CN101621214B - 电池备份模块、电池备份模块的供电方法及存储系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种电池备份模块、电池备份模块的供电方法及存储系统。该模块包括：至少两个供电单元，相邻供电单元之间通过导线串联至少一个开关，每个供电单元通过导线并联至少一个开关，供电单元与开关形成供电电路，用于向设备提供电能；控制单元，用于当接收到设备发出的供电切换信号时，控制供电电路中的开关开启或闭合，使供电电路向设备供电，供电电路的输出电压值与为设备供电的主用电源正常工作时的一次电源输出电压值相等。本发明实施例实现了当主用电源失效时，通过控制开关的开启或闭合使电池备份模块的输出电压与一次电源输出电压保持一致，使同一电池备份模块能够灵活应用于不同的设备，提高了资源利用率。

Description

电池备份模块、电池备份模块的供电方法及存储系统

技术领域

本发明实施例涉及电源技术，特别涉及一种电池备份模块、电池备份模块的供电方法及存储系统。 

背景技术

在电子、通信等技术领域，通常需要正常及稳定的电源来保证设备的正常运行，因此，在一些例如计算机等存储领域的设备中，除为设备提供电能的主用电源以外，通常还设置有电池备份模块(Battery Backup unit；以下简称：BBU)，以在主用电源出现故障失效时启动电池备份模块来保障设备的正常运行。 

现有技术中，电池备份模块通常具有一个供电单元，该供电单元采用几节电芯串联构成。在设备运行时，主用电源的输出电压经转换后输入设备的背板，背板上通常连接有设备的内部组件，这些内部组件从背板取电，输入背板的电压称为一次电源输出电压，对于不同类型的设备或同类型不同规格的设备，一次电源输出电压通常是不同的，例如对于存储领域中的设备而言，一次电源输出电压通常可以为12V、24V或48V。当设备中的主用电源出现故障而失效时，设备中的中央处理单元会向电池备份模块发出切换信号，以启动电池备份模块向设备供电。由于电池备份模块的作用在于当主用电源失效时能够代替主用电源为设备供电，又由于电池备份模块直接接入设备的背板，因此，电池备份模块的输出电压需要与一次电源输出电压值保持一致，即应用于不同设备中的电池备份模块的输出电压也应为12V、24V或48V。 

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术电池备份模块的输出电压 为电池备份模块中的供电单元的输出电压，通常为定值，而由于不同设备的一次电源输出电压为不同值，因此需要针对不同的设备定制不同规格的电池备份模块，而同一电池备份模块无法灵活应用于不同的设备，造成资源浪费。 

发明内容

本发明实施例提供一种电池备份模块、电池备份模块的供电方法及存储系统，能够将同一个电源备份模块适用于不同的设备上，针对不同设备中一次电源输出电压为不同值的情况，电源备份模块的输出电压能够与一次电源输出电压保持一致，提高了资源利用率，使电源备份模块的应用更加灵活。 

本发明实施例提供一种电池备份模块，适应不同规格设备，所述不同规格设备具有不同的一次电源输出电压，所述电池备份模块包括： 

至少两个供电单元，相邻所述供电单元之间通过导线串联至少一个开关，每个所述供电单元通过导线并联至少一个开关，所述供电单元与所述开关形成供电电路，用于向设备提供电能； 

控制单元，用于检测主用电源的一次电源输出电压，当接收到所述供电单元提供电能的设备发出的供电切换信号时，根据所述一次电源输出电压控制所述供电电路中的所述开关开启或闭合，使所述供电电路向所述供电单元提供电能的设备供电，所述供电电路的输出电压值与所述一次电源输出电压值相等。 

本发明实施例还提供了一种存储系统，包括存储设备、主用电源模块和上述电池备份模块，所述电池备份模块适应不同规格设备，所述不同规格设备具有不同的一次电源输出电压，其中： 

所述主用电源模块，用于通过正常工作时输出的一次电源输出电压给所述存储设备提供电能； 

所述存储设备，用于根据所述主用电源模块提供的一次电源输出电压进行工作，并在所述主用电源模块工作异常时，发出供电切换信号； 

所述电池备份模块，用于检测主用电源的一次电源输出电压，当接收到所述存储设备发出的供电切换信号时，根据所述一次电源输出电压控制输出电压向所述存储设备提供电能，所述电池备份模块的输出电压值与所述一次电源输出电压值相等。 

本发明实施例还提供了一种电池备份模块的供电方法，适应不同规格设备，所述不同规格设备具有不同的一次电源输出电压，该方法包括： 

检测主用电源的一次电源输出电压； 

接收供电切换信号，所述供电切换信号为主用电源失效时指示电池备份模块工作的指示信号； 

根据所述一次电源输出电压控制所述电池备份模块的供电电路中的开关开启或闭合，使所述供电电路向设备供电，所述供电电路的输出电压值与所述一次电源输出电压值相等。 

附图说明

本发明实施例提供的电池备份模块、电池备份模块的供电方法及存储系统，在该模块中通过至少两个供电单元和一个以上开关构成供电电路，当主用电源失效时，通过控制开关的开启或闭合使电池备份模块的输出电压与一次电源输出电压保持一致，使同一电池备份模块能够灵活应用于不同的设备，提高了资源利用率。 

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例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发明的一些实施例，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他的附图。 

图1为本发明实施例电池备份模块第一实施例的结构示意图； 

图2为本发明实施例电池备份模块第二实施例的结构示意图； 

图3为本发明实施例电池备份模块供电方法第一实施例的流程图； 

图4为本发明实施例存储系统的第一实施例的结构示意图。 

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。 

在计算机或存储领域等设备中，主用电源即直接向设备供电的外接供电电源，其输入电压通常为220V，而计算机等设备中的控制板、接口板或硬盘等内部组件正常工作只需要很低的电压，这些组件均接入计算机的背板，从背板取电，通常220V的输入电压需要进行转换后才能作为背板的输入电压，该电压为一次电源输出电压。对于不同类型的设备或同类型不同规格的设备而言，一次电源输出电压可能是不同的，例如存储领域的设备，其一次电源输出电压可能为12V、24V或28V。设备内部各组件从背板取电之后还需将该一次电源输出电压进一步降低为各自所需的电压，该电压为二次电源输出电压，例如：主板正常工作所需的二次电源输出电压为3.5V，因此，主板从背板取电之后还要进一步将电压降低为3.5V以保证正常工作。为了保证在为设备供电的主用电源出现故障而失效的情况下设备仍然能够稳定运行，通常需要在设备中设置电池备份模块BBU，通常BBU与背板连接，当主用电源出现故障后，设备自动向BBU发送供电切换信号，BBU接收到该信号后代替主用电源为设备提供电能。由于不同的设备其一次电源输出电压可能为12V、24V或48V，因此，BBU的输出电压值也可能为12V、24V或48V。 

图1为本发明实施例电池备份模块第一实施例的结构示意图，如图1所示，该电池备份模块包括： 

至少两个供电单元1，相邻供电单元1之间通过导线串联至少一个开关，每个供电单元1通过导线并联至少一个开关，供电单元1与开关形成供电电路，用于向设备提供电能； 

控制单元2，用于当接收到设备发出的供电切换信号时，控制供电电路中 的开关开启或闭合，使供电电路向设备供电，供电电路的输出电压值与为设备供电的主用电源正常工作时的一次电源输出电压值相等。 

对于不同类型的设备或同类型不同规格的设备而言，其一次电源输出电压可以为不同值。因此，可以在BBU中设置至少两个供电单元1，使BBU能够根据不同的设备而输出不同的电压值。其中，设置的供电单元1的个数和每个供电单元1的输出电压值可以根据设备一次电源输出电压的具体数值而确定。 

如图1所示，可以将至少两个供电单元1串联，相邻的供电单元1之间通过导线串联一个开关，每个供电单元1通过导线并联一个开关。至少两个供电单元1与开关通过以上的连接方式组成供电电路，控制单元2可以在主用电源上电的瞬间检测主用电源的一次电源输出电压，当主用电源出现故障而失效时，设备自动向BBU发送供电切换信号，指示BBU代替主用电源为设备提供电能。控制单元2接收到该供电切换信号后，根据检测到的主用电源的一次电源输出电压的数值来控制供电电路中各个开关开启或闭合使至少一个供电单元1接入背板，而其他供电单元1均处于断路状态，从而使所述至少两个供电单元1形成相应的串联或并联电路，向存储设备提供电能，该供电单元1形成的供电电路的输出电压值与该设备的一次电源输出电源值相等。 

本发明实施例提供的电池备份模块，在该模块中通过至少两个供电单元和一个以上开关构成供电电路，当主用电源失效时，通过控制开关的开启或闭合，使所述供电单元串联和/或并联，形成相应的供电电路，该供电电路的输出电压值与一次电源输出电压值相等，从而为不同的存储设备提供工作电能。本发明实施例所述的电池备份模块能够适应不同规格设备的供电要求，应用灵活，提高了资源利用率。 

图2为本发明实施例电池备份模块第二实施例的结构示意图，图2以4个供电单元为例对电池备份模块进行描述，如图2所示，该电池备份模块， 包括： 

四个供电单元1，相邻供电单元1之间通过导线串联至少一个开关，每个供电单元1通过导线并联至少一个开关，供电单元1与开关形成供电电路，用于向设备提供电能； 

控制单元2，用于当接收到设备发出的供电切换信号时，控制供电电路中的开关开启或闭合，使供电电路向设备供电，供电电路的输出电压值与为设备供电的主用电源正常工作时的一次电源输出电压值相等。 

其中，控制单元2可以具体包括： 

接收子模块21用于接收供电切换信号； 

检测子模块22，用于检测主用电源正常工作时的一次电源输出电压值； 

处理子模块23，用于根据一次电源输出电压控制开关开启或闭合，以使所述供电单元形成的供电电路的输出电压值与一次电源输出电压值相等。 

另外，该电池备份模块还可以包括充电/放电单元3，用于当主用电源正常工作时为供电单元1储存电能；或当主用电源失效时使供电单元1释放电能。 

进一步地，供电单元1还可以包括至少一个电芯11。 

其中，供电单元1可以采用几节电芯11串联的方式构成。电芯11通常可以为各种类型的锂电池，而单节锂电池的容量通常为3.2V或3.6V。本实施例以存储领域的设备为例，由于存储领域设备的一次电源输出电压可以为12V、24V或48V。如图2所示，可以设置四个供电单元1，以每个供电单元1为12V为例进行说明，可以理解的是，也可以将供电单元1的电压设置为其他数值，对应设置所需的供电单元1的个数。对应的，可以将4节锂电池串联得到12.8V的供电单元1，串联的电芯11的数量可以视单节电芯的容量而定。由于随着设备的工作，供电单元1的电量逐渐减少，所以一次电源的输出电压允许在±10％或±20％，因此，采用4节锂电池串联得12.8V的供电单元1，供电单元1的电压在一次电源输出电压许可范围之内。当主用电源 正常工作时，可以通过控制单元2中的检测子模块22检测主用电源正常工作时的一次电源输出电压，该电压可能为12V、24V或48V，该检测过程可以在主用电源上电的瞬间进行，也可以在主用电源正常工作时进行。当主用电源出现故障而失效以后，设备会自动向BBU发出供电切换信号，BBU中的接收子模块21接收到供电切换信号后，处理子模块23根据检测子模块22检测到的一次电源输出电压控制各个开关开启或闭合，以使供电单元1和开关组成的供电电路的输出电压与一次电源输出电压相等。例如，当检测子模块22检测到一次电源输出电压为12V时，处理子模块23控制开关开启或闭合时，使供电电路中任意一个供电单元1接入背板，而其他供电单元1处于断路状态，这样输入到背板的电压为一个供电单元1的输出电压，即12V。当检测子模块22检测到一次电源输出电压为24V时，处理子模块23控制各个开关开启或闭合，使供电电路中任意两个供电单元1串联接入背板，而其他供电单元1均处于断路状态，这样输入背板的电压为两个供电单元1的输出电压之和，即24V。同样可以控制开关的开启和闭合使供电电路的输出电压为48V。因此，BBU可以根据为设备供电的主用电源正常工作时的一次电源输出电压而输出12V、24V或48V，从而适应了不同规格设备的不同需求。 

本发明实施例提供的电池备份模块，在该模块中通过几节锂电池串联构成一个供电单元，再通过至少两个供电单元和一个以上开关构成供电电路，当主用电源失效时，通过控制开关的开启或闭合，使所述供电单元串联或并联，形成相应的供电电路，该供电电路的输出电压值与一次电源输出电压值相等，从而可以为不同的存储设备提供工作电能。本发明实施例所述的电池备份模块能够适应不同规格设备的供电要求，应用灵活，提高了资源利用率。 

图3为本发明实施例电池备份模块供电方法第一实施例的流程图，如图3所示，该方法包括： 

步骤301、接收供电切换信号，该供电切换信号为主用电源失效时指示电 池备份模块工作的指示信号； 

具体的，所述供电切换信号可以由被供电的设备发出。 

步骤302、根据主用电源正常工作时的一次电源输出电压控制电池备份模块供电电路中的开关开启或闭合，使供电电路向设备供电，供电电路的输出电压值与为设备供电的主用电源正常工作时的一次电源输出电压值相等。 

电池备份模块供电方法还可以包括：获取所述主用电源正常工作时的一次电源输出电压值。 

具体的，由于BBU的输出电压需要与设备中的一次电源输出电压相一致，因此，需要获取主用电源正常工作时的一次电源输出电压。可以在主用电源上电的瞬间检测主用电源的一次电源输出电压，也可以在主用电源正常工作时检测主用电源的一次电源输出电压。 

在本发明实施例所提供的电池备份模块供电方法中，当主用电源出现故障而失效时，设备自动向BBU发送供电切换信号，指示BBU代替主用电源为设备提供电能。BBU接收到供电切换信号后，根据检测到的主用电源的一次电源输出电压的数值来控制BBU供电电路中的各个开关开启或闭合，使BBU输出电压与一次电源输出电压相等。具体过程参见前述电池备份模块实施例，不再赘述。 

本发明实施例提供的电池备份模块的供电方法，在BBU接收到设备发送的供电切换信号时，通过控制BBU供电电路中的开关的开启或闭合使BBU的输出电压与一次电源输出电压保持一致，使同一BBU能够灵活应用于不同的设备，提高了资源利用率。 

图4为本发明实施例提供的存储系统的第一实施例的结构示意图，如图4所示，该系统包括：存储设备41、主用电源模块42和电池备份模块43，其中： 

主用电源模块42，用于通过正常工作时输出的一次电源输出电压给存储设备41提供电能，使存储设备41能够正常工作； 

所述存储设备41，用于根据主用电源模块42提供的一次电源输出电压进行工作，并在主用电源模块42工作异常时，发出供电切换信号； 

电池备份模块43，用于当接收到存储设备41发出的供电切换信号时，通过控制输出电压向存储设备41提供电能，电池备份模块43的输出电压值与一次电源输出电压值相等。 

具体的，当存储系统工作时，存储系统中的主用电源模块42为存储设备41供电，当主用电源模块42出现故障而失效时，存储设备41向电池备份模块43发出供电切换信号，指示电池备份模块43代替主用电源模块42向存储设备41供电。由于电池备份模块43的输出电压值需要与主用电源模块42正常工作时的一次电源输出电压值相等，因此，需要获取主用电源模块42正常工作时的一次电源输出电压值。具体的，可以在主用电源模块42上电的瞬间检测主用电源模块42的一次电源输出电压，也可以在主用电源模块42正常工作时检测主用电源模块42的一次电源输出电压。电池备份模块43接收到供电切换信号后，根据检测到的主用电源模块42的一次电源输出电压的数值控制电池备份模块43中的供电电路中的开关开启或闭合，使电池备份模块43中的供电单元串联和/或并联，形成相应的供电电路，向存储设备41提供电能。具体过程参见前述电池备份模块实施例，不再赘述。 

本发明实施例提供的存储系统，在电池备份模块接收到存储设备发送的供电切换信号时，根据主用电源模块正常工作时的一次电源输出电压控制输出电压，使电池备份模块的输出电压与一次电源输出电压保持一致，使同一电池备份模块能够适应不同规格设备的供电要求，应用灵活，提高了资源利用率。 

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实 施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。 

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (6)

1.一种电池备份模块，其特征在于，适应不同规格设备，所述不同规格设备具有不同的一次电源输出电压，所述电池备份模块包括：

至少两个供电单元，相邻所述供电单元之间通过导线串联至少一个开关，每个所述供电单元通过导线并联至少一个开关，所述供电单元与所述开关形成供电电路，用于向设备提供电能；

控制单元，用于检测主用电源的一次电源输出电压，当接收到所述供电单元提供电能的设备发出的供电切换信号时，根据所述一次电源输出电压控制所述供电电路中的所述开关开启或闭合，使所述供电电路向所述供电单元提供电能的设备供电，所述供电电路的输出电压值与所述一次电源输出电压值相等。

2.根据权利要求1所述的电池备份模块，其特征在于，所述控制单元包括：

接收子模块，用于接收所述供电切换信号；

检测子模块，用于检测所述主用电源正常工作时的一次电源输出电压值；

处理子模块，用于根据所述一次电源输出电压控制所述开关开启或闭合，以使所述供电电路的输出电压值与所述一次电源输出电压值相等。

3.根据权利要求1所述的电池备份模块，其特征在于，还包括：

充电/放电单元，用于当所述主用电源正常工作时为所述供电单元储存电能；或当所述主用电源失效时使所述供电单元释放电能。

4.根据权利要求1-3任一所述的电池备份模块，其特征在于，所述供电单元包括至少一个电芯。

5.一种存储系统，其特征在于，包括存储设备、主用电源模块以及如权利要求1-4任一项所述的电池备份模块，所述电池备份模块适应不同规格设备，所述不同规格设备具有不同的一次电源输出电压，其中：

所述主用电源模块，用于通过正常工作时输出的一次电源输出电压给所述存储设备提供电能；

所述存储设备，用于根据所述主用电源模块提供的一次电源输出电压进行工作，并在所述主用电源模块工作异常时，发出供电切换信号； 

所述电池备份模块，用于检测主用电源的一次电源输出电压，当接收到所述存储设备发出的供电切换信号时，根据所述一次电源输出电压控制输出电压向所述存储设备提供电能，所述电池备份模块的输出电压值与所述一次电源输出电压值相等。

6.一种电池备份模块的供电方法，其特征在于，适应不同规格设备，所述不同规格设备具有不同的一次电源输出电压，所述方法包括：

检测主用电源的一次电源输出电压；

接收供电切换信号，所述供电切换信号为主用电源失效时指示电池备份模块工作的指示信号；

根据所述一次电源输出电压控制所述电池备份模块的供电电路中的开关开启或闭合，使所述供电电路向设备供电，所述供电电路的输出电压值与所述一次电源输出电压值相等。 

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