CN102375128A - 服务器电源供应系统的异常检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种服务器电源供应系统的异常检测方法及装置，主要是在一和服务器连接的电源供应器输出端上设有一ORing晶体管，由其导通与否决定是否对服务器供电，该ORing晶体管是受控于一ORing控制器，又电源供应器内的直流对直流控制器和ORing控制器是分别和一微控制器连接，该微控制器又和服务器端的微控单元连接；当微控制器收到服务器送出的测试命令，随即改变直流对直流控制器或ORing控制器的状态，并取得ORing晶体管源极及/或漏极的电压，藉以判断电源供应器的输出端是否发生开路、短路等异常状况。

Description

服务器电源供应系统的异常检测方法及装置

技术领域

本发明是关于一种服务器电源供应系统的异常检测方法及装置，尤指一种用以检测服务器电源供应器输出端是否出现开路、短路等异常现象的装置及方法。

背景技术

由于服务器系统必须长时间且持续地运转，为确保运转的稳定性，在供电系统方面大都采用冗余设计，亦即服务器系统同时和多个电源供应器连接，但只由其中一个电源供应器对服务器供电，其他电源供应器则作为备援，一旦负责供电的电源供应器异常时，即由其他电源供应器接替供电，以确保服务器的供电正常。

请参阅图3，其揭示一并联的服务器电源供应系统，两组电源供应器71，72的输出端共同连接至一服务器70，并由其中一电源供应器对服务器70供电，当其中一电源供应器71损坏时，为确保不致对另一电源供应器72造成影响，每一电源供应器71，72的输出端均设有隔离元件，常见的隔离元件为一二极管，近来则有运用配合ORing控制器的ORing二极管或ORing晶体管，如图4所示，两组电源供应器71，72的输出端上分设一ORing晶体管MOS，81、82，该ORing晶体管81、82的源极/漏极是跨接于电源供应器71、72的输出端上，其栅极则分别连接且受控于一ORing控制器83、84，由ORing控制器83、84控制ORing晶体管81、82导通与否，未导通的ORing晶体管81、82即产生隔离作用。

以上所述是既有服务器电源供应系统的备援设计，其在负责供电的电源供应器故障后，可由另一电源供应器替代供电。而前述服务器电源供应系统故障的原因大致包括下列数种：

1.ORing晶体管开路异常：负责供电的电源供应器因输出端上的ORing晶体管失效而断路，造成电源供应器的电力无法传送到服务器。

2.ORing晶体管短路异常：备援的电源供应器因输出端上所设ORing晶体管的源、漏极短路，使ORing晶体管丧失隔离作用。

3.总线短路：在一些应用上，前述服务器电源供应系统的各个电源供应器其输出端是连接到独立的总线，而在总线上出现短路现象。

以上所述者为服务器电源供应系统出现故障的典型原因，由于服务器对于电源稳定性的要求更臻严谨，故对于前述的典型故障原因必须快速且准确的检知。

发明内容

因此，本发明主要目的在提供一种服务器电源供应系统的异常检测方法，其可快速且准确地检知系统中各电源供应器是否出现异常状况，以便即时因应，并进一步提高系统的稳定性。

为达成前述目的采取的主要技术手段是令前述方法包括下列步骤：

接收一来自服务器的测试命令；

改变一电源供应器输出端上所设ORing晶体管的状态；

取得前述ORing晶体管源极及/或漏极的电压；

判断该电源供应器输出端是否异常；

回传测试讯息给服务器。

利用前述方法可用以测试服务器电源供应系统中的电源供应器是否出现ORing晶体管开路、短路或总线短路等典型故障原因；其中：

用于测试电源供应器输出端是否因ORing晶体管失效而断路时，是在收到服务器的测试命令后，升高电源供应器内部所设直流对直流转换器的输出电压，亦即升高ORing晶体管源极端的电压，令ORing晶体管导通，ORing晶体管导通后，随即取出ORing晶体管源极及漏极的电压，在正常状态下，ORing晶体管导通，其源极和漏极之间应几无压差，因此若ORing晶体管源极和漏极之间的压差大于一第一临界值，即可判断ORing晶体管失效，即可将判断结果回传给服务器。

又用于测试电源供应器输出端的ORing晶体管是否短路时，是在收到服务器的测试命令后，通过ORing控制器将ORing晶体管关闭，接着取出ORing晶体管源极及漏极的电压，在正常状态下，ORing晶体管关闭，其源极和漏极之间应存在一定的压差，若其压差小于一第二临界值(几乎为零)，则可判断ORing晶体管的源极和漏极短路，并将判断结果回传给服务器。

再者，用于测试电源供应器输出端是否出现总线短路时，是在收到服务器的测试命令后，升高服务器电源供应系统其中一待测电源供应器输出端上所设ORing晶体管的源极端电压，使该电源供应器的ORing晶体管导通；又令另一待测电源供应器维持正常运作；接着取出两待测电源供应器其ORing晶体管的漏极电压，当两ORing晶体管的漏极电压压差小于一第三临界值时，即可判断出现总线短路现象，随即可将判断结果回传给服务器。

利用前述方法可迅速且准确地检测出服务器电源供应系统的各种典型故障原因，以便即时妥为因应。

本发明又一目的在提供一种服务器电源供应系统的异常检测装置，其用以检测服务器电源供应系统的各种典型故障原因。

为达成前述目的采取的主要技术手段是令前述异常检测装置包括有一微控制器，该微控制器是和一服务器内的微控单元连接，又分别和二个以上的电源供应器连接；

该等电源供应器至少包括一直流对直流转换器、一控制直流对直流转换器输出电压的直流对直流控制器、一设于直流对直流转换器输出端上的ORing晶体管、一控制前述ORing晶体管导通与否的ORing控制器；

又前述微控制器是分别和各电源供应器的直流对直流控制器和ORing控制器连接，且可分别取得其ORing晶体管的源/漏极电压；

利用前述设计，微控制器可在接收服务器内设微控单元送出的测试命令后，通过控制电源供应器内的直流对直流控制器或ORing控制器以改变ORing晶体管的状态，进而取得ORing晶体管的源极及/或漏极电压，供判断电源供应器的输出端是否出现典型的故障原因，并回传给服务器的微控单元。

附图说明

图1是本发明异常检测装置的电路方块图；

图2是本发明异常检测装置的流程图；

图3是一既有服务器电源供应系统的示意图；

图4是又一既有服务器电源供应系统的示意图。

具体实施方式

以下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

本发明的异常检测方法和装置是适用在具有N+1(N≥1)个电源供应器的服务器电源供应系统，本实施例中所揭示的服务器电源供应系统是以二个的电源供应器为例，但并非以二个电源供应器为限。

如图1所示，本实施例中所揭示的服务器电源供应系统包括两个电源供应器10，20，各电源供应器10，20至少包括：

一直流对直流转换器11，21，具有一输入端、一输出端及一控制端，其输入端可进一步设有功率因数校正电路(PFC)等；

一直流对直流控制器12，22，是分别和前述直流对直流转换器11，21的控制端连接，以分别控制其相应直流对直流转换器11，21的输出电压；

一ORing晶体管13，23，于本实施例中是由金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS)构成，是分别以其源极S1，S2、漏极D1，D2跨接在前述直流对直流转换器11，21的输出端上；

一ORing控制器14，24，是分别和相应ORing晶体管13，23的源极S1，S2、漏极D1，D2及栅极G1，G2连接，用以控制ORing晶体管13，23是否导通，进而控制相应直流对直流转换器11，21是否对服务器供电。

又本发明的异常检测装置包括有一微控制器30，该微控制器30是和一服务器40内的微控单元41连接，又分别和前述两电源供应器10，20连接；

该微控制器30是分别和各电源供应器10，20的直流对直流控制器12，22和ORing控制器14，24连接，又微控制器30并可通过电压撷取手段分别由ORing晶体管13，23的源极S1，S2、漏极D1，D2取得其源/漏极电压。

利用前述装置，该微控制器30可接收服务器40内设微控单元41送出的测试命令，并通过控制两电源供应器10，20内的直流对直流控制器12，22或ORing控制器14，24改变ORing晶体管13，23的状态，进而取得ORing晶体管13，23的源极及/或漏极电压，据以判断电源供应器10，20的输出端是否异常，并将判断结果回传给服务器40的微控单元41，作为是否切换备援电源供应器的依据。

又利用前述装置执行异常检测方法的基本流程是如图2所示，其包括以下步骤：

接收一来自服务器的测试命令(201)；

改变一电源供应器输出端上所设ORing晶体管的状态(202)；

取得前述ORing晶体管源极及/或漏极的电压(203)；

判断受测的电源供应器输出端是否异常(204)；

将测试结果回传给服务器(205)。

利用前述步骤可用以测试服务器电源供应系统中的电源供应器是否出现ORing晶体管开路、短路或总线短路等异常现象，以下谨针对各种异常现象具体的检测方式详述如后：

【ORing晶体管失效检测】

用于测试服务器电源供应系统中任一电源供应器输出端是否因ORing晶体管失效而断路时(为方便说明，以下是以电源供应器10及其ORing晶体管13为例)，是在收到服务器40的测试命令后，由微控制器30控制电源供应器10内直流对直流转换器11的输出电压，以升高ORing晶体管13源极S1端的电压VS1，藉以使ORing晶体管13经由其本体二极管(body diode)导通，而在ORing晶体管13导通后，由微控制器30取得ORing晶体管13源极S1及漏极D1的电压VS1，VD1。

在正常状态下，ORing晶体管13导通，其源极S1和漏极D1之间应无压差(忽略MOS因本体二极管造成的压降)，因此若ORing晶体管13源极S1和漏极D1之间的压差大于一临界值时，微控制器30即可判断ORing晶体管13失效，并将判断结果回传给服务器40。

【ORing晶体管短路检测】

用于测试电源供应器输出端的ORing晶体管是否短路时(以下仍以电源供应器10及其ORing晶体管13为例)，是在收到服务器40的测试命令后，由微控制器30通过电源供应器10内的ORing控制器14将ORing晶体管13关闭，在关闭ORing晶体管13后，再由微控制器30取得ORing晶体管13源极S1及漏极D1的电压VS1，VD1。

在正常状态下，ORing晶体管13关闭，其源极S1和漏极D1之间应存在一定的压差，若ORing晶体管13源极S1和漏极D1之间的压差小于一临界值时(几乎为零)，微控制器30即可判断该电源供应器10的ORing晶体管13短路，并将判断结果回传给服务器40。

【总线短路检测】

用于测试电源供应器输出端是否出现总线短路时，是在收到服务器40的测试命令后，由微控制器30控制其中一电源供应器10内直流对直流转换器11的输出电压，以升高ORing晶体管13源极S1端的电压VS1，藉以使ORing晶体管13通过其本体二极管(body diode)导通，而另一组电源供应器20的直流对直流控制器22则维持正常运作。

又在ORing晶体管13导通后，由微控制器30分别取得ORing晶体管13，23的漏极电压VD1，VD2。

在正常状态下，两ORing晶体管13，23的漏极电压VD1，VD2应具有一定的压差，若二者的压差小于一临界值时(几乎为零)，该微控制器30即可判断服务器电源供应系统的供电总线出现短路，遂可将判断结果回传给服务器40。

由上述可知，利用本发明前述的装置和方法，可迅速且准确地检测出服务器电源供应系统各种典型的故障原因，以利于即时做出应变措施。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种服务器电源供应系统的异常检测方法，令该服务器电源供应系统包括一个以上的电源供应器，每一电源供应器至少包括一直流对直流转换器、一设于直流对直流转换器输出端上的ORing晶体管，该ORing晶体管是以其源极、漏极跨接在该直流对直流转换器的输出端上，其特征在于，包括以下步骤：

接收一来自服务器的测试命令；

改变一电源供应器输出端上所设ORing晶体管的状态；

取得前述ORing晶体管源极及/或漏极的电压；

根据所述取得的ORing晶体管源极及/或漏极的电压判断该电源供应器输出端是否异常；

将测试结果回传给服务器。

2.根据权利要求1所述的服务器电源供应系统的异常检测方法，其特征在于，所述方法用于测试电源供应器输出端是否因ORing晶体管失效而断路时，是在收到服务器的测试命令后，通过电源供应器内部所设的直流对直流转换器使ORing晶体管源极端的电压升高，而令ORing晶体管导通，随后取出ORing晶体管源极及漏极的电压，若ORing晶体管源极和漏极之间的压差大于一第一临界值，即判断ORing晶体管失效，并将判断结果回传给服务器。

3.根据权利要求1所述的服务器电源供应系统的异常检测方法，其特征在于，用于测试电源供应器输出端的ORing晶体管是否短路时，是在收到服务器的测试命令后将ORing晶体管关闭，并取出ORing晶体管源极及漏极的电压，若源极和漏极之间的压差小于一第二临界值，即判断ORing晶体管的源极和漏极短路，并将判断结果回传给服务器。

4.根据权利要求1所述的服务器电源供应系统的异常检测方法，其特征在于，用于测试电源供应器输出端是否出现总线短路时，是在收到服务器的测试命令后，升高服务器电源供应系统其中一待测电源供应器输出端上所设ORing晶体管的源极端电压，使该电源供应器的ORing晶体管导通；又令另一待测电源供应器维持正常运作；接着取出两待测电源供应器其ORing晶体管的漏极电压，若两ORing晶体管的漏极电压压差小于一第三临界值时，即判断出现总线短路现象，并将判断结果回传给服务器。

5.根据权利要求1所述的服务器电源供应系统的异常检测方法，其特征在于，所述方法分别执行下列检测项目：

测试电源供应器输出端是否因ORing晶体管失效而断路：收到服务器的测试命令后，通过电源供应器内部所设的直流对直流转换器使ORing晶体管源极端的电压升高，而令ORing晶体管导通，随后取出ORing晶体管源极和漏极的电压，若ORing晶体管源极和漏极之间的压差大于一第一临界值，即判断ORing晶体管失效，并将判断结果回传给服务器；

测试电源供应器输出端的ORing晶体管是否短路：收到服务器的测试命令后将ORing晶体管关闭，并取出ORing晶体管源极及漏极的电压，若源极和漏极之间的压差小于一第二临界值，即判断ORing晶体管的源极和漏极短路，并将判断结果回传给服务器；

测试电源供应器输出端是否出现总线短路：收到服务器的测试命令后，升高服务器电源供应系统其中一待测电源供应器输出端上所设ORing晶体管的源极端电压，使该电源供应器的ORing晶体管导通；又令另一待测电源供应器维持正常运作；接着取出两待测电源供应器其ORing晶体管的漏极电压，若两ORing晶体管的漏极电压压差小于一第三临界值时，即判断出现总线短路现象，并将判断结果回传给服务器。

6.一种服务器电源供应系统的异常检测装置，其特征在于，包括一微控制器，该微控制器是和一服务器内的微控单元连接，又分别和二个以上的电源供应器连接；

每个电源供应器至少包括一直流对直流转换器、一控制直流对直流转换器输出电压的直流对直流控制器、一设于直流对直流转换器输出端上的ORing晶体管、一控制前述ORing晶体管导通与否的ORing控制器；

又前述微控制器是分别和各电源供应器的直流对直流控制器和ORing控制器连接，且可分别取得所述ORing晶体管的源/漏极电压。

7.根据权利要求6所述的服务器电源供应系统的异常检测装置，其特征在于，该直流对直流转换器具有一输入端、一输出端及一控制端，其输入端进一步设有功率因数校正电路，其输出端是通过ORing晶体管和服务器连接，其控制端则和微控制器连接。

8.根据权利要求7所述的服务器电源供应系统的异常检测装置，其特征在于，该ORing晶体管是一金属氧化物半导体场效应晶体管。

Images