CN114759773B - 一种服务器多输入电源、控制方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种服务器多输入电源、控制方法及存储介质。本发明包含由交流输入端、直流滤波电路、PFC整流电路构成的交流供电通道，由直流输入端、BOOST升压电路构成的直流供电通道，交流供电通道经第一场效应管连接第一隔离二极管，第一隔离二极管连接汇聚电容，直流供电通道经第二场效应管连接第二隔离二极管，第二隔离二极管连接汇聚电容，汇聚电容连接LLC降压电路。第一场效应管和第二场效应管由第三控制器根据配置第控制策略进行控制。本发明能够由交流供电通道供电，由直流供电通道供电，或由交流供电通道配合直流供电通道供电。使得服务器电源适应多形式多规格的供电输入，且使得服务器电源能够配合服务器实时功耗稳定为服务器供电。

Description

一种服务器多输入电源、控制方法及存储介质

技术领域

本发明涉及服务器电源设计技术领域，尤其涉及一种服务器多输入电源、控制方法及存储介质。

背景技术

服务器电源的稳定供电是服务器能够稳定正常工作的基础。

服务器电源的供电输入往往具有交流和直流两种不同的形式，且交流和直流两种不同的形式往往还会细分多种不同电压规格。在不同的供电环境中部署的服务器需要服务器电源硬件结构设计能够支撑两种形式多种规格供电输入,且需要服务器电源的控制策略能够使得服务器电源供电和服务器耗电配合，使得服务器电源能够为服务器稳定供电，保证服务器的正常工作。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供一种服务器多输入电源、控制方法及存储介质。

第一方面，本发明提供一种服务器多输入电源，包括：至少一个交流输入端和直流输入端，交流输入端电连接整流滤波电路，整流滤波电路电连接由第一控制器控制的PFC整流电路，PFC整流电路将整流滤波电路的输出转为固定电压的直流信号，PFC整流电路的直流输出经第一场效应管连接第一隔离二极管，第一隔离二极管连接汇聚电容，直流输入端电连接将直流输入电压值转为PFC整流电路直流输出电压值的由第二控制器驱动的BOOST升压电路，BOOST升压电路的直流输出经第二场效应管连接第二隔离二极管，第二隔离二极管连接所述汇聚电容；汇聚电容连接LLC降压电路，LLC降压电路将汇聚电容输出电压转为服务器所需的输入电压，LLC降压电路由第四控制器驱动；

第一场效应管和第二场效应管的栅极经驱动电路连接第三控制器，第三控制器电连接设置于交流输入端和直流输入端的掉电检测电路，第三控制器电连接用于采集LLC降压电路、PFC整流电路和BOOST升压电路输出电流的信号采集电路；第三控制器直接或间接通讯连接服务器第三控制器通过与服务器通讯实现包括从服务器获取配置控制策略。

更进一步地，所述整流滤波电路包括连接交流输入端的二极管桥式整流电路，二极管桥式整流电路电连接滤波电容。

更进一步地，第三控制器电连接第一控制器和第二控制器，用以控制第一控制器调整PFC整流电路的输出电流，控制第二控制器调整BOOST升压电路的输出电流。

更进一步地，所述第三控制器直接通讯连接服务器基板管理控制器或第三控制器通讯连接电源控制器，电源控制器通讯连接基板管理控制器；实现第三控制器与基板管理控制器通讯。

更进一步地，第三控制器检测交流供电通道和直流供电通道无法满足服务器实时功耗时，向基板管理控制器发送通知，基板管理控制器配置至少一与服务器CPU降频控制引脚连接的调控引脚，在服务器CPU允许基板管理控制器控制降频的条件下，基板管理控制器响应通知通过调控引脚控制CPU降频。

第二方面，本发明提供一种服务器多输入电源控制方法，应用于所述的服务器多输入电源，包括：

通过基板管理控制器在第三控制器配置控制策略；

通过控制策略配置直流供电通道和交流供电通道所能提供的最大功率；

执行控制策略实现：第三控制器利用LLC降压电路的输出电流和LLC降压电路的输出电压计算服务器实时功耗；

实时功耗小于最大功率时，第三控制器控制第一场效应管导通，第二场效应管断开；

实时功耗处于最大功率和2倍最大功率之间时，第三控制器控制第一场效应管和第二场效应管导通；

实时功耗大于2倍最大功率时或在仅能由直流供电通道和交流供电通道任一路供电的情况下实时功耗处于最大功率和2倍最大功率之间时，第三控制器通知服务器降频，若服务器无法在预设的时间阈值内降频，则执行保护操作。

优选地，实时功耗处于最大功率和2倍最大功率之间时，第三控制器控制第一控制器调整PFC整流电路的按最大功率输出；第三控制器控制第二控制器调整BOOST升压电路按实时功耗和最大功率的差值输出。

优选地，实时功耗小于最大功率时，第三控制器利用信号采集电路采集的PFC整流电路的输出电流是否异常判断交流供电通道是否损坏，若交流供电通道损坏则控制第一场效应管断开、第二场效应管导通。

优选地，第三控制器利用掉电检测电路检测直流输入端和交流输入端的供电是否正常以判断直流供电通道和交流供电通道能否供电。

第三方面，本发明提供一种存储介质，所述存储介质存储至少一条指令，读取并执行所述指令，实现所述服务器多输入电源控制方法。

本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本发明包含由交流输入端、直流滤波电路、PFC整流电路构成的交流供电通道，包含由直流输入端、BOOST升压电路构成的直流供电通道，交流供电通道经第一场效应管连接第一隔离二极管，第一隔离二极管连接汇聚电容，直流供电通道经第二场效应管连接第二隔离二极管，第二隔离二极管连接汇聚电容，汇聚电容连接LLC降压电路。第一隔离二极管配合第一场效应管，第二隔离二极管配合第一场效应管将直流供电通道和交流供电通道隔离供电过程相互独立。第一场效应管和第二场效应管由第三控制器根据配置第控制策略进行控制。本发明能够由交流供电通道供电，由直流供电通道供电，或由交流供电通道配合直流供电通道供电。汇聚电容具有一定的储能作用，在交流供电通道供电和直流供电通道供电切换时，汇聚电容能继续供电，使得切换过程对服务器影响小。

本发明中执行服务器多输入电源控制方法能优先由交流供电通道供电，保证较高的供电转换效率。本发明中执行服务器多输入电源控制方法使得现有能工作供电通道正常工作无法满足服务器实时功耗时，通知服务器降频，若服务器无法在预设的时间阈值内降频，则执行保护操作。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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性的前提下，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1提供的一种服务器多输入电源的示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种服务器多输入电源中散热风扇的布局示意图；

图3为本发明实施例2提供的一种服务器多输入电源中第三控制器和第二控制器、第三控制器和第一控制器通讯连接的示意图；

图4为本发明实施例3提供的一种服务器多输入电源中第三控制器和基板管理控制器，基板管理控制器和CPU连接的示意图；

图5为本发明实施例4提供的一种服务器多输入电源控制方法中判断能够进行供电的供电通道的流程图；

图6为本发明实施例4提供的一种服务器多输入电源控制方法的流程图。

具体实施方式

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的一部分实施例，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的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。

需要说明的是，在本文中，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。

实施例1

参阅图1所示，本发明实施例提供一种服务器多输入电源，包括：至少一个交流输入端和直流输入端。

具体实施过程中，所述交流输入端输入220V交流电，所述直流输入端输入48V直流供电。交流输入端电连接整流滤波电路，具体的，所述整流滤波电路包括连接交流输入端的二极管桥式整流电路，二极管桥式整流电路电连接滤波电容。所述整流滤波电路对交流电信号进行处理输出m形电信号，整流滤波电路电连接由第一控制器控制的PFC整流电路，PFC整流电路将整流滤波电路的输出转为固定电压的直流信号，一种优选地PFC整流电路的直流输出提供400V直流信号，PFC整流电路的直流输出经第一场效应管连接第一隔离二极管，第一隔离二极管连接汇聚电容。所述第一隔离二极管的P极连接所述PFC整流电路的直流输出，所述第一隔离二极管的N极连接所述汇聚电容的一个极板，所述汇聚电容的另一极板接地。

具体实施过程中，所述直流输入端电连接将直流输入电压值转为PFC整流电路直流输出电压值的BOOST升压电路，所述BOOST升压电路由第二控制器驱动。BOOST升压电路的直流输出经第二场效应管连接第二隔离二极管，第二隔离二极管连接所述汇聚电容；具体的，所述第二隔离二极管的P极连接所述BOOST升压电路的直流输出，所述第二隔离二极管的N极连接所述汇聚电容非接地极板。

所述汇聚电容连接LLC降压电路，LLC降压电路将汇聚电容输出电压转为服务器所需的输入电压，LLC降压电路由第四控制器驱动。具体的所述LLC降压电路采用全桥设计。

第一场效应管和第二场效应管的栅极经驱动电路连接第三控制器，第三控制器电连接设置于交流输入端和直流输入端的掉电检测电路，所述第三控制器利用掉电检测电路检测交流输入端和直流输入端是否正常供电。根据交流输入端和直流输入端供电情况，确定可以对服务器供电的供电通道。在交流输入端和直流输入端均有供电的情况下，第三控制器控制第一场效应管导通、第二场效应管断开使交流供电通道为服务器供电，第三控制器控制第一场效应管断开、第二场效应管导通使直流供电通道给服务器供电，第三控制器控制第一场效应管和第二场效应管导通使交流供电通道和直流供电通道一起为服务器供电，第三控制器控制第一场效应管和第二场效应管断开使交流供电通道和直流供电通道均停止供电。在仅交流输入端有供电的情况下，第三控制器控制第一场效应管导通、第二场效应管断开使交流供电通道为服务器供电，第三控制器控制第一场效应管和第二场效应管断开使交流供电通道和直流供电通道均停止供电。在仅直流输入端有供电的情况下，第三控制器控制第一场效应管断开、第二场效应管导通使直流供电通道为服务器供电，第三控制器控制第一场效应管和第二场效应管断开使交流供电通道和直流供电通道均停止供电。

第三控制器电连接用于采集LLC降压电路、PFC整流电路和BOOST升压电路输出电流的信号采集电路；第三控制器直接或间接通讯连接服务器第三控制器通过与服务器通讯实现包括从服务器获取配置控制策略。

参阅图2所示，交流输入端、滤波整流电路和PFC整流电路形成交流供电通道，直流输入端和BOOST升压电路形成直流供电通道，所述服务器多输入电源配置有散热风扇，所述散热风险设置于交流供电通道和直流供电通道之间。

实施例2

参阅图3所示，实施例2相比实施例1区别在于，第三控制器电连接第一控制器和第二控制器，用以控制第一控制器调整PFC整流电路的输出电流，控制第二控制器调整BOOST升压电路的输出电流。第三控制器控制第一场效应管和第二场效应管均导通的情况下，第三控制器通过第一控制器和第二控制器分别调整PFC整流电路和BOOST升压电路的输出电流实现交流供电通道和直流供电通道的功率分配。

实施例3

参阅图4所示，实施例3与实施例1区别在于，所述第三控制器直接通讯连接服务器基板管理控制器或第三控制器通讯连接电源控制器，电源控制器通讯连接基板管理控制器；实现第三控制器与基板管理控制器通讯。服务器基板管理控制器具有带外固件配置的功能，第三控制器与基板管理控制器通讯后，在第三控制器配置实现控制策略的固件。基板管理控制器配置至少一与服务器CPU降频控制引脚连接的调控引脚，在服务器CPU允许基板管理控制器控制降频的条件下，基板管理控制器通过调控引脚控制CPU降频。第三控制器检测交流供电通道和直流供电通道无法满足服务器实时功耗时，向基板管理控制器发送通知，基板管理控制器响应通知执行CPU降频。降频使得服务器整体的实时功耗下降，降低电流需求量，降低为服务器供电的交流供电通道和/或交流供电通道的输出功率，避免发生过流的情况。

实施例4

本发明实施例提供一种服务器多输入电源控制方法，应用于所述的服务器多输入电源，包括：

通过基板管理控制器在第三控制器配置控制策略；

通过控制策略配置直流供电通道和交流供电通道所能提供的最大功率；

执行控制策略实现：

参阅图5所示，第三控制器利用掉电检测电路检测直流输入端和交流输入端的供电情况；根据供电情况判断直流供电通道和交流供电通道能否供电。若直流输入端且交流输入端供电正常，则直流供电通道和交流供电通道均能供电，若直流输入端且供电输入端供电异常，则直流供电通道和交流供电通道均不能供电，若直流输入端供电正常交流输入端供电异常则仅直流供电通道能供电，若直流输入端供电异常交流输入端供电正常则仅交流供电通道能供电。

参阅图6所示，第三控制器利用LLC降压电路的输出电流和输出电压计算服务器实时功耗；具体实施过程中LLC输出电压恒定，第三控制器利用信号采集电路采集LLC降压电路的输出电流，利用输出电流与输出电压的乘积计算服务器实时功耗。

比较实时功耗和最大功率和2倍最大功率的大小关系。

实时功耗小于最大功率时，若分析交流供电通道异常或交流供电通道供电异常导致仅能直流供电通道供电，则第三控制器控制第一场效应管断开，第二场效应管导通，否则第三控制器控制第一场效应管导通，第二场效应管断开。交流供电通道相比直流供电通道无BOOST升压电路的功率损耗，导致交流供电通道相比直流供电通道的供电转换效率更高。实时功耗小于最大功率时，交流供电通道和直流供电通道任一均能满足服务器负载，优先采用交流供电通道供电。具体实施过程中，第三控制器利用信号采集电路采集的PFC整流电路的输出电流是否异常判断交流供电通道是否损坏，若交流供电通道损坏。

实时功耗处于最大功率和2倍最大功率之间时，检测是否仅直流供电通道和交流供电通道任一能供电；否则，第三控制器控制第一场效应管和第二场效应管导通，且第三控制器控制第一控制器调整PFC整流电路的按最大功率输出；第三控制器控制第二控制器调整BOOST升压电路按实时功耗和最大功率的差值输出；是则，第三控制器通知服务器降频，检测服务器是否在预设的时间阈值内降频，若服务器未在预设的时间阈值内降频则执行保护操作，即服务器保存当前工作的数据并关机，第三控制器控制正在供电的供电通道的相应场效应管断开，若服务器在预设的时间阈值内降频则循环执行比较实时功耗和最大功率和2倍最大功率的大小关系的过程。

交流供电通道相比直流供电通道无BOOST升压电路的功率损耗，导致交流供电通道相比直流供电通道的供电转换效率更高。交流供电通道全功率供电，而直流供电通道按实时功耗和最大功率的差值供电，供电转换效率高。

实时功耗大于2倍最大功率时，第三控制器通知服务器降频，检测服务器是否在预设的时间阈值内降频，若服务器未在预设的时间阈值内降频则执行保护操作，即服务器保存当前工作的数据并关机，第三控制器控制正在供电的供电通道的相应场效应管断开，若服务器在预设的时间阈值内降频则循环执行比较实时功耗和最大功率和2倍最大功率的大小关系的过程。

实施例5

本发明提供一种存储介质，所述存储介质存储至少一条指令，读取并执行所述指令，实现所述服务器多输入电源控制方法。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的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，在其它实施例中实现。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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种服务器多输入电源，其特征在于，包括：至少一个交流输入端和直流输入端，交流输入端电连接整流滤波电路，整流滤波电路电连接由第一控制器控制的PFC整流电路，PFC整流电路将整流滤波电路的输出转为固定电压的直流信号，PFC整流电路的直流输出经第一场效应管连接第一隔离二极管，第一隔离二极管连接汇聚电容，直流输入端电连接将直流输入电压值转为PFC整流电路直流输出电压值的由第二控制器驱动的BOOST升压电路，BOOST升压电路的直流输出经第二场效应管连接第二隔离二极管，第二隔离二极管连接所述汇聚电容；汇聚电容连接LLC降压电路，LLC降压电路将汇聚电容输出电压转为服务器所需的输入电压，LLC降压电路由第四控制器驱动；

第一场效应管和第二场效应管的栅极经驱动电路连接第三控制器，第三控制器电连接设置于交流输入端和直流输入端的掉电检测电路，第三控制器电连接用于采集LLC降压电路、PFC整流电路和BOOST升压电路输出电流的信号采集电路；第三控制器直接或间接通讯连接服务器，第三控制器通过与服务器通讯实现包括从服务器获取配置控制策略，包括：通过控制策略配置直流供电通道和交流供电通道所能提供的最大功率；执行控制策略实现：第三控制器利用LLC降压电路的输出电流和LLC降压电路的输出电压计算服务器实时功耗；实时功耗小于最大功率时，第三控制器控制第一场效应管导通，第二场效应管断开，实时功耗小于最大功率时，第三控制器利用信号采集电路采集的PFC整流电路的输出电流是否异常判断交流供电通道是否损坏，若交流供电通道损坏则控制第一场效应管断开、第二场效应管导通；实时功耗处于最大功率和2倍最大功率之间时，第三控制器控制第一场效应管和第二场效应管导通，第三控制器控制第一控制器调整PFC整流电路的按最大功率输出，第三控制器控制第二控制器调整BOOST升压电路按实时功耗和最大功率的差值输出；实时功耗大于2倍最大功率时或在仅能由直流供电通道和交流供电通道任一路供电的情况下实时功耗处于最大功率和2倍最大功率之间时，第三控制器通知服务器降频，若服务器无法在预设的时间阈值内降频，则执行保护操作。

2.根据权利要求1所述的服务器多输入电源，其特征在于，所述整流滤波电路包括连接交流输入端的二极管桥式整流电路，二极管桥式整流电路电连接滤波电容。

3.根据权利要求1所述的服务器多输入电源，其特征在于，第三控制器电连接第一控制器和第二控制器，用以控制第一控制器调整PFC整流电路的输出电流，控制第二控制器调整BOOST升压电路的输出电流。

4.根据权利要求1所述的服务器多输入电源，其特征在于，所述第三控制器直接通讯连接服务器基板管理控制器或第三控制器通讯连接电源控制器，电源控制器通讯连接基板管理控制器；实现第三控制器与基板管理控制器通讯。

5.根据权利要求4所述的服务器多输入电源，其特征在于，第三控制器检测交流供电通道和直流供电通道无法满足服务器实时功耗时，向基板管理控制器发送通知，基板管理控制器配置至少一与服务器CPU降频控制引脚连接的调控引脚，在服务器CPU允许基板管理控制器控制降频的条件下，基板管理控制器响应通知通过调控引脚控制CPU降频。

6.一种服务器多输入电源控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一所述的服务器多输入电源，包括：

通过基板管理控制器在第三控制器配置控制策略；

通过控制策略配置直流供电通道和交流供电通道所能提供的最大功率；

执行控制策略实现：第三控制器利用LLC降压电路的输出电流和LLC降压电路的输出电压计算服务器实时功耗；

实时功耗小于最大功率时，第三控制器控制第一场效应管导通，第二场效应管断开，其中，实时功耗小于最大功率时，第三控制器利用信号采集电路采集的PFC整流电路的输出电流是否异常判断交流供电通道是否损坏，若交流供电通道损坏则控制第一场效应管断开、第二场效应管导通；

实时功耗处于最大功率和2倍最大功率之间时，第三控制器控制第一场效应管和第二场效应管导通，其中，实时功耗处于最大功率和2倍最大功率之间时，第三控制器控制第一控制器调整PFC整流电路的按最大功率输出；第三控制器控制第二控制器调整BOOST升压电路按实时功耗和最大功率的差值输出；

实时功耗大于2倍最大功率时或在仅能由直流供电通道和交流供电通道任一路供电的情况下实时功耗处于最大功率和2倍最大功率之间时，第三控制器通知服务器降频，若服务器无法在预设的时间阈值内降频，则执行保护操作。

7.根据权利要求6所述的服务器多输入电源控制方法，其特征在于，第三控制器利用掉电检测电路检测直流输入端和交流输入端的供电是否正常以判断直流供电通道和交流供电通道能否供电。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储至少一条指令，处理器读取并执行所述指令，实现如权利要求6或7所述服务器多输入电源控制方法。