一种服务器供电装置及方法与流程

本发明涉及电子工程技术领域，特别涉及一种服务器供电装置及方法。

背景技术：

服务器作为一种具有高可靠性、高性能的计算机被广泛应用于各个领域，为了保证服务器能够可靠地运行，对服务器供电稳定性的要求也不断提高。

目前为了实现快捷、低成本的部署服务器，一些服务器采用市电直入的方式，即不经过整流逆变等一系列过程的处理，直接通过市电电网对服务器进行供电。

由于电动机、继电器及不间断电源UPS等用电设备用对电网产生高次谐波，高次谐波能使电网中的电压波形及电流波形发生畸变，而输入服务器的电能没有经过整流逆变等一系列过程的处理，因而电网中电压波形及电流波形的畸变，会使谐波电流增大，引起功率因数PF值不稳定。当PF值降低时会瞬时大电流，瞬时大电流会使服务器的配电柜、传输线缆等设备出现超负荷运转，导致服务器的供电稳定性较低。

技术实现要素：

本发明实施例提供了服务器供电装置及方法，能够提高服务器的供电稳定性。

本发明实施例提供了一种服务器供电装置，包括：滤波电容、电压采集单元及处理单元；

所述滤波电容的一端与市电输入端相连，另一端接地，其中所述滤波电容的电容量大于预设的标准电容量；

所述电压采集单元分别与所述市电输入端及所述控制单元相连；

所述电压采集单元，用于采集从所述市电输入端所输入的第一电压；

所述处理单元，用于根据所述电压采集单元采集到的所述第一电压，对由所述市电输入端输入的电流进行处理，形成对应的第一电流，通过所述第一电流向所述服务器供电。

优选地，

所述处理单元包括：相位调整子单元；

所述相位调整子单元，用于根据所述第一电压的波形，对由所述市电输入端输入的电流的波形进行调整，形成对应的所述第一电流，使所述第一电流与所述第一电压的波形相位之差小于预设的标准角度。

优选地，

该装置进一步包括：电流采集单元；

所述电流采集单元，用于采集所述服务器上电流输入端的第二电流；

所述处理单元，进一步用于根据所述电流采集单元采集到的所述第二电流，对所述第一电流进行滤波处理，形成对应的第三电流；并将所述第三电流传输给所述服务器上的电流输入端，以对所述服务器进行供电。

优选地，

该装置进一步包括：不间断电源；

所述不间断电源，用于在所述市电输入端无电压输入时，通过逆变电路将存储的直流电转换为交流电，利用转换而成的交流电为所述服务器供电。

优选地，

所述处理单元包括：电源管理芯片。

本发明实施例还提供了一种服务器供电方法，将滤波电容的一端与市电输入端相连，另一端接地，其中所述滤波电容的电容量大于预设的标准电容量，还包括：

采集从所述市电输入端所输入的第一电压；

根据所述第一电压对由所述市电输入端输入的电流进行处理，形成对应的第一电流；

通过所述第一电流向所述服务器供电。

优选地，

所述根据所述第一电压对由所述市电输入端输入的电流进行处理形成对应的第一电流，包括：

根据所述第一电压的波形，对由所述市电输入端输入的电流的波形进行调整，形成对应的第一电流，使所述第一电流与所述第一电压的波形相位之差小于预设的标准角度。

优选地，

所述通过所述第一电流向所述服务器供电，包括：

采集所述服务器上电流输入端的第二电流；

根据所述第二电流对所述第一电流进行滤波处理，形成对应的第三电流；

将所述第三电流传输给所述服务器上的电流输入端，以对所述服务器进行供电。

优选地，该方法进一步包括：

判断所述市电输入端是否有电压输入；

如果否，通过逆变电路将存储的直流电转换为交流电，通过转换而成的交流电为所述服务器供电。

优选地，

在所述将滤波电容的一端与市电输入端相连，另一端接地之前，进一步包括：

根据市电的频率、输入电压及预测的功率因数PF值，通过如下公式一计算标准电容量；

根据所述标准电容量确定所述滤波电容，其中所述滤波电容的电容量大于所述标准电容量；

所述公式一包括：

其中，所述C为所述标准电容量，所述V为所述市电的输入电压，所述为所述市电的频率，所述p为预测的功率因数PF值。

本发明实施例提供了一种服务器供电装置及方法，滤波电容的一端与市电输入端相连，另一端接地；电压采集单元与市电输入端相连，以采集第一电压；处理单元根据第一电压对市电输入端输入的电流进行处理，形成第一电流，以通过第一电流对服务器供电。由于滤波电容的电容量大于预设的标准电容量，在滤波电容的作用下电压采集单元所采集到的电压会滞后于市电输入端输入的实际电压，因而使市电输入端输入的电流滞后于电压采集单元采集到的第一电压，使市电输入阻抗呈感性，从而可以抑制输入电压的高频扰动，将供电线路中的谐波电流维持在一个较低的值，降低瞬时大电流出现的几率，从而可以提高服务器的供电稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的一种服务器供电装置的示意图；

图2是本发明另一个实施例提供的一种服务器供电装置的示意图；

图3是本发明又一个实施例提供的一种服务器供电装置的示意图；

图4是本发明一个实施例提供的一种服务器供电方法的流程图；

图5是本发明另一个实施例提供的一种服务器供电方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种服务器供电装置，包括：滤波电容101、电压采集单元102及处理单元103；

所述滤波电容101的一端与市电输入端相连，另一端接地，其中所述滤波电容101的电容量大于预设的标准电容量；

所述电压采集单元102分别与所述市电输入端及所述控制单元103相连；

所述电压采集单元102，用于采集从所述市电输入端所输入的第一电压；

所述处理单元103，用于根据所述电压采集单元102采集到的所述第一电压，对由所述市电输入端输入的电流进行处理，形成对应的第一电流，通过所述第一电流向所述服务器供电。

本发明实施例提供了一种服务器供电装置，滤波电容的一端与市电输入端相连，另一端接地；电压采集单元与市电输入端相连，以采集第一电压；处理单元根据第一电压对市电输入端输入的电流进行处理，形成第一电流，以通过第一电流对服务器供电。由于滤波电容的电容量大于预设的标准电容量，在滤波电容的作用下电压采集单元所采集到的电压会滞后于市电输入端输入的实际电压，因而使市电输入端输入的电流滞后于电压采集单元采集到的第一电压，使市电输入阻抗呈感性，从而可以抑制输入电压的高频扰动，将供电线路中的谐波电流维持在一个较低的值，降低瞬时大电流出现的几率，从而可以提高服务器的供电稳定性。

在本发明一个实施例中，处理单元103包括相位调整子单元；

相位调整子单元用于根据第一电压的波形，对市电输入端所输入电流的波形进行调整，形成对应的第一电流，使第一电流与第一电压的波形相位之差小于预设的标准角度。

具体地，

根据第一电压的波形对市电输入端所输入电流的波形进行调整，形成与第一电压的波形相位之差小于标准角度的第一电流，比如标准角度为0.1度，通过第一电流对服务器进行供电。

由于第一电压与第一电流的相位之差小于标准角度，保证第一电压与第一电流具有较好的同步性，从而可以提高功率因数PF值，功率因数PF值提高可以降低服务器产生的无功功率，提高对服务器所供电能中有功功率所占的比例，从而提高供给服务器电能的利用效率，降低对服务器进行供电的成本。

在本发明一个实施例中，如图2所示，该装置进一步包括电流采集单元204；

电流采集单元204，用于采集服务器上电流输入端的第二电流；

处理单元103，进一步用于根据电流采集单元204采集到的第二电流，对第一电流进行滤波处理，形成对应的第三电流；并将形成的第三电流传输给服务器上的电流输入端，以通过第三电流对服务器进行供电。

具体地，

通过电流采集单元采集服务器上电流输入端的第二电流，根据该第二电流对第一电流进行滤波处理，形成对应的第三电流，可以保证第三电流更加平稳。以服务器上电流输入端的电流作为反馈信号，根据该信号对第一电流进行滤波处理，可以使输入服务器的电流更加平稳，进一步提高对服务器进行供电的稳定性。

在本发明一个实施例中，如图3所示，该装置还可以包括：不间断电源305；

不间断电源305，用于在市电输入端无电压输入时，通过逆变电流将存储的直流电转换为交流电，利用转换而成的交流电对服务器进行供电。

具体地，

由于不间断电源内设置有直流电池组，在市电输入端有电压输入时，可以滴直流电池组进行充电；当市电输入端无电压输入时，不间断电源可以将直流电池组内存储的直流电转换为交流电，通过转换而成的交流电对服务器继续供电，保证服务器运行的连续性，从而可以提高服务器供电的可靠性。

在本发明一个实施例中，处理单元可以通过电源管理芯片实现，比如可以通过PI芯片实现。由于电源管理芯片的体积小、技术成熟，通过电源管理芯片来实现处理单元的功能，可以保证该服务器供电装置工作的稳定性及具有较低的成本。

如图4所示，本发明一个是实施例提供了一种服务器供电方法，该方法包括以下步骤：

步骤401：将滤波电容的一端与市电输入端相连，另一端接地，其中所述滤波电容的电容量大于预设的标准电容量；

步骤402：采集从所述市电输入端所输入的第一电压；

步骤403：根据所述第一电压对由所述市电输入端输入的电流进行处理，形成对应的第一电流；

步骤404：通过所述第一电流向所述服务器供电。

本发明实施例提供了一种服务器供电的方法，将一个滤波电容的一端与市电输入端相连，另一端接地；由于滤波电容的电容量大于预设的标准电容值，在滤波电容的作用下所采集到的第一电压会滞后于市电输入端输入的实际电压，从而市电输入端输入的电流也滞后于第一电压，使市电输入阻抗呈感性，从而可以抑制输入电压的高频扰动，将供电线路中的谐波电流维持在一个较低的值，降低瞬时大电流出现的几率，从而可以提高服务器的供电稳定性。

在本发明一个实施例中，步骤403中根据第一电压对市电输入端输入的电流进行处理的过程，可以包括：根据第一电压的波形，对市电输入端输入的电流的波形进行调整，形成对应的第一电流，使第一电流与第一电压的波形相位之差小于预设的标准角度。

具体地，通过对市电输入端收入的电流进行调整，使形成的第一电流的相位与第一电压的相位相近，第一电流与第一电压具有较好的同步性，可以提高功率因素PF值，功率因数PF值提高可以降低服务器产生的无功功率，提高对服务器所供电能中有功功率所占的比例，从而提高供给服务器电能的利用效率，降低对服务器进行供电的成本。

在本发明一个实施例中，在获取到第一电流后，还可以采集服务器上电流输入端的第二电流，根据第二电流对第一电流进行滤波处理，形成对应的第三电流，将第三电流传输给服务器上的电流输入端，以对服务器进行供电。

具体地，根据服务器电流输入端上的第二电流对第一电流进行滤波处理，可以使输入服务器的电流更加平稳，进一步提高对服务器进行供电的稳定性。

在本发明一个实施例中，在服务器运行的过程中可以判断市电输入端是否具有电压输入，如果没有，则通过逆变电流将存储的直流电转换为交流电，通过转换而成的交流电对服务器进行供电。通过这种供电模式，在市电供电系统出现问题无法正常为服务器进行正常供电时，可以通过不间断电源继续对服务器进行供电，使服务器能够继续运行，提高对服务器进行供电的可靠性。

在本发明一个实施例中，在将滤波电容与市电输入端相连之前，需要选择具有合适电容量的电容。首先，根据市电的频率、输入电压及预测的功率因数PF值，通过如下公式一计算标准电容量；然后根据计算出的标准电容量确定滤波电容，其中确定出的滤波电容的电容量大雨计算出的标准电容量；

公式一包括：

其中，C为标准电容量，V为市电的输入电压，为市电的频率，p为预测的功率因数PF值。

具体地，由于功率因数PF值与电容的电容量及市电的输入电压成反比，通过上述公式一可以计算出能够使输入电压采集滞后于实际输入电压的标准电容量。选择电容量大于标准电容量的电容作为滤波电容，可以保证采集到的第一电压滞后于市电输入端的实际输入电压。保证该服务器供电方法的可行性。

下面结合图2及图4所示的服务器供电装置，对本发明实施例提供的服务器供电方法作进一步详细说明，如图5所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤501：根据市电参数，确定标准电容量。

在本发明一个实施例中，根据服务器的目标功率因数PF值以及市电的输入电压、频率，通过如下公式一计算标准电容量；

所述公式一包括：

其中，所述C为所述标准电容量，所述V为所述市电的输入电压，所述为所述市电的频率，所述p为服务器的目标功率因数PF值。

例如，市电的输入电压为308V，市电的频率为50Hz，服务器的目标功率因数PF值为0.9，通过上述公式1计算出标准电容量为25nF。

步骤502：根据标准电容量选择滤波电容。

在本发明一个实施例中，根据步骤501中计算出的标准电容量，选择电容量大于标准电容量的电容作为滤波电容。

例如，选择一个电容量为27nF的电容作为滤波电容。

步骤503：将滤波电容的一端与市电输入端相连，另一端接地。

在本发明一个实施例中，在选定滤波电容后，如图2所示，将滤波电容的一端与市电输入端相连，另一端接地。

步骤504：检测从市电输入端输入的第一电压。

在本发明一个实施例中，如图2所示，通过电压采集单元采集由市电输入端输入的第一电压，由于滤波电容的作用，所采集到的第一电压滞后于市电输入端实际输入的电压。

步骤505：根据第一电压，对市电输入端输入的电流进行处理，形成第一电流。

在本发明一个实施例中，在采集到第一电压后，根据第一电压的波形对市电输入端输入的电流的波形进行调整，形成对应的第一电流，使形成的第一电流与第一电压的波形相位之差小于预设的标准角度。

例如，根据第一电压的实时波形，实时对市电输入端所输入电流的波形进行调整，比如某一时刻将市电输入端所输入电流延后2.5度，形成对应的第一电流，以使第一电流的波形相位与第一电压的波形相位相同。

步骤506：采集服务器上电流输入端的第二电流。

在本发明一个实施例中，在服务器的电流输入端检测输入服务器的第二电流。

步骤507：根据第二电流对第一电流进行滤波处理，形成对应的第三电流。

在本发明一个实施例中，根据第二电流对第一电流进行滤波处理，形成更加平稳的第三电流。

步骤508：通过第三电流对服务器进行供电。

在本发明一个实施例中，将第三电流输送给服务器的电流输入端，通过第三电流对服务器进行供电。

本发明实施例提供的服务器供电装置及方法，至少具有如下有益效果：

1、在本发明实施例提供的服务器供电装置及方法中，滤波电容的一端与市电输入端相连，另一端接地；电压采集单元与市电输入端相连，以采集第一电压；处理单元根据第一电压对市电输入端输入的电流进行处理，形成第一电流，以通过第一电流对服务器供电。由于滤波电容的电容量大于预设的标准电容量，在滤波电容的作用下电压采集单元所采集到的电压会滞后于市电输入端输入的实际电压，因而使市电输入端输入的电流滞后于电压采集单元采集到的第一电压，使市电输入阻抗呈感性，从而可以抑制输入电压的高频扰动，将供电线路中的谐波电流维持在一个较低的值，降低瞬时大电流出现的几率，从而可以提高服务器的供电稳定性。

2、在本发明实施例提供的服务器供电装置及方法中，根据第一电压的波形对市电输入端所输入电流的波形进行调整，形成与第一电压的波形相位之差小于标准角度的第一电流，通过第一电流对服务器进行供电。由于第一电压与第一电流的相位之差小于标准角度，保证第一电压与第一电流具有较好的同步性，从而可以提高功率因数PF值，功率因数PF值提高可以降低服务器产生的无功功率，提高对服务器所供电能中有功功率所占的比例，从而提高供给服务器电能的利用效率，降低对服务器进行供电的成本。

3、在本发明实施例提供的服务器供电装置及方法中，通过电流采集单元采集服务器上电流输入端的第二电流，根据该第二电流对第一电流进行滤波处理，形成对应的第三电流，可以保证第三电流更加平稳。以服务器上电流输入端的电流作为反馈信号，根据该信号对第一电流进行滤波处理，可以使输入服务器的电流更加平稳，进一步提高对服务器进行供电的稳定性。

4、在本发明实施例提供的服务器供电装置及方法中，由于不间断电源内设置有直流电池组，在市电输入端有电压输入时，可以滴直流电池组进行充电；当市电输入端无电压输入时，不间断电源可以将直流电池组内存储的直流电转换为交流电，通过转换而成的交流电对服务器继续供电，保证服务器运行的连续性，从而可以提高服务器供电的可靠性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非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，均包含在本发明的保护范围内。