CN1674404A - 冗余电源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冗余电源系统，包括至少两个电源及与电源相连的监控模块。该监控模块用于预先设置正常电压并指定其中一个电源对外提供输出电压，且根据该电源的输出电压与正常电压比较判断该电源是否正常对外供电，如果发生故障则切换至另一个电源继续供电。由于本发明所提供的冗余电源系统可以实现普通PC电源冗余功能，而普通电源的价格要比专用的冗余电源的价格便宜得多，所以降低成本从而克服了现有提供冗余电源功能的冗余电源价格昂贵的缺陷；由于在电源的基础上通过外加监控模块实现，操作方便、实施简单。
Description
技术领域
本发明涉及冗余电源，特别是涉及一种在普通PC电源的基础上实现冗余电源功能的冗余电源系统。
背景技术
冗余电源所提供的功能就是让设备能在一个电源发生故障时还可以不掉电的持续工作，主要应用于需要长时间连续运行的设备。例如服务器，服务器是网络中的核心设备，因此它必须具备高可靠性和安全性，来保证长时间连续运行。多长的时间算长时间呢？不同的服务器有不同的标准。一般来说，对工作组级服务器的要求是在工作时间(每天8小时，每周5天)内没有故障；对部门级服务器的要求是每天24小时、每周5天内没有故障；而对企业级服务器的要求是最高的，要求全年365天、每天24小时都要保证没有故障，也就是说，服务器随时可用。为了能让服务器长时间安全稳定的运行，在设计时就要考虑各种可能出现的故障，使服务器具备容错能力以及安全保护能力。
电源是除硬盘外最容易出问题的设备，因此理想的情况下服务器应该备有冗余的电源设备，也就是说具有冗余电源功能。
目前，设备都是通过冗余电源来提供冗余电源功能的，也就是要为设备增加一个冗余电源，而且还要进行相应的设计使之能在一个电源中断后能立即工作，这又称为N+1冗余。比如支持一个大容量的磁盘阵列(RAID，RedundantArray of Inexpensive Disks)组，可能需要两套电源才能维持电量的需求，这个时候就需要使用第3套电源，即冗余电源。
目前市场上的提供冗余功能的冗余电源价格都比较昂贵。这对于那些既想提高设备稳定性能，而又不想过多的增加投入的用户是一个两难的选择：有没有不需要增加多大成本也能获得良好的稳定性能的装置呢？这是用户一直渴望解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种冗余电源系统，实现普通PC电源的冗余功能。
为此，本发明冗余电源系统包括至少两个电源及与电源相连的监控模块，该监控模块用于预先设置正常电压并指定其中一个电源对外提供输出电压，且根据该电源的输出电压与正常电压比较判断该电源是否正常对外供电，如果发生故障则切换至另一个电源继续供电。
所述监控模块包括检测控制电路，用于指定其中一个电源对外提供输出电压，且监控该电源的输出电压并与正常电压比较判断该电源是否正常对外供电，在出现故障时则切换至另一个电源继续供电。
所述检测控制电路包括开关电路、采样电路及监控电路，其中开关电路由监控电路中的控制，包括多个开关，每个开关一端对应一个电源；采样电路对输出电压进行采样，并将采样的电压值反馈给监控电路；监控电路控制开关电路中各个开关的断开和接通，先确定接通一个开关以指定一个电源供电，根据采样电路的采样电压值与正常电压比较判断，在该电源出现故障时断开所述开关，接通另一个开关以指定另一个电源继续对外供电。
所述监控模块还包括接口电路，用于与电源相连及对外提供输出电压，包括一端与电源对应连接另一端与开关电路中开关对应串联的多个输入接口及一端与开关电路连接而另一端对外提供输出电压的输出接口，且输出接口与采样电路连接对输出电压采样。
所述接口电路还包括：串联于输出接口的另一端且输出电压经其对外供电的滤波储能电容及串联在输入接口和开关电路之间的滤波电容。
所述监控模块还包括输出电压指示电路，用于指示输出电压是否正常，该输出电压指示电路包括一端与输出接口连接指示灯。
所述监控电路包括用于控制的监控芯片、在上电时给监控芯片提供复位信号的复位电路以及为监控芯片提供工作时钟的晶振电路。
检测控制电路还包括电源指示电路，由监控芯片控制，用于指示正在对外供电的具体电源；报警电路，由监控芯片控制，在该冗余电源系统异常时发声报警。
与现有技术相比，本发明的有益效果：由于本发明所提供的技术方案中可以实现普通PC电源冗余功能，而普通电源的价格要比专用的冗余电源的价格便宜得多，所以降低成本从而克服了现有提供冗余电源功能的冗余电源价格昂贵的缺陷；由于在电源的基础上通过外加监控模块实现，操作方便、实施简单。
附图说明
图1是本发明冗余电源系统整体框图。
图2是图1中监控模块的框图。
图3是图2中接口电路的框图。
图4是图2中检测控制电路的框图。
图5是本发明冗余电源系统实施例的框图。
图6是本发明冗余电源系统输出电压指示电路图。
图7是实施例中的采样电路、复位电路、监控芯片和晶振电路的电路图；
图8是实施例中的报警电路的电路图。
具体实施方式
请参照图1所示冗余电源系统，包括至少两个电源1及与电源1相连的监控模块3。该监控模块3用于预先设置电源1的正常电压并指定其中一个电源1对外提供输出电压，且根据该电源1的输出电压与正常电压比较判断该电源1是否正常对外供电，如果发生故障则切换至另一个电源1继续供电。所述电源1可以是普通的PC电源，所述冗余电源系统向设备4(本实施例中以主板为例)提供输出电压。
这样，电源1可先通过监控模块3给设备4供电，如果一个电源1发生故障，监控模块3便将供电的电源从一个电源1切换到另一个电源1，由另一个通电源1继续给设备4供电，如果另一个电源1也出现了故障，监控模块3再将供电的电源从另一个电源1切换到再一个电源1上，以此类推，这样就保证了在一个电源1出现故障时，能够不影响设备4的正常工作，保证了使用本装置的设备4的连续工作的状态。在实际使用的时候，到底需要几个普通电源1，应根据使用本装置的设备4所应该达到的持续工作的时间以及所采用的电源1的使用寿命来考虑。
请参照图2所示，所述监控模块3包括接口电路31、检测控制电路32及输出电压指示电路33。其中，所述接口电路31用于与电源1相连及对外提供输出电压；检测控制电路32与接口电路31连接用于指定其中一个电源1对外提供输出电压，且监控该电源1的输出电压并与正常电压比较判断该电源1是否正常对外供电，在出现故障时则切换至另一个电源1继续供电；输出电压指示电路33，与接口电路31连接，用于指示输出电压是否正常。
请参照图4、5所示，所述检测控制电路32包括开关电路321、监控电路(未标号)及采样电路324，其中开关电路321由监控电路控制，包括多个开关(本实施例中的开关采用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor))，每个开关一端对应一个电源1而另一端与接口电路31连接对外提供输出电压；采样电路324(具体实施例见图7)对输出电压进行采样，并将采样的电压值反馈给监控电路；监控电路控制开关电路321中各个开关的断开和接通，先确定接通一个开关以指定一个电源1供电，根据采样电路324的采样电压值与正常电压比较判断，在该电源1出现故障时断开所述开关，接通另一个开关以指定另一个电源1继续对外供电。
监控电路包括监控芯片323(本实施例以型号为PIC16C72为例)、复位电路326及晶振电路327。其中，所述监控芯片323实现监控电路中的控制功能；复位电路326(具体实施例见图7)用于在上电时给监控芯片323提供一个复位信号，使监控芯片323有效复位；晶振电路327(具体实施例见图7)用于提供监控芯片323工作时钟。
检测控制电路32还包括报警电路325(具体实施例见图8)，由监控芯片323控制，在该冗余电源系统异常时(例如设备4出现异常或者所有的电源1都不能正常工作时)发声报警会(例如驱动蜂鸣器发声)，现有技术不再赘述；电源指示电路328，由监控芯片323控制，用于指示正在对外供电的具体电源1，例如监控芯片323控制与电源1对应的发光二极管(LED，light-emitting diode)的亮度即可实现，例如一个LED用于显示是一个电源1在供电，另一个LED用于显示是另一个电源1在供电。
请结合参照图3，接口电路31包括一端与电源1对应连接另一端与开关电路321中开关对应串联的多个输入接口311及一端与开关电路321连接而另一端对外提供输出电压的输出接口313，且输出接口313与采样电路324连接对输出电压采样。每个输入接口311与一个开关对应相连，可以根据设置的输入接口311的数量决定与多少个电源1相连。
所述接口电路31还包括串联在输入接口311和开关电路321之间的滤波电容315及串联于输出接口313的另一端且输出电压经其对外供电的滤波储能电容316。所述输出接口313可直接与设备4相连，也可以经由滤波储能电容316与设备4相连，该滤波储能电容316的作用是储能和滤波；滤波电容315的作用在于降低电源的干扰(例如消除电源1中电压的尖峰和毛刺)。
请参照图6所示，输出电压指示电路33包括一端与输出接口连接的指示灯(本实施例中采用发光二极管(LED)333)。本实施例中，输出电压指示电路33若干个LED 333和若干个限流电阻332，若干个LED 333分别与输出接口313的各个电压相连，即从输出接口313处引出电压，也就是各个LED 333分别与+5V电压、+12电压、+3V电压相连，以此类推，而且每一个LED 333通过串联一个限流电阻332到GND。当与LED 333相连的电压有输出时，LED333就会被点亮，指示电压的状态，如果没有输出，LED 333就处于熄灭的状态。
请继续参照5-8图所示，本发明冗余电源系统，以采用两个电源1为例，即指采用两个电源1与监控模块3相连。本实施例中这两个电源1采用PC电源，包括多种电压及控制信号。其中电压指+12V，-12V，+5V，-5V，+3V，-3V，+5V待命电源(5VSB，5V STANDBY)，接地(GND)。所述控制信号指输出信号(PW-OK或POWER OK)和输入信号(PS-ON或POWERCONTROL)。所述输出信号高电平有效，表示各路电压输出已经稳定，在本实施例中表示+12V、-12V、+5V、-5V、+3V和-3V电压都已输出稳定；所述输入信号低电平有效，控制PC电源的VCC电压输出，即控制PC电源是否输出+12V、-12V、+5V、-5V、+3V和-3V的电压。
每个电源1的各个引脚与所对应输入接口311的对应引脚直接相连，输入接口311可直接与开关电路321相连，也可以为了降低电源的干扰，在每一个输入电源接口311与开关电路321之间加上滤波电容315，以消除电源1中电压的尖峰和毛刺，本实施例采用的是瓷片电容。
电源1中的电压经过滤波电容315滤波后，通过开关电路321(每种电压经过一个对应的开关)与输出接口313相连，从输出接口313输出，可直接作为输出电压接入设备4(本实施例中为主板)供电即直接将输出接口313与主板的主板电源接口41连接，也可经由滤波储能电容316(本例采用的是大容量的电解电容，例如，1000uF)再接入主板的主板电源接口41，这样虽然主板在上电一瞬间会产生一个很大的电流，但因为滤波储能电容316的储能和滤波作用，电源1就不会被拉垮。本实施例中的开关采用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)。
另外，每个输入接口311的PW-OK信号各自通过一个或门与输出接口313的对应脚相连接。每个输入接口311的PS-ON信号各自通过一个小电阻(请举个例子)与输出接口313的对应引脚相连接；每一个输入接口311、输出接口313和监控模块3的接地引脚(GND)可以直接相连。
监控芯片323控制开关电路321各个开关的接通和断开，从而控制各个电压的输出，先确定接通其中一个开关，从而确定一个电源1对外供电，控制电源指示电路328指示该电源1在供电(例如，代表该电源1的指示灯或发光二极管亮了)。采样电路324从输出接口313对输出电压进行采样并将采样的电压值反馈给监控芯片323。监控芯片323根据采样的电压值监控正在供电的电源1的输出电压状态，并与正常电压判断，如果采样电压值在正常电压值的±10％范围之内，表明给主板4供电的电源1工作正常，例如正常电压5V而采样电路324采样来的电压值是8V(超出正常电压+30％)，表明该电源1出现了故障；监控芯片323就断开开关电路321中上述开关从而切断该电源1的连接，同时接通另一个开关，即切换到另一个电源1，由另一个电源1继续供电，以不至于因为一个电源1的故障而影响主板的正常工作；同时监控芯片323控制电源指示电路328指示另一个电源1在供电。当该当主板出现异常或所有电源1无法输出正常的输出电压时，则监控芯片323控制报警电路325发声报警。
另外，图5中的监控芯片323还通过I2C总线(IIC BUS)与主板上的系统管理总线(SM BUS)42相连。IIC BUS是飞利浦(PHILIPS)开发了一种用于内部集成电路(IC，Integrated Circuit)控制的简单的双向两线串行总线I2C。当在供电的电源1出现故障后，监控芯片323通过开关电路321切换到另一个电源时，同时通过IIC BUS向主板的SM BUS发送告警信息，本例中的告警信息是以十六进制数0XEE表示的，也就是0XEE表示出现电源故障(ERROR)。
综上所述，本发明冗余电源系统能以普通PC电源实现冗余电源的功能，克服了现有提供冗余电源功能的冗余电源价格昂贵的缺陷；能在不停止供电的情况下，修理和更换PC电源，稳定性好；易于操作和实施。
Claims (8)
1.一种冗余电源系统，包括至少两个电源，其特征在于，该冗余电源系统还包括与电源相连的监控模块，该监控模块用于预先设置正常电压并指定其中一个电源对外提供输出电压，且根据该电源的输出电压与正常电压比较判断该电源是否正常对外供电，如果发生故障则切换至另一个电源继续供电。
2.如权利要求1所述的冗余电源系统，其特征在于，所述监控模块包括检测控制电路，用于指定其中一个电源对外提供输出电压，且监控该电源的输出电压并与正常电压比较判断该电源是否正常对外供电，在出现故障时则切换至另一个电源继续供电。
3.如权利要求2所述的冗余电源系统，其特征在于，所述检测控制电路包括开关电路、采样电路及监控电路，其中开关电路由监控电路中的控制，包括多个开关，每个开关一端对应一个电源；采样电路对输出电压进行采样，并将采样的电压值反馈给监控电路；监控电路控制开关电路中各个开关的断开和接通，先确定接通一个开关以指定一个电源供电，根据采样电路的采样电压值与正常电压比较判断，在该电源出现故障时断开所述开关，接通另一个开关以指定另一个电源继续对外供电。
4.如权利要求3所述的冗余电源系统，其特征在于，所述监控模块还包括接口电路，用于与电源相连及对外提供输出电压，包括一端与电源对应连接另一端与开关电路中开关对应串联的多个输入接口及一端与开关电路连接而另一端对外提供输出电压的输出接口，且输出接口与采样电路连接对输出电压采样。
5如权利要求4所述的冗余电源系统，其特征在于，所述接口电路还包括：串联于输出接口的另一端且输出电压经其对外供电的滤波储能电容及串联在输入接口和开关电路之间的滤波电容。
6.如权利要求4所述的冗余电源系统，其特征在于，所述监控模块还包括输出电压指示电路，用于指示输出电压是否正常，该输出电压指示电路包括一端与输出接口连接指示灯。
7.如权利要求3所述的冗余电源系统，其特征在于，所述监控电路包括用于控制的监控芯片、在上电时给监控芯片提供复位信号的复位电路以及为监控芯片提供工作时钟的晶振电路。
8.如权利要求7所述的冗余电源系统，其特征在于，检测控制电路还包括电源指示电路，由监控芯片控制，用于指示正在对外供电的具体电源；报警电路，由监控芯片控制，在该冗余电源系统异常时发声报警。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101458553B (zh) * | 2007-12-13 | 2011-06-15 | 国际商业机器公司 | 在为计算机供电的高可用冗余电源模式间选择的方法、装置 |
| CN102237712A (zh) * | 2011-05-05 | 2011-11-09 | 福建星网锐捷网络有限公司 | 多电源系统和电源故障处理方法 |
| CN103516043A (zh) * | 2012-06-26 | 2014-01-15 | 华为技术有限公司 | 功率切换控制信号产生电路、双电源冗余供电系统及方法 |
| CN109193914A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-11 | 广州市保伦电子有限公司 | 一种冗余电源智能控制装置 |
| CN109240076A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-01-18 | 陕西千山航空电子有限责任公司 | 一种控制激励源余度输出的装置和方法 |
| CN113541300A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-22 | 浙江大华技术股份有限公司 | 电源冗余备份控制电路和led显示系统 |
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101458553B (zh) * | 2007-12-13 | 2011-06-15 | 国际商业机器公司 | 在为计算机供电的高可用冗余电源模式间选择的方法、装置 |
| CN102237712A (zh) * | 2011-05-05 | 2011-11-09 | 福建星网锐捷网络有限公司 | 多电源系统和电源故障处理方法 |
| CN102237712B (zh) * | 2011-05-05 | 2013-10-23 | 福建星网锐捷网络有限公司 | 多电源系统和电源故障处理方法 |
| CN103516043A (zh) * | 2012-06-26 | 2014-01-15 | 华为技术有限公司 | 功率切换控制信号产生电路、双电源冗余供电系统及方法 |
| CN103516043B (zh) * | 2012-06-26 | 2015-09-09 | 华为技术有限公司 | 功率切换控制信号产生电路、双电源冗余供电系统及方法 |
| CN109193914A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-11 | 广州市保伦电子有限公司 | 一种冗余电源智能控制装置 |
| CN109193914B (zh) * | 2018-08-22 | 2021-09-24 | 广州市保伦电子有限公司 | 一种冗余电源智能控制装置 |
| CN109240076A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-01-18 | 陕西千山航空电子有限责任公司 | 一种控制激励源余度输出的装置和方法 |
| CN113541300A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-22 | 浙江大华技术股份有限公司 | 电源冗余备份控制电路和led显示系统 |
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