TW201328116A - 電源管理系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種電源管理系統，用於為一伺服器提供工作電壓，包括一電源供應器及一電池控制單元。該電源供應器包括一輸入端及一輸出端，該電源供應器用於將接入輸入端的外部交流電源轉換為直流電，還將轉換的直流電透過輸出端輸出至該伺服器。該電池控制單元包括一電池組、一充電電路、一變換電路及一控制模組。該充電電路連接於該電源供應器的輸出端，用於對該電池組進行充電。當外部交流電源斷電時，該控制模組控制該變換電路工作，以將該電池組的直流電轉換為交流電，並將轉換後的交流電輸出至該電源供應器的輸入端。

Description

電源管理系統及方法

本發明涉及一種電源管理系統及方法。

在伺服器斷電時，習知的伺服器均透過預先設置的不間斷電源來為伺服器繼續供電，使得伺服器將未存儲的資料寫入硬碟內，以減少因伺服器斷電帶來的損失。正常情況下，不間斷電源透過一整流器將外部交流電轉換為直流電，之後透過轉換後的直流電對一電池控制單元內的電池組進行充電。當外部交流電源斷電時，不間斷電源透過一逆變器將電池組輸出的直流電轉為交流電，並將轉換後的交流電傳輸至電源供應器的輸入端。之後，電源供應器則再次將交流電轉換為直流電，並將轉換後的直流電透過電源供應器的輸出端輸出至伺服器，以使得伺服器能將未存儲的資料寫入硬碟內。然，透過在不間斷電源內增設整流器來進行外部交流電到直流電的轉換以對電池組進行充電，如此使得伺服器的成本增加。再者，不間斷電源在轉換時該整流器或多或少地需消耗一定的電能，如此亦增加了伺服器的能耗。

鑒於以上內容，有必要提供一種可降低伺服器成本及功耗的電源管理系統及方法。

一種電源管理系統，用於為一伺服器提供工作電壓，該電源管理系統包括：

一電源供應器，用於將接入其輸入端的外部交流電轉換為直流電，還將轉換的直流電透過其輸出端輸出至該伺服器；

一電池控制單元，包括：

一控制模組;

一電池組；

一充電電路，連接於該電池供應器的輸出端，以用於對該電池組進行充電； 以及

一變換電路，連接於該電池組與該電源供應器之間；

當外部交流電源正常工作時，該控制模組控制充電電路工作，以對該電池組進行充電；當外部交流電源斷電時，該控制模組判斷該電池組是否處於準備好狀態，當該電池組處於準備好狀態時，該控制模組控制電池組進行放電，還控制該變換電路工作，以將電池組輸出的直流電轉換為交流電，並將轉換後的交流電接入至該電源供應器的輸入端。

一種電源管理方法，包括如下步驟：

透過一電源供應器將接入其輸入端的外部交流電轉換為直流電，並透過該電源供應器的輸出端輸出轉換的直流電，一電池控制單元的控制模組控制一充電電路對一電池組進行充電；

偵測外部交流電源是否處於供電狀態；

當外部交流電源停止供電時，該控制模組控制該電池組進行放電，還控制一變換電路開始工作，以將該電池組內的直流電轉換為交流電，並將轉換後的交流電接入至該電源供應器的輸入端；

電源供應器將交流電轉換為直流電，並輸出轉換的直流電至該伺服器；

伺服器繼續運行並進行資料備份。

上述電源管理系統及方法透過將該充電電路連接於該電源供應器的輸出端，當透過該充電電路對該電池組進行充電時，只需將該電源供應器輸出的直流電來對該電池組進行充電即可；並當交流電斷電時，電池控制單元偵測到交流斷電並啟動該變換電路，使直流電轉換成交流電，即時銜接交流電，如此避免了使用額外的整流器來轉換外部交流電而帶來成本增加及能耗浪費，並節省整體空間。

請參考圖1，本發明電源管理系統用於為一伺服器40提供工作電壓，該電源管理系統的較佳實施方式包括一電源供應器（Power Supply Unit，PSU）10及一電池控制單元（Battery Backup Unit，BBU）20。

該電源供應器10包括一輸入端及一輸出端，外部交流電源AC接入該電源供應器10的輸入端，該電源供應器10將交流電轉換成直流電DC，並將轉換後的直流電DC透過其輸出端傳輸至該伺服器40，以為該伺服器40提供工作電壓。

該電池控制單元20包括一連接於該電源供應器10輸出端的充電電路204、一連接於該充電電路204的電池組202、一連接於該電源供應器10輸入端及該電池組202之間的變換電路200及一用於控制該變換電路200、電池組202及充電電路204工作狀態的控制模組206。該控制模組206還可獲取該電池組202的電量等訊息，以確定該電池組202是否處於準備好狀態。

根據電源供應器的工作原理可知，當外部交流電源接入該電源供應器10的輸入端時，該電源供應器則會產生一高電平的交流電源準備好訊號（AC_OK）。故該控制模組206可依據該交流電源準備好訊號來判斷外部交流電源是否處於正常工作狀態下。即獲取並判斷該電源供應器10輸出的AC_OK訊號是否為高電平，當該AC_OK訊號為高電平時，則表明外部交流電源仍處於正常工作狀態下；當該AC_OK訊號為低電平時，則表明外部交流電源處於停止供電狀態。

正常情況下，該電源供應器10的輸入端接入外部交流電源，並將接收的交流電轉換為直流電以為該伺服器40提供工作電壓。此時，該電源供應器10產生高電平的AC_OK訊號，該控制模組206接收到高電平的AC_OK訊號後，控制該充電電路204開始工作，該充電電路204接收該電源供應器10轉換後的直流電以對該電池組202進行充電。當該電池組202充滿電之後，該充電電路204停止對該電池組202充電。

當該控制模組206偵測到外部交流電源停止對該電源供應器10供電時，即偵測到該電源供應器10輸出的AC_OK訊號變為低電平時，該控制模組206獲取該電池組202的工作狀態，當該電池組202處於準備好的工作狀態時，該控制模組206則控制該電池組202進行放電，同時，該控制模組206還控制該變換電路200進行工作，以使得該變換電路200將該電池組202輸出的直流電轉換為交流電，並將轉換後的交流電輸入該電源供應器10的輸入端。此時，該電源供應器10則將輸入的交流電轉換為直流電以繼續為該伺服器40提供工作電源。如此使得當外部交流電源斷電時，該伺服器40亦可繼續工作一定的時間，以進行資料的備份。當該電池組202處於未準備好狀態時，該控制模組206則控制該變換電路200不工作。

請參考圖2，本發明電源管理方法較佳實施方式包括如下步驟：

步驟S1，該電源供應器10將接入該電源供應器10輸入端的外部交流電源轉換為直流電，以為該伺服器40提供工作電源，該充電電路204接收轉換後的直流電以對該電池組202進行充電。

步驟S2，該控制模組206偵測外部交流電源是否處於供電狀態，當外部交流電源仍處於供電狀態時，即表示外部交流電源處於準備好狀態，該控制模組206持續偵測外部交流電源是否停止供電。當外部交流電源停止供電時，進入步驟S3。

正常情況下，即該電源供應器10輸出高電平的AC_OK訊號，此時，該控制模組206控制該充電電路204接收該電源供應器10轉換後的直流電，以對該電池組202進行充電。當該電源供應器10輸出的AC_OK訊號變為低電平時，該控制模組206則判斷外部交流電源已停止工作。

步驟S3，判斷該電池組202是否準備好，當該電池組202準備好時，進入步驟S5。當該電池組202還未準備好時，進入步驟S4。

該控制模組206用於獲取該電池組202的電量等訊息，並判斷該電池組202內的電量是否可提供足夠的電量來維持該伺服器40繼續工作。亦即當該電池組202內有足夠的電量，則判斷該電池組202已經準備好了。當該電池組202無足夠的電量，則判斷該電池組202還未準備好。

步驟S4，該伺服器40停止工作。因該電池組202無法提供足夠的電量來維持該伺服器40工作，該控制模組206則控制該變換電路200不工作，如此使得該伺服器40停止工作。

步驟S5，變換電路200將該電池組202的直流電轉換成交流電，並輸出至該電源供應器10的輸入端。當該電池組202內有足夠的電量時，該控制模組206則控制該電池組202進行放電，並控制該變換電路200將該電池組202輸出的直流電轉為交流電，還將轉換後的交流電傳輸至該電源供應器10的輸入端。

步驟S6，該電源供應器10將交流電轉換為直流電為該伺服器40提供工作電壓。

步驟S7，該伺服器40繼續運行，並進行資料備份，以減少因伺服器斷電帶來的損失。

上述電源管理系統及方法可在外部交流電源正常工作時，透過該電源供應器10輸出的直流電對該電池組202進行充電，當外部交流電源停止工作時，該控制模組206透過該變換電路200將該電池組202的直流電轉換交流電，以繼續為該伺服器40提供工作電源。如此避免了使用額外整流器來將外部交流電轉換直流電後以為該電池組202充電而帶來的成本增加及能耗浪費，並節省整體空間。

綜上所述，本發明確已符合發明專利的要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明的較佳實施方式，本發明的範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝的人士援依本發明的精神所作的等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10．．．電源供應器

20．．．電池控制單元

40．．．伺服器

200．．．變換電路

202．．．電池組

204．．．充電電路

206．．．控制模組

圖1是本發明電源系統的較佳實施方式的方框圖。

圖2是本發明電源方法的較佳實施方式的流程圖。

10．．．電源供應器

20．．．電池控制單元

40．．．伺服器

200．．．變換電路

202．．．電池組

204．．．充電電路

206．．．控制模組

Claims (7)

1. 一種電源管理系統，用於為一伺服器提供工作電壓，該電源管理系統包括：
   一電源供應器，用於將接入其輸入端的外部交流電轉換為直流電，還將轉換的直流電透過其輸出端輸出至該伺服器；
   一電池控制單元，包括：
   一控制模組;
   一電池組；
   一充電電路，連接於該電源供應器的輸出端，以用於對該電池組進行充電； 以及
   一變換電路，連接於該電池組與該電源供應器之間；
   當外部交流電源正常工作時，該控制模組控制充電電路工作，以對該電池組進行充電；當外部交流電源斷電時，該控制模組判斷該電池組是否處於準備好狀態，當該電池組處於準備好狀態時，該控制模組控制電池組進行放電，還控制該變換電路工作，以將電池組輸出的直流電轉換為交流電，並將轉換後的交流電接入至該電源供應器的輸入端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，其中當該電源供應器的輸出端輸出低電平的交流電準備好訊號時，該控制模組判斷外部交流電源處於停止工作狀態；當該電源供應器的輸出端輸出高電平的交流電準備好訊號時，該控制模組判斷外部交流電源處於正常工作狀態。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，其中該控制模組還獲取該電池組的電量訊息以判斷該電池組是否處於準備好狀態。
4. 一種電源管理方法，包括如下步驟：
   透過一電源供應器將接入其輸入端的外部交流電轉換為直流電，並透過該電源供應器的輸出端輸出轉換的直流電，一電池控制單元的控制模組控制一充電電路對一電池組進行充電；
   偵測外部交流電源是否處於供電狀態；
   當外部交流電源停止供電時，該控制模組控制該電池組進行放電，還控制一變換電路開始工作，以將該電池組內的直流電轉換為交流電，並將轉換後的交流電接入至該電源供應器的輸入端；
   電源供應器將交流電轉換為直流電，並輸出轉換的直流電至該伺服器；
   伺服器繼續運行並進行資料備份。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電源管理方法，其中當外部交流電源處於工作狀態時，該控制模組繼續偵測外部交流電源是否停止供電。
6. 如申請專利範圍第4項所述之電源管理方法，其中
   當該電源供應器的輸出端輸出低電平的交流電準備好訊號時，該控制模組判斷外部交流電源斷電；
   當該電源供應器的輸出端輸出高電平的交流電準備好訊號時，該控制模組判斷外部交流電源處於正常工作狀態。
7. 如申請專利範圍第4項所述之電源管理方法，其中該控制模組透過獲取並判斷該電池組的電量訊息來判斷該電池組是否處於準備好狀態。