CN102611186A - 供电方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种供电方法和装置，所述方法包括：当业务空闲时，获取被供电设备的当前实际工作功率；根据所述实际工作功率以及电源模块供电的额定输出功率，计算当前实际工作功率下所需电源模块的数量；保留所述所需电源模块的数量的电源模块供电，将其他电源模块关闭停止供电。本发明实施例提出的供电方法和装置，当业务空闲时，保留最少数量的电源模块处于供电状态，将多余的电源模块关闭停止供电，从而最大限度地提高业务空闲时的电源效率，降低电源损耗，有效降低使用成本。

Description

供电方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种供电方法和装置。

背景技术

通信设备机框内的电源模块作为通信设备的重要组成部分，直接影响到通信设备的稳定、可靠运行，同时由于电源模块的可靠性相对较低，因此一般都采取N+1或N+M冗余备份的方式，这样当任何一个或M个电源模块故障时都不会影响设备的正常工作。电源模块工作在冗余备份方式时，每个电源模块都向负载提供一份基本相同的电流，例如负载功率是P，电源模块数量是N，那么每个电源模块的输出功率是P/N。电源模块在对外提供电能的时候，自身也存在损耗，即电源模块的输入功率＝电源模块的输出功率+电源模块的损耗，定义电源模块效率＝电源模块的输出功率/电源模块的输入功率。电源模块的损耗直接变为热能，会影响电源模块内部器件的寿命，而且不利于节能减排，增加了用户的使用成本，所以应尽可能提高电源模块效率、降低损耗。

电源模块的效率不是一个常数，而是与负载率大小有关。定义负载率＝电源模块的实际输出功率/电源模块的额定输出功率，一般负载率在40～80％范围内的电源模块效率较高，负载率过低或过高的电源模块效率都会偏低。假设某一通信设备的满载功率为500W，空载功率为300W，采用750W电源模块1+1配置，那么空载时每个电源模块的负载是150W，负载率是20％，对应的电源模块效率是88％，总损耗是40.9W。如果关闭其中一个电源模块，那么剩下的那个电源模块的负载是300W，负载率是40％，对应的电源模块效率是91％，总损耗是29.7W，相对1+1冗余配置的损耗减少了11.2W。由此可见，当通信设备的业务量空闲时将部分电源模块关闭，当有业务到来时再将电源模块打开，有利于降低电源损耗，提高能源利用率，相关的技术也比较多。但是为了避免因为电源故障而造成设备掉电，现有技术在任何情况下都要保证电源模块的冗余，从而兼顾节能和可靠性，但从节能的角度来看并不是最优的，因为在冗余电源模块存在的情况下电源模块的负载率仍然偏低。

发明内容

本发明实施例的目的是提出一种供电方法和装置，旨在解决通信设备业务空闲时的电源模块效率不高的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种供电方法，所述方法包括：当业务空闲时，获取被供电设备的当前实际工作功率；根据所述实际工作功率以及电源模块供电的额定输出功率，计算当前实际工作功率下所需电源模块的数量；保留所述所需电源模块的数量的电源模块供电，将其他电源模块关闭停止供电。

本发明实施例提供了一种供电装置，所述装置包括：获取单元，用于当业务空闲时，获取被供电设备的当前实际工作功率；计算单元，用于根据所述实际工作功率以及电源模块供电的额定输出功率，计算当前实际工作功率下所需电源模块的数量；关闭单元，用于保留所述所需电源模块的数量的电源模块供电，将其他电源模块关闭停止供电。

本发明实施例提出的供电方法和装置，当业务空闲时，保留最少数量的电源模块处于供电状态，将多余的电源模块关闭停止供电，从而最大限度地提高业务空闲时的电源效率，降低电源损耗，有效降低使用成本。

附图说明

图1为本发明实施例一的供电方法所基于的通信设备的示意图；

图2为本发明实施例二的供电方法所基于的通信设备的示意图；

图3为本发明实施例的供电方法的流程图；

图4为本发明实施例的供电方法的时序图；

图5为本发明实施例的供电方法的通信设备启动流程图；

图6为本发明实施例供电装置的示意图；

图7为本发明实施例的供电装置的打开单元结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例的供电方法，当没有业务需要处理时，只保留所需数量的电源处于供电状态，将多余的电源模块关闭，从而最大限度的提高业务空闲时的电源效率，降低电源损耗，有效降低使用成本。

本发明实施例一；

图1为本发明实施例一的供电方法所基于的通信设备的示意图，如图1所示，所述通信设备包括数个电源模块11(1、2...N)，所述电源模块11中包括冗余电源模块。电源模块11可以输出两种电压，一种是待机电压为5V，提供给电路板上的管理模块，如BMC13；另一种是主电压为12V，提供给电路板上的其他器件12；当通信设备上电时BMC13先启动，然后控制其他器件12上电启动，主电源可以缺省有效或无效，如果是缺省无效则需要由BMC13来开启，然后其他器件12才能上电。电源模块11输入正常则待机电源一直有效，无法将其关断，主电源可以关断。BMC13与电源模块11之间通过管理接口17连接，管理及控制电源模块11的开启和关闭。电源模块11会提供PSON#【1:N】14信号来控制电源模块11的关闭或打开；PSON#信号为低电平打开电源模块11，PSON#信号为高电平关闭电源模块11。电源模块11还提供状态信号PSOK【1:N】15信号标识电源模块11输出电压是否正常，PSOK信号为高电平表示输出电压正常，PSOK信号为低电平表示输出电压异常。所有电源模块11的使能信号PSON#【1:N】14和PSOK【1:N】15都连接到BMC13上，用来控制电源模块11的开启、关闭，并检测电源模块11的健康状态。RST#16信号是来自其他器件12的复位信号，当主电压跌落或其他器件12复位时都会有效。

本发明实施例二；

图2为本发明实施例二的供电方法所基于的通信设备的示意图，如图2所示，所述通信设备包括数个电源模块11(1、2...N)，所述电源模块11中包括冗余电源模块，电源模块11提供12V的电压；硬件PLD21可以控制电源模块11的PSON#【1:N】104信号，PLD21由主电压供电，图2中省略了PLD21与电源模块11之间的电压转换电路，因为PLD21不能直接使用12V的电压，需要通过电压转换电路将12V电压转换为PLD21所需的电压；PLD21连接有读写接口22，利用软件通过读写接口22控制PLD21将电源模块11对应的PSON#置为高电平将电源模块11关闭；PLD21输出的每个PSON#信号都接一个下拉电阻23，下拉电阻23的阻值可以根据实际需要而定，例如阻值为一千欧，PLD21的I/O管脚在上电前是高阻态，通过下拉电阻23使PSON#【1:N】104成为低电平，将电源模块11打开；本发明实施例二的供电方法的通信设备还包括其他器件12、PSOK【1:N】15信号、RST#16信号及PLD21与电源模块11之间的管理接口17，它们的功能和本发明实施例一中功能相同，这里不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例一的供电方法所基于的通信设备是将所有电源模块的使能信号PSON#和状态信号PSOK都接到管理模块BMC，来控制电源模块的开启、关闭，并检测电源模块的健康状态。本发明实施例二的供电方法所基于的通信设备是在没有管理模块BMC或没有待机电压的情况下采取将所有电源模块的使能信号PSON#和状态信号PSOK都接到硬件PLD，来控制电源模块的开启、关闭，并检测电源模块的健康状态。实际上，本发明实施例一的供电方法和本发明实施例二的供电方法在本质上是相同的，都是采用当业务空闲时将多余的电源模块关闭的方法，来提高电源效率，降低成本，具体的方法将在后面做进一步说明。

图3为本发明实施例的供电方法的流程图，如图3所示，本发明实施例的供电方法具体包括如下步骤：

步骤101：当业务空闲时，获取被供电设备的当前实际工作功率；

具体的，当通信设备有业务正在处理时，所有的电源模块11都处于打开状态，包括冗余的电源模块，对外输出电压，为其他器件12供电，以避免电源故障造成下电影响业务的处理。

通过检测处理器的占用率来判断通信设备的业务是否空闲，若处理器的占用率未低于某一预设门限，则不采取任何措施；若处理器的占用率低于某一预设门限且达到预设时间，则通过电路板上的功率检测电路，或者电源模块11内部的功率检测电路获取通信设备当前实际工作功率。

步骤102：根据实际工作功率以及电源模块供电的额定输出功率，计算当前实际工作功率下所需电源模块的数量；

具体的，在步骤101中已获取通信设备当前实际工作功率，根据通信设备当前实际工作功率同时结合电源模块11的额定输出功率，可计算出当前所需的电源模块数量。

步骤103：保留所需电源模块的数量的电源模块供电，将其他电源模块关闭停止供电。

具体的，在步骤102中已计算出当前工作功率下需要的电源模块数量，为提高电源的工作效率，只保留所需电源模块的数量的电源模块供电，将多余的电源模块11关闭。本发明实施例中通过将部分PSON#信号置为高电平来关闭多余的电源模块。

需要说明的是，本发明实施例一的供电方法当业务空闲时由管理模块BMC将部分PSON#信号置为高电平来关闭多余的电源模块。本发明实施例二的供电方法当业务空闲时通过硬件PLD的读写接口将部分PSON#信号置为高电平来关闭多余的电源模块。

图4为本发明实施例的供电方法的时序图，如图4所示，本发明实施例的供电方法具体过程为：

当处理器处于正常运行401时，所有的电源模块11都打开处于工作状态，对外输出电压，包括冗余的电源模块，以避免因电源故障造成下电影响业务。当通信设备的业务空闲时，可以通过检测处理器的占用率来判断通信设备的业务是否空闲402，若处理器的占用率未低于某一预设门限时，则判定业务处于非空闲状态，此时继续保持电源模块开启403；若检测到处理器的占用率低于某一预设门限，则判定业务处于空闲状态，同时判断连续空闲时间是否达到预设门限404。若连续空闲时间没有达到预设门限，则继续通过检测处理器的占用率来判断业务是否空闲402；若连续空闲时间达到预设门限，则通过电路板上的功率检测电路，或者电源模块11内部的功率检测电路获取通信设备当前实际工作功率405。

根据通信设备当前实际工作功率同时结合电源模块11的额定输出功率，可以计算当前需要的电源模块数量406。根据计算出的当前工作功率下需要的电源模块数量，为了提高电源模块的工作效率可以关闭多余的电源模块407，本发明实施例中通过将部分PSON#信号置为高电平来关闭多余的电源模块407。

本发明实施例的供电方法当业务空闲时将多余的电源模块关闭，只保留当前工作功率下需要的电源模块的数量的电源模块处于开启状态。当检测到有业务到来时，通过将PSON#【1:N】信号置为低电平将所有的电源模块都开启。因为在有业务到来时，将原来关闭的电源模块打开为通信设备供电，不会对通信设备处理业务造成影响。

需要说明的是，本发明实施例一的供电方法当有业务到来时，由管理模块BMC将全部PSON#【1:N】信号置为低电平将所有的电源模块都开启。本发明实施例二的供电方法当有业务到来时，由PLD将全部PSON#【1:N】信号置为低电平。

当通信设备因为电源模块的供电能力不足而发生电压跌落和掉电时，在通信设备掉电过程中，电路板的复位电路(主电压供电的电路)会产生RST#信号，另外正常运行时发生的复位(例如看门狗复位、人为按下复位按钮)也会让RST#信号有效，因此当检测到RST#信号有效时就将所有电源模块都开启，使得通信设备能够重新上电。为使重新上电的通信设备能够快速恢复到掉电之前的状态，本发明实施例的供电方法的通信设备采用特殊的方式来启动程序。

图5为本发明实施例的供电方法的通信设备启动流程图，如图5所示，为了让重新上电的通信设备能够快速恢复到掉电之前的状态，将内存信息保存到非易失存储器中，同时设置第一标识，并将第一标识保存在非易失存储器中，第一标识为0则表示上次为正常复位或正常下电，软件将其清零；第一标识为1则表示上次为电源模块故障造成的掉电，来不及清零。同时设置第二标识，第二标识为0则表示内存信息已经备份，第二标识为1则表示内存信息尚未备份。为了让通信设备能够快速恢复到掉电之前的状态，通信设备在重新上电时的具体启动程序如下：

通信设备在启动501时首先读取第一标识502，并判断第一标识503，如果第一标识为0则说明上次为正常复位或正常下电，则按照正常流程启动504，从硬盘或flash中加载操作系统和应用程序，同时设置第一标识为1(步骤505)，当通信设备为正常下电或复位时将第一标识清零；然后读取第二标识506，并判断第二标识507，如果第二标识为0则说明内存信息已经备份，则直接执行应用程序510；如果第二标识为1则说明内存信息尚未备份，则在执行应用程序前先备份内存信息508，并设置第二标识为0(步骤509)，然后执行应用程序510。

通信设备在启动501时首先读取第一标识502，并判断第一标识503，如果第一标识为1则上次为电源模块故障造成的掉电，然后读取第二标识511，并判断第二标识512，如果第二标识为0说明内存信息已经备份，则恢复内存信息到内存513，然后直接跳转到程序入口执行应用程序514；如果第二标识为1则说明内存信息还没有备份，则按照正常流程启动515，从硬盘或flash中加载操作系统和应用程序，在执行应用程序前先备份内存信息516，并设置第二标识为0(步骤517)，然后执行应用程序518。

需要说明的是，如果在业务空闲时通信设备因为电源模块的供电能力不足而发生电压跌落和掉电，RST#信号会生效，本发明实施例一的供电方法是通过管理模块BMC将所有的PSON#【1:N】输出低电平将所有的电源模块打开。而本发明实施例二的供电方法当业务空闲时通信设备因为电源模块的供电能力不足而发生电压跌落和掉电，RST#信号会生效，此时会分两种情况，一种情况是RST#信号有效时PLD还能工作，PLD可以控制PSON#【1:N】输出低电平将所有的电源模块打开，这样通信设备就可以重新上电；另一种情况是RST#信号有效时PLD已经不能正常工作，此时PLD的I/O管脚将输出高阻态，通过下拉电阻使PSON#【1:N】成为低电平，从而让通信设备重新上电。

本发明实施例的供电方法在通信设备异常掉电后重新上电启动的过程中(即第一标识为1)，绝大多数情况下内存信息已经备份(即第二标识为0)，除非通信设备是在首次启动还未将内存信息备份就异常下电的情况此时第二标识才会为1。当通信设备已经将内存信息备份的情况下则直接将备份的信息恢复到内存，然后跳转到程序入口执行，由于在内存中执行程序比从非易失存储器中逐条读取执行更快，而且省去了很多程序初始化的操作，因此显著节省了恢复的时间。当通信设备异常掉电后，采用此种启动程序可以让重启的通信设备能够快速恢复到掉电之前的状态，大大降低通信设备异常掉电对可靠性带来的不利影响。

以上实施例是对于本发明供电方法的，同样，可以利用供电装置来实现。图6为本发明实施例供电装置的示意图，如图6所示，本发明实施例供电装置具体包括：获取单元61、计算单元62和关闭单元63。

获取单元61用于当业务空闲时，获取被供电设备的当前实际工作功率；计算单元62用于根据实际工作功率以及电源模块供电的额定输出功率，计算当前实际工作功率下所需电源模块的数量；关闭单元63用于保留所需电源模块的数量的电源模块供电，将其他电源模块关闭停止供电。

本发明实施例的供电装置的关闭单元63将其他电源模块关闭停止供电后，还包括打开单元64用于当有业务到来时，将所有关闭的电源模块打开，供给电源；或用于当前供电电源模块发生故障时，将所有关闭的电源模块打开，供给电源；或用于当收到复位信号时，将所有关闭的电源模块打开，供给电源。

需要说明的是，如果打开单元64为BMC执行软件时，通过BMC输出低电平的控制信号将其他电源模块打开供给电源；如果打开单元64为PLD执行硬件时，通过下拉电阻产生低电平的控制信号或通过PLD输出的低电平信号，将所有关闭的电源模块打开，供给电源。

图7为本发明实施例的供电装置的打开单元结构示意图，本发明实施例的打开单元包括：判断单元71、加载运行单元72和恢复运行单元73。

判断单元71用于判断被供电设备是否为正常上电；加载运行单元72用于如果被供电设备是正常上电，则将操作系统和应用程序加载在被供电设备的内存中并运行；恢复运行单元73用于如果被供电设备是非正常上电，则将备份的内存信息恢复到所述被供电设备的内存中后运行。

具体的，如果被供电设备是正常上电，判断单元71用于判断被供电设备的内存信息是否备份，如果内存信息没有备份则将内存信息备份。如果被供电设备是非正常上电，恢复运行单元73则将备份的内存信息恢复到被供电设备的内存中后运行具体包括：如果被供电设备是非正常上电，则判断被供电设备的内存信息是否备份；如果内存信息已备份，则将备份的内存信息恢复到被供电设备的内存中后运行；如果内存信息没有备份，则将操作系统和应用程序加载在被供电设备的内存中并运行，并备份内存信息。

本发明实施例的供电装置，当通信设备业务空闲时，通过获取单元获取被供电设备的当前实际工作功率及电源模块供电的额定输出功率；计算单元计算出当前实际工作功率下所需电源模块的数量；关闭单元保留相应数量的电源模块处于供电状态，将其他电源模块关闭停止供电。最大限度地提高业务空闲时的电源效率，降低电源损耗，有效降低使用成本。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种供电方法，其特征在于，所述方法包括：

当业务空闲时，获取被供电设备的当前实际工作功率；

根据所述实际工作功率以及电源模块供电的额定输出功率，计算当前实际工作功率下所需电源模块的数量；

保留所述所需电源模块的数量的电源模块供电，将其他电源模块关闭停止供电。

2.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述当业务空闲具体为，当业务空闲并且达到预设时间。

3.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述将其他电源模块关闭停止供电具体为，利用高电平的控制信号将其他电源模块关闭停止供电。

4.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述将其他电源模块关闭停止供电具体为，通过读写接口输出高电平的控制信号将其他电源模块关闭停止供电。

5.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述将其他电源模块关闭停止供电后还包括：

当有业务到来时，将所有关闭的电源模块打开，供给电源。

6.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述将其他电源模块关闭停止供电后还包括：

当前供电电源模块发生故障时，将所有关闭的电源模块打开，供给电源。

7.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述将其他电源模块关闭停止供电后还包括：

当收到复位信号时，将所有关闭的电源模块打开，供给电源。

8.根据权利要求5、6或7所述的供电方法，其特征在于，所述将所有关闭的电源模块打开，供给电源具体包括，输出低电平的控制信号，将所有关闭的电源模块打开，供给电源。

9.根据权利要求5、6或7所述的供电方法，其特征在于，所述将所有关闭的电源模块打开，供给电源具体包括，通过下拉电阻产生低电平的控制信号，将所有关闭的电源模块打开，供给电源。

10.根据权利要求5、6或7所述的供电方法，其特征在于，所述将所有关闭的电源模块打开，供给电源后还包括：

判断所述被供电设备是否为正常上电；

如果所述被供电设备是正常上电，则将操作系统和应用程序加载在所述被供电设备的内存中并运行；

如果所述被供电设备是非正常上电，则将备份的内存信息恢复到所述被供电设备的内存中后运行。

11.根据权利要求10所述的供电方法，其特征在于，所述如果所述被供电设备是正常上电后还包括：判断所述被供电设备的内存信息是否备份，如果所述内存信息没有备份则将所述内存信息备份。

12.根据权利要求10所述的供电方法，其特征在于，所述如果所述被供电设备是非正常上电，则将备份的内存信息恢复到所述被供电设备的内存中后运行具体包括：

所述如果所述被供电设备是非正常上电，则判断所述被供电设备的内存信息是否备份；

如果所述内存信息已备份，则将备份的内存信息恢复到所述被供电设备的内存中后运行；

如果所述内存信息没有备份，则将操作系统和应用程序加载在所述被供电设备的内存中运行，并备份内存信息。

13.一种供电装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于当业务空闲时，获取被供电设备的当前实际工作功率；

计算单元，用于根据所述实际工作功率以及电源模块供电的额定输出功率，计算当前实际工作功率下所需电源模块的数量；

关闭单元，用于保留所述所需电源模块的数量的电源模块供电，将其他电源模块关闭停止供电。

14.根据权利要求13所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括：

打开单元，用于当有业务到来时，将所有关闭的电源模块打开，供给电源。

15.根据权利要求13所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括：

打开单元，用于当前供电电源模块发生故障时，将所有关闭的电源模块打开，供给电源。

16.根据权利要求13所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括：

打开单元，用于当收到复位信号时，将所有关闭的电源模块打开，供给电源。

17.根据权利要求14、15或16所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括：

判断单元，用于判断所述被供电设备是否为正常上电；

加载运行单元，用于如果所述被供电设备是正常上电，则将操作系统和应用程序加载在所述被供电设备的内存中并运行；

恢复运行单元，用于如果所述被供电设备是非正常上电，则将备份的内存信息恢复到所述被供电设备的内存中后运行。

Images