CN102904425B - 用于支持交直流混合供电的控制方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于支持交直流混合供电的控制方法和控制装置。本发明无需在直流电源模块中增设用于调节直流电压输出的能量转换电路、并允许直流电源模块与交流电源模块的直流电压输出存在差异，从而即可借助上述差异使两种电源模块在电源总线形成竞争，并使竞争胜出的一种电源模块处在供电状态、竞争失败的另一种电源模块处在热备状态，待竞争胜出的一种电源模块无法供电时就会自动退出竞争，此时，无需任何附加操作即可使另一种电源模块自动切换至供电状态。而且，本发明还能够通过在电源槽位设置的下线信号来避免无法满足额定功率的一种电源模块压制满足额定功率的另一种电源模块，以确保此时的供电功率能够达到额定功率。

Description

用于支持交直流混合供电的控制方法和控制装置

技术领域

本发明涉及供电技术，特别涉及用于支持交直流混合供电的控制方法和控制装置。

背景技术

随着技术发展，各类电子设备（例如交换机等）的性能得到不断提升，相应地，各类电子设备的功率密度也需要随之提升。为此，现有技术就提供了利用电源模块为电子设备供电的方式，以便于针对功率密度的不同需要而相应调整在电子设备中插接的电源模块的数量。

其中，电源模块主要分为两种，即交流电源模块和直流电源模块。交流电源模块能够将输入的交流电压（例如220v市电）转换为直流电压的形式输出，而直流电源模块则能够将输入的直流电压（例如UPS等特定稳压电源提供的直流电压）保持为直流电压的形式等值输出。

但是，由于交流电源模块的直流电压输出与直流电源模块的直流电压输出之间通常会存在差异，因此，为了这两种电压模块在同一台电子设备的混插，现有技术需要在直流电压模块中增设能量转换电路，以利用能量转换电路使直流电压模块的电压输出被调节至与交流电源模块的电压输出近似相等，从而消除交流电源模块的直流电压输出与直流电源模块的直流电压输出之间存在的差异，进而使直流电压模块与交流电源模块以同时供电的方式实现混插。

然而，现有技术为了使交流电源模块和直流电源模块以同时供电的方式实现混插而在直流电压模块中增设能量转换电路，不但会提升直流电源模块的成本，而且还会不可避免地产生由能量转换电路引入的损耗。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于支持交直流混合供电的控制方法和控制装置，能够支持交流电源模块和直流电源模块以相互热备的方式实现混插，以降低直流电源模块的成本和损耗。

本发明提供的一种用于支持交直流混合供电的控制方法，应用该控制方法的电子设备具有电源总线以及挂接于电源总线的多个电源插槽，每个电源插槽用于插接交流电源模块或直流电源模块并产生下线信号，以使有效插接的交流电源模块或直流电源模块的直流电压输出在下线信号有效时被关闭、在下线信号无效时被释放；其中，交流电源模块和直流电源模块的直流电压输出相比于电子设备的额定电压分别具有不同的偏差，交流电源模块或直流电源模块能够满足电子设备的额定功率的有效插接数量为至少两个；并且，该控制方法包括：

步骤a1、当仅有交流电源模块和直流电源模块中的一种电源模块有效插接在对应的电源插槽、且该种电源模块的有效插接数量满足额定功率时，将该种电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效、其余电源插槽的下线信号置为有效，并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接、且另一种电源模块的有效插接数量满足额定功率，则转至步骤a2；

步骤a2、当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、且交流电源模块和直流电源模块的有效插接数量均满足额定功率时，至少将交流电源模块和直流电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至步骤c0；

步骤c0、当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、但仅有其中一种电源模块的有效插接数量满足额定功率时，至少将该种电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并在预定的时间内实时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出未满足额定功率的另一种电源模块的有效插接消失、或另一种电源模块的有效插接数量直至扫描超时仍未能满足额定功率，则转至步骤a1；若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至步骤a2。

优选地，该控制方法进一步包括：

步骤b1、当仅有交流电源模块和直流电源模块中的一种电源模块有效插接在对应的电源插槽、且该种电源模块的有效插接数量未满足额定功率时，至少将该种电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并实时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出该种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至步骤a1；若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接，则转至步骤b2；

步骤b2、当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、但交流电源模块和直流电源模块的有效插接数量均未满足额定功率时，至少将交流电源模块和直流电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并实时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至步骤c0；若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接消失，则转至步骤b1；

以及，步骤a1若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至步骤b1；步骤c0若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至步骤b2。

更优地，应用该控制方法的电子设备进一步具有用于实现下线信号置位以及电源槽位扫描的控制总线，所有电源插槽均进一步挂接于控制总线。

更优地，应用该控制方法的电子设备进一步具有用于实现交流电源模块均流的均流总线，所有电源插槽均进一步挂接于均流总线。

更优地，交流电源模块的直流电压输出与交流电压输入之间串联有能量转换电路以及开关电路，直流电源模块的直流电压输出与直流电压输入之间串联有开关电路以及反向截止电路，其中，交流电源模块和直流电源模块中的开关电路均在下线信号有效时断开、在下线信号无效时导通。

更优地，额定电压为-48V，交流电源模块的直流电压输出在-47V~-57V的范围内，直流电源模块的直流电压输出在-40V~-55V的范围内。

本发明提供的一种用于支持交直流混合供电的控制装置，应用该控制装置的电子设备具有电源总线以及挂接于电源总线的多个电源插槽，每个电源插槽用于插接交流电源模块或直流电源模块并产生下线信号，以使有效插接的交流电源模块或直流电源模块的直流电压输出在下线信号有效时被关闭、在下线信号无效时被释放；其中，交流电源模块和直流电源模块的直流电压输出相比于电子设备的额定电压分别具有不同的偏差，交流电源模块或直流电源模块能够满足电子设备的额定功率的有效插接数量为至少两个；并且，该控制装置包括：

单类稳态控制模块，当仅有交流电源模块和直流电源模块中的一种电源模块有效插接在对应的电源插槽、且该种电源模块的有效插接数量满足额定功率时，将该种电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效、其余电源插槽的下线信号置为有效，并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接、且另一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至双类稳态控制模块；

双类稳态控制模块，当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、且交流电源模块和直流电源模块的有效插接数量均满足额定功率时，至少将交流电源模块和直流电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至双类临态控制模块；

双类临态控制模块，当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、但仅有其中一种电源模块的有效插接数量满足额定功率时，至少将该种电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并在预定的时间内实时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出未满足额定功率的另一种电源模块的有效插接消失、或另一种电源模块的有效插接数量直至扫描超时仍未能满足额定功率，则转至单类稳态控制模块；若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至双类稳态控制模块。

优选地，该控制方法进一步包括：

单类异态控制模块，当仅有交流电源模块和直流电源模块中的一种电源模块有效插接在对应的电源插槽、且该种电源模块的有效插接数量未满足额定功率时，至少将该种电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并实时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出该种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至单类稳态控制模块；若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接，则转至双类异态控制模块；

双类异态控制模块，当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、但交流电源模块和直流电源模块的有效插接数量均未满足额定功率时，至少将交流电源模块和直流电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并实时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至双类临态控制模块；若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接消失，则转至单类异态控制模块；

以及，单类稳态控制模块若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至单类异态控制模块；双类临态控制模块若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至双类异态控制模块。

更优地，应用该控制装置的电子设备进一步具有用于实现下线信号置位以及电源槽位扫描的控制总线，所有电源插槽均进一步挂接于控制总线。

更优地，应用该控制装置的电子设备进一步具有用于实现交流电源模块均流的均流总线，所有电源插槽均进一步挂接于均流总线。

更优地，交流电源模块的直流电压输出与交流电压输入之间串联有能量转换电路以及开关电路，直流电源模块的直流电压输出与直流电压输入之间串联有开关电路以及反向截止电路，其中，交流电源模块和直流电源模块中的开关电路均在下线信号有效时断开、在下线信号无效时导通。

更优地，额定电压为-48V，交流电源模块的直流电压输出在-47V~-57V的范围内，直流电源模块的直流电压输出在-40V~-55V的范围内。

由此可见，本发明无需在直流电源模块中增设用于调节直流电压输出的能量转换电路、并允许直流电源模块与交流电源模块的直流电压输出之间存在差异，从而，在交流电源模块和直流电源模块这两种电源模块混插时，即可借助两种电源模块的直流电压输出之间存在的差异而使两种电源模块在电源总线形成竞争。其中，竞争胜出的一种电源模块能够处在供电状态、而竞争失败的另一种电源模块则处在热备状态，待竞争胜出且处于供电状态的一种电源模块无法有效供电时，该种电源模块的直流电压输出就会快速下降、并使该种电源模块退出竞争，此时，无需任何附加操作即可使热备状态下的另一种电源模块快速地自动切换至供电状态。而且，在交流电源模块和直流电源模块这两种电源模块混插时，为了避免有效插接数量无法满足额定功率的一种电源模块竞争胜出、并压制有效插接数量能够满足额定功率的另一种电源模块，本发明还通过在电源槽位设置的下线信号将有效插接数量无法满足额定功率的一种电源模块强制关闭，以确保此时的供电功率能够达到额定功率。

基于上述方式，本发明能够支持交流电源模块和直流电源模块以互为热备的方式实现混插、并能够在混插时确保供电的可靠性，从而无需为了交流电源模块和直流电源模块以同时供电的方式实现混插而增加直流电源模块的成本和损耗。

附图说明

图1为本发明实施例中用于支持交流电源模块和直流电源模块的混插而为电子设备提供的一种硬件框架的原理性结构示意图；

图2a和图2b分别如图1所示的硬件框架中的交流电源模块和直流电源模块的原理性结构示意图；

图3为本发明实施例中应用于如图1所示的硬件框架的一种供电状态机的示意图；

图4a和图4b为本发明实施例中用于支持交直流混合供电的控制方法的示例性流程示意图；

图5为本发明实施例中用于支持交直流混合供电的控制装置的示例性结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

请参见图1，设置在电子设备中的该硬件框架具有电源总线11、以及挂接于电源总线11的多个电源插槽20（图1中仅以4个为例），每个电源插槽20用于插接交流电源模块30或直流电源模块40。其中，在直流电源模块40中不设置能量转换电路的情况下，交流电源模块30的直流电压输出Vout与直流电源模块40的直流电压输出Vout之间通常会存在差异，即交流电源模块30的直流电压输出Vout与直流电源模块40的直流电压输出Vout相比于电子设备的额定电压分别具有不同的偏差。例如，对于额定电压为-48V的情况，交流电源模块30的交流电压输入为220V交流电压、经交直流转换后得到的直流电压输出Vout就在-47V~-57V的范围内，直流电源模块40的直流电压输入在-40V~-55V的范围内、与直流电压输入等值的直流电压输出Vout也在-40V~-55V的范围内。

但是，本实施例并不需要交流电源模块30和直流电源模块40以同时供电的方式实现混插，相应地，本实施例也就不需要在直流电源模块40中增设能量转换电路来消除上述的差异、而是利用上述的差异来支持交流电源模块30和直流电源模块40以相互热备的方式实现混插。

具体说，当交流电源模块30和直流电源模块40混插在电子设备中的各电源插槽内时，理论上存在直流电源模块40的直流电压输出Vout高于交流电源模块30的直流电压输出Vout、直流电源模块40的直流电压输出Vout低于交流电源模块30的直流电压输出Vout、以及直流电源模块40的直流电压输出Vout等于交流电源模块30的直流电压输出Vout这三种可能出现的情况，其中：

若直流电源模块40的直流电压输出Vout高于交流电源模块30的直流电压输出Vout，则交流电源模块30的直流电压输出Vout会被直流电源的直流电压输出Vout压制，此时，直流电源模块40的直流电源输出Vout占据供电总线、并使直流电源模块40处在供电状态，而交流电源模块30由于被压制而处于热备状态；

若直流电源模块40的直流电压输出Vout低于交流电源模块30的直流电压输出Vout，则直流电源模块40的直流电压输出Vout会被交流电源模块30的直流电压输出Vout压制，此时，交流电源模块30的直流电源输出Vout占据供电总线、并使交流电源模块30处在供电状态，而直流电源模块40由于被压制而处于热备状态；

另外，对于直流电源模块40的直流电压输出Vout等于交流电源模块30的直流电压输出Vout的这一种情况，需要直流电源模块40的直流电压输出Vout与交流电源模块30的直流电压输出Vout绝对相等，而这样的绝对相等又是需要极高的精度来保障的，因此，在实际使用时基本不可能出现这样的绝对相等；也就是说，直流电源模块40的直流电压输出Vout等于交流电源模块30的直流电压输出Vout仅仅是理论上存在的一种理想情况，对于这种在实际应用中几乎不可能出现的理想情况，本实施例不予考虑。

那么，由于直流电源模块40的直流电压输出Vout与交流电源模块30的直流电压输出Vout的高低关系在实际应用中是不确定的，因此，这样的不确定实际上就形成了交流电源模块30的直流电压输出Vout和直流电源模块40的直流电压输出Vout在电源总线11的竞争。相应地，竞争胜出的一种电源模块30/40（本文中出现的符号“/”表示“或”的关系）就能够处在供电状态、而竞争失败的另一种电源模块40/30则会处在热备状态，待竞争胜出且处于供电状态的一种电源模块30/40无法有效供电时，该种电源模块30/40的直流电压输出Vout就会快速下降、并使该种电源模块30/40退出竞争，此时，无需任何附加操作即可使热备状态下的另一种电源模块40/30快速地自动切换至供电状态，以确保对电子设备供电的连续性。

除了借助交流电源模块30和直流电源模块40的直流电压输出Vout之间存在的差异而在电源总线形成上述的竞争之外，本实施例还需要同时考虑交流电源模块30和直流电源模块40所分别产生的功率是否能够满足电子设备的额定功率，以避免出现竞争胜出的一种电源模块30/40以低于额定功率的状态为电子设备供电、而满足额定功率的另一种电源模块40/30却被压制在热备状态。

具体说，每种电源模块30/40所产生的功率都是由特定数量的该种电源模块30/40的功率累加得到，而通常情况下，需要至少两个有效插接的同一种电源模块30/40才能够满足电子设备的额定功率，其中，本文所述的每种电源模块30/40的有效插接，不但包含该种电源模块30/40在电源槽位的在位状态，同时还包含该种电源模块30/40能够产生直流电压输出Vout（即该种电源模块30/40已连接输入并能够正常工作）。

因此，本实施例通过对电源槽位20的扫描来识别每种电源模块30/40的有效插接数量、并依据识别出的每种电源模块30/40的有效插接数量来判断该种电源模块30/40是否能够满足电子设备的额定功率，从而，通过判断结果即可对前文所述的竞争予以干预。实际应用中，通过扫描获取到的信息包括表示是否插接的电源在位信息、以及表示插接是否有效的电源状态信息，其中，电源在位信息可以通过从电源槽位20或从每种电源模块30/40获取到的在位信号得到，电源状态信息可以通过从每种电源模块30/40获取到的电源正常（Power Good，PG）信号、电源异常（Power Fail，PF）信号、告警（Alarm）信号等状态信号来得到。

请再参见图1，为了能够实现对前文所述的竞争施加干预，每个电源插槽20还用于产生能够被控制总线12置位的Offline（下线）信号，以使在该电源插槽内有效插接的交流电源模块30或直流电源模块40的直流电压输出Vout能够在Offline信号置为有效时被关闭、在Offline信号置为无效时被释放。

其中，为了使交流电源模块30和直流电源模块40的直流电压输出Vout均能够被Offline信号所控制，本实施例需要在交流电源模块30和直流电源模块40中增设开关电路。

请参见图2a，交流电源模块30的直流电压输出Vout与交流电压输入Vin之间串联有能量转换电路和开关电路（实际应用中还可进一步串联其它电路或元器件），其中，能量转换电路用于实现从交流电压输入Vin到直流电压输出Vout的交直流转换、并用于在交流电源模块30竞争失败时实现对直流电压输出Vout的反向截止；并且，开关电路受控于交流电源模块30中的控制器；

请参见图2b，直流电源模块40的直流电压输出Vout与直流电压输入Vin之间串联有开关电路和反向截止电路（实际应用中还可进一步串联滤波电路和保险丝等其它电路或元器件），其中，反向截止电路可以由二极管、MOS管等器件搭建而成；并且，开关电路受控于直流电源模块40中的控制器；

以及，交流电源模块30和直流电源模块40中的开关电路均在Offline信号有效时被控制器断开、在Offline信号无效时被控制器导通。

相比于在直流电源模块40中增设能量转换电路所产生的额外成本，本实施例在交流电源模块30和直流电源模块40中增设开关电路、以及在直流电源模块40中增设反向截止电路所增加的成本可以忽略不计。

而且，请参见图1，设置在电子设备中的硬件框架还可以进一步具有用于实现扫描以及对Offline信号置位的控制总线12、且所有电源插槽20还可以进一步挂接于控制总线12。

相应地，交流电源模块30和直流电源模块40中均可以具有专用于控制器与控制总线12连通的状态（Status）端以及Offline置位端，并且，还具有可被控制器写入状态信息、并被控制总线12通过状态端读取的存储器。

此外，请再参见图1，设置在电子设备中的硬件框架还可以具有用于为交流电源模块30实现均流的均流（Current Sharing，CS）总线13、且所有电源插槽20还进一步挂接于CS总线13。

相应地，交流电源模块30中可以具有专用于控制器与CS总线13连通的CS端，并且，每个交流电源模块30中的控制器还需要通过对能量转换模块的电压感测在CS总线13实现与其他交流电源模块30的均流，均流的具体实现可以参照现有的均流原理，本文不再赘述；但直流电源模块40中则无需设置CS端、或将CS端（图2b中未示出）悬置（图2b中以“NC”表示悬置状态）。

以上，是对本实施例中为电子设备提供的硬件框架、以及交流电源模块和直流电源模块的概括性说明。下面，再对本实施例中为了干预前文所述的竞争而提供的控制机制进行详细说明。

请参见图3，在图3中以AC表示交流电源模块30、DC表示直流电源模块40，并以至少m（m为大于等于2的正整数）个有效插接的交流电源模块30能够满足额定功率、至少n（n为大于等于2的正整数）个有效插接的直流电源模块40能够满足额定功率为例，在如图3所示的供电状态机中共包括PSA、PSB、PSC这三种供电状态。

PSA表示能够使电子设备正常运行的稳态供电，并且，PSA包括如下的子状态：

a1、至少m个AC/至少n个DC，即，仅有一种电源模块30/40、且该种电源模块30/40的有效插接数量满足额定功率；

其中，当交流电源模块30刚好为m个或直流电源模块40刚好为n个（即m个AC/n个DC）时，属于单类额定供电；而当交流电源模块30多于m个或直流电源模块40多于n个（即多于m个AC/多于n个DC）时，属于单类冗余供电；

a2、至少m个AC+至少n个DC，即，同时有两种电源模块30和40、且两种电源模块30和40的有效插接数量均满足额定功率；

其中，当交流电源模块30刚好为m个且直流电源模块40刚好为n个（即m个AC+n个DC）时，属于混插互备供电；而当交流电源模块30多于m个和/或直流电源模块40多于n个（即多于m个AC+多于n个DC、或多于m个AC+n个DC、或m个AC+多于n个DC）时，属于混插冗余互备供电。

PSB表示无法使电子设备正常运行（但能够满足电子设备中的一些控制部件的基本供电需要）的异态供电，并且，PSB包括如下的子状态：

b1、少于m个AC/少于n个DC，即，仅有一种电源模块30/40、且该种电源模块30/40的有效插接数量未满足额定功率；

b2、少于m个AC+少于n个DC，即，同时有两种电源模块30和40、但两种电源模块30和40的有效插接数量均未满足额定功率。

PSC表示需要通过干预予以避免的临态供电，并且，PSC包括如下的子状态：

c0、至少m个AC+少于n个DC/少于m个AC+至少n个DC，即，同时有两种电源模块30和40、但只有其中一种电源模块30/40的有效插接数量满足额定功率。

基于上述的子状态，PSA、PSB、PSC这三种供电状态之间的迁移方式如下：

当处在PSA的子状态a1、即至少m个AC/至少n个DC时，将仅存的一种电源模块30/40所在电源插槽20的Offline信号置为无效、其余电源插槽20的Offline信号置为有效，并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽20；

其中，若通过扫描识别出此前并不存在的另一种电源模块40/30的有效插接、但该另一种电源模块40/30的有效插接数量未满足额定功率，则保持在PSA的子状态a1、以利用置为有效的Offline信号来抑制有效插接数量未满足额定功率的另一种电源模块40/30，从而避免由于另一种电源模块40的出现而迁移至PSC；若通过扫描识别出另一种电源模块40/30的有效插接、且另一种电源模块40/30的有效插接数量满足额定功率，则迁移至PSA的子状态a2，即，将有效插接数量已满足额定功的该另一种电源模块40/30释放；若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块30/40的有效插接数量不再满足额定功率，则转至PSB的子状态b1。

当处在PSA的子状态a2、即至少m个AC+至少n个DC时，至少将两种电源模块30和40所在电源插槽20的Offline信号均置为无效（空闲的电源插槽20的Offline信号此时既可以置为无效也可以置为有效），并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽20；

其中，若通过扫描识别出其中一种电源模块30/40的有效插接数量不再满足额定功率，则迁移至PSC的子状态c0；若通过扫描识别出任一种电源模块30/40的有效插接数量增加、或虽然减少但仍能够满足额定功率，则继续保持在PSA的子状态a2。

当处在PSB的子状态b1、即少于m个AC/少于n个DC时，至少将存在有效插接的一种电源模块30/40所在电源插槽20的Offline信号置为无效（空闲的电源插槽20的Offline信号此时既可以置为无效也可以置为有效），并实时扫描所有电源插槽20，以随时等待任一种电源模块30/40的有效插入；

其中，若通过扫描识别出仅存的一种电源模块30/40的有效插接数量已满足额定功率，则迁移至PSA的子状态a1；若通过扫描识别出此前并不存在的另一种电源模块40/30的有效插接出现，则迁移至PSB的子状态b2；若通过扫描识别出仅存的一种电源模块30/40的有效插接数量减少、或虽有增加但仍未满足额定功率，则继续保持在PSB的子状态b1。

当处在PSB的子状态b2、即少于m个AC+少于n个DC时，至少将存在有效插接的两种电源模块30和40所在电源插槽20的Offline信号置为无效（空闲的电源插槽20的Offline信号此时既可以置为无效也可以置为有效），并实时扫描所有电源插槽20，以随时等待任一种电源模块30/40的有效插入；

其中，若通过扫描识别出其中一种电源模块30/40的有效插接数量已满足额定功率，则迁移至PSC的子状态c0；若通过扫描识别出其中一种电源模块30/40的有效插接消失，则迁移至PSB的子状态b1；若通过扫描识别出其中一种电源模块30/40的有效插接数量虽有增加但仍未满足额定功率，则继续保持在PSB的子状态b2。

当处在PSC的子状态c0、即至少m个AC+少于n个DC/少于m个AC+至少n个DC时，至少将有效插接数量满足额定功率的一种电源模块30/40所在电源插槽的Offline信号置为无效（有效插接数量未满足额定功率的另一种电源模块40/30所在电源插槽20以及空闲的电源插槽20此时既可以置为无效也可以置为有效），并在预定的时间内实时扫描所有电源插槽20、而不是像PSB的子状态b1和b2那样持续扫描，以在有限的时间内等待有效插接数量尚未满足额定功率的一种电源模块30/40是否会增加并满足额定功率；

其中，若通过扫描识别出未满足额定功率的一种电源模块30/40的有效插接消失、或该种电源模块30/40的有效插接数量直至扫描超时仍未能满足额定功率，则迁移至PSA的子状态a1；若通过扫描识别出未满足额定功率的一种电源模块30/40的有效插接数量已满足额定功率，则迁移至PSA的子状态a2；若扫描道已满足额定功率的另一种电源模块40/30的有效插接数量不在满足额定功率，则迁移至PSB的子状态b2。

也就是说：

若是从PSA的子状态a2、PSB的子状态b1迁移至则在PSA的子状态a1，则确实仅存在至少m个交流电源模块30或至少n个直流电源模块40的有效插接；

但若是从PSC的子状态c0迁移至PSA的子状态a1，则在PSA的子状态a1就会同时存在至少m个交流电源模块30和少于n个直流电源模块40、或同时存在少于m个交流电源模块30和至少n个直流电源模块40，但是少于n个直流电源模块40或少于m个交流电源模块30的直流电压输出Vout在PSA的子状态a1被置为有效的Offline信号被抑制。

如上可见，如图3所示的供电状态机通过将PSC的子状态c0强制迁移至PSA的子状态a1，能够避免长期处于PSC的子状态c0，从而能够避免某种电源模块30/40无法满足额定功率却又有可能通过竞争胜出而长期占据电源总线11的情况出现。

需要说明的是，当从PSC的子状态c0迁移至PSA的子状态a1后，就有可能出现原本未满足额定功率的交流电源模块30在其有效插接数量增加至m个后被同时释放、以及原本未满足额定功率的直流电源模块40在其有效插接数量增加至n个后被同时释放的情况。其中，当m个交流电源模块30被同时释放时，有可能会出现m个交流电源模块30启动不同步的情况，即，一部分交流电源模块30先完成启动、并为了先满足额定功率而暂时处于过流状态，但如果该部分交流电源模块持续过流状态一定时间（例如140ms）后仍未能等到另一部分交流电源模块30完成启动，就会导致先完成启动的一部分交流电源模块30触发过流保护，此时，就需要先将所有交流电源模块30所在电源插槽20的Offline信号重置为有效，然后再按照启动慢的先释放、启动快的后释放的顺序将所有交流电源模块30所在电源插槽20的Offline信号依次置为无效，以确保释放的交流电源模块30启动的同步性。

另外，由于PSB的子状态b1和b2并不能支持电子设备的正常工作，因此，实际应用中也可以取消PSB、并仅使用PSA和PSC这两种状态。

上述如图3所示的供电状态机是以m和n均为大于等于2的正整数（即交流电源模块30和直流电源模块40能够满足电子设备的额定功率的有效插接数量均为至少两个）为例，但实际应用中，对于m和n中的一个为1（即一种电源模块30/40能够满足电子设备的额定功率的有效插接数量为至少两个、另一种电源模块40/30能够满足电子设备的额定功率的有效插接数量为一个）的情况，本实施例中的方案也同样适用。

基于如图3所述的供电状态机及该供电状态机在m和n中的一个为1的情况下的变形，本实施例提供了用于支持交直流混合供电的控制方法和控制装置，且本实施例所提供的控制方法和控制装置均能够通过计算机程序予以实现。

如图4a和图4b所示，本实施例所提供的用于支持交直流混合供电的控制方法可以应用在具有如图1所示硬件架构的电子设备中（例如可以承载于该电子设备中的CPU等具有计算机程序处理能力的元器件中、或以计算机程序的形式存放于可被该元器件读取的存储介质中），并且，该控制方法包括：

步骤411a，当仅有交流电源模块和直流电源模块中的一种电源模块有效插接在对应的电源插槽、且该种电源模块的有效插接数量满足额定功率时，将该种电源模块所在电源插槽的Offline信号置为无效、其余电源插槽的Offline信号置为有效，并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽；

步骤411b，当执行步骤411a所触发的扫描后，若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接、且另一种电源模块的有效插接数量满足额定功率，则转至步骤412a；若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至步骤421a；否则返回步骤411a。

步骤412a、当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、且交流电源模块和直流电源模块的有效插接数量均满足额定功率时，至少将交流电源模块和直流电源模块所在电源插槽的Offline信号置为无效（空闲的电源插槽的Offline信号此时既可以置为无效也可以置为有效），并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽；可选地，步骤412a还可以进一步将所有空闲的电源插槽的Offline信号置为无效；

步骤412b，当执行步骤412a所触发的扫描后，若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至步骤430a；否则返回步骤411a。

步骤421a，当仅有交流电源模块和直流电源模块中的一种电源模块有效插接在对应的电源插槽、且该种电源模块的有效插接数量未满足额定功率时，至少将存在有效插接的该种电源模块所在电源插槽的Offline信号置为无效（空闲的电源插槽的Offline信号此时既可以置为无效也可以置为有效），并实时扫描所有电源插槽；

步骤421b，当开始执行步骤421a所触发的扫描后，若通过扫描识别出已存在有效插接的该种电源模块的有效插接数量满足额定功率，则转至步骤411a；若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接出现，则转至步骤422a；否则返回步骤421a、并继续循环执行步骤421a和步骤421b。

步骤422a，当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、但交流电源模块和直流电源模块的有效插接数量均未满足额定功率时，至少将存在有效插接的两种电源模块所在电源插槽的Offline信号置为无效（空闲的电源插槽的Offline信号此时既可以置为无效也可以置为有效），并实时扫描所有电源插槽；

步骤422b，当开始执行步骤422a触发的扫描后，若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至步骤430a；若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接消失，则转至步骤421a；否则返回步骤422a、并继续循环执行步骤422a和步骤422b。

步骤430a，当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、但仅有其中一种电源模块的有效插接数量满足额定功率时，至少将有效插接数量满足额定功率的该种电源模块所在电源插槽的Offline信号置为无效（其余的电源插槽的Offline信号此时既可以置为无效也可以置为有效），并在预定的时间内实时扫描所有电源插槽；

步骤430b，当开始执行步骤430a所触发的扫描后，若通过扫描识别出未满足额定功率的另一种电源模块的有效插接消失、或另一种电源模块的有效插接数量直至扫描超时仍未能满足额定功率，则转至步骤411a；若通过扫描识别出未满足额定功率的另一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至步骤412a；若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至步骤422a。

需要说明的是，当从步骤430b转至步骤411a后，就会出现原本未满足额定功率的一种电源模块由于其有效插接数量满足额定功率而被同时释放的情况。其中，当被同时释放的电源模块为交流电源模块时，有可能会出现交流电源模块启动不同步的情况，即，一部分交流电源模块先完成启动、并为了先满足额定功率而暂时处于过流状态，但如果持续过流状态一定时间（例如140ms）后仍未能等到另一部分交流电源模块完成启动，就会导致先完成启动的一部分交流电源模块触发过流保护。

因此，当步骤411b通过扫描识别出的有效插接数量满足额定功率的另一种电源模块为交流电源模块、并由此转至步骤412a后，若在步骤412a出现了一部分交流电源模块的过流保护，则本实施例中的控制方法需要进一步在步骤412a将所有交流电源模块所在电源插槽的Offline信号重置为有效，然后再按照未出现过流保护（启动慢）的交流电源模块先释放、出现过流保护（启动快）的交流电源模块后释放的方式重新将所有交流电源模块所在电源插槽的Offline信号顺序地置为无效，以确保释放的交流电源模块启动的同步性。

当交流电源模块和直流电源模块的有效插接均完全消失时，上述流程结束。另外，若在实际应用中取消PSB、即步骤421a和步骤421b以及步骤422a和步骤422b也随之取消，则上述流程不但在交流电源模块和直流电源模块的有效插接均完全消失时结束，还在本应转至步骤421a和步骤422a时结束。

如图5所示，本实施例所提供的用于支持交直流混合供电的控制装置可以应用在具有如图1所示硬件架构的电子设备中（例如可以承载于该电子设备中的CPU等具有计算机程序处理能力的元器件中、或以计算机程序的形式存放于可被该元器件读取的存储介质中），并且，该控制包括：

单类稳态控制模块511，当仅有交流电源模块和直流电源模块中的一种电源模块有效插接在对应的电源插槽、且该种电源模块的有效插接数量满足额定功率时，将该种电源模块所在电源插槽的Offline信号置为无效、其余电源插槽的Offline信号置为有效，并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽；

其中，若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接、且另一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至双类稳态控制模块512；若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至单类异态控制模块521。

双类稳态控制模块512，当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、且交流电源模块和直流电源模块的有效插接数量均满足额定功率时，至少将交流电源模块和直流电源模块所在电源插槽的Offline信号置为无效（空闲的电源插槽的Offline信号此时既可以置为无效也可以置为有效），并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽；可选地，双类稳态控制模块512进一步将所有空闲的电源插槽的Offline信号置为无效；

其中，若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至双类临态控制模块530。

单类异态控制模块521，当仅有交流电源模块和直流电源模块中的一种电源模块有效插接在对应的电源插槽、且该种电源模块的有效插接数量未满足额定功率时，至少将存在有效插接的该种电源模块所在电源插槽的Offline信号置为无效（空闲的电源插槽的Offline信号此时既可以置为无效也可以置为有效），并实时扫描所有电源插槽；

其中，若通过扫描识别出该种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至单类稳态控制模块511；若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接，则转至双类异态控制模块522。

双类异态控制模块522，当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、但交流电源模块和直流电源模块的有效插接数量均未满足额定功率时，至少将存在有效插接的两种电源模块所在电源插槽的Offline信号置为无效（空闲的电源插槽的Offline信号此时既可以置为无效也可以置为有效），并实时扫描所有电源插槽；

其中，若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至双类临态控制模块530；若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接消失，则转至单类异态控制模块521。

双类临态控制模块530，当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、但仅有其中一种电源模块的有效插接数量满足额定功率时，至少将有效插接数量满足额定功率的该种电源模块所在电源插槽的Offline信号置为无效（其余的电源插槽的Offline信号此时既可以置为无效也可以置为有效），并在预定的时间内实时扫描所有电源插槽；

其中，若通过扫描识别出未满足额定功率的另一种电源模块的有效插接消失、或另一种电源模块的有效插接数量直至扫描超时仍未能满足额定功率，则转至单类稳态控制模块511；若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至双类稳态控制模块512；若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至双类异态控制模块522。

需要说明的是，当从单类稳态控制模块511转至双类稳态控制模块512后，就会出现原本未满足额定功率的一种电源模块由于其有效插接数量满足额定功率而被同时释放的情况。其中，当被同时释放的电源模块为交流电源模块时，有可能会出现交流电源模块启动不同步的情况，即，一部分交流电源模块先完成启动、并为了先满足额定功率而暂时处于过流状态，但如果持续过流状态一定时间（例如140ms）后仍未能等到另一部分交流电源模块完成启动，就会导致先完成启动的一部分交流电源模块触发过流保护。

因此，当单类稳态控制模块511通过扫描识别出的有效插接数量满足额定功率的另一种电源模块为交流电源模块、并由此转至双类稳态控制模块512后，若双类稳态控制模块512识别出了一部分交流电源模块的过流保护，则本实施例中的控制装置需要进一步由双类稳态控制模块512将所有交流电源模块所在电源插槽的Offline信号重置为有效，然后再按照未出现过流保护（启动慢）的交流电源模块先释放、出现过流保护（启动快）的交流电源模块后释放的方式重新将所有交流电源模块所在电源插槽的Offline信号顺序地置为无效，以确保释放的交流电源模块启动的同步性。

当交流电源模块和直流电源模块的有效插接均完全消失后，上述控制装置停止工作。另外，若在实际应用中取消PSB、即单类异态控制模块521和双类异态控制模块522也随之取消，则上述控制装置不但在交流电源模块和直流电源模块的有效插接均完全消失时停止工作，还在本应转至单类异态控制模块521和双类异态控制模块522时停止工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于支持交直流混合供电的控制方法，其特征在于，应用该控制方法的电子设备具有电源总线以及挂接于电源总线的多个电源插槽，每个电源插槽用于插接交流电源模块或直流电源模块并产生下线信号，以使有效插接的交流电源模块或直流电源模块的直流电压输出在下线信号有效时被关闭、在下线信号无效时被释放；其中，交流电源模块和直流电源模块的直流电压输出相比于电子设备的额定电压分别具有不同的偏差，交流电源模块或直流电源模块能够满足电子设备的额定功率的有效插接数量为至少两个；并且，该控制方法包括：

步骤a1、当仅有交流电源模块和直流电源模块中的一种电源模块有效插接在对应的电源插槽、且该种电源模块的有效插接数量满足额定功率时，将该种电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效、其余电源插槽的下线信号置为有效，并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接、且另一种电源模块的有效插接数量满足额定功率，则转至步骤a2；

步骤a2、当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、且交流电源模块和直流电源模块的有效插接数量均满足额定功率时，至少将交流电源模块和直流电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至步骤c0；

步骤c0、当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、但仅有其中一种电源模块的有效插接数量满足额定功率时，至少将该种电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并在预定的时间内实时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出未满足额定功率的另一种电源模块的有效插接消失、或另一种电源模块的有效插接数量直至扫描超时仍未能满足额定功率，则转至步骤a1；若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至步骤a2；

步骤b1、当仅有交流电源模块和直流电源模块中的一种电源模块有效插接在对应的电源插槽、且该种电源模块的有效插接数量未满足额定功率时，至少将该种电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并实时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出该种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至步骤a1；若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接，则转至步骤b2；

步骤b2、当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、但交流电源模块和直流电源模块的有效插接数量均未满足额定功率时，至少将交流电源模块和直流电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并实时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至步骤c0；若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接消失，则转至步骤b1；

以及，步骤a1若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至步骤b1；步骤c0若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至步骤b2。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，应用该控制方法的电子设备进一步具有用于实现下线信号置位以及电源槽位扫描的控制总线，所有电源插槽均进一步挂接于控制总线。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，应用该控制方法的电子设备进一步具有用于实现交流电源模块均流的均流总线，所有电源插槽均进一步挂接于均流总线。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，交流电源模块的直流电压输出与交流电压输入之间串联有能量转换电路以及开关电路，直流电源模块的直流电压输出与直流电压输入之间串联有开关电路以及反向截止电路，其中，交流电源模块和直流电源模块中的开关电路均在下线信号有效时断开、在下线信号无效时导通。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，额定电压为-48V，交流电源模块的直流电压输出在-47V～-57V的范围内，直流电源模块的直流电压输出在-40V～-55V的范围内。

6.一种用于支持交直流混合供电的控制装置，其特征在于，应用该控制装置的电子设备具有电源总线以及挂接于电源总线的多个电源插槽，每个电源插槽用于插接交流电源模块或直流电源模块并产生下线信号，以使有效插接的交流电源模块或直流电源模块的直流电压输出在下线信号有效时被关闭、在下线信号无效时被释放；其中，交流电源模块和直流电源模块的直流电压输出相比于电子设备的额定电压分别具有不同的偏差，交流电源模块或直流电源模块能够满足电子设备的额定功率的有效插接数量为至少两个；并且，该控制装置包括：

单类稳态控制模块，当仅有交流电源模块和直流电源模块中的一种电源模块有效插接在对应的电源插槽、且该种电源模块的有效插接数量满足额定功率时，将该种电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效、其余电源插槽的下线信号置为有效，并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接、且另一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至双类稳态控制模块；

双类稳态控制模块，当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、且交流电源模块和直流电源模块的有效插接数量均满足额定功率时，至少将交流电源模块和直流电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并等待在响应插拔中断时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至双类临态控制模块；

双类临态控制模块，当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、但仅有其中一种电源模块的有效插接数量满足额定功率时，至少将该种电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并在预定的时间内实时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出未满足额定功率的另一种电源模块的有效插接消失、或另一种电源模块的有效插接数量直至扫描超时仍未能满足额定功率，则转至单类稳态控制模块；若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至双类稳态控制模块；

单类异态控制模块，当仅有交流电源模块和直流电源模块中的一种电源模块有效插接在对应的电源插槽、且该种电源模块的有效插接数量未满足额定功率时，至少将该种电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并实时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出该种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至单类稳态控制模块；若通过扫描识别出另一种电源模块的有效插接，则转至双类异态控制模块；

双类异态控制模块，当同时有交流电源模块和直流电源模块有效插接在对应的电源插槽、但交流电源模块和直流电源模块的有效插接数量均未满足额定功率时，至少将交流电源模块和直流电源模块所在电源插槽的下线信号置为无效，并实时扫描所有电源插槽；其中，若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接数量已满足额定功率，则转至双类临态控制模块；若通过扫描识别出其中一种电源模块的有效插接消失，则转至单类异态控制模块；

以及，单类稳态控制模块若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至单类异态控制模块；双类临态控制模块若通过扫描识别出原本满足额定功率的一种电源模块的有效插接数量不再满足额定功率，则转至双类异态控制模块。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，应用该控制装置的电子设备进一步具有用于实现下线信号置位以及电源槽位扫描的控制总线，所有电源插槽均进一步挂接于控制总线。

8.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，应用该控制装置的电子设备进一步具有用于实现交流电源模块均流的均流总线，所有电源插槽均进一步挂接于均流总线。

9.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，交流电源模块的直流电压输出与交流电压输入之间串联有能量转换电路以及开关电路，直流电源模块的直流电压输出与直流电压输入之间串联有开关电路以及反向截止电路，其中，交流电源模块和直流电源模块中的开关电路均在下线信号有效时断开、在下线信号无效时导通。

10.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，额定电压为-48V，交流电源模块的直流电压输出在-47V～-57V的范围内，直流电源模块的直流电压输出在-40V～-55V的范围内。