电源供应器及与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组的制作方法

本发明涉及电源领域，尤其涉及一种电源供应器及与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组。

背景技术：

CRPS(common redundant power supply，通用冗余电源供应器)是intel公司制定的用于给服务器系统供电的冗余电源模块。CRPS标准将冗余电源模块作了统一的规定，主要有以下几方面：结构尽寸、电气性能要求、输出PIN脚定义。

但是，在使用CRPS为服务器系统供电时，如果发生断电，服务器系统会造成数据丢失，而且，系统的硬盘也会产生坏道。为避免这种情况的发生，客户需要外置一个UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)，一方面浪费了使用空间，另一方面增加了用户的成本。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述使用空间大、成本高的缺陷，提供一种电源供应器及与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组，能够节省使用空间，且成本低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组，用于在交流电源掉电时为服务器系统供电，包括：电池模块、充电模块、放电模块、第一卡缘连接器和控制模块，其中，所述第一卡缘连接器分别连接所述通用冗余电源供应器的卡缘连接器和所述服务器系统的卡缘连接器；而且，所述控制模块包括：

故障报警检测单元，用于检测所述第一卡缘连接器的故障报警端是否为有效电平；

充电控制单元，用于在所述故障报警端为无效电平时，控制所述充电模块通过所述第一卡缘连接器从所述服务器系统取电，以为所述电池模块充电；

放电控制单元，用于在所述故障报警端为有效电平时，控制所述放电模块从所述电池模块取电，以通过所述第一卡缘连接器为所述服务器系统供电。

在本发明所述的与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组中，所述控制模块还包括通讯单元，而且，

所述通讯单元，用于在所述故障报警端为有效电平时，通过所述第一卡缘连接器查询所述通用冗余电源供应器的故障状态；

所述放电控制单元，还用于在所述通用冗余电源供应器为故障状态时，控制所述放电模块从所述电池模块取电，以通过所述第一卡缘连接器为所述服务器系统供电；在所述通用冗余电源供应器为正常工作状态时，控制所述放电模块停止从所述电池模块取电。

在本发明所述的与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组中，所述控制模块还包括电池状态检测单元；

所述电池状态检测单元，用于在所述故障报警端为无效电平时，检测所述电池模块的状态；而且，

所述充电控制单元，用于在所述电池模块处于未充满状态时，控制所述充电模块通过所述第一卡缘连接器从所述服务器系统取电，以为所述电池模块充电；在所述电池模块处于充满状态时，控制所述充电模块停止通过所述第一卡缘连接器从所述服务器系统取电。

在本发明所述的与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组中，所述电池管理模组还包括指示模块，所述指示模块包括第一指示灯、第二指示灯和第三指示灯；而且，所述控制模块还包括：

指示控制单元，用于在所述电池模块处于未充满状态时，控制所述第一指示灯工作；在所述电池模块处于充满状态时，控制所述第二指示灯工作，；在所述电池模块处于放电状态时，控制所述第三指示灯工作。

在本发明所述的与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组中，所述控制模块还包括：

充电电压检测单元，用于在所述充电模块为所述电池模块充电时检测充电电压。

在本发明所述的与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组中，所述控制模块还包括：

充电电流检测单元，用于在所述充电模块为所述电池模块充电时检测所述电池模块的充电电流。

在本发明所述的与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组中，所述电池管理模组还包括报警模块，而且，所述控制模块还包括：

报警控制单元，用于在所述充电电压大于预设电压值或充电电流大于预设电流值时，控制所述报警模块进行报警，并通过所述通讯单元向所述服务器系统上报所述电池模块的异常信息。

在本发明所述的与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组中，所述控制模块还包括：

状态输出单元，用于通过所述第一卡缘连接器向所述服务器系统发送工作状态信号。

在本发明所述的与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组中，所述控制模块还包括：

开机指示单元，用于通过所述第一卡缘连接器接收来自服务器系统的开机指示信号。

本发明还构造一种电源供应器，包括通用冗余电源供应器，其特征在于，所述电源供应器还包括以上所述的与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组。

实施本发明的技术方案，在为服务器系统供电时，为避免因交流电源断电而使服务器系统的数据丢失，可增加一个与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组，该电池管理模组在交流电源掉电时立即为服务器系统供电，因此，可省去外置的UPS，节省了成本。而且，由于该电池管理模组通过其第一卡缘连接器分别与通用冗余电源供应器和服务器系统的卡缘连接器连接，可完全与通用冗余电源供应器兼容，通用性强，节省了使用空间，并方便用户使用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组实施例一的逻辑图；

图2是本发明与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组实施例二的逻辑图

图3是本发明与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组实施例三的电路图。

具体实施方式

图1是本发明与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组实施例一的逻辑图，该电池管理模组用于在交流电源掉电时为服务器系统供电，而且，该电池管理模组包括电池模块10、充电模块20、放电模块30、第一卡缘连接器40和控制模块50。其中，第一卡缘连接器40分别连接通用冗余电源供应器的卡缘连接器和服务器系统的卡缘连接器，即，服务器系统、通用冗余电源供应器及电池管理模组的卡缘连接器并接。控制模块50包括故障报警检测单元51、充电控制单元52和放电控制单元53，其中，故障报警检测单元51用于检测第一卡缘连接器40的故障报警端是否为有效电平；充电控制单元52用于在所述故障报警端为无效电平时，控制充电模块20通过第一卡缘连接器40从服务器系统取电，以为电池模块10充电；放电控制单元53用于在所述故障报警端为有效电平时，控制放电模块30从电池模块10取电，以通过第一卡缘连接器40为服务器系统供电。

图2是本发明本发明与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组实施例二的逻辑图，该实施例的电池管理模组相比图1所示的实施例，所不同的仅是：该电池管理模组还包括指示模块60和报警模块70，而且，指示模块60包括第一指示灯(未示出)、第二指示灯(未示出)和第三指示灯。另外，控制模块50还包括：通讯单元54、电池状态检测单元55、指示控制单元56、充电电压检测单元57、充电电流检测单元58、报警控制单元59。其中：

通讯单元54用于在所述故障报警端为有效电平时，通过第一卡缘连接器40查询通用冗余电源供应器的故障状态；而且，放电控制单元53还用于在通用冗余电源供应器为故障状态时，控制放电模块30从电池模块10取电，以通过第一卡缘连接器40为服务器系统供电；在通用冗余电源供应器为正常工作状态时，控制放电模块30停止从电池模块10取电。

电池状态检测单元55用于在故障报警端为无效电平时，检测电池模块10的状态；而且，充电控制单元52用于在电池模块10处于未充满状态时，控制充电模块20通过第一卡缘连接器40从服务器系统取电，以为电池模块10充电；在电池模块10处于充满状态时，控制充电模块20停止通过第一卡缘连接器40从所述服务器系统取电。

指示控制单元56用于在电池模块10处于未充满状态时，控制第一指示灯工作；在电池模块10处于充满状态时，控制所述第二指示灯工作；在电池模块10处于放电状态时，控制第三指示灯工作。充电电压检测单元57用于在充电模块20为电池模块10充电时检测充电电压。充电电流检测单元58用于在充电模块20为电池模块10充电时检测电池模块10的充电电流。报警控制单元59用于在所述充电电压大于预设电压值或充电电流大于预设电流值时，控制报警模块70进行报警，并通过通讯单元54向服务器系统上报电池模块10的异常信息。

另外，控制模块50还可包括状态输出单元和开机指示单元，其中，状态输出单元用于通过第一卡缘连接器向服务器系统发送工作状态信号。开机指示单元用于通过第一卡缘连接器接收来自服务器系统的开机指示信号。

图3是本发明与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组实施例三的电路图，在该实施例中，电池管理模组的控制模块由单片机及周边电路组成，下面具体说明该控制模块的电路结构：

第一卡缘连接器CON2的故障报警端(SMAlert)通过电阻R54、电阻R56接地，且电阻R54、电阻R56的连接点连接单片机U4的第一输入端(RB5)，电容C31连接在电阻R56的两端。

电池模块(未示出)的正输出端(Vbattery)过电阻R55、电阻R57接地，且电阻R55、电阻R57的连接点通过电阻R62连接单片机U4的第二输入端(AN9)。单片机U4的第一输出端(INT2)通过电阻R86接二极管D22的正极，二极管D22的负极接充电模块(未示出)的控制端(CHARGE_ON)。单片机U4的第二输出端(IOC0)通过电阻R63接二极管D14的正极，二极管D14的负极接放电模块(未示出)的控制端(discharge_ON)。

单片机U4的数据端(SDA1)、时钟端(SCL1)分别连接I2C接口U8的第2、3脚，I2C接口U8的第7、6脚分别通过电阻R81、R83连接第一卡缘连接器CON2的数据端(SDA)、时钟端(SCL)。另外，单片机U4的以下两个引脚RA6、RA7分别连接第一卡缘连接器CON2的第32、31脚。

单片机U4的第三输出端(LED)通过电阻R65连接二极管D15的正极，二极管D15的负极连接三极管Q32的基极，三极管Q32的发射极接地，三极管Q32的集电极连接接口CON3的第2脚。单片机U4的第四输出端(RC1)通过电阻R90连接二极管D18的正极，二极管D18的负极连接三极管Q31的基极，三极管Q31的发射极接地，三极管Q31的集电极连接接口CON3的第4脚。单片机U4的第五输出端(RC0)通过电阻R93连接二极管D13的正极，二极管D13的负极连接三极管Q30的基极，三极管Q30的发射极接地，三极管Q30的集电极连接接口CON3的第6脚。另外，该接口CON3的第2脚、第4脚和第6脚分别连接有LED指示灯(未示出)。

单片机U4的第六输出端(RA5)通过电阻R154接报警模块(ALARM)，另外，电阻RV3的一端接单片机U4的第六输出端(RA5)，其另一端接地。电阻R155的一端接高电平(+5VC)，其另一端接报警模块(ALARM)。

第一卡缘连接器CON2的总线端(+12V)通过电阻R73、R74接地，且电阻R73、R74的连接点接单片机U4的第三输入端(RC5)。电池模块的充电电流端(Icharge)通过电阻R70、R71接地，且电阻R70、R71的连接点接单片机U4的第四输入端(AN1)。

另外，单片机U4的第七输出端(RX1)通过电阻R69接二极管D17的正极，二极管D17的负极接第一卡缘连接器CON2的工作状态端(PWOK)。第一卡缘连接器CON2的开机指示端(PS/ON)通过电阻R66接单片机U4的第五输入端(AN0)。

下面说明该电池管理模组的工作原理：

首先说明的是，服务器系统、通用冗余电源供应器及电池管理模组的卡缘连接器并接在一起。当交流电源正常时，其通过通用冗余电源供应器为服务器系统供电，服务器系统开始工作时会通过第一卡缘连接器CON2的开机指示端(PS/ON)发送开机指示信号，单片机U4通过其第五输入端(AN0)检测到该信号后，开始工作。

当交流电源正常时，第一卡缘连接器CON2的故障报警端(SMAlert)会是高电平，单片机U4通过其第一输入端(RB5)检测到该脚为高电平后，会自动通过其第二输入端(AN9)检测电池模块的状态，如果电池模块处于未充满的状态，则控制其第一输出端(INT2)处于有效电平，以控制充电模块给电池充电。同时，控制其第三输出端(LED)驱动三极管Q32，使第一LED指示灯闪烁以指示充电状态。另外，在充电时，单片机U4的第三输入端(RC5)还会检测充电电压，单片机U4的第四输入端(AN1)还会检测充电电流，以判断充电过程是否发生异常。

在充电时，单片机U4还通过其第三输入端(RC5)、第四输入端(AN1)检测充电电压和充电电流，并判断充电电压是否大于预设电压值或充电电流是否大于预设值，若是，则通过其第六输出端(RA5)驱动报警模块开始工作。

当单片机U4通过其第二输入端(AN9)检测电池模块处于充满的状态时，控制其第一输出端(INT2)处于无效电平，使充电模块关闭。同时，控制其第三输出端(LED)驱动三极管Q32关闭第一LED指示灯，而且，控制其第四输出端(RC1)驱动三极管Q31点亮第二LED指示灯，指示电已充满。

当交流电源掉电，即无法通过通用冗余电源供应器为服务器系统供电时，第一卡缘连接器CON2的故障报警端(SMAlert)会是低电平，单片机U4通过其第一输入端(RB5)检测到该脚为低电平后，此时，单片机U4的第二输出端(IOC0)处于有效电平，以控制放电模块工作，由电池模块直接给服务器系统供电。同时，控制其第五输出端(RC0)驱动三极管Q30点亮第三LED指示灯，以指示放电。而且，在由电池模块直接给服务器系统供电时，单片机U4还会通过其第七输出端(RX1)向服务器系统发送工作状态信号。另外，还会通过I2C接口去查询故障原因。如果查询结果是所有在线的通用冗余电源供应器均为掉电状态，则保持放电模块的输出状态，否则放电模块会关闭输出，仍由通用冗余电源供应器供电。

本发明还构造一种电源供应器，该电源供应器包括通用冗余电源供应器及以上实施例所述的与通用冗余电源供应器兼容的电池管理模组，通用冗余电源供应器的数量可至少为两个。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。