CN104836324A - 一种冗余电源放电控制系统和方法 - Google Patents

一种冗余电源放电控制系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种冗余电源放电控制系统和方法。该系统包括冗余电源、电池模组、系统模块。冗余电源与电池模组、系统模块连接,冗余电源将交流电转化为直流电并输出至系统模块和电池模组。电池模组与系统模块连接,用于判断冗余电源是否掉电,若是,则开始对系统模块供电,同时输出节能触发信号至系统模块,以控制系统模块切换至待机状态、降低电能消耗,从而延长电池模组的放电时间。该系统和方法能延长电池模组的放电时间。

Description

一种冗余电源放电控制系统和方法
技术领域
本发明涉及一种放电控制领域,更具体地说,涉及一种冗余电源放电控制系统和方法。
背景技术
冗余电源一般应用在对供电安全要求较高的,存储,计算,高端路由,安防等领域,更有要求更高的,不仅公使用冗余电源来提高电源的可靠性,还会通过增加备用电池或UPS来提高供电的可靠性。然而备用电池的容量是有限的,现有技术中在系统控制方式下,备用的电池模组在给系统模块供电时,系统模块任处于工作状态,电池的放电间较短。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,提供一种可以延长放电时间的冗余电源放电控制系统和方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种冗余电源放电控制系统,包括冗余电源,所述冗余电源接入交流电,还包括电池模组、系统模块,
所述冗余电源,与所述电池模组及所述系统模块连接,用于接收所述交流电并转化为直流电且输出至所述电池模组和所述系统模块,为所述电池模组和所述系统模块供电;
所述电池模组,与所述冗余电源和所述系统模块连接,用于接收所述冗余电源输出的直流电进行充电并检测所述冗余电源是否掉电,当所述冗余电源掉电时为所述系统模块的供电,且输出节能触发信号至所述系统模块;
所述系统模块,利用所述冗余电源和所述电池模组的供电进行工作,并接收所述节能触发信号且判断是否为工作状态,若是,则在所述系统模块工作结束后切换至待机状态,降低所述系统模块所需的功耗,从而降低所述电池模组的输出功率。
优选地,所述冗余电源包括AC输入单元和电源单元;所述AC输入单元与所述电源单元连接,用于接入交流电并输出至所述电源单元;所述电源单元与所述电池模组及所述系统模块连接,用于接收所述交流电并转化为直流电且输出至所述电池模组和所述系统模块,为所述电池模组和所述系统模块供电;
所述电池模组包括储能单元、AC掉电检测单元和控制单元,
所述储能单元,分别与所述冗余电源和所述系统模块连接,用于接收所述冗余电源输出的直流电进行充电以及对所述系统模块放电,
所述AC掉电检测单元,分别与所述控制单元、所述系统模块和所述冗余电源连接,用于检测所述冗余电源中的AC输入单元是否掉电,若是,则输出节能触发信号至所述系统模块以控制所述系统模块在工作结束后切换至待机状态,且输出掉电信号至所述控制单元以控制所述储能单元放电,若否,则输出恢复工作触发信号至所述系统模块以控制所述系统模块恢复工作状态,且输出掉电结束信号至所述控制单元以控制所述储能单元停止放电;
所述控制单元,与所述储能单元、AC掉电检测单元连接,用于接收所述AC掉电检测单元输出的掉电信号并控制所述储能单元放电、接收掉电结束信号并控制所述储能单元停止放电。
优选地,所述系统模块包括系统状态控制单元,
所述系统状态控制单元,用于接收所述节能触发信号并判断所述系统模块是否为工作状态,若是,则在所述系统模块工作结束后切换至待机状态,以减少所述系统模块的功耗。
优选地,所述系统模块还包括用于存储数据的硬盘和用于交换数据的接口设备;
所述系统状态控制单元包括硬盘控制单元、接口设备控制单元和信号输出单元,所述硬盘控制单元用于接收所述节能触发信号并判断所述硬盘是否处于数据存取的状态,若是,则控制所述硬盘在数据存取完成之后切换至待机状态,且接收所述恢复工作触发信号并控制所述硬盘恢复工作状态;
所述接口设备控制单元,用于接收所述节能触发信号并判断所述接口设备是否处于工作状态,若是,则控制所述接口设备在工作完成之后切换至待机状态,且接收所述恢复工作触发信号并控制所述接口设备恢复工作状态。
优选地,所述系统模块还包括处理器,所述处理器与所述系统状态控制单元连接,用于数据和信号的处理,
所述系统状态控制单元还包括处理器控制单元,用于根据所述硬盘和所述接口设备的状态调节所述处理器的工作频率,若所述硬盘和所述接口设备处于工作状态,则控制所述处理器调节至预设的高频率工作,若所述硬盘和所述接口设备处于待机状态,则控制所述处理器调节至预设的低频率工作。
优选地,所述系统模块还包括风扇,所述风扇与所述系统状态控制单元连接,用于为所述系统模块散热,
所述系统状态控制单元还包括风扇控制单元,用于根据所述硬盘和所述接口设备的状态调节所述风扇的转速,若所述硬盘和所述接口设备处于工作状态,则控制所述风扇调节至预设的高转速工作,若所述硬盘和所述接口设备处于待机状态,则控制所述风扇调节至预设的低转速工作。
本发明还提供一种冗余电源放电控制方法,包括下述步骤:
A.冗余电源接收交流电并转化为直流电且输出至电池模组和系统模块;
B.所述电池模组判断所述冗余电源是否掉电,若是,则所述电池模组开始为所述系统模块供电,并执行步骤C;
C.判断所述系统模块是否处于工作状态,若是,则所述系统模块在工作结束后切换至待机状态,从而降低所述系统模块的功耗,延长所述电池模组的供电时间。
优选地,所述步骤C具体包括,
判断所述系统模块内部的接口设备是否处于工作状态,且所述硬盘是否处于数据存取状态,若是,则在所述接口设备结束工作状态、所述硬盘结束数据存取状态后切换至待机状态。
优选地,所述步骤C之后,所述电池模组判断所述冗余电源是否恢复供电,若是,则所述电池模组停止为所述系统模块供电,并输出恢复工作触发信号至所述系统模块,以控制所述系统模块切换至工作状态。
优选地,通过查询所述接口设备的寄存器的标志位来判断所述接口设备是否处于工作状态。
实施本发明的冗余电源放电控制系统和方法,具有以下有益效果:冗余电源将接收交流电并转化为直流电为电池模组和系统模块供电,当电池模组检测到冗余电源掉电时则开始对系统模块供电,并输出节能触发信号至系统模块,控制系统模块在工作结束后切换至待机状态,以减少电能损耗,从而延长电池模组的放电时间。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明冗余电源放电控制系统的结构原理示意图;
图2是本发明冗余电源放电控制方法的结流程示意图。
具体实施方式
如图1所示,在本发明的冗余电源放电控制系统第一实施例中,冗余电源放电控制系统包括冗余电源1、电池模组2、系统模块3。
冗余电源1与电池模组2及系统模块3连接,用于接收交流电并转化为直流电且输出至电池模组2和系统模块3,为电池模组2和系统模块3供电。其中,冗余电源1包括AC输入单元11和电源单元12;AC输入单元11与电源单元12连接,用于接入来自电网的交流电并输出至电源单元12;电源单元12与电池模组2及系统模块3连接,用于接收交流电并转化为直流电且输出至电池模组2和系统模块3,为电池模组2和系统模块3供电。
电池模组2与冗余电源1和系统模块3连接,用于接收冗余电源1输出的直流电进行充电并检测冗余电源4是否掉电,当冗余电源1掉电时则开始为系统模块3供电,且输出节能触发信号至系统模块3,以控制系统模块3在工作结束后切换至待机状态。当电池模块2正在为系统模块3供电时,检测冗余电源1结束掉电,则输出恢复工作触发信号至系统模块3,控制系统模块3开始恢复工作状态。
电池模组2包括储能单元21、AC掉电检测单元22和控制单元23。储能单元21分别与冗余电源1中的电源单元12和系统模块3连接,用于接收冗余电源1中的电源单元12输出的直流电进行充电以及对系统模块3放电。AC掉电检测单元22分别与控制单元23、冗余电源1中的AC输入单元11和系统模块3连接,用于检测是冗余电源1中的AC输入单元11否掉电,若是,则输出节能触发信号至系统模块3以控制系统模块3在工作结束后切换至待机状态,并输出掉电信号至控制单元23,控制单元23接收掉电信号后控制储能单元21为系统模块3放电;此外,在储能单元21放电期间,AC掉电检测单元22检测到冗余电源1中的AC输入单元11结束掉电,则输出恢复工作触发信号至系统模块3,以控制系统模块3恢复工作状态,并输出掉电结束信号至控制单元23,控制单元23接收掉电结束信号后控制储能单元21停止放电。控制单元23与储能单元21、AC掉电检测单元22和系统模块3连接,用于接收AC掉电检测单元22输出的掉电信号并控制储能单元21开始放电,还可以接收AC掉电检测单元22输出的掉电结束信号并控制储能单元21停止放电。更具体地,电池模块2中的AC掉电检测单元22采集冗余电源1中AC输入单元11是否有交流电输入,若能采集到AC输入单元11中有交流电,则判断冗余电源1中的AC输入单元11没有掉电,反之,则判断冗余电源1中的AC输入单元11掉电。
系统模块3利用冗余电源1和电池模组2的供电进行工作,并接收电池模组2输出的节能触发信号切换至待机状态,减小系统模块3的功耗,延长电池模组2的供电时间,系统模块3还可接收来自电源模组2的恢复工作触发信号,并开始恢复工作状态。
系统模块3包括系统状态控制单元31、用于存储数据的硬盘33、用于交换数据的接口设备32、处理器34和风扇35。系统状态控制单元31与电池模组2中的AC掉电检测单元22和控制单元23连接,用于接收AC掉电检测单元22输出的节能触发信号并判断系统模块3是否为工作状态,若是,则控制系统模块3在工作结束后切换至待机状态,以减少系统模块3的功耗,延长电池模组2中储能单元21的供电时间。当系统状态控制单元31接收恢复工作触发信号则控制系统模块3恢复工作状态。
系统状态控制单元31包括硬盘控制单元311、接口设备控制单元312、处理器控制单元313、风扇控制单元314。硬盘控制单元311用于接收节能触发信号并判断硬盘33是否处于数据存取的状态,若是,则控制硬盘33在数据存取完成之后切换至待机状态,此外,硬盘控制单元311还可接收恢复工作触发信号则控制硬盘33恢复工作状态。
接口设备控制单元312用于接收节能触发信号判断接口设备32是否处于工作状态,若是,则控制接口设备32在工作完成之后切换至待机状态,此外,接口设备控制单元312还可以接收恢复工作触发信号,并控制接口设备32恢复工作状态。更具体地,接口设备控制单元31通过查询接口设备32的寄存器的标志位来判断接口设备32是否处于工作状态。
处理器34与系统状态控制单元31连接,用于数据和信号处理。风扇35与系统状态控制单元31连接,用于为系统模块3散热。
处理器控制单元313用于根据硬盘33和接口设备32的状态调节处理器34的工作频率,若硬盘33和接口设备32处于工作状态,则控制处理器34调节至预设的高频率工作,若硬盘33和接口设备32处于待机状态,则控制处理器34调节至预设的低频率工作,该预设的低频率满足系统模块3在待机状态所需的最低频率。风扇控制单元314用于根据硬盘33和接口设备32的状态调节风扇35降低转速,若硬盘33和接口设备32处于工作状态,则控制风扇35调节至预设的高转速工作,若硬盘33和接口设备32处于待机状态,则控制风扇35调节至预设的低转速工作。
恢复工作触发信号可以是TTL高电平信号;当然,恢复工作触发信号可以是TTL低电平信号。
在另一实施例中还提供了一种冗余电源放电控制方法,包括下述步骤:
S1.冗余电源1中的AC输入单元11接收来自电网的交流电并转化为直流电且输出至电池模组2和系统模块3。
S2.电池模组2判断冗余电源1中的AC输入单元11是否掉电,若是,则执行步骤S3.电池模组2开始为系统模块3供电,并执行步骤S4.判断系统模块3是否处于工作状态。
更具体地,步骤S2中,电池模组2内部的AC掉电检测单元22检测冗余电源1中的AC输入单元11是否有交流电输入,若能检测到有交流电输入,则判断冗余电源1中的AC输入单元11没有掉电,反之,则判断AC输入单元11掉电。
步骤S3具体为,当系统模块3内部的AC掉电检测单元22检测AC输入单元11掉电时,输出掉电信号至电池模组2内部的控制单元23,控制单元23控制电池模组2内部的储能单元21放电。
步骤S4具体为,接口设备控制单元312判断接口设备32是否处于工作状态,若是,则接口设备控制单元312控制接口设备32在工作结束后切换至待机状态,减小功耗,且硬盘控制单元311判断硬盘33是否处于数据存取状态,若是,则硬盘控制单元311控制硬盘33数据存取状态结束后切换至待机状态,减小功耗,延长电池模组2中储能单元21的供电时间。
S5.若系统模块3处于工作状态时,则控制系统模块3在工作结束后切换至待机状态,减小系统模块3的功耗,降低电池模组2的输出功率,延长电池模组2的供电时间。在步骤S5中,接口设备控制单元312通过查询接口设备32的寄存器的标志位来判断所述接口设备是否处于工作状态。
S6.若系统模块3不处于工作状态,则直接控制系统模块3立刻切换至待机状态,降低系统模块3的功耗,延长电池模组2的供电时间。具体地,系统模块3中系统状态控制单元31内部的硬盘控制单元311判断硬盘33不处于工作状态,则控制硬盘33切换至待机状态,系统状态控制单元31内部的接口设备控制单元312判断接口设备32不处于工作状态,则控制接口设备32切换至待机状态。
S7.电池模组2内部的AC掉电检测单元22判断冗余电源1中的AC输入单元11是否恢复供电。AC掉电检测单元22在冗余电源1中的AC输入单元11是否有交流电输入,若能检测到,则判断冗余电源1中的AC输入单元11结束掉电、恢复供电。
S8.若冗余电源1中的AC输入单元11恢复供电,则电池模组2停止为系统模块3供电,并输出恢复工作触发信号至系统模块3,以控制系统模块3恢复工作状态。更具体地,若AC掉电检测单元22判断冗余电源1中的AC输入单元11恢复供电,则输出掉电结束信号至电池模组2内部的储能单元21,储能单元21接收掉电结束信号并停止放电,同时,AC掉电检测单元22输出恢复工作触发信号至系统模块3,系统模块3内部的系统状态控制单元31控制硬盘33、接口设备32恢复工作状态,风扇调节至预设的高转速开始工作,处理器调节至预设的高频率开始工作。
综上所述,输出交流电至冗余电源1,冗余电源1将来自交流电转化为直流电并输出至电池模组2和系统模块3。电池模组2中的AC掉电检测单元22判断冗余电源1中的AC输入单元11是否掉电,当AC输入单元11断电时,则AC掉电检测单元22输出掉电信号至控制单元23,控制单元23控制电池模组2中的储能单元21开始放电,以对系统模块3供电,同时AC掉电检测单元22输出节能触发信号至系统模块3,以控制系统模块3在工作结束后切换至待机状态,同时降低系统模块3内部的处理器34的工作频率和风扇35的转速,以减少系统模块3的电能损耗,从而延长电池模组2的放电时间。在电池模组2中的AC掉电检测单元22检测到AC输入单元11结束掉电后,则输出掉电结束信号至控制单元23,控制单元23控制储能单元21停止放电,同时AC掉电检测单元22还输出恢复工作触发信号至系统模块3,控制系统模块3开始恢复工作状态。
可以理解的,以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,可以对上述技术特点进行自由组合,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种冗余电源放电控制系统,包括冗余电源,所述冗余电源接入交流电,其特征在于,还包括电池模组、系统模块,
所述冗余电源,与所述电池模组及所述系统模块连接,用于接收所述交流电并转化为直流电且输出至所述电池模组和所述系统模块,为所述电池模组和所述系统模块供电;
所述电池模组,与所述冗余电源和所述系统模块连接,用于接收所述冗余电源输出的直流电进行充电并检测所述冗余电源是否掉电,当所述冗余电源掉电时为所述系统模块的供电,且输出节能触发信号至所述系统模块;
所述系统模块,利用所述冗余电源和所述电池模组的供电进行工作,并接收所述节能触发信号且判断是否为工作状态,若是,则在所述系统模块工作结束后切换至待机状态,降低所述系统模块所需的功耗,从而降低所述电池模组的输出功率。
2.根据权利要求1所述的冗余电源放电控制系统,其特征在于,所述冗余电源包括AC输入单元和电源单元;所述AC输入单元与所述电源单元连接,用于接入交流电并输出至所述电源单元;所述电源单元与所述电池模组及所述系统模块连接,用于接收所述交流电并转化为直流电且输出至所述电池模组和所述系统模块,为所述电池模组和所述系统模块供电;
所述电池模组包括储能单元、AC掉电检测单元和控制单元,
所述储能单元,分别与所述冗余电源和所述系统模块连接,用于接收所述冗余电源输出的直流电进行充电以及对所述系统模块放电,
所述AC掉电检测单元,分别与所述控制单元、所述系统模块和所述冗余电源连接,用于检测所述冗余电源中的AC输入单元是否掉电,若是,则输出节能触发信号至所述系统模块以控制所述系统模块在工作结束后切换至待机状态,且输出掉电信号至所述控制单元以控制所述储能单元放电,若否,则输出恢复工作触发信号至所述系统模块以控制所述系统模块恢复工作状态,且输出掉电结束信号至所述控制单元以控制所述储能单元停止放电;
所述控制单元,与所述储能单元、AC掉电检测单元连接,用于接收所述AC掉电检测单元输出的掉电信号并控制所述储能单元放电、接收掉电结束信号并控制所述储能单元停止放电。
3.根据权利要求2所述的冗余电源放电控制系统,其特征在于,所述系统模块包括系统状态控制单元,
所述系统状态控制单元,用于接收所述节能触发信号并判断所述系统模块是否为工作状态,若是,则在所述系统模块工作结束后切换至待机状态,以减少所述系统模块的功耗。
4.根据权利要求3所述的冗余电源放电控制系统,其特征在于,所述系统模块还包括用于存储数据的硬盘和用于交换数据的接口设备;
所述系统状态控制单元包括硬盘控制单元、接口设备控制单元和信号输出单元,所述硬盘控制单元用于接收所述节能触发信号并判断所述硬盘是否处于数据存取的状态,若是,则控制所述硬盘在数据存取完成之后切换至待机状态,且接收所述恢复工作触发信号并控制所述硬盘恢复工作状态;
所述接口设备控制单元,用于接收所述节能触发信号并判断所述接口设备是否处于工作状态,若是,则控制所述接口设备在工作完成之后切换至待机状态,且接收所述恢复工作触发信号并控制所述接口设备恢复工作状态。
5.根据权利要求4所述的冗余电源放电控制系统,其特征在于,所述系统模块还包括处理器,所述处理器与所述系统状态控制单元连接,用于数据和信号的处理,
所述系统状态控制单元还包括处理器控制单元,用于根据所述硬盘和所述接口设备的状态调节所述处理器的工作频率,若所述硬盘和所述接口设备处于工作状态,则控制所述处理器调节至预设的高频率工作,若所述硬盘和所述接口设备处于待机状态,则控制所述处理器调节至预设的低频率工作。
6.根据权利要求5所述的冗余电源放电控制系统,其特征在于,所述系统模块还包括风扇,所述风扇与所述系统状态控制单元连接,用于为所述系统模块散热,
所述系统状态控制单元还包括风扇控制单元,用于根据所述硬盘和所述接口设备的状态调节所述风扇的转速,若所述硬盘和所述接口设备处于工作状态,则控制所述风扇调节至预设的高转速工作,若所述硬盘和所述接口设备处于待机状态,则控制所述风扇调节至预设的低转速工作。
7.一种冗余电源放电控制方法,其特征在于,包括下述步骤:
A.冗余电源接收交流电并转化为直流电且输出至电池模组和系统模块;
B.所述电池模组判断所述冗余电源是否掉电,若是,则所述电池模组开始为所述系统模块供电,并执行步骤C;
C.判断所述系统模块是否处于工作状态,若是,则所述系统模块在工作结束后切换至待机状态,从而降低所述系统模块的功耗,延长所述电池模组的供电时间。
8.根据权利要求7所述的冗余电源放电控制方法,其特征在于,所述步骤C具体包括,
判断所述系统模块内部的接口设备是否处于工作状态,且所述硬盘是否处于数据存取状态,若是,则在所述接口设备结束工作状态、所述硬盘结束数据存取状态后切换至待机状态。
9.根据权利要求7所述的冗余电源放电控制方法,其特征在于,所述步骤C之后,所述电池模组判断所述冗余电源是否恢复供电,若是,则所述电池模组停止为所述系统模块供电,并输出恢复工作触发信号至所述系统模块,以控制所述系统模块切换至工作状态。
10.根据权利要求8所述的冗余电源放电控制方法,其特征在于,通过查询所述接口设备的寄存器的标志位来判断所述接口设备是否处于工作状态。
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