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Meta开放式机架V3电源架结构参考设计(3kW PSU+18kW PowerShelf+PMI)
2026/10/9 13:26:01 网站建设 项目流程

Open Rack V3 电源系统组成(3 kW PSU+18 kW Power Shelf+PMI)

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项目

内容

组成

① Power Shelf V3(18 kW 电源插框)

② PMI Module V3(监控接口模块)

③ PSU V3(3 kW 电源模块)

1 三份图纸

三份图纸是同一套 Open Rack V3(ORv3)机架电源系统的三个层级:插框(Shelf)是机械与电气的载体和母排,PSU 是功率转换单元,PMI 是通信与管理信号的桥接单元。三者通过“槽位 + 金手指 + 卡扣 + EMI 弹片”形成可热插拔的耦合关系,任何一处的尺寸漂移都会在插拔力、接地阻抗或连接器啮合上被放大。

层级

输入特性

核心职责

关键指标

插框 Power Shelf V3

200-277V IN / 346-480V IN, 48-50V OUT, 18KW

容纳 6 个 PSU 与 1 个 PMI;AC 输入分配、DC 输出汇流、结构支撑与接地

6×74.3 mm PSU 槽 + 1×49.5 mm PMI 槽; 内腔宽 537 mm;latch 至后壁 719.5 mm

电源模块 PSU V3

PSU, V3, 200-277V IN, 48-50V OUT, 3KW

单相 AC→DC 功率转换,自带风扇,前面板进风

73.5×40×520 mm;风扇 ≤40×40×28 mm; 把手外凸 ≤23 mm;3 kW

监控接口 PMI V3

PMI MODULE, V3

把 PSU 的通信/监控信号经 RJ-45 上行至机架管理网络

长 350 mm(card edge→前面); 宽 46/48 mm;RJ-45 端口标识 ≥3 mm

2 Power Shelf V3 18 kW

2.1 电气规格还原与架构判断

  • 输入:输入范围 200–277 V 与 346–480 V,IEC 标准。

  • 输出:48–50 V DC、18 kW。按6×74.3 mm PSU,单模块 3 kW ,18 kW = 6 × 3 kW 满配。

  • 输出 48–50 V。

  • PMI 槽位的存在说明插框自带“管理平面”:PSU 的运行状态不是逐个上报,而是经插框背板汇聚到 PMI,再由 RJ-45 上行。

2.2 槽位布局

图纸标注(mm)

部件

释义

6× 74.3 ±0.5

PSU 槽宽

决定 6 个 3 kW 模块的横向节距;与 PSU 本体 73.5 ±0.5 形成约 0.8 mm 双边间隙

6× 41.2 ±0.5

PSU 槽高

与 PSU 本体 40 ±0.5 配合,高度方向间隙约 1.2 mm(插拔更易、靠弹片定位)

49.5 ±0.5

PMI 槽宽

比 PSU 槽略窄,避免 PMI 误插入 PSU 槽(防错设计)

44.8 ±0.5

PMI 槽高

高于 PSU 槽,为 PMI 前面板的 RJ-45 堆叠留出空间

537 ±0.5

内腔宽度

6×74.3 + 49.5 = 495.3,余量约 41.7 mm 分配给隔板与侧壁钣金

1.4 ±0.2

压印(emboss)深度

导轨避让区的压印不得过深,避免影响 rack rail 安装面

2.3 气流与散热

  • 图纸标注 AIRFLOW 方向,并由 PSU 自带风扇(≤40×40×28 mm)形成强制风冷:冷风从前面板进入,经模块内部后从插框后部排出。

  • 插框侧的责任是“别挡风”:前面板开孔率、槽内导向筋、底部与顶部的避让都要服务于这条单向通道;任何装饰性挡板或标签贴纸遮挡进风面,都会直接抬高模块进风口温升。

  • 风扇尺寸为 40×40×28 mm,意味着模块噪声与风量上限已被锁定,插框侧系统阻抗(风阻)必须控制在该风扇的 P-Q 曲线可用区内,否则会出现高温降额。

2.4 电气安全

条款

要求

为什么这样规定

Note 17 / 19 / 20

AC 输入盖须水平滑出(无需垂直运动);盖上须有警示标签:“维修前必须断开所有输入”;AC 输入电源槽须被覆盖

机架内垂直空间被上层设备占满,维护只能从前方水平操作;警示标签与覆盖是防触电的最后一道防线

Note 12

安装 M5 PEM 螺母(PEM SS-M5-1ZI)用于接地电缆

不锈钢 PEM 螺母保证接地连接的耐腐蚀与低阻抗,接地路径不依赖自攻螺钉

Note 18

主插框 PCBA 下方须加绝缘片

PCBA 与钣金之间的耐压隔离,避免爬电/短路,也是耐压测试的常见失效点

Note 13

开孔不得因内部故障起火而降低安全性,最坏情况下不得窜出火焰<o:page></o:page>

防火设计:散热开孔与火焰阻挡的平衡,通常靠开孔尺寸/百叶结构/挡板实现

Note 3 / 4

所有零件 UL 94V-0 且 RoHS;壳体材料抗锌晶须(ASTM A653、JIS G3302 SGCC)

阻燃是安规底线;抗锌晶须针对镀锌钢板,防止晶须生长造成电气间隙短路

2.5 标识、人因与外观

  • PSU 槽位编号须永久清晰标识,字高 ≥4 mm(Note 6);LED 标识同样 ≥4 mm——字高下限是运维在机架正面低照度下可读的经验值。

  • 预留资产标签位置(Note 8);丝印要有接地标识与电源标识(第 3 页 SILKSCREEN GROUND / POWER LOGOS)。

  • 滚花拇指螺钉、卡扣、把手统一为 PANTONE 375C 绿色(需 Meta 工程书面批准)——绿色在 ORv3 里是“用户可操作/热插拔件”的视觉语言,与不可动的钣金件形成强对比,降低误操作。

  • rack rail KOZ(Keep-Out Zone)区域内表面必须平整,不得有压印或外凸硬件(Note 16),否则会顶住机架导轨导致无法上架。

  • 边缘倒圆(Note 11)帮助上架;所有边缘去毛刺 ≤10% 料厚并符合 UL 1349(Note 9);要求共面(Note 14)以保证多槽位一致性。

2.6 工艺与制造

  • 公差体系:ASME Y14.5M-2009,单位 mm(Note 1/2);所有尺寸均被视为“影响功能的关键尺寸”,必须纳入零件鉴定(Note 5)——这意味着首件全尺寸检测不能抽检了事。

  • 清洁度:零件不得有锈蚀、油污、灰尘等异物(Note 10),对钣金清洗与包装有明确要求。

3 PSU V3 3 kW:功率模块解读

3.1 规格与尺寸

项目

数值

说明

输入 / 输出

200–277 V AC → 48–50 V DC,3 kW

单相输入;与插框 6×3 kW = 18 kW 对应

外形(宽×高×长)

73.5 ±0.5 × 40 ±0.5 × 520 ±1 mm

宽度由 2×36.75 ±0.25 对称标注给出

latch → 连接器

513.5 ±0.5 mm

决定金手指啮合深度,是插拔手感与电接触可靠性的核心尺寸

风扇

前端 1 只,≤40×40×28 mm,前面板开孔

风扇尺寸,系统风阻需匹配

把手

优先可折叠;折叠 90° 后不超出上下面;外凸 ≤23 mm

外凸上限保证相邻槽位与机架门不干涉

LED

遵循 Meta 指示灯规范,标识字高 ≥4 mm

状态可辨识性要求

3.2 设计意图拆解

  • “可折叠把手 + ≤23 mm 外凸”是一组组合约束:既要给运维足够的握持空间,又不能侵占机架前方的维护通道。供应商可自由设计把手形态(Note 11)。

  • 卡扣(latch tab)为 PANTONE 375C 绿,且必须有 backstop(限位挡块)防止操作时过行程损坏卡扣(Note 7)——这是现场最常见的失效模式之一:插拔时用力过猛掰断卡扣。

  • EMI 弹片至少布置 2 个面,且必须始终接触插框钣金(Note 14):它同时承担 EMI 屏蔽与保护接地的双重职责,位置可随 EMI 测试结果调整,但“始终接触钣金”。

  • 壳体开孔同样要满足“内部故障起火不窜火”的要求(Note 13),与插框侧呼应。

4 PMI V3:通信与管理平面的物理载体

4.1 用途

  • PMI = Power Monitoring Interface:一端通过金手指(edge card)与插框背板对接,取得 PSU 的通信/监控信号;另一端通过 RJ-45 把信号上行到机架管理网络(OCP ORv3 规范中 PMI 被称为“把 PSU/BBU 的 MODBUS 直接引出”的扩展模块)。

  • 因此 PMI 是“通信模块”而非“功率模块”:它不参与 18 kW 的能量转换,但决定了运维能否看到每个 PSU 的电压、电流、温度与告警,是智能化运维的物理入口。

4.2 机械要点

标注

数值 (mm)

解读

CARD EDGE TO FRONT

350 ±0.5

PMI 总长(金手指端至前面板),比 PSU 的 520 短,属“半深”模块

CARD EDGE TO LATCH

343.5 ±0.3

卡扣相对金手指的位置,与前面板之间仅约 6.5 mm,卡扣空间极紧凑

宽度相关

46 ±0.2 / 48 ±0.3

与插框 49.5 ±0.5 槽宽配合,单边间隙约 0.75–1.75 mm

把手外凸

≤ 23

与 PSU 同一上限,保证机架前方维护通道一致

RJ-45 标识

字高 ≥3 mm

低于 PSU 的 4 mm,因端口在模块面板上、可视距离更近

DETAIL A 局部

1.57 ±0.13、30°±1°、8 +0.05/-0.13、2×2.6 ±0.2

卡扣/导向局部特征,30° 倒角与 8 mm 基准决定插入导向与卡扣弹性

  • 金手指须按插框侧连接器厂商规范设计(Note 11):PMI 是配合件,金手指的镀层、厚度、倒角、公差必须“跟着连接器走”,不能自行定义。

  • EMI 弹片要求与 PSU 一致(至少 2 面、始终接触钣金,Note 10),卡扣同样为 375C 绿且需 backstop。

5 三件套的接口耦合

图 5-1 关键配合的间隙预算(标称值之差,单位 mm)

接口

插框侧

模块侧

双边间隙 / 余量

失效传导

PSU槽宽

74.3 ±0.5

PSU 73.5 ±0.5

0.8

过小→插拔卡滞;过大→EMI 弹片接触压力不足、接地阻抗升高

PSU槽高

41.2 ±0.5

PSU 40 ±0.5

1.2

高度间隙主要靠弹片吸收,过大则模块在槽内晃动

PMI槽宽

49.5 ±0.5

PMI 46 / 48

1.5(按 48 计)

偏大时需靠导向筋与弹片保证金手指对中

插入深度

509.34 ±0.55

PSU 长 520 ±1

约 10.7

余量吸收连接器浮动与累积公差;不足则连接器无法完全啮合

连接器啮合

506.21 ±0.55

PSU 513.5 ±0.5

基准不同,差约 7.3

需以样件实测确认啮合深度

原图纸

附图 A-1 Power Shelf V3(14-000402)第 1 页 / 共 4 页:图框、注释与主体视图

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