CN105281427A - 一种连续供电系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种连续供电系统及方法，该连续供电系统包括：AC-DC转换模块，用于利用直流电为整机柜服务器进行供电，以及为BBU充电；充电电路，与BBU相连接，用于利用AC-DC转换模块转换后的直流电为BBU充电；BBU，用于在外部电源断开时，对整机柜服务器进行供电；供电母排，用于将AC-DC转换模块转换后的直流电传输给整机柜服务器；检测电路，用于检测供电母排上的供电电压，在根据供电母排上的供电电压确定外部电源处于断开状态时，将为整机柜服务器内的被供电模块进行供电的电源切换为BBU。根据本方案，可以实现整机柜服务器的连续供电。
Description
技术领域
本发明涉及供电技术领域，特别涉及一种连续供电系统及方法。
背景技术
随着计算机技术的发展和计算机应用的普及，服务器数量的增长速度越来越快。目前，整机柜服务器作为一种新型的产品形态，由于整合了交换机、布线系统等，提升了服务器使用的速度和效率，市场份额快速的增长。
目前的整机柜服务器主要依赖数据中心的UPS供电系统，以实现整机柜服务器的正常工作，然而，当市电发生断电时，整机柜服务器只能够等到市电正常供电时才能继续工作，从而影响了整机柜服务器的工作效率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种连续供电系统及方法，以实现整机柜服务器的连续工作。
第一方面，本发明提供了一种连续供电系统，位于整机柜服务器中，所述连续供电系统包括：
AC-DC转换模块，用于在外部电源处于供电状态时，将外部电源的交流电转换为直流电，并将转换后的直流电为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电，以及通过充电电路为电池备份单元BBU充电；
与所述AC-DC转换模块相连接的充电电路，与BBU相连接，用于利用所述AC-DC转换模块转换后的直流电为BBU充电；
与所述充电电路相连接的BBU，用于在外部电源断开时，对所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电；
与所述AC-DC转换模块相连接的供电母排，用于将所述AC-DC转换模块转换后的直流电传输给所述整机柜服务器内的被供电模块；
与所述供电母排相连接的检测电路，用于检测所述供电母排上的供电电压，在根据所述供电母排上的供电电压确定外部电源处于断开状态时，将为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电的电源切换为BBU。
优选地，进一步包括：
设置模块，用于确定电压阈值，并设置所述电压阈值，并将设置的所述电压阈值发送至所述检测电路；
所述检测电路，具体用于在检测到所述供电母排上的供电电压不大于所述电压阈值时，确定外部电源处于断开状态。
优选地，
所述设置单元，用于确定所述整机柜服务器内的被供电模块的最大工作电流，以及为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电时供电电流从0上升到所述最大工作电流时的上升速度，并根据所述最大工作电流和所述上升速度，确定为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电时供电电流从0上升到所述最大工作电流的目标时间段；
所述设置单元，用于确定在外部电源断开时，所述供电母排上的供电电压下降速度，并根据所述目标时间段计算出所述电压阈值。
优选地，所述连续供电系统进一步包括：开关，在外部电源处于供电状态时，与所述AC-DC转换模块相连接，在外部电源处于断开状态时，与BBU相连接；
所述检测电路，进一步与所述开关相连接，具体用于在确定外部电源处于断开状态时，将所述开关与BBU相连接，以使为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电的电源切换为BBU。
优选地，所述整机柜服务器内的被供电模块包括：服务器、交换机、存储、风扇和管理模块中的至少一个。
优选地，所述连续供电系统中至少包括一组主备供电模块，每一组主备供电模块包括一个所述AC-DC转换模块与一个BBU。
第二方面，本发明还提供了一种基于上述连续供电系统进行的连续供电方法，应用于整机柜服务器中，所述方法包括：
在外部电源处于连接状态时，利用AC-DC转换模块将外部电源的交流电转换为直流电，并将转换后的直流电为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电，以及通过充电电路为电池备份单元BBU充电；
利用检测电路对供电母排上的供电电压进行检测，在根据所述供电母排上的供电电压确定外部电源处于断开状态时，将为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电的电源切换为BBU；
利用BBU为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电。
优选地，
进一步包括：预先确定电压阈值，并设置所述电压阈值；
所述根据所述供电母排上的供电电压确定外部电源处于断开状态，包括：在检测到所述供电母排上的供电电压不大于所述电压阈值时，确定外部电源处于断开状态。
优选地，所述确定电压阈值，包括：
确定所述整机柜服务器内的被供电模块的最大工作电流，以及为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电时供电电流从0上升到所述最大工作电流时的上升速度，并根据所述最大工作电流和所述上升速度，确定为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电时供电电流从0上升到所述最大工作电流的目标时间段；
确定在外部电源断开时，所述供电母排上的供电电压下降速度，并根据所述目标时间段计算出所述电压阈值。
优选地，所述目标时间段为10微秒。
本发明实施例提供了一种连续供电系统及方法，通过在整机柜服务器中增加BBU，并将该BBU与AC-DC转换模块相连接，以使AC-DC转换模块在为整机柜服务器进行供电时，能够同时为BBU进行充电，以保证在利用检测单元检测到外部电源断开时，可以将为整机柜服务器进行供电的电源切换为BBU，从而可以实现整机柜服务器的连续工作。
附图说明
图1是本发明实施例提供的连续供电系统示意图；
图2是本发明实施例提供的连续供电系统另一示意图；
图3是本发明实施例提供的连续供电方法流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅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。
如图1所示，本发明实施例提供了一种连续供电系统，位于整机柜服务器中，该系统可以包括：
AC-DC转换模块101，用于在外部电源处于供电状态时，将外部电源的交流电转换为直流电，并将转换后的直流电为所述整机柜服务器10内的被供电模块进行供电，以及通过充电电路102为电池备份单元BBU(BatteryBackupUnit，电池备份单元)103充电；
与所述AC-DC转换模块101相连接的充电电路102，与BBU103相连接，用于利用所述AC-DC转换模块101转换后的直流电为BBU103充电；
与所述充电电路102相连接的BBU103，用于在外部电源断开时，对所述整机柜服务器10内的被供电模块进行供电；
与所述AC-DC转换模块101相连接的供电母排104，用于将所述AC-DC转换模块101转换后的直流电传输给所述整机柜服务器10内的被供电模块；
与所述供电母排104相连接的检测电路105，用于检测所述供电母排104上的供电电压，在根据所述供电母排104上的供电电压确定外部电源处于断开状态时，将为所述整机柜服务器10内的被供电模块进行供电的电源切换为BBU103。
根据本实施例提供的连续供电系统，通过在整机柜服务器中增加BBU，并将该BBU与AC-DC转换模块相连接，以使AC-DC转换模块在为整机柜服务器进行供电时，能够同时为BBU进行充电，以保证在利用检测单元检测到外部电源断开时，可以将为整机柜服务器进行供电的电源切换为BBU，从而可以实现整机柜服务器的连续工作。
其中，该充电电路102可以采用在线式充电模式，以实现对BBU103的充电。
其中，该BBU可以采用高能量密度、工作稳定高的锂电池，实现空间的占用优化。当然，也可以使用其他材质的蓄电池。
在本发明一个优选实施例中，一个AC-DC转换模块与一个BBU可以作为一组主备供电模块，其中，AC-DC转换模块作为传统的直流电供电电源，BBU作为该直流电供电电源的备用电源，用于在外部电源断开连接时为整机柜服务器进行供电。
为了保证整机柜服务器的正常工作，在整机柜服务器中可以设置至少一组主备供电模块，每一组主备供电模块可以分别为整机柜服务器中不同的被供电模块进行供电，也可以为整机柜服务器中同一被供电模块进行供电。
在本实施例中，可以设置AC-DC转换模块与BBU相同的接口和相同的尺寸，从而可以保证AC-DC转换模块与BBU之间的灵活互换。
由于当外部电源处于断开状态时，为了保证整机柜服务器的连续工作，需要将为整机柜服务器进行供电的电源切换为BBU103，而在切换过程中，BBU的供电电流从0上升到整机柜服务器中被供电模块的最大工作电流时需要耗费一定的时间段，因此，为了保证整机柜服务器在切换过程中处于不断开的状态，需要在确定外部电源断开之后，到切换为BBU，在到BBU的供电电流上升到整机柜服务器中被供电模块的最大工作电流之前，AC-DC转换模块能够保证在该段时间内继续提供输入电压，以保证整机柜服务器不被宕掉。因此，检测电路105需要在供电母排104的供电电压不为0时，确定出外部电源的断开状态。
在本发明一个优选实施例中，请参考图2，该连续供电系统可以进一步包括：
设置模块107，用于确定电压阈值，并设置所述电压阈值，并将设置的所述电压阈值发送至所述检测电路105；
所述检测电路105，具体用于在检测到所述供电母排104上的供电电压不大于所述电压阈值时，确定外部电源处于断开状态。
在本发明一个优选实施例中，所述设置单元107，用于确定所述整机柜服务器内的被供电模块的最大工作电流Imax，以及为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电时供电电流从0上升到所述最大工作电流Imax时的上升速度v1，并根据所述最大工作电流Imax和所述上升速度v1，确定为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电时供电电流从0上升到所述最大工作电流Imax的目标时间段t；
其中，由于整机柜服务器中包括多个被供电模块，而每一个被供电模块所需的工作电流不一定相同，因此，此处需要确定整机柜服务器内被供电模块的最大工作电流。
其中，t＝Imax/v1。
一般状态下，该目标时间段t为10微秒。
所述设置单元107，用于确定在外部电源断开时，所述供电母排上的供电电压下降速度v2，并根据所述目标时间段t计算出所述电压阈值Ux。
其中，Ux＝v2*t。
优选地，该电压阈值的设置可以大于Ux。
需要说明的是，该电压阈值的设置还需要根据整机柜服务器实际的工作电压来确定，以避免出现检测错误，导致在正常供电时造成误切换情况。
通过根据上述电压阈值来确定外部电源是否处于断开状态，从而进一步保证整机柜服务器处于连续供电状态。
在本发明一个优选实施例中，整机柜服务器内的被供电模块包括：服务器、交换机、存储、风扇和管理模块中的至少一个。
在本发明一个优选实施例中，请参考图2，所述连续供电系统还可以进一步包括：开关106，在外部电源处于供电状态时，与所述AC-DC转换模块101相连接，在外部电源处于断开状态时，与BBU103相连接；
所述检测电路105，进一步与所述开关106相连接，具体用于在确定外部电源处于断开状态时，将所述开关与BBU相连接，以使为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电的电源切换为BBU。
其中，开关106可以是单刀双掷开关，也可以是双刀双掷开关。
在开关106是单刀双掷开关时，在整机柜服务器处于初始供电状态时，此时整机柜服务器由传统的直流供电电源进行供电，开关106与作为直流供电电压的AC-DC转换模块相连接，以实现直流供电电源为整机柜服务器进行供电。当外部电源处于断开状态时，检测电路105将开关106与AC-DC转换模块，并将开关106与BBU相连接，以实现利用BBU中蓄电量为整机柜服务器进行供电。
在开关106是双刀双掷开关时，开关106与AC-DC转换模块相连接，且开关106另一刀处于断开状态，当外部电源处于断开状态时，检测电路105将开关106中处于断开状态的一刀拨下实现与BBU相连接，从而实现利用BBU中蓄电量为整机柜服务器进行供电。
如图3所示，本发明实施例还提供了一种基于上述实施例中连续供电系统的连续供电方法，该方法可以包括以下步骤：
步骤301：在外部电源处于连接状态时，利用AC-DC转换模块将外部电源的交流电转换为直流电，并将转换后的直流电为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电，以及通过充电电路为电池备份单元BBU充电；
步骤302：利用检测电路对供电母排上的供电电压进行检测，在根据所述供电母排上的供电电压确定外部电源处于断开状态时，将为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电的电源切换为BBU；
步骤303：利用BBU为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电。
由于当外部电源处于断开状态时，为了保证整机柜服务器的连续工作，需要将为整机柜服务器进行供电的电源切换为BBU103，而在切换过程中，BBU的供电电流从0上升到整机柜服务器中被供电模块的最大工作电流时需要耗费一定的时间段，因此，为了保证整机柜服务器在切换过程中处于不断开的状态，需要在确定外部电源断开之后，到切换为BBU，在到BBU的供电电流上升到整机柜服务器中被供电模块的最大工作电流之前，AC-DC转换模块能够保证在该段时间内继续提供输入电压，以保证整机柜服务器不被宕掉。因此，检测电路105需要在供电母排104的供电电压不为0时，确定出外部电源的断开状态。
因此，该方法可以进一步包括：步骤300：预先确定电压阈值，并设置所述电压阈值；
在本发明一个优选实施例中，可以通过如下方式确定电压阈值：
首先，确定所述整机柜服务器内的被供电模块的最大工作电流，以及为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电时供电电流从0上升到所述最大工作电流时的上升速度，并根据所述最大工作电流和所述上升速度，确定为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电时供电电流从0上升到所述最大工作电流的目标时间段；
其次，确定在外部电源断开时，所述供电母排上的供电电压下降速度，并根据所述目标时间段计算出所述电压阈值。
因此，在步骤402中，所述根据所述供电母排上的供电电压确定外部电源处于断开状态，包括：在检测到所述供电母排上的供电电压不大于所述电压阈值时，确定外部电源处于断开状态。
其中，所述目标时间段为10微秒。
综上，本发明实施例至少可以实现如下有益效果：
1、在本发明实施例中，通过在整机柜服务器中增加BBU，并将该BBU与AC-DC转换模块相连接，以使AC-DC转换模块在为整机柜服务器进行供电时，能够同时为BBU进行充电，以保证在利用检测单元检测到外部电源断开时，可以将为整机柜服务器进行供电的电源切换为BBU，从而可以实现整机柜服务器的连续工作。
2、在本发明实施例中，通过设置电压阈值，使得检测电路在检测到供电母排上的供电电压不大于该电压阈值时，确定为外部电源处于断开状态，从而可以保证在该供电电压从该电压阈值降为0的时间段内，可以满足BBU对整机柜服务器的供电电流从0上述为最大工作电流，从而可以保证整机柜服务器处于连续被供电的状态。
3、在本发明实施例中，经过实际的验证，可以保证整机柜服务器，在只有一路市电输入的情况下，保证整机柜服务器系统内各个被供电模块的稳定、持续性工作。减弱了对部署环境的依赖性，从而提高了适应能力，以及工作环境建设和运维的复杂度、成本。
上述设备内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个〃〃〃〃〃〃”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
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在计算机可读取的存储介质中，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中。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种连续供电系统，其特征在于，位于整机柜服务器中，所述连续供电系统包括：
AC-DC转换模块，用于在外部电源处于供电状态时，将外部电源的交流电转换为直流电，并将转换后的直流电为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电，以及通过充电电路为电池备份单元BBU充电；
与所述AC-DC转换模块相连接的充电电路，与BBU相连接，用于利用所述AC-DC转换模块转换后的直流电为BBU充电；
与所述充电电路相连接的BBU，用于在外部电源断开时，对所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电；
与所述AC-DC转换模块相连接的供电母排，用于将所述AC-DC转换模块转换后的直流电传输给所述整机柜服务器内的被供电模块；
与所述供电母排相连接的检测电路，用于检测所述供电母排上的供电电压，在根据所述供电母排上的供电电压确定外部电源处于断开状态时，将为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电的电源切换为BBU。
2.根据权利要求1所述的连续供电系统，其特征在于，进一步包括：
设置模块，用于确定电压阈值，并设置所述电压阈值，并将设置的所述电压阈值发送至所述检测电路；
所述检测电路，具体用于在检测到所述供电母排上的供电电压不大于所述电压阈值时，确定外部电源处于断开状态。
3.根据权利要求2所述的连续供电系统，其特征在于，
所述设置单元，用于确定所述整机柜服务器内的被供电模块的最大工作电流，以及为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电时供电电流从0上升到所述最大工作电流时的上升速度，并根据所述最大工作电流和所述上升速度，确定为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电时供电电流从0上升到所述最大工作电流的目标时间段；
所述设置单元，用于确定在外部电源断开时，所述供电母排上的供电电压下降速度，并根据所述目标时间段计算出所述电压阈值。
4.根据权利要求1-3所述的连续供电系统，其特征在于，所述连续供电系统进一步包括：开关，在外部电源处于供电状态时，与所述AC-DC转换模块相连接，在外部电源处于断开状态时，与BBU相连接；
所述检测电路，进一步与所述开关相连接，具体用于在确定外部电源处于断开状态时，将所述开关与BBU相连接，以使为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电的电源切换为BBU。
5.根据权利要求4所述的连续供电系统，其特征在于，所述整机柜服务器内的被供电模块包括：服务器、交换机、存储、风扇和管理模块中的至少一个。
6.根据权利要求4所述的连续供电系统，其特征在于，所述连续供电系统中至少包括一组主备供电模块，每一组主备供电模块包括一个所述AC-DC转换模块与一个BBU。
7.一种基于上述权利要求1-6中任一所述的连续供电系统进行的连续供电方法，其特征在于，应用于整机柜服务器中，所述方法包括：
在外部电源处于连接状态时，利用AC-DC转换模块将外部电源的交流电转换为直流电，并将转换后的直流电为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电，以及通过充电电路为电池备份单元BBU充电；
利用检测电路对供电母排上的供电电压进行检测，在根据所述供电母排上的供电电压确定外部电源处于断开状态时，将为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电的电源切换为BBU；
利用BBU为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
进一步包括：预先确定电压阈值，并设置所述电压阈值；
所述根据所述供电母排上的供电电压确定外部电源处于断开状态，包括：在检测到所述供电母排上的供电电压不大于所述电压阈值时，确定外部电源处于断开状态。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定电压阈值，包括：
确定所述整机柜服务器内的被供电模块的最大工作电流，以及为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电时供电电流从0上升到所述最大工作电流时的上升速度，并根据所述最大工作电流和所述上升速度，确定为所述整机柜服务器内的被供电模块进行供电时供电电流从0上升到所述最大工作电流的目标时间段；
确定在外部电源断开时，所述供电母排上的供电电压下降速度，并根据所述目标时间段计算出所述电压阈值。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述目标时间段为10微秒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160127 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |