CN107085461A - 基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法 - Google Patents

基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于服务器设备领域，尤其是一种基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法；包括电源盒和电源模块，所述电源模块包括PSU电源和BBU电源；所述BBU电源与所述PSU电源均放置在所述电源盒中；所述BBU电源与所述PSU电源相电连，所述PSU电源上还设有电源接口；本方案提供的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法,目的就是为控制器存储系统提供一种简易供电方案,每个小型模组或者单个存储系统中,安装此独立模块化供电模组,在断电突发状况下,可以持续供电几分钟甚至十几分钟,使得系统进行软关机,触发数据保护,确保控制器存储系统稳定性。

Description

基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法
技术领域
本发明属于服务器设备领域，尤其是一种基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法。
背景技术
随着互联网时代,以及大数据时代的到来,对数据的处理、存储需求呈现爆炸式的增长,同时也对服务器的稳定性以及安全性提出更高的要求,这样对在运行的服务器系统维护和数据保护,要在不间断供电状态下稳定工作.面对突发断电状况,整个控制器存储系统数据稳定性就需要一个掉电备份供电方案,持续供电几分钟甚至十几分钟情况下，系统自动实现软关机,确保在运行数据保护,以利下次系统来电后,系统能够快速从上次断电事故中,快速恢复当时数据运行状态,确保系统稳定性。
现有方案中,控制存储服务器都依附大型机柜和机架为依托,安置在大型机房中,采用集中交流供电和集中UPS不间断备份供电方案。所有的UPS电池都要集中管理,统一供电,在搬运和拆卸运输上面非常不方便；与此同时,每台控制器存储设备上面的电源都需要支持高压交流和直流两种电源方案模式,这样才能确保交流断电后,UPS方可启动备份供电模式。如此会造成成本较高，设备复杂等缺点。
此外，现有的技术方案中,BBU电池备份,仅仅实现单个电源备份方案,但备份电源电量不够,或者在使用过程中BBU电源出现故障,不能够对设备持续提供稳定的电源,导致存储系统数据因断电而丢失。
为此，有必要设计一种新型的模块化供电方案，能够减少UPS设备，从而更加方便服务器等的维护。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法，用来克服现有现有服务器内部线缆较多维护困难的问题。
本发明是这样实现的，一种基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法，包括电源盒和电源模块，所述电源模块包括PSU电源和BBU电源；所述BBU电源与所述PSU电源均放置在所述电源盒中；所述BBU电源与所述PSU电源相电连，所述PSU电源上还设有电源接口。通过该电源模组实现将正常电源和备用电源合成在一起，从而避免了UPS，也不用进行降压升压操作。
本发明的进一步技术方案是：所述电源盒内部还设有风扇模块。
本发明的进一步技术方案是：所述风扇模块包括两个风扇，两个风扇之间相互串联。
本发明的进一步技术方案是：所述电源盒底部设有排气孔。
本发明的进一步技术方案是：所述电源盒侧边设有排气孔。
本发明的进一步技术方案是：所述电源盒底部设有把手。
本发明的进一步技术方案是：所述电源盒底部设有固定条。
本发明的另一目的在于提供一种基于前述基于独立模块化备份供电电源模组的使用方法，该方法包括以下步骤：
步骤A：主板BMC模块周期性检测PSU电源是否具有电源，若所述PSU电源在位，则进入步骤B，若所述PSU电源掉电，则进入步骤C；
步骤B：主板CPLD模块发送命令，主板通过PSU电源供电；
步骤C： 主板CPLD模块发送命令，主板通过BBU电源供电。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤A前还包括检测步骤，所述检测步骤系由BMC模块完成。
本发明的进一步技术方案是：所述检测步骤包括以下分步骤：
步骤Z:BMC模块检测所述BBU电源是否在位；
步骤Y：BMC模块周期性检测所述BBU电源电量，若所述BBU电源电量小于100%则进入步骤X；若所述BBU电源电量等于100% 则进入步骤W；
步骤X：BMC模块发出充电信号，PSU电源向BBU电源充电；
步骤W：BMC模块发出充电完成信号。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤Y包括以下步骤，若所述BBU电源电量超过4个小时小于90%，则所述BMC模块发送BBU电源故障信号。
本发明的有益效果是：本方案提供的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法,目的就是为控制器存储系统提供一种简易供电方案,每个小型模组或者单个存储系统中,安装此独立模块化供电模组,在断电突发状况下,可以持续供电几分钟甚至十几分钟,使得系统进行软关机,触发数据保护,确保控制器存储系统稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法的示意图。
图2是本发明实施例提供的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法安装进入处理器后的示意图。
图3是本发明实施例提供的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法的充电示意图。
附图标记：1-电源盒；2-风扇模块；3-BBU电池；4-PSU电源。
具体实施方式
本发明提供一种基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法。以下结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
图1是本发明实施例提供的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法的示意图。图2是本发明实施例提供的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法安装进入处理器后的示意图。
从图1、2可以看出，一种基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法，包括电源盒1和电源模块，所述电源模块包括PSU电源4和BBU电源3；所述BBU电源与所述PSU电源均放置在所述电源盒中；所述BBU电源与所述PSU电源相电连，所述PSU电源上还设有电源接口。通过该电源模组实现将正常电源和备用电源合成在一起，从而避免了UPS，也不用进行降压升压操作。
从图中可以看出，所述电源盒内部还设有风扇模块2。所述风扇模块包括两个风扇，两个风扇之间相互串联。
从图中可以看出，所述电源盒底部设有排气孔。
从图中可以看出，所述电源盒侧边设有排气孔。
从图中可以看出，所述电源盒底部设有把手。
从图中可以看出，所述电源盒底部设有固定条。
从图2可以看出此电源混合模组:采用混叠方式进行,上面叠加PSU模组,下面铺放BBU电池备份模组,两个模组叠加在一起,通过SPIB将电源输出到主机板.同时在服务器的左右两侧各放置一个电源模组,实现1+1冗电模式。
本发明BBU冗电备份的模块化电源模组,其最大优点就是除了集成PSU电源冗电之外，同时实现BBU备份冗电方案,而且每个电源模组都是模块化的,集合在一个电源模组里面,便于拆卸和维护,快捷易处理方面大大提升,提高操作人员的效率。
接下来介绍基于本方案中BBU冗电备份的模块化电源模组形成的电源切换方法。
一种基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法，包括以下步骤：
步骤A：主板BMC模块周期性检测PSU电源是否具有电源，若所述PSU电源在位，则进入步骤B，若所述PSU电源掉电，则进入步骤C；
步骤B：主板CPLD模块发送命令，主板通过PSU电源供电；
步骤C： 主板CPLD模块发送命令，主板通过BBU电源供电。
可选的，所述步骤A前还包括检测步骤，所述检测步骤系由BMC模块完成。
其中，所述检测步骤包括以下分步骤：
步骤Z:BMC模块检测所述BBU电源是否在位；
步骤Y：BMC模块周期性检测所述BBU电源电量，若所述BBU电源电量小于100%则进入步骤X；若所述BBU电源电量等于100% 则进入步骤W；
步骤X：BMC模块发出充电信号，PSU电源向BBU电源充电；
步骤W：BMC模块发出充电完成信号。
进一步的，所述步骤Y包括以下步骤，若所述BBU电源电量超过4个小时小于90%，则所述BMC模块发送BBU电源故障信号。
CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。CPLD主要是由可编程逻辑宏单元(MC，Macro Cell)围绕中心的可编程互连矩阵单元组成。其中MC结构较复杂，并具有复杂的I/O单元互连结构，可由用户根据需要生成特定的电路结构，完成一定的功能。由于CPLD内部采用固定长度的金属线进行各逻辑块的互连，所以设计的逻辑电路具有时间可预测性，避免了分段式互连结构时序不完全预测的缺点。
主板本身就设有CPLD和BMC模块，这两个模块都是可编程的。现有CPLD和BMC模块都不具有本方案中电池管理的作用。本方案针对性的进行了编程。
其中BMC控制模块涉及BBU冗电模组电量侦测、充放电使能管理等。当BBU电池模组电量低于100%时,进行充电使能操作,同时电量充电100%后,释放BBU_Charge_OK信号。当BBU电池模组电量小于90%时候, BBU电池模组视为故障,BMC控制BBU电池模组不放电操作.
BBU电池模组充放电动作由BMC控制,切换充电模式增均由CPLD逻辑模组实现.本例中可以使用相关的控制程序如下:
IF (PSU1_PWROK='0'AND BBU1_PRESENT_N='0' AND BBU1_CHARGE_OK='1' AND BBU1_FAULT_N='1') THEN
PSU_SW_EN<='1';
BBU1_SW_EN<='1';
BBU1_ACTIVE_N<='0';
ELSE
PSU_SW_EN<='0';
BBU1_SW_EN<='0';
BBU1_ACTIVE_N<='1';
其中PSU_SW_EN代表PSU电源控制信号；BBU1_SW_EN代表BBU切换控制信号，BBU1_ACTIVE_N代表BBU在位活动判断信号。这样通过检测PSU模块是否上电来决定是否需要启动BBU模块。切换时，CPLD发出控制电源切换模组的使能信号,来达到切换目的.切换的要求均以BBU电池模组充电完成,不出现故障情况为前提。CPLD逻辑控制器,在满足对应条件下,即可进行BBU电池模组切换。
本方案由于可以在同一个处理器中可以设置多种电源组件从而当BBU1电池出现故障或者电量不足情况下, CPLD模块可以切换到BBU2电池供电,对系统进行保护,确保运行系统稳定性。
本方案提供的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法,目的就是为控制器存储系统提供一种简易供电方案,每个小型模组或者单个存储系统中,安装此独立模块化供电模组,在断电突发状况下,可以持续供电几分钟甚至十几分钟,使得系统进行软关机,触发数据保护,确保控制器存储系统稳定性。
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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法，其特征在于：包括电源盒和电源模块，所述电源模块包括PSU电源和BBU电源；所述BBU电源与所述PSU电源均放置在所述电源盒中；所述BBU电源与所述PSU电源相电连，所述PSU电源上还设有电源接口。
2.根据权利要求1所述的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法，其特征在于：所述电源盒内部还设有风扇模块。
3.根据权利要求2所述的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法，其特征在于：所述风扇模块包括两个风扇，两个风扇之间相互串联。
4.根据权利要求3所述的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法，其特征在于：所述电源盒底部和侧边设有排气孔。
5.根据权利要求1-4中任一所述的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法，其特征在于：所述电源盒底部设有把手。
6.根据权利要求1-4中任一所述的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法，其特征在于：所述电源盒底部设有固定条。
7.一种基于权利要求1-6所述的基于独立模块化备份供电电源模组的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：主板BMC模块周期性检测PSU电源是否具有电源，若所述PSU电源在位，则进入步骤B，若所述PSU电源掉电，则进入步骤C；
步骤B：主板CPLD模块发送命令，主板通过PSU电源供电；
步骤C：主板CPLD模块发送命令，主板通过BBU电源供电。
8.根据权利要求7所述的基于独立模块化备份供电电源模组的使用方法，其特征在于：所述步骤A前还包括检测步骤，所述检测步骤系由BMC模块完成。
9.根据权利要求8所述的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法，其特征在于：所述检测步骤包括以下分步骤：
步骤Z:BMC模块检测所述BBU电源是否在位；
步骤Y：BMC模块周期性检测所述BBU电源电量，若所述BBU电源电量小于100%则进入步骤X；若所述BBU电源电量等于100% 则进入步骤W；
步骤X：BMC模块发出充电信号，PSU电源向BBU电源充电；
步骤W：BMC模块发出充电完成信号。
10.根据权利要求9所述的基于独立模块化备份供电电源模组及其使用方法，其特征在于：所述步骤Y包括以下步骤，若所述BBU电源电量超过4个小时小于90%，则所述BMC模块发送BBU电源故障信号。
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