CN105098965A - 伺服***及其电源切换方法 - Google Patents
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Abstract
一种伺服***及其电源切换方法。伺服***包括***负载、电源供应单元及备用电池单元。备用电池单元根据电源状态信号判断电源供应单元是否在维持时段正常提供电源输出电压至***负载。备用输出电压在维持时段大于电源输出电压。当电源供应单元在维持时段正常提供电源输出电压至***负载,备用电池单元根据电源状态信号及备用输出电流在软性切换时段逐渐降低备用输出电压。
Description
技术领域
本发明涉及一种计算机,特别是涉及一种伺服***及其电源切换方法。
背景技术
随着科技的日新月异,因特网所提供的服务也越来越多。常见的云端运算、云端储存或其它云端服务都与人们的生活密不可分。上述云端服务由多台服务器机柜***(rackserversystem)所组成的数据中心(Datacenter)所提供。数据中心为提供更多、更快的服务与功能,势必要增加服务器机柜***(rackserversystem)的数量,而数据中心的电力供应与电池电力备用等问题也随之而来。
在正常情况下,数据中心的电力供应由电源供应单元(PowerSupplyUnit,PSU)所提供。为了避免数据中心因市电断电所造成的电力供应中断,业界多采用电池备用单元(BatteryBackupUnit,BBU)来进行电池电力备用,以便在市电供应异常或停电时进行备用电力供应,进而避免数据中心停止运作或设备损坏等情形。
然而,当市电由断电再重新供电时,数据中心的所有电源供应单元将同时重新开机。如此一来,电源供应单元将在开机瞬间产生极大的开机冲击电流(ACInrushCurrent),而容易造成再度跳电。
发明内容
本发明涉及一种伺服***及电源切换方法。
根据本发明,提出一种伺服***。伺服***包括***负载、电源供应单元(PowerSupplyUnit,PSU)及备用电池单元(BatteryBackupUnit,BBU)。电源供应单元提供电源输出电压至***负载。备用电池单元包括备用电压转换器、备用电流传感器及备用控制电路。备用电压转换器输出备用输出电压至***负载。备用电流传感器测量备用电压转换器输出的备用输出电流。备用控制电路根据电源状态信号判断电源供应单元是否在维持时段正常提供电源输出电压至***负载。备用输出电压在维持时段大于电源输出电压。当电源供应单元在维持时段正常提供电源输出电压至***负载,备用控制电路根据电源状态信号及备用输出电流控制备用电压转换器在软性切换时段逐渐降低备用输出电压。
根据本发明,提出一种伺服***的电源切换方法。伺服***的电源切换方法包括:控制备用电池单元(BatteryBackupUnit,BBU)的备用电压转换器输出备用输出电压至***负载;测量备用电压转换器输出的备用输出电流;根据电源状态信号判断电源供应单元是否在维持时段正常提供电源输出电压至***负载,备用输出电压在维持时段大于电源输出电压;以及当电源供应单元在维持时段正常提供电源输出电压至***负载,根据电源状态信号及备用输出电流控制备用电压转换器在软性切换时段逐渐降低备用输出电压。
附图说明
为了对本发明以上描述及其它方面有更佳的了解,以下列举了优选实施例,并配合附图做出以下详细说明:
图1是依照第一实施例的伺服***的方块图,
图2是第一实施例的伺服***的信号时序图,
图3是依照第一实施例的备用控制电路的方块图,
图4是依照第二实施例的伺服***的方块图。
附图符号说明
1、2:伺服***
11:***负载
12:电源供应单元
13:备用电池单元
14:电流总线
121:电源电压转换器
122:电源电流传感器
123:电源控制电路
131:备用电压转换器
132:备用电流传感器
133:备用控制电路
1331:反馈电路
1332:负斜率信号产生器
Vp:电源输出电压
Vs:备用输出电压
Ip:电源输出电流
Is:备用输出电流
PSU-OK:电源状态信号
Th:维持时段
Ts:软性切换时段
FB:反馈信号
Sn:负斜率信号
Dp、Ds:二极管
Rp、Rs:电阻
OPp、OPs:放大器
具体实施方式
第一实施例
同时参照图1及图2,图1是依照第一实施例的伺服***的方块图,图2是第一实施例的伺服***的信号时序图。伺服***1例如是服务器机柜***(rackserversystem),并且伺服***1包括***负载11、电源供应单元(PowerSupplyUnit,PSU)12及备用电池单元(BatteryBackupUnit,BBU)13。***负载11例如是基板、处理器、机柜管理控制器(RackManagementController,RMC)、硬盘、存储器或风扇等负载。电源供应单元12提供电源输出电压Vp至***负载11。当电源供应单元12故障而无法提供电源输出电压Vp时,则备用控制电路133控制备用电池单元13输出备用输出电压Vs至***负载11,以维持伺服***10的正常工作。
备用电池单元13进一步包括备用电压转换器131、备用电流传感器132及备用控制电路133。备用电压转换器131例如是直流电压转换器(DC/DCconverter),并且备用电压转换器131输出备用输出电压Vs至***负载11。备用电流传感器132测量备用电压转换器131输出的备用输出电流Is。备用控制电路133根据电源状态信号PSU-OK判断电源供应单元12是否在维持时段Th正常提供电源输出电压Vp至***负载11,并且备用输出电压Vs在维持时段Th大于电源输出电压Vp。举例来说,备用输出电压Vs为12.55伏特,而电源输出电压Vp为12.5伏特。当电源供应单元12在维持时段Th正常提供电源输出电压Vp至***负载11,备用控制电路133根据电源状态信号PSU-OK及备用输出电流Is控制备用电压转换器131在软性切换时段Ts逐渐降低备用输出电压Vs。维持时段Th例如介于5~5.5秒,而软性切换时段Ts例如介于10~10.5秒。
需说明的是,电源供应单元12会根据电源输出电压Vp的输出状态或交流电源(AC)输入的电源状态产生电源状态信号PSU-OK。当电源供应单元12正常提供电源输出电压Vp至***负载11,则电源状态信号PSU-OK由低电平改变为高电平。相反地,当电源供应单元12未正常提供电源输出电压Vp至***负载11,则电源状态信号PSU-OK由高电平改变为低电平。电源状态信号PSU-OK例如是由电源供应单元12输出至备用控制电路133。或者,电源状态信号PSU-OK例如是由电源供应单元12输出至***负载11的机柜管理控制器,再由机柜管理控制器将电源状态信号PSU-OK输出至备用控制电路133。当市电重新回复后,由于备用电池单元13是逐渐降低备用输出电压Vs,所以电源供应单元12不会在重新开机瞬间产生冲击电流,而导致再次跳电。
参照图3,图3是依照第一实施例的备用控制电路的方块图。备用控制电路133包括反馈电路1331及负斜率信号产生器1332。反馈电路1331根据备用输出电流产生反馈信号FB至备用电压转换器1332。负斜率信号产生器1332根据反馈信号FB及电源状态信号PSU-OK产生负斜率信号Sn至备用电压转换器131。备用电压转换器131根据负斜率信号Sn逐渐降低备用输出电压Vs。
第二实施例
参照图4,图4是依照第二实施例的伺服***的方块图。第二实施例与第一实施例主要不同之处在于:伺服***2除***负载11、电源供应单元12及备用电池单元13外,还包括二极管Dp、二极管Ds及电流总线14。电流总线14电连接电源供应单元12及备用电池单元13,并且用于传递总线电流Ibus。
电源供应单元121包括电源电压转换器121、电源电流传感器122及电源控制电路123。电源电压转换器121输出电源输出电压Vp至***负载11。电源电流传感器122测量电源电压转换器121输出的电源输出电流Ip。电源控制电路123根据电源输出电流Ip及总线电流Ibus控制电源电压转换器121输出电源输出电压Vp。
电源电流传感器122包括放大器OPp及电阻Rp,放大器OPp将电源输出电流Ip流经电阻Rp所产生的电压放大后反馈至电源控制电路123。备用电流传感器132包括放大器OPs及电阻Rs,放大器OPs将备用输出电流Is流经电阻Rs所产生的电压放大后反馈至备用控制电路133。电流总线14传递总线电流Ibus,并连接电源供应单元12及备用电池单元13。备用控制电路133根据电源状态信号PSU-OK、备用输出电流Is及总线电流Ibus控制备用电压转换器131逐渐降低备用输出电压Vs。
综上所述,虽然以优选实施例如上地揭示了本发明,但是其并非用于限定本发明。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下,还可以做各种更动与润饰。因此,本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。
Claims (14)
1.一种伺服***,包括:
***负载;
电源供应单元,用于提供电源输出电压至所述***负载;以及
备用电池单元,包括:
备用电压转换器,用于输出备用输出电压至该***负载;
备用电流传感器,用于测量所述备用电压转换器输出的备用输出电流;以及
备用控制电路,用于根据电源状态信号判断所述电源供应单元是否在维持时段正常提供所述电源输出电压至所述***负载,所述备用输出电压在所述维持时段大于所述电源输出电压,当所述电源供应单元在所述维持时段正常提供所述电源输出电压至所述***负载,所述备用控制电路根据所述电源状态信号及所述备用输出电流控制所述备用电压转换器在软性切换时段逐渐降低所述备用输出电压。
2.按照权利要求1所述的伺服***,其中,所述维持时段介于5~5.5秒。
3.按照权利要求1所述的伺服***,其中,所述软性切换时段介于10~10.5秒。
4.按照权利要求1所述的伺服***,其中,所述备用电池单元还包括:
反馈电路,用于根据所述备用输出电流产生反馈信号至所述备用电压转换器;以及
负斜率信号产生器,用于根据所述反馈信号及所述电源状态信号产生负斜率信号至所述备用电压转换器,所述备用电压转换器根据所述负斜率信号逐渐降低所述备用输出电压。
5.按照权利要求1所述的伺服***,还包括:
电流总线,用于传递总线电流,并且连接所述电源供应单元及所述备用电池单元,所述备用控制电路根据所述电源状态信号、所述备用输出电流及所述总线电流控制所述备用电压转换器逐渐降低所述备用输出电压。
6.按照权利要求1所述的伺服***,其中,所述电源供应单元输出所述电源状态信号至所述备用控制电路。
7.按照权利要求1所述的伺服***,其中,所述***负载包括机柜管理控制器,所述电源供应单元输出所述电源状态信号至所述机柜管理控制器,再由所述机柜管理控制器输出所述电源状态信号至所述备用控制电路。
8.一种伺服***的电源切换方法,包括:
控制备用电池单元的备用电压转换器输出备用输出电压至***负载;
测量所述备用电压转换器输出的备用输出电流;
根据电源状态信号判断电源供应单元是否在维持时段正常提供电源输出电压至所述***负载,所述备用输出电压在所述维持时段大于所述电源输出电压;以及
当所述电源供应单元在所述维持时段正常提供所述电源输出电压至所述***负载,根据所述电源状态信号及所述备用输出电流控制所述备用电压转换器在软性切换时段逐渐降低所述备用输出电压。
9.按照权利要求8所述的电源切换方法,其中,所述维持时段介于5~5.5秒。
10.按照权利要求8所述的电源切换方法,其中,所述软性切换时段介于10~10.5秒。
11.按照权利要求8所述的电源切换方法,其中,所述降低步骤还包括:
根据所述备用输出电流产生反馈信号;以及
根据所述反馈信号及所述电源状态信号产生负斜率信号;以及
根据所述负斜率信号逐渐降低所述备用输出电压。
12.按照权利要求8所述的电源切换方法,其中,所述降低步骤还包括:
根据所述电源状态信号、所述备用输出电流及总线电流控制所述备用电压转换器逐渐降低所述备用输出电压;
其中,所述总线电流由电流总线传递,并且所述电流总线连接所述电源供应单元及所述备用电池单元。
13.按照权利要求8所述的电源切换方法,其中,所述电源供应单元输出所述电源状态信号至所述备用控制电路。
14.按照权利要求8所述的电源切换方法,其中,所述***负载包括机柜管理控制器,所述电源供应单元输出所述电源状态信号至所述机柜管理控制器,再由所述机柜管理控制器输出所述电源状态信号至所述备用电池单元。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |