电源管理系统、供电系统和供电控制方法与流程

本发明涉及供电技术领域，具体而言，涉及一种电源管理系统、供电系统和供电控制方法。

背景技术：

在供电系统技术领域，一般都采用电源模块的冗余设计来保证供电系统持续稳定的为负载系统供电，即多电源供电。当供电系统中的某个电源模块发生异常时，其他正常的电源模块也能正常为负载系统供电。

现有技术中，大多数的供电系统一般都是通过单片机的引脚去采集电源模块的输出电压或输出电流，然后通过adc(analogtodigitalconverter，模数转换器)将采集到的模拟信号转换成数字信号，以此来作为供电系统实际供电的状态。当采集到供电系统中某个电源模块的电压值或电流值超过负载系统正常工作所需的最大值的时候，需将对应的电源模块进行下电，这种情况一般是通过单片机的gpio(generalpurposeinputoutput，通用输入/输出)去实现。

但是，判断电源模块是否发生异常仅仅通过单片机的gpio采集各个电源模块的输出电流和输出电压，然后将输出电流与阈值电流比较及将输出电压与阈值电压比较，就确定电源模块是否发生异常往往会产生误判或者错判的情况，不能保证供电系统为负载系统正常供电。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种电源管理系统、供电系统和供电控制方法，可以避免对电源模块检测时产生的错判或者误判的情况，使电源管理系统保持稳定，保证电源管理系统能为负载系统正常供电。

第一方面，本发明实施例提供了一种电源管理系统，其中，包括：电源管理模块及与所述电源管理模块连接的电源模块；

所述电源模块包括多个并联连接的电源；

所述电源管理模块与每个所述电源并联连接；

所述电源管理模块用于定时检测每个所述电源的运行参数；

所述电源管理模块还用于获取所述电源的参与检测的运行参数连续出现异常的次数，判断所述电源的参与检测的运行参数连续出现异常的次数是否超过预设值，根据判定结果确定所述电源是否正常；所述运行参数至少包括：寄存器运行状态、电压值、电流值及温度值。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述电源管理模块还用于：

如果所述电源模块存在异常电源，所述电源管理模块还用于断开所述异常电源。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述电源管理模块还用于：当监测到新加入的电源时，为所述新加入的电源分配软件地址。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述电源管理系统还包括：can闭环总线；

每一个所述电源的第一端通过所述can闭环总线与所述电源管理模块的第一端连接；

每一个所述电源的第二端通过导线与所述电源管理模块的第二端连接。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述can闭环总线包括can总线、保护电阻、can控制器和can收发器；

所述can控制器与can收发器通过can_tx信号线和can_rx信号线连接；

所述can收发器与所述can总线通过can_h信号线和can_l信号线连接；

所述保护电阻连接在所述can总线上。

第二方面，本发明实施例还提供了一种供电系统，其中，包括第一方面中任意一项所述的电源管理系统、电源输入模块和电源总控系统；

所述电源输入模块、所述电源管理系统及所述电源总控系统依照电流流向依次连接；

所述电源管理系统用于接收所述电源输入模块输入的交流电压，将所述交流电压转化为直流电压，并将所述直流电压传送给所述电源总控系统；

所述电源总控系统用于接收所述电源管理系统输入的直流电压，将接收的所述直流电压转换成目标直流电压，并将所述目标直流电压发送给负载系统。

第三方面，本发明实施例还提供了一种供电控制方法，其中，应用于第一方面中任意一项所述的供电系统中的电源管理系统，所述方法包括：

初始化电源管理模块的参数数据；

设置电源模块每个电源的参数数据；

获取预先为每个所述电源分配的地址；

判断每个所述地址对应的所述电源是否存在异常电源；

如果是，断开所述异常电源，以阻止所述异常电源为负载系统供电。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，判断每个所述地址对应的所述电源是否存在异常电源的方法，包括：

定时检测每个所述地址对应所述电源的参数数据；如果所述电源的参数数据中连续出现异常的次数超过预设值，则判定所述地址对应的所述电源为异常电源。

结合第三方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第三方面的第二种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：当检测到新加入的电源时，为所述新加入的电源分配地址。

结合第三方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第三方面的第三种可能的实施方式，其中，当检测到新加入的电源时，为所述新加入的电源分配地址方法，包括：

检测所述新加入的电源携带的中断信号，根据所述中断信号为所述新加入的电源分配地址。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的电源管理系统、供电系统和供电控制方法，电源管理系统包括电源管理模块及与电源管理模块连接的电源模块，电源模块包括多个并联连接的电源，其中，电源管理模块与每个电源并联连接，电源管理模块可以定时检测每个电源的一个或多个运行参数，还可以获取电源的参与检测的运行参数连续出现异常的时间，判断电源的参与检测的运行参数中连续出现异常的次数是否超过预设值，如果超过预设值，则判断该电源发生异常，避免了对电源模块检测时产生的错判或者误判的情况，使电源管理系统保持稳定，保证电源管理系统为负载系统正常供电。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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1～2为本发明一实施例所提供的电源管理系统的电路连接图；

图3为本发明一实施例所提供的can闭环总线的电路连接图；

图4为本发明另一实施例所提供的供电系统的结构框图；

图5为本发明又一实施例所提供的供电控制方法的流程图。

图标：1-电源管理系统；2-电源输入模块；3-电源总控系统；11-电源管理模块；12-电源模块；13-can闭环总线。

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，下面将结合附图对本发明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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

对于一些大功率、多板卡的机架式设备的供电系统非常重要，供电系统的内部需要稳定才能长时间持续稳定地为机架式设备供电。目前，供电系统中的电源模块一般采用冗余设计来保证系统的稳定性，即采用多电源供电。当供电系统中的某个电源模块发生异常时，其他模块也能保证整个系统的正常运行。在这种多电源的供电系统中，对各个电源模块的管理关系着机架式设备的整机是否能正常工作。

目前，大多数的供电系统一般都是通过单片机的引脚去采集电源模块的输出电压或输出电流，然后通过adc(analogtodigitalconverter，模数转换器)将采集到的模拟信号转换成数字信号，以此来作为供电系统实际供电的状态。当采集到供电系统中某个电源模块的电压值或电流值超过负载系统正常工作所需的最大值的时候，需将对应的电源模块进行下电，这种情况一般是通过单片机的gpio(generalpurposeinputoutput，通用输入/输出)去实现。

由于是通过单片机的gpio引脚去采集电源模块的输出电压或者电流，然后通过adc转换成数字信号。转换结果的精确度由使用的adc的转换精度决定。加之，机架式设备的机箱内众多板卡以及元件的相互干扰，精确度也就更低了。很有可能由于机箱内部在某个时间存在较大的电磁干扰，单片机没有能够检测到电源模块的过压或过流等，最终导致整机工作不正常，甚至是器件因过压、过流而被损坏。

因此，判断电源模块是否发生异常仅仅通过单片机的gpio采集各个电源模块的输出电流和输出电压，然后将输出电流与阈值电流比较及将输出电压与阈值电压比较，就确定电源模块是否发生异常往往会产生误判或者错判的情况，不能保证供电系统为负载系统正常供电。

针对现有的对电源模块是否发生异常往往会产生误判或者错判的情况，不能保证供电系统为负载系统正常供电的问题，本发明实施例提供了一种电源管理系统、供电系统和供电控制方法，以下首先对本发明的电源管理系统进行详细介绍。

实施例一

本实施例提供了一种电源管理系统，如图1所示，电源管理系统1包括：电源管理模块11及与电源管理模块11连接的电源模块12。

与现有技术中电源模块12冗余设计相类似的，本发明中的电源模块12包括多个并联连接的电源a、电源b…电源n，且电源管理模块11与每个电源并联连接。

在电源管理系统1长时间为负载系统供电过程中，会受到外界环境或者电源模块12自身的因素的影响，电源模块12内部的某个电源可能会出现异常，本实施例中的电源管理模块11可以定时检测每个电源的一个或者多个运行参数，例如：检测寄存器运行状态、电压值、电流值、温度值等，然后根据检测的结果判断电源模块12中的每个电源是否正常。

在很多情况下，电源模块12中的某个电源在供电过程中可能出现瞬间电压值或者电流值过高的情况，仅仅利用单片机的gpio采集各个电源模块的电流值和电压值，然后将电流值与阈值电流比较及将电压值与阈值电压比较，就确定电源模块12是否发生异常往往会产生误判或者错判的情况，为了提高检测的准确性，电源管理模块11还用于获取电源的参与检测的运行参数连续出现异常的次数，判断电源的参与检测的运行参数连续出现异常的次数是否超过预设值，根据判定结果确定电源是否正常。示例性地，电源管理模块11检测到电源a的寄存器的运行参数出现了异常，电源管理模块11需要获取电源a的寄存器的运行参数中连续出现异常的次数是否超过预设值，如果超过了，则判定电源a出现异常，如果没有超过，判定电源a未出现异常，电源a可以继续使用。

由于本发明中的电源模块12采用多电源并联供电，当电源模块12中的某一个电源发生异常，电源管理模块11可以断开异常电源，以使异常电源下电，不必将整个电源模块12都下电，使电源模块12不会因为一个异常电源影响电源管理系统1为负载系统供电。

可以理解的是，电源管理模块11可以以类似于广播的形式向每个电源广播消息，每个电源分别使用一个频道号收听广播，即可接收到电源管理模块11为每个电源分配地址。在电源管理模块11中设置有定时热插拔检测程序，电源管理系统1为负载系统供电的过程中，电源管理模块11可以定时对电源模块12进行一次热插拔检测，当检测到有电源新加入时，新加入的电源会向电源管理模块11发送中断信号，电源管理模块11接收到中断信号之后，主动为新加入的电源分配软件地址。

一般情况下，电源管理模块11直接采集各个电源的运行参数时，可能会受到负载系统的机箱内部产生的电磁干扰或共摸干扰的影响，当干扰情况严重时，会出现时序上的误差，甚至是逻辑的误判，为了有效的避免机箱内部产生的电磁干扰和共摸干扰，电源管理系统1还包括：can闭环总线13。

如图2所示，每一个电源的第一端通过can闭环总线13与电源管理模块11的第一端连接，每一个电源的第二端通过导线与电源管理模块11的第二端连接。

在具体实施时，can总线上可以挂在多个通信节点，多个节点之间的信号经过总线传输，实现节点间的通信。由于can总线不对地址进行编码，仅对数据内容进行编码，理论上can总线中的节点数不受限制，只要can总线负载均衡就行，同时可以通过中继来增强负载。

结合图3，can闭环总线13包括can总线、保护电阻、can控制器和can收发器，可以理解的是，can闭环总线13可以包括多个can控制器和多个can收发器，本发明实施例以两个can控制器和两个can收发器为例，每一个can控制器与can收发器通过can_tx信号线和can_rx信号线连接，其中，can_tx信号线和can_rx信号线类似于ttl电平；每一个can收发器与can总线通过can_h信号线和can_l信号线连接，其中，can_h信号线和can_l信号线使用的是差分信号，保护电阻连接在can总线上。

具体地解释can闭环总线13在电源管理系统1中的作用，当电源管理系统1的外接存在噪声干扰时，can总线可以将噪声干扰同时耦合到两组can_h信号线和can_l信号线上，而can_rx信号线只关心can_h信号线和can_l信号线上两个信号的差值，使外界的共模噪声可以被完全抵消。can总线空闲时表现为高电平，can闭环总线使用can_h与can_l的差值作为整个总线逻辑值的判断依据。can_h与can_l之差约为2v时，总线表现为显性电平，即逻辑0；若can_h与can_l之差约为0v，则总线表现为隐性电平，即逻辑1。因而外界的电磁干扰不影响can总线最终的逻辑值。

本发明实施例提供的电源管理系统，电源管理系统包括电源管理模块及与电源管理模块连接的电源模块，电源模块包括多个并联连接的电源，其中，电源管理模块与每个电源并联连接，电源管理模块可以定时检测每个电源的一个或多个运行参数，还可以获取电源的参与检测的运行参数连续出现异常的次数，判断电源的参与检测的运行参数连续出现异常的次数是否超过预设值，如果超过预设值，则判定该电源发生异常，避免了对电源模块检测时产生的错判或者误判的情况，使电源管理系统保持稳定，保证电源管理系统为负载系统正常供电，同时，设置的can闭环总线能有效降低机箱内部产生的电磁干扰或共摸干扰对电源管理系统的影响，进一步提高了电源管理模块判断异常电源的准确性。

实施例二

本发明实施例提供了一种供电系统，如图4所示，供电系统包括：电源管理系统1、电源输入模块2及电源总控系统3。

结合图2，电源输入模块2、电源管理系统1及电源总控系统3依照电流流向依次连接，电源管理系统1用于接收电源输入模块输入的交流电压，将交流电压转化为直流电压，并将直流电压传送给电源总控系统3，电源总控系统3用于接收电源管理系统发送的直流电压，将接收的直流电压转换成目标直流电压，并将目标直流电压发送给负载系统。

具体地，电源输入模块2可以是220v的交流电压或者其他形式的供电电源。在电源管理系统1内部，电源管理模块11可以为电源模块12中的每一个电源平均分配或非平均分配将接收到的交流电压转换为直流电压的任务，并将每一个电源转换的直流电压发送给电源总控系统3。电源总控系统3包括多个并联输入接口和一个输出接口，多个并联输入接口分别接收电源模块12中每一个电源发送的直流电压，然后将接收到的每一个电源发送的直流电压转换成目标直流电压，通过一个输出接口将目标直流电压发送给负载系统，完成供电系统为负载系统的供电。

本发明实施例提供的供电系统，包括：电源管理系统、电源输入模块和电源总控系统，电源输入模块、电源管理系统及电源总控系统依照电流流向依次连接，电源管理系统中的电源管理模块与每个电源并联连接，电源管理模块可以定时检测每个电源的一个或多个运行参数，还可以获取电源的参与检测的运行参数连续出现异常的次数，判断电源参与检测的运行参数连续出现异常的次数是否超过预设值，如果超过预设值，则判定该电源发生异常，避免了对电源模块检测时产生的错判或者误判的情况，使电源管理系统保持稳定，保证电源管理系统为负载系统正常供电，同时，电源管理系统中的can闭环总线能有效降低机箱内部产生的电磁干扰或共摸干扰对电源管理系统的影响，进一步提高了电源管理模块判断异常电源的准确性，从而保证供电系统持续稳定的为负载系统供电。

实施例三

本实施例提供了一种供电控制方法，应用供电系统中的电源管理系统，如图5所示，该方法包括：

步骤s502，初始化电源管理模块的参数数据。

初始化电源管理模块的参数数据，包括：初始化单片机的gpio接口、初始化中断信号、初始化can控制器及初始化can收发器。

步骤s504，设置电源模块每个电源的参数数据。

设置每个电源的参数数据，包括：初始化每个电源的输入电压、初始化每个电源的输出电压、设置每个电源的保护电压及设置每个电源的保护电流。

步骤s506，获取预先为每个电源分配的地址。

电源管理模块可以以类似于广播的形式向每个电源广播消息，每个电源分别使用一个频道号收听广播，即可接收到电源管理模块为每个电源分配地址。

步骤s508，判断每个所述地址对应的所述电源是否存在异常电源；如果是，执行步骤s510；如果否，执行步骤s512。

具体地，可以定时检测每个地址发送的一个或者多个运行参数，如果存在某个地址发送的运行参数发生异常，需要获取地址参与检测的运行参数连续出现异常的时间，并判断参与检测的运行参数连续出现异常的时间是否超过设定时间，如果超过，则该地址对应的电源为异常电源，如果没有超过，则该该地址对应的电源正常电源。

步骤s510，断开异常电源，以阻止异常电源为负载系统供电，并从步骤s502重新执行。

当参与检测的运行参数连续出现异常的时间超过设定时间时，将该地址对应的电源断开，以使异常电源下电，阻止异常电源为负载系统供电，并从步骤s502重新执行。

步骤s512，电源模块正常工作。

进一步地，可以通过检测新加入的电源携带的中断信号检测新加入的电源，来检测是否有新加入的电源，并根据中断信号为新加入的电源分配地址。

本发明实施例提供的供电控制方法，通过初始化电源管理模块的参数数据，设置电源模块每个电源的参数数据，并获取预先为每个电源分配的地址，判断每个地址对应的电源是否存在异常，如果异常，断开发生异常的电源，以阻止异常的电源为负载系统供电，判断电源的参与检测的运行参数连续出现异常的次数是否超过预设值，如果超过，则判定该电源发生异常，避免了对电源模块检测时产生的错判或者误判的情况，使电源管理系统保持稳定，保证电源管理系统为负载系统正常供电，同时，可以为新加入的电源分配地址，提升了供电安全度。

本发明实施例提供的电源管理系统、供电系统和供电控制方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

需要说明的是，在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。