一种服务器主备电力切换过程中电源输出稳压系统及方法与流程

本发明属于服务器供电技术领域，尤其涉及一种服务器主备电力切换过程中电源输出稳压系统及方法。

背景技术：

随着互联网的迅速普及、发展壮大,云计算技术取得了长足进步，各地云数据中心相继建立，云服务产品已逐步走进人们的日常生活。人们的日常生活更多的依靠网络交流，担当网络中枢的服务器变得的日益重要,随着服务器的大量使用，其功耗越来越高，服务器电源功率越来越大，数据中心的电力成本也随之增加。

目前，数据中心服务器普遍使用服务器电源(powersupplyunit，psu)供电，为提高服务器供电稳定性，服务器psu一般采用n+n冗余配置，其中n个电源为主供电电源、另外n个电源为备供电电源，按电源选配原则n个psu即可满足整机实际供电需求。服务器正常工作模式下，n+n冗余电源配置下的每台电源承担的供电负载相同、处于均流模式。实际使用中，以1+1冗余电源配置服务器为例，数据中心机房电力设备、psu需定期检修维护，在机房供电设备电力切换时，主备电源分别进入active-standby模式，随电力切换主用active电源掉电，备用standby电源接管主用电源工作负载，此时主供电电源输出功耗发生较大负载跳变，主供电电源输出电压随负载跳变跌落超出规格值，系统宕机重启，造成服务器工作中断、甚至数据丢失，严重影响服务器系统安全性、稳定性。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种服务器主备电力切换过程中电源输出稳压系统，旨在解决现有技术中主供电电源输出功耗发生较大负载跳变，主供电电源输出电压随负载跳变跌落超出规格值，系统宕机重启，造成服务器工作中断、甚至数据丢失，严重影响服务器系统安全性、稳定性的问题。

本发明所提供的技术方案是：一种服务器主备电力切换过程中电源输出稳压系统，包括主供电电源、备供电电源以及分别为所述主供电电源、备供电电源提供输电的第一输电线路input1、第二输电线路input2，所述电源输出稳压系统还包括机房供电控制装置、后台管理中心、psu状态在线监控模块以及备用电源；

所述备用电源的两个输出端分别与所述第一输电线路input1、第二输电线路input2并联后为所述主供电电源、备供电电源供电，其中，所述主供电电源的供电线路上分别设有电流传感器和可调电流限流装置；

所述机房供电控制装置接收输入的主供电设备检修指令，并依据所述主供电设备检修指令，控制所述后台管理中心、psu状态在线监控模块以及备用电源分别执行检修准备动作，并在检修准备动作完后，依据所述后台管理中心发送的切断第一输电线路input1供电指令，控制切断所述第一输电线路input1的供电，并控制所述备用电源接管所述主供电电源的供电输入；

所述后台管理中心实时轮询所述电流传感器，并根据采集到的备用电源与主供电电源之间的供电线路上的电流值，向所述可调电流限流装置发送限流指令，控制所述主供电电源的输入功耗线性下降，所述备供电电源的输入功耗线性升高，同时根据所述psu状态在线监控模块对主供电电源和备供电电源输入功耗和输入电流的轮询结果，向所述机房管理控制装置发送关闭备用电源供电的指令，所述机房管理控制装置根据所述关闭备用电源供电的指令关闭所述备用电源，服务器负载由所述备供电电源供电。

作为一种改进的方案，当所述接收到所述主供电设备检修指令，所述机房供电控制装置向所述备用电源发送待机预热指令，完成初始化动作，进入待机模式，同时向所述后台管理中心转发所述主供电设备检修指令。

作为一种改进的方案，所述后台管理中心接收到所述主供电设备检修指令后，向所述psu状态在线监控模块发送主供电电源工作参数轮询指令；

所述psu状态在线监控模块根据所述主供电电源工作参数轮询指令，获取所述若干个所述主供电电源的工作参数，并计算得到主供电电源的最大输入功耗和输入电流，并将获取到的所述主供电电源的最大输入功耗和输入电流反馈给所述后台管理中心，所述工作参数包括输入功耗和输入电流；

所述后台管理中心接收到所述主供电电源的最大输入功耗和输入电流后，执行向所述机房供电控制装置发送切断第一输电线路input1供电指令的步骤。

作为一种改进的方案，所述后台管理中心接收到所述psu状态在线监控模块反馈的所述主供电电源的最大输入功耗和输入电流后，对所述主供电电源的最大输入功耗和输入电流进行校正，获取校正后的主供电电源的最大输入功耗和输入电流。

作为一种改进的方案，在所述备用电源开始工作后，所述后台管理中心实时轮询所述电流传感器，采集所述第一输电线路input1的电流值，并根据采集到的所述第一输电线路input1的电流值生成新的限流指令，同时将生成的新的限流指令反馈给所述可调电流限流装置，所述可调电流限流装置根据新的限流指令执行线性降低输入电流动作。

作为一种改进的方案，在所述备用电源供电限流过程中，所述后台管理中心向所述psu状态在线监控模块发送主供电电源和备供电电源的工作参数轮询指令；

所述psu状态在线监控模块对所述主供电电源和备供电电源的工作参数进行实时采集，并将采集到的主供电电源和备供电电源的工作参数，并对所述主供电电源和备供电电源的工作参数进行解析，判断所述主供电电源和备供电电源的工作状态是否正常，并将解析结果反馈给所述后台管理中心；

所述psu状态在线监控模块对当前所述主供电电源的输入功耗进行判断，判断所述主供电电源的输入功耗是否降低到安全的负载跳变值范围内，是则执行所述根据所述psu状态在线监控模块对主供电电源和备供电电源输入功耗和输入电流的轮询结果，向所述机房管理控制装置发送关闭备用电源供电的指令，所述机房管理控制装置根据所述关闭备用电源供电的指令关闭所述备用电源，服务器负载由所述备供电电源供电的步骤，否则继续判断。

本发明的另一目的在于提供一种基于服务器主备电力切换过程中电源输出稳压系统的服务器主备电力切换过程中电源输出稳压方法，所述方法包括下述步骤：

机房供电控制装置接收输入的主供电设备检修指令，并依据所述主供电设备检修指令，控制所述后台管理中心、psu状态在线监控模块以及备用电源分别执行检修准备动作；

在检修准备动作完后，所述机房供电控制装置依据后台管理中心发送的切断第一输电线路input1供电指令，控制切断所述第一输电线路input1的供电，并控制所述备用电源接管所述主供电电源的供电输入；

所述后台管理中心实时轮询所述电流传感器，并根据采集到的备用电源与主供电电源之间的供电线路上的电流值，向所述可调电流限流装置发送限流指令，控制所述主供电电源的输入功耗线性下降，所述备供电电源的输入功耗线性升高；

根据所述psu状态在线监控模块对主供电电源和备供电电源输入功耗和输入电流的轮询结果，所述后台管理中心向所述机房管理控制装置发送关闭备用电源供电的指令；

所述机房管理控制装置根据所述关闭备用电源供电的指令关闭所述备用电源，服务器负载由所述备供电电源供电。

作为一种改进的方案，所述依据所述主供电设备检修指令，控制所述后台管理中心、psu状态在线监控模块以及备用电源分别执行检修准备动作的步骤具体包括下述步骤：

当所述接收到所述主供电设备检修指令，所述机房供电控制装置向所述备用电源发送待机预热指令，完成初始化动作，进入待机模式，同时向所述后台管理中心转发所述主供电设备检修指令；

所述后台管理中心接收到所述主供电设备检修指令后，向所述psu状态在线监控模块发送主供电电源工作参数轮询指令；

所述psu状态在线监控模块根据所述主供电电源工作参数轮询指令，获取所述若干个所述主供电电源的工作参数，并计算得到主供电电源的最大输入功耗和输入电流，并将获取到的所述主供电电源的最大输入功耗和输入电流反馈给所述后台管理中心，所述工作参数包括输入功耗和输入电流；

所述后台管理中心接收到所述psu状态在线监控模块反馈的所述主供电电源的最大输入功耗和输入电流后，对所述主供电电源的最大输入功耗和输入电流进行校正，获取校正后的主供电电源的最大输入功耗和输入电流

所述后台管理中心接收到校正后的所述主供电电源的最大输入功耗和输入电流后，执行所述向所述机房供电控制装置发送切断第一输电线路input1供电指令。

作为一种改进的方案，所述后台管理中心实时轮询所述电流传感器，并根据采集到的备用电源与主供电电源之间的供电线路上的电流值，向所述可调电流限流装置发送限流指令，控制所述主供电电源的输入功耗线性下降，所述备供电电源的输入功耗线性升高的步骤具体包括下述步骤：

在所述备用电源开始工作后，所述后台管理中心实时轮询所述电流传感器，采集所述第一输电线路input1的电流值；

根据采集到的所述第一输电线路input1的电流值生成新的限流指令，同时将生成的新的限流指令反馈给所述可调电流限流装置；

可调电流限流装置根据新的限流指令执行线性降低输入电流动作。

作为一种改进的方案，所述根据所述psu状态在线监控模块对主供电电源和备供电电源输入功耗和输入电流的轮询结果，所述后台管理中心向所述机房管理控制装置发送关闭备用电源供电的指令的步骤具体包括下述步骤：

在所述备用电源供电限流过程中，所述后台管理中心向所述psu状态在线监控模块发送主供电电源和备供电电源的工作参数轮询指令；

所述psu状态在线监控模块对所述主供电电源和备供电电源的工作参数进行实时采集，并将采集到的主供电电源和备供电电源的工作参数，并对所述主供电电源和备供电电源的工作参数进行解析，判断所述主供电电源和备供电电源的工作状态是否正常，并将解析结果反馈给所述后台管理中心；

所述psu状态在线监控模块对当前所述主供电电源的输入功耗进行判断，判断所述主供电电源的输入功耗是否降低到安全的负载跳变值范围内，是则执行所述根据所述psu状态在线监控模块对主供电电源和备供电电源输入功耗和输入电流的轮询结果，向所述机房管理控制装置发送关闭备用电源供电的指令，所述机房管理控制装置根据所述关闭备用电源供电的指令关闭所述备用电源，服务器负载由所述备供电电源供电的步骤，否则继续判断。

在本发明实施例中，机房供电控制装置依据主供电设备检修指令，控制执行检修准备动作，并控制切断第一输电线路input1的供电，同时控制备用电源接管供电输入；后台管理中心实时轮询电流传感器，向可调电流限流装置发送限流指令，控制主供电电源的输入功耗线性下降，备供电电源的输入功耗线性升高，同时根据psu状态在线监控模块的轮询结果，向机房管理控制装置发送关闭备用电源供电的指令，服务器负载由备供电电源供电，从而有效提高了电力切换、电源检修中服务器系统供电安全性和稳定性。

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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明提供的服务器主备电力切换过程中电源输出稳压系统的结构框图；

图2是本发明提供的服务器主备电力切换过程中电源输出稳压方法的实现流程图；

图3是本发明提供的依据所述主供电设备检修指令，控制所述后台管理中心、psu状态在线监控模块以及备用电源分别执行检修准备动作的实现流程图；

图4是本发明提供的后台管理中心实时轮询所述电流传感器，并根据采集到的备用电源与主供电电源之间的供电线路上的电流值，向所述可调电流限流装置发送限流指令，控制所述主供电电源的输入功耗线性下降，所述备供电电源的输入功耗线性升高的实现流程图；

图5是本发明提供的根据所述psu状态在线监控模块对主供电电源和备供电电源输入功耗和输入电流的轮询结果，所述后台管理中心向所述机房管理控制装置发送关闭备用电源供电的指令的实现流程图；

其中，1-主供电电源，2-备供电电源，3-电流传感器，4-可调电流限流装置，5-机房供电控制装置，6-后台管理中心，7-psu状态在线监控模块，8-备用电源。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1是本发明提供的服务器主备电力切换过程中电源输出稳压系统的结构框图，为了便于说明图中仅给出了与本发明实施例相关的部分。

服务器主备电力切换过程中电源输出稳压系统包括主供电电源1、备供电电源2以及分别为所述主供电电源1、备供电电源2提供输电的第一输电线路input1、第二输电线路input2，还包括机房供电控制装置5、后台管理中心6、psu状态在线监控模块7以及备用电源8；

所述备用电源8的两个输出端分别与所述第一输电线路input1、第二输电线路input2并联后为所述主供电电源1、备供电电源2供电，其中，所述主供电电源的供电线路上分别设有电流传感器3和可调电流限流装置4，其中，该电流传感器3和可调电流限流装置4可以设置在靠近主供电电源的供电线路上，也可以设置在靠近备用电源的供电线路上，在此不用以限制本发明；

所述机房供电控制装置5接收输入的主供电设备检修指令，并依据所述主供电设备检修指令，控制所述后台管理中心6、psu状态在线监控模块7以及备用电源8分别执行检修准备动作，并在检修准备动作完后，依据所述后台管理中心6发送的切断第一输电线路input1供电指令，控制切断所述第一输电线路input1的供电，并控制所述备用电源8接管所述主供电电源1的供电输入；

所述后台管理中心6实时轮询所述电流传感器，并根据采集到的备用电源8与主供电电源1之间的供电线路上的电流值，向所述可调电流限流装置发送限流指令，控制所述主供电电源1的输入功耗线性下降，所述备供电电源2的输入功耗线性升高，同时根据所述psu状态在线监控模块7对主供电电源1和备供电电源2输入功耗和输入电流的轮询结果，向所述机房管理控制装置发送关闭备用电源8供电的指令，所述机房管理控制装置根据所述关闭备用电源8供电的指令关闭所述备用电源8，服务器负载由所述备供电电源2供电。

在该实施例中，当所述接收到所述主供电设备检修指令，所述机房供电控制装置5向所述备用电源8发送待机预热指令，完成初始化动作，进入待机模式，同时向所述后台管理中心6转发所述主供电设备检修指令

在本发明实施例中，所述后台管理中心6接收到所述主供电设备检修指令后，向所述psu状态在线监控模块7发送主供电电源1工作参数轮询指令；

所述psu状态在线监控模块7根据所述主供电电源1工作参数轮询指令，获取所述若干个所述主供电电源1的工作参数，并计算得到主供电电源1的最大输入功耗和输入电流，并将获取到的所述主供电电源1的最大输入功耗和输入电流反馈给所述后台管理中心6，所述工作参数包括输入功耗和输入电流，而且该轮询的参数设置为：15秒一次，轮询20次即可，并以该20次的轮询参数为基础计算得到主供电电源1的最大输入功耗和输入电流；

所述后台管理中心6接收到所述主供电电源1的最大输入功耗和输入电流后，执行向所述机房供电控制装置5发送切断第一输电线路input1供电指令的步骤；

其中，后台管理中心6接收到所述psu状态在线监控模块7反馈的所述主供电电源1的最大输入功耗和输入电流后，对所述主供电电源1的最大输入功耗和输入电流进行校正，获取校正后的主供电电源1的最大输入功耗和输入电流，该校正的方式可以是：在计算得到的主供电电源1的最大输入功耗和输入电流的基础上再增加50％，以增加安全系数，当然也可以采用其他方式，在此不再赘述。

在该实施例中，当计算得到主供电电源1的最大输入功耗和输入电流后，psu状态在线监控模块7向主供电电源1和备供电电源2分别下发退出均流模式指令。

在本发明实施例中，在所述备用电源8开始工作后，所述后台管理中心6实时轮询所述电流传感器，采集所述第一输电线路input1的电流值，并根据采集到的所述第一输电线路input1的电流值生成新的限流指令，同时将生成的新的限流指令反馈给所述可调电流限流装置，所述可调电流限流装置根据新的限流指令执行线性降低输入电流动作；

在所述备用电源8供电限流过程中，所述后台管理中心6向所述psu状态在线监控模块7发送主供电电源1和备供电电源2的工作参数轮询指令；

所述psu状态在线监控模块7对所述主供电电源1和备供电电源2的工作参数进行实时采集，并将采集到的主供电电源1和备供电电源2的工作参数，并对所述主供电电源1和备供电电源2的工作参数进行解析，判断所述主供电电源1和备供电电源2的工作状态是否正常，并将解析结果反馈给所述后台管理中心6；

所述psu状态在线监控模块7对当前所述主供电电源1的输入功耗进行判断，判断所述主供电电源1的输入功耗是否降低到安全的负载跳变值范围内，是则执行所述根据所述psu状态在线监控模块7对主供电电源1和备供电电源2输入功耗和输入电流的轮询结果，向所述机房管理控制装置发送关闭备用电源8供电的指令，所述机房管理控制装置根据所述关闭备用电源8供电的指令关闭所述备用电源8，服务器负载由所述备供电电源2供电的步骤，否则继续判断。

在本发明实施例中，用备用电源作为短时供电源，使用安装有电流传感器、可调电流限流装置的备用电源8供电线路，由后台管理中心6、psu状态在线监控模块7、机房供电控制装置5配合完成备用电源8对主供电电源1的限流供电，拉长主供电电源1的掉电过程，使备供电电源2负载线性缓慢增加，最终实现备供电电源2完全接管来避免电力切换过程中备供电电源2输出功耗发生较大负载跳变问题，保证备供电电源2输出电压稳定在规格值内，最终可实现多台服务器同时对第一输电线路input1、第二输电线路input2的电力安全切换及服务器正常工作状态主供电电源1和备供电电源2的检修。

图2示出了本发明提供的服务器主备电力切换过程中电源输出稳压方法的实现流程图，其具体包括下述步骤:

在步骤s101中，机房供电控制装置接收输入的主供电设备检修指令，并依据所述主供电设备检修指令，控制所述后台管理中心、psu状态在线监控模块以及备用电源分别执行检修准备动作；

在步骤s102中，在检修准备动作完后，所述机房供电控制装置依据后台管理中心发送的切断第一输电线路input1供电指令，控制切断所述第一输电线路input1的供电，并控制所述备用电源接管所述主供电电源的供电输入；

在步骤s103中，后台管理中心实时轮询所述电流传感器，并根据采集到的备用电源与主供电电源之间的供电线路上的电流值，向所述可调电流限流装置发送限流指令，控制所述主供电电源的输入功耗线性下降，所述备供电电源的输入功耗线性升高；

在步骤s104中，根据所述psu状态在线监控模块对主供电电源和备供电电源输入功耗和输入电流的轮询结果，所述后台管理中心向所述机房管理控制装置发送关闭备用电源供电的指令；

在步骤s105中，机房管理控制装置根据所述关闭备用电源供电的指令关闭所述备用电源，服务器负载由所述备供电电源供电。

在本发明实施例中，如图3所示，依据所述主供电设备检修指令，控制所述后台管理中心、psu状态在线监控模块以及备用电源分别执行检修准备动作的步骤具体包括下述步骤：

在步骤s201中，当所述接收到所述主供电设备检修指令，所述机房供电控制装置向所述备用电源发送待机预热指令，完成初始化动作，进入待机模式，同时向所述后台管理中心转发所述主供电设备检修指令；

在步骤s202中，后台管理中心接收到所述主供电设备检修指令后，向所述psu状态在线监控模块发送主供电电源工作参数轮询指令；

在步骤s203中，psu状态在线监控模块根据所述主供电电源工作参数轮询指令，获取所述若干个所述主供电电源的工作参数，并计算得到主供电电源的最大输入功耗和输入电流，并将获取到的所述主供电电源的最大输入功耗和输入电流反馈给所述后台管理中心，所述工作参数包括输入功耗和输入电流；

在步骤s204中，后台管理中心接收到所述psu状态在线监控模块反馈的所述主供电电源的最大输入功耗和输入电流后，对所述主供电电源的最大输入功耗和输入电流进行校正，获取校正后的主供电电源的最大输入功耗和输入电流。

在步骤s205中，后台管理中心接收到校正后的所述主供电电源的最大输入功耗和输入电流后，执行所述向所述机房供电控制装置发送切断第一输电线路input1供电指令。

在本发明实施例中，如图4所示，后台管理中心实时轮询所述电流传感器，并根据采集到的备用电源与主供电电源之间的供电线路上的电流值，向所述可调电流限流装置发送限流指令，控制所述主供电电源的输入功耗线性下降，所述备供电电源的输入功耗线性升高的步骤具体包括下述步骤：

在步骤s301中，在所述备用电源开始工作后，所述后台管理中心实时轮询所述电流传感器，采集所述第一输电线路input1的电流值；

在步骤s302中，根据采集到的所述第一输电线路input1的电流值生成新的限流指令，同时将生成的新的限流指令反馈给所述可调电流限流装置；

在步骤s303中，可调电流限流装置根据新的限流指令执行线性降低输入电流动作。

在本发明实施例中，如图5所示，根据所述psu状态在线监控模块对主供电电源和备供电电源输入功耗和输入电流的轮询结果，所述后台管理中心向所述机房管理控制装置发送关闭备用电源供电的指令的步骤具体包括下述步骤：

在步骤s401中，在所述备用电源供电限流过程中，所述后台管理中心向所述psu状态在线监控模块发送主供电电源和备供电电源的工作参数轮询指令；

在步骤s402中，psu状态在线监控模块对所述主供电电源和备供电电源的工作参数进行实时采集，并将采集到的主供电电源和备供电电源的工作参数，并对所述主供电电源和备供电电源的工作参数进行解析，判断所述主供电电源和备供电电源的工作状态是否正常，并将解析结果反馈给所述后台管理中心；

在步骤s403中，psu状态在线监控模块对当前所述主供电电源的输入功耗进行判断，判断所述主供电电源的输入功耗是否降低到安全的负载跳变值范围内，是则执行所述根据所述psu状态在线监控模块对主供电电源和备供电电源输入功耗和输入电流的轮询结果，向所述机房管理控制装置发送关闭备用电源供电的指令，所述机房管理控制装置根据所述关闭备用电源供电的指令关闭所述备用电源，服务器负载由所述备供电电源供电的步骤，否则继续判断。

在本发明实施例中，机房供电控制装置依据主供电设备检修指令，控制执行检修准备动作，并控制切断第一输电线路input1的供电，同时控制备用电源接管供电输入；后台管理中心实时轮询电流传感器，向可调电流限流装置发送限流指令，控制主供电电源的输入功耗线性下降，备供电电源的输入功耗线性升高，同时根据psu状态在线监控模块的轮询结果，向机房管理控制装置发送关闭备用电源供电的指令，服务器负载由备供电电源供电，从而有效提高了电力切换、电源检修中服务器系统供电安全性和稳定性。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。