CN101902661B

CN101902661B - 供电系统、通信设备和供电控制方法

Info

Publication number: CN101902661B
Application number: CN 200910107633
Authority: CN
Inventors: 丁洛; 张春雨
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: CN101902661A

Abstract

本发明实施例公开了一种供电系统包括：供电电源部分，其包括用于提供电源电压信号的多个电源模块；供电输出部分，连接至所述供电电源部分，用于将所述多个电源模块提供的各路电源电压信号进行整合处理并输出给负载，以使每一电源模块能够为所述多个负载供电；功率检测部分，连接至所述供电输出部分，用于对所述供电输出部分的输出功率进行检测以获取输出功率信息；控制部分，连接在所述功率检测部分和所述供电电源部分之间，用于接收所述输出功率信息，并根据所述输出功率信息控制所述多个电源模块的开启/关闭状态。所述供电系统可提高供电效率，延长电源模块的使用寿命。本发明实施例还进一步公开了一种通信设备和供电控制方法。

Description

供电系统、通信设备和供电控制方法

技术领域

本发明主要涉及供电技术，特别地，涉及一种设备的供电系统，以及一种通信设备和供电控制方法。

背景技术

随着交换容量和速度的提升，通信设备的功耗越来越大。现有的通信设备内部的供电系统通常采用多个电源模块以负荷分担的方式对负载进行供电，具体而言，现有的通信设备内部负载通常划分为多个用电负载部分，每个电源模块分别独立地为对应的用电负载部分供电。在这种供电架构下，在通信设备启动之后，其内部的电源模块便始终处于工作状态，此将可能影响电源模块的使用寿命。另外，当通信设备工作在轻载状态时，采用现有供电架构可能导致各个电源模块均轻载供电，由此，整个供电系统的供电效率较低。

发明内容

鉴于上述问题，有必要提供一种供电系统、通信设备和供电控制方法。

本发明实施例提供的供电系统包括：供电电源部分，其包括用于提供电源电压信号的多个电源模块；供电输出部分，连接至所述供电电源部分，用于将所述多个电源模块提供的各路电源电压信号进行整合处理并输出给多个负载，以使每一电源模块能够为所述多个负载供电；功率检测部分，连接至所述供电输出部分，用于对所述供电输出部分的输出功率进行检测以获取输出功率信息；控制部分，连接在所述功率检测部分和所述供电电源部分之间，用于接收所述输出功率信息，并根据所述输出功率信息控制所述多个电源模块的开启/关闭状态。

本发明实施例提供的通信设备包括供电系统和多个通信功能模块，其中，所述供电系统用于对多个电源模块提供的多路电源电压信号进行整合处理以使每一路电源电压信号可耦合至所述多个通信功能模块，对所述通信功能模块的功耗进行检测以获取输出功率信息，并根据所述输出功率信息控制所述多个电源模块的开启/关断状态；所述通信功能模块用于在所述供电系统驱动下执行特定的通信功能。

本发明实施例提供的供电控制方法包括：提供多个电源模块，所述多个电源模块用于提供多路电源电压信号；对所述多路电源电压信号进行整合处理并输出给多个负载，以使所述多个负载能够共享所述多路电源电压信号；对输出功率进行检测以获取输出功率信息；根据所述输出功率信息控制所述多个电源模块的电源电压信号输出。

本发明实施例提供的供电系统、供电控制方法和通信设备通过对多个电源模块输出的多路电源电压信号进行整合处理，并根据输出功率信息控制所述多个电源模块的开启/关断状态，实现根据负载的实际功耗控制所述多个电源模决的开启数量，从而提高供电效率；另外还可实现在输出轻载时所述多路电源电压信号轮流输出，使各电源模块不需要持续性工作，从而延长使用寿命。并且，由于所述多个负载可共享每个电源模块，因此本发明实施例可实现最小化设备的初始电源模块配置，从而降低出货成本；且在使用中可以根据实际需要增减电源模块的数量，从而提高所述供电系统的灵活性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的供电系统的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的供电系统的供电电源部分和供电输出部分的结构和连接示意图。

图3为本发明实施例提供的供电系统的功率检测部分的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的供电系统的控制部分的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的通信设备的结构示意图。

图6为本发明实施例提供的供电控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明实施例提供的供电系统和供电控制方法进行详细描述。

请参阅图1，本发明实施例提供一种供电系统100。所述供电系统100可以应用于通信设备，为该通信设备内部的通信功能模块(比如单板等)进行供电；应当理解，本发明实施例提供的供电系统100并不限于应用在通信设备，可替代地，其还应用于其他电子设备。如图1所示，在一种实施例中，所述供电系统100可以包括供电电源部分110、供电输出部分120、功率检测部分130和控制部分140。

所述供电电源部分110可包括多个电源模块，每一个电源模块分别用于提供一路电源电压信号。在具体实施例中，所述电源模块100可以采用型号为CP1800的电源模块，且每一电源模块可将110V/220V的市电交流电压转换为一路符合输出需要(比如48V)的直流电压信号作为所述电源电压信号。

所述供电输出部分120一方面连接至所述供电电源部分110，另一方面连接至多个负载(图未示)，用于将所述多个电源模块提供的各路电源电压信号进行整合处理并输出给所述多个负载，以使所述多个负载能够共享所述电源模块。比如，当所述供电系统100应用在通信设备时，所述负载可以为单板等。另外，在具体实施例中，所述供电输出部分120的整合处理可以实现每一个电源模块均可为所有负载供电，即实现不同负载共享同一电源模块。

所述功率检测部分130连接至所述供电输出部分120，用于对所述供电输出部分120的输出功率进行检测以获取输出功率信息。比如，所述功率检测部分130可以对负载(如单板)的进行电压、电流信息的检测，并对二者进行计算得到所述负载的实时功耗信息，所述功耗信息便可作为所述供电输出部分120的输出功率信息。

所述控制部分140连接在所述功率检测部分130和所述供电电源部分110之间，用于接收来自所述功率检测部分130的输出功率信息，并根据所述输出功率信息控制所述多个电源模块的开启/关闭状态。比如，所述控制部分可根据所述输出功率信息判断出需要开启的电源模块的数目，并据此进一步选择性控制所述多个电源模块的开启/关闭状态，以提高供电效率。

进一步地，所述供电输出部分120可包括合路模块和分路模块，其中所述合路模块用于对所述多个电源模块提供的多路电源电压信号进行合路处理以生成合路电压信号，所述分路模块用于对所述合路电压信号进行分路处理以生成多个输出电压信号，并分别将所述多个输出电压信号提供给所述多个负载。

进一步地，所述合路模块生成的合路电压信号可以为一路信号或者多路信号，比如，其可包括第一路合路电压信号和第二路合路电压信号。其中，所述第一路合路电压信号在所述分路模块处理下转换为多个第一输出电压信号，所述第二路合电压路信号在所述分路模块处理下转换为多个第二输出电压信号，所述第一输出电压信号和第二输出电压信号一一对应且互为备份，且每一对第一输出电压信号和第二输出电压信号耦合至同一个负载。

进一步地，所述控制部分140可以包括核心处理模块和开关控制模块，其中所述核心处理模块用于接收所述功率检测部分提供的输出功率信息，根据所述输出功率信息确定需要开启的电源模块的数量并生成对应控制信号；所述开关控制模块用于根据所述控制信号选择性地控制所述多个电源模块的开启/关闭状态。进一步地，在所述核心处理模块根据所述输出功率信息获知所述多个电源模块并不需要全部开启时，所述开关控制模块在所述控制信号控制下可交替性地开启所需的电源模块，以使所述多个电源模块轮流工作。

为更好地理解本发明，以下结合附图具体介绍所述供电系统100中各个部分可选的实现方案。

请参阅图2，在具体实施例中，所述供电电源部分110内部的电源模块的数量可以为2N个，以下分别记为第一电源模块、第二电源模块、....、第2N电源模块。其中，N个电源模块(比如第一、第二、...、第N-1电源模块和第N电源模块)耦合至第一路市电交流电压信号，其余N个电源模块(比如第N+1、第N+2、...、第2N-1电源模块和第2N电源模块)耦合至第二路市电交流电压信号。所述第一路市电交流电压信号和第二路市电交流电压信号可均为220V。每个电源模块具体地可将所述220V市电交流电压转换成负载需要的电源电压信号，比如48V直流电压。本实施例中，所述多个电源模块分别耦合至两路市电交流信号，其中一路可作为输入备份，从而避免在某路市电发生故障时影响所述供电系统100的正常供电，保证系统的供电可靠性。

进一步地，所述供电输出部分120可包括合路模块121和分路模块122。其中所述合路模块121可以设置在通信设备的背板，其可对所述第一、第二、...、第N电源模块输出的N路电源电压信号V₁、V₂、...V_N进行合路处理以形成第一路合路电源信号V_A，并对所述第N+1、...、第2N-1、第2N电源模块输出的N路电源电压信号V_N+1、...V_2N-1、V_2N进行合路以形成第二路合路电源信号V_B。具体地，所述合路模块121可通过直接连线的方式实现所述多路电源电压信号的合路处理。比如，所述合路模块121可包括第一合路节点(图未示)和第二合路节点(图未示)，且所述N路电源电压信V₁、V₂、...V_N分别耦合至所述第一合路节点，从而在所述第一合路节点得到所述第一路合路电源信号V_A。相类似地可从所述第二合路节点获得所述第二路合路电源信号V_B。

所述分路模块122可连接至M个负载，为所述M个负载供电。具体地，所述分路模块122也可设置在通信设备的背板，其可包括M个主用输出端128和M个备用输出端129，所述主用输出端128和备用输出端129一一对应，且每一对主备用输出端分别连接至同一个负载(比如，通信设备的单板)。所述分路模块122可用于对所述第一合路电源信号V_A和第二合路电源信号V_B分别进行分路处理以生成M个主用输出电压信号和M个备用输出电压信号。每个备用输出电压信号与其对应的主用输出电压信号互为备份，二者可以分别通过对应的主用输出端128和备用输出端129输出给所述负载。

例如，在一种实施例中，所述第一合路电源电压V_A可通过直接连线的方式同时耦合至所述M个主用输出端128，在此结构下在所述M个主用输出端128便可分别得到第一输出电压信号V_O1、V_O2、...V_OM。类似地，所述第二合路电源电压V_B也可通过直接连线方式同时耦合至所述M个备用输出端129，在所述M个备用输出端从而便可分别得到第二输出电压信号V’_O1、V’_O2、...V’_OM。在其他替代实施例中，所述分路模块122还可通过分路元件实现将所述合路电源电压V_A、V_B分别转换为多个第一输出电压信号V_O1、V_O2、...V_OM和多个第二输出电压V’_O1、V’_O2、...V’_OM。另外，所述第一输出电压信号V_O1、V_O2、...V_OM和第二输出电压信号V’_O1、V’_O2、...V’_OM一一对应，每一对第一、第二输出电压信号(比如V_O1和V’_O1)分别通过对应的主用输出端128和备用输出端129输出给对应负载(比如单板)，作为其供电电压。

本实施例中，所述供电输出部分120通过分所述分路模块122分别生成所述第一、第二输出电压信号，且第一、第二输出电压信号互为备份，由此可避免某一电源模块出现故障时影响系统的正常供电，进一步提高系统的供电可靠性。应当理解的是，所述负载的个数M与所述电源模块的数量N之间可以不存在特定关系，实际中只要保证所述电源模块在功率上可以与所述负载相互匹配即可。

进一步地，所述功率检测部分130可通过专用芯片进行功率检测。请参阅图3，在一种实施例中，所述功率检测部分130可包括检测芯片(比如LTC4151型芯片)131，所述检测芯片131包括电压检测端V_IN、第一电流检测端Sense⁺、第二电流检测端Sense^-和功率信息输出端SCL、SDA。所述电压检测端V_IN可分别通过二极管132、133耦合至所述供电输出部分120的主用输出端128和备用输出端129，以接收所述主用输出电压信号(如V_O1)和备用输出电压信号(如V’_O1)。所述第一电流检测端Sense⁺连接至所述电压检测端V_IN，所述第二电流检测端Sense^-通过电阻134连接至所述第一电流检测端Sense⁺。所述检测芯片131可根据所述电压检测端V_IN、所述第一、第二电流检测端Sense⁺、Sense^-接收到电压、电流信息计算得到所述供电输出部分120的输出功率信息，且所述输出功率信息可由所述功率信息输出端SCL、SDA通过I2C总线提供给所述供电系统的控制部分140。

应当理解，所述检测芯片131通过I2C总线传送输出功率信息只是一种可选方案，在其他实施例中，所述检测芯片131还可以通过其他通讯总线将所述输出功率信息提供给所述供电系统的控制部分。另一方面，所述检测芯片131还可进一步对其获得的输出功率信息进行记录，以作为设备功率历史信息及设备节能设计的数据基础。

进一步地，请参阅图4，在一种实施例中，所述控制部分140可包括核心处理模块141和开关控制模块142。所述核心处理模块141接收所述功率检测部分130提供的输出功率信息，同时接收由所述供电电源部分110提供的供电能力信息(比如其内部电源模块的额定功率、电压、电流等信息)，并通过预设节能算法对二者的关系进行比较评估以确定所述供电电源部分110内部的电源模块实际上需要开启的数量，且进一步生成对应控制信号并提供给所述开关控制模块142。所述开关控制模块142分别连接至所述多个电源模块，且其可根据所述核心处理模块141提供的控制信号，选择性地控制所述多个电源模块的开启/关闭状态。

比如，当采用所述供电系统100进行供电的设备或功能模块带轻载时，所述供电电源部分110内部的一部分供电模块已经足于为其供电，则此时所述开关控制模块142可在所述核心处理处理模块141提供的控制信号控制下，开启一部分供电模块，同时关闭其余供电模块，保证所述供电系统100工作在高功率点，从而提高供电效率。进一步地，所述开关控制模块142在所述控制信号控制下，还可以按照预先设定的轮换时间交替性地开启输出所需要的电源模块，从而使得所述多个电源模块轮流工作，避免所述电源模块由于持续性工作而可能引起的老化和使用寿命降低的问题。需要注意的是，所述轮换时间的设定需要保证交替电源模块的交替开启不能过于频繁，以免对电源模块造成损伤。

另外，本发明实施例提供的供电系统100在供电输出部分通过将所述多个电源模块提供的各路电源电压信号进行整合处理并输出给多个负载，使得所述多个负载可共享所述电源模块。采用此结构可实现最小化设备的初始电源模块配置，从而降低出货成本；且在使用中可以根据实际需要增减电源模块的数量，因此，所述供电系统100的使用灵活性较高。

基于所述供电系统100，本发明实施例还进一步提供一种通信设备。请参阅图5，所述通信设备500可包括通信功能模块510和供电系统520。

所述通信功能模块510可以为单板，其作为所述供电系统520的负载，且其可用于在所述供电系统520提供的电源电压驱动下执行特定的通信功能。

所述供电系统520用于对多个电源模块提供的多路电源电压信号进行整合处理以使每一路电源电压信号可耦合至所述多个通信功能模块510，对所述通信功能模块510的功耗进行检测以获取输出功率信息，并根据所述输出功率信息控制所述多个电源模块的开启/关断状态。

具体地，所述供电系统520可包括：

供电电源部分，包括分别用于提供电源电压信号的多个电源模块；

供电输出部分，用于将所述多个电源模块提供的各路电源电压信号进行整合处理并输出给所述多个通信功能模块510，以使每一个电源模块可均为所述多个通信功能模块510供电；

功率检测部分，用于对所述供电输出部分的输出功率进行检测以获取输出功率信息；

控制部分，用于接收所述输出功率信息并根据所述输出功率信息控制所述多个电源模块的开启/关闭状态。

进一步地，所述供电电源部分、供电输出部分、功率检测部分和控制部分的结构、功能和连接关系可参见前述实施例所述的供电系统100。

基于所述供电系统100，本发明实施例还进一步提供一种供电控制方法。请参阅图5，所述供电控制方法包括：步骤610，提供多个电源模块，所述多个电源模块用于提供多路电源电压信号；步骤620，对所述多路电源电压信号进行整合处理并输出至多个负载，以使每一个电源模块可以为所述多个负载供电

号；步骤630，对输出功率进行检测以获取输出功率信息；步骤640，根据所述输出功率信息控制所述多个电源模块的开启/关闭状态。

进一步地，在所述步骤610中，可采用2N个电源模块分别将市电交流电压信号转换为2N个直流电压信号，其中所述直流电压信号可作为所述电源电压信号。另外，所述2N个电源模块中的N个电源模块接第一路市电交流电压，而其余N个电源模块接第二路市电交流电压，从而实现输入备份。

进一步地，所述步骤620可具体如下，首先，对所述多路电源电压信号进行合路处理以生成两路合路电压信号，比如，在具体实施例中，可将接第一路市电交流电压的N个电源模块输出的电源电压信号进行合路以生成第一路合路电压信号，并将接第二路市电交流电压的其余N个电源模块输出的电源电压信号进行合路以生成第二路合路电压信号。其次，对所述两路合路电压信号重新进行分路处理，并将分路生成的多个输出电压信号分别提供给所述负载，比如，在具体实施例中，可将所述第一路合路电压信号分成M路输出电压信号，并分别提供给M个负载作为其主用电源信号，同时将所述第二路合路电压信号也分成M路输出电压，并同样分别提供给所述M个负载作为其备用电源信号。由此，通过对步骤610提供的多路电源电压信号的合路与再分路的整合处理，使得所述负载可共享所述多路电源电压信号。

进一步地，在具体实施例中，所述步骤630可通过检测芯片对所述多个负载的电压和电流进行检测，并计算得到负载的总体输出功率信息。

进一步地，所述步骤640中，可将所述输出功率信息与系统供电能力信息进行比较分析，从而评估负载功耗情况并确定需要使用的电源电压信号的数量，比如，当通过比较分析得知系统工作在轻载状态时，所述多个电源模块并不需要全部开启便足以满足供电需要，此时可选择性保持一部分电源模块的开启状态，而关断另一部分电源模块，以提高供电效率。进一步地，此步骤中，还可以交替性地控制所述多个电源模块的开启和关闭状态，以使得对应的多个电源模块轮流工作，避免某一电源模块可能因为持续工作而引发的老化和使用寿命降低的问题。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种供电系统，其特征在于，包括：

供电电源部分，其包括用于提供电源电压信号的多个电源模块；

供电输出部分，连接至所述供电电源部分，用于将所述多个电源模块提供的各路电源电压信号进行整合处理并输出给多个负载，以使每一电源模块能够为所述多个负载供电；

功率检测部分，连接至所述供电输出部分，用于对所述供电输出部分的输出功率进行检测以获取输出功率信息；

控制部分，连接在所述功率检测部分和所述供电电源部分之间，用于接收所述输出功率信息，并根据所述输出功率信息控制所述多个电源模块的开启/关闭状态；

其中，所述供电输出部分包括合路模块和分路模块，所述合路模块用于对所述多个电源模块提供的多路电源电压信号进行合路处理以生成合路电压信号；所述分路模块用于对所述合路电压信号进行分路处理以生成多个输出电压信号，并分别将所述多个输出电压信号输出给所述多个负载；

所述控制部分包括核心处理模块和开关控制模块，所述核心处理模块用于接收所述功率检测部分提供的输出功率信息，根据所述输出功率信息确定需要开启的电源模块的数量并生成对应的控制信号；所述开关控制模块用于根据所述控制信号选择性地控制所述多个电源模块的开启/关闭状态。

2.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述合路模块生成的合路电压信号包括第一路合路电压信号和第二路合路电压信号，其中所述第一路合路电压信号在所述分路模块处理下转换为多个第一输出电压信号，所述第二路合路电压信号在所述分路模块处理下转换为多个第二输出电压信号，所述第一输出电压信号和第二输出电压信号一一对应且互为备份，且每一对第一输出电压信号和第二输出电压信号耦合至同一负载。

3.如权利要求1或2所述的供电系统，其特征在于，在所述核心处理模块根据所述输出功率信息获知所述多个电源模块并不需要全部开启时，所述开关控制模块在所述控制信号控制下交替性地开启所需的电源模块以使所述多个电源模块轮流工作。

4.一种通信设备，其特征在于，包括供电系统和多个通信功能模块，其中，

所述供电系统用于对多个电源模块提供的多路电源电压信号进行整合处理以使每一路电源电压信号可耦合至所述多个通信功能模块，对所述通信功能模块的功耗进行检测以获取输出功率信息，并根据所述输出功率信息控制所述多个电源模块的开启/关断状态；

所述通信功能模块用于在所述供电系统驱动下执行特定的通信功能；

其中，所述供电系统包括用于对多路电源电压信号进行整合处理的供电输出部分，所述供电输出部分包括合路模块和分路模块，其中所述合路模块用于对所述多个电源模块提供的多路电源电压信号进行合路处理以生成合路电压信号；所述分路模块用于对所述合路电压信号进行分路处理以生成多个输出电压信号，并分别将所述多个输出电压信号输出给所述多个通信功能模块；

所述供电系统还包括用于控制所述多个电源模块的开启/关闭状态的控制部分，所述控制部分包括核心处理模块和开关控制模块，其中，所述核心处理模块用于接收所述输出功率信息，根据所述输出功率信息确定需要开启的电源模块的数量并生成对应的控制信号；所述开关控制模块用于根据所述控制信号选择性地控制所述多个电源模块的开启/关闭状态。

5.一种供电控制方法，其特征在于，包括：

提供多个电源模块，所述多个电源模块用于提供多路电源电压信号；

对所述多路电源电压信号进行整合处理并输出给多个负载，以使每一电源模块能够为所述多个负载供电；

对输出功率进行检测以获取输出功率信息；

根据所述输出功率信息控制所述多个电源模块的开启/关闭状态；

其中，对所述多路电源电压信号进行整合处理并输出给多个负载的步骤包括：

对所述多路电源电压信号进行合路处理以生成合路电压信号；

对所述合路电压信号进行分路处理以生成多个输出电压信号，并分别将所述多个输出电压信号输出给所述负载；

所述根据输出功率信息控制所述多个电源模块的开启/关闭状态的步骤包括：接收所述输出功率信息并获取系统供电能力信息；对所述输出功率信息和系统供电能力信息进行比较以确定系统需要使用的电源模块的数量并生成对应控制信号；根据所述控制信号选择性地控制所述多个电源模块的开启/关断状态，以使所述多个电源模块部分开启。

6.如权利要求5所述的供电控制方法，其特征在于，所述对多路电源电压信号进行合路处理步骤生成的合路电压信号包括第一路合路电压信号和第二路合路电压信号，且所述对合路电压信号进行分路处理的步骤包括：将所述第一路合路电压信号和所述第二路合电压路信号分别转换为多个第一输出电压信号和多个第二输出电压信号，其中所述第一输出电压信号和第二输出电压信号互为备份；将每一对第一输出电压信号和第二输出电压信号输出至同一个负载。

7.如权利要求5或6所述的供电控制方法，其特征在于，所述多个电源模块在所述控制信号的作用下交替性地开启/关闭。