Homebrew Redundante PC-Netzteile

Ich hätte gerne redundante Netzteile, um ein Array von vier Festplatten mit Strom zu versorgen. Jedes Laufwerk verbraucht 5 V bei 0,6 A (3 W) und 12 V bei 0,45 A (5,4 W), was insgesamt jeweils weniger als 10 W ergibt. Die vier Laufwerke haben Datenleitungen zu einem separaten PC, der intern nicht über die verfügbare Fläche für die vier Laufwerke verfügt, daher das externe Gehäuse.

Ich entkernte ein PC-Gehäuse, installierte einen Käfig, um die Laufwerke zu halten, fertigte ein benutzerdefiniertes SATA-Stromkabel an und verband dieses Kabel dann mit dem Ausgang eines Anschluss-/Barriereblocks mit acht Anschlüssen (vier Paare für diesen Zweck), der an eine PCI-Steckplatzabdeckung genietet war ( juuuust die richtige Größe). Ich verwende zwei standardmäßige vierpolige Molex-Steckverbinder, um die Eingangsseite des Barrierenblocks mit Strom zu versorgen. Die gleichen Drähte werden von jedem Molex-Adapter mit einem von jedem Paar von Eingangsanschlüssen verbunden, und jedes Paar auf der Eingangsseite wird überbrückt, wodurch drei Anschlüsse auf dem gleichen Potential versorgt werden. Ich brauche die zusätzlichen Anschlüsse für Lüfter und so.

So wie es jetzt ist, habe ich nur ein Netzteil verwendet. Ich muss wissen, wie man zwei PSs so verbindet, dass sie beide eingeschaltet sind und Strom liefern, aber zu jedem Zeitpunkt, wenn einer stirbt, versorgt der verbleibende das Laufwerks-Array mit Strom. Ich möchte kein Standby-Szenario mit Relais, da der Moment, der zum Schalten des Relais benötigt wird, zu Datenverlust führen kann. Ich bin damit einverstanden, dass beide die ganze Zeit 50% Leistung liefern. Der Stromkreis, in dem sich diese Maschine befindet, verfügt über eine Batteriesicherung, sodass die Wahrscheinlichkeit, dass beide gleichzeitig sterben, verschwindend gering ist.

Unten sehen Sie ein Bild des tatsächlichen Setups

Einzelnes PS, das einen Lüfter und vier Festplatten mit Strom versorgt

Nun zum Punkt meiner Frage. Ich stelle mir vor, nur das Zusammenbinden ähnlicher Drähte würde dazu führen, dass Strom (falsches Vokabular?) In ein Netzteil zurückgespeist wird, wenn die Spannungen nicht identisch wären, oder wenn eines stirbt, versucht das Gute, das Schlechte mit Strom zu versorgen. Wären Lötdioden an jedem Molex-Pigtail vor den Eingängen des Barriereblocks geeignet, um zu verhindern, dass eine Stromversorgung die andere mit Strom versorgt, falls eine ausfällt oder die Spannung schwankt? Wenn ja, wie wähle ich aus, welchen Diodentyp ich kaufen möchte? Ich kann einen Kondensator oder Widerstand spezifizieren, aber ich musste noch nie eine Diode in eine benutzerdefinierte Leiterplattenschaltung einbauen. Siehe unten für den vorgeschlagenen Schaltplan.

Vorgeschlagener Schaltplan

Dioden auf dem Gelände werden nicht benötigt.
Ich dachte nicht, dachte aber, dass es nichts schaden würde.
Bei einer Siliziumdiode ist dies typischerweise ein Abfall von 0,7 V. Zwei in Reihe, Ihre 12-V-Versorgungsschiene ist gerade auf 10,6 V gefallen. Ihre 5V fielen auf 3,6V. Großes Problem für eine Festplatte. Einer mag erträglich sein. Einige können jedoch einen Abfall von 1 V bei 2 Ampere haben. Und das ist, bevor wir uns mit Problemen des Aufbaus der Diodenbrücke oder dem Anpassen der Eingangsspannung usw. befassen.
Sie haben es gut gemacht, lassen Sie einfach Ihre Dioden auf dem Boden weg, sie werden nicht benötigt. Verwenden Sie Low-Drop-Leistungsdioden ... Wenn Sie ein unbenutztes PC-Netzteil haben, retten Sie die Dioden davon.
Richtige redundante Netzteile verwenden eine gemeinsame Masse und sogenannte „ideale Dioden“ auf FET-Basis, um getrennte oder ausgefallene Netzteile sicher und automatisch zu isolieren: einige Grundlagen finden Sie unter eetimes.com/document.asp?doc_id=1273185&print=yes .

Antworten (4)

Sie wollen nicht versuchen, was Sie vorschlagen. Unterschiede in den beiden Netzteilen führen wahrscheinlich zu großen Welligkeiten oder Schwingungen. Und selbst in den besten Situationen teilen sich die beiden üblichen PC-Netzteile die Stromlast wahrscheinlich nicht gleichmäßig.

Das Hinzufügen der Low-Drop-Dioden mag zunächst wie eine gute Idee erscheinen, um die Versorgungsausgänge gegen Rückspeisung zu isolieren, aber es verhindert nicht die oben genannten Probleme und könnte das Problem sogar verschlimmern.

Erfahren Sie, wie dies in der Serverwelt gemacht wird, wo redundante Netzteile üblich sind, um maximale Betriebszeit und Hot-Swap-Out zu unterstützen, wenn ein Netzteil ausfällt. Netzteile dieser Art sind für den parallel geschalteten Betrieb ausgelegt. Es gibt eine spezielle Signalleitung, die allen Netzteilen gemeinsam ist und die Verwaltung der Laststromaufteilung zwischen den Netzteilen ermöglicht. Laststromaufteilung funktioniert besser, wenn Netzteile eine minimale Anzahl von Ausgangsspannungen zu verwalten haben. Dies ist einer der Gründe, warum Server-Netzteile auf die Bereitstellung von nur 5 V immer auf der Schiene und einem einzigen 12-V-Schienenausgang reduziert wurden. Alle anderen vom Server benötigten Spannungen werden entweder auf einer Stromverteilungsplatine erzeugt, an der die redundanten Netzteile angeschlossen sind, oder auf dem Server-Motherboard. (Manchmal eine Kombination aus beidem).

Meine Meinung dazu ist, dass Sie, wenn Sie ein hochwertiges PC-Netzteil kaufen, es mit einem hochwertigen Lüfter kühlen und regelmäßig den gesamten Staub ausblasen, der sich im Laufe der Zeit ansammelt und die Zuverlässigkeit der Netzteile wahrscheinlich besser ist die Festplattenlaufwerke. Wenn überhaupt, sollten Sie ein NAS-Paketkonzept (Network Attached Storage) in Betracht ziehen und Ihre Laufwerke in einer einfachen redundanten RAID-Konfiguration konfigurieren (dh einfache Spiegelung ganzer Laufwerke). Holen Sie sich ein Gehäuse, mit dem Sie Ihre SATA-Laufwerke in Einschüben unterbringen können, die einfach ein- und ausgebaut werden können.

Das Hinzufügen von Dioden zieht ein wenig Spannung ab und verschwendet Strom. Die beste Lösung besteht darin, eine grobe Gleichstromversorgung mit hoher Spannung (24 V oder 48 V sind typisch) zu verwenden und DIESE überflüssig zu machen (z. B. eine kann eine wiederaufladbare Batterie sein, eine kann eine Wechselstromversorgung sein, eine dritte kann ein Solar sein Reihe). Verbinden Sie dann die Masse miteinander und verwenden Sie Isolationsdioden für ein sekundäres Subsystem, einen DC/DC-Wandler, der DC aufnimmt und geregelte +12-V- und +5-V-Ausgänge erzeugt.

Sie können auch mehrere DC/DC-Wandler verwenden (jede Festplatte hat ihre eigene) oder mehrere modulare Wandler verwenden, die parallel geschaltet werden können (dies erfordert ein Lastverteilungsschema, nicht alle Wandler erlauben eine solche Verbindung).

Ihre +12-V-Stromversorgung sollte wahrscheinlich etwa 1 A pro Antrieb bewältigen, da der Motorstart für kurze Zeit zusätzliche Energie erfordern kann. Es gibt sequenzielle Startup-Schemata für große Eisen, um Arrays von Festplatten in gestaffelter Weise zu starten, die von Interesse sein könnten.

Ich kann nichts dazu sagen, weil ich nicht genug Ruf habe (-_-), aber das ist kein triviales Problem. Die Netzteile überwachen aktiv die Spannung und passen ihren Ausgang an, um Änderungen in der Stromaufnahme auszugleichen, sodass Sie möglicherweise in eine Situation geraten, in der jeder gegen den anderen kämpft und die Spannung zu oszillieren beginnt (nicht sicher, wie wahrscheinlich das ist, könnte jedoch interessant sein). erfahren). Es ist unwahrscheinlich, dass Sie eine selbstgebaute Schaltung finden, die Ihren Anforderungen entspricht, denn was Sie suchen, ist höchste Zuverlässigkeit. Netzteile sind ziemlich zuverlässig (insbesondere teurere), sodass das schwache Glied mit ziemlicher Sicherheit Ihre selbstgebaute Schaltung sein wird.

Wenn es Ihnen nichts ausmacht, vielleicht alles kaputt zu machen, können Sie versuchen, die beiden Netzteile direkt zu verbinden. Wenn das funktioniert, muss man sich überlegen, was passiert, wenn eines der Netzteile kaputt geht. Wenn wir davon ausgehen, dass der Ausgang einfach getrennt wird, ist alles in Ordnung. Wenn es kurzschließt, wird alles kaputt gehen, also könnten Sie vielleicht jedem der Netzteile eine Sicherung hinzufügen, die weit über der maximalen Auslastung der HDDs (einschließlich des Einschaltstoßes), aber unter der maximalen Bewertung des Netzteils liegt . Wenn es dann zu Masse kurzschließt, wird die Sicherung durchbrennen und den Kurzschluss beseitigen.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Testen Sie dies auf jeden Fall, bevor Sie Daten eingeben.

Verwenden Sie entweder Mosfets im Verarmungsmodus oder einen logischen Inverter und Enhancement-Fets Rücken an Rücken. Binden Sie das Erdungskabel so, dass beide atx 24-Pin-Grüns gedrückt werden. Verwenden Sie einen anderen Fet, um eine Dummy-Last auf Stand-by-Versorgung zu riggen.

Back-to-Back kann ac schalten/wirkt eher wie ein normaler Schalter, der beide Richtungen blockiert. Dies wird oft als ideale Diode bezeichnet, da der v-Abfall viel niedriger ist (moderne Fets rds on sind viel niedriger).

Sie könnten damit davonkommen, einen Trick mit umgekehrter Polarität anzupassen, um Ihr oder ... zu erstellen. Normalerweise mit einem einzigen Pfet am Stromeingang. (Denn wenn Sie + mit dem Minuspol verbinden, schlägt sie zu) wie gemeinsame Masse, verwenden Sie die Versorgung eins, die an den Stromtoren liegt, und halten Sie die Versorgung zwei außer Betrieb. Ich denke immer noch, dass NFETs mit einem logischen Inverter und einigen Chipherstellern, die einen isolierten Gate-Treiber mit 100 Prozent Einschaltdauer haben, die beste Option bieten ... Mehr dazu in einer Sekunde

Die Rücken-an-Rücken-Fets sind wahrscheinlich für beide Netzteile am besten, aber möglicherweise nicht unbedingt erforderlich. Das Hinzufügen von Vorteilen würde etwas mehr Kreativität erfordern, aber mein Gedanke ist, dass, wenn Versorgung 1 gegen Masse kurzgeschlossen wird, Sie es aus dem Stromkreis entfernen können, eine Variation wäre, Fets zu verwenden, um das grüne Kabel an beiden zu steuern, aber Sie müssten den 5-V-Standby (immer) anzapfen on. Purple iirc) möchten Sie, dass Histerisis auf Gate-Sig und viele andere Probleme / Komplexitäten hier in die Mischung geraten

Es gibt einige Argumente für den Wechselrichter, wählen Sie es richtig aus und mit einem rd-Teiler erhalten Sie mehr Kontrolle darüber, wann eine Versorgung unterbrochen wird und die andere übernimmt. Aka wählen Sie eine mit einer Triggerspannung und teilen Sie dann die Leitung u-Monitor, bis der Normalbetrieb knapp über dem Schwellenwert liegt. V durchhängen und Versorgung zwei wird eingeschaltet ... Auch hier möchten Sie eine Hysterese (winzige Kappe / RC-Netzwerk), um ein Umdrehen zu vermeiden, wenn sich beispielsweise ein Laufwerk dreht. Werden Sie wirklich kreativ, Sie können die Überspannung manipulieren, um auch auf diese Weise umzuschalten, wie eine andere Leitung, die den Wechselrichter umgeht, aber auf irgendeine Weise unter den ISO-Treibertrigger v heruntergebracht wird. So oder so denke ich, dass ein Schmit-Trigger nützlich sein könnte, sein Zweck ist es, mechanische Schalter anzuprangern, aber hier es würde dazu dienen, ua eine vorher festgelegte Zeit zu geben, in der Sie mit zwei versorgt werden, wenn einer erstickt. Aka, hör auf, schnell hin und her zu blättern.

Kein ee wie dieses Zeug, Verwendung auf eigene Gefahr. Machen Sie Ihre eigenen Hausaufgaben.

Bitte verwenden Sie "you" anstelle der Variable u.