CN103809724A - 机柜与其电源控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种机柜与其电源控制方法，此机柜具有多个节点。此机柜的电源控制方法包括下列步骤。接收节点各自的功率信息。依据功率信息，计算节点的总功率消耗值。依据总功率消耗值以及单一电源供应器的最大供应功率值，计算电源供应器开启数量。依据电源供应器开启数量，启动成对的至少一主要电源供应器与备用电源供应器，以由至少一主要电源供应器提供工作电压给节点，而至少一备用电源供应器不提供工作电压给节点。其中，至少一主要电源供应器与至少一备用电源供应器所接收的输入源不同。

Description

机柜与其电源控制方法
技术领域
本发明涉及一种电源控制方法，特别涉及一种机柜与其电源控制方法。
背景技术
一般来说，现行的伺服器（Server）普遍强调各自单独的效能与功效。基于此概念下所设计出的伺服器，讲究的是分工、独立作业。也就是说，各伺服器节点（Server Node）仅针对自身状况与需求，动态调整自身的能源消耗，以追求自身节能与效能间的平衡。
但是，在此种理念下，每台伺服器节点彼此间只限于分工，而无法协同运作，常造成伺服器的数据中心（Data Center）中所有的伺服器节点，均同时运作于差不多的效能状态，而造成过多的耗电量。并且，伺服器正常运作下，配置于伺服器的电源供应器皆被启动，以提供伺服器的伺服器节点所需的电源电压，然而在伺服器的实际运作中，所有伺服器节点并不一定都处于满载状态，而造成过多的耗电量。因此，如何有效减少伺服器的耗电量，将是一个重要的课题。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明的目的在于提供一种机柜与其电源控制方法，藉以达到省电的作用，可避免电源供应器发生异常时，机柜无法运作的情况发生。
本发明的一种机柜的电源控制方法，此机柜具有多个节点。此机柜的电源控制方法包括下列步骤。接收节点各自的功率信息。依据功率信息，计算节点的总功率消耗值。依据总功率消耗值以及单一电源供应器的最大供应功率值，计算电源供应器开启数量。依据电源供应器开启数量，启动成对的至少一主要电源供应器与备用电源供应器，以由至少一主要电源供应器提供工作电压给节点，而至少一备用电源供应器不提供工作电压给节点。其中至少一主要电源供应器与至少一备用电源供应器所接收的输入源不同。
在一实施例中，前述机柜的电源控制方法还包括下列步骤。接收启动的至少一主要电源供应器所产生的电源良好信号。依据电源良好信号，判断启动的至少一主要电源供应器是否发生异常。若判断启动的至少一主要电源供应器发生异常，启动对应数量的剩余的至少一主要电源供应器。
在一实施例中，前述启动对应数量的剩余的至少一主要电源供应器之前还包括下列步骤。判断发生异常的启动的至少一主要电源供应器是否为主要电源供应器的最后一个。若判断出发生异常的启动的至少一主要电源供应器不为主要电源供应器的最后一个，启动对应数量的剩余的至少一主要电源供应器。若判断出发生异常的启动的至少一主要电源供应器为主要电源供应器的最后一个，则切换由对应数量的至少一备用电源供应器提供工作电压给节点。
在一实施例中，前述判断发生异常的启动的至少一主要电源供应器是否为主要电源供应器的最后一个之前还包括下列步骤。判断所有启动的至少一主要电源供应器是否都发生异常。若判断出所有启动的至少一主要电源供应器都发生异常，切换由对应数量的至少一备用电源供应器提供工作电压给节点。若判断出所有启动的至少一主要电源供应器未都发生异常，则进入判断发生异常的启动的至少一主要电源供应器是否为至少一主要电源供应器的最后一个的步骤。
本发明提供一种机柜，包括多个主要电源供应器、多个备用电源供应器、多个节点、机柜管理控制器与控制单元。多个主要电源供应器用以分别提供工作电压。多个备用电源供应器用以分别提供工作电压，其中主要电源供应器与备用电源供应器所接收的输入源不同。多个节点用以分别提供一功率信息。机柜管理控制器耦接节点，用以接收功率信息，并依据功率信息，计算节点的总功率消耗值，且依据总功率消耗值与单一电源供应器的最大供应功率值，计算电源供应器开启数量。控制单元耦接机柜管理控制器、主要电源供应器与备用电源供应器，用以接收并依据电源供应器开启数量，产生多个控制信号，以启动成对的至少一主要电源供应器与备用电源供应器，并由至少一主要电源供应器提供工作电压给节点，而至少一备用电源供应器不提供工作电压给节点。
在一实施例中，前述控制信号包括启动信号与供电信号。
在一实施例中，前述至少一主要电源供应器与备用电源供应器启动后，分别产生一电源良好信号传送至控制单元，控制单元依据电源良好信号，判断至少一主要电源供应器是否发生异常，若判断至少一主要电源供应器发生异常，控制单元启动对应数量的剩余的至少一主要电源供应器。
在一实施例中，前述控制单元还判断发生异常的至少一主要电源供应器是否为主要电源供应器的最后一个，若判断出发生异常的至少一主要电源供应器不为主要电源供应器的最后一个，控制单元启动对应数量的剩余的至少一主要电源供应器，若判断出发生异常的至少一主要电源供应器为主要电源供应器的最后一个，则切换由至少一备用电源供应器提供工作电压给节点。
在一实施例中，前述控制单元还判断所有启动的至少一主要电源供应器是否都发生异常，若判断出所有启动的至少一主要电源供应器都发生异常，控制单元切换由对应数量的至少一备用电源供应器提供工作电压给节点，若判断出所有启动的至少一主要电源供应器未都发生异常，控制单元进行判断发生异常的启动的至少一主要电源供应器是否为主要电源供应器的最后一个，以决定启动对应数量的剩余的至少一主要电源供应器，或是切换由对应数量的至少一备用电源供应器提供工作电压给节点。
本发明的机柜与其电源控制方法，利用依据节点所提供的功率信息，计算节点的总功率消耗值，并依据总功率消耗值以及单一电源供应器的最大供应功率值，计算电源供应器开启数量，再依据电源供应器开启数量，启动成对的至少一主要电源供应器与备用电源供应器，其中以由至少一主要电源供应器提供工作电压给节点，而至少一备用电源供应器不提供工作电压给节点。如此一来，可达到省电的作用，并可避免电源供应器发生异常时，机柜无法运作的情况发生。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的机柜的示意图；
图2为本发明的机柜的电源控制方法流程图；
图3为本发明的另一机柜的电源控制方法流程图。
其中，附图标记
100    机柜
110_1~110_N    主要电源供应器
120_1~120_N    备用电源供应器
130_1~130_M    节点
140            机柜管理控制器
150            控制单元
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参考图1所示，其为本发明的机柜的示意图。机柜100包括多个主要电源供应器110_1~110_N、多个备用电源供应器120_1~120_N、多个节点130_1~130_M、机柜管理控制器（Rack Management Controller,RMC）140与控制单元150，其中N、M为大于1的正整数，且N与M可为相同或不同。
主要电源供应器110_1~110_N用以分别提供一工作电压。也就是说，当主要电源供应器110_1~110_N为正常状态时，例如作为提供机柜100主要的工作电压。
备用电源供应器120_1~120_N用以分别提供一工作电压。也就是说，当备用电源供应器120_1~120_N为正常状态时，例如作为提供机柜100备用的工作电压。亦即，当主要电源供应器110_1~110_N全部发生异常时，备用电源供应器120_1～120_N便提供机柜100的工作电压，使得机柜100仍可正常运作。
在本实施例中，主要电源供应器110_1～110_N与备用电源供应器120_1~120_N所能提供的最大供应功率值都相同，此最大供应功率值例如为500W。并且，主要电源供应器110_1~110_N与备用电源供应器120_1~120_N所接收的输入源不同。举例来说，主要电源供应器110_1～110_N所接收的输入源例如为市电，而备用电源供应器120_1~120_N所接收的输入源例如为电池或其他的储能元件。
节点130_1~130_M用以分别提供功率信息。进一步来说，节点130_1~130_M例如各自包括基板管理控制器（Baseboard Management Controller,BMC）与连接接口。基板管理控制器用以检测节点130_1~130_M的运作状态，以提供节点130_1~130_M的功率信息。其中，前述功率信息例如为节点130_1~130_M的电压、电流及功率消耗等。
在本实施例中，连接接口例如为内部整合电路（Inter Integrate Circuit,I2C）总线、序列周边接口（Serial Peripheral Interface,SPI）总线、通用输入输出（General Purpose Input Output,GPIO）总线。
机柜管理控制器140可通过前述的连接接口耦接节点130_1~130_M的基板管理控制器，用以接收功率信息（亦即各节点130_1~130_M的电压、电流及功率消耗等），并依据功率信息，计算节点130_1~130_M的总功率消耗值。
接着，机柜管理控制器140依据总功率消耗值与单一电源供应器的最大供应功率值，计算电源供应器开启数量。其中，前述单一电源供应器的最大供应功率值例如为500W。进一步来说，电源供应器开启数量例如为总功率消耗值除以单一电源供应器的最大供应功率值。
在一实施例中，假设总功率消耗值为1400W，且单一电源供应器的最大供应功率值为500W，则机柜管理控制器140会对总功率消耗值与单一电源供应器的最大供应功率值进行计算，以计算出1400W/500W=2.8，亦即电源供应器开启数量为2.8台。但是，由于电源供应器不会仅开启0.8台，因此机柜管理控制器140会将不足1台电源供应器视为1台电源供应器，使得机柜管理控制器140所计算出来的电源供应器开启数量为3台。
在另一实施例中，假设总功率消耗值为1600W，且单一电源供应器的最大供应功率值为500W，则机柜管理控制器140会对总功率消耗值与单一电源供应器的最大供应功率值进行计算，以计算出1600W/500W=3.2，亦即电源供应器开启数量为3.2台，而此时机柜管理控制器140所计算出来的电源供应器开启数量为4台。
控制单元150耦接机柜管理控制器140、主要电源供应器110_1~110_N与备用电源供应器120_1~120_N，用以接收电源供应器开启数量，产生多个控制信号，以启动成对的至少一主要电源供应器与备用电源供应器。在本实施例中，控制单元150例如为复杂可程序逻辑元件（Complex Programming Logic Device,CPLD）。
举例来说，机柜管理控制器140计算出电源供应器开启数量为3台，控制单元150例如产生对应的控制信号给主要电源供应器110_1~110_3与备用电源供应器120_1~120_3，以启动主要电源供应器110_1~110_3与备用电源供应器120_1~120_3。
也就是说，控制单元150控制电源供应器的启动数量是成对的。举例来说，当机柜管理控制器140计算出电源供应器开启数量为1台时，控制单元150会对应启动主要电源供应器110_1与备用电源供应器120_1。当机柜管理控制器140计算出电源供应器开启数量为2台时，控制单元150会对应启动主要电源供应器110_1~110_2与备用电源供应器120_1~120_2。其余则类推。
进一步来说，前述控制信号例如包括启动信号DC_ON与供电信号DC_Rapidon。其中，启动信号DC_ON用以控制电源供应器是否启动。举例来说，当启动信号DC_ON为低逻辑准位时，以开启电源供应器的运作。当启动信号DC_ON为高逻辑准位时，以关闭电源供应器的运作。
供电信号DC_Rapidon用以控制电源供应器是否供电。举例来说，当供电信号DC_Rapidon为高逻辑准位时，以致使电源供应器提供高电压，例如12.2V，使得节点130_1~130_M利用提供高电压的电源供应器进行运作。
当供电信号DC_Rapidon为低逻辑准位时，以致使电源供应器提供低电压，例如11.9V，使得节点130_1~130_M不会使用提供低电压的电源供应器进行运作。
举例来说，当机柜管理控制器140计算出电源供应器开启数量为1台时，控制单元150会对应产生低逻辑准位的启动信号DC_ON与高逻辑准位的供电信号DC_Rapidon给主要电源供应器110_1，以及低逻辑准位的启动信号DC_ON与低逻辑准位的供电信号DC_Rapidon给备用电源供应器120_1，以启动主要电源供应器110_1与备用电源供应器120_1运作，并致使主要电源供应器110_1提供高电压，而备用电源供应器120_1提供低电压。因此，节点130_1~130_M便以主要电源供应器110_1所提供的工作电压进行运作，而备用电源供应器120_1则作为备用电源。
另外，控制单元150会对应产生高逻辑准位的启动信号DC_ON给主要电源供应器110_2~110_N与备用电源供应器120_2~120_N，以关闭主要电源供应器110_2~110_N与备用电源供应器120_2~120_N运作。如此一来，可达到省电的作用。
在另一实施例中，当机柜管理控制器140计算出电源供应器开启数量为2台时，控制单元150会对应产生低逻辑准位的启动信号DC_ON与高逻辑准位的供电信号DC_Rapidon给主要电源供应器110_1~110_2，以及低逻辑准位的启动信号DC_ON与低逻辑准位的供电信号DC_Rapidon给备用电源供应器120_1~120_2，以启动主要电源供应器110_1~110_2与备用电源供应器120-1~120_2运作，并致使主要电源供应器110_1~110_2提供高电压，而备用电源供应器120_1~120_2提供低电压。因此，节点130_1~130_M便以主要电源供应器110_1~110_2所提供的工作电压进行运作，而备用电源供应器120_1~120_2则作为备用电源。
另外，控制单元150会对应产生高逻辑准位的启动信号DC_ON给主要电源供应器110_3~110_N与备用电源供应器120_3~120_N，以关闭主要电源供应器110_3~110_N与备用电源供应器120_3~120_N运作。如此一来，可达到省电的作用。其余则类推。
在主要电源供应器110_1~110_N与备用电源供应器120_1~120_N启动后，会回传一电源良好信号，以表示主要电源供应器110_1~110_N与备用电源供应器120_1~120_N是否正常。接着，电源良好信号例如可回传至控制单元150，以便控制单元150可据此判断主要电源供应器110_1~110_N与备用电源供应器120_1~120_N是否为正常状态。
举例来说，当电源良好信号为高逻辑准位时，表示主要电源供应器110_1~110_N与备用电源供应器120_1~120_N为正常状态。当电源良好信号为低逻辑准位时，表示主要电源供应器110_1~110_N与备用电源供应器120_1~120_N不为正常状态。
假设主要电源供应器110_1~110_3启动，若控制单元150接收到主要电源供应器110_2所产生的电源良好信号为低逻辑准位，表示主要电源供应器110_2发生异常或损坏，则控制单元150会将异常状态回报给机柜管理控制器140，并产生控制信号（低逻辑准位的启动信号DC_ON与高逻辑准位的供电信号DC_Rapidon）给主要电源供应器110_4，以启动主要电源供应器110_4。
然而，在控制单元150产生控制信号给主要电源供应器110_4后，若控制单元150仍接收到主要电源供应器110_4所产生的电源良好信号为低逻辑准位，表示主要电源供应器110_2发生异常或损坏，则控制单元150会将异常状态回报给机柜管理控制器140，并产生控制信号（低逻辑准位的启动信号DC_ON与高逻辑准位的供电信号DC_Rapidon）给主要电源供应器110_5，以启动主要电源供应器110_5。其余则类推。
另外，当控制单元150判断出主要电源供应器发生异常时，控制单元150会进一步判断发生异常的主要电源供应器是否为主要电源供应器110_1~110_N的最后一个，即主要电源供应器110_N。若判断出发生异常的主要电源供应器不为最后一个主要电源供应器110_N，控制单元150会对应产生控制信号，以启动下一个主要电源供应器。
若判断出发生异常的主要电源供应器为最后一个主要电源供应器110_N，控制单元150会产生高逻辑准位的供电信号DC_Rapidon给备用电源供应器120_1，以使备用电源供应器120_1由提供低电压转换为提供高电压，使得机柜100仍可正常运作。
若是主要电源供应器110_1~110_N所接收的输入源发生异常（例如发生停电的状况），则主要电源供应器110_1~110_N未接收到输入源，而对应产生低逻辑准位的电源良好信号。因此，当控制单元150判断出所有启动的主要电源供应器110_1~110_3所产生的电源良好信号都为低逻辑准位时，表示所有主要电源供应器110_1~110_3发生异常，则控制单元150例如产生高逻辑准位的供电信号DC_Rapidon给对应数量的备用电源供应器120_1~120_3，备用电源供应器120_1~120_3便由提供低电压转换成提供高电压，以提供节点130_1~130_M所需的工作电源，使得机柜100仍可正常运作。如此一来，可避免电源供应器发生异常时，机柜100无法运作的情况发生。
另外，若是控制单元150判断出所有启动的主要电源供应器所产生的电源良好信号并没有都为低逻辑准位，则可参考前述主要电源供应器110_2发生异常的操作范例，故在此不再赘述。
由前述实施例的说明，可以归纳出一种机柜的电源控制方法。请参考图2，其为本发明的机柜的电源控制方法流程图。本实施例的机柜具有多个节点。在步骤S210中，接收节点各自的功率信息。在步骤S220中，依据功率信息，计算节点的总功率消耗值。在步骤S230中，依据总功率消耗值以及单一电源供应器的最大供应功率值，计算电源供应器开启数量。在步骤S240中，依据电源供应器开启数量，启动成对的至少一主要电源供应器与备用电源供应器，以由至少一主要电源供应器提供工作电压给节点，而至少一备用电源供应器不提供工作电压给节点。
请参考图3，其为本发明的机柜的电源控制方法流程图。本实施例的机柜具有多个节点。在步骤S302中，接收节点各自的功率信息。在步骤S304中，依据功率信息，计算节点的总功率消耗值。在步骤S306中，依据总功率消耗值以及单一电源供应器的最大功耗值，计算电源供应器开启数量在步骤S308，依据电源供应器开启数量，启动成对的至少一主要电源供应器与备用电源供应器，以由至少一主要电源供应器提供工作电压给节点，而至少一备用电源供应器不提供工作电压给节点。
在步骤S310中，接收启动的至少一主要电源供应器所产生的电源良好信号。在步骤S312中，依据电源良好信号，判断启动的至少一主要电源供应器是否发生异常。
若判断启动的至少一主要电源供应器发生异常，则进入步骤S314，判断所有启动的至少一主要电源供应器是否都发生异常。若判断出所有启动的至少一主要电源供应器都发生异常，则进入步骤S316，切换由对应数量的至少一备用电源供应器提供工作电压给节点。
另一方面，若判断出所有启动的至少一主要电源供应器未都发生异常，则进入步骤S318，判断发生异常的启动的至少一主要电源供应器是否为主要电源供应器的最后一个。若判断出发生异常的至少一主要电源供应器不为主要电源供应器的最后一个，则进入步骤S320，启动对应数量的剩余的至少一主要电源供应器。
若判断出发生异常的至少一主要电源供应器为主要电源供应器最后一个，则进入步骤S322，切换由对应数量的至少一备用电源供应器提供工作电压给节点。承接前述步骤S312，若判断启动的至少一主要电源供应器未发生异常，则进入步骤S324，维持启动的至少一主要电源供应器的运作。
本发明的实施例的机柜与其电源控制方法，其利用依据节点所提供的功率信息，计算节点的总功率消耗值，并依据总功率消耗值以及单一电源供应器的最大供应功率值，计算电源供应器开启数量，再依据电源供应器开启数量，启动成对的至少一主要电源供应器与备用电源供应器，其中以由至少一主要电源供应器提供工作电压给节点，而至少一备用电源供应器不提供工作电压给节点。如此一来，可达到省电的作用，并可避免电源供应器发生异常时，机柜无法运作的情况发生。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种机柜的电源控制方法，该机柜具有多个节点，其特征在于，该机柜的电源控制方法包括：
接收该些节点各自的一功率信息；
依据该些功率信息，计算该些节点的一总功率消耗值；
依据该总功率消耗值以及一单一电源供应器的最大供应功率值，计算一电源供应器开启数量；以及
依据该电源供应器开启数量，启动成对的至少一主要电源供应器与备用电源供应器，以由该至少一主要电源供应器提供一工作电压给该些节点，而该至少一备用电源供应器不提供该工作电压给该些节点，其中该至少一主要电源供应器与该至少一备用电源供应器所接收的输入源不同。
2.根据权利要求1所述的机柜的电源控制方法，其特征在于，还包括：
接收启动的该至少一主要电源供应器所产生的一电源良好信号；
依据该电源良好信号，判断启动的该至少一主要电源供应器是否发生异常；以及
若判断启动的该至少一主要电源供应器发生异常，启动对应数量的剩余的该至少一主要电源供应器。
3.根据权利要求2所述的机柜的电源控制方法，其特征在于，启动对应数量的剩余的该至少一主要电源供应器的步骤之前还包括：
判断发生异常的启动的该至少一主要电源供应器是否为主要电源供应器的最后一个；
若判断出发生异常的启动的该至少一主要电源供应器不为该至少一主要电源供应器的最后一个，启动对应数量的剩余的该至少一主要电源供应器；以及
若判断出发生异常的启动的该至少一主要电源供应器为该至少一主要电源供应器的最后一个，切换由对应数量的该至少一备用电源供应器提供该工作电压给该些节点。
4.根据权利要求3所述的机柜的电源控制方法，其特征在于，判断发生异常的启动的该至少一主要电源供应器是否为主要电源供应器的最后一个的步骤之前还包括：
判断所有启动的该至少一主要电源供应器是否都发生异常；
若判断出所有启动的该至少一主要电源供应器都发生异常，切换由对应数量的该至少一备用电源供应器提供该工作电压给该些节点；以及
若判断出所有启动的该至少一主要电源供应器未都发生异常，则进入判断发生异常的启动的该至少一主要电源供应器是否为该至少一主要电源供应器的最后一个的步骤。
5.一种机柜，其特征在于，包括：
多个主要电源供应器，用以分别提供一工作电压；
多个备用电源供应器，用以分别提供该工作电压，其中该些主要电源供应器与该些备用电源供应器所接收的输入源不同；
多个节点，用以分别提供一功率信息；
一机柜管理控制器，耦接该些节点，用以接收该些功率信息，并依据该些功率信息，计算该些节点的一总功率消耗值，且依据该总功率消耗值与一单一电源供应器的最大供应功率值，计算一电源供应器开启数量；以及
一控制单元，耦接该机柜管理控制器、该些主要电源供应器与该些备用电源供应器，用以接收并依据该电源供应器开启数量，产生多个控制信号，以启动成对的至少一该些主要电源供应器与该些备用电源供应器，并由至少一该些主要电源供应器提供该工作电压压给该些节点，而该至少一备用电源供应器不提供该工作电压给该些节点。
6.根据权利要求5所述的机柜，其特征在于，该些控制信号包括启动信号与供电信号。
7.根据权利要求5所述的机柜，其特征在于，至少一该些主要电源供应器与该些备用电源供应器启动后，分别产生一电源良好信号传送至该控制单元，该控制单元依据该些电源良好信号，判断至少一该些主要电源供应器是否发生异常，若判断至少一该些主要电源供应器发生异常，该控制单元启动对应数量的剩余的至少一该些主要电源供应器。
8.根据权利要求7所述的机柜，其特征在于，该控制单元还判断发生异常的至少一该些主要电源供应器是否为该些主要电源供应器的最后一个，若判断出发生异常的至少一该些主要电源供应器不为该些主要电源供应器的最后一个，该控制单元启动对应数量的剩余的至少一该些主要电源供应器，若判断出发生异常的至少一该些主要电源供应器为该些主要电源供应器的最后一个，则切换由对应数量的至少一该些备用电源供应器提供该工作电压给该些节点。
9.根据权利要求8所述的机柜，其特征在于，该控制单元还判断所有启动的至少一该些主要电源供应器是否都发生异常，若判断出所有启动的至少一该些主要电源供应器都发生异常，该控制单元切换由对应数量的至少一该些备用电源供应器提供该工作电压给该些节点，若判断出所有启动的至少一该些主要电源供应器未都发生异常，该控制单元进行判断发生异常的启动的至少一该些主要电源供应器是否为该些主要电源供应器的最后一个，以决定启动对应数量的剩余的至少一该些主要电源供应器，或是切换由对应数量的至少一该些备用电源供应器提供该工作电压给该些节点。
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