CN111781985B - 矿机功率调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿机功率调整方法，包括在矿机处于工作阶段时：采集矿机的输入电压；当输入电压小于所设定的电压阈值时，通过对矿机的工作频率和输出电压的控制，将矿机的最大工作功率调整为第一功率值；当输入电压大于或等于电压阈值时，通过对矿机的工作频率和输出电压的控制，将最大工作功率调整为第二功率值；其中，第一功率值为输入电压与矿机的额定电流的乘积，第二功率值为电压阈值与额定电流的乘积。本发明充分利用稍高于标准输入电压的电压范围，根据输入电压的变化进行矿机功率的调整，在确保矿机的稳定安全运行的前提下，在不明显提高矿机功耗比的前提下，较大地提高了矿机的算力，产生了更好的挖矿收益。

Description

矿机功率调整方法
技术领域
本发明涉及虚拟货币矿机技术领域，特别涉及一种矿机功率调整方法。
背景技术
虚拟货币技术领域中，矿机是一种通过计算解题的方式赚取虚拟货币(如比特币)的终端设备。受制于区块链技术要求，矿机需要执行巨量运算才有可能获得区块链系统的奖励(虚拟货币)。
一个虚拟货币矿场中往往包含了几百上千乃至上万台矿机，这些矿机同时运行来执行挖矿任务获取虚拟货币奖励。为了实现最大化的收益，矿机往往处于长时间持续运行状态。因此，矿机的安全运行是确保收益和矿场安全所必需的。
当前，作为计算机的技术延续，矿机一般采用标准输入电压为220V(伏特)标准频率为50Hz(赫兹)的交流电进行供电，额定电流限制在16A(安培)，因此，矿机的输入电流禁止长时间超过16A，否则将可能出现安全事故。为了确保矿机的安全，现有做法是通过限制矿机的工作功率，来防止矿机的输入电流过大。由公式
P＝U·I
可知，在限制功率P为定值时，电压U和电流I呈反比，所以，将矿机的工作功率限制在一个上限以内，随着电压在220V上下的波动，可以控制矿机的输入电流不会长时间超过额定电流16A。
这种做法的效果虽然能够确保矿机的稳定安全运行，但是，受到工作功率的限制，矿机的工作效率(挖矿潜力)无法得到进一步的提升。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种矿机功率调整方法，以在确保矿机的稳定安全运行的前提下，提升矿机的工作效率。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种矿机功率调整方法，包括：在矿机处于工作阶段时，
采集所述矿机的输入电压；
当所述输入电压小于所设定的电压阈值时，通过对所述矿机的工作频率和输出电压的控制，将所述矿机的最大工作功率调整为第一功率值；
当所述输入电压大于等于所述电压阈值时，通过对所述矿机的工作频率和输出电压的控制，将所述最大工作功率调整为第二功率值；
其中，所述第一功率值为所述输入电压与所述矿机的额定电流的乘积，所述第二功率值为所述电压阈值与所述额定电流的乘积。
进一步，每间隔单位时长执行一次所述输入电压的采集、所述输入电压的大小判断和所述最大工作功率的调整的步骤。
进一步，所述方法还包括：
实时检测所述矿机的输入电流的大小，并当所述输入电流超过预设的电流阈值时，降低所述矿机的工作频率和输出电压。
进一步，所述方法还包括在所述矿机处于升频阶段时：
在所述矿机启动时，采集所述矿机的输入电压；
当所述输入电压小于所述电压阈值时，将所述第一功率值作为所述升频阶段的参考功率值；
当所述输入电压大于等于所述电压阈值时，将所述第二功率值作为所述参考功率值；
根据所述参考功率值，确定出所述矿机在升频阶段的目标功率值范围；
在升频过程中，通过对所述矿机的工作频率和输出电压的控制，将所述矿机在升频过程中的功率值控制在所述目标功率值范围内。
进一步，所述的根据所述参考功率值，确定出所述矿机在升频阶段的目标功率值范围，包括：
将所述参考功率值与第一功率设定值的差值作为所述目标功率值范围的上限；
将所述参考功率值与第二功率设定值的差值作为所述目标功率值范围的下限；
其中，所述第一功率设定值小于所述第二功率设定值，并且所述第一功率设定值和所述第二功率设定值均小于所述参考功率值。
进一步，所述电压阈值为220V至300V中的任意值，所述额定电流为10A至20A中的任意值。
进一步，所述单位时长为1h至100h中的任意值。
进一步，所述电流阈值为所述额定电流的1.05倍至1.2倍。
进一步，所述第一功率设定值为10W至50W中的任意值；
所述第二功率设定值为50W至100W中的任意值。
一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储指令，其特征在于，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如上任一项所述的矿机功率调整方法中的步骤。
从上述方案可以看出，采用本发明的矿机功率调整方法，充分利用稍高于标准输入电压的电压范围，根据输入电压的变化进行矿机功率的调整，在确保矿机稳定安全运行的前提下，在不明显提高矿机功耗比的前提下，较大地提高了矿机的算力，产生了更好的挖矿收益，例如在输入电压大于230V的情况下，相比于现有技术方案，采用本发明方案能够使矿机算力提升5％以上。
附图说明
图1为本发明实施例的矿机功率调整方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的矿机功率调整方法，包括在矿机处于工作阶段时的以下步骤：
步骤a1、采集矿机的输入电压；
步骤a2、当输入电压小于所设定的电压阈值时，通过对矿机的工作频率和输出电压的控制，将矿机的最大工作功率调整为第一功率值；
步骤a3、当输入电压大于或等于电压阈值时，通过对矿机的工作频率和输出电压的控制，将最大工作功率调整为第二功率值。
其中，第一功率值为输入电压与矿机的额定电流的乘积，第二功率值为电压阈值与矿机的额定电流的乘积。
在优选实施例中，电压阈值设置为高于220V的标准电压，优选地，电压阈值为220V至300V中的任意值，优选地，电压阈值为235V。
在优选实施例中，矿机的额定电流为10A至20A中的任意值，优选地，额定电流为16A。
在可选实施例中，每间隔所设定的单位时长执行一次本发明提供的矿机功率调整方法，即每间隔单位时长执行一次输入电压的采集(即步骤a1)、输入电压的大小判断和最大工作功率的调整(即步骤a2和步骤a3)的步骤。其中，单位时长为1h(小时)至100h中的任意值，优选地，单位时长为24h。
为了确保矿机的运行安全防止突发的电流过大造成矿机损坏甚至火灾，本发明提供的矿机功率调整方法还包括：
实时检测矿机的输入电流的大小，并当输入电流超过预设的电流阈值时，降低矿机的工作频率和输出电压。
其中，电流阈值为额定电流的1.05倍至1.2倍，优选地，电流阈值为额定电流的1.1倍。其中，本发明实施例中，矿机的工作频率是指矿机内的算力板的工作频率，矿机的输出电压是指矿机的电源模块向算力板的输出电压。
矿机启动过程中，算力板的频率逐步升高，即，矿机在启动过程中具有一个升频阶段，矿机的升频阶段是指，从算力板的初始低频升到目标频率(例如接近或者等于工作频率)的阶段。基于上述矿机处于工作阶段时的控制步骤，本发明提供的矿机功率调整方法还包括在矿机处于升频阶段时的以下步骤：
步骤b1、在矿机启动时，采集矿机的输入电压；
步骤b2、当输入电压小于电压阈值时，将第一功率值作为升频阶段的参考功率值；
步骤b3、当输入电压大于或等于电压阈值时，将第二功率值作为升频阶段的参考功率值；
步骤b4、根据参考功率值，确定出矿机在升频阶段的目标功率值范围；
步骤b5、在升频过程中，通过对矿机的工作频率和输出电压的控制，将矿机在升频过程中的功率值控制在目标功率值范围内。
通过上述步骤，当升频阶段结束并进入工作阶段时，矿机的工作功率会被控制在目标功率值范围内。如果不限制工作功率在目标功率值范围内，则根据以下公式
I＝P/U
会出现因工作功率过高而导致矿机输入电流过大而产生危险的情况，或者出现因工作功率过低而导致开机失败的情况。
其中，在可选实施例中，步骤b4的根据参考功率值，确定出矿机在升频阶段的目标功率值范围，包括：
将参考功率值与第一功率设定值的差值作为目标功率值范围的上限；
将参考功率值与第二功率设定值的差值作为目标功率值范围的下限；
其中，第一功率设定值小于第二功率设定值，并且第一功率设定值和第二功率设定值均小于参考功率值。
在优选实施例中，第一功率设定值为10W至50W中的任意值，第二功率设定值为50W至100W中的任意值，优选地，第一功率设定值为30W，第二功率设定值为80W。
通过以上说明可以看出，当升频阶段结束并进入工作阶段时，矿机的工作功率并未达到其最大工作功率，而是与最大工作功率之间相差了至少第一功率设定值的空间。之所以在升频阶段结束时，矿机的工作功率控制在低于最大工作功率的水平，是因为随后处于工作阶段时，矿机会随着温度的上升而自动提升其工作功率(这是现有矿机的已有运作机制，属于已有技术)，至少第一功率设定值的空间是预留给矿机的在其工作阶段进一步提升工作功率的提升空间。在升频阶段结束后，每间隔单位时长后，执行一次图1所示的输入电压的采集、输入电压的大小判断和最大工作功率的调整的步骤。
以下结合一个具体应用实例，对本发明提供的矿机功率调整方法进行说明。
本发明实施例中的相关术语解释：
升频阶段：矿机启动时，频率是逐步升高的，从初始低频升到目标频率的阶段为升频阶段。
工作阶段：升频结束之后以固定频率稳定挖矿的阶段。
最大工作功率：矿机在工作阶段的最大允许功率。
矿机的输入电压：例如，使用220V交流电压，允许范围是200V至300V中的任意值。
矿机的输入电流：例如，矿机配套使用16A的插座和电线，即输入电流为16A。
矿机的输出电压：例如，矿机电源会将220V交流电转化为12V左右的直流电输出给算力板，该12V直流电压在矿机工作过程中是稳定的，不会随输入电压的变化而波动。
该具体应用实例中：
当矿机的输入电压小于235V(电压阈值)时，允许的最大工作功率设置为：
输入电压×16A
当输入电压大于或等于235V(电压阈值)时，允许的最大工作功率固定设置为：
235V×16A＝3760W(受限于矿机电源的极限工作功率)
在矿机升频阶段开始时(开机时)，根据上述方法算出最大工作功率，即：
当矿机的输入电压小于235V时，矿机的最大工作功率为输入电压×16A；
当矿机的输入电压大于或等于235V，矿机的最大工作功率为3760W。
在升频阶段的最高目标功率为最大工作功率减30W，即：
当矿机的输入电压小于235V时，矿机在升频阶段的最高目标功率为输入电压×16A-30W；
当矿机的输入电压大于或等于235V时，矿机在升频阶段的最高目标功率为3760W-30W＝3730W。
在升频阶段的最低目标功率为最大工作功率减80W，即：
当矿机的输入电压小于235V时，矿机在升频阶段的最低目标功率为
输入电压×16A-80W；
当矿机的输入电压大于或等于235V时，矿机在升频阶段的最低目标功率为
3760W-80W＝3680W。
在升频结束时，即进入工作阶段时，矿机功率会控制在最低目标功率和最高目标功率之间。
在矿机的工作过程中，矿机的功率会限制在最大工作功率以下，一旦超过，就触发降频降压保护机制，确保矿机的运行安全。因为在矿机频率(即算力板的频率)和输出电压不变的情况下，算力板中芯片的温度越高，芯片漏电越大，进而功耗越高，所以随着温度的波动，矿机功率也会存在波动，这种波动可能会导致矿机的功率超过最大工作功率的情况，造成矿机功率过高而导致的安全风险。
在矿机的工作过程中，可每间隔24小时动态地根据输入电压调整一次矿机运行的频率和输出电压，以调节矿机的最大工作功率，使得矿机的最大工作功率适应输入电压的变化，确保矿机能够运行在更合适的输入电流下。
在矿机的工作过程中，可实时检测矿机输入电流的大小，一旦输入电流超过16A的110％(即17.6A)，则立即触发降频降压保护机制(即降低矿机工作频率和输出电压)，以降低矿机的工作功率，进而降低输入电流，确保输入电流降低到安全范围，例如不超过16A。
例如：
当输入电压为232V时，允许的最大工作功率为
232V×16A＝3712W
则升频阶段的最高目标功率为
3712-30＝3682W
升频阶段的最低目标功率为
3712-80＝3632W。
并且，每24小时根据输入电压动态调整矿机的最大工作功率，如果电压变得更高，例如变为235V，那么最大工作功率则相应提高到
235V×16A＝3760W
通过提高矿机的工作频率和输出电压的手段，将矿机的工作功率提高到3760W，以充分利用允许的最大工作功率。
在现有技术中，为保证用电安全，矿机的最大工作功率一般最高控制在
220V×16A＝3520W
而采用本发明实施例的矿机功率调整方法，如果输入电压为232V，则最大工作功率将会从现有的3520W提升到3712W，整体提升了5.5％左右。
采用本发明实施例的矿机功率调整方法，充分利用稍高于标准输入电压的电压范围，根据输入电压的变化进行矿机功率的调整，在确保矿机稳定安全运行的前提下，在不明显提高矿机功耗比的前提下，较大地提高了矿机的算力，产生了更好的挖矿收益，例如在输入电压大于230V的情况下，相比于现有技术方案，本发明提供的方案能够使矿机算力提升5％以上。
其中，矿机功耗比由下式决定
矿机功耗比(W/T)＝矿机功耗(W)/算力(T)
矿机功耗比越高，则矿机越耗电。一般来说，在矿机处于某个功耗比的情况下，算力的提升和功耗比的提升之间具有一定的比例关系。例如，功耗比在38W/T时，算力提升百分比和功耗比提升百分比的比例是2.7，如果算力提升5.4％，则功耗比会提升2.0％。可见，利用本发明实施例的矿机功率调整方法后，在算力提升5.4％时对应的功耗比会提升2.0％，因此相比于算力的提升而言，功耗比并未明显提高。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，该非易失性计算机可读存储介质存储指令，该指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如上述说明中的矿机功率调整方法中的步骤。
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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种矿机功率调整方法，包括：在矿机处于工作阶段时，
采集所述矿机的输入电压；
当所述输入电压小于所设定的电压阈值时，通过对所述矿机的工作频率和输出电压的控制，将所述矿机的最大工作功率调整为第一功率值；
当所述输入电压大于或等于所述电压阈值时，通过对所述矿机的工作频率和输出电压的控制，将所述最大工作功率调整为第二功率值；
其中，所述第一功率值为所述输入电压与所述矿机的额定电流的乘积，所述第二功率值为所述电压阈值与所述额定电流的乘积；
其中，所述输入电压为所述矿机的交流电的供电电压；所述输出电压为所述矿机的电源模块向算力板的输出电压。
2.根据权利要求1所述的矿机功率调整方法，其特征在于：
每间隔单位时长执行一次所述输入电压的采集、所述输入电压的大小判断和所述最大工作功率的调整的步骤。
3.根据权利要求1所述的矿机功率调整方法，其特征在于，所述方法还包括：
实时检测所述矿机的输入电流的大小，并当所述输入电流超过预设的电流阈值时，降低所述矿机的工作频率和输出电压。
4.根据权利要求1所述的矿机功率调整方法，其特征在于，所述方法还包括在所述矿机处于升频阶段时：
在所述矿机启动时，采集所述矿机的输入电压；
当所述输入电压小于所述电压阈值时，将所述第一功率值作为所述升频阶段的参考功率值；
当所述输入电压大于或等于所述电压阈值时，将所述第二功率值作为所述参考功率值；
根据所述参考功率值，确定出所述矿机在升频阶段的目标功率值范围；
在升频过程中，通过对所述矿机的工作频率和输出电压的控制，将所述矿机在升频过程中的功率值控制在所述目标功率值范围内。
5.根据权利要求4所述的矿机功率调整方法，其特征在于，所述的根据所述参考功率值，确定出所述矿机在升频阶段的目标功率值范围，包括：
将所述参考功率值与第一功率设定值的差值作为所述目标功率值范围的上限；
将所述参考功率值与第二功率设定值的差值作为所述目标功率值范围的下限；
其中，所述第一功率设定值小于所述第二功率设定值，并且所述第一功率设定值和所述第二功率设定值均小于所述参考功率值。
6.根据权利要求1所述的矿机功率调整方法，其特征在于：
所述电压阈值为220V至300V中的任意值，所述额定电流为10A至20A中的任意值。
7.根据权利要求2所述的矿机功率调整方法，其特征在于：
所述单位时长为1h至100h中的任意值。
8.根据权利要求3所述的矿机功率调整方法，其特征在于：
所述电流阈值为所述额定电流的1.05倍至1.2倍。
9.根据权利要求5所述的矿机功率调整方法，其特征在于：
所述第一功率设定值为10W至50W中的任意值；
所述第二功率设定值为50W至100W中的任意值。
10.一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储指令，其特征在于，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如权利要求1至9中任一项所述的矿机功率调整方法中的步骤。
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