CN104866061A - 一种控制冗余电源的方法、电源柜和*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制冗余电源的方法、电源柜和***，通过至少两个PSU输出冗余电源电流，确定每个PSU的效率最优区间和额定功率，该方法的步骤：确定所述至少两个PSU的实时的总输出功率，以及确定分担负载的PSU个数，根据所述总输出功率、所述分担负载的PSU个数和分担负载的PSU的额定功率，计算分担负载的第一PSU的负载率，判断所述第一PSU的负载率是否在该第一PSU的效率最优区间，如果否，则调整所述分担负载的PSU个数，通过调整所述分担负载的PSU个数，提高PSU的效率。

Description

一种控制冗余电源的方法、电源柜和***

技术领域

本发明涉及电通信技术领域，特别涉及一种控制冗余电源的方法、电源柜和***。

背景技术

冗余电源是用于服务器中的一种电源，是由两个完全不同的电源组成，其总的额定功率通常超过服务器额定功耗的两倍以上，通过芯片控制电源负载均衡，当一个电源出现故障时，另一个电源马上可以接管其工作，在更换电源后，又是两个电源协同工作，可以避免因电力中断问题导致服务器宕机。

目前，冗余电源主要是通过多个电源供应模块(Power Supply Unit，PSU)同时为服务器供电，使所有PSU均分负载，那么，当服务器功耗较低时，如服务器处于非工作状态，所有PSU仍然均分负载，将导致PSU效率较低。

发明内容

本发明提供一种控制冗余电源的方法、电源柜和***，以提高PSU的效率。

一种控制冗余电源的方法，通过至少两个PSU输出冗余电源电流，确定每个PSU的效率最优区间和额定功率，还包括：

确定所述至少两个PSU的实时的总输出功率，以及确定分担负载的PSU个数；

根据所述总输出功率、所述分担负载的PSU个数和分担负载的PSU的额定功率，计算分担负载的第一PSU的负载率；

判断所述第一PSU的负载率是否在该第一PSU的效率最优区间，如果否，则调整所述分担负载的PSU个数。

优选地，所述确定所述至少两个PSU的总输出功率，包括：

获取所述至少两个PSU中各个PSU的实时的输出电压和电流，并计算所述至少两个PSU的总输出功率。

优选地，所述计算分担负载的第一PSU的负载率，包括：

通过公式：计算分担负载的第一PSU的负载率，其中，η表征所述分担负载的第一PSU的负载率；P_t表征所述至少两个PSU的总输出功率；N表征分担负载的PSU个数，P表征PSU的额定功率。

优选地，该方法进一步包括：为所述至少两个PSU中各个PSU设置输出电流开关，并为所述各个PSU输出电流开关设置开关时序；

在判断出所述第一PSU的负载率不在该第一PSU的效率最优区间之后，并在所述调整所述分担负载的PSU个数之前，进一步包括：判断所述第一PSU的负载率是否小于该第一PSU的效率最优区间的最小值，如果是，则根据所述各个PSU输出电流开关的开关时序，关闭第二PSU的电流输出开关，否则，根据所述各个PSU输出电流开关的开关时序，打开第三PSU的电流输出开关，所述第二PSU表征电源柜中任意一个分担负载的PSU，所述第三PSU表征电源柜中任意一个未分担负载的PSU。

优选地，在所述关闭第二PSU的电流输出开关之前，进一步包括：

判断所述分担负载的PSU个数是否大于等于3，如果是，则执行所述关闭第二PSU的电流输出开关。

一种电源柜，包括：

至少两个PSU，每一个PSU，用于输出冗余电源电流；

第一确定单元，用于确定所述每个PSU的效率最优区间和额定功率；

第二确定单元，用于确定所述至少两个PSU的实时的总输出功率和分担负载的PSU个数；

计算单元，用于根据所述第二确定单元确定的总输出功率、分担负载的PSU个数和所述第一确定单元确定的额定功率，计算分担负载的第一PSU的负载率；

第一判断单元，用于判断所述计算单元计算出的第一PSU的负载率是否在所述第一确定单元确定的该第一PSU的效率最优区间，如果否，则触发控制单元；

所述控制单元，用于接收所述第一判断单元的触发，调整所述分担负载的PSU个数。

优选地，所述第二确定单元，进一步用于：

获取所述至少两个PSU中各个PSU的实时的输出电压和电流，并计算和确定所述至少两个PSU的总输出功率。

优选地，所述计算单元，进一步用于：通过公式：计算分担负载的第一PSU的负载率，其中，η表征所述分担负载的第一PSU的负载率；P_t表征所述至少两个PSU的总输出功率；N表征分担负载的PSU个数，P表征PSU的额定功率。

优选地，该电源柜进一步包括：第二判断单元，其中，

所述每一个PSU具有输出电流开关；

所述设置单元，为所述各个PSU输出电流开关设置开关时序；

所述第二判断单元，用于判断所述第一PSU的负载率是否小于该第一PSU的效率最优区间的最小值，并触发所述控制单元。

所述控制单元，进一步用于：接收所述第二判断单元的触发，根据所述设置单元设置的所述各个PSU输出电流开关的开关时序，打开或者关闭PSU的电流输出开关；

优选地，该电源柜进一步包括：

第三判断单元，用于当所述第二判断单元判断出所述第一PSU的负载率小于该第一PSU的效率最优区间的最小值时，判断所述分担负载的PSU个数是否大于等于3，如果是，则触发所述控制单元执行关闭PSU的电流输出开关。

一种控制冗余电源的***，包括：上述任一电源柜和至少一个服务器；

所述至少一个服务器，每一个服务器，用于接收电源柜的输出电流。

本发明实施例提供了一种控制冗余电源的方法、电源柜和***，其可通过至少两个PSU输出冗余电源电流，并确定所述至少两个PSU的效率最优区间和额定功率，在此基础之上，可进一步确定所述至少两个PSU的实时的总输出功率和分担负载的PSU个数，根据所述总输出功率、所述分担负载的PSU个数和额定功率，计算分担负载的第一PSU的负载率，并判断所述第一PSU的负载率是否在该第一PSU的效率最优区间，如果否，则调整所述分担负载的PSU个数，尽可能的保证PSU的负载率处于PSU的效率最优区间内，从而使PSU具有最优效率，即通过调整所述分担负载的PSU个数，提高PSU的效率。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的控制冗余电源的方法流程示意图；

图2为本发明另一个实施例提供的控制冗余电源的方法流程示意图；

图3为本发明一个实施例提供的电源柜结构示意图；

图4为本发明一个实施例提供的控制冗余电源的***结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种控制冗余电源的方法，通过至少两个PSU输出冗余电源电流，该方法可以包括以下步骤：

步骤101：确定每个PSU的效率最优区间和额定功率；

步骤102：确定所述至少两个PSU的实时的总输出功率，以及确定分担负载的PSU个数；

步骤103：根据所述总输出功率、所述分担负载的PSU个数和分担负载的PSU的额定功率，计算分担负载的第一PSU的负载率；

步骤104：判断所述第一PSU的负载率是否在该第一PSU的效率最优区间，如果是，则执行步骤105，否则，执行步骤106；

步骤105：维持冗余电源现有状态不变；

步骤106：调整所述分担负载的PSU个数。

在本发明一个实施例中，步骤102的确定所述至少两个PSU的实时的总输出功率的具体实施方式：获取所述至少两个PSU中各个PSU的实时的输出电压和电流，并计算所述至少两个PSU的总输出功率。

在本发明一个实施例中，步骤103的具体实施方式：通过公式：计算分担负载的第一PSU的负载率，其中，η表征所述分担负载的第一PSU的负载率；Pt表征所述至少两个PSU的总输出功率；N表征分担负载的PSU个数，P表征PSU的额定功率。

在本发明一个实施例中，为了可以智能的控制输出电流的各个PSU，进一步包括：为所述至少两个PSU中各个PSU设置输出电流开关，并为所述各个PSU输出电流开关设置开关时序；在步骤104中判断出所述第一PSU的负载率不在该第一PSU的效率最优区间之后，调整所述分担负载的PSU个数之前，可进一步包括：判断所述第一PSU的负载率是否小于该第一PSU的效率最优区间的最小值，如果是，则根据所述各个PSU输出电流开关的开关时序，关闭第二PSU的电流输出开关，否则，根据所述各个PSU输出电流开关的开关时序，打开第三PSU的电流输出开关，所述第二PSU表征电源柜中任意一个分担负载的PSU，所述第三PSU表征电源柜中任意一个未分担负载的PSU。

在本发明一个实施例中，为了使冗余电源的两路电源均衡的为服务器供电，保证一路电源断电后，服务器仍可正常运行，在执行关闭PSU的电流输出开关之前，进一步包括：判断所述分担负载的PSU个数是否大于等于3，如果是，则执行所述关闭第二PSU的电流输出开关。

如图2所示，本发明另一实施例提供一种控制冗余电源的方法，通过至少两个PSU输出冗余电源电流，该方法可以包括以下步骤：

步骤200：为所述至少两个PSU中各个PSU设置输出电流开关，并为所述各个PSU输出电流开关设置开关时序；

在现有技术中，一般采用冗余电源中的各个PSU均流的方式，所有PSU均分负载，而在本发明中，为各个PSU设置输出电流开关以达到控制输出电流的目的，同时，还为各个PSU输出电流开关设置开关时序以使电流开关打开或关闭有一定的顺序，使开关可控性更高，另外，开关的时序性是可以更改的，这样可以避免一些PSU一直被闲置，而另外一些PSU一直被使用，例如：一个冗余电源通过A、B两路电源为服务器供电，其中，A路电源对应PSU1A、PSU2A、PSU3A、PSU4A、PSU5A，B路电源对应PSU1B、PSU2B、PSU3B、PSU4B、PSU5B，在供电过程中，可设置首先打开PSU1A和PSU1B，然后，依照服务器消耗功率的增加，依次开PSU2A、PSU2B、PSU3A、PSU3B、PSU4A、PSU4B、PSU5A和PSU5B，而PSU的关闭过程也可设置各个PSU的关闭顺序。

步骤201：确定每个PSU的效率最优区间和额定功率；

在本发明实施例中，各个PSU选用同一个型号的，因此，各个PSU的效率最优区间和额定功率是相同的，例如：某一型号的PSU其最优区间为负载率在30％-70％时，其PSU的效率可达最大96％。

步骤202：获取所述至少两个PSU中各个PSU的实时的输出电压和电流，并计算所述至少两个PSU的总输出功率；

在本部分是为了得到服务器的实时消耗功率，而服务器的实时消耗功率等于PSU的输出功率的总和，而该输出功率可通过监测电压和电流，并通过电压和电流计算获取到输出功率，即服务器的实时功率。

步骤203：确定分担负载的PSU个数；

步骤204：通过公式：计算分担负载的第一PSU的负载率；

其中，η表征所述分担负载的第一PSU的负载率；Pt表征所述至少两个PSU的总输出功率；N表征分担负载的PSU个数，P表征PSU的额定功率。

在本发明实施例中，由于冗余电源通过同一型号的PSU为服务器供电，所述第一PSU的负载率与其他分担负载的PSU的负载率相同，也等于冗余电源的负载率，而PSU的负载率与PSU的效率相关，即前面提到的最优负载区间是最优负载率区间，其对应的PSU应用效率达到最高。

步骤205：判断所述第一PSU的负载率是否在该第一PSU的效率最优区间，如果是，则执行步骤206，否则执行步骤207；

步骤206：维持冗余电源现有状态不变；

步骤207：判断所述第一PSU的负载率是否小于该第一PSU的效率最优区间的最小值，如果是，则执行步骤208，否则，执行步骤209；

在步骤204已经提及，在步骤205至步骤207中，第一PSU与其他分担负载的PSU的负载率相同，因此，判断第一PSU的负载也可知道其他PSU的负载率，当第一PSU的负载率在最优区间，说明第一PSU的效率达到最高，根据前面已经提到的，分担负载的PSU的最优区间一样，负载率也相同，因此，当第一PSU的负载率在最优区间时，其他分担负载的PSU也处于最优区间，则维持冗余电源现有状态不变。例如：PSU的最优区间为30％-70％，当第一PSU的负载率小于30％时，则，需要减少分担负载的PSU的个数，在这一过程中，需要执行步骤208。

步骤208：判断所述分担负载的PSU个数是否大于等于3，如果是，则执行步骤210，否则，执行步骤211；

为了保证上述A、B两路电源均为服务器供电，使得一路电源断电后，服务器仍可正常工作。因此，本发明实施例保证至少有2个PSU处于工作状态，该2个PSU在上述步骤200中已经设置分别为A路电源对应的PSU1A和PSU1B。

步骤209：判断所述分担负载的PSU个数是否小于所述PSU总个数，如果是，则执行步骤212，否则，执行步骤213；

当负载率不在最优区间，又不小于最优区间最小值时，只能为大于最优区间的最大值，在此过程需打开PSU的开关，以增加分担负载的PSU个数，在此之前，需判断所有PSU是否已经全部被打开。

步骤210：根据所述设置的各个PSU输出电流开关的开关时序，关闭第二PSU的电流输出开关，所述第二PSU表征电源柜中任意一个分担负载的PSU；

例如：PSU的最优负载区间为30％-70％，而计算得到的负载率小于30％，则判断分担负载的PSU个数是否大于等于3，如果是，则可以关闭一个分担负载的PSU，然后继续判断关闭一个PSU后，剩余的分担负载的PSU是否处于最优区间。

步骤211：维持冗余电源现有状态不变；

步骤212：根据所述各个PSU输出电流开关的开关时序，打开第三PSU的电流输出开关，所述第三PSU表征电源柜中任意一个未分担负载的PSU；

例如：PSU的负载率大于70％时，需要增加分担负载的PSU个数，以使PSU的负载率降低，则根据预先设置的开关时序，打开一个PSU。值得说明的是，未分担负载的PSU具有输出电压，而没有输出电流，这样设计开关，可保证一路电源断电后，另一路电源可以快速的为服务器供电。

步骤213：维持冗余电源现有状态不变。

如图3所示，本发明一个实施例提供了一种电源柜，该电源柜可以包括：

至少两个PSU，每一个PSU301，用于输出冗余电源电流；

第一确定单元302，用于确定所述每个PSU的效率最优区间和额定功率；

第二确定单元303，用于确定所述至少两个PSU的实时的总输出功率和分担负载的PSU个数；

计算单元304，用于根据所述第二确定单元确定的总输出功率、分担负载的PSU个数和所述第一确定单元确定的额定功率，计算分担负载的第一PSU的负载率；

第一判断单元305，用于判断所述计算单元计算出的第一PSU的负载率是否在所述第一确定单元确定的该第一PSU的效率最优区间，如果否，则触发控制单元；

所述控制单元306，用于接收所述第一判断单元的触发，调整所述分担负载的PSU个数。

在本发明另一实施例中，所述第二确定单元303，可进一步用于：

获取所述至少两个PSU中各个PSU的实时的输出电压和电流，并计算和确定所述至少两个PSU的总输出功率。

在本发明另一实施例中，所述计算单元304，进一步用于：通过公式：计算分担负载的第一PSU的负载率，其中，η表征所述分担负载的第一PSU的负载率；P_t表征所述至少两个PSU的总输出功率；N表征分担负载的PSU个数，P表征PSU的额定功率。

在本发明另一实施例中，所述电源柜，可进一步包括：设置单元和第二判断单元(图中未示出)，其中，

所述每一个PSU具有输出电流开关；

所述设置单元，用于为所述各个PSU输出电流开关设置开关时序；

所述第二判断单元，用于判断所述第一PSU的负载率是否小于该第一PSU的效率最优区间的最小值，并触发所述控制单元。

所述控制单元306，进一步用于：接收所述第二判断单元的触发，根据所述设置单元设置的所述各个PSU输出电流开关的开关时序，打开或者关闭PSU的电流输出开关。

在本发明一个实施例中，所述电源柜，可进一步包括：第三判断单元(未在图中示出)，

该第三判断单元，用于当所述第二判断单元判断出所述第一PSU的负载率小于该第一PSU的效率最优区间的最小值时，判断所述分担负载的PSU个数是否大于等于3，如果是，则触发所述控制单元执行关闭PSU的电流输出开关。

如图4所示，本发明实施例提供一种冗余电源***，该***可包括：上述实施例提供的任意一种电源柜401和至少一个服务器；

所述至少一个服务器，每一个服务器402，用于接收电源柜的输出电流。

本发明实施例可以至少达到如下有益效果：

1.通过至少两个PSU输出冗余电源电流，并确定所述至少两个PSU的效率最优区间和额定功率，在此基础之上，可进一步确定所述至少两个PSU的实时的总输出功率和分担负载的PSU个数，根据所述总输出功率、所述分担负载的PSU个数和额定功率，计算分担负载的第一PSU的负载率，并判断所述第一PSU的负载率是否在该第一PSU的效率最优区间，如果否，则调整所述分担负载的PSU个数，尽可能的保证PSU的负载率处于PSU的效率最优区间内，从而使PSU具有最优效率，即通过调整所述分担负载的PSU个数，提高PSU的效率。

2.在本发明实施例中，为各个PSU设置输出电流开关，并为所述各个PSU输出电流开关设置开关时序，从而可以智能控制各个PSU的输出电流，另外，为各个PSU的开关设置开关时序可以使各个PSU可以被均衡利用，避免一些PSU一直供电处于损耗状态，而另一些PSU处于等待供电状态。

3.在本发明实施例中，可以使两路电源为服务器供电，另外，PSU处于等待供电状态时，该PSU具有输出电压而无输出电流，这样，当一路电源断电时，另一路电源可以及时填补功率，保证服务器正常运行。

4.本发明实施例，通过调整PSU的供电状态，使PSU一直处于最优效率，从而使PSU的利用率最大，避免所有PSU均供电，从而可以节约PSU的损耗，减少资源浪费。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种控制冗余电源的方法，其特征在于，通过至少两个PSU输出冗余电源电流，确定每个PSU的效率最优区间和额定功率，还包括：

确定所述至少两个PSU的实时的总输出功率，以及确定分担负载的PSU个数；

根据所述总输出功率、所述分担负载的PSU个数和分担负载的PSU的额定功率，计算分担负载的第一PSU的负载率；

判断所述第一PSU的负载率是否在该第一PSU的效率最优区间，如果否，则调整所述分担负载的PSU个数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述至少两个PSU的总输出功率，包括：

获取所述至少两个PSU中各个PSU的实时的输出电压和电流，并计算所述至少两个PSU的总输出功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算分担负载的第一PSU的负载率，包括：

通过公式：计算分担负载的第一PSU的负载率，其中，η表征所述分担负载的第一PSU的负载率；P_t表征所述至少两个PSU的总输出功率；N表征分担负载的PSU个数，P表征PSU的额定功率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：为所述至少两个PSU中各个PSU设置输出电流开关，并为所述各个PSU输出电流开关设置开关时序；

在判断出所述第一PSU的负载率不在该第一PSU的效率最优区间之后，并在所述调整所述分担负载的PSU个数之前，进一步包括：判断所述第一PSU的负载率是否小于该第一PSU的效率最优区间的最小值，如果是，则根据所述各个PSU输出电流开关的开关时序，关闭第二PSU的电流输出开关，否则，根据所述各个PSU输出电流开关的开关时序，打开第三PSU的电流输出开关，所述第二PSU表征电源柜中任意一个分担负载的PSU，所述第三PSU表征电源柜中任意一个未分担负载的PSU。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述关闭第二PSU的电流输出开关之前，进一步包括：

判断所述分担负载的PSU个数是否大于等于3，如果是，则执行所述关闭第二PSU的电流输出开关。

6.一种电源柜，其特征在于，包括：

至少两个PSU，每一个PSU，用于输出冗余电源电流；

第一确定单元，用于确定所述每个PSU的效率最优区间和额定功率；

第二确定单元，用于确定所述至少两个PSU的实时的总输出功率和分担负载的PSU个数；

计算单元，用于根据所述第二确定单元确定的总输出功率、分担负载的PSU个数和所述第一确定单元确定的额定功率，计算分担负载的第一PSU的负载率；

第一判断单元，用于判断所述计算单元计算出的第一PSU的负载率是否在所述第一确定单元确定的该第一PSU的效率最优区间，如果否，则触发控制单元；

所述控制单元，用于接收所述第一判断单元的触发，调整所述分担负载的PSU个数。

7.根据权利要求6所述的电源柜，其特征在于，所述第二确定单元，进一步用于：

获取所述至少两个PSU中各个PSU的实时的输出电压和电流，并计算和确定所述至少两个PSU的总输出功率。

8.根据权利要求6所述的电源柜，其特征在于，

所述计算单元，进一步用于：通过公式：计算分担负载的第一PSU的负载率，其中，η表征所述分担负载的第一PSU的负载率；P_t表征所述至少两个PSU的总输出功率；N表征分担负载的PSU个数，P表征PSU的额定功率；

和/或，

进一步包括：第二判断单元，其中，

所述每一个PSU具有输出电流开关；

所述设置单元，为所述各个PSU输出电流开关设置开关时序；

所述第二判断单元，用于判断所述第一PSU的负载率是否小于该第一PSU的效率最优区间的最小值，并触发所述控制单元；

所述控制单元，进一步用于：接收所述第二判断单元的触发，根据所述设置单元设置的所述各个PSU输出电流开关的开关时序，打开或者关闭PSU的电流输出开关。

9.根据权利要求8所述的电源柜，其特征在于，进一步包括：

第三判断单元，用于当所述第二判断单元判断出所述第一PSU的负载率小于该第一PSU的效率最优区间的最小值时，判断所述分担负载的PSU个数是否大于等于3，如果是，则触发所述控制单元执行关闭PSU的电流输出开关。

10.一种控制冗余电源的***，包括：权利要求7至9所述的任一电源柜和至少一个服务器；

所述至少一个服务器，每一个服务器，用于接收电源柜的输出电流。