外部负载的功率相匹配。

例如，预设策略包括：当N个转换子模块的输入功率均大于或等于P/N时，使得N个转换子模块的N个输出功率彼此相等且N个输出功率之和等于P，其中P为外部负载的功率的数值，功率单位可以为瓦或焦耳。

例如，以N个转换子模块包括转换子模块111和转换子模块112为例，即N＝2，外部负载的功率例如为P。首先确定转换子模块111的输入功率P

在本公开的实施例中，供电装置可以基于预设策略并根据外部负载的功率来调整每个转换子模块的输出功率，使得直流转换模块的输出功率与外部负载的功率相匹配。例如，当每个转换子模块的输入功率较大时，可以通过每个转换子模块为外部负载提供相等的功率，从而实现了在为外部负载所需功率的基础上，进一步实现了功率调整的灵活性。

图4示意性示出了根据本公开一实施例的调整输出功率的示意图。

如图4所示，本公开实施例的供电装置100例如包括直流转换模块110和输出模块120。直流转换模块110包括N个转换子模块，其中，N为大于1的整数。直流转换模块110可以基于预设策略并根据外部负载的功率来调整直流转换模块的输出功率，使得直流转换模块的输出功率与外部负载的功率相匹配。

例如，预设策略可以包括：当N个转换子模块中的n个转换子模块的输入功率小于P/N时，调整N个转换子模块的输出功率，使得n个转换子模块各自的输出功率与输入功率相同，使得N个输出功率之和等于P，其中，n为大于等于1且小于等于N的整数，P为外部负载的功率的数值。

例如，以N个转换子模块包括转换子模块111和转换子模块112为例，即N＝2，外部负载的功率例如为P。首先确定转换子模块111的输入功率P

例如，以n＝1为例，即。如果转换子模块111的输入功率P

在本公开的实施例中，供电装置可以基于预设策略并根据外部负载的功率来调整每个转换子模块的输出功率，使得直流转换模块的输出功率与外部负载的功率相匹配。例如，当转换子模块的输入功率较小时，优先使用输入功率较小的转换子模块的功率。可以理解，通过本公开的实施例，在为外部负载提供满足需求的功率的基础上，进一步实现了功率调整的灵活性。

图5示意性示出了根据本公开另一实施例的供电装置的示意图。

如图5所示，本公开实施例的供电装置例如包括直流转换模块110和输出模块120。直流转换模块110例如包括转换子模块111和转换子模块112。图5中所示的AC表示交流电信号，DC表示直流电信号。

来自外部的交流电信号例如包括交流电信号310和交流电信号320。交流电信号310的电压值和交流电信号320的电压值例如均为10.2kV。

示例性地，转换子模块111例如包括串联的多个功率单元，转换子模块112例如也包括串联的多个功率单元。功率单元例如是使用功率电力电子器件进行整流、滤波、逆变的高压变频器部件。

示例性地，转换子模块111例如将交流电信号310转换为电压值为750V的直流电信号，转换子模块112例如将交流电信号320转换为电压值为750V的直流电信号。

示例性地，转换子模块111将电压值为750V的直流电信号输至输出模块120，转换子模块112将电压值为750V的直流电信号输至输出模块120，输出模块120例如包括直流母线。然后，由直流母线将交流电信号输至外部负载。

根据本公开的实施例，用于传输电压值为750V的直流电信号的直流母线，所传输的电压值较大，使得直流母线较细，直流母线在传输电信号过程中损耗更小，从而降低了直流母线的成本和电信号的传输损耗。另外，直流电信号的电压值750V较高，通过直流母线实现了为高功率负载进行供电。

本公开的另一方面，还提供了一种数据处理设备，包括负载和供电装置，供电装置与负载电连接。以下将结合图6至图12来描述根据本公开实施例的数据处理设备。

图6示意性示出了根据本公开一实施例的数据处理设备的示意图。

如图6所示，数据处理设备例如包括供电装置100和负载200。供电装置100包括多个直流转换模块111、112以及输出模块120，输出模块120例如为直流母线。负载200例如包括多个第一负载210A、210B。

针对多个第一负载410A、410B中的每个第一负载，每个第一负载例如包括负载模块和至少一个第一降压模块，第一降压模块例如为谐振式双有源电桥(DAB)。

示例性地，至少一个第一降压模块用于对来自输出模块120的直流电信号进行降压操作得到第一直流电信号，并将第一直流电信号输出至负载模块。例如，负载模块所需的第一直流电信号的电压值为90V，则至少一个第一降压模块将来自输出模块120的直流电信号(电压值为750V)进行降压操作得到电压值为90V的第一直流电信号。

示例性地，至少一个第一降压模块中的至少部分第一降压模块配置为将来自输出模块120的直流电信号进行降压处理得到第一直流电信号，第一直流电信号的电压值与负载所需的电压值相匹配。

例如，负载模块所需的第一直流电信号的电压值为90V，以第一负载210A包括1个负载模块和3个第一降压模块为例。3个第一降压模块中的每个第一降压模块例如均可以将电压值为750V的直流电信号降压为电压值是20V～50V的直流电信号。当3个第一降压模块均正常工作时，每个第一降压模块可以将电压值为750V的直流电信号降压至电压值为30V的直流电信号，3个第一降压模块的输出即为负载模块所需的第一直流电信号(电压值为90V)。当1个第一降压模块异常时，剩余2个第一降压模块中每个第一降压模块均可以将电压值为750V的直流电信号降压为电压值是45V的直流电信号，2个第一降压模块的输出即为负载模块所需的第一直流电信号(电压值为90V)。

根据本公开的实施例，针对每个第一负载，每个第一负载所包括的多个第一降压模块为冗余设置，当部分第一降压模块异常时，剩余的第一降压模块还能够进行降压操作得到负载所需的电压值。由此可见，通过本公开的实施例，将多个第一降压模块进行冗余设置，提高了第一负载对故障的应急处理能力。

图7示意性示出了根据本公开另一实施例的数据处理设备的示意图。

如图7所示，数据处理设备例如包括供电装置100、负载200和多个第二降压模块410A、410B。供电装置100包括多个直流转换模块111、112以及输出模块120，输出模块120例如为直流母线。负载200例如包括多个第二负载220A、220B，第二负载的数量例如与第二降压模块的数量一致。第二负载例如为直流电设备。

每个第二降压模块例如与输出模块120电连接。第二降压模块配置为对来自输出模块120的直流电信号进行降压操作得到第二直流电信号，并将第二直流电信号输出至第二负载。即，每个第二降压模块可以将高压直流电转换为低压直流电。

例如，第二负载220A所需的第二直流电信号的电压值为80V，第二降压模块410A将来自输出模块120的直流电信号(电压值为750V)进行降压操作得到第二直流电信号(电压值为80V)，并将电压值为80V的第二直流电信号输至第二负载220A。

例如，第二负载220B所需的第二直流电信号的电压值为70V，第二降压模块410B将来自输出模块120的直流电信号(电压值为750V)进行降压操作得到第二直流电信号(电压值为70V)，并将电压值为70V的第二直流电信号输至第二负载220B。

图8示意性示出了根据本公开另一实施例的数据处理设备的示意图。

如图8所示，数据处理设备例如包括供电装置100、负载200和多个第三降压模块420A、420B。供电装置100包括多个直流转换模块111、112以及输出模块120，输出模块120例如为直流母线。负载200例如包括多个第三负载230A、230B，第三负载的数量例如与第三降压模块的数量一致。第三负载例如为交流电设备。

每个第三降压模块例如与输出模块120电连接。第三降压模块配置为对来自输出模块120的直流电信号进行降压操作得到交流电信号，并将交流电信号输出至第三负载。即，每个第三降压模块可以将高压直流电转换为低压交流电。

例如，第三负载230A所需的交流电信号的电压值为60V，第三降压模块420A将来自输出模块120的直流电信号(电压值为750V)进行降压操作得到交流电信号(电压值为60V)，并将电压值为60V的交流电信号输至第三负载230A。

例如，第三负载230B所需的交流电信号的电压值为50V，第三降压模块420B将来自输出模块120的直流电信号(电压值为750V)进行降压操作得到交流电信号(电压值为50V)，并将电压值为50V的交流电信号输至第三负载230B。

图9示意性示出了根据本公开一实施例的数据处理设备的架构。

如图9所示，本公开实施例的数据处理设备包括直流转换模块111、112以及多个机房21～28。每个直流转换模块包括串联的多个功率单元。

每个机房例如包括第一负载、第二负载、第三负载、第二降压模块和第三降压模块。第一负载例如包括机柜，第二负载例如包括直流电设备，第三负载例如包括交流电设备，第二降压模块例如可以将高压直流电转换为低压直流电以便为第二负载供电，第三降压模块例如可以将高压直流电转换为低压交流电以便为第三负载供电。

每个机房的输入均为来自输出模块的直流电信号，直流电信号的电压值例如为750V。

图10示意性示出了根据本公开一实施例的机房的示意图。

如图10所示，以一个机房21为例，机房21例如包括多个第一负载210A～210E、第二负载220和第三负载230。

每个第一负载包括负载模块和多个第一降压模块，例如第一负载210A包括冗余设置的3个第一降压模块430，第一降压模块430例如为谐振式双有源电桥(DAB)。第一降压模块430可以将来自输出模块的高压直流电转换为低压直流电以便为第一负载中的负载模块供电。

第二降压模块410例如可以将高压直流电转换为低压直流电以便为第二负载220供电。针对每个第二负载，可以通过冗余设置的多个第二降压模块410进行降压操作。

第三降压模块420例如可以将高压直流电转换为低压交流电以便为第三负载230供电。针对每个第三负载，可以通过冗余设置的多个第三降压模块420进行降压操作。

根据本公开的实施例，每个第一负载、每个第二负载、每个第三负载例如均可以通过双电源进行供电。双电源例如包括电源A和电源B，每个电源的直流电信号的电压值例如均为750V。

根据本公开的实施例，通过直流母线为每个机房进行供电，提高了机房的模块化设计，提高了负载的部署密度，从而实现数据处理设备的个性化建设。

图11示意性示出了根据本公开一实施例的电源柜的示意图。

如图11所示，每个机房例如包括电源柜211，电源柜211例如包括多个第一空气开关211A、多个第二空气开关211B和多个第三空气开关211C。

每个第一空气开关211A例如连接直流母线和一个第一负载(机柜)。每个第二空气开关211B例如连接直流母线和一个第二负载(直流电设备)。每个第三空气开关211C例如连接直流母线和一个第三负载(交流电设备)。

根据本公开的实施例，在每个机房内部署电源柜，使得每个机房的供电分层明显，各个机房的供电相对独立，从而实现了机房内各负载的灵活部署，实现了机房的模块化设计与管理。

图12示意性示出了根据本公开一实施例的数据处理设备的区域分布示例图。

如图12所示，数据处理设备例如部署于第一区域30A、第二区域30B、第三区域30C、第四区域30D。第一区域30A、第二区域30B、第三区域30C、第四区域30D例如均为独立的楼宇。第一区域30A例如用于部署直流转换模块。第二区域30B例如用于部署机房。第三区域30C例如用于部署发动机，例如柴油发动机。第四区域30C例如用于部署电池。其中，将直流转换模块独立进行部署，以便与机房分离，从而实现了数据处理设备的模块化设置。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。