CN110673713A - 一种电源冷冗余配置方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电源冷冗余配置方法及装置，所述方法包括：确定电源供应单元PSU的效率‑负载曲线的高效率区间与低效率区间；其中，所述效率‑负载曲线为预先通过测试所述PSU得到的曲线；若所述PSU的电压在预设电源配置点之前，所述PSU工作在所述高效率区间，在预设电源配置点之后，所述PSU工作在所述低效率区间，则重新计算所述预设电源配置点；否则，将所述预设电源配置点确定为电源配置点；其中，所述电源配置点为设定冷冗余配置时待机PSU切换为供电PSU的电压值。通过采用PSU效率曲线与负载电流分段代数结合的方式确定冷冗余模式中的各电源配置点，新的计算思路有效的考虑到阈值冗余的保留，保证了CR BUS电压的控制逻辑，从而使服务器整机***的供电更稳定。

Description

一种电源冷冗余配置方法及装置
技术领域
本发明涉及电源领域，尤其是涉及一种电源冷冗余配置方法及装置。
背景技术
随着服务器技术的发展，对服务器的供电要求越来越高，必须使用双电源或更多电源等冗余电源***为服务器整机***进行供电。在冗余电源***中，通常包括两个或两个以上的电源供应单元(Power Supply unit，PSU)，多个PSU平均承担***负荷，但这会导致电源利用效率低。若将其中一个PSU的输出电压进行调整以实现该PSU承担所有负载，其余PSU处于待机状态，以保证供电PSU出现故障时，待机PSU可顺利接收负载以保证整个电源***能不间断使用，即冷冗余(Cold Redundant)模式。
在实际应用中，当服务器整机***采用冗余电源***供电时，通过采用负载电流分段代数计算的方式确定冷冗余模式中的各电源配置点，其中，电源配置点为待机PSU切换为供电PSU的电压值。但是，采用上述技术方案对电源配置点进行配置后，尤其是针对N+N(N≥2)的供电方案，冷冗余总线(Cold Redundant BUS)电压的控制逻辑经常会出现混乱，导致服务器整机***的供电不稳定。
发明内容
为解决上述问题，本申请提供一种电源冷冗余配置方法及装置。
在本申请第一方面提供了一种电源冷冗余配置方法，所述方法包括：
确定电源供应单元PSU的效率-负载曲线的高效率区间与低效率区间；其中，所述效率-负载曲线为预先通过测试所述PSU得到的曲线；
若所述PSU的电压低于预设电源配置点时，所述PSU工作在所述高效率区间，所述PSU的电压高于预设电源配置点时，所述PSU工作在所述低效率区间，则重新计算所述预设电源配置点；否则，将所述预设电源配置点确定为电源配置点；其中，所述电源配置点为设定冷冗余配置时待机PSU切换为供电PSU的电压值。
可选的，所述确定电源供应单元PSU的效率-负载曲线的高效率区间与低效率区间包括：
获得所述效率-负载曲线上的所述PSU的效率最大值点；
根据所述效率-负载曲线通过所述效率最大值点确定所述PSU的负载值；
将0至所述PSU的负载值的区间确定为低效率区间，将所述PSU的负载值至100的区间确定为高效率区间。
可选的，所述重新计算所述预设电源配置点包括：
根据所述高效率区间与所述低效率区间的连接点重新计算所述预设电源配置点。
可选的，所述重新计算所述预设电源配置点包括：
多次进行重新计算所述预设电源配置点。
可选的，所述预设电源配置点包括采用负载电流分段代数的方式计算得到。
可选的，所述电源包括直流电源。
在本申请第二方面提供了一种电源冷冗余配置装置，所述装置包括：
测试单元、确定单元与计算单元；
所述测试单元，用于测试所述效率-负载曲线为预先通过测试所述PSU得到的曲线；
所述确定单元，用于确定电源供应单元PSU的效率-负载曲线的高效率区间与低效率区间；
所述计算单元，用于若所述PSU的电压低于预设电源配置点时，所述PSU工作在所述高效率区间，所述PSU的电压高于预设电源配置点时，所述PSU工作在所述低效率区间，则重新计算所述预设电源配置点；否则，将所述预设电源配置点确定为电源配置点；其中，所述电源配置点为设定冷冗余配置时待机PSU切换为供电PSU的电压值。
可选的，所述装置还包括：
获取单元，用于获得所述效率-负载曲线上的所述PSU的效率最大值点。
相对于现有技术，本申请上述技术方案的优点在于：
引入PSU效率曲线作为判据，通过采用PSU效率曲线与负载电流分段代数结合的方式确定冷冗余模式中的各电源配置点，新的计算思路有效的考虑到阈值冗余的保留，保证了CR BUS电压的控制逻辑，从而使服务器整机***的供电更稳定。同时，结合参考PSU效率曲线，有效保障在进行电源配置点的切换动作后，***供能的PSU模块能工作于更优选的效率区间工作，进而降低***总的功率耗损。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为PS-2162-NA(1600W/12.12V)电源测试出的效率-负载曲线；
图2为本申请提供的一种电源冷冗余配置方法的流程图；
图3为三种电源的效率-负载曲线；
图4为本申请提供的一种电源冷冗余配置装置结构的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。
在实际应用中，当服务器整机***采用冗余电源***供电时，通过采用负载电流分段代数计算的方式确定冷冗余模式中的各电源配置点，其中，电源配置点为待机PSU切换为供电PSU的电压值。但是，采用上述技术方案对电源配置点进行配置后，尤其是针对N+N(N≥2)的供电方案，冷冗余总线(Cold Redundant BUS)电压的控制逻辑经常会出现混乱，导致服务器整机***的供电不稳定。
若供电方案为N+N(N＝2)，以规格为PS-2162-NA(1600W/12.12V)的电源为例，如下表1所示是四个电源采用负载电流分段代数计算的方式确定冷冗余模式中各电源配置点的计算结果。
表1采用负载电流分段代数计算的方式确定冷冗余模式中各电源配置点
Setpoint Itotal(A) Calculate theIout Vsharevoltage(V) 切换前模块数 切换前(％) 切换后模块数 切换后(％)
Von2 44.88 44.88*8/(1600/12.12)/1＝2.72V 2.72 1 34 2 17
Voff2 40.39 40.39*8/(1600/12.12)/2＝1.224V 1.224 2 15.29 1 30.6
Von3 163.68 163.68*8/(1600/12.12)/2＝4.96V 4.96 2 62 3 41.33
Voff3 148 148*8/(1600/12.12)/3＝3V 3 3 37.37 2 56.06
Von4 332.64 332.64*8/(1600/12.12)/3＝6.72V 6.72 3 84 4 63
Voff4 300 300*8/(1600/12.12)/4＝4.56V 4.56 4 56.82 3 75.76
以Von2的计算为例，该规格电源根据电源特性的设定值是8V，采集到负载电流是44.88A，此时只有一个电源工作，所以通过采用负载电流分段代数计算的方式确定冷冗余模式中的PSU2的ON电源配置点为2.72V，即当电压值高于2.72V时开启PSU2。同理，以Voff2的计算为例，该规格电源根据电源特性的设定值是8V，采集到负载电流是40.39A，此时有两个电源工作，所以通过采用负载电流分段代数计算的方式确定冷冗余模式中的PSU2的OFF电源配置点为1.224V，即当电压低于1.224V时关闭PSU2，依次类推。
通过采用负载电流分段代数计算的方式确定冷冗余模式中各电源的配置点会出现电压的控制逻辑混乱，如上述例子中Von3的4.96V电压与Voff4的4.56电压。具体来说，若此时电压为4.8V，应该有PSU1和PSU2两个电源工作，当电压上升至4.96V时，有PSU1、PSU2和PSU3三个电源工作，当电压上升至6.72V时，有PSU1、PSU2、PSU3和PSU4四个电源工作。但当电压再次下降至4.96V时，有PSU1、PSU2、PSU3和PSU4四个电源工作，当电压下降至4.8V时，有PSU1、PSU2、PSU3和PSU4四个电源工作，当电压下降至4.56V时，有PSU1、PSU2和PSU3三个电源工作，那么如果电压处于4.8V时，到底应该有几个电源工作。显然由于Von3的4.96V电压与Voff4的4.56电压造成了电压逻辑的混乱。
通过采用负载电流分段代数计算的方式确定冷冗余模式中各电源的配置点不仅会出现电压的控制逻辑混乱，还会导致在进行电源切换动作后，出现PSU工作在极低的效率区间，尤其是在轻载的情况下。如图1所示，PS-2162-NA(1600W/12.12V)电源测试出的效率-负载曲线。
由图1可知，PSU在负载20％-80％的区间工作表现最好，但在0-20％或80％-100％的区间工作时，效率很低，所以应该尽量避免PSU工作在低于20％或高于80％的区间。效率低于20％或高于80％的区间称之为低效率区间，其他区间可以称之为高效率区间，应该尽量避免PSU工作于低效率区间。结合表1来看，Von2在切换前的效率是34％，执行切换动作后的效率变为17％，即在执行切换电源配置点的操作后，原本工作于高效率区间的PSU变为工作与低效率区间，此时会增加功率损耗。
基于此，申请人提供了一种电源冷冗余配置方法，引入PSU效率曲线作为判据，通过采用PSU效率曲线与负载电流分段代数结合的方式确定冷冗余模式中的各电源配置点，新的计算思路有效的考虑到阈值冗余的保留，保证了CR BUS电压的控制逻辑，从而使服务器整机***的供电更稳定。同时，结合参考PSU效率曲线，有效保障在进行电源配置点的切换动作后，***供能的PSU模块能工作于更优选的效率区间工作，进而降低***总的功率耗损。
参见图2，图2是本申请提供的一种电源冷冗余配置方法的流程图。
201：确定电源供应单元PSU的效率-负载曲线的高效率区间与低效率区间；其中，所述效率-负载曲线为预先通过测试所述PSU得到的曲线；
依然以PS-2162-NA(1600W/12.12V)电源为例，首先通过测试获得PSU的效率-负载曲线，即PS-2162-NA(1600W/12.12V)的效率-负载曲线。由图1可知，PSU在负载20％-80％的区间工作表现最好，但在0-20％或80％-100％的区间工作时，效率很低，所以应该尽量避免PSU工作在低于20％或高于80％的区间。效率低于20％或高于80％的区间称之为低效率区间，其他区间可以称之为高效率区间，应该尽量避免PSU工作于低效率区间。
202：若所述PSU的电压低于预设电源配置点时，所述PSU工作在所述高效率区间，所述PSU的电压高于预设电源配置点时，所述PSU工作在所述低效率区间，则重新计算所述预设电源配置点；否则，将所述预设电源配置点确定为电源配置点；其中，所述电源配置点为设定冷冗余配置时待机PSU切换为供电PSU的电压值。
依然以供电方案为N+N(N＝2)，以规格为PS-2162-NA(1600W/12.12V)的电源为例，如下表所示是结合PSU效率-负载曲线与负载电流分段代数计算确定冷冗余模式中各电源配置点的计算结果。
表2结合PSU效率-负载曲线与负载电流分段代数计算确定冷冗余模式中各电源配置点
Setpoint Itotal(A) Calculate theIout Vsharevoltage(V) 切换前模块数 切换前(％) 切换后模块数 切换后(％)
Von2 53.13 53.13*8/(1600/12.12)/1＝3.22V 3.22 1 40.25 2 20.13
Voff2 50.16 50.16*8/(1600/12.12)/2＝1.52V 1.52 2 19 1 38
Von3 170 170*8/(1600/12.12)/2＝5.15V 5.15 2 64.39 3 42.9
Voff3 163.35 163.36*8/(1600/12.12)/3＝3.3V 3.3 3 27.75 2 41.63
Von4 350 350*8/(1600/12.12)/3＝7.07V 7.07 3 88.4 4 66.3
Voff4 343.2 343.2*8/(1600/12.12)/4＝5.2V 5.2 4 65 3 86.6
结合图1可知，若预设电源配置点为2.72V，会出现所述PSU的电压在预设电源配置点之前，所述PSU工作在所述高效率区间(34％)，在预设电源配置点之后，所述PSU工作在所述低效率区间(17％)的问题。所以此时应该重新计算预设电源配置点。通过计算当负载电流为53.13A时，预设电源配置点为3.22V，通过计算PSU的电压在预设电源配置点之前，所述PSU工作在所述高效率区间(40.25％)，在预设电源配置点之后，所述PSU工作在所述高效率区间(20.13％)，此时将将所述预设电源配置点3.22V确定为电源配置点，依次类推。
通过结合PSU效率-负载曲线与负载电流分段代数计算确定冷冗余模式中各电源配置点，不会再出现如上述例子中Von3的5.15V电压与Voff4的4.56V的电压的逻辑混乱的问题。具体来说，本例中PSU2关闭电压为1.52V，开启电压为3.22V；PSU3关闭电压为3.3V，开启电压为5.15V；PSU4关闭电压为5.2V，开启电压为7.07V，上述PSU的开启与关闭并不会导致电压的逻辑混乱的问题。且在进行电源切换动作后，不会出现PSU工作在极低的效率区间的问题，不会增加功率损耗。
需要说明的是，如图3所示为另外三种电源的效率-负载曲线，可以看到其效率曲线随负载的变化由轻载到重载(满载)的变化趋势为由低至高，达到高点后又开始降低。可以通过对具体的PSU测试其对应的效率-负载曲线获得整个区间中PSU的效率最大值点约为30％，并以此将0至30％区间确定为低效率区间，将30％至100％的区间确定为高效率区间。
需要说明的是，可以根据所述高效率区间与所述低效率区间的连接点30％重新计算所述预设电源配置点，重新计算可以为所多次计算，直至不再出现PSU的电压在预设电源配置点之前，所述PSU工作在所述高效率区间，在预设电源配置点之后，所述PSU工作在所述低效率区间的现象。
需要说明的是，确定高效率区间与低效率区间的方法不限定，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。
需要说明的是，预设电源配置点可以采用负载电流分段代数的方式计算得到。
需要说明的是，本申请中的电源可以为直流电源。
基于以上实施例提供的方法，本发明实施例还提供了对应的装置，下面结合附图来详细说明其工作原理。
装置实施例
参见图4，图4是本发明提供的一种电源冷冗余配置装置的结构图，如图4所示，该装置可以包括以下单元：
测试单元410、确定单元420与计算单元430；
所述测试单元410，用于测试所述效率-负载曲线为预先通过测试所述PSU得到的曲线；
所述确定单元420，用于确定电源供应单元PSU的效率-负载曲线的高效率区间与低效率区间；
所述计算单元430，用于若所述PSU的电压低于预设电源配置点时，所述PSU工作在所述高效率区间，所述PSU的电压高于预设电源配置点时，所述PSU工作在所述低效率区间，则重新计算所述预设电源配置点；否则，将所述预设电源配置点确定为电源配置点；其中，所述电源配置点为设定冷冗余配置时待机PSU切换为供电PSU的电压值。
需要说明的是，所述装置还包括：获取单元，用于获得所述效率-负载曲线上的所述PSU的效率最大值点。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电源冷冗余配置方法，其特征在于，包括：
确定电源供应单元PSU的效率-负载曲线的高效率区间与低效率区间；其中，所述效率-负载曲线为预先通过测试所述PSU得到的曲线；
若所述PSU的电压低于预设电源配置点时，所述PSU工作在所述高效率区间，所述PSU的电压高于预设电源配置点时，所述PSU工作在所述低效率区间，则重新计算所述预设电源配置点；否则，将所述预设电源配置点确定为电源配置点；其中，所述电源配置点为设定冷冗余配置时待机PSU切换为供电PSU的电压值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定电源供应单元PSU的效率-负载曲线的高效率区间与低效率区间包括：
获得所述效率-负载曲线上的所述PSU的效率最大值点；
根据所述效率-负载曲线通过所述效率最大值点确定所述PSU的负载值；
将0至所述PSU的负载值的区间确定为低效率区间，将所述PSU的负载值至100％的区间确定为高效率区间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重新计算所述预设电源配置点包括：
根据所述高效率区间与所述低效率区间的连接点重新计算所述预设电源配置点。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重新计算所述预设电源配置点包括：
多次进行重新计算所述预设电源配置点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设电源配置点包括采用负载电流分段代数的方式计算得到。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电源包括直流电源。
7.一种电源冷冗余配置装置，其特征在于，包括：
测试单元、确定单元与计算单元；
所述测试单元，用于测试所述效率-负载曲线为预先通过测试所述PSU得到的曲线；
所述确定单元，用于确定电源供应单元PSU的效率-负载曲线的高效率区间与低效率区间；
所述计算单元，用于若所述PSU的电压低于预设电源配置点时，所述PSU工作在所述高效率区间，所述PSU的电压高于预设电源配置点时，所述PSU工作在所述低效率区间，则重新计算所述预设电源配置点；否则，将所述预设电源配置点确定为电源配置点；其中，所述电源配置点为设定冷冗余配置时待机PSU切换为供电PSU的电压值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
获取单元，用于获得所述效率-负载曲线上的所述PSU的效率最大值点。
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