CN111857315A

CN111857315A - 一种psu输出电压控制方法、系统及相关组件

Info

Publication number: CN111857315A
Application number: CN202010692309.7A
Authority: CN
Inventors: 罗嗣恒; 李辉
Original assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2040-07-17
Also published as: CN111857315B

Abstract

本申请公开了一种PSU输出电压控制方法，包括：获取第一PSU、第二PSU对应的信息，信息包括工作状态及功耗；根据信息选择第一侦测点或第二侦测点作为目标侦测点，第一侦测点为靠近PSU连接器端的侦测点，第二侦测点为靠近主板远端负载的侦测点；根据目标侦测点所在侦测链路得到的反馈电压调节第一PSU和/或第二PSU的输出电压。本申请能够避免任一PSU出现故障时，导致的供电电压过低的风险，同时，还可以根据服务器整机系统的负载情况，对第一PSU和/或第二PSU的输出电压进行控制，保证PSU供电电压平稳。本申请还公开了一种PSU输出电压控制装置、电子设备及计算可读存储介质，具有以上有益效果。

Description

一种PSU输出电压控制方法、系统及相关组件

技术领域

本申请涉及服务器领域，特别涉及一种PSU输出电压控制方法、系统及相关组件。

背景技术

伴随云计算应用的发展，通常的服务器结构形态均以2U机箱为主，部署在机房机架上。由于互联网业务规模的不断扩大，服务器业务流量越来越大，对服务器数据处理的吞吐量和负荷及工作稳定性也越来越高，尤其是供电方面，通常采用1+1冗余PSU(PowerSupply Unit，电源供应单元)来给服务器整机系统供电，用以保证当其中一个PSU出现故障时，另一个PSU能够自动顶上来满足服务器整机系统供电需求，实现供电无缝切换，保障系统供电的可靠性。

但是，随着通用双路服务器出货量的增加，客户端业务量的增大，PSU出现故障的概率也在增加。如当服务器系统在满负荷工作时，若此时有一个PSU因故障停止供电，这时，另一个PSU会承载整个系统供电负荷。现有方案中，针对PSU的12v电压侦测点是将两个PSU的电压侦测引脚互联在一起，且电压侦测点选在进入主板的近端位置，由于系统负载压力没变，在故障前，供电的链路由两个PSU并行供电，故障后，切换为单PSU供电，从PSU到电压侦测点位置的供电链路压降变大，会带来由双PSU到单PSU切换过程中，给服务器整机系统的远端硬盘供电1带来电压跌落的风险，影响到用户正常业务。此外，在服务器系统满载时，负载端的电压会降低，但是设于近端位置的电压侦测点不能很好地侦测到靠近负载端的电压，无法及时对PSU的输出电压调节。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种PSU输出电压控制方法、装置、电子设备及计算可读存储介质，能够避免任一PSU出现故障时，导致的供电电压过低的风险，同时，还可以根据服务器整机系统的负载情况，对第一PSU和/或第二PSU的输出电压进行控制，保证PSU供电电压平稳。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种PSU输出电压控制方法，包括：

获取第一PSU、第二PSU对应的信息，所述信息包括工作状态及功耗；

根据所述信息选择第一侦测点或第二侦测点作为目标侦测点，所述第一侦测点为靠近PSU连接器端的侦测点，所述第二侦测点为靠近主板远端负载的侦测点；

根据所述目标侦测点所在侦测链路得到的反馈电压调节所述第一PSU和/或所述第二PSU的输出电压。

优选的，所述获取第一PSU、第二PSU对应的信息的过程具体包括：

通过BMC获取第一PSU、第二PSU对应的信息。

优选的，所述根据所述信息选择第一侦测点或第二侦测点作为目标侦测点的过程具体包括：

当存在为异常工作状态的所述第一PSU或所述第二PSU，将所述第二侦测点作为目标侦测点。

当所述第一PSU的功耗和/或所述第二PSU的功耗大于重载功耗阈值，将所述第二侦测点作为目标侦测点。

优选的，所述根据所述目标侦测点所在侦测链路得到的反馈电压调节所述第一PSU和/或所述第二PSU的输出电压的过程具体包括：

控制所述主板上的所述目标侦测点所在侦测链路接入所述第一PSU的电压调节器和/或所述第二PSU的电压调节器，以便所述电压调节器通过所述侦测链路获取所述目标侦测点对应的反馈电压；

通过所述电压调节器根据所述反馈电压调节所述第一PSU和/或所述第二PSU的输出电压。

优选的，所述第一侦测点对应的侦测链路包括设于所述主板上的第一开关管，所述第二侦测点对应的侦测链路包括设于所述主板上的第二开关管，其中：

所述第一开关管的第一端与所述第一PSU的输出端连接，所述第一开关管的第二端与所述第二PSU的输出端连接，所述第二开关管的第一端与所述第一PSU的输出端连接，所述第二开关管的第二端与所述第二PSU的输出端连接；

相应的，所述控制所述主板上的所述目标侦测点所在侦测链路接入所述第一PSU的电压调节器和/或所述第二PSU的电压调节器的过程具体包括：

通过BMC控制所述主板上目标侦测点所在侦测链路中的开关管导通，并控制另一侦测点所在侦测电路中的开关管关断，以便将所述主板上的所述目标侦测点所在侦测链路接入所述第一PSU的电压调节器和/或所述第二PSU的电压调节器。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种PSU输出电压控制装置，包括：

获取模块，用于获取第一PSU、第二PSU对应的信息，所述信息包括工作状态及功耗；

选择模块，用于根据所述信息选择第一侦测点或第二侦测点作为目标侦测点，所述第一侦测点为靠近PSU连接器端的侦测点，所述第二侦测点为靠近主板远端负载的侦测点；

调节模块，用于根据所述目标侦测点所在侦测链路得到的反馈电压调节所述第一PSU和/或所述第二PSU的输出电压。

优选的，所述调节模块具体包括：

控制单元，用于控制所述主板上的所述目标侦测点所在侦测链路接入所述第一PSU的电压调节器和/或所述第二PSU的电压调节器，以便所述电压调节器通过所述侦测链路获取所述目标侦测点对应的反馈电压；

调节模块，用于通过所述电压调节器根据所述反馈电压调节所述第一PSU和/或所述第二PSU的输出电压。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述的PSU输出电压控制方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项所述的PSU输出电压控制方法的步骤。

本申请提供了一种PSU输出电压控制方法，首先在第一PSU和/或第二PSU到主板上的远端负载的供电链路上选取两个侦测点，分别为靠近PSU连接器端的第一侦测点和靠近主板远端负载的第二侦测点，根据获取到的第一PSU和第二PSU的信息，选择对应的目标侦测点，以便及时根据目标侦测点对应的反馈电压调节第一PSU和/或第二PSU的输出电压，避免任一PSU出现故障时，导致的供电电压过低的风险，同时，还可以根据服务器整机系统的负载情况，对第一PSU和/或第二PSU的输出电压进行控制，保证PSU供电电压平稳。本申请还提供了一种PSU输出电压控制装置、电子设备及计算可读存储介质，具有和上述PSU输出电压控制方法相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请所提供的一种PSU输出电压控制方法的步骤流程图；

图2为本申请所提供的一种PSU输出电压调节示意图；

图3为本申请所提供的一种侦测点位置示意图；

图4为本申请所提供的一种电压调节器VR的工作原理图；

图5为本申请所提供的一种PSU输出电压控制装置的步骤流程图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种PSU输出电压控制方法、装置、电子设备及计算可读存储介质，能够避免任一PSU出现故障时，导致的供电电压过低的风险，同时，还可以根据服务器整机系统的负载情况，对第一PSU和/或第二PSU的输出电压进行控制，保证PSU供电电压平稳。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，图1为本申请所提供的一种PSU输出电压控制方法的步骤流程图，该PSU输出电压控制方法包括：

S101：获取第一PSU、第二PSU对应的信息，信息包括工作状态及功耗；

具体的，本实施例所适用的服务器整机系统采用1+1冗余PSU供电，分别记为第一PSU和第二PSU，以便当存在任一PSU供电异常，可以由另一PSU为服务器整机系统供电，提高服务器整机系统的可靠性。本步骤中的第一PSU和第二PSU对应的信息可以包括但不限于两个PSU的工作状态和功耗，其中，工作状态包括正常工作状态和异常工作状态。可以理解的是，两个PSU的功耗可以反映服务器整机系统的负载状态。

作为一种优选的实施例，参照图2所示，图2中PSU0用以表示第一PSU，PSU1用以表示第二PSU，可通过PMBUS总线将BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)与第一PSU和第二PSU的PMBUS接口互联在一起，以便通过BMC获取第一PSU、第二PSU对应的信息，具体的，BMC可以按预设周期读取第一PSU和第二PSU对应的信息。

S102：根据信息选择第一侦测点或第二侦测点作为目标侦测点，第一侦测点为靠近PSU连接器端的侦测点，第二侦测点为靠近主板远端负载的侦测点；

具体的，第一侦测点A和第二侦测点B的位置可参照图3设置，图3中PSU0用以表示第一PSU，PSU1用以表示第二PSU，第一侦测点A为靠近PSU连接器端的侦测点，第二侦测点B为靠近主板远端负载的侦测点，根据S101获取到的信息选择第一侦测点或第二侦测点作为目标侦测点，进行后续的调压控制。

作为一种优选的实施例，当存在为异常工作状态的第一PSU或第二PSU，此时，主板负载端会存在输出电压跌落的问题，为及时得到主板负载端准确的反馈电压，以便及时对处于正常工作状态的PSU的输出电压，可以将第二侦测点作为目标侦测点。

作为另一种优选的实施例，当第一PSU的功耗和/或第二PSU的功耗大于重载功耗阈值，将第二侦测点作为目标侦测点。可以理解的是，当服务器系统远端负载在满载时，即第一PSU的功耗和/或第二PSU的功耗大于重载功耗阈值，主板上负载端的电压会降低，为及时得到主板负载端准确的反馈电压，以便及时对处于正常工作状态的PSU的输出电压，可以将第二侦测点作为目标侦测点，保证主板远端负载在满载时，不会造成压降过大，达到稳定远端负载供电电压的目的。

进一步的，若服务器主机系统的功耗为轻载或中载，即若第一PSU的功耗和/或第二PSU的功耗小于或等于中载功耗阈值时，可以将第一侦测点作为目标侦测点，以保证近端和远端负载的供电电压满足SPEC范围。

作为另一种优选的实施例，可先判断第一PSU和第二PSU的工作状态，若存在任一PSU为异常工作状态，即检测到第一PSU或第二PSU出现无电压输出故障，则将第二侦测点作为目标侦测点，若检测到两个PSU均为正常工作状态，此时再检测服务器主机系统的功耗，若检测到系统功耗为重载状态，将第二侦测点作为目标侦测点，若检测到系统功耗为轻载状态或中载状态，将第一侦测点作为目标侦测点。

S103：根据目标侦测点所在侦测链路得到的反馈电压调节第一PSU和/或第二PSU的输出电压。

可以理解的是，每一PSU内部均包括一电压调节器VR，通过该VR调节PSU的输出电压，VR调节PSU的输出电压的原理图参照图4所示，通常的VR包含：电压比较单元、锯齿波振荡器、PWM发生器、MOS驱动单元、开关管T1和T2、输入电容Ci、输出电感L、输出滤波电容Co、负载RL、补偿网络单元，其原理如下：

VR用于实现将DC输入电压Vin转换为稳定的DC输出电压Vo。将输出电压侦测点选在负载端RL供电端，经补偿网络单元将根据目标侦测点所在侦测链路得到的反馈电压做补偿处理后，反馈Vsen至VR内的电压比较单元，然后，Vsen与电压比较单元的参考电压Vref进行比较输出信号Vcomp，接着，Vcomp信号与锯齿波振荡器产生的锯齿波进行比较，经PWM发生器输出PWM信号，产生的PWM信号经MOS驱动单元产生H_GATE和L_GATE信号，分别控制上开关管T1和下开关管T2交替导通，经开关变换后的脉冲信号经L和Co组成的滤波电容滤波后，输出脉动很小的电压Vo。

可以理解的是，输出电压侦测的作用是用来实现负载端电流变化时，稳定输出电压的，具体的调节过程如下：

当负载RL的负载电流变大时，Vout电压瞬间会降低，此时，根据目标侦测点所在侦测链路得到的反馈电压Vo通过补偿网络单元反馈至电压比较单元。与Vref进行比较后产生Vcomp信号会控制PWM发生器输出占空比增加的PWM信号，经MOS驱动单元后，将T1和T2导通的时间加长，传递到负载端的能量增加，Vout电压升高；当负载RL的的负载电流变小时，由于输出电感L此时会释放能量，Vout电压瞬间会升高。此时，根据目标侦测点所在侦测链路得到的反馈电压Vo通过补偿网络单元反馈至电压比较单元。与Vref进行比较后产生Vcomp信号会控制PWM发生器输出占空比变小的PWM信号，经MOS驱动单元后，将T1和T2导通的时间变短，传递到负载端的能量变少，Vout电压降低。从而保证第一PSU和第二PSU的输出电压Vout在负载电流增加或减小时，都能够稳定输出。

可见，本实施例中首先在第一PSU和/或第二PSU到主板上的远端负载的供电链路上选取两个侦测点，分别为靠近PSU连接器端的第一侦测点和靠近主板远端负载的第二侦测点，根据获取到的第一PSU和第二PSU的信息，选择对应的目标侦测点，以便及时根据目标侦测点对应的反馈电压调节第一PSU和/或第二PSU的输出电压，避免任一PSU出现故障时，导致的供电电压过低的风险，同时，还可以根据服务器整机系统的负载情况，对第一PSU和/或第二PSU的输出电压进行控制，保证PSU供电电压平稳。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，第一侦测点对应的侦测链路包括设于主板上的第一开关管，第二侦测点对应的侦测链路包括设于主板上的第二开关管，其中：

第一开关管的第一端与第一PSU的输出端连接，第一开关管的第二端与第二PSU的输出端连接，第二开关管的第一端与第一PSU的输出端连接，第二开关管的第二端与第二PSU的输出端连接；

相应的，控制主板上的目标侦测点所在侦测链路接入第一PSU的电压调节器和/或第二PSU的电压调节器的过程具体包括：

通过BMC控制主板上目标侦测点所在侦测链路中的开关管导通，并控制另一侦测点所在侦测电路中的开关管关断，以便将主板上的目标侦测点所在侦测链路接入第一PSU的电压调节器和/或第二PSU的电压调节器。

作为一种优选的实施例，第一侦测点对应的侦测链路包括设于主板上的第一开关管，第二侦测点对应的侦测链路包括设于主板上的第二开关管，其中：第一开关管Q1的第一端与第一PSU的输出端连接，第一开关管Q2的第二端与第二PSU的输出端连接，第二开关管的第一端与第一PSU的输出端连接，第二开关管的第二端与第二PSU的输出端连接，根据S101获取到的信息选择第一侦测点A或第二侦测点B作为目标侦测点，将目标侦测点所在侦测链路接入第一PSU的电压调节器和/或第二PSU的电压调节器，进行后续稳定调压。参照图3所示，第一侦测点所在侦测链路具体为：第一PSU的电压侦测引脚→第一侦测点→Q1→第二PSU的电压侦测引脚；第二侦测点所在侦测链路具体为：第一PSU的电压侦测引脚→第二侦测点→Q2→第二PSU的电压侦测引脚；其中，Q1和Q2通过BMC发出的GATE1和GATE2来控制，实现交替导通控制。

当BMC检测到服务器整机系统功耗为轻载或中载时，BMC会输出GATE1高电平信号，GATE2低电平信号，将第一侦测点所在侦测链路连通，第二侦测点所在侦测链路关断。此时，PSU的电压侦测点选在近端A，可保证近端和远端负载的供电电压满足SPEC范围；当BMC检测到系统功耗为重载时，BMC会输出GATE1低电平信号，GATE2高电平信号，将第一侦测点所在侦测链路关断，第二侦测点所在侦测链路连通，此时，PSU的电压侦测点选在远端B，可保证远端负载在满载时，不会造成压降过大，达到稳定远端负载供电电压的目的。

本实施例可借助BMC对PSU0和PSU1的功耗进行实时的监控判断，在BMC内部设置功耗阈值：P0，P1，P2；

P0表示系统轻载时的功耗阈值，P1表示系统中载时的功耗阈值，P2表示系统重载是的功率阈值，设定P为BMC实时监测到的系统功耗：

当0<P≤P0时，BMC会输出控制信号GATE1＝H，GATE2＝L；

当P0<P≤P1时，BMC会输出控制信号GATE1＝H，GATE2＝L；

当P1<P≤P2时，BMC会输出控制信号GATE1＝L，GATE2＝H。

请参照图5，图5为本申请所提供的一种PSU输出电压控制装置的结构示意图，包括：

获取模块1，用于获取第一PSU、第二PSU对应的信息，信息包括工作状态及功耗；

选择模块2，用于根据信息选择第一侦测点或第二侦测点作为目标侦测点，第一侦测点为靠近PSU连接器端的侦测点，第二侦测点为靠近主板远端负载的侦测点；

调节模块3，用于根据目标侦测点所在侦测链路得到的反馈电压调节第一PSU和/或第二PSU的输出电压。

作为一种优选的实施例，获取模块1具体用于：

通过BMC获取第一PSU、第二PSU对应的信息。

作为一种优选的实施例，选择模块2具体用于：

当存在为异常工作状态的第一PSU或第二PSU，将第二侦测点作为目标侦测点。

作为一种优选的实施例，选择模块2具体用于：

当第一PSU的功耗和/或第二PSU的功耗大于重载功耗阈值，将第二侦测点作为目标侦测点。

作为一种优选的实施例，调节模块3具体包括：

控制单元，用于控制主板上的目标侦测点所在侦测链路接入第一PSU的电压调节器和/或第二PSU的电压调节器，以便电压调节器通过侦测链路获取目标侦测点对应的反馈电压；

调节模块3，用于通过电压调节器根据反馈电压调节第一PSU和/或第二PSU的输出电压。

另一方面，本申请还提供了一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上文任意一项的PSU输出电压控制方法的步骤。

对于本申请所提供的一种电子设备的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

本申请所提供的一种电子设备具有和上述PSU输出电压控制方法相同的有益效果。

另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项的PSU输出电压控制方法的步骤。

对于本申请所提供的一种计算机可读存储介质的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

本申请所提供的一种计算机可读存储介质具有和上述PSU输出电压控制方法相同的有益效果。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等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。在没有更多限制的状况下，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要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种PSU输出电压控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的PSU输出电压控制方法，其特征在于，所述获取第一PSU、第二PSU对应的信息的过程具体包括：

通过BMC获取第一PSU、第二PSU对应的信息。

3.根据权利要求1所述的PSU输出电压控制方法，其特征在于，所述根据所述信息选择第一侦测点或第二侦测点作为目标侦测点的过程具体包括：

4.根据权利要求1所述的PSU输出电压控制方法，其特征在于，所述根据所述信息选择第一侦测点或第二侦测点作为目标侦测点的过程具体包括：

5.根据权利要求1-4任意一项所述的PSU输出电压控制方法，其特征在于，所述根据所述目标侦测点所在侦测链路得到的反馈电压调节所述第一PSU和/或所述第二PSU的输出电压的过程具体包括：

6.根据权利要求5所述的PSU输出电压控制方法，其特征在于，所述第一侦测点对应的侦测链路包括设于所述主板上的第一开关管，所述第二侦测点对应的侦测链路包括设于所述主板上的第二开关管，其中：

7.一种PSU输出电压控制装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的PSU输出电压控制装置，其特征在于，所述调节模块具体包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任意一项所述的PSU输出电压控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的PSU输出电压控制方法的步骤。