CN102221870B

CN102221870B - 备援电源供应方法及其装置

Info

Publication number: CN102221870B
Application number: CN 201010151734
Authority: CN
Inventors: 俞雄杰; 林祖成
Original assignee: Inventec Corp
Current assignee: Nanjing yuchuansheng Electronic Technology Co., Ltd
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2030-04-14
Also published as: CN102221870A

Abstract

本发明提供一种备援电源供应方法及其装置，用于一伺服器。此伺服器包括主机板模组、第一电源供应模组与第二电源供应模组。备援电源供应方法包括下列步骤：主机板模组接收第一电源供应模组与第二电源供应模组的电源功率。当第二电源供应模组断开时，主机板模组接收第一电源供应模组在第一预定时间内的第一超载功率。在此第一预定时间内，主机板模组的消耗功率降至低功耗功率，其中低功耗功率小于等于第一电源供应模组的一第一额定功率。

Description

备援电源供应方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种伺服器的电源供应技术，且特别涉及一种在电源供应器提供超载功率的期间内将主机板模组的消耗功率降低的备援电源供应技术。

背景技术

备援电源(Power Redundancy)系统常用于伺服器系统中，当主要电源供应器故障、损毁或者其他因素使其无法供电给伺服器时，可通过备援的电源供应器来维持伺服器运作，藉此提高伺服器的稳定性与可靠性。

现有的的备援电源技术是利用额定功率足够(亦即额定功率大于等于伺服器的消耗功率)的两个电源供应器互相冗余(redundant)，当其中一个电源供应器因故断开时，另一个电源供应器便可及时供应电力让伺服器系统维持运作。举例而言，此伺服器系统最多可以连接四个主机板，而每个主机板的最大消耗功率为400W时，整个伺服器系统的最大消耗功率便为1600W(400W×4＝1600W)，因此便会配置两个额定功率大于等于1600W的电源供应器于此伺服器系统以互相备援。当伺服器系统正常运作时，会使主要电源供应器提供最大1600W的电力，让备援的电源供应器待命，以便于主要电源供应器断开时随时供应电力。或是让两个电源供应器各提供最大800W的电力，藉以维持伺服器的运作。

但此伺服器系统并不一定会接满四个主机板，或者伺服器系统的消耗功率不一定经常处于最大值，此时的最大消耗功率便低于1600W，因此将会浪费电源供应器的电源功耗，进而造成电能的浪费。此外，足够功率的备援电源供应器亦较为昂贵，若能采用较低额定功率的电源供应器，便可降低备援电源技术的部分成本。

发明内容

本发明提供一种备援电源供应方法，其采用的电源供应模组的额定功率可略低于伺服器模组的最大消耗功率，并且于其中一个电源供应模组断开时，利用未断开的电源供应模组来供电给伺服器以继续维持运作。

以另一观点而言，本发明提供一种备援电源供应装置，本装置在其中一个电源供应模组断开时，利用未断开的电源供应模组来供电给伺服器以继续维持运作。

本发明提出一种备援电源供应方法，用于一伺服器。此伺服器包括主机板模组、第一电源供应模组与第二电源供应模组，其中第一电源供应模组具有第一额定功率与第一超载功率，第二电源供应模组具有第二额定功率与第二超载功率。本方法包括下列步骤：主机板模组接收第一电源供应模组与第二电源供应模组的电源功率。当第二电源供应模组断开时，主机板模组接收第一电源供应模组在第一预定时间内的第一超载功率。并且在第一预定时间内将主机板模组的消耗功率降至低功耗功率，并且低功耗功率小于等于第一额定功率。而当第一电源供应模组断开时，主机板模组接收第二电源供应模组在第二预定时间内的第二超载功率。并且在第二预定时间内，主机板模组的消耗功率降至低功耗功率，并且低功耗功率小于第二额定功率。

在本发明的一实施例中，上述的备援电源供应方法还包括下列步骤：当断开的该第一电源供应模组或第二电源供应模组恢复运作时，主机板模组的消耗功率恢复至正常值。

在本发明的一实施例中，上述的第一电源供应模组的第一额定功率小于主机板模组的消耗功率，而第一电源供应模组的第一超载功率大于等于主机板模组的消耗功率。

以另一角度来看，本发明提出一种备援电源供应装置，用于一伺服器。此伺服器包括一主机板模组。备援电源供应装置包括第一电源供应模组、第二电源供应模组与判断单元。第一电源供应模组具有一第一额定功率与一第一超载功率，而第一电源供应模组与第二电源供应模组用以提供电源功率给予主机板模组。第二电源供应模组具有一第二额定功率与一第二超载功率，用以提供电源功率给予主机板模组。

判断单元耦接第一电源供应模组与第二电源供应模组，用以判断该第一电源供应模组与第二电源供应模组其中之一是否断开。其中，当第二电源供应模组断开时，主机板模组接收第一电源供应模组在第一预定时间内的第一超载功率，并且主机板模组在第一预定时间内依据判断单元的判断结果将消耗功率降至一低功耗功率。此时的低功耗功率小于等于第一额定功率。而当第一电源供应模组断开时，主机板模组接收第二电源供应模组在一第二预定时间内的第二超载功率，并且主机板模组在第二预定时间内依据判断单元的判断结果将消耗功率降至低功耗功率。其中，低功耗功率小于等于第二额定功率。

在本发明的一实施例中，上述的备援电源供应装置还包括一第一电源背板与一第二电源背板。第一电源背板耦接第一电源供应模组与判断单元，用以依据第一电源供应模组是否与主机板模组断开以产生第一供电信号。第二电源背板耦接第二电源供应模组与判断单元，用以依据第二电源供应模组是否与主机板模组断开以产生第二供电信号。

在本发明的一实施例中，上述的判断单元包括一及闸，此及闸的第一输入端接收第一供电信号，及闸的第二输入端接收第二供电信号，及闸的输出端依据第一供电信号与第二供电信号产生一低功耗信号，其中主机板模组依据低功耗信号将消耗功率降至低功耗功率。

基于上述，本发明实施例在其中一个电源供应模组断开时，另一个未断开的电源供应模组可在一预定时间内提供一超载功率给予主机板模组，并同时将主机板模组的消耗功率降为低功耗功率，使得未断开的电源供应模组依据其额定功率即可维持主机板模组的功耗。因此，本发明实施例所采用的电源供应模组的额定功率可略低于伺服器模组的最大消耗功率，使其成本降低。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例所述的一种备援电源供应装置的功能图。

图2是本发明一实施例所述的一种备援电源供应方法的流程图。

图3是本发明一实施例所述的一种备援电源供应方法的功率时序图。

主要元件符号说明：

100：伺服器； 110：备援电源供应装置；

120：第一电源供应模组； 130：第二电源供应模组；

140：判断单元； 150：主机板模组；

160：第一电源背板； 170：第二电源背板；

CPU：中央处理单元； P₁：第一电源功率；

P₂：第二电源功率； P_W：主机板模组的消耗功率；

MB：主机板； S0～S3：时间点；

S210～S260：步骤； S_WL：低功率信号；

S_{PSU_1}：第一供电信号； S_{PSU_2}：第二供电信号；

AND：及闸。

具体实施方式

现将详细参考本创作的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能的处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件/符号代表相同或类似部分。

请参照图1，图1是本发明一实施例所述的一种备援电源供应装置110的功能图。备援电源供应装置110应用于伺服器100中。伺服器100包括主机板模组150，在本实施例中，主机板模组150最多具有4个主机板MB，每个主机板MB中具有一中央处理单元(CPU)，每个主机板MB的最大消耗功率为400W。

并且，主机板模组150在本实施例中接收一低功率信号S_WL。并依据低功率信号S_WL将主机板模组150所耗用的电力从正常模式的消耗功率P_W(本实施例中P_W为1600W，但不依此为限)降至低功耗模式的低功耗功率P_WL(本实施例中P_WL为1000W，但不依此为限)，或者相反，将主机板模组150所耗用的电力从低功耗功率P_WL恢复为平常模式的消耗功率P_W，其中消耗功率P_W大于低功耗功率P_WL(P_W＞P_WL)。此外，当主机板模组150降低电源功耗为低功耗功率P_WL时，便是降低每个主机板MB的中央处理单元CPU的工作时脉，藉以减少电力消耗。

备援电源供应装置110包括第一电源供应模组120、第二电源供应模组130与判断单元140。第一电源供应模组120具有第一额定功率P_1W(本实施例中P_1W为1100W，但不依此为限)与第一超载功率P_1H(本实施例中P_1H为1600W，但不依此为限)，而第一超载功率P_1H大于第一额定功率P_1W(P_1H＞P_1W)。其中，依据第一电源供应模组120的规格书所述，第一电源供应模组120在平时可提供的电源功率最大值为第一额定功率P_1W，但是第一电源供应模组120仅能在一第一预定时间T1(于本实施中为160ms，但不依此为限)内提供第一超载功率P_1H给予主机板模组150，如果提供第一超载功率P_1H的持续时间超过第一预定时间T1时，第一电源供应模组120便会自动断开，以免因过度超载而烧毁。在本实施例中，第一额定功率P_1W(1100W)可以小于主机板模组150的消耗功率P_W(1600W)，而第一超载功率P_1H(1600W)则必须大于等于主机板模组150的消耗功率P_W(1600W)。

在本实施例中，第二电源供应模组130与第一电源供应模组120为具有相同电源功率与相同功能的两个电源供应器(Power supply unit)。因此第二电源供应模组130亦具有第二额定功率P_2W(本实施例中P_2W为1100W，但不依此为限)与第二超载功率P_2H(本实施例中P_2H为1600W，P_2H＞P_2W，但不依此为限)。其中，主机板模组150接收第一电源供应模组120所提供的第一电源功率P₁与第二电源供应模组130所提供的第二电源功率P₂，藉以维持主机板模组150的运作。

判断单元140耦接第一电源供应模组120与第二电源供应模组130，用以判断第一电源供应模组120或者第二电源供应模组130其中之一是否断开。此处所谓的断开表示第一电源供应模组120或第二电源供应模组130其中之一因为本身电子零件损毁、线路突然断路或其他问题而导致无法供电给主机板模组150的时。

此外，备援电源供应装置110还包括第一电源背板160与第二电源背板170。第一电源背板160耦接在第一电源供应模组120与判断单元140之间，用以依据第一电源供应模组120是否与主机板模组150断开以产生第一供电信号S_{PSU_1}。第二电源背板170耦接在第二电源供应模组130与判断单元140之间，用以依据第二电源供应模组130是否与主机板模组150断开以产生第二供电信号S_{PSU_2}。判断单元140包括一及闸AND，此及闸AND的第一输入端接收第一供电信号S_{PSU_1}，及闸AND的第二输入端接收第二供电信号S_{PSU_2}，及闸AND的输出端依据第一供电信号S_{PSU_1}与第二供电信号S_{PSU_2}产生低功耗信号S_WL。其中，主机板模组150依据低功耗信号S_WL将消耗功率P_W降至低功耗功率P_WL，或者相反。

为了致使本领域具有通常知识者能更加了解本发明，载此详细说明备援电源供应装置110的运作方法与原理，请同时参考图1、图2与图3。图2是本发明一实施例所述的一种备援电源供应方法的流程图。图3是本发明一实施例所述的一种备援电源供应方法的时序图。在正常模式下，主机板模组150在步骤S210中同时接收第一电源供应模组120的第一电源功率P₁与第二电源供应模组130的第二电源功率P₂，其中第一电源功率P₁与第二电源功率P₂分别小于等于第一额定功率P_1W(P₁≤P_1W)与第二额定功率P_1W(P₂≤P_2W)。此时，主机板模组150的消耗功率P_W(1600W)等于第一电源功率P₁与第二电源功率P₂相加(P₁+P₂＝P_W)。因此于图3的时间点S0处可知，第一电源供应模组120与第二电源供应模组130分别提供800W的电源功率给予主机板模组150。此外，由于第一电源供应模组120与第二电源供应模组130正常供电，因此第一供电信号S_{PSU_1}与第二供电信号S_{PSU_2}均位于高准位，而判断单元140的低功率信号S_WL亦为高准位，主机板模组150藉此位于正常模式中。

接着进入步骤S220，判断单元140依据第一供电信号S_{PSU_1}与第二供电信号S_{PSU_2}来判断第一电源供应模组120或第二电源供应模组130其中之一是否与主机板模组150断开。在本实施例中，在此以第二电源供应模组130断开为举例说明。由于本实施例的第一电源供应模组120与第二电源供应模组130为功能相同的电源供应器，因此可将断开的电源供应器视为第二电源供应模组130，而将未断开的电源供应器视为第一电源供应模组120以实现本实施例。

当第二电源供应模组130与主机板模组150断开时便进入步骤S230(请参考图3的时间点S1)，第二电源供应模组130无法供应电力给主机板模组150，因此第二电源功率P₂为0W，第二供电信号S_{PSU_2}亦由高准位拉降至低准位。此时第一电源供应模组120可在第一预定时间T1内超载，以使第一电源功率P₁的最大值可以提升至第一超载功率P_1H(1600W)。在本实施例中，由于主机板模组150的消耗功率P_W(1600W)等于第一电源供应模组120第一超载功率P_1H(1600W)，因此主机板模组150在此时接收第一电源供应模组的第一超载功率P₁(1600W，其中P_1H≥P₁)，以维持主机板模组150的运作。

接着进入步骤S240(请参考图3的时间点S2)，由于第二供电信号S_{PSU_2}拉降至低准位，因此判断单元140在第一预定时间T1内将低功耗信号S_WL拉降至低准位，主机板模组150便从正常模式变成低功耗模式，其电源功耗亦从消耗功率P_W(1600W)降低为低功耗功率P_WL(1000W)。此时的主机板模组150的低功耗功率P_WL(1000W)小于等于第一电源供应模组120的第一额定功率P_1W(1100W)，因此第一电源供应模组120仅利用平时的第一额定功率P_1W(1100W)便可维持主机板模组150的运作，而不需一直超载供电。此时第一电源供应模组120产生的第一电源功率P₁等于主机板模组150所消耗的低功耗功率P_WL(即P₁＝P_WL＝1000W)。

之后在步骤S250中，判断单元140通过第二供电信号S_{PSU_2}是否提升至高准位，来判断第二电源供应模组130是否恢复运作。在本实施例中，将第二电源供应模组130恢复运作的方式可以是：把损毁的第二电源供应模组130换新，或者解决第二电源供应模组130与主机板模组150断开的问题等等。当第二电源供应模组130恢复运作时，便进入步骤S260(请参考图3的时间点S3)，此时第二供电信号S_{PSU_2}提升至高准位，判断单元140的低功耗信号S_WL亦随的拉升，主机板模组150藉此回到平常模式，其电源功耗提升至原来的消耗功率P_W(1600W)。之后，再进入步骤S220来判断第一电源供应模组120或第二电源供应模组130其中之一是否断开，以达成本发明实施例的供应备援电源的目的。

综上所述，本发明的实施例于其中一个电源供应模组断开时，另一个未断开的电源供应模组可于规格书中所述的预定时间内提供超载功率给予主机板模组，并同时将主机板模组的消耗功率降为低功耗功率，使得未断开的电源供应模组依据其额定功率即可维持主机板模组的功耗。因此，本发明实施例所采用的电源供应模组的额定功率可略低于伺服器模组的最大消耗功率，使其成本降低。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以权利要求记载的范围为准。

Claims

1.一种备援电源供应方法，用于一伺服器，该伺服器包括一主机板模组、一第一电源供应模组与一第二电源供应模组，该第一电源供应模组具有一第一额定功率与一第一超载功率，该第二电源供应模组具有一第二额定功率与一第二超载功率，该第一超载功率大于该第一额定功率，该第二超载功率大于该第二额定功率，该备援电源供应方法包括：

该第一电源供应模组提供该第一额定功率与该第二电源供应模组提供该第二额定功率给该主机板模组；

当该第二电源供应模组断开时，在一第一预定时间内该第一电源供应模组提供该第一超载功率给该主机板模组，并在该第一预定时间内，将该主机板模组的消耗功率降至一低功耗功率，其中该低功耗功率小于等于该第一额定功率；以及

当该第一电源供应模组断开时，在一第二预定时间内该第二电源供应模组提供该第二超载功率给该主机板模组，并在该第二预定时间内，将该主机板模组的消耗功率降至该低功耗功率，其中该低功耗功率小于该第二额定功率。

2.根据权利要求1所述的备援电源供应方法，还包括：

当断开的该第一电源供应模组或该第二电源供应模组恢复运作时，该主机板模组的消耗功率恢复至正常值。

3.根据权利要求1所述的备援电源供应方法，其中该第一电源供应模组的第一额定功率小于该主机板模组的消耗功率，而该第一电源供应模组的第一超载功率大于等于该主机板模组的消耗功率。

4.根据权利要求1所述的备援电源供应方法，其中该主机板模组包括至少一主机板，该主机板包括一中央处理单元，当该主机板模组将该消耗功率降至该低功耗功率时，降低该中央处理单元的工作时脉。

5.一种备援电源供应装置，用于一伺服器，该伺服器包括一主机板模组，该备援电源供应装置包括：

一第一电源供应模组，该第一电源供应模组具有一第一额定功率与一第一超载功率，用以提供电源功率给予该主机板模组，其中该第一超载功率大于该第一额定功率；

一第二电源供应模组，具有一第二额定功率与一第二超载功率，用以提供电源功率给予该主机板模组，其中该第二超载功率大于该第二额定功率；以及

一判断单元，耦接该第二电源供应模组与该第一电源供应模组，用以判断该第一电源供应模组与该第二电源供应模组其中之一是否断开；

其中，当该第二电源供应模组断开时，于一第一预定时间内该第一电源供应模组提供该第一超载功率给该主机板模组，并且该主机板模组于该第一预定时间内依据该判断单元的判断结果将一消耗功率降至一低功耗功率，该低功耗功率小于等于该第一额定功率；

当该第一电源供应模组断开时，于一第二预定时间内该第二电源供应模组提供该第二超载功率给该主机板模组，并且该主机板模组于该第二预定时间内依据该判断单元的判断结果将该消耗功率降至该低功耗功率，该低功耗功率小于等于该第二额定功率。

6.根据权利要求5所述的备援电源供应装置，还包括：

一第一电源背板，耦接该第一电源供应模组与该判断单元，用以依据该第一电源供应模组是否断开产生一第一供电信号；以及

一第二电源背板，耦接该第二电源供应模组与该判断单元，用以依据该第二电源供应模组是否断开产生一第二供电信号。

7.根据权利要求5所述的备援电源供应装置，其中该判断单元包括：

一及闸，其第一输入端接收该第一供电信号，该及闸的第二输入端接收该第二供电信号，该及闸的输出端依据该第一供电信号与该第二供电信号产生一低功耗信号，其中该主机板模组依据该低功耗信号将该消耗功率降至该低功耗功率。

8.根据权利要求5所述的备援电源供应装置，其中当断开的该第一电源供应模组或该第二电源供应模组恢复运作时，该主机板模组依据该判断单元的判断结果将该消耗功率恢复至原值。

9.根据权利要求5所述的备援电源供应装置，其中该第一电源供应模组的第一额定功率小于该主机板模组的消耗功率，而该第一电源供应模组的第一超载功率大于等于该主机板模组的消耗功率。

10.根据权利要求5所述的备援电源供应装置，其中该第二电源供应模组的第二额定功率小于该主机板模组的消耗功率，而该第二电源供应模组的第二超载功率大于等于该主机板模组的消耗功率。