CN112666485B - 一种电源稳定性分析装置及电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源稳定性分析装置及电源系统，包括第一电压采样电路、第二电压采样电路及控制电路。本申请可根据系统中原有的BMC电压检测模块检测到的负载端电压生成电源电压负载曲线，无需人工测量；而且，本申请增设电压采样电路分析电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，以根据线路损耗电压修正负载端电压，得到更准确的负载端电压，从而得到更精准的电源电压负载曲线，有助于电源的稳定性分析。

Description

一种电源稳定性分析装置及电源系统

技术领域

本发明涉及服务器系统的电源领域，特别是涉及一种电源稳定性分析装置及电源系统。

背景技术

在服务器系统中，系统电源的稳定性直接影响到整个系统工作的可靠及稳定。目前，电源稳定性评估中一项重要的技术指标是电源电压的负载曲线，即通过电源电压的负载曲线可分析电源的稳定性，电源电压的负载曲线是指电源在额定输入电压下且在额定的输出电流范围内，拉载(驱动)不同的负载电流时输出电压的变化曲线。

现有技术中，获取电源电压的负载曲线的方式为：将电源外接负载，并由人工通过万用表进行电源输出电压的测量，然后根据测得的电源输出电压值进行电源电压负载曲线的绘制，以根据电源电压的负载曲线分析电源的稳定性。但是，人工测量费时费力，且易出现误操作影响测量准确度。

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

发明内容

本发明的目的是提供一种电源稳定性分析装置及电源系统，可根据系统中原有的BMC电压检测模块检测到的负载端电压生成电源电压负载曲线，无需人工测量；而且，本申请增设电压采样电路分析电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，以根据线路损耗电压修正负载端电压，得到更准确的负载端电压，从而得到更精准的电源电压负载曲线，有助于电源的稳定性分析。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电源稳定性分析装置，包括：

第一电压采样电路，用于对靠近于电源的电压输出接口位置的电压进行采样，得到源端电压；

第二电压采样电路，用于对靠近于所述电源所接负载的电源输入接口位置的电压进行采样，得到后端电压；

控制电路，用于获取系统中BMC电压检测模块所检测到的所述负载对应的负载端电压；根据所述源端电压和所述后端电压求取电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，并根据所述线路损耗电压修正所述负载端电压，且根据修正后的负载端电压生成电源电压负载曲线，以基于所述电源电压负载曲线分析所述电源的稳定性。

优选地，所述控制电路包括：

分别与所述第一电压采样电路和所述第二电压采样电路连接的数字信号传输电路，用于将所述源端电压和所述后端电压以数字信号进行传输；

与所述数字信号传输电路连接的控制芯片，用于获取BMC电压检测模块所检测到的所述负载对应的负载端电压；根据所述数字信号传输电路传输过来的源端电压和后端电压求取电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，并根据所述线路损耗电压修正所述负载端电压，且根据修正后的负载端电压生成电源电压负载曲线，以基于所述电源电压负载曲线分析所述电源的稳定性。

优选地，所述数字信号传输电路包括：

分别与所述第一电压采样电路和所述第二电压采样电路连接的A/D模块，用于将所述源端电压和所述后端电压均进行模数转换，得到源端数字电压信号和后端数字电压信号；

与所述A/D模块连接的数字信号保持器，用于将所述源端数字电压信号和所述后端数字电压信号进行信号保持；

分别与所述数字保持器和所述控制芯片连接的D/A模块，用于将所述源端数字电压信号和所述后端数字电压信号均进行数模转换，得到源端模拟电压信号和后端模拟电压信号，并将所述源端模拟电压信号和后端模拟电压信号输入至所述控制芯片处理。

优选地，所述电源稳定性分析装置还包括：

分别与所述第一电压采样电路、所述第二电压采样电路及所述数字信号传输电路连接的抗干扰电路，用于将所述源端电压和所述后端电压中掺杂的干扰信号进行滤波及屏蔽处理，并将抗干扰处理后的源端电压和后端电压输入至所述数字信号传输电路进行传输。

优选地，所述控制芯片具体为BMC控制器。

优选地，所述电源稳定性分析装置还包括：

与所述控制电路连接的显示器；

且所述控制电路还用于将所述电源电压负载曲线输出至所述显示器显示。

优选地，所述控制电路具体用于：

周期性获取BMC电压检测模块所检测到的所述负载对应的负载端电压；

在所述BMC电压检测模块的任一检测周期内，分别求取本检测周期对应的源端电压的平均值和后端电压的平均值，并将所述源端电压的平均值与所述后端电压的平均值作差，得到电源电压在本检测周期对应的第一线路损耗电压；其中，所述负载端电压的检测周期＝N*(所述源端电压和所述后端电压的采样周期)，N为正整数；

将电源额定输出电压与本检测周期对应的负载端电压作差，得到所述BMC电压检测模块在本检测周期对应的第二线路损耗电压；

判断所述第一线路损耗电压与所述第二线路损耗电压的差值是否小于预设电压精度值；若是，则将所述BMC电压检测模块在本检测周期内检测到的负载端电压直接作为本检测周期内的负载端电压曲线值；若否，则本检测周期内的负载端电压曲线值＝所述BMC电压检测模块在本检测周期内检测到的负载端电压－(第一线路损耗电压－第二线路损耗电压)；

根据各检测周期对应的负载端电压曲线值生成电源电压负载曲线，以基于所述电源电压负载曲线分析所述电源的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电源系统，包括电源及上述任一种电源稳定性分析装置。

本发明提供了一种电源稳定性分析装置，包括第一电压采样电路、第二电压采样电路及控制电路。第一电压采样电路对靠近于电源的电压输出接口位置的电压进行采样得到源端电压。第二电压采样电路对靠近于电源所接负载的电源输入接口位置的电压进行采样得到后端电压。控制电路获取BMC电压检测模块所检测到的负载对应的负载端电压；根据源端电压和后端电压求取电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，并根据线路损耗电压修正负载端电压，且根据修正后的负载端电压生成电源电压负载曲线，以基于电源电压负载曲线分析电源的稳定性。可见，本申请可根据系统中原有的BMC电压检测模块检测到的负载端电压生成电源电压负载曲线，无需人工测量；而且，本申请增设电压采样电路分析电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，以根据线路损耗电压修正负载端电压，得到更准确的负载端电压，从而得到更精准的电源电压负载曲线，有助于电源的稳定性分析。

本发明还提供了一种电源系统，与上述电源稳定性分析装置具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种电源稳定性分析装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种数字信号传输电路的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电源稳定性分析装置及电源系统，可根据系统中原有的BMC电压检测模块检测到的负载端电压生成电源电压负载曲线，无需人工测量；而且，本申请增设电压采样电路分析电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，以根据线路损耗电压修正负载端电压，得到更准确的负载端电压，从而得到更精准的电源电压负载曲线，有助于电源的稳定性分析。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种电源稳定性分析装置的结构示意图。

该电源稳定性分析装置包括：

第一电压采样电路1，用于对靠近于电源的电压输出接口位置的电压进行采样，得到源端电压；

第二电压采样电路2，用于对靠近于电源所接负载的电源输入接口位置的电压进行采样，得到后端电压；

控制电路3，用于获取系统中BMC电压检测模块所检测到的负载对应的负载端电压；根据源端电压和后端电压求取电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，并根据线路损耗电压修正负载端电压，且根据修正后的负载端电压生成电源电压负载曲线，以基于电源电压负载曲线分析电源的稳定性。

具体地，本申请的电源稳定性分析装置包括第一电压采样电路1、第二电压采样电路2及控制电路3，其工作原理为：

服务器系统中包含BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)电压检测模块，BMC电压检测模块可检测系统电源所接负载的负载端电压，但系统原有的BMC电压检测模块只提供基本的电压检测，可容忍的误差精度较大，导致BMC电压检测模块检测的电压数据在分析电源稳定性方面的参考价值较低。

基于此，本申请在靠近于电源的电压输出接口位置设置第一电压采样电路1，第一电压采样电路1可对靠近于电源的电压输出接口位置的电压进行采样，得到源端电压(按理说，源端电压＝电源额定输出电压)，并将源端电压传输至控制电路3。本申请还在靠近于电源所接负载的电源输入接口位置设置第二电压采样电路2，第二电压采样电路2可对靠近于电源所接负载的电源输入接口位置的电压进行采样，得到后端电压，并将后端电压传输至控制电路3。

控制电路3一方面，获取系统中BMC电压检测模块所检测到的负载对应的负载端电压；另一方面，根据第一电压采样电路1传输过来的源端电压和第二电压采样电路2传输过来的后端电压，求取电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，目的是根据电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，修正BMC电压检测模块所检测到的负载端电压，以得到更准确的负载端电压，然后根据修正后的负载端电压生成精准的电源电压负载曲线，从而基于电源电压负载曲线有效分析电源的稳定性。

需要说明的是，本申请的第一电压采样电路1和第二电压采样电路2要选取高精度的元器件进行电压信号的采样，且将电源输出电压的损耗压降尽量控制在最小。

本发明提供了一种电源稳定性分析装置，包括第一电压采样电路、第二电压采样电路及控制电路。第一电压采样电路对靠近于电源的电压输出接口位置的电压进行采样得到源端电压。第二电压采样电路对靠近于电源所接负载的电源输入接口位置的电压进行采样得到后端电压。控制电路获取BMC电压检测模块所检测到的负载对应的负载端电压；根据源端电压和后端电压求取电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，并根据线路损耗电压修正负载端电压，且根据修正后的负载端电压生成电源电压负载曲线，以基于电源电压负载曲线分析电源的稳定性。可见，本申请可根据系统中原有的BMC电压检测模块检测到的负载端电压生成电源电压负载曲线，无需人工测量；而且，本申请增设电压采样电路分析电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，以根据线路损耗电压修正负载端电压，得到更准确的负载端电压，从而得到更精准的电源电压负载曲线，有助于电源的稳定性分析。

在上述实施例的基础上：

作为一种可选的实施例，控制电路3包括：

分别与第一电压采样电路1和第二电压采样电路2连接的数字信号传输电路，用于将源端电压和后端电压以数字信号进行传输；

与数字信号传输电路连接的控制芯片，用于获取BMC电压检测模块所检测到的负载对应的负载端电压；根据数字信号传输电路传输过来的源端电压和后端电压求取电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，并根据线路损耗电压修正负载端电压，且根据修正后的负载端电压生成电源电压负载曲线，以基于电源电压负载曲线分析电源的稳定性。

具体地，本申请的控制电路3包括数字信号传输电路和控制芯片，其工作原理为：

本申请的第一电压采样电路1和第二电压采样电路2采样得到的源端电压和后端电压是模拟信号，而模拟信号值易受外界影响，所以本申请由数字信号传输电路将第一电压采样电路1和第二电压采样电路2采样得到的源端电压和后端电压以稳定可靠的数字信号传输至后续电路(控制芯片)，供后续电路处理，从而保证在数据传输时无模拟信号失真问题，保证信号的完整性。

请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种数字信号传输电路的结构示意图。

作为一种可选的实施例，数字信号传输电路包括：

分别与第一电压采样电路1和第二电压采样电路2连接的A/D模块，用于将源端电压和后端电压均进行模数转换，得到源端数字电压信号和后端数字电压信号；

与A/D模块连接的数字信号保持器，用于将源端数字电压信号和后端数字电压信号进行信号保持；

分别与数字保持器和控制芯片连接的D/A模块，用于将源端数字电压信号和后端数字电压信号均进行数模转换，得到源端模拟电压信号和后端模拟电压信号，并将源端模拟电压信号和后端模拟电压信号输入至控制芯片处理。

具体地，本申请的数字信号传输电路包括A/D(Analog/Digital，模拟/数字)模块、数字信号保持器及D/A模块，其工作原理为：

在第一电压采样电路1和第二电压采样电路2采样得到源端电压和后端电压后，先由A/D模块分别将第一电压采样电路1和第二电压采样电路2采样得到的源端电压和后端电压进行模数转换，相应得到源端数字电压信号和后端数字电压信号，再由数字信号保持器将A/D模块转换得到的源端数字电压信号和后端数字电压信号进行信号保持传输，然后由D/A模块将数字信号保持器传输过来的源端数字电压信号和后端数字电压信号进行数模转换，得到源端模拟电压信号和后端模拟电压信号，以将源端模拟电压信号和后端模拟电压信号输入至控制芯片处理，从而保证在数据传输时无模拟信号失真问题，保证信号的完整性。

作为一种可选的实施例，电源稳定性分析装置还包括：

分别与第一电压采样电路1、第二电压采样电路2及数字信号传输电路连接的抗干扰电路，用于将源端电压和后端电压中掺杂的干扰信号进行滤波及屏蔽处理，并将抗干扰处理后的源端电压和后端电压输入至数字信号传输电路进行传输。

进一步地，本申请还可在第一电压采样电路1、第二电压采样电路2和数字信号传输电路之间增设抗干扰电路，抗干扰电路可将第一电压采样电路1和第二电压采样电路2采样得到的源端电压和后端电压中掺杂的干扰信号进行滤波及屏蔽处理，然后将滤波及屏蔽处理后的源端电压和后端电压输入至数字信号传输电路进行传输，从而提高信号采样精度。

作为一种可选的实施例，控制芯片具体为BMC控制器。

具体地，本申请的控制芯片可直接采用系统中原有的BMC控制器实现，无需增设额外的控制芯片，从而节约电路成本。

作为一种可选的实施例，电源稳定性分析装置还包括：

与控制电路3连接的显示器；

且控制电路3还用于将电源电压负载曲线输出至显示器显示。

进一步地，本申请的电源稳定性分析装置还包括由控制电路3控制的显示器，控制电路3可将电源电压负载曲线输出至显示器显示，供用户查看。若控制电路3中的控制芯片为BMC控制器，则可在BMC监测平台上显示电源电压负载曲线。

作为一种可选的实施例，控制电路3具体用于：

周期性获取BMC电压检测模块所检测到的负载对应的负载端电压；

在BMC电压检测模块的任一检测周期内，分别求取本检测周期对应的源端电压的平均值和后端电压的平均值，并将源端电压的平均值与后端电压的平均值作差，得到电源电压在本检测周期对应的第一线路损耗电压；其中，负载端电压的检测周期＝N*(源端电压和后端电压的采样周期)，N为正整数；

将电源额定输出电压与本检测周期对应的负载端电压作差，得到BMC电压检测模块在本检测周期对应的第二线路损耗电压；

判断第一线路损耗电压与第二线路损耗电压的差值是否小于预设电压精度值；若是，则将BMC电压检测模块在本检测周期内检测到的负载端电压直接作为本检测周期内的负载端电压曲线值；若否，则本检测周期内的负载端电压曲线值＝BMC电压检测模块在本检测周期内检测到的负载端电压－(第一线路损耗电压－第二线路损耗电压)；

根据各检测周期对应的负载端电压曲线值生成电源电压负载曲线，以基于电源电压负载曲线分析电源的稳定性。

具体地，控制电路3周期性获取BMC电压检测模块所检测到的负载对应的负载端电压。同时，控制电路3在BMC电压检测模块的任一检测周期内，将第一电压采样电路1在本检测周期传输过来的源端电压的平均值－第二电压采样电路2在本检测周期传输过来的后端电压的平均值，得到电源电压在本检测周期对应的第一线路损耗电压。将电源额定输出电压－BMC电压检测模块在本检测周期检测到的负载端电压，得到BMC电压检测模块在本检测周期对应的第二线路损耗电压。

按理来说，在BMC电压检测模块检测准确的情况下，第一线路损耗电压应大致等于第二线路损耗电压，所以控制电路3判断第一线路损耗电压与第二线路损耗电压的差值是否小于预设电压精度值；若小于预设电压精度值，认为BMC电压检测模块检测准确，则将BMC电压检测模块在本检测周期内检测到的负载端电压直接作为本检测周期内的负载端电压曲线值；若不小于预设电压精度值，认为BMC电压检测模块检测不准确，则本检测周期内的负载端电压曲线值＝BMC电压检测模块在本检测周期内检测到的负载端电压－(第一线路损耗电压－第二线路损耗电压)，以修正负载端电压。然后根据各检测周期对应的负载端电压曲线值生成精准的电源电压负载曲线，从而基于精准的电源电压负载曲线有效分析电源的稳定性。

本申请还提供了一种电源系统，包括电源及上述任一种电源稳定性分析装置。

本申请提供的电源系统的介绍请参考上述电源稳定性分析装置的实施例，本申请在此不再赘述。

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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明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 (7)

1.一种电源稳定性分析装置，其特征在于，包括：

第一电压采样电路，用于对靠近于电源的电压输出接口位置的电压进行采样，得到源端电压；

第二电压采样电路，用于对靠近于所述电源所接负载的电源输入接口位置的电压进行采样，得到后端电压；

控制电路，用于获取系统中BMC电压检测模块所检测到的所述负载对应的负载端电压；根据所述源端电压和所述后端电压求取电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，并根据所述线路损耗电压修正所述负载端电压，且根据修正后的负载端电压生成电源电压负载曲线，以基于所述电源电压负载曲线分析所述电源的稳定性；

所述控制电路具体用于：

周期性获取BMC电压检测模块所检测到的所述负载对应的负载端电压；

在所述BMC电压检测模块的任一检测周期内，分别求取本检测周期对应的源端电压的平均值和后端电压的平均值，并将所述源端电压的平均值与所述后端电压的平均值作差，得到电源电压在本检测周期对应的第一线路损耗电压；其中，所述负载端电压的检测周期＝N*(所述源端电压和所述后端电压的采样周期)，N为正整数；

将电源额定输出电压与本检测周期对应的负载端电压作差，得到所述BMC电压检测模块在本检测周期对应的第二线路损耗电压；

判断所述第一线路损耗电压与所述第二线路损耗电压的差值是否小于预设电压精度值；若是，则将所述BMC电压检测模块在本检测周期内检测到的负载端电压直接作为本检测周期内的负载端电压曲线值；若否，则本检测周期内的负载端电压曲线值＝所述BMC电压检测模块在本检测周期内检测到的负载端电压－(第一线路损耗电压－第二线路损耗电压)；

根据各检测周期对应的负载端电压曲线值生成电源电压负载曲线，以基于所述电源电压负载曲线分析所述电源的稳定性。

2.如权利要求1所述的电源稳定性分析装置，其特征在于，所述控制电路包括：

分别与所述第一电压采样电路和所述第二电压采样电路连接的数字信号传输电路，用于将所述源端电压和所述后端电压以数字信号进行传输；

与所述数字信号传输电路连接的控制芯片，用于获取BMC电压检测模块所检测到的所述负载对应的负载端电压；根据所述数字信号传输电路传输过来的源端电压和后端电压求取电源电压从源端到后端负载的线路损耗电压，并根据所述线路损耗电压修正所述负载端电压，且根据修正后的负载端电压生成电源电压负载曲线，以基于所述电源电压负载曲线分析所述电源的稳定性。

3.如权利要求2所述的电源稳定性分析装置，其特征在于，所述数字信号传输电路包括：

分别与所述第一电压采样电路和所述第二电压采样电路连接的A/D模块，用于将所述源端电压和所述后端电压均进行模数转换，得到源端数字电压信号和后端数字电压信号；

与所述A/D模块连接的数字信号保持器，用于将所述源端数字电压信号和所述后端数字电压信号进行信号保持；

分别与所述数字保持器和所述控制芯片连接的D/A模块，用于将所述源端数字电压信号和所述后端数字电压信号均进行数模转换，得到源端模拟电压信号和后端模拟电压信号，并将所述源端模拟电压信号和后端模拟电压信号输入至所述控制芯片处理。

4.如权利要求2所述的电源稳定性分析装置，其特征在于，所述电源稳定性分析装置还包括：

分别与所述第一电压采样电路、所述第二电压采样电路及所述数字信号传输电路连接的抗干扰电路，用于将所述源端电压和所述后端电压中掺杂的干扰信号进行滤波及屏蔽处理，并将抗干扰处理后的源端电压和后端电压输入至所述数字信号传输电路进行传输。

5.如权利要求2所述的电源稳定性分析装置，其特征在于，所述控制芯片具体为BMC控制器。

6.如权利要求1所述的电源稳定性分析装置，其特征在于，所述电源稳定性分析装置还包括：

与所述控制电路连接的显示器；

且所述控制电路还用于将所述电源电压负载曲线输出至所述显示器显示。

7.一种电源系统，其特征在于，包括电源及如权利要求1-6任一项所述的电源稳定性分析装置。

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