CN103455120A - 电源控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种电源控制系统包括若干主板、一电源单元、与对应主板相连的采样单元及一微处理器；采样单元用于对与其相连的主板的功耗进行采样，并输出对应的功率信号；该微处理器用于获取该电源单元内各电源供应器的状态；当存在一电源供应器发生异常时，该微处理器获取各采样单元输出的对应主板的功率信号；当各采样单元输出的功率信号的总和大于一预设值时；该微处理器输出一报警信号至功耗最大的主板，以通过该功耗最大的主板的BMC来调节电子元件的工作频率。本发明电源控制系统通过对最大消耗功率的主板的电子元件的工作频率进行调整来达到降低服务器功耗的目的，有效地提高了服务器的稳定性。本发明还提供了一种电源控制方法。

Description

电源控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种电源控制系统及方法，特别涉及一种冗余电源的控制系统及方法。
背景技术
现有的服务器通过将多个主板设置于同一个机箱内来达到节省服务器空间的目的，其中这些主板还通过多个供电电源（即冗余电源）来进行供电，以使得当其中一个电源工作异常情况下亦可保证服务器的正常运行。然而，当一个电源工作异常时，若这些主板消耗的总功率大于正常工作的电源所能提供的功率，此时，各电源将工作在超负荷的工作状态下，若电源长期工作在此状态下，则势必导致电源损坏，进而影响服务器的稳定性。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种可提高服务器稳定性的电源控制系统及方法。
一种电源控制系统，包括：
若干主板，每一主板上均设有一BMC，该BMC用于对其所在主板的电子元件的工作频率进行调整；
一电源单元，包括若干电源供应器，当电源供应器处于正常工作状态下时，该电源供应器输出一第一状态信号；当电源供应器工作异常时，该电源供应器输出一第二状态信号；
与主板数量相等的采样单元，每一主板与电源单元之间连接一采样单元；各采样单元用于对与其相连的主板的功耗进行采样，并输出对应的功率信号；以及
一微处理器，用于获取该电源单元内的各电源供应器的状态，当该微处理器接收到该电源单元输出有第二状态信号时，该微处理器还获取各采样单元输出的功率信号，并判断各采样单元输出的功率信号的总和是否大于一预设值；当各采样单元输出的功率信号的总和大于该预设值时，该微处理器计算出最大功耗的主板；该微处理器输出一报警信号至该最大功耗的主板，以通过该最大功耗的主板的BMC降低该最大功耗的主板内的电子元件的工作频率。
一种电源控制方法，包括如下步骤：
获取各电源供应器输出的状态信号；
判断是否存在至少一电源供应器发生异常；
当存在至少一电源供应器发生异常时，获取各采样单元输出的功率信号；
判断各采样单元输出的功率信号的总和是否大于一预设值；
当各采样单元输出的功率信号的总和大于该预设值时，根据各采样单元输出的功率信号计算出功耗最大的主板；
输出的一报警信号至该功耗最大的主板；
通过该功耗最大的主板上的BMC降低该主板上电子元件的工作频率。
上述电源控制系统及方法通过对最大消耗功率的主板的电子元件的工作频率进行调整来达到降低服务器功耗的目的，避免了当有电源供应器故障时，其他电源供应器长期工作在超负荷的状态下，进而有效地提高了服务器的稳定性。
附图说明
图1是本发明电源控制系统的较佳实施方式的方框图。
图2是本发明电源控制方法的较佳实施方式的流程图。
主要元件符号说明
微处理器 10
第一主板 20
第二主板 30
第一采样芯片 40
第二采样芯片 50
第一电源供应器 60
第二电源供应器 70
第一采样单元 80
第二采样单元 90
第一电子开关 Q1
第二电子开关 Q2
电阻 R1、R2
第一BMC 200
第二BMC 300
电源单元 700
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1，本发明电源控制系统的较佳实施方式包括一电源单元700、一第一主板20、一第二主板30、一与该第一主板20相连的第一采样单元80、一与该第二主板30相连的第二采样单元90及一微处理器10。
该电源单元700包括若干电源供应器，本实施方式中该电源单元700包括一第一电源供应器60及一第二电源供应器70，其中该第一电源供应器60及第二电源供应器70组成冗余电源。根据电源供应器的工作原理可知，当外部电源接入该电源供应器时，该电源供应器则会输出一待机电压。因此，本实施方式中，当电源供应器正常工作时，即该电源供应器输出一待机电压时，该电源供应器输出一第一状态信号；当电源供应器工作异常时，即当外部电源接入时该电源供应器未输出待机电压时，该电源供应器则输出一第二状态信号。当然，在其他实施方式中，亦可通过其他方式来获知该电源单元700内各电源供应器是否正常工作。
该第一主板20包括一第一BMC（Baseboard Management Controller，基板管理控制器）200，该第二主板30包括一第二BMC 300，其中各BMC可用于调节其所在主板的电子元件的工作频率或运行速度，如CPU的工作频率或运行速度。
该第一采样单元80及第二采样单元90均包括一采样芯片、一电阻及一电子开关。本实施方式中，该第一采样单元80包括一第一采样芯片40、一第一电子开关Q1及一电阻R1。该第一采样芯片40的电源输入引脚VIN与该电源单元700的输出端相连，还通过该电阻R1与该第一电子开关Q1的第一端相连，该第一电子开关Q1的第一端还与该第一采样芯片40的检测输出引脚SEBSE相连。该第一采样芯片40的驱动引脚GATE与该第一电子开关Q1的第二端相连，该第一电子开关Q1的第三端与该第一主板20相连。该第一采样芯片40的接地引脚GND接地。该第二采样单元90包括一第二采样芯片50、一第二电子开关Q2及一电阻R2。该第二采样芯片50的电源输入引脚VIN亦与该电源单元700的输出端相连，还通过该电阻R2与该第二电子开关Q2的第一端相连，该第二电子开关Q2的第一端还与该第二采样芯片50的检测输出引脚SEBSE相连。该第二采样芯片50的驱动引脚GATE与该第二电子开关Q2的第二端相连，该第二电子开关Q2的第三端与该第二主板30相连。该第二采样芯片50的接地引脚GND接地。该第一采样芯片40及第二采样芯片50还均包括一PMbus（Power Management Bus，电源管理总线）接口，其中该PMbus接口包括一数据信号引脚SDA、一时钟信号引脚SCL及一警告信号引脚SMBA。该第一采样芯片40及第二采样芯片50均通过PMbus接口与该微处理器10进行通信。
当该第一及第二电子开关Q1、Q2的第二端接收高电平的驱动信号时，该第一及第二电子开关Q1、Q2的第一端与第三端导通；当该第一及第二电子开关Q1、Q2的第二端接收低电平的驱动信号时，该第一及第二电子开关Q1、Q2的第一端与第三端截止。本实施方式中，该第一及第二电子开关Q1、Q2均为一N沟道场效应管，该N沟道场效应管的栅极、漏极与源极分别对应该第一及第二电子开关Q1、Q2的第二端、第三端与第一端。在其他实施方式中，该第一及第二电子开关Q1、Q2亦可为一NPN型三极管，NPN型三极管的基极、集电极及发射极分别对应该第一及第二电子开关Q1、Q2第二端、第三端与第一端。
该第一采样芯片40及第二采样芯片50的电源输入引脚VIN用于接收电源供应器输入的电压，检测输入引脚SEBSE分别用于获取流经电阻R1及R2的电流，以计算出与该采样芯片相连的主板的功耗。
该微处理器10用于获取该电源单元700中各电源供应器输出的状态信号，并根据接收的状态信号判断该电源单元700中是否存在一电源供应器发生异常。当存在一电源供应器发生异常时，即当该微处理器10接收到一第二状态信号时，即表示该电源单元700中存在一电源供应器发生异常。此时，该微处理器10通过PMbus接口获取与各主板相连的采样单元输出的功率信号。该微处理器10根据各采样单元输出的功率信号来计算出该服务器的总功耗（即各主板的功率之总和）是否大于一预设值，其中该预设值是根据处于正常工作的电源供应器所支持输出的功率大小来确定的。当该服务器的总功耗大于该预设值时，则表示该电源单元700中的电源供应器在超负荷的状态下工作。此时，为避免该电源单元700中的电源供应器超负荷状态下工作，则可对主板上的电子元件的工作频率进行调整，以达到降低主板功耗的目的。该微处理器10根据各采样单元输出的功率信号计算出功耗最大的主板，该微处理器10则输出一报警信号至最大功耗的主板。当主板上的BMC接收到该报警信号时，BMC则对其所在的主板的电子元件的工作频率进行调节，如降低CPU的工作频率。如此通过对最大功耗的主板的电子元件的工作频率进行调整来达到降低服务器功耗的目的，从而保证系统当中所有正在运行的主板不会死机且系统当中正在运行的软件以及数据不会丢失，进而有效地提高了服务器的稳定性，直到使用者替换掉那个故障电源电源供应器之后，系统再恢复到全速运行的状态。
当然，在其他实施方式中，当该服务器的总功耗大于该预设值时，该微处理器10还判断是否存在至少两主板的功耗相等且最大，当存在至少两主板的功耗相等且最大时，该微处理器10随机设置其中一主板为最大功耗的主板，并输出一报警信号至该被指定的最大功耗的主板。
请参考图2，本发明电源控制方法的较佳实施方式包括如下步骤：
步骤S1，通过微处理器10获取各电源供应器输出的状态信号。
步骤S2，判断是否存在至少一电源供应器发生异常。当该微处理器10接收到至少一第二状态信号时，则判断该电源单元700中存在至少一电源供应器发生异常。当存在至少一电源供应器发生异常时，进入步骤S3；当该电源单元700中的各电源供应器均处于正常工作状态下时，返回步骤S1。
步骤S3，获取各采样控制单元输出的功率信号。
步骤S4，判断各主板消耗的功耗的总和是否大于一预设值，当各主板的功耗的总和大于该预设值时，进入步骤S5；当各主板的功耗的总和不大于该预设值时，返回步骤S3。
步骤S5，根据各采样单元输出的功率信号计算出功耗最大的主板。
步骤S6，输出一报警信号至该功耗最大的主板。
步骤S7，该最大功耗的主板的BMC接收到该报警信号，通过调节其所在主板的电子元件的工作频率以降低该功耗最大的主板的功率。
当然，在其他实施方式中，步骤S6中还包括该微处理器10判断是否存在至少两主板的功耗相等且最大，当存在至少两主板的功耗相等且最大时，该微处理器10随机设置其中一主板为最大功耗的主板。
上述电源控制系统及方法通过对最大消耗功率的主板的电子元件的工作频率进行调整来达到降低服务器功耗的目的，避免了当有电源供应器故障时，该电源单元700长期工作在超负荷的状态下，进而有效地提高了服务器的稳定性。

Claims (9)

1.一种电源控制系统，包括：
若干主板，每一主板上均设有一BMC，该BMC用于对其所在主板的电子元件的工作频率进行调整；
一电源单元，包括若干电源供应器，当电源供应器处于正常工作状态下时，该电源供应器输出一第一状态信号；当电源供应器工作异常时，该电源供应器输出一第二状态信号；
与主板数量相等的采样单元，每一主板与电源单元之间连接一采样单元；各采样单元用于对与其相连的主板的功耗进行采样，并输出对应的功率信号；以及
一微处理器，用于获取该电源单元内的各电源供应器的状态，当该微处理器接收到该电源单元输出有第二状态信号时，该微处理器还获取各采样单元输出的功率信号，并判断各采样单元输出的功率信号的总和是否大于一预设值；当各采样单元输出的功率信号的总和大于该预设值时，该微处理器计算出最大功耗的主板；该微处理器输出一报警信号至该最大功耗的主板，以通过该最大功耗的主板的BMC降低该最大功耗的主板内的电子元件的工作频率。
2.如权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于：该微处理器根据各采样单元输出的功率信号来判断是否存在两个主板的功耗相等且最大；当存在至少两个主板的功耗相等且最大时，该微处理器随机设置其中一主板为最大功耗的主板，并输出该报警信号至该最大功耗的主板。
3.如权利要求1所述的电源控制系统，其特征在于：每一采样单元均包括一电子开关、一采样芯片及一电阻，该电子开关的第一端与对应的主板相连，第二端与该采样芯片的驱动引脚相连，第三端通过该电阻与该电源单元的电源供应器相连，该电子开关的第三端还通过该电阻与该采样芯片的电源输入引脚相连；该采样芯片的检测引脚与该电子开关的第三端相连；当该电子开关的第二端接收高电平信号时，该电子开关的第一端与第三端导通；当该电子开关的第二端接收低电平信号时，该电子开关的第一端与第三端截止。
4.如权利要求3所述的电源控制系统，其特征在于：该电子开关为一N沟道场效应管或一NPN三极管，当该电子开关为N沟道场效应管时，该N沟道场效应管的栅极、漏极与源极分别对应该电子开关的第二端、第三端与第一端；当该电子开关为NPN三极管时，该NPN型三极管的基极、集电极及发射极分别对应该电子开关的第二端、第三端与第一端。
5.如权利要求3所述的电源控制系统，其特征在于：该采样芯片还包括一PMbus接口，该采样芯片通过该PMbus接口输出对应的功率信号至该微处理器。
6.一种电源控制方法，包括如下步骤：
获取各电源供应器输出的状态信号；
判断是否存在至少一电源供应器发生异常；
当存在至少一电源供应器发生异常时，获取各采样单元输出的功率信号；
判断各采样单元输出的功率信号的总和是否大于一预设值；
当各采样单元输出的功率信号的总和大于该预设值时，根据各采样单元输出的功率信号计算出功耗最大的主板；
输出的一报警信号至该功耗最大的主板；
通过该功耗最大的主板上的BMC降低该主板上电子元件的工作频率。
7.如权利要求6所述的电源控制方法，其特征在于：步骤“当各采样单元输出的功率信号的总和大于该预设值时，根据各采样单元输出的功率信号计算出功耗最大的主板”还包括：
判断是否存在至少两个主板的功耗相等且最大；
当存在至少两个主板的功耗相等且最大时，设置其中一主板为功耗最大的主板。
8.如权利要求6所述的电源控制方法，其特征在于：步骤“判断是否存在至少一电源供应器发生异常”后还包括：
当各电源供应器均处于正常工作状态下时，返回步骤“获取各电源供应器输出的状态信号”。
9.如权利要求6所述的电源控制方法，其特征在于：步骤“判断各采样单元输出的功率信号的总和是否大于一预设值”后还包括：
当各采样单元输出的功率信号的总和不大于该预设值时，返回步骤“获取各采样单元输出的功率信号”。
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