CN102687094B

CN102687094B - 多电源供电时的处理方法和设备

Info

Publication number: CN102687094B
Application number: CN201180003440.7A
Authority: CN
Inventors: 任鹏; 王江涛; 刘保红
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: XFusion Digital Technologies Co Ltd
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2031-12-31
Also published as: WO2013097241A1; CN102687094A

Abstract

本发明提供一种多电源供电时的处理方法和设备。该方法包括检测负载的功率；根据所述负载的功率，计算所需电源数量；根据所述所需电源数量，将同时工作的多个电源中的部分电源关闭，使得关闭后同时工作的电源的数量等于所述所需电源数量。本发明实施例可以提高电源的工作效率和使用寿命。

Description

多电源供电时的处理方法和设备

技术领域

本发明涉及供电电源技术领域，尤其涉及一种多电源供电时的处理方法和设备。

背景技术

供电电源是把其他形式的能转换成电能的装置。例如，发电机能把机械能转换成电能，干电池能把化学能转换成电能。供电电源将电能传输给需要供电的负载后，负载才可以正常运行业务。当服务器等负载的功耗较大时，业内会采用多个供电电源共同为负载供电。现有技术中在多电源供电时，通常采用负载均衡供电方式，即多电源共同为负载供电时，每个电源共同工作且每个电源输出功率基本相同。但是，这些工作方式中，每个电源的使用效率较低，且使用寿命较短。

发明内容

本发明提供一种多电源供电时的处理方法和设备，以提高多电源供电时的电源使用效率和使用寿命。

本发明提供了一种多电源供电时的处理方法，包括：

检测负载的功率；

根据所述负载的功率，将能够提供所述负载的功率的最小的电源数量作为需要供电的电源数量；

将所述需要供电的电源数量和需要的冗余电源数量相加，得到所述所需电源数量；

根据所述所需电源数量，将同时工作的多个电源中的部分电源关闭，使得关闭后同时工作的电源的数量等于所述所需电源数量。

本发明提供了一种多电源供电时的处理设备，包括：

检测模块，用于检测负载的功率；

计算模块，用于根据所述负载的功率，计算所需电源数量；

关闭模块，用于根据所述所需电源数量，将同时工作的多个电源中的部分电源关闭，使得关闭后同时工作的电源的数量等于所述所需电源数量；

所述计算模块具体用于：

将所述需要供电的电源数量和对应的场景下需要的冗余电源数量相加，得到所述所需电源数量。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过检测负载功率，根据负载功率确定所需电源数量并将不需要的电源关闭，可以减少同时工作的电源数量，进而提高电源效率，并且将部分电源关闭，可以使得部分电源处于不工作的状态，提高电源使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明多电源供电时的处理方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明多电源供电时的处理方法另一实施例的流程示意图；

图3为本发明中多电源供电的系统结构示意图；

图4为本发明多电源供电时的处理方法另一实施例的流程示意图；

图5为本发明多电源供电时的处理方法另一实施例的流程示意图；

图6为本发明多电源供电时的处理设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

图1为本发明多电源供电时的处理方法一实施例的流程示意图，包括：

步骤11：机箱管理模块检测负载的功率；

其中，每个电源内可以包含功率寄存器，功率寄存器内会记录对应的电源的输出功率值。

机箱管理模块，例如MM（Management Module）板，可以通过电源通信总线读取每个电源的功率寄存器内的输出功率值，将读取的输出功率值可以保存在机箱管理模块的逻辑芯片内，之后可以将读取到的输出功率值相加后，得到负载的功率。

其中，电源通信总线例如为集成电路间（Inter－Integrated Circuit，I2C）总线或者控制器局域网（Controller Area Network，CNA）总线，本发明实施例中以I2C总线为例。

步骤12：机箱管理模块根据所述负载的功率，计算所需电源数量；

其中，可以根据负载的功率，采用如下公式，计算需要供电的电源数量：

需要供电的电源数量=ceiling（负载的功率/（电源标称功率*0.9），1），其中，ceiling（X，1）表示对X向上取整。

假设负载的功率为2000W，电源标称功率为1600W，则根据上述公式，可以得到需要供电的电源数量=ceiling（2000/（1600*0.9），1）=2。其中的0.9是由于通常来讲电源实际能够提供的功率是标称功率的0.9倍，可以理解的是，当是其它数值的倍数时，也可以采用其他数值。

之后，还可以根据场景确定电源的冗余电源数量，将需要供电的电源数量和冗余电源数量相加后得到所需电源数量。

例如，在1+1场景下，也就是全冗余场景下，冗余电源数量与需要供电的电源数量相同，具体的，如果需要供电的电源数量为2个，则冗余电源数量也是2个，进而可以得到所需电源数量为2+2=4个；又例如，在N+1场景下，也就是冗余电源数量为1个的场景，此时，如果需要供电的电源数量为2个，则所需电源数量为2+1=3个。当然，如果不需要冗余，则可以将需要供电的电源数量确定为所需电源数量。

步骤13：机箱管理模块根据所述所需电源数量，将同时工作的多个电源中的部分电源关闭，使得关闭后同时工作的电源的数量等于所述所需电源数量。

例如，假设开始同时工作的电源的数量为6个，经过计算后得到所需电源数量为4个，则需要关闭2个电源。

现有技术中，由于多电源共同为负载供电，每个电源处于低负载状态，由于负载状态与效率成正比关系，因此，每个电源的使用效率较低；另外，每个电源一直处于工作状态，电源使用寿命较短。

本实施例通过检测负载功率，根据负载功率确定所需电源数量并将不需要的电源关闭，可以减少同时工作的电源数量，进而提高电源效率，并且将部分电源关闭，可以使得部分电源处于不工作的状态，提高电源使用寿命。

图2为本发明多电源供电时的处理方法另一实施例的流程示意图，图3为本发明中多电源供电的系统结构示意图。

参见图3，假设为负载供电的设备电源（Power Supply Unit，PSU）的数量为6个，分别为PSU1，…，PSU6；机箱管理模块可以作为监控电路，其可以包括电源控制接口和负载控制接口，电源控制接口可以检测负载功率并控制电源关闭或开启，负载控制接口可以检测负载是否已完成初始化；刀片、风扇、交换板等为负载。

电源上的信号管脚包括：在位信号管脚（Present）、电压输出信号管脚（P-good）、电源开启信号管脚（PS-ON）、12V信号管脚和I2C信号管脚，其中，Present是机箱管理模块的输入管脚，当输入电压为低电压时代表电源插入机框。P-good是电压输出管脚，输出电压为低电平时代表告警。PS-ON是电源开启信号管脚，通常机箱管理模块可通过控制该管脚电平来控制电源开启。但在本实施例中，将PS-ON管脚在背板上接地，同时通过I2C总线命令开启或关闭电源。12V信号管脚是12V直流电压输出。I2C是电源通信总线，其地址线与背板接死，其时钟、数据线使用总线形式接入机箱管理模块，机箱管理模块通过I2C总线与电源进行通信控制。

特别地，本发明实施例中，机箱管理模块可以通过I2C总线获取负载功率，并通过I2C总线控制电源关闭或开启。假设每个电源输出标称功率为1600W，那么在单输入母线供电场景下，可提供6*1600W=9600W的供电能力；在双输入母线供电场景下，6块电源根据安装的交流输入槽位的不同划分为两组，假设6块电源分别标志为1#电源～6#电源，则1#电源、2#电源和3#电源被划分为A组，4#电源、5#电源和6#电源被划分为B组，两组互为主备用关系，因此实际供电能力为3*1600W=4800W。通常来讲，实际业务的负载功率范围为1000W～4000W。由于实际业务的负载功率通常小于电源的供电能力，那么电源经常处于低负载状态，导致电源效率低，并且，上述6个电源一直处于工作状态，电源使用寿命短。

参见图2，为解决上述问题，本发明给出如下实施例：

步骤21：负载初始上电时，所有电源均开启。

参见图3，1#电源～6#电源均开启。

步骤22：机箱管理模块获取负载功率，并根据负载功率选择工作的电源。

其中，机箱管理模块在设备完成初始后，检测负载功率。例如，负载可以通过负载控制接口向机箱管理模块通知是否初始完成。

机箱管理模块可以通过电源控制接口和I2C总线从每个PSU中读取输出功率值，将读取到的PSU的输出功率值相加后得到负载功率。

假设得到的负载功率为2000Ｗ，根据计算公式ceiling（负载的功率/（电源标称功率*0.9），1）可以得到需要供电的电源数量为2个。

另外，本实施例以双输入母线供电场景为例，该场景下，电源是全冗余备份，因此，所需电源数量是4个。假设，选择的4个电源分别为A组的1#电源和2#电源以及B组的4#电源和5#电源。可选的，也可以选取其他电源，只要保证工作的电源的数量等于4，并且每个分组选择2个。

步骤23：机箱管理模块向不工作的电源发送关闭命令。

其中，经过上述选择后，不工作的电源是3#电源和6#电源，则机箱管理模块可以通过电源控制接口和I2C总线向3#电源和6#电源发送关闭命令。

之后，3#电源和6#电源在接收到关闭命令后，可以将电源主电路的输出切断，而电源的控制电路处于待机状态，也就是说，3#电源和6#电源不再为负载供电，但是可以接收机箱管理模块的控制命令，以便后续再次开启。由于负载是由处于工作状态的电源共同供电的，当3#电源和6#电源关闭后，负载可以由工作的电源，如1#电源和2#电源以及4#电源和5#电源共同供电，继续负载的业务处理。

本实施例在不需要所有电源同时工作时，关闭部分电源，可以提高电源工作效率，并提高使用寿命。

进一步地，由于负载的工作状态是动态连续变化的，其功率值也是动态变化的，因此，在关闭一些电源后，可能还需要打开一些电源以提供更多的功率。参见图4，在图2所述的基础上还包括：

步骤24：机箱管理模块获取变化后的负载功率，并根据变化后的负载功率选择选择新的工作电源。

其中，机箱管理模块依然可以通过I2C总线读取PSU的输出功率，并将同时工作的PSU的输出功率相加后得到负载功率。例如，机箱管理模块可以通过I2C总线向PSU发送读取指令，从每个PSU的功率寄存器内读取PSU的输出功率值；可选的，机箱管理模块可以将读取的输出功率值保存在机箱管理模块的逻辑芯片内；机箱管理模块将读取到的PSU的输出功率值相加，得到变化后的负载功率。

假设变化后的负载功率为3000W，根据公式可以得到需要供电的电源数量=ceiling（3000/（1600*0.9），1）=3个，考虑到电源需要全冗余，所以此时需要6个电源供电。而此时仅有1#电源、2#电源、4#电源和5#电源工作，因此，需要打开此前被关闭的3#电源和6#电源。

步骤25：机箱管理模块向新的工作电源发送开启命令。

例如，机箱管理模块通过I2C总线向3#电源和6#电源发送开启命令。

之后，3#电源和6#电源接收到开启命令后，向负载供电。

本实施例通过根据负载功率确定需要增加电源后，增加电源，保证为负载及时提供足够的功率。

另外，为了避免电源长时间的工作，可以对工作的电源进行轮换，使得每个电源都有机会休息。参见图5，在图2所示的基础上还可以包括：

步骤26：机箱管理模块判断是否到达预设的时间点。

步骤27：机箱管理模块在到达预设的时间点后，轮换不工作的电源。

例如，如图2所示，1#电源、2#电源、4#电源和5#电源工作，不工作的电源为3#电源和6#电源。假设在预设的时间点，如每月1日0时，经过检测后，不工作的电源还是2个，如负载功率还是2000W，则此时可以更换不工作的电源，例如，从3#电源和6#电源更换到1#电源和4#电源。

具体地，机箱管理模块可以首先通过I2C总线向3#电源和6#电源发送开启命令，之后再通过I2C总线向1#电源和4#电源发送关闭命令。同理，当下一个预设时间点到达后，不工作的电源可以从1#电源和4#电源切换到2#电源和5#电源。这样，1#电源和4#电源、2#电源和5#电源、3#电源和6#电源可以轮换休息。而现有技术中的6个电源都是一直处于工作状态的。

本实施例通过轮换不工作的电源，可以避免工作电源长时间工作引起的设备老化问题，可以延长设备使用寿命。

图6为本发明多电源供电时的处理设备一实施例的结构示意图，该设备可以为执行上述方法的设备，该设备可以具体为机箱管理模块。该设备包括检测模块61、计算模块62和关闭模块63；检测模块61用于检测负载的功率；计算模块62用于根据所述负载的功率，计算所需电源数量；关闭模块63用于根据所述所需电源数量，将同时工作的多个电源中的部分电源关闭，使得关闭后同时工作的电源的数量等于所述所需电源数量，

可选的，所述检测模块具体用于：通过I2C总线读取每个电源的输出功率，将读取到的输出功率相加后得到所述负载的功率。

可选的，所述计算模块具体用于：

根据所述负载的功率，将能够提供所述负载的功率的最小的电源数量作为需要供电的电源数据，例如采用如下公式计算得到需要供电的电源数量：

需要供电的电源数量=ceiling（负载的功率/（电源标称功率*0.9），1），其中，ceiling（X，1）表示对X向上取整；

可选的，还可以包括：开启模块，用于在负载变化后，所需的电源数量增加，向已关闭的电源中的至少部分的电源发送开启命令，以开启所述至少部分的电源，所述至少部分的电源的数量与需要增加的电源数量相同。

可选的，还可以包括：轮换模块，用于在到达预设的时间点，且确定存在不工作的电源时，向处于关闭状态的电源发送开启命令，以启动所述处于关闭状态的电源，并在启动所述处于关闭状态的电源后，向处于工作状态的至少部分的电源发送关闭命令以关闭对应的电源，所述处于工作状态的至少部分的电源的数量和确定出的不工作的电源的数量相同。

可选的，所述关闭模块具体用于：根据电源分组，将属于不同分组中的同时工作的多个电源中的部分电源关闭，所述电源分组是根据主备情况进行分组的。例如，每个分组中的电源包括上述的A组中的电源和B组中的电源，在需要关闭两个电源时，关闭A组中的一个电源和B组中的一个电源。

可选的，所述关闭模块具体用于：

通过I2C总线向所述部分电源发送关闭命令，使得所述部分电源接收到所述关闭命令后停止供电输出。

可选的，还可以包括：确定模块，用于确定负载初始化完成；所述计算模块具体用于在所述负载初始化完成后，根据所述负载的功率，计算所需电源数量确定模块。此时的计算模块可以具体用于在所述负载初始化完成后，根据所述负载的功率，将能够提供所述负载的功率的最小的电源数量作为需要供电的电源数量，计算公式可以如上所示；将所述需要供电的电源数量和对应的场景下需要的冗余电源数量相加，得到所述所需电源数量。

本实施例中的检测模块可以具体为机箱管理模块中的电源控制接口，确定模块可以具体为机箱管理模块中的负载控制接口，计算模块、关闭模块、启动模块和轮换模块可以具体为机箱管理模块中的可编程逻辑器件上的不同功能单元完成。本实施例通过监控负载功率，可以在负载功率减少时关闭部分工作的电源，相对于现有技术中负载均衡工作方式，本实施例中每个电源的负载量有所增加，由于电源负载与效率成正比，因此可以提高工作电源效率，减少电能浪费。当长时间负载较低时，工作电源和不工作点可动态切换，使得每块电源获得休息时间，延长使用寿命。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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范围。

Claims

1.一种多电源供电时的处理方法，其特征在于，包括：

检测负载的功率；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测负载的功率，包括：

通过电源通信总线读取每个电源的输出功率，将读取到的输出功率相加后得到所述负载的功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述负载的功率，将能够提供所述负载的功率的最小的电源数量作为需要供电的电源数量的计算公式为：

4.根据权利要求1任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

如果负载变化后，所需的电源数量增加，则通过电源通信总线向已关闭的电源中的至少部分的电源发送开启命令，以开启所述至少部分的电源，所述至少部分的电源的数量与需要增加的电源数量相同。

5.根据权利要求1任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

如果到达预设的时间点，且确定存在不工作的电源，则通过电源通信总线向处于关闭状态的电源发送开启命令，以启动所述处于关闭状态的电源，并在启动所述处于关闭状态的电源后，向处于工作状态的至少部分的电源通过电源通信总线发送关闭命令以关闭对应的电源，所述处于工作状态的至少部分的电源的数量和确定出的不工作的电源的数量相同。

6.根据权利要求1、4或5任一项所述的方法，其特征在于，所述将同时工作的多个电源中的部分电源关闭，包括：

根据电源分组，将属于不同分组中的同时工作的多个电源中的部分电源关闭，所述电源分组是根据主备情况进行分组的。

7.根据权利要求1或2任一项所述的方法，其特征在于，所述将同时工作的多个电源中的部分电源关闭，包括：

通过电源通信总线向所述部分电源发送关闭命令，使得所述部分电源接收到所述关闭命令后停止供电输出。

8.根据权利要求1、4或5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述负载的功率，计算所需电源数量，包括：

确定负载初始化完成，并在确定负载初始化完成后，根据所述负载的功率，计算所需电源数量。

9.一种多电源供电时的处理设备，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测负载的功率；

计算模块，用于根据所述负载的功率，计算所需电源数量；

所述计算模块具体用于：

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述检测模块具体用于：

11.根据权利要求9任一项所述的设备，其特征在于，还包括：

开启模块，用于在负载变化后，所需的电源数量增加，向已关闭的电源中的至少部分的电源发送开启命令，以开启所述至少部分的电源，所述至少部分的电源的数量与需要增加的电源数量相同。

12.根据权利要求9任一项所述的设备，其特征在于，还包括：

轮换模块，用于在到达预设的时间点，且确定存在不工作的电源时，向处于关闭状态的电源发送开启命令，以启动所述处于关闭状态的电源，并在启动所述处于关闭状态的电源后，向处于工作状态的至少部分的电源发送关闭命令以关闭对应的电源，所述处于工作状态的至少部分的电源的数量和确定出的不工作的电源的数量相同。

13.根据权利要求9、10、11或12任一项所述的设备，其特征在于，所述关闭模块具体用于：

14.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述关闭模块具体用于：

15.根据权利要求9、10、11或12任一项所述的设备，其特征在于，还包括：

确定模块，用于确定负载初始化完成；

所述计算模块具体用于在所述负载初始化完成后，根据所述负载的功率，计算所需电源数量。