CN100566067C - 管理电源系统内的故障的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种电源控制系统包括多个电源控制组，每个组包括多个各适合提供各自经调整的电压输出的负载点调整器。负载点调整器可以根据它们所供电的负载特性选择成包含在一些电源控制组内。中间总线控制器通过各电源控制组共同的串行数据总线接口和各组各自的OK状态线与各个电源控制组连接。前端调整器为多个电源控制组的每个组和中间总线控制器提供中间总线电压。每个组的多个负载点调整器各还包括各自的故障管理器，适合检测故障状况和有选择地将故障状况的通知传送给本组的多个负载点调整器中的其他负载点调整器和中间总线控制器。这样，本组和其他组的负载点调整器就对故障状况采取共同的响应。本发明还揭示了管理电源控制系统内的故障的方法。

Description

管理电源系统内的故障的系统和方法

相关申请信息

本申请要求按照35U.S.C.§119(c)享受2004年2月12日递交的临时专利申请No.60/544,569的优先权。

技术领域

本发明一般地涉及电源控制系统，具体地涉及管理电源控制系统内的故障的系统和方法，所述系统包括多个电源控制组，其中所述多个电源控制组中的每个电源控制组包括多个单独的负载点调整器。

背景技术

例如高端计算和远程通信应用使用诸如微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等高度优化的集成电路或许比以往任何时候都多，其中为这种电路选用了硅工艺过程和/或调整成使性能达到最好和使成本降低。结果经常要对于每个电路有不同的电源要求，即不同的离散电压和电流电平。此外，这些电路中有许多要求比较低的电压(例如，1v甚至更低)，但是要求比较大的电流(例如，100a)。由于许多原因，不希望通过电子设备在比较长的距离上以低压传送比较大的电流。首先，低电压要传送比较长的物理路程势必使大电流线占用值得注意的电路板面积，从而使电路板上的信号线布线拥挤。其次，承载大电流的线的阻抗要消耗大量的功率，而且使负载调整复杂化。第三，难以调整伏安特性，以适应负载要求的变化。

业已开发了一些分散的供电体系结构来应对这种系统的供电要求。在这种供电体系结构中，将中间总线电压分配到电子系统各处，而在电子系统内的耗电点分别设置各自的负载点(POL)调整器，即DC/DC变换器。每个POL调整器将中间总线电压变换到相应电子电路所需的电平。理想的是，将POL调整器设置成靠近相应的电子电路，以便使布在电子系统内的低电压大电流线的长度最小化。中间总线电压可以用小电流线输送给多个POL调整器，使损耗最小。

这种分散化处理可以推行到应用中几乎所有的负载(微处理器、FPGA等)都具有各自的电源的程度。也就是说，一种应用(整体来看)可以设计成执行单个主要功能，但电源系统(为其中所设置的芯片供电的)可以由各个独立的POL调整器组成。然而，这种电源系统的缺点是它们不能反映POL调整器所供电的负载之间的相关性。例如，如果有一个POL调整器出了故障，由这个变换器供电的电路也就会有故障，但不能通知或停用与这个电路有关的其他芯片。这可以导致不可预测的负载功能失常，甚至由于使其他芯片和/或与它们有关的POL调整器过载而进一步损害到电源系统。传统的电源系统只是以供电正常信号的形式提供非常简单的故障管理，应用可以用来确定具体POL调整器的供电有故障状况。这通常不足以在出现故障的情况下为负载提供系统级的保护。

因此，有益的是能有一种在具有多个POL调整器的分布式电源系统内管理故障的系统和方法。

发明内容

本发明提供了一种管理电源系统内的故障的系统和方法。负载点调整器按照它们所供电的负载的特性分成一些虚拟组。在负载点调整器之一出现故障状况时，可以有选择地对同一组内其他负载点调整器以同样的方式施行克服故障状况的应对措施。如果故障严重得很，可以将故障状况传播给其他组，以便施行一致的应对措施。

在本发明的一个实施例中，电源控制系统包括多个电源控制组，每个组包括多个各提供各自经调整的电压输出的负载点调整器。负载点调整器可以根据它们所供电的负载特性选择成包含在一些电源控制组内。中间总线控制器通过各电源控制组共同的串行数据总线接口和各组各自的OK状态线与各个电源控制组连接。前端调整器为多个电源控制组的每个组和中间总线控制器提供中间总线电压。每个组的多个负载点调整器各还包括各自的故障管理器，用来检测故障状况和有选择地将故障状况的通知传送给本组的多个负载点调整器中的其他负载点调整器和中间总线控制器。这样，本组和其他组的负载点调整器就可以对故障状况采取共同的响应。

具体地说，中间总线控制器还包括通过OK状态线与各组通信的主故障管理器。主故障管理器接收到故障状况的通知后，有选择地将通知传送给各组，于是可以接着停用各组内的负载点调整器。负载点调整器各还包括存储检测到的故障状况的数据记录的状态寄存器。状态寄存器进一步包括多个与检测到的故障状况的种类(诸如反映不同的严重程度)相应的数据区。根据检测到的故障的类型，每个负载点调整器的故障管理器可以采取任意多个应对措施，包括：a)响应故障状况之一停用相应的负载点调整器和在一段暂停时间后重新启用所停用的负载点调整器，b)停用负载点调整器和将所停用的负载点调整器锁定在停用状态，或者c)停用负载点调整器和在一段暂停时间后如果故障持续，试图重新启用负载点调整器特定次数，如果不成功再将负载点调整器锁定在停用状态。

每个负载点调整器的故障管理器还可以通过OK状态线中的一根相应的OK状态线将故障状况的通知传送给中间总线控制器。一个组内的每个负载点调整器的故障管理器从同一组内的任何一个负载点调整器接收故障状况的通知，而且还从中间总线控制器内保证同步启用/停用一个或多个组的若干负载点调整器的主故障管理器接收故障状况的通知。响应系统范围的故障，中间总线控制器可以停用前端调整器，从而停止向各个电源控制组提供中间总线电压。电源控制系统可以还包括响应中间总线控制器驱使中间总线电压为地电压的保安电路。中间总线控制器还可以包括与系统控制器的通信接口，以将任何故障、它们的严重程度和所采取的应对措施通知用户。通信接口还可以允许对负载点调整器和/或中间总线控制器编程，以规定管理故障状况和将故障状况传播给其他负载点调整器和/或组的方式。

在本发明的另一个实施例中，揭示了一种管理电源控制系统内的故障状况的方法，这种方法包括下列步骤：检测每个组的每个负载点调整器内本地故障状况；有选择地将故障状况的通知传送给本组和/或其他组的其他负载点调整器；以及本组和/或其他组的多个负载点调整器响应故障状况的通知采取共同的应对措施。这种方法还可以包括接收故障状况的通知和有选择地将通知传送给其他组。应对措施可以包括停用负载点调整器和在一段暂停时间后重新启用负载点调整器、停用负载点调整器并将负载点调整器锁定在停用状态、停用一个组的所有负载点调整器或停用所有组的所有负载点调整器。对于系统范围的故障，应对响应可以包括断开提供给每个电源控制组的输入电压或驱使提供给每个电源控制组的输入电压动成为地电压。

附图说明

从以下参考附图对优选实施例的详细说明中熟悉该技术领域的人员可以更为全面地理解管理电源系统内的故障的系统和方法以及实现本发明的其他优点和目的，在这些附图中：

图1为按照本发明的一个实施例设计的负载点(POL)控制系统的方框图；

图2为示范性POL调整器的方框图；

图3为示范性中间总线控制器的方框图；

图4为POL控制系统在出现故障状况和所关联的响应时的简化方框图；

图5为POL控制系统在出现传播给组内其他POL的故障状况时的简化方框图；

图6为POL控制系统在出现传播给系统内所有组的故障状况时的简化方框图；

图7为示出管理POL控制系统内的故障的过程的流程图；

图8为示出对将POL控制系统内的POL调整器分组进行编程的图形用户界面(GUI)的示范性屏幕；

图9为示出对POL控制系统内POL调整器的故障检测和处理进行编程的GUI的示范性屏幕；以及

图10为示出对POL控制系统的故障传播编程的GUI的示范性屏幕。

具体实施方式

本发明提供了一种管理在具有多个POL调整器的分布式电源系统内的故障的系统和方法。在以下的详细说明中，同样的器件标号用来标注在一个或多个图内所示的同样的器件。

首先参见图1，图中示出了按照本发明的实施例设计的POL控制系统。POL控制系统包括中间总线控制器102、前端调整器104和多个组120、130、140、150。每个组包括多个独立的POL调整器，因此组A 120包括示范性的POL调整器122、124、126，组B 130包括示范性的POL调整器132、134、136，组C 140包括示范性的POL调整器142、144、146，而组D 150包括示范性的POL调整器152、154、156。在这里所示出的POL调整器包括但不局限于负载点调整器、负载供电调整器、DC/DC变换器、电压调整器和熟悉该技术的人员通常所知的所有其他可编程电压或电流调整装置。

每组POL调整器产生多个输出电压提供给相应的负载。这些POL调整器可以根据受到供电的负载的特性分组。例如，为高度相依的负载供电的POL调整器可以分在一个组内，例如，所有提供CPU内核电压的POL调整器可以分在一个组(例如，组A)内，而为辅助电路供电的POL调整器可以分在另一个组(例如，组B)内。由于多个POL调整器组合在一起，在一个组内的POL调整器就能在有故障状况的情况下呈现同样的响应行为。此外，每组POL调整器表现为一些POL调整器的虚拟而不是物理的组合。同一个组内的各个POL调整器在电气系统内可以实际上是相互分开的。可以理解，图1中所示的组的数目和每个组内的POL调整器的数目都只是示范性的，组的数目和/或在每个组内的POL调整器的数目都可以按使用情况或多或少一些。

前端调整器104通过中间电压总线为这些组提供中间电压(V_IN)。前端调整器14可以就是另一个POL调整器。中间总线控制器102从中间电压总线得到它的供电。虽然中间总线控制器102和前端调整器104示为分开的器件，但它们可以一起集成在一个单元内。或者，前端调整器104可以通过多个中间电压总线为各组POL调整器提供多个中间电压。

中间总线控制器102与这些POL调整器通信，通过在图1中示为同步/数据(SD)线的单向或双向串行总线写入和/或读出数字数据(无论是同步还是异步)。SD线可以包括允许数据异步发送的双线串行总线(例如，I²C)或允许数据同步发送(即，按时钟信号同步)的单线串行总线。为了对任何组内的具体POL调整器寻址，每个POL调整器用一个唯一地址标识，它可以硬连线入POL调整器，也可以用其他方法设置。中间总线控制器102还分别通过在图1中示为OKA、OKB、OKC和OKD线的相应单向或双向串行线(下面也称为各个OK线)与各个组通信，以便进行故障管理。

中间总线控制器102通过串行数据总线(例如，I²C)与用户系统通信，以便对POL控制系统进行编程、设置和监视。可以按需要任选地将存储器108接到串行数据总线上，以便存储编程和初始条件数据。中间总线控制器102可以通过串行数据总线访问存储器108，诸如在POL控制系统启动期间提取初始条件数据。中间总线控制器102还可以接收反映AC市电电源故障的输入信号。接收到这样的ACFAIL(AC故障)信号，中间总线控制器102可以命令按次序关断这些POL调整器。

最后，中间总线控制器102通过单独的线(FE EN)与前端调整器104通信，以便在出现系统范围的故障的情况下对前端调整器进行操作。如果其中一个POL调整器内有组件故障，这个POL调整器的输出就可能经历会损害它的负载的过压状态。因此，非常希望在检测到这样的故障时尽快地降低中间总线电压。因此，POL控制系统可以还包括接到中间电压总线上的任选保安电路106，它将中间电压总线上的电压驱使到地电压，从而切断给POL调整器的中间电压(V_IN)，防止了任何过压状态。

图2详细地示出了POL控制系统的一个示范性的POL调整器122。图1中的其他POL调整器具有基本上相同的配置。POL调整器122包括电源变换电路162、状况传感器164、状态寄存器166、故障管理器168、串行接口172和存储器174。电源变换电路162按照通过串行接口172接收到的设置或存储在存储器174内的默认设置将中间电压(V_IN)变换到所希望的输出电压(V_OUT)。电源变换电路162可以包括传统的降压、升压、降压-升压或其他已知的DC-DC型变换器的布局。

状况传感器164监视输出电压和电流、工作温度和其他供本地控制用的外部参数。状况传感器164能检测POL调整器内的故障状况。这些所检测的故障状况进一步可以根据它们的严重程度分成一些子类例如：(i)低(即，警告参数已经超过一定的容差，例如，温度高，输出电压超出严格的容差段，等等)，(ii)中(即，需要应对措施但还不紧急的故障状况，例如温度超过界限，输出电压低于界限，输出电流超过界限，等等)，和/或(iii)高(即，需要立即采取应对措施以免危及POL、负载或整个系统的重大故障，例如输出电压超过界限，电源变换电路的功率开关短路，等等)。也可以有益地使用其他对所检测的故障状况的分类。状态寄存器166接到状况传感器164上，保存检测到的故障状况的状态记录。在状况传感器164检测到故障状况时，相应的数据记录或标志就写入状态寄存器166。

故障管理器168监视状态寄存器166，确定针对检测到的故障状况的适当措施。故障管理器168能配置成例如：(i)轮询状态寄存器166，采取措施保护本POL调整器122、它所属的组和/或整个POL控制系统，(ii)停用POL调整器而在一段暂停时间后重新启用它(即，自动恢复模式)，(iii)停用POL调整器并且锁定故障，(iv)在组内传播故障，和/或(iv)在外部故障的情况下停用电源变换电路162。故障管理器168能通过改变OK线的状态和/或通过SD LINE线传送消息将任何一个故障状况传播给其他POL调整器和/或其他组。本组的每个其他POL调整器通过检测OK线的状态的改变会检测到故障状况，而它们各自的故障管理器会采取相应的措施。故障管理器168可以编程成锁定故障状态从而防止在故障触发已消失时重新启动POL调整器，或者在故障触发已消失后或在一段预定时间后使POL调整器自动重新启动。要注意的是，如果POL调整器试图重新启动，那么本组内由于该POL调整器检测到故障而停用的其他POL调整器可以与之同步重新启动。

图3为示范性中间总线控制器102的方框图。中间总线控制器102包括状况传感器182、系统状态寄存器184、故障管理器186、多个组状态寄存器188a-d、串行接口192和存储器194。如同图2的状况传感器164，状况传感器182监视系统级的故障状况，诸如工作温度、AC线路故障(AC-FAIL)、中间总线电压(IBV)电平及其他用来控制系统功率的外部中断。这些所检测的故障状况进一步可以根据它们的严重程度分成一些子类例如：(i)低(例如，温度高等)，(ii)中(例如，温度超过界限，AC线路故障等)，和/或(iii)高(例如，系统级中断等)。也可以有益地使用其他对所检测的故障状况的分类。系统状态寄存器184接到状况传感器182上，保存检测到的故障状况的状态记录。在状况传感器182检测到故障状况时，相应的数据记录或标志就写入系统状态寄存器184。组状态寄存器188a-d各通过各自的OK线与相应的组连接。组状态寄存器188a-d根据从POL调整器的故障管理器传来的信息反映各自的组的状态的改变。

系统故障管理器186的工作情况大体与图2的故障管理器168的类似。系统故障管理器186与系统状态寄存器184和组状态寄存器188a-d连接。系统故障管理器186还可以用串行接口192通过串行数据总线与各组通信。按照无论是系统状态寄存器184还是组状态寄存器188a-d之一报告的故障状况的严重程度，系统故障管理器可以有选择地将故障状况传播给其他组或者整个系统。在出现严重故障状况时，系统故障管理器186还可以触发保安电路106将中间电压总线短接到地和/或停用前端调整器104。存储器194存储中间总线控制器102的默认配置数据。默认配置选择成使得中间总线控制器102在没有编程信号的情况下在“安全”状况下工作。

具体地说，系统故障管理器186监视系统状态寄存器184和组状态寄存器188a-c，确定针对检测到的故障状况的适当措施。如果在系统状态寄存器184上检测到系统范围的故障，故障管理器186就可以采取遍及系统的应对措施，诸如使每个组和前端调整器104停止工作。如果检测到只是影响其中一个组的故障状况，故障管理器186可以配置成例如：(i)轮询该组的组状态寄存器188，采取单独保护该组的措施，(ii)停用该组的每个POL调整器，在一段暂停时间后重新启用它们(即，自动恢复模式)，(iii)停用该组的每个POL调整器，而且锁定所停用的状况，(iv)将故障状况传送给其他组，和/或通过使前端调整器104停止工作和/或激活保安电路106停用整个系统。系统故障管理器186可以通过改变相应的组OK线的状态和/或通过SD线传送消息来传送这些故障状况中的任何一个故障状况。每个组通过检测OK线的状态的改变和/或接收SD线上的消息就会检测到该故障状况，从而它们各自的故障管理器就会采取相应的措施。

参见图7，图中示出了POL调整器的故障管理器168管理故障的示范性过程200的流程图。步骤202和210分别反映故障管理器168检查是否存在外部和内部故障(或者状态的改变)的初始循环。在没有这样的故障(或状态的改变)的情况下，故障管理器168将不断地通过步骤202和210循环。外部故障(或状态的改变)由过程的包括步骤204-208的部分处理。内部故障由过程的包括步骤212-242的部分处理。

过程开始于步骤202，故障管理器168检查由系统故障管理器186或由本组的另一个POL调整器的故障管理器传送的OK线的状态是否已有改变。OK线的状态的改变反映了中间总线控制器102或另一个(即该POL调整器之外的)POL调整器对外部故障(相对该POL调整器所检测的内部故障来说)的处理。OK线具有两个可能的状态：(1)清除状态(即，不存在故障状况)；以及(2)设置状态(即，存在故障状况)。因此，OK线的状态从设置改变到清除意味着上个故障状况已经解决或清除，而状态从清除改变到设置意味着系统故障管理器186或本组内另一个POL调整器已检测到故障状况传播给本组。

如果存在外部故障(或状态改变)，故障管理器168进至步骤204，确定OK线的状态是改变成设置还是清除。如果状态改变成设置，故障管理器168就在步骤206断开电源变换电路162，将系统故障状况本地传播给POL调整器。相反，如果状态改变成清除，故障管理器168就在步骤208接通电源变换电路162，传播系统故障状况清除。

步骤206或208之后，或者如果在步骤202的检测结果为OK线的状态没有改变，故障管理器进至步骤210，确定是否检测到内部故障状况。如果没有检测到内部故障状况，故障管理器168就返回到步骤202，重复初始检查循环过程。但是，如果检测到内部故障状况，故障管理器168就在步骤212决定是启动恢复过程清除故障状况还是设置故障状况。

步骤230-242例示了内部故障状况设置过程。在第一次检测到内部故障事件时，故障管理器168在步骤212选择内部故障设置过程。然后，在步骤230，故障管理器168诸如通过检查状态寄存器166确定检测到的故障事件的严重程度。如果严重程度低，除了向中间总线控制器102报告故障状况外不必采取应对措施。在步骤242，故障管理器168通过SD线将相应的通知消息传送给中间总线控制器102。POL调整器的电源变换电路162保持在工作状态，过程返回到开始。相反，如果严重程度不低，故障管理器168在步骤232确定严重程度是中还是高。在任何一种情况下，故障管理器168都将断开POL调整器的电源变换电路162，虽然根据严重程度以不同的速度关断。如果严重程度高，故障管理器168在步骤236立即断开电源变换电路162。或者，如果严重程度中等，故障管理器168在步骤240按照更有序或渐进的过程断开电源变换电路162(例如，以预定的速度或顺序逐渐降低输出电压而不是突然将它断开)。

在中间步骤234、238，故障管理器168可以通过改变OK线的状态将故障状况另外传播给中间总线控制器102和/或接到同一OK线上的其他POL。可以根据对POL调整器的初始编程决定将故障传播给中间总线控制器102(即，步骤234、238)。

步骤214-222例示了内部故障清除(即，恢复)过程。故障管理器168在步骤212根据在先前检测到内部故障事件后通过的过程选择内部故障清除过程。如在步骤230那样，故障管理器168在步骤214诸如通过检查状态寄存器166确定检测到的故障事件的严重程度。如果严重程度低，除了向中间总线控制器102报告故障状况外不必采取应对措施。在步骤222，故障管理器168通过SD线将相应的通知消息传送给中间总线控制器102。POL调整器的电源变换电路162保持在工作状态，过程返回到开始。相反，如果严重程度不低，而电源变换电路162先前通过步骤236或240已断开，故障管理器168就在步骤216确定是否重新启动电源变换电路162。这决定可以根据对POL调整器的初始编程作出。例如，如果故障状况只是持续不到一段预定时间的短暂事件，电源变换电路162可以重新启动。如果决定不重新启动电源变换电路122，诸如如果故障状况特别严重或持续很长时间，或者如果同样的故障状况在累次重新启动后反复重现，就将电源变换电路162锁定在断开状态，即阻止不首先对POL调整器采取诸如诊断评估或维护服务之类的进一步措施而接着重新启动电源变换电路162。相反，如果决定重新启动电源变换电路162，故障管理器168通过改变OK线的状态将工作状态的改变通知中间总线控制器102。故障管理器168然后重新启动电源变换电路162，然后过程返回到开始。

图4-6例示了对本发明的实施例内的故障状况的管理。这些图示出了带有组织成两个各有两个POL组的POL示范性功率管理系统。在图4中，在组A的POL1内检测到故障状况。POL1的故障管理器编程成断开电源变换电路(如X所标)，如由所检测到的故障状况的严重程度所规定的，按照普通的逐渐降低输出功率或者立即断开。在这个实施例中，故障管理器编程成不通过改变OK线的状态传播故障。因此，该组的POL2以及组B的POL3和POL4(标有复选标记)保持正常工作。POL1的故障管理器决定是锁定故障还是执行使POL1自动恢复。

在图5中，同样在组A的POL1内检测到故障状况。如在图4中那样，POL1的故障管理器编程成如由检测到的故障的严重程度所规定的按照逐渐降低输出功率或者立即断开来断开电源变换电路(标有X的)。与上个实施例不同，故障管理器已编程成通过改变OK线的状态在组内传播故障。因此，该组的POL2就也断开，但是组B的POL3和POL4(标有复选标记)仍然工作。如果POL1的故障管理器决定执行自动恢复，POL1和POL2两个将同步重新启动。

在图6中，同样在组A的POL1内检测到故障状况。如在图4中那样，POL1的故障管理器编程成如由检测到的故障的严重程度所规定的按照标准的逐渐降低输出功率或者立即断开来断开电源变换电路(标有X的)。与上两个实施例不同，故障管理器已经编程成将故障状况传播给中间总线控制器102，再由中间总线控制器102将故障传播给组B。组B的POL3和POL4现在也都断开。如果POL1的故障管理器决定执行自动恢复，各组的POL将按照它们的编程以有规律的方式重新启动。

如以上所说明的那样，中间总线控制器102具有与对POL控制系统的性能进行编程和监视的用户系统通信的接口。用户系统包括直接或者通过网络与接口连接的计算机，它具有适合与中间总线控制器102通信的适当软件。如在该技术中所知，计算机配备有诸如基于Microsoft Windows^TM接口之类的基于图形的用户界面(GUI)，含有可动的窗口、图标和鼠标。GUI可以包括标准的经预编程的表示文本和图形的格式，如在该技术领域内通常所知的。从中间总线控制器102接收到的信息通过GUI显示在计算机屏幕上，用户可以通过对GUI的特定屏幕作一些改变来对POL控制系统的操作进行编程和监视。

图8-10例示了用来对POL控制系统的故障和差错检测编程的GUI的示范性屏幕项目。图8示出了用来规定POL控制系统内的POL调整器的配置的屏幕。这个屏幕包括一个水平轴表示POL序号(00-31)的和垂直轴表示组(A-D)的矩阵。用户可以通过激活(例如，单击)位于所选择的POL序号和组的交点处的关联图标逐个将POL调整器分配给相应的组。例如，将POL序号00和02分配给组A，将POL序号04分配给组C，而将POL序号06分配给组D。这个屏幕也能用来对中断、中间总线电压过压和欠压保护及其他工作特性进行编程。用户可以用GUI屏幕创建、保存和编辑配置文件。

图9示出了用来对POL调整器的配置文件进行编程的屏幕。这个屏幕包括标识故障触发类型和严重程度的表。以上所说明的各种故障触发类型按严重程度依次列入，包括列为警告的温度高和电源好，列为故障的跟踪差异、过热、过电流和欠压，以及列为差错的过压和相位差错。每个故障类型具有相应的用户可选栏，用来指定希望故障管理器执行的处理，包括：传播(即，通过改变OK线的状态传播故障状况)，锁定(即，故障状况将使电源变换电路断开并锁定在这个断开状态)，恢复操作(即，不报告故障状况)，以及向IMC(中间总线控制器)报告。可以理解，也可以有益地使用编程处理的其他故障触发类型和其他选择。用户系统也可以确定这编程是应用于一个POL调整器、一个组的所有POL调整器还是电源控制系统的所有POL调整器(和组)。

图10示出了用来对POL控制系统的故障和差错传播进行编程的屏幕。这个屏幕以图形示出了反映发生故障状况的组标志的第一方框和反映要将故障状况传播到的组标志的第二方框。有一系列线连接这两个方框，线之间的交点反映从一个组向另一个组的传播。用户可以通过有选择地激活在线之间的交点处的图标来规定所希望的传播路径。例如，用户可以有选择地激活图标，使组A的故障状况需传播给组B和C，但不传播给组D。对于每个组，用户也可以对在出现故障状况的情况下是否断开前端104和激活保安电路106进行编程。

从上面对管理电源系统内的故障的系统和方法的一些实施例的说明中，熟悉该技术的人员显然可以看到业已实现了这种系统的确凿优点。也应该看到，在不背离本发明的范围和精神的情况下可以对这些实施例进行各种修改、调整和互换。本发明的专利保护范围仅仅由以下权利要求书给出。

Claims (56)

1.一种电源控制系统，所述电源控制系统包括：

多个电源控制组，所述多个电源控制组中的每个电源控制组包括多个各适合提供各自经调整的电压输出的负载点调整器；

中间总线控制器，通过各电源控制组共用的串行数据总线接口和所述多个电源控制组中的各电源控制组独特的OK状态线，与所述多个电源控制组中的各个电源控制组通信；以及

向所述多个电源控制组中的每个电源控制组提供中间总线电压的前端调整器；

其中所述多个电源控制组中的每个电源控制组的所述多个负载点调整器中的每个负载点调整器还包括故障管理器，用来检测故障状况、有选择地将所述故障状况的通知传送给所述多个电源控制组中一个相应的电源控制组的所述多个负载点调整器中的其他负载点调整器和传送给所述中间总线控制器，使得所述多个电源控制组中所述相应的电源控制组的所述多个负载点调整器中的至少所述其他负载点调整器对所述故障状况采取共同的响应。

2.权利要求1的电源控制系统，其中所述中间总线控制器还包括通过所述OK状态线与所述多个电源控制组中的各个电源控制组通信的主故障管理器，所述主故障管理器接收到所述故障状况的所述通知后有选择地将所述通知传送给所述多个电源控制组。

3.权利要求1的电源控制系统，其中所述多个负载点调整器各还包括存储所述检测到的故障状况的数据记录的状态寄存器。

4.权利要求3的电源控制系统，其中所述状态寄存器还包括多个分别与所述所检测的故障状况的多个种类相应的数据段。

5.权利要求1的电源控制系统，其中所述多个负载点调整器中的每个负载点调整器的所述故障管理器适合响应所述故障状况中的一个故障状况停用相应的负载点调整器。

6.权利要求5的电源控制系统，其中所述多个负载点调整器中的每个负载点调整器的所述故障管理器适合在一段暂停时间后重新启用所述相应的负载点调整器。

7.权利要求5的电源控制系统，其中所述多个负载点调整器中的每个负载点调整器的所述故障管理器还适合响应所述故障状况中的所述一个故障状况立刻停用所述相应的负载点调整器。

8.权利要求5的电源控制系统，其中所述多个负载点调整器中的每个负载点调整器的所述故障管理器还适合响应所述故障状况中的所述一个故障状况按照预定的速度停用所述相应的负载点调整器。

9.权利要求5的电源控制系统，其中所述多个负载点调整器中的每个负载点调整器的所述故障管理器还适合将所述相应的负载点调整器锁定在停用状态。

10.权利要求1的电源控制系统，其中所述多个负载点调整器中的每个负载点调整器的所述故障管理器适合通过所述OK状态线中的相应的OK状态线将所述故障状况的所述通知传送给所述中间总线控制器。

11.权利要求1的电源控制系统，其中所述多个电源控制组中的一个电源控制组的所述多个负载点调整器中的每个负载点调整器的所述故障管理器适合接收来自所述多个电源控制组中的所述一个电源控制组的所述多个负载点调整器中的任何一个负载点调整器的所述故障状况的所述通知。

12.权利要求1的电源控制系统，其中所有所述多个电源控制组的所述多个负载点调整器中的每个负载点调整器的所述故障管理器适合接收来自所述中间总线控制器的所述故障状况的所述通知。

13.权利要求1的电源控制系统，其中所述中间总线控制器适合响应所述故障状况的所述通知中的一个通知停用所述前端调整器，从而停止向所述多个电源控制组中的每个电源控制组提供所述中间总线电压。

14.权利要求1的电源控制系统，所述电源控制系统还包括响应所述中间总线控制器的保安电路，以响应所述故障状况的所述通知中的一个通知驱使所述中间总线电压成为地电压。

15.权利要求1的电源控制系统，其中所述中间总线控制器还包括允许传送对所述故障管理器的操作编程的编程数据的接口。

16.权利要求1的电源控制系统，其中所述中间总线控制器还包括允许将所述故障状况的通知传送给用户的接口。

17.一种管理包括多个电源控制组的电源控制系统内的故障状况的方法，所述多个电源控制组中的每个电源控制组包括多个各适合提供各自经调整的电压输出的负载点调整器，所述方法包括：

在所述多个电源控制组中的每个电源控制组的每个负载点调整器内本地检测故障状况；

有选择地将所述故障状况的通知传送给所述多个电源控制组中一个相应的电源控制组的所述多个负载点调整器中的其他负载点调整器和传送给所述多个电源控制组中的其他电源控制组；以及

所述多个电源控制组中所述相应的电源控制组的所述多个负载点调整器中的所述这些负载点调整器以共同的方式响应所述故障状况。

18.权利要求17的方法，所述方法还包括接收所述故障状况的所述通知，有选择地将所述通知传送给所述多个电源控制组中的其他电源控制组。

19.权利要求17的方法，所述方法还包括存储所述检测到的故障状况的数据记录。

20.权利要求19的方法，其中所述数据记录还包括多个分别与所述所检测的故障状况的多个种类相应的数据段。

21.权利要求17的方法，所述方法还包括响应所述故障状况中的一个故障状况停用相应的负载点调整器。

22.权利要求21的方法，所述方法还包括在一段暂停时间后重新启用所述相应的负载点调整器。

23.权利要求21的方法，所述方法还包括将所述相应的负载点调整器锁定在停用状态。

24.权利要求17的方法，所述方法还包括通过相应的OK状态线传送所述故障状况的所述通知。

25.权利要求17的方法，所述方法还包括接收来自所述多个电源控制组中的一个电源控制组的所述多个负载点调整器中的任何一个负载点调整器的所述故障状况的所述通知。

26.权利要求17的方法，所述方法还包括响应所述故障状况中的一个故障状况停用所述多个电源控制组中的一个电源控制组的所有负载点调整器。

27.权利要求26的方法，所述方法还包括在一段预定时间后同步重新启动所述所停用的负载点调整器。

28.权利要求26的方法，所述方法还包括在所述故障状况中的所述一个故障状况清除后同步重新启动所述所停用的负载点调整器。

29.权利要求17的方法，所述方法还包括响应所述故障状况中的一个故障状况停用所有所述多个电源控制组的所有负载点调整器。

30.权利要求29的方法，所述方法还包括在一段预定时间后同步重新启动所述所停用的负载点调整器。

31.权利要求29的方法，所述方法还包括在所述故障状况中的所述一个故障状况清除后同步重新启动所述所停用的负载点调整器。

32.权利要求17的方法，所述方法还包括响应所述故障状况的所述通知中的一个通知停止向所述多个电源控制组中的每个电源控制组提供输入电压。

33.权利要求17的方法，所述方法还包括响应所述故障状况的所述通知中的一个通知驱使向所述多个电源控制组中的每个电源控制组提供的输入电压成为地电压。

34.权利要求17的方法，所述方法还包括根据由所述负载点调整器供电的负载的特性选择所述负载点调整器中的一些负载点调整器包括在所述多个电源控制组中的至少一个电源控制组内。

35.权利要求17的方法，所述方法还包括接收用于确定有选择地传送所述通知的方式的编程指令。

36.一种用于包括多个其他负载点调整器的电源系统的负载点调整器，所述负载点调整器包括：

适合将中间总线电压变换为输出电压的电源变换电路；

至少一个适合检测所述电源变换电路的多个故障状况的传感器；以及

与所述至少一个传感器和所述电源变换电路有效连接的故障管理器，所述故障管理器可编程成在检测到所述故障状况后采取校正行动，以有选择地将所述故障状况的通知传送给所述多个其他负载点调整器，以及接收所述多个其他负载点调整器的故障状况的同样通知。

37.权利要求36的负载点调整器，所述负载点调整器还包括与所述至少一个传感器和所述故障管理器有效连接的状态寄存器，所述状态寄存器具有存储所述故障状况的数据记录的存储器。

38.权利要求37的负载点调整器，其中所述状态寄存器还包括多个分别与所述故障状况的多个种类相应的数据段。

39.权利要求36的负载点调整器，其中所述故障管理器适合响应所述多个故障状况中的至少一个故障状况停用所述电源变换电路。

40.权利要求39的负载点调整器，其中所述故障管理器适合在一段暂停时间后重新启用所述电源变换电路。

41.权利要求39的负载点调整器，其中所述故障管理器还适合响应所述多个故障状况中的至少一个故障状况立即停用所述电源变换电路。

42.权利要求39的负载点调整器，其中所述故障管理器还适合响应所述多个故障状况中的所述至少一个故障状况按照预定的速度停用所述电源变换电路。

43.权利要求39的负载点调整器，其中所述故障管理器还适合将所述电源变换电路锁定在停用状态。

44.权利要求36的负载点调整器，其中所述故障管理器适合接收规定所述校正行动的编程数据。

45.一种对包括多个负载点调整器的电源控制系统编程的方法，所述方法包括：

显示至少一个示出包括标识所述多个负载点调整器中的每个负载点调整器的第一轴和标识多个虚拟电源控制组的第二轴的矩阵的屏幕，所述矩阵还包括规定所述多个负载点调整器的每个负载点调整器与所述多个电源控制组的每个电源控制组之间的交点的多个用户可选图标；

接收选择所述用户可选图标中的一些用户可选图标的用户输入；以及

按照所述用户输入将所述多个负载点调整器中所选择的一些负载点调整器分配给所述多个电源控制组中的一些电源控制组；

其中，由所述多个负载点调整器中的分配给所述多个电源控制组中的一个特定的电源控制组的任何一个负载点调整器检测到的故障状况有选择地传播给所述多个负载点调整器中的分配给所述多个电源控制组中的所述特定的电源控制组的其他负载点调整器，使得所述多个负载点调整器中的分配给所述多个电源控制组中的所述特定的电源控制组的每个负载点调整器对所述故障状况采取共同的响应。

46.权利要求45的方法，所述方法还包括接收保存将所述多个负载点调整器中的所述所选择的这些负载点调整器向所述多个电源控制组中的所述这些电源控制组的所述分配的用户输入。

47.权利要求46的方法，所述方法还包括接收编辑将所述多个负载点调整器中的所述所选择的这些负载点调整器向所述多个电源控制组中的所述这些电源控制组的所述分配的用户输入。

48.一种对包括多个负载点调整器的电源控制系统编程的方法，所述方法包括下列步骤：

显示至少一个示出多个可能故障状况和可选择的响应所述可能故障状况需采取的校正行动的类型的屏幕；

接收选择所述可选择的校正行动的类型中的一些类型的用户输入；以及

按照所述用户输入对所述多个负载点调整器中的至少一个负载点调整器编程；

其中，所述多个负载点调整器中的所述至少一个负载点调整器响应实际故障状况按照所述编程步骤执行所述所选择的类型的校正行动。

49.权利要求48的方法，其中所述多个可能故障状况包括过热、过电流、欠压、过压和相电压差错至少其中之一。

50.权利要求48的方法，其中所述可选择的校正行动的类型包括停用所述多个负载点调整器中的所述至少一个负载点调整器的电源变换电路、在一段预定延迟后重新启动所述电源变换电路、将所述电源变换电路锁定在停用状态和将故障状况通知传播给所述电源控制系统的所述多个负载点调整器中的至少一个其他负载点调整器至少其中之一。

51.权利要求48的方法，其中所述接收用户输入的步骤还包括接收确定所述所选择的校正行动类型是否适用于所述多个负载点调整器中的单个负载点调整器的用户输入。

52.权利要求48的方法，其中所述接收用户输入的步骤还包括接收确定所述所选择的校正行动类型是否适用于一个虚拟组的所有负载点调整器的用户输入。

53.权利要求48的方法，其中所述接收用户输入的步骤还包括接收确定所述所选择的校正行动类型是否适用于所述电源控制系统的所有负载点调整器的用户输入。

54.一种对电源控制系统编程的方法，所述方法包括下列步骤：

显示至少一个示出多个各具有分配给各自的多个负载点调整器的虚拟电源控制组之间的通信通路的配置的屏幕；

接收启用限定将一些故障通知从所述多个虚拟电源控制组中的一些虚拟电源控制组传播给所述多个虚拟电源控制组中的另一些虚拟电源控制组的所述通信通路中的所选择的一些通信通路的用户输入；以及

按照所述用户输入对所述多个虚拟电源控制组中的每个虚拟电源控制组的所述多个负载点调整器编程；

其中，所述多个虚拟电源控制组中的每个虚拟电源控制组的所述多个负载点调整器按照所述编程步骤传播所述故障通知。

55.权利要求54的方法，其中所述接收用户输入的步骤还包括接收除了所述将故障通知从所述多个虚拟电源控制组中的一些虚拟电源控制组传播给所述多个虚拟电源控制组中的另一些虚拟电源控制组之外还停用向所述多个虚拟电源控制组中的每个虚拟电源控制组提供输入电压的前端的用户输入。

56.权利要求54的方法，其中所述接收用户输入的步骤还包括接收除了所述将故障通知从所述多个虚拟电源控制组中的一些虚拟电源控制组传播给所述多个虚拟电源控制组中的另一些虚拟电源控制组之外还触发保安电路短路给所述多个虚拟电源控制组中的每个虚拟电源控制组的输入电压的用户输入。

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