TW201348945A - 電源控制系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種電源控制系統，用於一伺服器，該伺服器包括至少一主機板，該電源控制系統包括一電源供應器、一微處理器及至少一與該主機板、電源供應器及微處理器均相連的電子開關；當該電源供應器上電時，該微處理器根據各主機板的工作狀態來控制與該主機板相連的電子開關的導通與截止。

Description

電源控制系統及方法

本發明涉及一種電源控制系統及方法，特別涉及一種可降低伺服器功耗的電源控制系統及方法。

習知的伺服器透過將多個主機板設置於一機箱內來達到節省伺服器空間的目的，其中這些主機板還透過一個供電電源來進行供電，以此達到進一步降低伺服器的成本目的。然而，每個主機板的工作狀態不一定一致，如一第一主機板處於運行狀態，而一第二主機板則可能處於待機狀態。若該供電電源同時為這些主機板供電，勢必使得處於待機狀態下的主機板亦消耗一部分電能，如此必定增加了整個伺服器的功耗。

鑒於以上內容，有必要提供一種可降低伺服器功耗的電源控制系統及方法。

一種電源控制系統，應用於一伺服器，該伺服器包括至少一主機板，該電源控制系統包括：

一電源供應器，包括一第一電源輸出單元、一第二電源輸出單元及一控制單元，當外部電源接入該電源供應器時，該第一電源輸出單元用於輸出一待機電壓，該第二電源輸出單元用於輸出一開機電壓；

一微處理器，用於檢測該第一電源輸出單元是否輸出待機電壓並根據該第一電源輸出單元是否輸出待機電壓來判斷該電源供應器是否上電；該電源供應器上電時，該微處理器還用於獲取各主機板的工作狀態，當有主機板需進行開機時，該微處理器輸出一高電平的開關訊號；以及

與主機板數量相同的第一電子開關，該第一電子開關的第一端均與該第二電源輸出單元相連，第二端與對應的主機板相連，第三端用於接收該微處理器輸出的開關訊號；當第一電子開關的第三端接收高電平的開關訊號時，該第一電子開關的第一端與第二端導通，該第二電源輸出單元為該需進行開機的主機板供電；當第一電子開關的第三端接收低電平的開關訊號時，該第一電子開關的第一端與第二端截止。

一種電源控制方法，應用於一伺服器中，該伺服器包括至少一主機板、一電源供應器、一微處理器及至少一第一電子開關，其中該第一電子開關的第一端與該電源供應器相連，第二端與該主機板相連，第三端用於接收該微處理器輸出的開關訊號；當該第一電子開關的第三端接收高電平的開關訊號時，該第一電子開關的第一端與第二端導通；當該第一電子開關的第三端接收低電平的開關訊號時，該第一電子開關的第一端與第二端截止，該電源控制方法包括如下步驟：

判斷該電源供應器是否上電；

當該電源供應器已上電時，該微處理器獲取各主機板的狀態訊號；

判斷是否存在主機板需進行開機動作；

當存在主機板要進行開機動作時，該微處理器輸出高電平的開關訊號至與該要開機的主機板相連的電子開關的第三端。

上述電源控制系統及方法根據該電源供應器及各主機板的工作狀態，透過控制該第一至第三電子開關的導通與截止來輸出對應的電壓至各主機板，從而有效地降低了伺服器的功耗。

請參考圖1，本發明電源控制系統的較佳實施方式包括一電源供應器10、一充電電池模組20、一微處理器30、第一至第六電子開關Q1-Q6、兩二極體D1、D2及第一至第四主機板40、50、60及70。

該電源供應器10包括一第一電源輸出單元100、一第二電源輸出單元102及一控制單元104。該第一電源輸出單元100與該二極體D1的陽極相連，該二極體D1的陰極與該充電電池模組20相連。該第二電源輸出單元102與該第二電子開關Q2的第一端相連，該第二電子開關Q2的第二端與該二極體D2的陽極相連，該二極體D2的陰極與該充電電池模組20相連。該第二電子開關Q2的第三端用於接收該微處理器30輸出的開關訊號，以控制該第二電源輸出單元102是否對該充電電池模組20充電。該第二電源輸出單元102還分別與第三至第六電子開關Q3-Q6的第一端相連，該第三至第六電子開關Q3-Q6的第二端分別與第一至第四主機板40、50、60及70相連，該第三至第六電子開關Q3-Q6的第三端均用於接收該微處理器30輸出的開關訊號。

該第一電子開關Q1的第一端與該充電電池模組20相連，第二端與該第一至第四主機板40、50、60及70均相連，第三端用於接收該微處理器30輸出的開關訊號。每一主機板均與該微處理器30相連，以使得該微處理器30可根據各主機板的狀態來控制相應的電子開關的導通與截止，進而達到控制該第二電源輸出單元102是否為相應的主機板提供工作電壓。

當該第一至第六電子開關Q1-Q6的第三端接收高電平的開關訊號時，該第一至第六電子開關Q1-Q6的第一端與第二端導通；當該第一至第六電子開關Q1-Q6的第三端接收低電平的開關訊號時，該第一至第六電子開關Q1-Q6的第一端與第二端截止。本實施方式中，該第一至第六電子開關Q1-Q6均為N溝道場效應晶體管，該N溝道場效應晶體管的閘極、汲極與源極分別對應該第一至第六電子開關Q1-Q6的第三端、第二端與第一端。在其他實施方式中，該第一至第六電子開關Q1-Q6亦可為一NPN型晶體管，NPN型晶體管的基極、集極及射極分別對應該第一至第六電子開關Q1-Q6的第三端、第二端與第一端。

當外部電源接入該電源供應器10時，該第一電源輸出單元100輸出一待機電壓，用於為該充電電池模組20充電；該第二電源輸出單元102輸出一開機電壓。

根據電源供應器的工作原理可知，當外部電源接入該電源供應器10時，該第一電源輸出單元100輸出待機電壓。因此，該微處理器30透過偵測該第一電源輸出單元100是否有電壓輸出來判斷該電源供應器10是否上電（有外部電源接入），即當該微處理器30偵測到該第一電源輸出單元100輸出待機電壓時，該微處理器30判斷該電源供應器10已上電；當該微處理器30未偵測到該第一電源輸出單元100輸出的電壓時，該微處理器30判斷該電源供應器10未上電。

當該電源供應器10上電時，該第一電源輸出單元100透過該二極體D1為該充電電池模組20進行充電，該微處理器30檢測到該第一電源輸出單元100的輸出電壓判定該電源供應器10已上電。此時，該微處理器30輸出一高電平的開關訊號至該第一電子開關Q1的第三端。該第一電子開關Q1的第三端接收到高電平的開關訊號後，該第一電子開關Q1的第一端與第二端導通，從而使得充電電池模組20可為第一至第四主機板40、50、60及70提供待機電壓，以使得第一至第四主機板40、50、60及70工作，如用戶透過遠端來監控該主機板40的狀態。該微處理器30還用於獲取該充電電池模組20的剩餘電量，並判斷該充電電池模組20的剩餘電量是否小於一預設值；當該充電電池模組20的剩餘電量小於該預設值時，則表明該第一電源輸出單元100不足以輸出足夠的電壓以為該充電電池模組20進行充電，如此可能導致該充電電池模組20無法為第一至第四主機板40、50、60及70提供待機電壓。此時，該微處理器30輸出一高電平的開關訊號至該第二電子開關Q2的第三端，該第二電子開關Q2的第一端與第二端導通，進而使得該第二電源輸出單元102透過該第二電子開關Q2及該二極體D2為該充電電池模組20進行充電。當該充電電池模組20的剩餘電量不小於該預設值時，則表示該充電電池模組20無需其他電源進行充電，此時，該微處理器30可輸出一低電平的開關訊號至該第二電子開關Q2的第三端。

該微處理器30還用於獲取第一至第四主機板40、50、60及70的工作狀態，以判斷是否存在至少一主機板需進行開機動作，當存在至少一主機板要進行開機動作時，該微處理器30輸出相應高電平的開關訊號至與該主機板相連的電子開關的第三端，以使得該第二電源輸出單元102輸出開機電壓以為相應的主機板提供開機所需的電壓，如此使得處於待機狀態下的主機板不會額外的消耗電能，從而達到了節能的目的。當不存在主機板需進行開機動作時，則表明第一至第四主機板40、50、60及70均處於待機狀態下，此時，該微處理器30輸出低電平的開關訊號至該第三至第六電子開關Q3-Q6，以確保第一至第四主機板40、50、60及70與該第二電源輸出單元102無連接。

請參考圖2，本發明電源控制方法的較佳實施方式包括如下步驟：

步驟S1，判斷該電源供應器10是否上電。該微處理器30透過偵測該第一電源輸出單元100是否輸出待機電壓來判斷該電源供應器10是否上電。當該電源供應器10已上電時，進入步驟S2；當該電源供應器10未上電時，進入步驟S3。

步驟S2，輸出一高電平的開關訊號至該第一電子開關Q1，並輸出低電平的開關訊號至該第二至第六電子開關Q2-Q6，以為該第一至第四主機板40、50、60及70提供一待機電壓。

步驟S3，輸出一低電平的開關訊號至該第一電子開關Q1的第三端，並返回步驟S1。當該電源供應器10未上電時，則表示該第一至第四主機板40、50、60及70均無需進行任何工作，此時，為了進一步降低伺服器的功耗，該微處理器30控制該充電電池模組20不為該第一至第四主機板40、50、60及70提供待機電壓。

步驟S4，獲取該充電電池模組20的剩餘電量。

步驟S5，判斷該充電電池模組20的剩餘電量是否小於一預設值；當該充電電池模組20的剩餘電量小於該預設值時，則表示該第一電源輸出單元100不足以輸出足夠的電壓為該充電電池模組20進行充電，進入步驟S6；當該充電電池模組20的剩餘電量不小於該預設值時，則表示該充電電池模組20無需其他電源進行充電，進入步驟S7。

步驟S6，輸出高電平的開關訊號至該第二電子開關Q2的第三端，使該第二電子開關Q2導通，該第二電源輸出單元102也為該充電電池模組20供電。

步驟S7，輸出低電平的開關訊號至該第二電子開關Q1的第三端。

步驟S8，獲取第一至第四主機板40-70的狀態訊號。

步驟S9，判斷是否存主機板要執行開機動作；當存在一主機板需進行開機動作時，進入步驟S10；當不存在主機板需進行開機動作時，進入步驟S11。

步驟S10，輸出高電平的開關訊號至與需進行開機動作的主機板相連的電子開關。如當該主機板50需進行開機時，該微處理器30則輸出一高電平的開關訊號至該第四電子開關Q4的第三端，以為該主機板40提供開機電壓。

步驟S11，輸出低電平的開關訊號至該第三至第六電子開關Q3-Q6的第三端。

上述電源控制系統及方法透過根據該電源供應器10及各主機板的狀態來控制是否為各主機板提供待機電壓或開機電壓，如當該電源供應器10未上電時，則表示各主機板無需進行任何工作，此時，該微處理器30則控制該充電電池模組20不提供工作電壓給各主機板提供待機電壓；當該電源供應器10上電時，該微處理器30則根據各主機板的工作狀態來為相應的主機板提供開機電壓，從而有效地降低了伺服器的功耗。

綜上所述，本發明確已符合發明專利的要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明的較佳實施方式，本發明的範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝的人士援依本發明的精神所作的等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10．．．電源供應器

20．．．充電電池模組

30．．．微處理器

40．．．第一主機板

50．．．第二主機板

60．．．第三主機板

70．．．第四主機板

100．．．第一電源輸出單元

102．．．第二電源輸出單元

104．．．控制單元

Q1．．．第一電子開關

Q2．．．第二電子開關

Q3．．．第三電子開關

Q4．．．第四電子開關

Q5．．．第五電子開關

Q6．．．第六電子開關

D1、D2．．．二極體

圖1是本發明電源控制系統的較佳實施方式的方框圖。

圖2是本發明電源控制方法的較佳實施方式的流程圖。

10．．．電源供應器

20．．．充電電池模組

30．．．微處理器

40．．．第一主機板

50．．．第二主機板

60．．．第三主機板

70．．．第四主機板

100．．．第一電源輸出單元

102．．．第二電源輸出單元

104．．．控制單元

Q1．．．第一電子開關

Q2．．．第二電子開關

Q3．．．第三電子開關

Q4．．．第四電子開關

Q5．．．第五電子開關

Q6．．．第六電子開關

D1、D2．．．二極體

Claims (10)

1. 一種電源控制系統，應用於一伺服器，該伺服器包括至少一主機板，該電源控制系統包括：
   一電源供應器，包括一第一電源輸出單元、一第二電源輸出單元及一控制單元，當外部電源接入該電源供應器時，該第一電源輸出單元用於輸出一待機電壓，該第二電源輸出單元用於輸出一開機電壓；
   一微處理器，用於檢測該第一電源輸出單元是否輸出待機電壓並根據該第一電源輸出單元是否輸出待機電壓來判斷該電源供應器是否上電；該電源供應器上電時，該微處理器還用於獲取各主機板的工作狀態，當有主機板需進行開機時，該微處理器輸出一高電平的開關訊號；以及
   與主機板數量相同的第一電子開關，該第一電子開關的第一端均與該第二電源輸出單元相連，第二端與對應的主機板相連，第三端用於接收該微處理器輸出的開關訊號；當第一電子開關的第三端接收高電平的開關訊號時，該第一電子開關的第一端與第二端導通，該第二電源輸出單元為該需進行開機的主機板供電；當第一電子開關的第三端接收低電平的開關訊號時，該第一電子開關的第一端與第二端截止。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電源控制系統，其中該電源供應器還包括一充電電池模組及一第二電子開關，該第一電源輸出單元用於為該充電電池模組進行充電，該第二電子開關的第一端與該充電電池模組相連，第二端與各主機板相連，第三端用於接收該微處理器輸出的開關訊號，其中當該第二電子開關接收高電平的開關訊號時，該第二電子開關第一端與第二端導通；當第二電子開關的第三端接收低電平的開關訊號時，該第二電子開關的第一端與第二端截止；當該電源供應器上電時，該微處理器輸出一高電平的開關訊號至該第二電子開關的第三端。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電源控制系統，其中該電源供應器還包括一第三電子開關，該第三電子開關的第一端與該第二電源輸出單元相連，第二端與該充電電池模組相連，第三端用於接收該微處理器輸出的開關訊號，其中當該第三電子開關接收高電平的開關訊號時，該第三電子開關第一端與第二端導通；當第三電子開關的第三端接收低電平的開關訊號時，該第三電子開關的第一端與第二端截止；該微處理器還用於獲取該充電電池模組的剩餘電量，當該充電電池模組的剩餘電量小於一預設值時，該微處理器輸出一高電平的開關訊號至該第三電子開關的第三端。
4. 如申請專利範圍第2項所述之電源控制系統，其中當該電源供應器未上電時，該微處理器輸出一低電平的開關訊號至該第二電子開關的第三端。
5. 如申請專利範圍第3項所述之電源控制系統，其中該第一至第三電子開關為一N溝道場效應晶體管或一NPN晶體管，當該第一至第三電子開關為N溝道場效應晶體管時，該N溝道場效應晶體管的源極、汲極與閘極分別對應該第一至第四電子開關的第一端、第二端與第三端；當該第一至第三電子開關為NPN晶體管時，該NPN型晶體管的射極、集極及基極分別對應該第一至第三電子開關的第一端、第二端與第三端。
6. 一種電源控制方法，應用於一伺服器中，該伺服器包括至少一主機板、一電源供應器、一微處理器及至少一第一電子開關，其中該第一電子開關的第一端與該電源供應器相連，第二端與該主機板相連，第三端用於接收該微處理器輸出的開關訊號；當該第一電子開關的第三端接收高電平的開關訊號時，該第一電子開關的第一端與第二端導通；當該第一電子開關的第三端接收低電平的開關訊號時，該第一電子開關的第一端與第二端截止，該電源控制方法包括如下步驟：
   判斷該電源供應器是否上電；
   當該電源供應器已上電時，該微處理器獲取各主機板的狀態訊號；
   判斷是否存在主機板需進行開機動作；
   當存在主機板要進行開機動作時，該微處理器輸出高電平的開關訊號至與該要開機的主機板相連的電子開關的第三端。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電源控制方法，其中該伺服器還包括一充電電池模組及一第二電子開關，該第二電子開關的第一端與該充電電池模組相連，第二端與主機板均相連，第三端用於接收該微處理器輸出的開關訊號，其中當該第二電子開關的第三端接收高電平的開關訊號時，該第二電子開關的第一端與第二端導通；當該第二電子開關的第三端接收低電平的開關訊號時，該第二電子開關的第一端與第二端截止，步驟“當該電源供應器已上電時，該微處理器獲取各主機板的狀態訊號”後還包括：
   該微處理器輸出一高電平的開關訊號至該第二電子開關的第三端。
8. 如申請專利範圍第6項所述之電源控制方法，其中該伺服器還包括一第三電子開關，該第三電子開關的第一端與該電源供應器相連，第二端與該充電電池模組相連，第三端用於接收該微處理器輸出的開關訊號，其中當該第三電子開關的第三端接收高電平的開關訊號時，該第三電子開關的第一端與第二端導通；當該第三電子開關的第三端接收低電平的開關訊號時，該第三電子開關的第一端與第二端截止，該電源控制方法還包括：
   獲取該充電電池模組的剩餘電量；
   判斷該充電電池模組的剩餘電量是否小於一預設值；
   當該充電電池模組的剩餘電量小於該預設值時，該微處理器輸出一高電平的開關訊號至該第三電子開關的第三端。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電源控制方法，其中該第一至第三電子開關為一N溝道場效應晶體管或一NPN晶體管，當該第一至第三電子開關為N溝道場效應晶體管時，該N溝道場效應晶體管的源極、汲極與閘極分別對應該第一至第四電子開關的第一端、第二端與第三端；當該第一至第三電子開關為NPN晶體管時，該NPN型晶體管的射極、集極與基極分別對應該第一至第三電子開關的第一端、第二端與第三端。
10. 如申請專利範圍第7項所述之電源控制方法，其中當該電源供應器未上電時，該微處理器輸出一低電平的開關訊號至該第二電子開關的第三端。