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冗餘電源概述

冗餘電源是用於伺服器中的一種電源，是由兩個完全一樣的電源組成，由晶片控制電源進行負載均衡，當一個電源出現故障時，另一個電源馬上可以接管其工作，在更換電源後，又是兩個電源協同工作。冗餘電源是為了實現伺服器系統的高可用性。除了伺服器之外，磁碟陣列系統應用也非常廣泛。

RPS電源（Redundant Power System，冗餘電源系統）用作部分交換機的外接直流供電電源

RPS可以用作交換機或路由器的冗餘備份電源：

如果RPS和受電裝置採用相同的交流供電系統，當受電裝置內部電源出現異常時，RPS可以繼續為故障裝置進行直流供電，保障裝置的持續正常執行；

如果RPS和受電裝置採用不同的交流供電系統，還可以在受電裝置的外部交流供電電源出現故障時繼續提供直流供電，保障裝置的持續正常執行。

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什麼叫冗餘電源？冗餘電源與UPS電源的區別

電源冗餘一般可以採取的方案有容量冗餘、冗餘冷備份、並聯均流的N+1備份、冗餘熱備份等方式。容量冗餘是指電源的最大負載能力大於實際負載，這對提高可靠性意義不大。

冗餘冷備份是指電源由多個功能相同的模組組成，正常時由其中一個供電，當其故障時，備份模組立刻啟動投入工作。這種方式的缺點是電源切換存在時間間隔，容易造成電壓豁口。

並聯均流的N+1備份方式是指電源由多個相同單元組成，各單元透過或門二極體並聯在一起，由各單元同時向裝置供電。這種方案在1個電源故障時不會影響負載供電，但負載端短路時容易波及所有單元。冗餘熱備份是指電源由多個單元組成，並且同時工作，但只由其中一個向裝置供電，其他空載。主電源故障時備份電源可以立即投入，輸出電壓波動很小。

對於一些需要長時間不間斷操作、高可靠的系統，如基站通訊裝置、伺服器等，往往需要高可靠的電源供應。冗餘電源設計是其中的關鍵部分，在高可用系統中起著重要作用。冗餘電源一般配置2個以上電源。當1個電源出現故障時，其他電源可以立刻投入，不中斷裝置的正常執行。這類似於UPS電源的工作原理：當市電斷電時由電池頂替供電。冗餘電源與UPS的區別主要是由不同的電源同時供電，而UPS則是一個電源供電另一個則隨時備用，有需要時自動切換。

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傳統冗餘電源接法

傳統的冗餘電源設計方案是由2個或多個電源透過分別連線二極體陽極，以“或門”的方式並聯輸出至電源總線上。如圖1所示。可以讓1個電源單獨工作，也可以讓多個電源同時工作。當其中1個電源出現故障時，由於二極體的單向導通特性，不會影響電源匯流排的輸出。

圖1 傳統冗餘電源方案

在實際的冗餘電源系統中，一般電流都比較大，可達幾十A。考慮到二極體本身的功耗，一般選用壓降較低、電流較大的肖特基二極體，比如SR1620～SR1660（額定電流16A）。通常這些二極體上還需要安裝散熱片，以利於散熱。

使用二極體的傳統方案電路簡單，但有其固有的缺點：功耗大、發熱嚴重、需加裝散熱片、佔用體積大。由於電路中通常為大電流，二極體大部分時間處於前嚮導通模式，它的壓降所引起的功耗不容忽視。最小壓降的肖特基二極體也有0。45 V，在大電流時，例如12A，就有5W的功耗，因此要特別處理散熱問題。

現在新的冗餘電源方案是採用大功率的MOSFET管來代替傳統電路中的二極體。MOSFET的導通內阻可以到幾mΩ，大大降低了壓降損耗。在大功率應用中，不僅實現了效率更高的解決方案，而且由於無需節散熱器，所以省了大量的電路板面積，也減少了裝置的散熱源。應用電路中MOSFET需要有專業晶片的控制。

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