CN102299549A - 一种基于MicroTCA的电源管理方法及模块设计 - Google Patents

Abstract

一种基于MicroTCA的电源管理方法及模块设计。本发明公开一种基于MicroTCA的电源管理方法，该方法包括以下步骤：电源模块给MCH模块提供电源(包括管理电源和载荷电源)；电源模块与MCH模块进行通信；电源模块根据通信消息判断控制电源通道的供电情况。本发明公开一种基于MicroTCA的电源管理模块，主要由电源输入电路、电源产生模块、电源管理模块和电源分配电路构成。

Description

一种基于MicroTCA的电源管理方法及模块设计

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于MicroTCA的电源管理方法及模块。

背景技术

在当前通信技术设备领域中，MicroTCA是一个全新的架构，它从ATCA的架构中演化而来，但不是ATCA架构的替代，从产品和应用的领域来讲，两者有所不同。

在ATCA架构中，所有的电源转换功能存在于每个载板中，载荷电路可以灵活地配置在AMC模块和载板PCB或两者兼而有之。MicroTCA架构则简化为要求所有的载荷都存在在AMC中，而集中所有的主要电源转换和控制在由一个或多个MicroTCA电源模块组成的子系统中。

MicroTCA规范提供了对于使用电源模块的目的和功能描述：“MicroTCA电源模块实现从输入到12V和3.3V电压变换，给每个AMC模块提供管理电源和载荷电源。电源模块的电源控制逻辑表现为保护，时序控制和隔离功能。电源子系统是由载板管理器所控制的，它确保在每个电源通道使能之前有足够的电源功率去驱动。”“电源模块同样包含了必要的监控功能以管理电源子系统。它们有检测AMC模块，MCH模块和冷却模块存在，以及提供每个电源通道上电的电路。电源模块还要监控每一通道的电源质量并确保它们不过载。如果配置了一个冗余电源模块，当主电源模块失效时，冗余电源模块将自动担负起其的供电备份功能。”电源模块需担负起最多12个AMC模块的载荷和管理部分器件供电，还要能为最多2个冷却模块和两个MCH模块供电。因而，许多电源模块被设计为能最多支持16路电源通道。

发明内容

本发明实施提供一种基于MicroTCA的电源管理方法及模块，输出功率能达到380W，提供最多16路电源通道，支持冗余最多四个电源模块，符合MicroTCA标准，为MicroTCA平台提供智能电源管理。

本发明实施提供一种基于MicroTCA的电源管理方法，包括以下步骤：

电源模块给MCH模块提供电源；

电源模块检测AMC模块的安装，并提供管理电源；

MCH模块检测AMC模块的把手状态变化，并与电源模块进行通信；

电源根据通信消息内容判断需要提供电源还是关断电源。

本发明实施提供一种基于MicroTCA的电源管理模块，主要由电源输入电路、电源产生模块、电源管理模块和电源分配电路构成

电源输入电路提供电源的安全接入，提供热插拔功能，过流过压保护，防浪涌保护以及电压保持。电源产生模块主要产生电源管理模块的工作电源、各通道的载荷电源，以及管理电源。电源管理模块包含电源的带载能力信息，负责与电源管理控制模块进行通信，从而控制各通道的电源的开关。电源分配模块，提供各通道的电源通路，支持通道的热插拔保护。

附图说明

图1所示一种基于MicroTCA的电源管理系统结构图

图2所示为一种基于MicroTCA的电源管理方法流程图

图3所示为冗余电源竞争主备的流程图

具体实施方式

本发明实施例提供MicroTCA的一个简化平台，如图1所示，包括：

背板：提供模块之前的通信通道IPMB_L[1:12]和IPMB_0[A:B]、电源通道(包括管理电源和载荷电源)和控制通道(插稳信号PS1#，复位信号ENABLE#等)。

MCH模块：通过IPMB_L总线与各AMC模块进行通信，获取AMC模块的状态信息；通过IPMB_0与电源模块进行通信，交换电源的控制信息；

AMC模块(包括冷却模块)：受电源管理的对象。

本发明一种基于MicroTCA的电源管理方法，如图2所示，包括以下步骤：

前期阶段，电源模块检测MCH模块和冷却模块的安装、在位状态，并识别为MCH模块位置和冷却模块位置，电源模块给MCH模块和冷却提供管理电源和载荷电源。电源模块关闭其它AMC模块的电源通道，包括管理电源和载荷电源，此刻的AMC模块记为M0状态。

正常阶段，AMC模块的电源状态由MCH模块来进行管理，电源模块则负责检测AMC模块的安装情况并根据从MCH模块处获取的状态信息控制通道电源。具体状态如下：

状态M0：AMC模块未安装，蓝色指示灯灭。如果电源模块检测到AMC模块在位，PS1#有效，电源模块给AMC模块提供管理电源，以便AMC模块能够与MCH模块进行通信，状态变换到M1。

状态M1：AMC模块等待被激活，蓝色指示灯亮，。如果AMC模块此时拔出，则状态变换为M0；如果AMC模块的把手(插入/拔出)事件发生，AMC模块通过IPMB_L总线通信给MCH报告此事件，MCH将其状态变换为M2。

状态M2：AMC模块的请求激活，蓝色指示灯长闪烁。如果把手事件为拔出，MCH将其状态变换为M1；如果把手事件为插入，MCH保持与AMC模块进行通信，获取AMC模块的ID、电流、电压、温度和功率信息，如果AMC模块的电流小于电源模块先前设置好的相应ID的最大电流，则表示AMC状态良好；如果AMC模块的功率小于电源模块的剩余功率，则表示电源模块能够提供AMC模块所需的驱动。上述当且仅当两者均成立时，MCH模块与电源模块通信，并请求提供载荷电源。电源模块为相应的通道提供载荷电源。MCH模块将AMC模块的状态变换为M3或M4。

状态M3/M4：AMC模块的完成激活，蓝色指示灭。如果AMC模块的把手(插入/拔出)事件发生，AMC模块通过IPMB_L总线通信给MCH报告此事件，MCH将其状态变换为M5或M6。

状态M5/M6：AMC模块的请求去激活，蓝色指示短促闪烁。如果把手事件为插入，MCH将其状态变换为M3或M4；如果把手事件为拔出，MCH模块与电源模块通信，并请求将载荷电源关闭。电源模块关闭相应通道的载荷电源。MCH模块将AMC模块的状态变换为M2。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚了解到基于MicroTCA的电源管理方法，但上述描述方法并没有包括冗余电源的情况，本发明一种基于MicroTCA的电源管理模块，能够支持最多四个冗余电源模块，在提供MCH模块电源之前需进行主备竞争，具体流程如图3所示：

步骤1：电源模块判断自身的电源状态，如果不良，则输出备指示信号；如果良好，执行步骤2。

步骤2：电源模块判断冗余电源的主备状态，如果有主电源模块存在，则输出备指示信号；如果没有主电源模块存在，则输出主指示信号，主要是防止后插入的电源模块必定为备，不影响目前的竞争，执行步骤3。

步骤3：延迟一段时间，具体长度为50us减去当前电源模块物理地址乘以10，这样的目的是保证在电源模块同时上电时，物理地址最低的电源模块为主。

步骤4：电源模块判断冗余电源的主备状态，如果有主电源模块存在，则输出备指示信号；如果没有主电源模块存在，则输出主指示信号。

Claims (12)

1.一种基于MicroTCA的电源管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)电源模块给MCH模块提供电源；

(2)电源模块检测AMC模块的安装，并提供管理电源；

(3)MCH模块检测AMC模块的把手状态变化，并与电源模块进行通信；

(4)电源根据通信消息内容判断需要提供电源还是关断电源；

如果是插入且状态良好，则提供载荷电源；如果是拔出则关闭载荷电源。

2.如权利要求1所述基于MicroTCA的电源管理方法，其特征在于，所述电源模块给MCH模块提供电源具体包括：

MCH模块安装良好，被电源模块检测在位，并识别出为MCH模块；

电源模块为MCH模块提供管理电源和载荷电源；

3.如权利要求1所述基于MicroTCA的电源管理方法，其特征在于，所述电源模块检测AMC模块的安装，并提供管理电源具体包括：

AMC模块安装指示信号PS1#有效；

电源模块直接给AMC模块提供管理电源；

4.如权利要求1所述基于MicroTCA的电源管理方法，其特征在于，所述MCH模块检测AMC模块的把手状态变化具体包括：

MCH模块与AMC模块进行通信，检测AMC模块的把手状态变化，包括插入和拔出两种变化；

MCH模块管理AMC模块当前的处理状态机，分别为M0～M6七种状态；

MCH模块获取AMC模块的状态信息，包括ID、电流、电压、温度、功率等信息。

5.如权利要求1所述基于MicroTCA的电源管理方法，其特征在于，所述与电源模块进行通信具体包括：

电源模块通过IPMB_0总线与MCH模块进行通信，一方面保持心跳链接，另一方面进行控制信息和状态信息的交换，将电源控制管理交由MCH模块来执行，电源模块只是控制电源的通道。

6.如权利要求1所述基于MicroTCA的电源管理方法，其特征在于，所述电源根据通信消息内容主要包括管理电源的控制，载荷电源的控制，电流的状态信息、电压的状态信息和温度信息。

7.如权利要求1所述基于MicroTCA的电源管理方法，其特征在于，所述电源根据通信消息内容判断需要提供电源还是关断电源具体包括：

电源模块对各路电源分别通过软件控制其通断。

8.如权利要求1所述基于MicroTCA的电源管理方法，其特征在于，所述插入状态良好具体包括：

AMC模块或MCH模块提供插稳信号，信号为低时，表示模块插好；信号为高时，表示模块没有插好。

电源模块从MCH模块处获取AMC模块的电流信息，并与电源模块本身的电流比较；如果AMC模块的电流小于电源模块所能提供的电流，则表示状态良好；如果如果AMC模块的电流大于等于电源模块所能提供的电流或AMC模块的功率大于电源模块的剩余功率，则表示超过电源模块的带载能力，视为状态不良。

9.如权利要求1所述基于MicroTCA的电源管理方法，其特征在于，所述拔出则关断电源包括：

AMC模块完全拔出，插稳信号为高，电源模块关断该通道电源；

电源模块从MCH模块处获取AMC的热插拔状态信息，如果是AMC模块把手处于拔出状态，电源模块关断该通道电源载荷电源。

10.一种基于MicroTCA的电源管理的模块，主要包括电源输入电路、电源产生模块、电源管理模块和电源分配电路，其特征在于：

电源输入电路提供电源的安全接入，提供热插拔功能，过流过压保护，防浪涌保护以及电压保持。电源产生模块主要产生电源管理模块的工作电源、各通道的载荷电源，以及管理电源。电源管理模块包含电源的带载能力信息，负责与电源管理控制模块进行通信，从而控制各通道的电源的开关。电源分配模块，提供各通道的电源通路，支持通道的热插拔保护。

11.根据权利要求10所述的电源管理模块，其特征在于，所述的电源输入电路，输入电压范围为-44V～-60V。

12.根据权利要求10所述的电源管理模块，其特征在于，所述的电源产生模块，产生电压为管理电压3.3V和载荷电压12V。

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