专利名称：伺服器机柜系统及其控制方法
技术领域：
本 发明涉及一种伺服器机柜系统及其控制方法，特别是涉及一种使用通讯接口来控制电池备援单元进行有效性测试的伺服器机柜系统及其控制方法。
背景技术：
电池备援单元(battery backup unit)被用来取代不断电系统(uninterruptiblepower supply, UPS)。电池备援单元能在主电源异常(如停电、欠压、干扰或浪涌)的情况下，供电给伺服器机柜系统使其维持运作，而启动如发电机之类的供电设备以获取备份电源。一般来说，电池备援单元被用于维持伺服器机柜系统或交换机等关键性商用设备或精密仪器的不间断运行，以防止信息流失，从而避免企业重大亏损或其他不可预期的后果。电池备援单元的有效性关系到系统的稳定度。若电池备援单元因老化或其他因素而失效，将无法在主电源异常时维持伺服器机柜系统的运作，而有信息流失的风险。因此，为了确保电池备援单元的有效性，一般可定期性地对电池备援单元进行有效性测试如放电测试，来得知电池是否具有备足够的电力。然而，若电池备援单元在进行放电测试时，伺服器机柜系统的主电源出现异常情况，如停电。此时，电池备援单元的电力可能已经快被放完，而无法使伺服器机柜系统维持运作。此时，伺服器机柜系统的稳定度会出现问题，而可能会有信息流失。因此，如何降低伺服器机柜系统的信息流失的风险，仍为业界所致力的方向之一。
发明内容
本发明有关于一种伺服器机柜系统及其控制方法，能降低伺服器机柜系统在电池备援单元进行有效性测试时的信息流失的风险。根据本发明的另一方面，提出一种控制方法，适用于伺服器机柜系统。控制方法包括多个步骤。伺服器机柜系统建立通讯连接，以连接至电池备援单元。电池备援单元连接至伺服器机柜系统的受电端口。电池备援单元包含多个相互并联的电池模块。伺服器机柜系统控制电池备援单元，以于第一时段进行第一电池模块的有效性测试。伺服器机柜系统控制电池备援单元，以于一第二时段进行其中的第二电池模块的有效性测试。第一时段及第二时段互不重迭。根据本发明的一方面，提出一种伺服器机柜系统，伺服器机柜系统，包括受电端口、通讯接口、及控制单元。受电端口连接至电池备援单元。电池备援单元包括多个电池模块。些电池模块相互并联连接。通讯接口用以建立一通讯连接，以连接至电池备援单元。控制单元连接至通讯接口。控制单元用以控制电池备援单元以于第一时段进行第一电池模块的有效性测试。控制单元另用以控制电池备援单元以于第二时段进行第二电池模块的有效性测试。第一时段及第二时段互不重迭。为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并结合附图详细说明如下。
图I绘示依照本发明实施例的控制方法的流程图。图2绘示依据本发明实施例的伺服器机柜系统及其适用的电池备援单元的一例的方块图。图3A及图3B绘示图2的伺服器机柜系统与电池备援单元的通讯过程的一例的时
序图。·图4绘示依据本发明实施例的伺服器机柜系统及其适用的电池备援单元的另一例的方块图。附图符号说明200、400 :伺服器机柜系统210、410:受电端口220、420、520 :通讯接口230、430、530 :控制单元240、440 :通讯总线300、500 电池备援单元310-1 310-n、510-l 410_n 电池模块311-1 311-n、511-l 511_n :供电端口312-1 312-n、512-l 512_n :直流转直流转换器313-1 313-n、513-l 513_n 电池SllO S130、S310 S326、S410 S422 :流程步骤
具体实施例方式以下揭露伺服器机柜系统及其控制方法的实施例。在一些实施例中，电池备援单元(battery backup unit)包含多个相互并联连接的电池模块,而这些电池模块经由通讯接口受控于伺服器机柜系统，以分时地进行有效性测试如放电测试。换言之，当一部分的电池模块进行有效性测试时，另一部分的电池模块并不进行有效性测试，以备伺服器机柜系统不时之需。如此，可降低伺服器机柜系统的信息流失的风险。请参照图1，其绘示依照本发明实施例的控制方法的流程图。此控制方法适用于伺服器机柜系统。此控制方法包括多个步骤。于步骤Si 10中，伺服器机柜系统建立一通讯连接，以连接至一电池备援单元。电池备援单元连接至伺服器机柜系统的受电端口。电池备援单元包含多个相互并联的电池模块。于步骤S120中，伺服器机柜系统控制电池备援单兀，以于一第一时段进行一第一电池模块的有效性测试。于步骤S130中，伺服器机柜系统控制电池备援单元，以于一第二时段进行一第二电池模块的有效性测试。第一时段及第二时段互不重迭。不重迭的两时段代表电池备援单元的两个电池模块可分时地进行有效性测试，藉以降低伺服器机柜系统的信息流失的风险。请参照图2，其绘示依据本发明实施例的伺服器机柜系统及其适用的电池备援单元的一例的方块图。伺服器机柜系统200例如但不受限地可实现为云端伺服器机柜系统。伺服器机柜系统200例如包括多个伺服器(未绘示)，这些伺服器设置于一机柜上而形成伺服器机柜系统。伺服器机柜系统200至少包括受电端口 210、通讯接口 220、及控制单元230。此例的伺服器机柜系统200绘示为如图2所示的基本模型以方便说明本发明的实施例，而实际的伺服器机柜系统应有更多其他未述及于此的电路。受电端口 210用以连接至电池备援单元300。举例来说，受电端口 210可为直流受电端口，用以接收直流电源。受电端口 210可包含两个或两个以上的输入端，用以接收不同极性或各种电平的直流电源，如接收来自一交流/直流电源供应器的电源、或接收来自电池备援单元300的电源。受电端口 210用来在伺服器机柜系统200的主电源出现异常如停电的情况下，将电池备援单元300的供电馈入至系统200，使系统200获得电力并用于其伺服器本身运作的电能消耗。通讯接口 220用以建立一通讯连接，以连接至电池备援单元300。于一些实施例中，通讯接口 220例如是一无线通讯接口，采用蓝牙(Bluetooth)、高传真无线(WirelessFidelity, Wi-Fi)、或其他无线通讯标准或无线通讯协定。于另一些实施例中，通讯接口 220例如是一有线通讯接口，可经由伺服器机柜系统200的一通讯总线240而连接至电池备援单元300。通讯总线240例如是基于RS232、I2C总线、控制器区域网路(Controller Area·Network, CAN)总线、或其他型式的总线。控制单元230连接至通讯接口 220。控制单元230用以经由通讯接口 220，控制电池备援单元300使其进行有效性测试。于本实施例中，电池备援单元300包含多个相互并联连接的电池模块310-1 310-n，如图2所示。控制单元230用以规划或安排这些电池模块310-1 310-n的有效性测试的执行时间与顺序，藉以降低伺服器机柜系统的信息流失的风险。于一些实施例中，控制单元230可控制电池备援单元300，以使这些电池模块310一个个地、依序地、或不同时地进行有效性测试。举例来说，控制单元230可控制电池备援单元300于一第一时段进行第一电池模块310-1的有效性测试，另控制电池备援单元300以于一第二时段进行一第二电池模块310-2的有效性测试，其中，该第一时段及该第二时段互不重迭。其他电池模块310-3 310-n的有效性测试的时段亦相仿。如此,于任一时段下，伺服器机柜系统200皆能接受来自未在该时段进行有效性测试的电池模块的供电，故能降低伺服器机柜系统的信息流失的风险。于另外实施例中，控制单元230可控制电池备援单元300，以于第一时段进行一部分(如两个或以上)的电池模块的有效性测试时，另于第二时段进行另一部分(如另两个或以上)的电池模块的有效性测试。如此，于任一时段下，伺服器机柜系统200皆能接受来自未在该时段进行有效性测试的电池模块的供电，故能降低伺服器机柜系统的信息流失的风险。对电池备援单元300而言，电池模块310-1 310_n中的每个电池模块包括相仿的元件。以电池模块310-1为例，电池模块310-1包括一供电端口 311-1、一直流转直流转换器312-1、及一电池313-1。供电端口 311-1连接至伺服器机柜系统200的受电端口 210。直流转直流转换器312-1连接于电池313-1及供电端口 311-1之间，用以转换电池的电压为伺服器机柜系统200所能使用的电压。电池313-1例如是二次电池(secondary battery)、或其他型式的电池。于一些实作的例子中，电池313-1例如是锂电池。于另外实作的例子中，电池313-1例如是可重复使用、可充电式、或可替换的电池。
多个电池模块的配置能提高电池备援单元300的供电稳定性。换言之，若一个电池模块失效，电池备援单元300仍有其他电池模块能提供电力至伺服器机柜系统200。如此，能提高伺服器机柜系统200的稳定性，从而降低伺服器机柜系统的信息流失的风险。再者，对电池备援单元300而言，其有效性测试是用来让控制单元230得知电池备援单元300是否因老化或其他因素而失效，从而确保电池备援单元300的有效性。于实作的例子中，电池备援单元300的有效性测试例如是放电测试。在放电测试的过程，电池备援单元300可提高其输出电压，而将能量释放至伺服器机柜系统200。于其他实作的例子中，若电池备援单元300使用锂电池，则其有效性测试也可视为是一种学习曲线(learningcurve)的测试，即纪录时间与电压衰减的变化关系的测试。然本发明亦不限于此，电池备援单元300的有效性测试亦可为其他依据其所具有的电池模块的形式、或依据使用者的需求而进行的测试方式。请参照图3A及图3B，其绘示图2的伺服器机柜系统与电池备援单元的通讯过程的一例的时序图。现结合图2与图3A及图3B进一步说明如下。
如步骤S310所示，伺服器机柜系统200建立一通讯连接而连接至电池备援单元300，以与电池备援单元300进行通讯。对应地，如步骤S410所示，电池备援单元300与伺服器机柜系统200进行通讯。如步骤S312所示，伺服器机柜系统200读取前次数据，以得知电池备援单元300前次的有效性测试的结果与进行时间。对应地，如步骤S412所示，电池备援单元300提供伺服器机柜系统200的所需数据。该数据例如是储存在电池备援单元300的存储器，如非挥发性存储器。伺服器机柜系统200所读取的数据例如是电池模块310-1 310-n在前次的有效性测试的执行时间、测试结果的信息，或是其他如使用年限、制造厂商、制造日期、或电气特性的出厂信息。如步骤S314所示，伺服器机柜系统200规划或安排这些电池模块310_1 310_n的有效性测试的执行时间与顺序。伺服器机柜系统200例如是依据所读取的数据，来规划或安排这些电池模块310-1 310-n的有效性测试的执行时间与顺序。例如，基于系统稳定性考量，这些电池模块310-1 310-n的有效性测试的执行时间例如是互不相同或互不重迭。这些电池模块310-1 310-n的有效性测试的执行顺序例如可依据其等的前次执行时间来决定。例如，前次执行时间愈早者可有愈优先的执行顺序。这些电池模块310-1 310-n的有效性测试的执行顺序例如可依据其等的前次执行结果来决定。例如，忽略前次未通过有效性测试的电池模块，以缩短总测试时间。如步骤S316所示，伺服器机柜系统200传送命令，以通知电池备援单元300进行有效性测试。对应地，如步骤S416所示，电池备援单元300接收命令，而开始进行有效性测试。例如，电池备援单元300可开始提高其输出电压，以释放能量。如步骤S318所示，伺服器机柜系统200接收代表测试结果的一回复数据。对应地，如步骤S418所示，电池备援单元300判断受测的电池模块的状态。若测试结果为通过，则如步骤S422所示，电池备援单元300对受测的电池模块进行充电，并于充电完成传送回复数据而进入步骤S318。若测试结果为未通过，则如步骤S420所示，电池备援单元300控制其所包含的指示器如发光二极管(light emitting diode,LED),以产生指示信号如灯光信号，以表示受测的电池模块失效。于一些实施例中，还可有其他步骤用来产生代表测试结果的回复数据，或储存测试结果于电池备援单元300的存储器中。如步骤S320所示，伺服器机柜系统200依据回复数据判断受测的电池模块的有效性测试的结果。若测试结果为未通过，则进入步骤S322，若测试结果为通过，则进入步骤S324。如步骤S322所示，伺服器机柜系统200产生指示信号如灯光信号、声音信号、或使屏幕显示讯息的信号，以通知或提醒人员进行电池模块的更换。之后，进入步骤S324。如步骤S324所示，伺服器机柜系统200储存有效性测试的结果。测试结果可由通讯接口 220传送至控制单元230，并储存于控制单元230的存储器、或储存在其他绘示于此的存储器。如步骤S326所示，伺服器机柜系统200依据这些电池模块310_1 310_n的有效性测试的结果决定一预设负载值。预设负载值用来决定伺服器机柜系统200于主电源异常 时的效能。预设负载值例如可用来决定伺服器机柜系统于主电源异常时的负载。于一些实施例中，预设负载值可用来决定伺服器机柜系统于主电源异常时仍能维持运作的伺服器的数量。例如，在全载下，伺服器机柜系统200可开启所有伺服器，以操作在最高效能、使用最大的耗电量。在半载下，伺服器机柜系统200则开启一半的伺服器，并安全地关闭一半的伺服器，以降低效能与耗电量。于一些实施例中，预设负载值可用来决定伺服器机柜系统于主电源异常时每台伺服器的处理器频率。例如，在全载下，伺服器机柜系统200使每台伺服器使用最高的处理器频率，以操作在效能、使用最大的耗电量。在半载下，伺服器机柜系统200则使每台伺服器降低处理器频率为原本的一半，以降低效能与耗电量。上述的预设负载值是举例为伺服器的数量与处理器频率，然本发明亦不限于此，预设负载值亦可为其他与伺服器机柜系统于主电源异常时的效能、负载、或耗电量有关的参数值。于一些实施例中，当一个电池模块的有效性测试的结果为未通过时，伺服器机柜系统200可降低预设负载值。预设负载值例如是依据电池模块的数量而被降低。举例来说，假设有十个电池模块，而初始的预设负载值代表满载。当一个电池模块为失效时，预设负载值可降低十分之一，而代表十分之九载。当一半的电池模块为失效时，预设负载值可降低十分之五，而代表半载。如此，当伺服器机柜系统200的主电源异常时，伺服器机柜系统200可避免因操作在过高的效能而使用过高的电力。如此，能提高伺服器机柜系统的稳定性，以进一步降低伺服器机柜系统的信息流失的风险。请参照图4，其绘示依据本发明实施例的伺服器机柜系统及其适用的电池备援单元的另一例的方块图。于此例中，伺服器机柜系统400包括受电端口 410、系统通讯接口 420、及系统控制单元430。伺服器机柜系统400的运作相仿于图2的伺服器机柜系统200，故不重述。电池备援单元500包含多个相互并联连接的电池模块510-1 510_n，且更包含电池通讯接口 520与电池控制单元530。电池控制单元530与伺服器机柜系统400相互通讯，而完成如上所述的控制方法。电池控制单元530可代替系统控制单元430来执行原本属于系统控制单元430的运作。举例来说，电池控制单元530可接收系统控制单元430的通知而经由通讯接口 520下达有效性测试命令，以代替系统控制单元430来控制电池模块510-1 510-n分时地进行有效性测试。另举例来说，如步骤S314所示，有效性测试的执行时间与顺序的安排，可由电池控制单元530代替系统控制单元430来执行。不论是由伺服器机柜系统直接控制电池备援单元来进行有效性测试，或是由伺服器机柜系统告知电池备援单元内部的控制单元使其代为进行有效性测试，只要能使电池备援单元的多个电池模块能分时地进行有效性测试，皆为本发明的可行实施例。本实施例的伺服器机柜系统及其控制方法，电池备援单元包含多个相互并联连接的电池模块，而这些电池模块经由通讯接口受控于伺服器机柜系统，以分时地进行有效性测试如放电测试。如此，可降低伺服器机柜系统的信息流失的风险。于一些实施例中，模块化的电池备援单元架构加上通讯接口，可由伺服器机柜系统通知各个模块进行有效性测试。由系统控制的好处在于能统筹所有的负载条件，避免因电池模块的故障、或有效性测试的进行中，失去供电的功能。配合模块化的电池备援单元，系统能控制让电池模块于不同时段进行有效性测试，以提高系统稳定度。 于另外实施例中，伺服器机柜系统于主电源异常时的耗电量，可依据电池模块的有效性测试的结果而被决定，以使伺服器机柜系统避免因操作在过高的效能而使用过高的电力。如此，能进一步降低伺服器机柜系统的信息流失的风险。综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。
权利要求
1.一种控制方法，适用于一伺服器机柜系统，该方法包括 该伺服器机柜系统建立一通讯连接，以连接至一电池备援单元，该电池备援单元连接至该伺服器机柜系统的受电端口，该电池备援单元包含多个相互并联的电池模块； 该伺服器机柜系统控制该电池备援单元，以于一第一时段进行这些电池模块其中的一第一电池模块的有效性测试；以及 该伺服器机柜系统控制该电池备援单元，以于一第二时段进行这些电池模块其中的一第二电池模块的有效性测试，其中，该第一时段及该第二时段互不重迭。
2.如权利要求1所述的控制方法，还包括 该伺服器机柜系统接收来自该电池备援单元的一回复数据；以及 该伺服器机柜系统依据该回复数据，判断该第一电池模块的有效性测试的结果。
3.如权利要求1所述的控制方法，其中，该第一电池模块或该第二电池模块的有效性测试为放电测试。
4.如权利要求1所述的控制方法，还包括 该伺服器机柜系统依据这些电池模块的有效性测试的结果决定一预设负载值，该预设负载值用来决定该伺服器机柜系统于主电源异常时的效能。
5.如权利要求4所述的控制方法，其中，当这些电池模块其中一个电流模块的有效性测试的结果为未通过时，该伺服器机柜系统降低该预设负载值。
6.如权利要求5所述的控制方法，其中，该伺服器机柜系统依据这些电池模块的数量来降低该预设负载值。
7.如权利要求4所述的控制方法，其中，该预设负载值用来决定该伺服器机柜系统于主电源异常时的负载。
8.—种伺服器机柜系统,包括 一受电端口，用以连接至一电池备援单元，该电池备援单元包括多个电池模块，这些电池模块相互并联连接； 一通讯接口，用以建立一通讯连接，以连接至该电池备援单元；以及一控制单元，连接至该通讯接口，该控制单元用以控制该电池备援单元以于一第一时段进行这些电池模块其中一第一电池模块的有效性测试，该控制单元还用以控制该电池备援单元以于一第二时段进行这些电池模块其中一第二电池模块的有效性测试，其中，该第一时段及该第二时段互不重迭。
9.如权利要求8所述的伺服器机柜系统，其中各个电池模块包括； 一供电端口，连接至该伺服器机柜系统的受电端口 ； 一电池；以及 一直流转直流转换器，连接于该电池及该供电端口之间。
10.如权利要求9所述的伺服器机柜系统，其中，该电池为一二次电池。
11.如权利要求8所述的伺服器机柜系统，还包括； 一通讯总线，用以连接该通讯接口至该电池备援单元。
12.如权利要求8所述的伺服器机柜系统，其中该伺服器机柜系统还用以接收来自该电池备援单元的一回复数据，并依据该回复数据判断该第一电池模块的有效性测试的结果。
13.如权利要求8所述的伺服器机柜系统,其中，该第一电池模块或该第二电池模块的有效性测试为放电测试。
14.如权利要求8所述的伺服器机柜系统，其中，该伺服器机柜系统还用以依据这些电池模块的有效性测试的结果决定一预设负载值，该预设负载值用来决定该伺服器机柜系统于主电源异常时的效能。
15.如权利要求14所述的伺服器机柜系统，其中，当该第一电池模块未通过有效性测试时，该伺服器机柜系统降低该预设负载值。
16.如权利要求15所述的伺服器机柜系统，其中，该伺服器机柜系统依据这些电池模块的数量来降低该预设负载值。
17.如权利要求14所述的伺服器机柜系统，其中，该预设负载值用来决定该伺服器机 柜系统于主电源异常时的负载。
18.如权利要求8所述的伺服器机柜系统，其中该电池备援单元还包括； 另一通讯接口，连接至这些电池模块；以及 另一控制单元，连接至该另一通讯接口，受控于该伺服器机柜系统而控制这些电池模块进行有效性测试。
全文摘要
一种伺服器机柜系统及其控制方法。此控制方法适用于伺服器机柜系统。此控制方法包括多个步骤。伺服器机柜系统建立通讯连接，以连接至电池备援单元。电池备援单元连接至伺服器机柜系统的受电端口。电池备援单元包含多个相互并联的电池模块。伺服器机柜系统控制电池备援单元，以于第一时段进行第一电池模块的有效性测试。伺服器机柜系统控制电池备援单元，以于一第二时段进行其中的第二电池模块的有效性测试。第一时段及第二时段互不重迭。
文档编号G06F1/30GK102902340SQ20111024795
公开日2013年1月30日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年7月28日
发明者赵茂赞, 汪子鸿, 詹景翔 申请人:广达电脑股份有限公司