備援電源供應方法及其裝置的製作方法
2023-07-10 21:12:46
專利名稱：備援電源供應方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種伺服器的電源供應技術，且特別涉及一種在電源供應器提供超載功率的期間內將主機板模組的消耗功率降低的備援電源供應技術。
背景技術：
備援電源(Power Redundancy)系統常用於伺服器系統中，當主要電源供應器故障、損毀或者其他因素使其無法供電給伺服器時，可通過備援的電源供應器來維持伺服器運作，藉此提高伺服器的穩定性與可靠性。現有的的備援電源技術是利用額定功率足夠(亦即額定功率大於等於伺服器的消耗功率)的兩個電源供應器互相冗餘(redundant)，當其中一個電源供應器因故斷開時， 另一個電源供應器便可及時供應電力讓伺服器系統維持運作。舉例而言，此伺服器系統最多可以連接四個主機板，而每個主機板的最大消耗功率為400W時，整個伺服器系統的最大消耗功率便為1600W(400WX4 = 1600W)，因此便會配置兩個額定功率大於等於1600W的電源供應器於此伺服器系統以互相備援。當伺服器系統正常運作時，會使主要電源供應器提供最大1600W的電力，讓備援的電源供應器待命，以便於主要電源供應器斷開時隨時供應電力。或是讓兩個電源供應器各提供最大800W的電力，藉以維持伺服器的運作。但此伺服器系統並不一定會接滿四個主機板，或者伺服器系統的消耗功率不一定經常處於最大值，此時的最大消耗功率便低於1600W，因此將會浪費電源供應器的電源功耗，進而造成電能的浪費。此外，足夠功率的備援電源供應器亦較為昂貴，若能採用較低額定功率的電源供應器，便可降低備援電源技術的部分成本。
發明內容
本發明提供一種備援電源供應方法，其採用的電源供應模組的額定功率可略低於伺服器模組的最大消耗功率，並且於其中一個電源供應模組斷開時，利用未斷開的電源供應模組來供電給伺服器以繼續維持運作。以另一觀點而言，本發明提供一種備援電源供應裝置，本裝置在其中一個電源供應模組斷開時，利用未斷開的電源供應模組來供電給伺服器以繼續維持運作。本發明提出一種備援電源供應方法，用於一伺服器。此伺服器包括主機板模組、第一電源供應模組與第二電源供應模組，其中第一電源供應模組具有第一額定功率與第一超載功率，第二電源供應模組具有第二額定功率與第二超載功率。本方法包括下列步驟主機板模組接收第一電源供應模組與第二電源供應模組的電源功率。當第二電源供應模組斷開時，主機板模組接收第一電源供應模組在第一預定時間內的第一超載功率。並且在第一預定時間內將主機板模組的消耗功率降至低功耗功率，並且低功耗功率小於等於第一額定功率。而當第一電源供應模組斷開時，主機板模組接收第二電源供應模組在第二預定時間內的第二超載功率。並且在第二預定時間內，主機板模組的消耗功率降至低功耗功率，並且低功耗功率小於第二額定功率。
在本發明的一實施例中，上述的備援電源供應方法還包括下列步驟當斷開的該第一電源供應模組或第二電源供應模組恢復運作時，主機板模組的消耗功率恢復至正常值。在本發明的一實施例中，上述的第一電源供應模組的第一額定功率小於主機板模組的消耗功率，而第一電源供應模組的第一超載功率大於等於主機板模組的消耗功率。以另一角度來看，本發明提出一種備援電源供應裝置，用於一伺服器。此伺服器包括一主機板模組。備援電源供應裝置包括第一電源供應模組、第二電源供應模組與判斷單元。第一電源供應模組具有一第一額定功率與一第一超載功率，而第一電源供應模組與第二電源供應模組用以提供電源功率給予主機板模組。第二電源供應模組具有一第二額定功率與一第二超載功率，用以提供電源功率給予主機板模組。判斷單元耦接第一電源供應模組與第二電源供應模組，用以判斷該第一電源供應模組與第二電源供應模組其中之一是否斷開。其中，當第二電源供應模組斷開時，主機板模組接收第一電源供應模組在第一預定時間內的第一超載功率，並且主機板模組在第一預定時間內依據判斷單元的判斷結果將消耗功率降至一低功耗功率。此時的低功耗功率小於等於第一額定功率。而當第一電源供應模組斷開時，主機板模組接收第二電源供應模組在一第二預定時間內的第二超載功率，並且主機板模組在第二預定時間內依據判斷單元的判斷結果將消耗功率降至低功耗功率。其中，低功耗功率小於等於第二額定功率。在本發明的一實施例中，上述的備援電源供應裝置還包括一第一電源背板與一第二電源背板。第一電源背板耦接第一電源供應模組與判斷單元，用以依據第一電源供應模組是否與主機板模組斷開以產生第一供電信號。第二電源背板耦接第二電源供應模組與判斷單元，用以依據第二電源供應模組是否與主機板模組斷開以產生第二供電信號。在本發明的一實施例中，上述的判斷單元包括一及閘，此及閘的第一輸入端接收第一供電信號，及閘的第二輸入端接收第二供電信號，及閘的輸出端依據第一供電信號與第二供電信號產生一低功耗信號，其中主機板模組依據低功耗信號將消耗功率降至低功耗功率。基於上述，本發明實施例在其中一個電源供應模組斷開時，另一個未斷開的電源供應模組可在一預定時間內提供一超載功率給予主機板模組，並同時將主機板模組的消耗功率降為低功耗功率，使得未斷開的電源供應模組依據其額定功率即可維持主機板模組的功耗。因此，本發明實施例所採用的電源供應模組的額定功率可略低於伺服器模組的最大消耗功率，使其成本降低。為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下面特舉實施例，並配合附圖作詳細說明如下。
圖1是本發明一實施例所述的一種備援電源供應裝置的功能圖。圖2是本發明一實施例所述的一種備援電源供應方法的流程圖。圖3是本發明一實施例所述的一種備援電源供應方法的功率時序圖。主要元件符號說明100 伺服器；110:備援電源供應裝置；
120 第一電源供應模組；140 判斷單元；
150 主機板模組； 170:第二電源背板； P1:第一電源功率；
130:第二電源供應模組；160:第一電源背板；CPU:中央處理單元；P2:第二電源功率；MB 主機板；
SO S3 時間點；
Swl 低功率信號； Spsu2 第二供電信號;
Pff 主機板模組的消耗功率；S210 S260 步驟；Spsui 第一供電信號；AND:及閘。
具體實施例方式現將詳細參考本創作的示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例的實例。 另外，凡可能的處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/符號代表相同或類似部分。請參照圖1，圖1是本發明一實施例所述的一種備援電源供應裝置110的功能圖。 備援電源供應裝置110應用於伺服器100中。伺服器100包括主機板模組150，在本實施例中，主機板模組150最多具有4個主機板MB，每個主機板MB中具有一中央處理單元(CPU)， 每個主機板MB的最大消耗功率為400W。並且，主機板模組150在本實施例中接收一低功率信號Swlij並依據低功率信號Si 將主機板模組150所耗用的電力從正常模式的消耗功率Pw(本實施例中Pw為1600W，但不依此為限)降至低功耗模式的低功耗功率Pwl(本實施例中IV為1000W，但不依此為限)，或者相反，將主機板模組150所耗用的電力從低功耗功率Pi恢復為平常模式的消耗功率Pw， 其中消耗功率Pw大於低功耗功率P1JPw > Pwl)。此外，當主機板模組150降低電源功耗為低功耗功率Pi時，便是降低每個主機板MB的中央處理單元CPU的工作時脈，藉以減少電力消耗。備援電源供應裝置110包括第一電源供應模組120、第二電源供應模組130與判斷單元140。第一電源供應模組120具有第一額定功率Piw(本實施例中Piw為1100W，但不依此為限)與第一超載功率Pih(本實施例中Pih為1600W，但不依此為限)，而第一超載功率Pih大於第一額定功率Piw (P1H > Piw)。其中，依據第一電源供應模組120的規格書所述， 第一電源供應模組120在平時可提供的電源功率最大值為第一額定功率Piw，但是第一電源供應模組120僅能在一第一預定時間Tl (於本實施中為160ms，但不依此為限)內提供第一超載功率Pih給予主機板模組150，如果提供第一超載功率Pih的持續時間超過第一預定時間Tl時，第一電源供應模組120便會自動斷開，以免因過度超載而燒毀。在本實施例中， 第一額定功率Piw(1100W)可以小於主機板模組150的消耗功率Pw(1600W)，而第一超載功率 P1H(1600ff)則必須大於等於主機板模組150的消耗功率Pw(1600W)。在本實施例中，第二電源供應模組130與第一電源供應模組120為具有相同電源功率與相同功能的兩個電源供應器(Power supply unit)。因此第二電源供應模組130亦具有第二額定功率P2w (本實施例中P2w為1100W，但不依此為限)與第二超載功率P2h (本實施例中Pm為1600W，P2h > P2w，但不依此為限)。其中，主機板模組150接收第一電源供應模組120所提供的第一電源功率P1與第二電源供應模組130所提供的第二電源功率&，藉以維持主機板模組150的運作。判斷單元140耦接第一電源供應模組120與第二電源供應模組130，用以判斷第一電源供應模組120或者第二電源供應模組130其中之一是否斷開。此處所謂的斷開表示第一電源供應模組120或第二電源供應模組130其中之一因為本身電子零件損毀、線路突然斷路或其他問題而導致無法供電給主機板模組150的時。此外，備援電源供應裝置110還包括第一電源背板160與第二電源背板170。第一電源背板160耦接在第一電源供應模組120與判斷單元140之間，用以依據第一電源供應模組120是否與主機板模組150斷開以產生第一供電信號Spsu」。第二電源背板170耦接在第二電源供應模組130與判斷單元140之間，用以依據第二電源供應模組130是否與主機板模組150斷開以產生第二供電信號^jsu 2。判斷單元140包括一及閘AND，此及閘AND的第一輸入端接收第一供電信號Spsu工，及閘AND的第二輸入端接收第二供電信號Spsu 2，及閘 AND的輸出端依據第一供電信號Spsu i與第二供電信號i5PSU—2產生低功耗信號Sw^其中，主機板模組150依據低功耗信號Si將消耗功率Pw降至低功耗功率Ρι，或者相反。為了致使本領域具有通常知識者能更加了解本發明，載此詳細說明備援電源供應裝置110的運作方法與原理，請同時參考圖1、圖2與圖3。圖2是本發明一實施例所述的一種備援電源供應方法的流程圖。圖3是本發明一實施例所述的一種備援電源供應方法的時序圖。在正常模式下，主機板模組150在步驟S210中同時接收第一電源供應模組120的第一電源功率P1與第二電源供應模組130的第二電源功率&，其中第一電源功率P1與第二電源功率己分別小於等於第一額定功率Piw(P1SPiw)與第二額定功率Piw(P2SP2w)。此時， 主機板模組150的消耗功率Pw(1600W)等於第一電源功率P1與第二電源功率&相加(PJP2 =Pw)。因此於圖3的時間點SO處可知，第一電源供應模組120與第二電源供應模組130 分別提供800W的電源功率給予主機板模組150。此外，由於第一電源供應模組120與第二電源供應模組130正常供電，因此第一供電信號Spsu i與第二供電信號Spsu 2均位於高準位， 而判斷單元140的低功率信號Si亦為高準位，主機板模組150藉此位於正常模式中。接著進入步驟S220，判斷單元140依據第一供電信號i5PSU」與第二供電信號Spsu 2 來判斷第一電源供應模組120或第二電源供應模組130其中之一是否與主機板模組150斷開。在本實施例中，在此以第二電源供應模組130斷開為舉例說明。由於本實施例的第一電源供應模組120與第二電源供應模組130為功能相同的電源供應器，因此可將斷開的電源供應器視為第二電源供應模組130，而將未斷開的電源供應器視為第一電源供應模組120 以實現本實施例。當第二電源供應模組130與主機板模組150斷開時便進入步驟S230(請參考圖 3的時間點Si)，第二電源供應模組130無法供應電力給主機板模組150，因此第二電源功率P2為0W，第二供電信號Spsu 2亦由高準位拉降至低準位。此時第一電源供應模組120 可在第一預定時間Tl內超載，以使第一電源功率P1的最大值可以提升至第一超載功率 P1H(1600W)。在本實施例中，由於主機板模組150的消耗功率Pw(1600W)等於第一電源供應模組120第一超載功率Pih (1600W)，因此主機板模組150在此時接收第一電源供應模組的第一超載功率Pideoow，其中Pih彡P1)，以維持主機板模組150的運作。接著進入步驟S240 (請參考圖3的時間點S2)，由於第二供電信號i5PSU 2拉降至低準位，因此判斷單元140在第一預定時間Tl內將低功耗信號Si拉降至低準位，主機板模組 150便從正常模式變成低功耗模式，其電源功耗亦從消耗功率？ (16001)降低為低功耗功率Pi(IOOOW)。此時的主機板模組150的低功耗功率Pi(1000W)小於等於第一電源供應模組120的第一額定功率Piw(IlOOW)，因此第一電源供應模組120僅利用平時的第一額定功率Piw(IlOOW)便可維持主機板模組150的運作，而不需一直超載供電。此時第一電源供應模組120產生的第一電源功率P1等於主機板模組150所消耗的低功耗功率P1J即P1 = Pwl =1000W)。之後在步驟S250中，判斷單元140通過第二供電信號i5PSU 2是否提升至高準位， 來判斷第二電源供應模組130是否恢復運作。在本實施例中，將第二電源供應模組130恢復運作的方式可以是把損毀的第二電源供應模組130換新，或者解決第二電源供應模組 130與主機板模組150斷開的問題等等。當第二電源供應模組130恢復運作時，便進入步驟 S^K)(請參考圖3的時間點S3)，此時第二供電信號i5PSU 2提升至高準位，判斷單元140的低功耗信號Si亦隨的拉升，主機板模組150藉此回到平常模式，其電源功耗提升至原來的消耗功率Pw(1600W)。之後，再進入步驟S220來判斷第一電源供應模組120或第二電源供應模組130其中之一是否斷開，以達成本發明實施例的供應備援電源的目的。綜上所述，本發明的實施例於其中一個電源供應模組斷開時，另一個未斷開的電源供應模組可於規格書中所述的預定時間內提供超載功率給予主機板模組，並同時將主機板模組的消耗功率降為低功耗功率，使得未斷開的電源供應模組依據其額定功率即可維持主機板模組的功耗。因此，本發明實施例所採用的電源供應模組的額定功率可略低於伺服器模組的最大消耗功率，使其成本降低。雖然本發明已以實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍應當以權利要求記載的範圍為準。
權利要求
1.一種備援電源供應方法，用於一伺服器，該伺服器包括一主機板模組、一第一電源供應模組與一第二電源供應模組，該第一電源供應模組具有一第一額定功率與一第一超載功率，該第二電源供應模組具有一第二額定功率與一第二超載功率，該備援電源供應方法包括該主機板模組接收該第一電源供應模組與該第二電源供應模組的電源功率； 當該第二電源供應模組斷開時，該主機板模組接收該第一電源供應模組在一第一預定時間內的該第一超載功率，在該第一預定時間內，將該主機板模組的消耗功率降至一低功耗功率，其中該低功耗功率小於等於該第一額定功率；以及當該第一電源供應模組斷開時，該主機板模組接收該第二電源供應模組在一第二預定時間內的該第二超載功率，在該第二預定時間內，該主機板模組的消耗功率降至該低功耗功率，其中該低功耗功率小於該第二額定功率。
2.根據權利要求1所述的備援電源供應方法，還包括當斷開的該第一電源供應模組或該第二電源供應模組恢復運作時，該主機板模組的消耗功率恢復至正常值。
3.根據權利要求1所述的備援電源供應方法，其中該第一電源供應模組的第一額定功率小於該主機板模組的消耗功率，而該第一電源供應模組的第一超載功率大於等於該主機板模組的消耗功率。
4.根據權利要求1所述的備援電源供應方法，其中該主機板模組包括至少一主機板， 該主機板包括一中央處理單元，當該主機板模組將該消耗功率降至該低功耗功率時，降低該中央處理單元的工作時脈。
5.一種備援電源供應裝置，用於一伺服器，該伺服器包括一主機板模組，該備援電源供應裝置包括一第一電源供應模組，該第一電源供應模組具有一第一額定功率與一第一超載功率， 用以提供電源功率給予該主機板模組；一第二電源供應模組，具有一第二額定功率與一第二超載功率，用以提供電源功率給予該主機板模組；以及一判斷單元，耦接該第二電源供應模組與該第一電源供應模組，用以判斷該第一電源供應模組與該第二電源供應模組其中之一是否斷開；其中，當該第二電源供應模組斷開時，該主機板模組接收該第一電源供應模組於一第一預定時間內的該第一超載功率，並且該主機板模組於該第一預定時間內依據該判斷單元的判斷結果將一消耗功率降至一低功耗功率，該低功耗功率小於等於該第一額定功率；當該第一電源供應模組斷開時，該主機板模組接收該第二電源供應模組於一第二預定時間內的該第二超載功率，並且該主機板模組於該第二預定時間內依據該判斷單元的判斷結果將該消耗功率降至該低功耗功率，該低功耗功率小於等於該第二額定功率。
6.根據權利要求5所述的備援電源供應裝置，還包括一第一電源背板，耦接該第一電源供應模組與該判斷單元，用以依據該第一電源供應模組是否斷開產生一第一供電信號；以及一第二電源背板，耦接該第二電源供應模組與該判斷單元，用以依據該第二電源供應模組是否斷開產生一第二供電信號。
7.根據權利要求5所述的備援電源供應裝置，其中該判斷單元包括一及間，其第一輸入端接收該第一供電信號，該及間的第二輸入端接收該第二供電信號，該及閘的輸出端依據該第一供電信號與該第二供電信號產生一低功耗信號，其中該主機板模組依據該低功耗信號將該消耗功率降至該低功耗功率。
8.根據權利要求5所述的備援電源供應裝置，其中當斷開的該第一電源供應模組或該第二電源供應模組恢復運作時，該主機板模組依據該判斷單元的判斷結果將該消耗功率恢復至原值。
9.根據權利要求5所述的備援電源供應裝置，其中該第一電源供應模組的第一額定功率小於該主機板模組的消耗功率，而該第一電源供應模組的第一超載功率大於等於該主機板模組的消耗功率。
10.根據權利要求5所述的備援電源供應裝置，其中該第二電源供應模組的第二額定功率小於該主機板模組的消耗功率，而該第二電源供應模組的第二超載功率大於等於該主機板模組的消耗功率。
全文摘要
本發明提供一種備援電源供應方法及其裝置，用於一伺服器。此伺服器包括主機板模組、第一電源供應模組與第二電源供應模組。備援電源供應方法包括下列步驟主機板模組接收第一電源供應模組與第二電源供應模組的電源功率。當第二電源供應模組斷開時，主機板模組接收第一電源供應模組在第一預定時間內的第一超載功率。在此第一預定時間內，主機板模組的消耗功率降至低功耗功率，其中低功耗功率小於等於第一電源供應模組的一第一額定功率。
文檔編號G06F1/32GK102221870SQ20101015173
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月14日 優先權日2010年4月14日
發明者俞雄傑, 林祖成 申請人:英業達股份有限公司