JP2013196626A

JP2013196626A - Power supply system, control method and control program

Info

Publication number: JP2013196626A
Application number: JP2012066073A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Mizuko; 陽一水子
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-30
Anticipated expiration: 2032-03-22
Also published as: JP5966486B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system, a control method and a control program capable of suppressing reliability deterioration of a system.SOLUTION: A power supply system 1 includes power supply units 21-24 connected in parallel for supplying a load 30 with power, and a control unit 10 for operating power supply units under suspension among the power supply units 21-24, on the basis of the comparison results of power supply operation states of plural power supply units in operation among the power supply units 21-24.

Description

本発明は、電源システム、制御方法及び制御プログラムに関し、特に、複数の電源ユニットを備える電源システム、制御方法及び制御プログラムに関する。 The present invention relates to a power supply system, a control method, and a control program, and more particularly, to a power supply system including a plurality of power supply units, a control method, and a control program.

近年、セキュリティや災害対策などのリスク管理への関心の高まりから、データセンタの市場規模は年々増加を続けており、データセンタの情報処理を担うサーバなどの消費電力量は飛躍的に増大している。一方で、地球温暖化防止に向けた政府や机上の取り組みも加速しており、これら情報処理機器の省電力化が大きな課題になっている。 In recent years, due to growing interest in risk management such as security and disaster countermeasures, the data center market has continued to increase year by year, and the amount of power consumed by servers responsible for data center information processing has increased dramatically. Yes. On the other hand, the government and desk-top efforts to prevent global warming are accelerating, and the power saving of these information processing devices has become a major issue.

このような背景の下、サーバなどの情報処理機器の省電力化に向けた技術開発もさまざまな方式で実施されている。その方式の一つとして、冗長化された電源ユニット（ＰＳＵ：Power Supply Unit）において、負荷に応じて電源ユニットの給電効率が最大となるように、電源ユニットの稼動数を制御する方式が実施されている（例えば、特許文献１を参照）。 Against this background, technological development for power saving of information processing devices such as servers is being carried out in various ways. As one of the methods, in a redundant power supply unit (PSU: Power Supply Unit), a method of controlling the number of operation of the power supply unit is implemented so that the power supply efficiency of the power supply unit is maximized according to the load. (For example, refer to Patent Document 1).

なお、冗長化された電源ユニットを有する関連する技術として特許文献２、３や４も知られている。 Patent documents 2, 3, and 4 are also known as related technologies having redundant power supply units.

特開２００９−２０１２４４号公報JP 2009-201244 A 特開２０１１−１６０５９６号公報JP 2011-160596 A 特開２００９−０５５６８６号公報JP 2009-055686 A 特開平１１−１３６９４４号公報JP 11-136944 A

しかしながら、上記のように省電力化のために冗長化された電源ユニットの稼動数を制御する場合、電源ユニットの冗長性が確保されない状態となり、システムの信頼性が低下するという問題がある。 However, when controlling the number of operating redundant power supply units for power saving as described above, there is a problem in that the redundancy of the power supply units is not ensured and the reliability of the system is lowered.

例えば、冗長電源を有するサーバにおいて、ＰＳＵの高効率運転による省電力を目的に、負荷状況に応じて必要なＰＳＵだけを出力させ、その他のＰＳＵをスタンバイ(出力停止）にする機能が実現されている（以降、Cold Redundancyと呼ぶ)。しかし、現在のCold Redundancyにおいては、ＰＳＵで電流異常・電圧異常となる故障が発生した場合には、ＰＳＵの安全機構により、ＰＳＵは出力を遮断してしまうため、システムダウンとなっていた。 For example, in a server having a redundant power supply, for the purpose of power saving by high-efficiency operation of the PSU, a function of outputting only the necessary PSU according to the load condition and setting other PSUs to standby (output stop) is realized. (Hereinafter referred to as Cold Redundancy). However, in the current Cold Redundancy, when a failure that causes a current abnormality or voltage abnormality occurs in the PSU, the PSU shuts down the output by the safety mechanism of the PSU, so the system is down.

本発明の目的は、このような問題を解決するため、システムの信頼性低下を抑止する電源システム、制御方法及び制御プログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power supply system, a control method, and a control program that suppress a decrease in system reliability in order to solve such problems.

本発明に係る電源システムは、並列接続されて負荷へ電力を供給する複数の電源ユニットと、前記複数の電源ユニットのうち稼働中の複数の電源ユニットの電力供給動作状態の比較結果に基づいて、前記複数の電源ユニットのうち停止中の電源ユニットを稼働させる制御部と、を備えるものである。 The power supply system according to the present invention is based on a comparison result of power supply operation states of a plurality of power supply units connected in parallel and supplying power to a load, and a plurality of power supply units in operation among the plurality of power supply units. A control unit that operates a stopped power supply unit among the plurality of power supply units.

本発明に係る電源システムの制御方法は、並列接続されて負荷へ電力を供給する複数の電源ユニットを備える電源システムの制御方法であって、前記複数の電源ユニットのうち稼働中の複数の電源ユニットの電力供給動作状態を比較し、前記比較した電力供給動作状態の差分に基づいて、前記複数の電源ユニットのうち停止中の電源ユニットを稼働させるものである。 A control method for a power supply system according to the present invention is a control method for a power supply system including a plurality of power supply units connected in parallel to supply power to a load, and a plurality of operating power supply units among the plurality of power supply units Power supply operation states are compared, and a stopped power supply unit is operated among the plurality of power supply units based on the difference between the compared power supply operation states.

本発明に係る電源システムの制御プログラムは、並列接続されて負荷へ電力を供給する複数の電源ユニットを備える電源システムの制御処理をコンピュータにさせる電源システムの制御プログラムであって、前記電源システムの制御処理は、前記複数の電源ユニットのうち稼働中の複数の電源ユニットの電力供給動作状態を比較し、前記比較した電力供給動作状態の差分に基づいて、前記複数の電源ユニットのうち停止中の電源ユニットを稼働させるものである。 A control program for a power supply system according to the present invention is a control program for a power supply system that causes a computer to perform control processing of a power supply system that includes a plurality of power supply units that are connected in parallel to supply power to a load. The process compares power supply operation states of a plurality of operating power supply units among the plurality of power supply units, and based on the difference between the compared power supply operation states, the power supply being stopped among the plurality of power supply units The unit is operated.

本発明によれば、システムの信頼性低下を抑止することが可能な電源システム、制御方法及び制御プログラムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power supply system which can suppress the reliability fall of a system, a control method, and a control program can be provided.

本発明に係る電源システムの特徴を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the characteristic of the power supply system which concerns on this invention. 実施の形態１に係る電源システムの構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating a configuration of a power supply system according to a first embodiment. 実施の形態１に係る電源システムの動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an operation of the power supply system according to the first embodiment. 実施の形態１に係る電源システムの動作を説明するための説明図である。6 is an explanatory diagram for explaining an operation of the power supply system according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る電源システムの動作を説明するための説明図である。6 is an explanatory diagram for explaining an operation of the power supply system according to Embodiment 1. FIG.

（本発明の特徴）
本発明の実施の形態の説明に先立って、図１を用いて、本発明の特徴についてその概要を説明する。 (Features of the present invention)
Prior to the description of the embodiment of the present invention, the outline of the features of the present invention will be described with reference to FIG.

図１に示すように、本発明に係る電源システム１は、並列接続されて負荷３０へ電力を供給する複数の電源ユニット（ＰＳＵ）２１〜２４と、複数の電源ユニット２１〜２４のうち稼働中の複数の電源ユニットの電力供給動作状態の比較結果に基づいて、複数の電源ユニット２１〜２４のうち停止中の電源ユニットを稼働させる制御部（後述の監視制御部に相当）１０と、を備えることを主要な特徴としている。電力供給動作状態とは、例えば、電流値や内部温度などであり、電源ユニットの電力供給動作（能力）が不安定になることによって変動する状態である。 As shown in FIG. 1, a power supply system 1 according to the present invention is in operation among a plurality of power supply units (PSU) 21 to 24 connected in parallel and supplying power to a load 30 and a plurality of power supply units 21 to 24. A control unit (corresponding to a monitoring control unit to be described later) 10 that operates the power supply unit that is stopped among the plurality of power supply units 21 to 24 based on the comparison result of the power supply operation states of the plurality of power supply units. This is the main feature. The power supply operation state is, for example, a current value, an internal temperature, or the like, and is a state that varies when the power supply operation (capability) of the power supply unit becomes unstable.

本発明によれば、複数の電源ユニットの電流値や内部温度等の状態を比較した結果に基づいて、停止中の電源ユニットを稼働させるため、システムダウンを予防し、システムの信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, a stopped power supply unit is operated based on a result of comparing the current values and internal temperatures of a plurality of power supply units, thereby preventing system down and improving system reliability. be able to.

すなわち、省電力を目的として冗長化された電源ユニットについて、負荷に応じて稼動数を制限する冗長電源制御において、ＰＳＵの状態を監視して故障の予兆を捕らえ、ＰＳＵが出力断に至る前に制限していた稼動数を全数運転に変更し、ＰＳＵの冗長性を確保することで、ＰＳＵ故障によるシステムダウンを予防することができる。 In other words, for redundant power supply control that limits the number of operations according to the load for redundant power supply units for the purpose of power saving, monitor the status of the PSU to catch signs of failure, and before the PSU is disconnected By changing the limited number of operations to full operation and ensuring PSU redundancy, it is possible to prevent a system failure due to a PSU failure.

関連する技術として、上記Cold Redundancyのような信頼性低下の課題に対し、システムの信頼性を維持する方式が知られていた。例えば特許文献１では、電源ユニットの出力側に無停電電源を設けて、瞬断時の不足分の電流を無停電電源から補償することで瞬低（瞬時電圧低下）を回避し、システムの安定動作を維持する方式が提案されている。 As a related technique, there has been known a method for maintaining the reliability of the system in response to the problem of reliability reduction such as the above-mentioned Cold Redundancy. For example, in Patent Document 1, an uninterruptible power supply is provided on the output side of a power supply unit, and a shortage (instantaneous voltage drop) is avoided by compensating for an insufficient current at the time of instantaneous interruption from the uninterruptible power supply. A method for maintaining operation has been proposed.

しかしながら、この方式は各電源ユニットの出力に無停電電源を用意する必要があるため、市販の電源ユニットに適用することが困難であることからコストがかかり、機器の小型化も出来なくなってしまう。 However, since this method requires the preparation of an uninterruptible power supply at the output of each power supply unit, it is difficult to apply to a commercially available power supply unit, which increases costs and makes it impossible to reduce the size of the device.

そこで、本発明は、コスト低減を図るとともに、市販の電源ユニットに適用でき低コストでサーバの信頼性を向上させるために、電源ユニットの故障の予兆を捕らえ、故障前に電源の冗長性を確保することで、電源ユニットの故障による瞬低時でもシステムダウンに至らない方式を可能にする。 Therefore, the present invention captures a sign of a power supply unit failure and ensures power supply redundancy before the failure in order to reduce costs and improve the reliability of the server at a low cost that can be applied to a commercially available power supply unit. By doing so, a system that does not lead to system down even in the event of a momentary drop due to a failure of the power supply unit becomes possible.

つまり、本発明では、ＰＳＵ外部（装置側）でＰＳＵの吸排気温度、ＰＳＵの出力電流、電圧を監視し、各数値が一つでも異常値を示した時にＨＷが全ＰＳＵの出力を強制的にオン（Cold Redundancyから復帰）させることで、ＰＳＵが故障に至る前に冗長性を確保し、システムダウンを回避する。 In other words, in the present invention, the PSU intake / exhaust temperature, the PSU output current, and the voltage are monitored outside the PSU (on the device side), and the HW forces the output of all PSUs when any numerical value shows an abnormal value. Is turned on (returned from Cold Redundancy) to ensure redundancy before the PSU fails and to avoid system down.

具体的には、例えばサーバのＰＳＵは４台（ＰＳＵ２１〜２４）で構成されていて、各ユニットは給電バスを通じて負荷３０に繋がっている。ここで負荷３０とは、電力を消費する要素でＣＰＵやメモリ、ＨＤＤといったサーバの構成要素でＰＳＵから電力供給を受けて動作する要素全ての総称である。この４台のＰＳＵ２１〜２１４は、制御部１０（監視回路）の電流センサで各ＰＳＵの出力電流を監視し、温度センサでＰＳＵ２１〜２４の温度を監視し、電圧センサでＰＳＵの出力電圧を監視するようにしている。 Specifically, for example, the server has four PSUs (PSUs 21 to 24), and each unit is connected to the load 30 through a power supply bus. Here, the load 30 is a generic term for all elements that consume power and operate by receiving power supply from the PSU among the components of the server such as CPU, memory, and HDD. The four PSUs 21 to 214 monitor the output current of each PSU with the current sensor of the control unit 10 (monitoring circuit), monitor the temperature of the PSUs 21 to 24 with the temperature sensor, and monitor the output voltage of the PSU with the voltage sensor. Like to do.

いま、４台のＰＳＵ２１〜２４のうち、負荷電流が小さいために２台のＰＳＵ（例えば２１，２２）だけで電力を供給できるとした場合、かつ、ＰＳＵの高効率運転のために残りの２台（例えば２３，２４）は出力を停止させている（Cold Redundancyモード中）場合、稼動している稼動している２台のＰＳＵについて、電流センサで出力電流の差を監視し、温度センサで２台のＰＳＵ間の温度の差を監視し、電圧センサで出力電圧を監視する。 Now, of the four PSUs 21 to 24, if the load current is small and power can be supplied by only two PSUs (for example, 21 and 22), and the remaining two for high-efficiency operation of the PSU. When the output of the base (for example, 23, 24) is stopped (in the Cold Redundancy mode), the difference between the output currents of the two active PSUs is monitored by the current sensor, and the temperature sensor is used. The temperature difference between the two PSUs is monitored, and the output voltage is monitored with a voltage sensor.

通常は、ＰＳＵ２１，２２が出力のバランスを保っているため、ＰＳＵ２１，２２が出力する電流の差はほぼゼロである。同様に、温度についてもほぼ温度差はゼロである。もし、ＰＳＵ２１，２２に何らかの以上が発生して出力が不安定になった場合、ＰＳＵ２１，２２は出力のバランスを保つことが出来なくなるために、ＰＳＵ間の出力電流の差が変化する（電流値の差が大きくなる）。また、ＰＳＵの動作状態も変化するため、ＰＳＵの内部温度も変化が生じる。さらに、出力の電圧も不安定になる場合もある。 Normally, since the PSUs 21 and 22 maintain the output balance, the difference between the currents output by the PSUs 21 and 22 is almost zero. Similarly, the temperature difference is almost zero with respect to temperature. If any of the above occurs in the PSUs 21 and 22 and the output becomes unstable, the PSUs 21 and 22 cannot maintain the output balance, so the difference in output current between the PSUs changes (current value). The difference between Further, since the operating state of the PSU also changes, the internal temperature of the PSU also changes. Furthermore, the output voltage may become unstable.

制御部１０（監視回路）は、ＰＳＵ間の出力電流の差や温度の差をあらかじめ設定した閾値と比較するようにしておき、この差が閾値を越えたり、電圧値が閾値を越えたりした事を検出すると、これがＰＳＵ故障の予兆であると判断して、全てのＰＳＵ２１〜２４の出力をオンにし、ＰＳＵの冗長性を確保する。 The control unit 10 (monitoring circuit) compares the difference in output current and temperature between the PSUs with a preset threshold value, and the difference exceeds the threshold value or the voltage value exceeds the threshold value. Is detected as a sign of a PSU failure, the outputs of all PSUs 21 to 24 are turned on to ensure the redundancy of the PSU.

このような制御により、負荷電流に応じて必要最低限のＰＳＵのみで電力を供給し、不要なＰＳＵの出力を停止するようなCold Redundancy制御を行った場合でも、ＰＳＵ故障によるシステムダウンの可能性が低減でき、さらに、コストを低減することも可能となる。 With such control, even when Cold Redundancy control is performed to supply power with only the minimum necessary PSU according to the load current and stop the output of unnecessary PSU, the possibility of system down due to PSU failure Can be reduced, and further, the cost can be reduced.

（実施の形態１）
以下、図面を参照して実施の形態１について説明する。図２は、本実施の形態に係る電源システム１の構成を示している。 (Embodiment 1)
The first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a configuration of the power supply system 1 according to the present embodiment.

図２に示すように、電源システム１は、負荷３０、４台のＰＳＵ２１〜２４、ＰＳＵ２１〜２４を監視する監視制御部１０から構成される。なお、ＰＳＵは４台に限らず任意の台数設けてもよい。 As shown in FIG. 2, the power supply system 1 includes a load 30, four PSUs 21 to 24, and a monitoring control unit 10 that monitors the PSUs 21 to 24. Note that the number of PSUs is not limited to four, and an arbitrary number may be provided.

負荷３０は、例えば、サーバの負荷であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＩＭＭ（Dual Inline Memory Module）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等、ＰＳＵ２１〜２４から供給される電力を受けて動作する要素である。 The load 30 is, for example, a server load, and is an element that operates by receiving power supplied from the PSUs 21 to 24 such as a CPU (Central Processing Unit), a DIMM (Dual Inline Memory Module), and an HDD (Hard Disk Drive). is there.

４台のＰＳＵ２１〜２４は、給電バス２０を介して負荷３０と並列接続され、給電バス２０を介して稼働中のＰＳＵ１２〜２４から負荷３０へ電力が供給される。例えば、給電バス２０は、ＰＳＵ２１〜２４からそれぞれ給電する個別バス配線２０ａ〜２０ｄと、個別バス配線２０ａ〜２０ｄと共通接続され負荷３０へ給電する共通バス配線２０ｅとを含んでいる。 The four PSUs 21 to 24 are connected in parallel to the load 30 via the power supply bus 20, and power is supplied from the operating PSUs 12 to 24 to the load 30 via the power supply bus 20. For example, the power supply bus 20 includes individual bus lines 20 a to 20 d that supply power from the PSUs 21 to 24, and a common bus line 20 e that is commonly connected to the individual bus lines 20 a to 20 d and supplies power to the load 30.

ＰＳＵ２１〜２４は、負荷３０へ電源を供給するための冗長構成の電源ユニットであり、例えばCold Redundancy機能によって、負荷３０側が消費する電力量に応じて、ＰＳＵの給電効率が最大となるようにＰＳＵの稼動台数を制御している。図２の例では、４台のＰＳＵのうちＰＳＵ２１とＰＳＵ２２の２台が稼働中であり、ＰＳＵ２３とＰＳＵ２４の２台が出力を停止している。 The PSUs 21 to 24 are redundant power supply units for supplying power to the load 30. For example, the PSU power supply efficiency is maximized according to the amount of power consumed by the load 30 by the Cold Redundancy function. The number of operating units is controlled. In the example of FIG. 2, two of the four PSUs, PSU 21 and PSU 22, are operating, and two of the PSU 23 and PSU 24 have stopped outputting.

監視制御部１０は、複数の電流センサ１１、電流監視部１２、複数の温度センサ１３、温度監視部１４、電圧センサ１５、電圧監視部１６、ＰＳＵ出力制御部１７から構成される。例えば、監視制御部１０は、稼働中のＰＳＵのみの電流や温度を測定するため、ＰＳＵ２１〜２４の稼働状態（稼働中もしくは停止中）を検出可能な構成を有している。 The monitoring control unit 10 includes a plurality of current sensors 11, a current monitoring unit 12, a plurality of temperature sensors 13, a temperature monitoring unit 14, a voltage sensor 15, a voltage monitoring unit 16, and a PSU output control unit 17. For example, the monitoring control unit 10 has a configuration capable of detecting the operating state (operating or stopped) of the PSUs 21 to 24 in order to measure the current and temperature of only the operating PSU.

複数の電流センサ１１は、ＰＳＵ２１〜２４が給電する給電バス２０（個別バス配線２０ａ〜２０ｄ）に接続されており、ＰＳＵ２１〜２４のそれぞれの出力電流を計測する。例えば、電流センサ１１は、給電バス２０（個別バス配線２０ａ〜２０ｄ）の配線抵抗等に生じる電圧をもとに電流を測定する。なお、電流センサ１１は、監視制御部１０の外部に設けていてもよい。 The plurality of current sensors 11 are connected to the power supply bus 20 (individual bus wirings 20a to 20d) fed by the PSUs 21 to 24, and measure the output currents of the PSUs 21 to 24, respectively. For example, the current sensor 11 measures a current based on a voltage generated in a wiring resistance of the power supply bus 20 (individual bus wirings 20a to 20d). The current sensor 11 may be provided outside the monitoring control unit 10.

電流監視部１２は、稼動しているＰＳＵ２１〜２４の出力電流の差を計算し、計算された電流差とあらかじめ設定した電流値差の閾値とを比較する。例えば、電流監視部１２は、電流差計算部１２１、電流差閾値記憶部１２２、電流差比較部１２３から構成される。電流差計算部１２１は、電流センサ１１が測定したＰＳＵ１２〜２４のうち稼働中のＰＳＵの電流の差を計算する。電流差閾値記憶部１２２は、予め電流差の閾値を記憶する。電流差比較部１２３は、電流差計算部１２１が計算した電流差と電流差閾値記憶部１２２の電流差閾値とを比較し、比較結果に基づいてＰＳＵ出力制御部１７へアラームを出力する。 The current monitoring unit 12 calculates the difference between the output currents of the operating PSUs 21 to 24, and compares the calculated current difference with a preset threshold value for the current value difference. For example, the current monitoring unit 12 includes a current difference calculation unit 121, a current difference threshold storage unit 122, and a current difference comparison unit 123. The current difference calculation unit 121 calculates the difference in the current of the operating PSU among the PSUs 12 to 24 measured by the current sensor 11. The current difference threshold storage unit 122 stores a current difference threshold in advance. The current difference comparison unit 123 compares the current difference calculated by the current difference calculation unit 121 with the current difference threshold value stored in the current difference threshold value storage unit 122, and outputs an alarm to the PSU output control unit 17 based on the comparison result.

複数の温度センサ１３は、ＰＳＵ２１〜２４の内部等に接続されており、ＰＳＵ２１〜２４のそれぞれの内部温度を計測する。なお、温度センサ１３はＰＳＵ２１〜２４の内部に設けられていてもよい。 The plurality of temperature sensors 13 are connected to the insides of the PSUs 21 to 24, and measure the internal temperatures of the PSUs 21 to 24, respectively. The temperature sensor 13 may be provided inside the PSUs 21 to 24.

温度監視部１４は、稼動しているＰＳＵ２１〜２４の内部温度の差を計算し、計算された温度差とあらかじめ設定した温度差の閾値とを比較する。例えば、温度監視部１４は、温度差計算部１４１、温度差閾値記憶部１４２、温度差比較部１４３から構成される。温度差計算部１４１は、温度センサ１３が測定したＰＳＵ１２〜２４のうち稼働中のＰＳＵの電流の差を計算する。温度差閾値記憶部１４２は、予め温度差の閾値を記憶する。温度差比較部１４３は、温度差計算部１４１が計算した温度差と温度差閾値記憶部１４２の温度差閾値とを比較し、比較結果に基づいてＰＳＵ出力制御部１７へアラームを出力する。 The temperature monitoring unit 14 calculates the difference in the internal temperature of the operating PSUs 21 to 24, and compares the calculated temperature difference with a preset temperature difference threshold. For example, the temperature monitoring unit 14 includes a temperature difference calculation unit 141, a temperature difference threshold storage unit 142, and a temperature difference comparison unit 143. The temperature difference calculation unit 141 calculates the difference in the current of the operating PSU among the PSUs 12 to 24 measured by the temperature sensor 13. The temperature difference threshold storage unit 142 stores a temperature difference threshold in advance. The temperature difference comparison unit 143 compares the temperature difference calculated by the temperature difference calculation unit 141 with the temperature difference threshold value stored in the temperature difference threshold value storage unit 142, and outputs an alarm to the PSU output control unit 17 based on the comparison result.

電圧センサ１５は、負荷３０へ給電する給電バス２０（共通バス配線２０ｅ）に接続されており、ＰＳＵ２１〜２４の出力電圧を監視する。なお、電圧センサ１５は、監視制御部１０の外部に設けていてもよい。 The voltage sensor 15 is connected to the power supply bus 20 (common bus wiring 20e) that supplies power to the load 30, and monitors the output voltages of the PSUs 21 to 24. The voltage sensor 15 may be provided outside the monitoring control unit 10.

電圧監視部１６は、ＰＳＵ２１〜２４の出力電圧とあらかじめ設定した電圧閾値とを比較する。例えば、電圧監視部１６は、電圧閾値記憶部１６１と電圧比較部１６２から構成される。電圧閾値記憶部１６１は、予め出力電圧の閾値を記憶する。電圧比較部１６２は、電圧センサ１５が測定したＰＳＵ２１〜２４の出力電圧と電圧閾値記憶部１６１の電圧閾値とを比較し、比較結果に基づいてＰＳＵ出力制御部１７へアラームを出力する。 The voltage monitoring unit 16 compares the output voltage of the PSUs 21 to 24 with a preset voltage threshold value. For example, the voltage monitoring unit 16 includes a voltage threshold storage unit 161 and a voltage comparison unit 162. The voltage threshold storage unit 161 stores an output voltage threshold in advance. The voltage comparison unit 162 compares the output voltage of the PSUs 21 to 24 measured by the voltage sensor 15 with the voltage threshold value of the voltage threshold value storage unit 161, and outputs an alarm to the PSU output control unit 17 based on the comparison result.

ＰＳＵ出力制御部１７は、電流監視部１２・温度監視部１４・電圧監視部１６からのアラームを受け、このアラームにしたがってＰＳＵ２１〜２４へＰＳＵ強制オン信号を出力して、全てのＰＳＵ２１〜２４の出力を強制的にオンにする。ＰＳＵ出力制御部１７は、少なくとも停止中のＰＳＵを稼働中とするように制御し、さらに、全てのＰＳＵを稼働中とすることで、確実にシステムを安定動作させ、信頼性を向上させることができる。 The PSU output control unit 17 receives an alarm from the current monitoring unit 12, the temperature monitoring unit 14, and the voltage monitoring unit 16, and outputs a PSU forced on signal to the PSUs 21 to 24 according to this alarm, and all the PSUs 21 to 24 Force the output on. The PSU output control unit 17 performs control so that at least the stopped PSU is in operation, and by making all the PSUs in operation, the system can be reliably operated stably and the reliability can be improved. it can.

なお、監視制御部１０の各部は、ハードウェア又はソフトウェア、もしくはその両方によって構成される。また、監視制御部１０の各部を、ＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータにより実現してもよい。例えば、監視制御部１０の各部を、本実施の形態に係る電源制御プログラムをＣＰＵで実行することにより実現してもよい。 In addition, each part of the monitoring control part 10 is comprised by hardware, software, or both. Moreover, you may implement | achieve each part of the monitoring control part 10 with the computer which has CPU, memory, etc. For example, you may implement | achieve each part of the monitoring control part 10 by running the power supply control program which concerns on this Embodiment by CPU.

図３〜図５を用いて、本実施の形態に係る電源システム１の動作について説明する。図３のフローチャートは、電源システム１の動作の流れ、すなわち、電源システム１の電源制御方法（電源制御処理）を示している。 The operation of the power supply system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The flowchart of FIG. 3 shows the flow of operation of the power supply system 1, that is, the power supply control method (power supply control processing) of the power supply system 1.

図３に示すように、ＰＳＵ２１〜２４により電源供給が開始されると、監視制御部１０は、電流監視制御（Ｓ１０）、温度監視制御（Ｓ２０）、電圧監視制御（Ｓ３０）を行う。 As shown in FIG. 3, when power supply is started by the PSUs 21 to 24, the monitoring control unit 10 performs current monitoring control (S10), temperature monitoring control (S20), and voltage monitoring control (S30).

電流監視制御（Ｓ１０）では、まず、電流センサ１１がＰＳＵ２１〜２４の出力電流を測定し、電流差計算部１２１へ出力する（Ｓ１１）。次いで、電流差計算部１２１は、電流センサ１１が測定した電流の差を計算し、電流差比較部１２３へ出力する（Ｓ１２）。次いで、電流差比較部１２３は、電流差計算部１２１が計算したＰＳＵ２１〜２４の電流差と電流差閾値記憶部１２２の電流差閾値とを比較し、計算した電流差が電流差閾値よりも大きいかどうか判定する（Ｓ１３）。 In the current monitoring control (S10), first, the current sensor 11 measures the output currents of the PSUs 21 to 24 and outputs them to the current difference calculation unit 121 (S11). Next, the current difference calculation unit 121 calculates the difference in current measured by the current sensor 11 and outputs the difference to the current difference comparison unit 123 (S12). Next, the current difference comparison unit 123 compares the current difference of the PSUs 21 to 24 calculated by the current difference calculation unit 121 with the current difference threshold value of the current difference threshold storage unit 122, and the calculated current difference is larger than the current difference threshold value. (S13).

このとき、計算した電流差が電流差閾値よりも小さい場合は、Ｓ１１以降の電流測定及び電流差判定を繰り返す。また、計算した電流差が電流差閾値よりも大きい場合は、電流差比較部１２３は、ＰＳＵ２１〜２４の故障の予兆であると判断し、アラームをＰＳＵ出力制御部１７へ出力する。そうすると、ＰＳＵ出力制御部１７、電流差比較部１２３からアラームを受けたため、ＰＳＵ２１〜２４へＰＳＵ強制オン信号を出力して、全てのＰＳＵ２１〜２４を強制的に稼働させる（Ｓ１４）。 At this time, when the calculated current difference is smaller than the current difference threshold, the current measurement and the current difference determination after S11 are repeated. When the calculated current difference is larger than the current difference threshold, the current difference comparison unit 123 determines that it is a sign of failure of the PSUs 21 to 24 and outputs an alarm to the PSU output control unit 17. Then, since an alarm is received from the PSU output control unit 17 and the current difference comparison unit 123, a PSU forced on signal is output to the PSUs 21 to 24, and all the PSUs 21 to 24 are forcibly operated (S14).

また、温度監視制御（Ｓ２０）では、まず、温度センサ１３がＰＳＵ２１〜２４の内部温度を測定し、温度差計算部１４１へ出力する（Ｓ２１）。次いで、温度差計算部１４１は、温度センサ１３が測定したＰＳＵ２１〜２４の温度差を計算すし、温度差比較部１４３へ出力する（Ｓ２２）。次いで、温度差比較部１４３は、温度差計算部１４１が計算したＰＳＵ２１〜２４の温度差と温度差閾値記憶部１４２の温度差閾値とを比較し、計算した温度差が温度差閾値よりも大きいかどうか判定する（Ｓ２３）。 In the temperature monitoring control (S20), first, the temperature sensor 13 measures the internal temperature of the PSUs 21 to 24 and outputs it to the temperature difference calculation unit 141 (S21). Next, the temperature difference calculation unit 141 calculates the temperature difference between the PSUs 21 to 24 measured by the temperature sensor 13 and outputs the temperature difference to the temperature difference comparison unit 143 (S22). Next, the temperature difference comparison unit 143 compares the temperature difference of the PSUs 21 to 24 calculated by the temperature difference calculation unit 141 with the temperature difference threshold value of the temperature difference threshold storage unit 142, and the calculated temperature difference is larger than the temperature difference threshold value. It is determined whether or not (S23).

このとき、計算した温度差が温度差閾値よりも小さい場合は、Ｓ２１以降の温度測定及び温度差判定を繰り返す。また、計算した温度差が温度差閾値よりも大きい場合は、温度差比較部１４３は、ＰＳＵ２１〜２４の故障の予兆であると判断し、アラームをＰＳＵ出力制御部１７へ出力する。そうすると、ＰＳＵ出力制御部１７、温度差比較部１４３からアラームを受けたため、ＰＳＵ２１〜２４へＰＳＵ強制オン信号を出力して、全てのＰＳＵ２１〜２４を強制的に稼働させる（Ｓ１４）。 At this time, when the calculated temperature difference is smaller than the temperature difference threshold, the temperature measurement and temperature difference determination after S21 are repeated. When the calculated temperature difference is larger than the temperature difference threshold value, the temperature difference comparison unit 143 determines that it is a sign of failure of the PSUs 21 to 24 and outputs an alarm to the PSU output control unit 17. Then, since an alarm is received from the PSU output control unit 17 and the temperature difference comparison unit 143, a PSU forced on signal is output to the PSUs 21 to 24 to forcibly operate all the PSUs 21 to 24 (S14).

また、電圧監視制御（３０）では、まず、電圧センサ１５がＰＳＵ２１〜２４の出力電圧を測定し、電圧比較部１６２へ出力する（Ｓ３１）。次いで、電圧比較部１６２は、電圧センサ１５が測定したＰＳＵ２１〜２４の出力電圧と電圧閾値記憶部１６１の電圧閾値とを比較し、測定した出力電圧が電圧閾値よりも大きいかどうか判定する（Ｓ３２）。 In the voltage monitoring control (30), first, the voltage sensor 15 measures the output voltage of the PSUs 21 to 24 and outputs it to the voltage comparison unit 162 (S31). Next, the voltage comparison unit 162 compares the output voltage of the PSUs 21 to 24 measured by the voltage sensor 15 with the voltage threshold value of the voltage threshold value storage unit 161, and determines whether the measured output voltage is greater than the voltage threshold value (S32). ).

このとき、測定した出力電圧が電圧閾値よりも小さい場合は、Ｓ３１以降の電圧測定及び電圧判定を繰り返す。また、測定した電圧が電圧閾値よりも大きい場合は、電圧比較部１６２は、ＰＳＵ２１〜２４の故障の予兆であると判断し、アラームをＰＳＵ出力制御部１７へ出力する。そうすると、ＰＳＵ出力制御部１７、電圧比較部１６２からアラームを受けたため、ＰＳＵ２１〜２４へＰＳＵ強制オン信号を出力して、全てのＰＳＵ２１〜２４を強制的に稼働させる（Ｓ１４）。 At this time, if the measured output voltage is smaller than the voltage threshold value, voltage measurement and voltage determination after S31 are repeated. When the measured voltage is larger than the voltage threshold, the voltage comparison unit 162 determines that the PSU 21 to 24 is a failure sign and outputs an alarm to the PSU output control unit 17. Then, since an alarm is received from the PSU output control unit 17 and the voltage comparison unit 162, a PSU forced on signal is output to the PSUs 21 to 24 to forcibly operate all the PSUs 21 to 24 (S14).

なお、ＰＳＵ２１〜２４は内部でも電圧監視をしており、ＰＳＵ２１〜２４は電圧異常を検出すると出力を遮断する。このため、電圧監視部１６の電圧閾値は、ＰＳＵ２１〜２４の内部で保持している閾値よりも低い値を設定値としておき、ＰＳＵ２１〜２４が出力遮断に至らない範囲で、異常発振等などの予兆を検出した場合に、全てのＰＳＵの出力がオンになるように制御する。 Note that the PSUs 21 to 24 also monitor the voltage internally, and the PSUs 21 to 24 shut off the output when a voltage abnormality is detected. For this reason, the voltage threshold value of the voltage monitoring unit 16 is set to a value lower than the threshold value held inside the PSUs 21 to 24, and the PSUs 21 to 24 are in a range where the output is not cut off, such as abnormal oscillation. When a sign is detected, control is performed so that the output of all PSUs is turned on.

図４は、図３で示した電源システム１の動作の具体例であり、ＰＳＵ２１の異常により出力が不安定になった場合の動作例である。 FIG. 4 is a specific example of the operation of the power supply system 1 shown in FIG. 3, and is an operation example when the output becomes unstable due to an abnormality of the PSU 21.

図４において、ＰＳＵ２１の出力が不安定になる事象が発生した場合（Ｓ１０１）、ＰＳＵ２１とＰＳＵ２２の出力バランスが崩れるため（Ｓ１０２）、電流センサ１１で検出される電流値の差が拡大する（Ｓ１０３）。 In FIG. 4, when an event occurs in which the output of the PSU 21 becomes unstable (S101), the output balance between the PSU 21 and the PSU 22 is lost (S102), so that the difference between the current values detected by the current sensor 11 increases (S103). ).

電流監視部１２は、この電流値の差と電流差閾値とを比較しており、電流値の差が電流差閾値よりも大きくなると、ＰＳＵ出力制御部１７へアラームを通知する（Ｓ１０５）。ＰＳＵ出力制御部１７は、アラームを検出するとＰＳＵ故障の予兆と判断し、ＰＳＵ強制オン信号を発行し(Ｓ１０６)、停止していたＰＳＵ２３とＰＳＵ２４の出力がオンになる（Ｓ１０７）。 The current monitoring unit 12 compares the difference between the current values and the current difference threshold, and when the difference between the current values becomes larger than the current difference threshold, notifies the PSU output control unit 17 of an alarm (S105). When detecting an alarm, the PSU output control unit 17 determines that it is a sign of a PSU failure, issues a PSU forced on signal (S106), and turns off the outputs of the PSU 23 and PSU 24 that have been stopped (S107).

図５は、図３で示した電源システム１の動作の具体例であり、ＰＳＵ２１での何らかの異常により動作状態に偏りが生じ、温度に変化が現れた場合の動作である。 FIG. 5 is a specific example of the operation of the power supply system 1 shown in FIG. 3, and is an operation when the operation state is biased due to some abnormality in the PSU 21 and a change in temperature appears.

図５において、ＰＳＵ２１で何らかの異常により動作状態に偏りが生じる(Ｓ２０１)と、ＰＳＵの内部温度に差が表れる(Ｓ２０２)。その温度差を温度監視部１４の温度差計算部１４１で算出する（Ｓ２０３）。 In FIG. 5, when the operation state is biased due to some abnormality in the PSU 21 (S201), a difference appears in the internal temperature of the PSU (S202). The temperature difference is calculated by the temperature difference calculation unit 141 of the temperature monitoring unit 14 (S203).

温度監視部１４で、算出された温度差があらかじめ設定された温度差閾値を越えた場合（Ｓ２０４）、温度監視部１４はＰＳＵ故障の予兆と判断し、温度監視部１４からＰＳＵ出力制御部１７へアラームが通知される（Ｓ２０５）。ＰＳＵ出力制御部１７は、アラームを受けるとＰＳＵ強制オン信号を発行し（Ｓ２０６）、停止していたＰＳＵ２３とＰＳＵ２４の出力がオンになる(Ｓ２０７)。 When the calculated temperature difference exceeds the preset temperature difference threshold in the temperature monitoring unit 14 (S204), the temperature monitoring unit 14 determines that it is a sign of a PSU failure, and the temperature monitoring unit 14 to the PSU output control unit 17 An alarm is notified to (S205). Upon receiving an alarm, the PSU output control unit 17 issues a PSU forced on signal (S206), and the outputs of the PSU 23 and PSU 24 that have been stopped are turned on (S207).

以上のように本実施の形態では、稼働中のＰＳＵの電流や温度、電圧を比較した結果に基づいて、ＰＳＵの故障の予兆を検出し、全ＰＳＵを強制的にオンするようにした。従来のCold Redundancy制御では、出力が不安定になるような故障は検出することができず、冗長性が無いままＰＳＵが出力断になる故障に至ってしまい、システムダウンを回避できなかった。本実施の形態により、ＰＳＵの出力が不安定になるような故障時でも異常を検出して停止中のＰＳＵを稼働させるため、Cold Redundancyから復帰し冗長性を確保することができ、システムダウンの可能性が低減できるようになる。 As described above, in this embodiment, a sign of a PSU failure is detected based on the result of comparing the current, temperature, and voltage of the operating PSU, and all the PSUs are forcibly turned on. In the conventional Cold Redundancy control, a failure that makes the output unstable cannot be detected, and a failure in which the output of the PSU is cut off without redundancy is reached, and a system down cannot be avoided. According to the present embodiment, even when a failure such that the output of the PSU becomes unstable, an abnormality is detected and the stopped PSU is operated, so it is possible to recover from Cold Redundancy and ensure redundancy, and system down The possibility can be reduced.

また、特許文献１のように無停電源を用意する必要がないため、コスト削減や機器の小型化が可能となる。 In addition, since there is no need to prepare a non-disruptive power supply as in Patent Document 1, it is possible to reduce costs and downsize equipment.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

１電源システム
１０監視制御部（制御部）
１１電流センサ
１２電流監視部
１３温度センサ
１４温度監視部
１５電圧センサ
１６電圧監視部
１７ＰＳＵ出力制御部
２１〜２４電源ユニット（ＰＳＵ）
２０給電バス
２０ａ〜２０ｄ個別バス配線
２０ｅ共通バス配線
３０負荷
１２１電流差計算部
１２２電流差閾値記憶部
１２３電流差比較部
１４１温度差計算部
１４２温度差閾値記憶部
１４３温度差比較部
１４３温度差比較部
１６１電圧閾値記憶部
１６２電圧比較部 1 Power supply system 10 Monitoring control unit (control unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Current sensor 12 Current monitoring part 13 Temperature sensor 14 Temperature monitoring part 15 Voltage sensor 16 Voltage monitoring part 17 PSU output control parts 21-24 Power supply unit (PSU)
20 Power supply buses 20a to 20d Individual bus wiring 20e Common bus wiring 30 Load 121 Current difference calculation unit 122 Current difference threshold storage unit 123 Current difference comparison unit 141 Temperature difference calculation unit 142 Temperature difference threshold storage unit 143 Temperature difference comparison unit 143 Temperature difference Comparison unit 161 Voltage threshold storage unit 162 Voltage comparison unit

Claims

A plurality of power supply units connected in parallel to supply power to the load; and
Based on a comparison result of power supply operation states of a plurality of power supply units that are operating among the plurality of power supply units, a control unit that operates a power supply unit that is stopped among the plurality of power supply units;
Power supply system comprising.

The control unit operates all of the plurality of power supply units based on the comparison result.
The power supply system according to claim 1.

The power supply operation state is an output current of the plurality of power supply units,
When the difference between the output currents of the plurality of operating power supply units is greater than a threshold, the control unit operates the stopped power supply unit,
The power supply system according to claim 1 or 2.

The power supply operation state is an internal temperature of the plurality of power supply units,
When the difference between the internal temperatures of the plurality of operating power supply units is greater than a threshold, the control unit operates the stopped power supply unit.
The power supply system according to any one of claims 1 to 3.

The control unit compares the output voltage output to the load by the plurality of power supply units and a threshold value, and when the output voltage is greater than the threshold value, operates the stopped power supply unit,
The power supply system according to any one of claims 1 to 4.

The threshold value to be compared with the output voltage is a value lower than a threshold value for detecting a voltage abnormality in the plurality of power supply units.
The power supply system according to claim 5.

A control method of a power supply system including a plurality of power supply units connected in parallel to supply power to a load,
Compare the power supply operation state of the plurality of power supply units in operation among the plurality of power supply units,
Based on the difference between the compared power supply operation states, operating the stopped power supply unit among the plurality of power supply units,
Power system control method.

The power supply operation state is an output current of the plurality of power supply units,
In the operation of the stopped power supply unit, when the difference between the output currents of the plurality of operating power supply units is larger than a threshold value, the stopped power supply unit is operated.
The method for controlling a power supply system according to claim 7.

The power supply operation state is an internal temperature of the plurality of power supply units,
In the operation of the stopped power supply unit, when the difference in internal temperature of the plurality of operating power supply units is larger than a threshold value, the stopped power supply unit is operated.
The method for controlling a power supply system according to claim 7 or 8.

A control program for a power supply system that causes a computer to perform control processing of a power supply system that includes a plurality of power supply units that are connected in parallel to supply power to a load.
The control processing of the power system is
Compare the power supply operation state of the plurality of power supply units in operation among the plurality of power supply units,
Based on the difference between the compared power supply operation states, operating the stopped power supply unit among the plurality of power supply units,
Power system control program.