電池備份模塊、電池備份模塊的供電方法及存儲系統的製作方法
2023-07-24 21:54:51
專利名稱：電池備份模塊、電池備份模塊的供電方法及存儲系統的製作方法
技術領域：
本發明實施例涉及電源技術，特別涉及一種電池備份模塊、電池備份模 塊的供電方法及存儲系統。
背景技術：
在電子、通信等技術領域，通常需要正常及穩定的電源來保證設備的正 常運行，因此，在一些例如計算機等存儲領域的設備中，除為設備提供電能
的主用電源以外，通常還設置有電池備份模塊(Battery Backup unit;以下筒 稱BBU)，以在主用電源出現故障失效時啟動電池備份模塊來保障設備的 正常運行。
現有技術中，電池備份模塊通常具有一個供電單元，該供電單元採用幾 節電芯串聯構成。在設備運行時，主用電源的輸出電壓經轉換後輸入設備 的背板，背板上通常連接有設備的內部組件，這些內部組件從背板取電， 輸入背板的電壓稱為一次電源輸出電壓，對於不同類型的設備或同類型不 同規格的設備， 一次電源輸出電壓通常是不同的，例如對於存儲領域中的 設備而言， 一次電源輸出電壓通常可以為12V、 24V或48V。當設備中的 主用電源出現故障而失效時，設備中的中央處理單元會向電池備份模塊發 出切換信號，以啟動電池備份模塊向設備供電。由於電池備份模塊的作用 在於當主用電源失效時能夠代替主用電源為設備供電，又由於電池備份模 塊直接接入設備的背板，因此，電池備份模塊的輸出電壓需要與一次電源 輸出電壓值保持一致，即應用於不同設備中的電池備份模塊的輸出電壓也 應為12V、 24V或48V。
在實現本發明過程中，發明人發現現有技術電池備份模塊的輸出電壓為電池備份模塊中的供電單元的輸出電壓，通常為定值，而由於不同設備 的 一次電源輸出電壓為不同值，因此需要針對不同的設備定製不同規格的 電池備份模塊，而同一電池備份模塊無法靈活應用於不同的設備，造成資 源浪費。
發明內容
本發明實施例提供一種電池備份模塊、電池備份模塊的供電方法及存 儲系統，能夠將同一個電源備份模塊適用於不同的設備上，針對不同設備 中一次電源輸出電壓為不同值的情況，電源備份模塊的輸出電壓能夠與一 次電源輸出電壓保持一致，提高了資源利用率，使電源備份模塊的應用更 加靈活。
本發明實施例提供一種電池備份模塊，包括
至少兩個供電單元，相鄰所述供電單元之間通過導線串聯至少一個開關， 每個所述供電單元通過導線並聯至少一個開關，所述供電單元與所述開關形 成供電電路，用於向設備提供電能；
控制單元，用於當接收到所述設備發出的供電切換信號時，控制所述供 電電路中的所述開關開啟或閉合，使所述供電電路向所述設備供電，所述供
出電壓值相等。
本發明實施例還提供了一種存儲系統，包括存儲設備、主用電源模塊和 上述電池備份模塊，其中
所述主用電源模塊，用於通過正常工作時輸出的一次電源輸出電壓給所 述存儲設備提供電能；
所述存儲設備，用於根據所述主用電源;漠塊提供的一次電源輸出電壓進 行工作，並在所述主用電源模塊工作異常時，發出供電切換信號；
所述電池^p分才莫塊，用於當接收到所述存儲設備發出的供電切換信號時，通過控制輸出電壓向所述存儲設備提供電能，所述電池備份模塊的輸出電壓 值與所述一次電源輸出電壓值相等。
本發明實施例還提供了 一種電池4^P分模塊的供電方法，該方法包括 接收供電切換信號，所述供電切換信號為主用電源失效時指示電池備份
模塊工作的指示信號；
根據所述主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓控制所述電池備份模
塊的供電電路中的開關開啟或閉合，使所述供電電路向設備供電，所述供電
電壓值相等。
本發明實施例提供的電池備份模塊、電池備份模塊的供電方法及存儲 系統，在該模塊中通過至少兩個供電單元和一個以上開關構成供電電路， 當主用電源失效時，通過控制開關的開啟或閉合使電池備份模塊的輸出電 壓與一次電源輸出電壓保持一致，使同 一電池備份模塊能夠靈活應用於不 同的設備，提高了資源利用率。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對 本發明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面 描述中的附圖僅僅是本發明的 一些實施例，對於本領域普通技術人員來講， 在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。 圖1為本發明實施例電池名— 分模塊第一實施例的結構示意圖； 圖2為本發明實施例電池^f分模塊第二實施例的結構示意圖； 圖3為本發明實施例電池備份模塊供電方法第一實施例的流程圖； 圖4為本發明實施例存儲系統的第 一 實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進 行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例， 而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒 有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的 範圍。
在計算機或存儲領域等設備中，主用電源即直接向設備供電的外接供電
電源，其輸入電壓通常為220V，而計算機等設備中的控制板、接口板或硬碟 等內部組件正常工作只需要很低的電壓，這些組件均接入計算機的背板，從 背板取電，通常220V的輸入電壓需要進行轉換後才能作為背板的輸入電壓， 該電壓為一次電源輸出電壓。對於不同類型的設備或同類型不同規格的設備 而言， 一次電源輸出電壓可能是不同的，例如存儲領域的設備，其一次電源 輸出電壓可能為12V、 24V或28V。設備內部各組件從背板取電之後還需將 該一次電源輸出電壓進一步降低為各自所需的電壓，該電壓為二次電源輸出 電壓，例如主板正常工作所需的二次電源輸出電壓為3.5V,因此，主板/人 背板取電之後還要進一步將電壓降低為3.5V以保證正常工作。為了保證在為 設備供電的主用電源出現故障而失效的情況下設備仍然能夠穩定運行，通常 需要在設備中設置電池備份模塊BBU,通常BBU與背板連接，當主用電源 出現故障後，設備自動向BBU發送供電切換信號，BBU接收到該信號後代替 主用電源為設備提供電能。由於不同的設備其一次電源輸出電壓可能為12V、 24V或48V，因此，BBU的輸出電壓值也可能為12V、 24V或48V。
圖1為本發明實施例電池名卄分模塊第一實施例的結構示意圖，如圖1所 示，該電池備份模塊包括
至少兩個供電單元1，相鄰供電單元1之間通過導線串聯至少一個開關， 每個供電單元1通過導線並聯至少一個開關，供電單元1與開關形成供電電 路，用於向設備提供電能；
控制單元2，用於當接收到設備發出的供電切換信號時，控制供電電路中
7的開關開啟或閉合，使供電電路向設備供電，供電電路的輸出電壓值與為設 備供電的主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓值相等。
對於不同類型的設備或同類型不同規格的設備而言，其一次電源輸出電
壓可以為不同值。因此，可以在BBU中設置至少兩個供電單元1，使BBU能 夠根據不同的設備而輸出不同的電壓值。其中，設置的供電單元1的個數和 每個供電單元1的輸出電壓值可以根據設備一次電源輸出電壓的具體數值而 確定。
如圖1所示，可以將至少兩個供電單元1串聯，相鄰的供電單元1之間 通過導線串聯一個開關，每個供電單元1通過導線並聯一個開關。至少兩個 供電單元1與開關通過以上的連接方式組成供電電路，控制單元2可以在主 用電源上電的瞬間檢測主用電源的一次電源輸出電壓，當主用電源出現故障 而失效時，設備自動向BBU發送供電切換信號，指示BBU代替主用電源為 設備提供電能。控制單元2接收到該供電切換信號後，根據檢測到的主用電 源的一次電源輸出電壓的數值來控制供電電路中各個開關開啟或閉合使至少 一個供電單元1接入背板，而其他供電單元1均處於斷路狀態，從而使所述 至少兩個供電單元1形成相應的串聯或並聯電路，向存儲設備提供電能，該 供電單元1形成的供電電路的輸出電壓值與該設備的一次電源輸出電源值相 等。
本發明實施例提供的電池備份模塊，在該模塊中通過至少兩個供電單 元和一個以上開關構成供電電路，當主用電源失效時，通過控制開關的開 啟或閉合，使所述供電單元串聯和/或並聯，形成相應的供電電路，該供電 電路的輸出電壓值與一次電源輸出電壓值相等，從而為不同的存儲設備提 供工作電能。本發明實施例所述的電池備份模塊能夠適應不同規格設備的 供電要求，應用靈活，提高了資源利用率。
圖2為本發明實施例電池備份模塊第二實施例的結構示意圖，圖2以4 個供電單元為例對電池備份模塊進行描述，如圖2所示，該電池備份模塊，包括
四個供電單元1,相鄰供電單元1之間通過導線串聯至少一個開關，每個 供電單元1通過導線並聯至少一個開關，供電單元1與開關形成供電電路， 用於向設備提供電能；
控制單元2，用於當接收到設備發出的供電切換信號時，控制供電電路中 的開關開啟或閉合，使供電電路向設備供電，供電電路的輸出電壓值與為設 備供電的主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓值相等。
其中，控制單元2可以具體包括
接收子模塊21用於接收供電切換信號；
檢測子模塊22，用於檢測主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓值； 處理子模塊23，用於根據一次電源輸出電壓控制開關開啟或閉合，以使
所述供電單元形成的供電電路的輸出電壓值與一次電源輸出電壓值相等。
另外，該電池名4分模塊還可以包括充電/放電單元3，用於當主用電源正
常工作時為供電單元1儲存電能；或當主用電源失效時使供電單元1釋放電能。
進一步地，供電單元1還可以包括至少一個電芯11。
其中，供電單元1可以採用幾節電芯11串聯的方式構成。電芯ll通常 可以為各種類型的鋰電池，而單節鋰電池的容量通常為3.2V或3.6V。本實施 例以存儲領域的設備為例，由於存儲領域設備的一次電源輸出電壓可以為 12V、 24V或48V。如圖2所示，可以設置四個供電單元l，以每個供電單元 1為12V為例進行說明，可以理解的是，也可以將供電單元1的電壓設置為 其他數值，對應設置所需的供電單元1的個數。對應的，可以將4節鋰電池 串聯得到12.8V的供電單元1,串聯的電芯11的數量可以視單節電芯的容量 而定。由於隨著設備的工作，供電單元1的電量逐漸減少，所以一次電源的 輸出電壓允許在±10%或±20%,因此，採用4節鋰電池串聯得12.8V的供 電單元l,供電單元1的電壓在一次電源輸出電壓許可範圍之內。當主用電源正常工作時，可以通過控制單元2中的檢測子模塊22檢測主用電源正常工作 時的一次電源輸出電壓，該電壓可能為12V、 24V或48V，該4企測過禾呈可以 在主用電源上電的瞬間進行，也可以在主用電源正常工作時進行。當主用電 源出現故障而失效以後，設備會自動向BBU發出供電切換信號，BBU中的接 收子模塊21接收到供電切換信號後，處理子模塊23根據檢測子模塊22檢測 到的一次電源輸出電壓控制各個開關開啟或閉合，以使供電單元1和開關組 成的供電電路的輸出電壓與一次電源輸出電壓相等。例如，當檢測子模塊22 檢測到一次電源輸出電壓為12V時，處理子模塊23控制開關開啟或閉合時， 使供電電路中任意一個供電單元1接入背板，而其他供電單元1處於斷路狀 態，這樣輸入到背板的電壓為一個供電單元1的輸出電壓，即12V。當檢測 子模塊22檢測到一次電源輸出電壓為24V時，處理子模塊23控制各個開關 開啟或閉合，使供電電路中任意兩個供電單元1串聯接入背板，而其他供電 單元1均處於斷路狀態，這樣輸入背板的電壓為兩個供電單元1的輸出電壓 之和，即24V。同樣可以控制開關的開啟和閉合使供電電路的輸出電壓為48V。 因此，BBU可以根據為設備供電的主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓 而輸出12V、 24V或48V,從而適應了不同規格設備的不同需求。
本發明實施例提供的電池備份模塊，在該模塊中通過幾節鋰電池串聯 構成一個供電單元，再通過至少兩個供電單元和一個以上開關構成供電電 路，當主用電源失效時，通過控制開關的開啟或閉合，使所述供電單元串 聯或並聯，形成相應的供電電路，該供電電路的輸出電壓值與一次電源輸 出電壓值相等，從而可以為不同的存儲設備提供工作電能。本發明實施例 所述的電池備份模塊能夠適應不同規格設備的供電要求，應用靈活，提高 了資源利用率。
圖3為本發明實施例電池4^分模塊供電方法第一實施例的流程圖，如圖3 所示，該方法包4舌
步驟301、接收供電切換信號，該供電切換信號為主用電源失效時指示電池備份模塊工作的指示信號；
具體的，所述供電切換信號可以由被供電的設備發出。
步驟302、才艮據主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓控制電池務卩分才莫 塊供電電路中的開關開啟或閉合，使供電電路向設備供電，供電電路的輸出 電壓值與為設備供電的主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓值相等。
電池備份模塊供電方法還可以包括獲取所述主用電源正常工作時的一 次電源輸出電壓值。
具體的，由於BBU的輸出電壓需要與設備中的一次電源輸出電壓相一 致，因此，需要獲取主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓。可以在主 用電源上電的瞬間;險測主用電源的一次電源輸出電壓，也可以在主用電源 正常工作時檢測主用電源的 一 次電源輸出電壓。
在本發明實施例所提供的電池備份模塊供電方法中，當主用電源出現 故障而失效時，設備自動向BBU發送供電切換信號，指示BBU代替主用電 源為設備提供電能。BBU接收到供電切換信號後，根據檢測到的主用電源 的一次電源輸出電壓的數值來控制BBU供電電路中的各個開關開啟或閉 合，使BBU輸出電壓與一次電源輸出電壓相等。具體過程參見前述電池備 份模塊實施例，不再贅述。
本發明實施例提供的電池備份模塊的供電方法，在BBU接收到設備發 送的供電切換信號時，通過控制BBU供電電路中的開關的開啟或閉合使 BBU的輸出電壓與一次電源輸出電壓保持一致，使同一 BBU能夠靈活應 用於不同的設備，提高了資源利用率。
圖4為本發明實施例提供的存儲系統的第一實施例的結構示意圖，如圖4 所示，該系統包括存儲設備41、主用電源模塊42和電池備份模塊43,其 中
主用電源模塊42，用於通過正常工作時輸出的一次電源輸出電壓給存儲 設備41提供電能，使存儲設備41能夠正常工作；
ii所述存儲設備41 ，用於根據主用電源模塊42提供的一次電源輸出電壓進 行工作，並在主用電源模塊42工作異常時，發出供電切換信號；
電池備份模塊43,用於當接收到存儲設備41發出的供電切換信號時，通 過控制輸出電壓向存儲設備41提供電能，電池備份模塊43的輸出電壓值與 一次電源輸出電壓值相等。
具體的，當存儲系統工作時，存儲系統中的主用電源模塊42為存儲設 備41供電，當主用電源模塊42出現故障而失效時，存儲設備41向電池備 份模塊43發出供電切換信號，指示電池備份模塊43代替主用電源模塊42 向存儲設備41供電。由於電池備份模塊43的輸出電壓值需要與主用電源 模塊42正常工作時的一次電源輸出電壓值相等，因此，需要獲取主用電源 模塊42正常工作時的一次電源輸出電壓值。具體的，可以在主用電源模塊 42上電的瞬間檢測主用電源模塊42的一次電源輸出電壓，也可以在主用 電源模塊42正常工作時檢測主用電源模塊42的一次電源輸出電壓。電池 備份模塊43接收到供電切換信號後，根據檢測到的主用電源模塊42的一 次電源輸出電壓的數值控制電池備份模塊43中的供電電路中的開關開啟 或閉合，使電池備份模塊43中的供電單元串聯和/或並聯，形成相應的供 電電路，向存儲設備41提供電能。具體過程參見前述電池備份模塊實施例， 不再贅述。
本發明實施例提供的存儲系統，在電池備份模塊接收到存儲設備發送 的供電切換信號時，根據主用電源模塊正常工作時的一次電源輸出電壓控 制輸出電壓，使電池備份模塊的輸出電壓與一次電源輸出電壓保持一致， 使同一電池備份模塊能夠適應不同規格設備的供電要求，應用靈活，提高 了資源利用率。
程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程序可存儲 於計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體
(Read-Only Memory, ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory, RAM)等。
最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的4支術方案，而非對 其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通 技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修 改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不 使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1、一種電池備份模塊，其特徵在於，包括至少兩個供電單元，相鄰所述供電單元之間通過導線串聯至少一個開關，每個所述供電單元通過導線並聯至少一個開關，所述供電單元與所述開關形成供電電路，用於向設備提供電能；控制單元，用於當接收到所述設備發出的供電切換信號時，控制所述供電電路中的所述開關開啟或閉合，使所述供電電路向所述設備供電，所述供電電路的輸出電壓值與為所述設備供電的主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓值相等。
2、 根據權利要求1所述的電池備份模塊，其特徵在於，所述控制單元包括接收子模塊，用於接收所述供電切換信號；檢測子模塊，用於檢測所述主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓值； 處理子才莫塊，用於根據所述一次電源輸出電壓控制所述開關開啟或閉合， 以使所述供電電路的輸出電壓值與所述一次電源輸出電壓值相等。
3、 根據權利要求l所述的電池備份模塊，其特徵在於，還包括 充電/放電單元，用於當所述主用電源正常工作時為所述供電單元儲存電能；或當所述主用電源失效時使所述供電單元釋放電能。
4、 根據權利要求l-3任一所述的電池^f分模塊，其特徵在於，所述供電 單元包括至少一個電芯。
5、 一種存儲系統，其特徵在於，包括存儲設備、主用電源模塊以及如權 利要求1 - 4任一項所述的電池備份模塊，其中所述主用電源模塊，用於通過正常工作時輸出的一次電源輸出電壓給所 述存儲設備提供電能；所述存儲設備，用於根據所述主用電源模塊提供的一次電源輸出電壓進 行工作，並在所述主用電源模塊工作異常時，發出供電切換信號；所述電池備份模塊，用於當接收到所述存儲設備發出的供電切換信號時， 通過控制輸出電壓向所述存儲設備提供電能，所述電池備份模塊的輸出電壓 值與所述一次電源輸出電壓值相等。
6、 一種電池備份模塊的供電方法，其特徵在於，包括-. 接收供電切換信號，所述供電切換信號為主用電源失效時指示電池備份模塊工作的指示信號；根據所述主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓控制所述電池備份模 塊的供電電路中的開關開啟或閉合，使所述供電電路向設備供電，所述供電 電路的輸出電壓值與為所述設備供電的主用電源正常工作時的一次電源輸出 電壓值相等。
7、 根據權利要求6所述的電池備份模塊的供電方法，其特徵在於，所述 方法還包括獲取所述主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓值。
全文摘要
本發明實施例提供一種電池備份模塊、電池備份模塊的供電方法及存儲系統。該模塊包括至少兩個供電單元，相鄰供電單元之間通過導線串聯至少一個開關，每個供電單元通過導線並聯至少一個開關，供電單元與開關形成供電電路，用於向設備提供電能；控制單元，用於當接收到設備發出的供電切換信號時，控制供電電路中的開關開啟或閉合，使供電電路向設備供電，供電電路的輸出電壓值與為設備供電的主用電源正常工作時的一次電源輸出電壓值相等。本發明實施例實現了當主用電源失效時，通過控制開關的開啟或閉合使電池備份模塊的輸出電壓與一次電源輸出電壓保持一致，使同一電池備份模塊能夠靈活應用於不同的設備，提高了資源利用率。
文檔編號H02J9/04GK101621214SQ20091008993
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月28日 優先權日2009年7月28日
發明者何雨今 申請人:成都市華為賽門鐵克科技有限公司