CN111010840A - 一种智能电源柜体及管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能电源柜体及管理方法，智能电源柜体包括柜体本体；柜体本体内设置有电源管理控制模块PMC，电源管理控制模块PMC连接有若干PSU供电模块、若干备用PSU供电模块以及若干保护控制模块；每个保护控制模块通过供电铜排连接一路PSU供电模块及一路备用PSU供电模块；每个保护控制模块连接有一路服务器。智能电源柜体管理方法包括：电源管理控制模块PMC监控PSU供电模块、备用PSU供电模块、柜体系统风扇模块、温度传感器以及保护控制模块的工作状态，并提供给机柜管理模块；当电源管理控制模块PMC检测到某路服务器的PSU供电模块工作异常时，启动对应的备用PSU供电模块给该路服务器供电。
Description
技术领域
本发明属于服务器系统供电技术领域，具体涉及一种智能电源柜体及管理方法。
背景技术
PSU，是Power Supply Unit的缩写，电源模块。
云计算的不断发展，给各行各业带来的便利在不断的显现，我们生活中对云计算、大数据的需求也不断的增加，为满足这一不断增加的需求，各地个大型企业在不断的增扩数据中心，服务器的需求量也在增长。数据中心用电量是一个很大的数字，目前各种节能数据中心概念及实践不断提出，例如新能源、制冷节能、服务器节能。从服务器方面节能就是在保证计算量不变的前提下不断的降低能耗。当前机房服务器从供电角度分为集中供电和分布式供电，两种供电方式各有优缺点。
现有方案1：整机柜服务器集中供电，该方案机柜所有电源以资源池化的方式存在，集中一处，然后通过铜排给机柜各服务器供电，供电管理仅限于电源模块的输入输出方面，对于单个服务器设备的用电量没有做细分管理。
现有方案2：传统服务器设备，机架式服务器部署在机柜上，一般一个机柜可以部署20到40台服务器(1U或2U)，这种方式供电的优点是每台服务器供电可以做单独管理，但是由于机柜中各服务器供电是独立的，造成电源模块的负载不在效率最优区间，导致整个机柜供电效率比较低。
上述两种方式，无法兼顾供电效率和单个服务器设备的智能管理。
此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种智能电源柜体及管理方法，是非常有必要的。
发明内容
针对现有技术的上述两种现有服务器供电方式无法兼顾供电效率和单个服务器设备的智能管理的缺陷，本发明提供一种智能电源柜体及管理方法，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种智能电源柜体，包括柜体本体；
柜体本体内设置有电源管理控制模块PMC，电源管理控制模块PMC连接有若干PSU供电模块、若干备用PSU供电模块以及若干保护控制模块；
每个保护控制模块通过供电铜排连接一路PSU供电模块及一路备用PSU供电模块；
每个保护控制模块连接有一路服务器。整个电源部分采用集中供电的方式，每个服务器采用AB两路N+N冗余的供电方式，PSU供电模块或者备用PSU供电模块将12V直流电集中到供电铜排，通过保护控制模块为每一路服务器供电，保护控制模块通过线缆连接每一路服务器。
进一步地，所述柜体本体采用2U结构。整个电源部分集中到2U的柜体本体内。
进一步地，每个PSU供电模块及每个备用PSU供电模块均与外部电源连接。外部电源采用220V交流电源或240V高压直流电源。
进一步地，所述保护控制模块包括保险丝。
进一步地，电源管理控制模块PMC还连接有柜体系统风扇模块和温度传感器，温度传感器用于检测电源管理控制模块PMC的温度。温度传感器设置在电源管理控制模块PMC的外侧。
进一步地，电源管理控制模块PMC通过I2C总线与PSU供电模块、备用PSU供电模块、保护控制模块、柜体系统风扇模块以及温度传感器连接。外部电源与PSU供电模块、备用PSU供电模块，PSU供电模块、备用PSU供电模块与供电铜排，供电铜排与保护控制模块，以及保护控制模块与对应一路服务器之间通过电源线连接，另外，电源管理控制模块PMC与PSU供电模块、备用PSU供电模块、保护控制模块、柜体系统风扇模块以及温度传感器通过作为管理链路的I2C总线连接，获取各模块的状态，对各个模块状态进行监控。
进一步地，电源管理控制模块PMC包括柜体系统风扇保护单元、若干过压保护单元以及若干过流保护单元。电源管理模块PMC针对每一个供电模块有一个过压保护单元和过流保护单元，对每路服务器的供电电压、电流进行监控管理，同时，电源管理控制模块PMC通过PMBUS可以开关每一台服务器的12V供电，以实现对单台服务器的集中管理。由于，电源管理控制模块PMC对服务器的每个供电模块进行管理，使用了大量的芯片，发热量大，单单依靠各供电模块的风扇不足以解决柜体本体内部散热，因此，柜体系统风扇模块可加速柜体本体内部散热，且电源管理控制模块PMC通过风扇保护单元控制调整风扇转速。
进一步地，电源管理控制模块PMC还包括外部网络接口，外部网络接口连接有机柜管理模块。电源管理控制模块PMC通过外部网络接口RJ45，首先和机柜管理交换机连接，在通过机柜管理交换机连接作为机柜管理模块的机房监控系统，机房监控系统可以通过外部网络接口RJ45实时了解到整机柜供电输入输出情况，同时更精细化的监控到每台服务器的能耗情况。
第二方面，本发明提供一种基于第一方面的智能电源柜体管理方法，包括如下步骤：
电源管理控制模块PMC监控PSU供电模块、备用PSU供电模块、柜体系统风扇模块、温度传感器以及保护控制模块的工作状态，并提供给机柜管理模块；
当电源管理控制模块PMC检测到某路服务器的PSU供电模块工作异常时，启动对应的备用PSU供电模块给该路服务器供电；
电源管理控制模块PMC根据获取的温度传感器的温度值，调整柜体系统风扇模块的转速。
进一步地，还包括如下步骤：
电源管理控制模块PMC获取电源工作效率区间范围，并根据电源工作效率区间范围调整服务器的数量及其对应的备用PSU供电模块的数量。本发明虽然采用集中供电方式，但可以通过调整服务器和电源模块的数量，使电源模块工作在效率最佳区间，实现服务器工作在高效率状态，使得服务器达到最节能状态。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的智能电源柜体及管理方法，在现有整机柜供电的形式上，增加对每台服务器供电的管理、监控功能，即保持了整机柜供电的高效节能的特点，符合节能要求，同时电源柜体内设计了电源管理控制模块PMC对每台服务器供电的管理功能，可以时时看到整机柜服务器能耗分布，对功耗管理、能耗分析有很大的益处。作为机柜管理模块的机房不需要通过其它渠道再去获取每台服务器功耗，仅需要本发明的电源柜体就可以实现所有功耗分布的管理。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明的智能电源柜体结构示意图；
图中，1-电源管理控制模块PMC；2-供电铜排；3-外部电源；4-柜体系统风扇模块；5-机柜管理模块；A1-第一PSU供电模块；An-第N PSU供电模块；B1-第一备用PSU供电模块；Bn-第N PSU供电模块；C1-第一保护控制模块；Cn-第N保护控制模块；D1-第一服务器；Dn-第N服务器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种智能电源柜体，包括柜体本体；所述柜体本体采用2U结构；整个电源部分集中到2U的柜体本体内；
柜体本体内设置有电源管理控制模块PMC 1，电源管理控制模块PMC 1连接有第一PSU供电模块A1到第N PSU供电模块An共N个PSU供电模块，第一备用PSU供电模块B1到第NPSU供电模块Bn共N个PSU供电模块，以及第一保护控制模块C1到第N保护控制模块Cn共N个保护控制模块；
每个保护控制模块通过供电铜排2连接一路PSU供电模块及一路备用PSU供电模块；所述保护控制模块包括保险丝；
每个保护控制模块连接有一路服务器，即第一保护控制模块C1连接第一服务器D1，至第N保护控制模块Cn连接第N服务器Dn；整个电源部分采用集中供电的方式，每个服务器采用AB两路N+N冗余的供电方式，PSU供电模块或者备用PSU供电模块将12V直流电集中到供电铜排，通过保护控制模块为每一路服务器供电，保护控制模块通过线缆连接每一路服务器；
每个PSU供电模块及每个备用PSU供电模块均与外部电源3连接；外部电源3采用220V交流电源或240V高压直流电源；
电源管理控制模块PMC 1还连接有柜体系统风扇模块4和温度传感器，温度传感器用于检测电源管理控制模块PMC 1的温度；温度传感器设置在电源管理控制模块PMC 1的外侧；
电源管理控制模块PMC 1通过I2C总线与各PSU供电模块、各备用PSU供电模块、各保护控制模块、柜体系统风扇模块4以及温度传感器连接；外部电源3与各PSU供电模块、各备用PSU供电模块，各PSU供电模块、各备用PSU供电模块与供电铜排2，供电铜排2与各保护控制模块，以及各保护控制模块与对应一路服务器之间通过电源线连接，另外，电源管理控制模块PMC 1与各PSU供电模块、各备用PSU供电模块、各保护控制模块、柜体系统风扇模块4以及温度传感器通过作为管理链路的I2C总线连接，获取各模块的状态，对各个模块状态进行监控；
电源管理控制模块PMC 1包括柜体系统风扇保护单元、若干过压保护单元以及若干过流保护单元；电源管理模块PMC 1针对每一个供电模块有一个过压保护单元和过流保护单元，对每路服务器的供电电压、电流进行监控管理，同时，电源管理控制模块PMC 1通过PMBUS可以开关每一台服务器的12V供电，以实现对单台服务器的集中管理；同时由于，电源管理控制模块PMC 1对服务器的每个供电模块进行管理，使用了大量的芯片，发热量大，单单依靠各供电模块的风扇不足以解决柜体本体内部散热，因此，柜体系统风扇模块4可加速柜体本体内部散热，且电源管理控制模块PMC1通过风扇保护单元控制调整风扇转速；
电源管理控制模块PMC 1还包括外部网络接口，外部网络接口连接有机柜管理模块5；电源管理控制模块PMC 1通过外部网络接口RJ45，首先和机柜管理交换机连接，在通过机柜管理交换机连接作为机柜管理模块的机房监控系统，机房监控系统可以通过外部网络接口RJ45实时了解到整机柜供电输入输出情况，同时更精细化的监控到每台服务器的能耗情况。
实施例2：
本发明还提供一种基于实施例1的智能电源柜体管理方法，包括如下步骤：
电源管理控制模块PMC监控各PSU供电模块、个备用PSU供电模块、柜体系统风扇模块、温度传感器以及各保护控制模块的工作状态，并提供给机柜管理模块；
当电源管理控制模块PMC检测到某路服务器的PSU供电模块工作异常时，启动对应的备用PSU供电模块给该路服务器供电；
电源管理控制模块PMC根据获取的温度传感器的温度值，调整柜体系统风扇模块的转速；
电源管理控制模块PMC获取电源工作效率区间范围，并根据电源工作效率区间范围调整服务器的数量及其对应的备用PSU供电模块的数量。本发明虽然采用集中供电方式，但可以通过调整服务器和电源模块的数量，使电源模块工作在效率最佳区间，实现服务器工作在高效率状态，使得服务器达到最节能状态。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种智能电源柜体，其特征在于，包括柜体本体；
柜体本体内设置有电源管理控制模块PMC，电源管理控制模块PMC连接有若干PSU供电模块、若干备用PSU供电模块以及若干保护控制模块；
每个保护控制模块通过供电铜排连接一路PSU供电模块及一路备用PSU供电模块；
每个保护控制模块连接有一路服务器。
2.如权利要求1所述的智能电源柜体，其特征在于，所述柜体本体采用2U结构。
3.如权利要求1所述的智能电源柜体，其特征在于，每个PSU供电模块及每个备用PSU供电模块均与外部电源连接。
4.如权利要求1所述的智能电源柜体，其特征在于，所述保护控制模块包括保险丝。
5.如权利要求1所述的智能电源柜体，其特征在于，电源管理控制模块PMC还连接有柜体系统风扇模块和温度传感器，温度传感器用于检测电源管理控制模块PMC的温度。
6.如权利要求5所述的智能电源柜体，其特征在于，电源管理控制模块PMC通过I2C总线与PSU供电模块、备用PSU供电模块、保护控制模块、柜体系统风扇模块以及温度传感器连接。
7.如权利要求6所述的智能电源柜体，其特征在于，电源管理控制模块PMC包括柜体系统风扇保护单元、若干过压保护单元以及若干过流保护单元。
8.如权利要求7所述的智能电源柜体，其特征在于，电源管理控制模块PMC还包括外部网络接口，外部网络接口连接有机柜管理模块。
9.一种基于上述权利要求1-8智能电源柜体管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
电源管理控制模块PMC监控PSU供电模块、备用PSU供电模块、柜体系统风扇模块、温度传感器以及保护控制模块的工作状态，并提供给机柜管理模块；
当电源管理控制模块PMC检测到某路服务器的PSU供电模块工作异常时，启动对应的备用PSU供电模块给该路服务器供电；
电源管理控制模块PMC根据获取的温度传感器的温度值，调整柜体系统风扇模块的转速。
10.如权利要求9所述的智能电源柜体管理方法，其特征在于，还包括如下步骤：
电源管理控制模块PMC获取电源工作效率区间范围，并根据电源工作效率区间范围调整服务器的数量及其对应的备用PSU供电模块的数量。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200414 |
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