TWI685733B

TWI685733B - 電腦系統及電源管理方法

Info

Publication number: TWI685733B
Application number: TW107143487A
Authority: TW
Inventors: 羅啟榮; 黃博文; 葉政潔
Original assignee: 神雲科技股份有限公司
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2020-02-21
Also published as: TW202022552A

Abstract

一種電源管理方法適用於一電腦系統，並藉由二電源供應單元根據一輸出功率參數，決定至少一直流電壓的一額定輸出功率；且藉由二基板管理控制器之其中一者根據一交流市電的電壓振幅大小，決定該輸出功率參數；並藉由該二電源供應單元之其中一者操作在一運作狀態為一啟動模式，以根據該二電源供應單元的該額定輸出功率、該運作狀態及每一應用電路的一負載總功率，控制該二電源供應單元之其中另一者運作於該啟動模式及一不啟動模式之其中一者。

Description

電腦系統及電源管理方法

本發明是有關於一種電腦系統及電源管理方法，特別是指一種有效提供電源供應器的備援功能的電腦系統及電源管理方法。

習知的電腦系統，例如是一伺服器機櫃，包含一電源模組及多個節點(Node)，其中該電源模組由二電源供應器所組成。該等節點可以是運算模組或儲存模組，運算模組例如是泛用型圖型處理單元(General-purpose computing on graphics processing units, GPGPU)。該每一電源供應器支援英特爾(Intel)公司所制定的CRPS(Common redundant power supplies)規範，使得該電腦系統在正常的運作狀況下，僅啟動該二電源供應器之其中一者作為主電源供應器以提供該電腦系統所包括的該等節點運作時所需要的電力，而其中另一者則作為備援電源供應器並處於不啟動狀態或待命狀態。

舉例來說，該每一電源供應器例如可以接收110伏特或220伏特的交流市電，並對應的轉換成直流輸出電壓且該直流電壓對應一直流輸出電流。然而，假設該每一電源供應器在接收220伏特的交流市電時的實際額定輸出功率是2000瓦(W)，若使每一電源供應器改為接收110伏特的交流市電時，則其實際額定輸出功率會對應的變成是1000瓦。

當習知的該電腦系統在正常的運作狀況下是以固定的預定額定功率來監控該電源模組的運作，例如，設計該電源模組也就是該二電源供應器接收220伏特的交流市電，以使得該二電源供應器之其中一者，也就是該主電源供應器提供該電腦系統所包括的該等節點運作的電力，其中另一者作為該備援電源供應器，且設計該電腦系統依據該主電源供應器運作時最大所能提供的實際額定功率作為監控該電源模組運作的固定的預定額定輸出功率，一般對具有備援功能的電源模組設計時是以該電源模組所包括的二電源供應器所分別對應的預定額定輸出功率的平均值來作為該電源模組的預定額定輸出功率，並根據所設定的該安全運作臨界值例如為80%，來控制是否開啟(或啟動)該電源模組的備援電源供應器。例如，該二電源供應器均是在接收220伏特的交流市電時，其最大所能提供的實際額定功率均為2000瓦(W)，則設定該電源模組的預定額定輸出功率為2000瓦(W)，並以2000瓦(W)為該預定額定輸出功率的固定值來計算該電源模組的供電狀態，舉例來說，在電腦系統正常運作下，計算該電源模組的供電狀態的方法是以該電源模組提供給該電腦系統運作的電力(等於該電腦系統運作時所耗損的實際功耗)與該預定額定輸出功率的比例作為該供電狀態，並根據該電源模組的該供電狀態與該安全運作臨界值作比較以獲得一比較結果，並根據該比較結果來決定是否開啟該備援電源供應器以使該備援電源供應器由該待命狀態或不啟動狀態切換為啟動狀態，其中，例如該安全運作臨界值為80%，當該供電狀態大於或等於80%時，則該電源模組啟動該備援電源供應器。但當使用者誤將該二電源供應器的插頭接在提供110伏特的交流市電的插座時，該二電源供應器所能提供之最大的實際額定輸出功率也會相應於所接收到的交流市電等比例的減少為只有原來作為該預定額定輸出功率的該實際額定輸出功率的一半，例如由2000瓦變為1000瓦。

此時，由於該電腦系統使用固定的預定額定功率為2000瓦來監控該電源模組的運作，而在電腦系統正常運作下，只有該主電源供應器被啟動，而在該主電源供應器處於接收110伏特的交流市電的環境下運作時，即使該主電源供應器持續的以其在最大可能輸出的實際額定輸出功率來提供該電腦系統運作所需損耗的電力，換句話說，該主電源供應器持續的提供給該電腦系統運作的電力(等於該電腦系統運作時所耗損的實際功耗)等於其最大的實際額定輸出功率的方式運作，也就是說該主電源供應器一直持續以全力供電的方式在運作，由於在電腦系統正常運作下，只有該主電源供應器被啟動，也就是說該電源模組被啟動的部分已經以100%的供電狀態持續運作，但是由於習知的該電腦系統所設定的預定額定輸出功率是固定的，因此繼續使用該固定的預定額定輸出功率來監控該電源供應器的運作時，會造成該電腦系統誤判該電源模組的供電狀態，為該電腦系統運作的電力(等於該電腦系統運作時所耗損的實際功耗)與該預定額定輸出的比例，也就是50%的供電狀態，則因為所計算出的該供電狀態尚未到達該安全運作臨界值，所以該電源模組並不會啟動該備援電源供應器，而可能造成持續以全力供電的該主電源供應器，長期處於全力供電狀態才能提供足夠的電力給該電腦系統運作而加速減短該主電源供應器的壽命或造成其損壞。

相對而言，當習知的該電腦系統在正常的運作狀況，設計該電源模組也就是該二電源供應器接收110伏特的交流市電。但當使用者誤將該二電源供應器的插頭接在提供220伏特的交流市電的插座時，該二電源供應器所能提供之最大的實際額定輸出功率也會相應於所接收到的交流市電等比例的增加為作為該預定額定輸出功率的原來的該實際額定輸出功率的兩倍，例如該電源模組中的每一電源供應器的實際額定輸出功率由2000瓦變為4000瓦，若該電腦系統運作所需要的電力是1800瓦，則對於該電源模組的二電源供應器中預設為開啟作為主電源供應器的實際額定輸出功率為4000瓦而言，雖然提供該電腦系統運作所需的1800瓦的電力，僅需啟動該主電源供應器即可輕易的提供整個電腦系統足夠的運作電力，但是由於該電源模組是使用固定的預定額定輸出功率來計算並判定是否啟動該電源模組中作為該備援電源供應器的另一電源供應器，在本實施例中該預定額定輸出功率為2000瓦，因此計算該電源模組的供電狀態為該電腦系統運作的電力(等於該電腦系統運作時所耗損的實際功耗)與該預定額定輸出的比例，也就是90%的供電狀態，則因為所計算出的該供電狀態已超過所設定的該安全運作臨界值80%，則因為該二電源供應器具備支援CRPS規範的功能，將啟動其中另一者並聯供電，以使得最大的總和輸出功率為8000瓦(即4000瓦*2)。如此一來，該電腦系統雖然能夠獲得足夠的電力以維持正常運作，但由於每一電源供應器實際上均處於小量供電的狀態，對於電源供應器而言，實施小量供電或大量供電的電源轉換在轉換電源的過程會造成較多的電源的損耗，再者，具有備援功能的電源模組，指的是該電源模組在正常運作下，具有一不啟動的電源供應器以作為備援電源供應器，然而在本例中，該電源模組卻在正常運作下即開啟該電源模組所包括的所有的電源供應器而使該電源模組的已不具有任一未啟動的電源供應器來作為備援電源供應器而失去了足夠的備援能力，也就是說，當任何一個電源供應器發生異常時，該電源模組會因為沒有一個未啟動的電源供應器供其啟動來備援其所偵測到發生異常的電源供應器而觸發該電源模組啟動過載保護而關閉其直流輸出電壓的輸出，導致該電腦系統的該等節點的運算突然中斷，進而導致重要的資料遺失，因此，成為一個待解決的問題。

因此，本發明的目的，即在提供一種解決習知電源供應器的備援功能的問題的電腦系統及電源管理方法。

於是，本發明之一觀點，提供一種電腦系統，包含N個應用電路、二電源供應單元、及N個基板管理控制器。該每一應用電路接收至少一直流電壓作為運作的電力，並消耗一對應的負載總功率，N為正整數。

該每一電源供應單元電連接該N個應用電路，並適用於接收一交流市電，且操作在一運作狀態為一啟動模式時轉換並輸出該至少一直流電壓，並操作在該運作狀態為一不啟動模式時不輸出該至少一直流電壓，且儲存一第一輸入交流電壓值、一第二輸入交流電壓值、一對應該第一輸入交流電壓值的第一輸出功率值、及一對應該第二輸入交流電壓值的第二輸出功率值，並根據一輸出功率參數決定該至少一直流電壓的一額定輸出功率。

該等基板管理控制器電連接該等電源供應單元。其中，該等基板管理控制器之其中一者根據該交流市電的電壓振幅大小對應該第一輸入交流電壓值及該第二輸入交流電壓值之其中哪一者，決定該輸出功率參數等於該第一輸出功率值及該第二輸出功率值之其中對應者，且將該輸出功率參數傳送並儲存至該每一電源供應單元。

其中一該電源供應單元運作在該啟動模式，並還根據該每一電源供應單元的該額定輸出功率、該運作狀態及該每一應用電路的該負載總功率，控制另一電源供應單元運作於啟動模式及不啟動模式之其中一者。

在一些實施態樣中，該電腦系統還包含一電壓橋接控制器，電連接於該二電源供應單元及該N個基板管理控制器與該N個應用電路之間。其中，該每一電源供應單元能偵測並還儲存該交流市電的電壓振幅大小。

該電壓橋接控制器接收來自該二電源供應單元的該至少一直流電壓，以輸出至該每一應用電路，且偵測並儲存該每一應用電路的該負載總功率的大小。該電壓橋接控制器還能接收一詢問指令，以讀取該每一電源供應單元所儲存的該第一輸入交流電壓值、該第二輸入交流電壓值、該第一輸出功率值、該第二輸出功率值、及該交流市電的電壓振幅大小。

該等基板管理控制器之其中該者產生該詢問指令，以藉由該電壓橋接控制器獲得該每一電源供應單元所儲存的該第一輸入交流電壓值、該第二輸入交流電壓值、該第一輸出功率值、該第二輸出功率值、與該交流市電的電壓振幅大小、及該每一應用電路的該負載總功率。

在另一些實施態樣中，其中，當其中一該電源供應單元運作在該啟動模式，且其中另一該電源供應單元運作在該不啟動模式時，運作在該啟動模式的該電源供應單元計算一供電狀態。該供電狀態等於該每一應用電路的該負載總功率之和除以運作在該啟動模式的該電源供應單元的該額定輸出功率。當運作在該啟動模式的該電源供應單元判斷該供電狀態大於一預定的第一安全運作臨界值時，控制其中另一該電源供應單元改為運作在該啟動模式。

在另一些實施態樣中，其中，當該二電源供應單元運作在該啟動模式時，其中一該電源供應單元計算一供電狀態。該供電狀態等於該每一應用電路的該負載總功率之和除以運作在該啟動模式的該二電源供應單元的該額定輸出功率之和。當其中一該電源供應單元判斷該供電狀態小於一預定的第二安全運作臨界值時，控制其中另一該電源供應單元改為運作在該不啟動模式。

在另一些實施態樣中，其中，該每一基板管理控制器根據該交流市電的電壓振幅大小，決定對應該每一應用電路的一負載臨界值，該負載臨界值小於一額定總輸出功率，且該負載臨界值的大小相關於該額定總輸出功率的大小。該額定總輸出功率等於該二電源供應單元之其中運作在該啟動模式者的該額定輸出功率之和。

該N個基板管理控制器還分別電連接該N個應用電路，當該等基板管理控制器之其中該者判斷對應的該應用電路的該負載總功率大於或等於對應的該負載臨界值時，通知對應的該基板管理控制器還產生一降載指令至對應的該應用電路，使得對應的該應用電路所消耗的該負載總功率變小。

於是，本發明之另一觀點，提供一種電源管理方法，適用於一電腦系統，該電腦系統包含N個應用電路、二電源供應單元、及N個基板管理控制器，N為正整數。該電源管理方法包含步驟(a)~(e)。

於步驟(a)，藉由該每一應用電路接收至少一直流電壓作為運作的電力，並消耗一對應的負載總功率。

於步驟(b)，藉由該每一電源供應單元適用於接收一交流市電，且操作在一運作狀態為一啟動模式時轉換並輸出該至少一直流電壓，並操作在該運作狀態為一不啟動模式時不輸出該至少一直流電壓，且儲存一第一輸入交流電壓值、一第二輸入交流電壓值、一對應該第一輸入交流電壓值的第一輸出功率值、及一對應該第二輸入交流電壓值的第二輸出功率值，並根據一輸出功率參數決定該至少一直流電壓的一額定輸出功率。

於步驟(c)，藉由該等基板管理控制器之其中一者根據該交流市電的電壓振幅大小對應該第一輸入交流電壓值及該第二輸入交流電壓值之其中哪一者，決定該輸出功率參數等於該第一輸出功率值及該第二輸出功率值之其中對應者，且將該輸出功率參數傳送並儲存至該每一電源供應單元。

於步驟(d)，藉由其中一該電源供應單元運作在該啟動模式，並還根據該每一電源供應單元的該額定輸出功率、該運作狀態及該每一應用電路的該負載總功率，控制另一電源供應單元運作於該啟動模式及該不啟動模式之其中一者。

在一些實施態樣中，該電腦系統還包含一電壓橋接控制器，該電源管理方法還包含步驟(e)及(f)，其中，在步驟(b)中，該每一電源供應單元能偵測並還儲存該交流市電的電壓振幅大小。

在步驟(e)，藉由該電壓橋接控制器接收來自該二電源供應單元的該至少一直流電壓，以輸出至該每一應用電路，且偵測並儲存該每一應用電路的該負載總功率的大小。

在步驟(f)，藉由該電壓橋接控制器還能接收一詢問指令，以讀取該每一電源供應單元所儲存的該第一輸入交流電壓值、該第二輸入交流電壓值、該第一輸出功率值、該第二輸出功率值、及該交流市電的電壓振幅大小。

在步驟(c)中，該等基板管理控制器之其中該者產生該詢問指令，以藉由該電壓橋接控制器獲得該每一電源供應單元所儲存的該第一輸入交流電壓值、該第二輸入交流電壓值、該第一輸出功率值、該第二輸出功率值、與該交流市電的電壓振幅大小、及該每一應用電路的該負載總功率。

在另一些實施態樣中，其中，在步驟(d)中，當其中一該電源供應單元運作在該啟動模式，且其中另一該電源供應單元運作在該不啟動模式時，運作在該啟動模式的該電源供應單元計算一供電狀態。該供電狀態等於該每一應用電路的該負載總功率之和除以運作在該啟動模式的該電源供應單元的該額定輸出功率。當運作在該啟動模式的該電源供應單元判斷該供電狀態大於一預定的第一安全運作臨界值時，控制其中另一該電源供應單元改為運作在該啟動模式。

在另一些實施態樣中，其中，在步驟(d)中，當該二電源供應單元運作在該啟動模式時，其中一該電源供應單元計算一供電狀態。該供電狀態等於該每一應用電路的該負載總功率之和除以運作在該啟動模式的該二電源供應單元的該額定輸出功率之和。當其中一該電源供應單元判斷該供電狀態小於一預定的第二安全運作臨界值時，控制其中另一該電源供應單元改為運作在該不啟動模式。

在另一些實施態樣中，該電源管理方法還包含步驟(g)，藉由該每一基板管理控制器根據該交流市電的電壓振幅大小，決定對應該每一應用電路的一負載臨界值，該負載臨界值小於一額定總輸出功率，且該負載臨界值的大小相關於該額定總輸出功率的大小。該額定總輸出功率等於該二電源供應單元之其中運作在該啟動模式者的該等額定輸出功率之和。

當該等基板管理控制器之其中該者判斷對應的該應用電路的該負載總功率大於或等於對應的該負載臨界值時，通知對應的該基板管理控制器還產生一降載指令至對應的該應用電路，使得對應的該應用電路所消耗的該負載總功率變小。

本發明的功效在於：藉由該等基板管理控制器之其中一者根據該交流市電的電壓振幅大小，決定該輸出功率參數，使得該每一電源供應單元根據該輸出功率參數決定該至少一直流電壓的該額定輸出功率。該等電源供應單元之其中一者運作在該啟動模式，並還根據該每一電源供應單元的該額定輸出功率、該運作狀態及該每一應用電路的該負載總功率，控制另一電源供應單元運作於該啟動模式及該不啟動模式之其中一者，而能解決習知技術的問題。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，本發明電腦系統包含二主板2、3、二基板管理控制器(Baseboard management controller, BMC)21、31、二應用電路22、32、一電力配電板(Power distribution board, PDB)4、一電壓橋接控制器5、及二電源供應單元(Power supply unit, PSU)11、12。

該電腦系統例如是一個伺服器機櫃，該二基板管理控制器21、31及該二應用電路22、32分別設置於該二主板2、3上，以分別形成二節點(Node)。該每一應用電路22、32例如是包含一中央處理器(CPU)、一晶片組(Chipset)、一磁碟儲存單元(如硬碟機)、一泛用型圖型處理單元(General-purpose computing on graphics processing units, GPGPU)的晶片、一圖形顯示晶片、或伺服器的節點中需要耗費電力的任何元件之其中至少一者。

參閱圖1與圖2，圖2是該電腦系統執行一電源管理方法的一實施例，該電源管理方法包含步驟S11~S18。

於步驟S11，藉由該每一應用電路22、32接收該至少一直流電壓Vout1、Vout2作為運作的電力，並消耗該對應的負載總功率。

於步驟S12，藉由該每一電源供應單元11、12適用於接收一交流市電AC1，且操作在一運作狀態為一啟動模式時轉換並輸出至少一直流電壓Vin1、Vin2，並操作在該運作狀態為一不啟動模式時不輸出該至少一直流電壓Vin1、Vin2，且儲存一第一輸入交流電壓值、一第二輸入交流電壓值、一對應該第一輸入交流電壓值的第一輸出功率值、及一對應該第二輸入交流電壓值的第二輸出功率值，並根據一輸出功率參數決定該至少一直流電壓的一額定輸出功率。舉例來說，該每一電源供應單元11、12包括至少一電源供應器。

在本實施例中，該二電源供應單元11、12分別經由二電線(圖未示)與插座的二插孔，接收同一個交流市電AC1，該交流市電AC1的電壓振幅大小例如是110伏特或220伏特。以下為方便說明起見，該二直流電壓Vin1、Vin2例如都是同時包括多種直流電壓，例如該直流電壓Vin1代表12伏特、5伏特、及3.3伏特的三種直流電壓，而該直流電壓Vin2也代表12伏特、5伏特、及3.3伏特的三種直流電壓，但不在此限。也就是說，該二電源供應單元11、12都輸出12伏特、5伏特、及3.3伏特三種直流電壓。

該每一電源供應單元11、12還偵測該交流市電AC1，並還儲存該交流市電AC1的電壓振幅大小，且還支援CRPS(Common redundant power supplies)規範，並藉由設置在該電力配電板4上的一匯流排CR傳收資訊。

於步驟S13，藉由該電壓橋接控制器5接收來自該二電源供應單元11、12的該至少一直流電壓Vin1、Vin2，並還電連接該二應用電路22、32，以將二直流電壓Vout1、Vout2輸出至該每一應用電路22、32，且偵測並儲存該每一應用電路22、32的一負載總功率的大小

舉例來說，該電壓橋接控制器5將所接收的12伏特、5伏特、及3.3伏特的該等直流電壓Vin1、Vin2，依預定的輸出功率之比例分別對應輸出為二直流電壓Vout1、Vout2至該二應用電路22、32，即該等直流電壓Vout1、Vout2都包含12伏特、5伏特、及3.3伏特的輸出電壓，且該等直流電壓Vin1、Vin2的功率總和等於該等直流電壓Vout1、Vout2的功率總和。

另外要補充說明的是：該二直流電壓Vout1、Vout2除了分別提供該二應用電路22、32，作為運作的電力，也還分別提供給設置於該二主板2、3上的其他元件，例如該二基板管理控制器21、31。

於步驟S14，藉由該電壓橋接控制器5還能接收一詢問指令，以讀取該每一電源供應單元11、12所儲存的該第一輸入交流電壓值、該第二輸入交流電壓值、該第一輸出功率值、該第二輸出功率值、及該交流市電AC1的電壓振幅大小。在本實施例中，該電壓橋接控制器5例如是一微控制器(MCU)，但不在此限。

於步驟S15，該等基板管理控制器21、31之其中一者產生該詢問指令，以藉由該電壓橋接控制器5獲得該每一電源供應單元11、12所儲存的該第一輸入交流電壓值、該第二輸入交流電壓值、該第一輸出功率值、該第二輸出功率值、與該交流市電AC1的電壓振幅大小、及該每一應用電路22、32的該負載總功率。該等基板管理控制器21、31之其中一者根據該交流市電AC1的電壓振幅大小對應該第一輸入交流電壓值及該第二輸入交流電壓值之其中哪一者，決定該輸出功率參數等於該第一輸出功率值及該第二輸出功率值之其中對應者，且將該輸出功率參數傳送並儲存至該每一電源供應單元11、12。

更詳細地說，該等基板管理控制器21、31之其中該者是該等基板管理控制器21、31之其中運作在一主控模式(Master mode)者。此外，該二基板管理控制器21、31與該電壓橋接控制器5之間，及該電壓橋接控制器5與該二電源管理單元11、12之間是藉由多個信號S1~S4交換資訊，且該等信號S1~S4是支援電源管理介面(Power supply management interface, PSMI)。

於步驟S16，藉由其中一該電源供應單元11(或12)運作在該啟動模式，並還根據該每一電源供應單元11、12的該額定輸出功率、該運作狀態及該每一應用電路22、32的該負載總功率，控制另一電源供應單元12(或11)運作於該啟動模式及該不啟動模式之其中一者。舉例來說，其中一該電源供應單元11(或12)是該二電源供應單元11、12根據CRPS規範而其中該者決定運作在一主控模式。

更詳細地說，當其中一該電源供應單元11(或12)運作在該啟動模式，且其中另一該電源供應單元12(或11)運作在該不啟動模式時，運作在該啟動模式的該電源供應單元11(或12)計算一供電狀態。該供電狀態等於該每一應用電路22、32的該負載總功率之和除以運作在該啟動模式的該電源供應單元11(或12)的該額定輸出功率。當運作在該啟動模式的該電源供應單元11(或12)判斷該供電狀態大於一預定的第一安全運作臨界值時，控制其中另一該電源供應單元改為運作在該啟動模式12(或11)。

舉例來說，該第一輸入交流電壓值、該第二輸入交流電壓值、該第一輸出功率值、及該第二輸出功率值分別是110伏特、220伏特、500瓦、及1000瓦。該交流市電AC1的電壓振幅大小等於該第一輸入交流電壓值(即110伏特)，且對應的該額定輸出功率等於該第一輸出功率值(即500瓦)時，假設該負載總功率等於450瓦，且該第一安全運作臨界值等於80%，且該電源供應單元11的該運作狀態為該啟動模式，則該電源供應單元11判斷該供電狀態(等於450/500=90%)大於該第一安全運作臨界值(即80%)時，以該匯流排CR傳送資訊將該電源供應單元12啟動共同供電。同樣地，在相同條件下，該交流市電AC1的電壓振幅大小等於該第二輸入交流電壓值(即220伏特)，對應的該額定輸出功率等於該第二輸出功率值(即1000瓦)時，該供電狀態等於450/1000=45%，則該電源供應單元12不會被啟動(運作在該不啟動模式)，也就避免先前技術在此條件下二個電源供應單元都會被啟動所產生的問題。

再者，當該二電源供應單元11、12運作在該啟動模式時，其中一該電源供應單元(如主控模式者)11(或12)計算另一供電狀態。該供電狀態等於該每一應用電路22、32的該負載總功率之和除以運作在該啟動模式的該二電源供應單元11、12的該額定輸出功率之和。當其中一該電源供應單元11(或12)判斷該供電狀態小於一預定的第二安全運作臨界值時，控制其中另一該電源供應單元12(或11)改為運作在該不啟動模式。

舉例來說，該交流市電AC1的電壓振幅大小等於該第二輸入交流電壓值(即220伏特)，且該額定輸出功率等於該第二輸出功率值(即1000瓦)時，假設該負載總功率等於300瓦，且該第二安全運作臨界值等於20%，且該二電源供應單元11、12的該運作狀態都為該啟動模式，則該等電源供應單元11、12之其中一者(如11)判斷該供電狀態(等於300/2000=15%)小於該第二安全運作臨界值(即20%)時，以該匯流排CR傳送資訊將該二電源供應單元11、12之其中另一者(如12)關閉。同樣地，在相同條件下，該交流市電AC1的電壓振幅大小等於該第一輸入交流電壓值(即110伏特)，該額定輸出功率等於該第一輸出功率值(即500瓦)時，該供電狀態等於300/1000=30%，則該二電源供應單元11、12之其中任一者都不會關閉，同時繼續供電，也就避免先前技術在此條件下二個電源供應單元之其中一者都會被關閉所產生的問題。

於步驟S17，當該等基板管理控制器21、31之其中該者判斷該二電源供應單元11、12同時輸出該至少一直流電壓Vin1、Vin2時，產生一指示備援功能已失效的警告訊息。該警告訊息可以經由一基本輸入輸出系統(BIOS)(圖未示)而顯示於一顯示幕(圖未示)上，以通知使用者或系統管理者。

承續前例，該每一基板管理控制器21、31獲得該交流市電AC1的電壓振幅大小等於該第一輸入交流電壓值(即110伏特)，並假設該負載總功率等於800瓦，則該每一基板管理控制器21、31判斷該二個第一輸出功率值都小於該負載總功率(即500瓦小於800瓦)，進而判斷該二電源供應單元11、12同時輸出該等直流電壓Vin1、Vin2。此時，該電腦系統的該二電源供應單元11、12都在運作以輸出該等直流電壓Vin1、Vin2，已無冗餘(Redundancy)電源可供運用。

於步驟S18，藉由該每一基板管理控制器21、31根據該交流市電AC1的電壓振幅大小，決定對應該每一應用電路22、32的一負載臨界值。該負載臨界值小於一額定總輸出功率，且該負載臨界值的大小相關於該額定總輸出功率的大小，該額定總輸出功率等於該二電源供應單元11、12之其中運作在該啟動模式者的該等額定輸出功率之和。

當該等基板管理控制器21、31之其中該者判斷對應的該應用電路22、32的該負載總功率大於或等於對應的該負載臨界值時，通知對應的該基板管理控制器21、31還產生一降載指令至對應的該應用電路22、32，使得對應的該應用電路22、32所消耗的該負載總功率變小

承續前例，當該每一電源供應單元11、12判斷該交流市電AC1的電壓振幅大小對應110伏特時，即實質上等於110伏特但其振幅大小並非完全剛好等於110伏特時，所產生的該直流電壓Vin1、Vin2的該額定輸出功率都是500瓦，因此，該等直流電壓Vin1、Vin2的該額定總輸出功率等於該二個第一輸出功率值之和(即二個額定輸出功率之和等於1000瓦)。

再者，該每一基板管理控制器21、31預先儲存二候選負載臨界值，該二候選負載臨界值分別對應該第一輸入交流電壓值及該第二輸入交流電壓值。當該每一基板管理控制器21、31獲得該交流市電AC1的電壓振幅大小等於該第一輸入交流電壓值及該第二輸入交流電壓值之其中哪一者時，決定該負載臨界值等於對應的該候選負載臨界值。

接續前面的例子，該每一基板管理控制器21、31預先儲存的該二候選負載臨界值是450瓦及900瓦，以分別對應110伏特及220伏特。該每一應用電路22、32的該負載總功率是500瓦。在該交流市電AC1的電壓振幅大小等於110伏特時，該負載總功率(即500瓦)大於該負載臨界值(即450瓦)，該每一基板管理控制器21、31產生該降載指令，使得該每一應用電路22、32的該負載總功率小於或等於該負載臨界值。反之，在該交流市電AC1的電壓振幅大小等於220伏特時，該負載總功率(即500瓦)小於該負載臨界值(即900瓦)，該每一基板管理控制器21、31不產生該降載指令。

要特別補充說明的是：在本實施例中，該電腦系統包含二主板2、3、二基板管理控制器21、31、及二應用電路22、32，而在其他實施例中，該電腦系統也可以僅包含一主板、一基板管理控制器、及一應用電路，或者包含多個主板、多個對應的基板管理控制器、及多個對應的應用電路，不在此限。另外，在其他實施例中，該電壓橋接控制器5也可以被省略，該二基板管理控制器21、31都電連接該二電源供應單元11、12，以獲得該交流市電AC1的電壓振幅大小、該第一輸入交流電壓值、該第二輸入交流電壓值、該第一輸出功率值、該第二輸出功率值、及該每一應用電路22、32的該負載總功率。也就是說，該電壓橋接控制器5的主要目的是避免當該等基板管理控制器的數量很多時，該等電源供應單元11、12的輸出入引腳(Pin)的數量不足。

綜上所述，藉由該等基板管理控制器21、31之其中一者根據該交流市電AC1的電壓振幅大小，決定該輸出功率參數，使得該每一電源供應單元11、12根據該輸出功率參數決定該至少一直流電壓的該額定輸出功率。該等電源供應單元11、12之其中一者運作在該啟動模式，並還根據該每一電源供應單元11、12的該額定輸出功率、該運作狀態及該每一應用電路22、32的該負載總功率，計算該供電狀態，正確地控制另一電源供應單元11、12運作於該啟動模式及該不啟動模式之其中一者。此外，藉由該每一基板管理控制器21、31根據該二電源供應單元11、12所接收的該交流市電AC1的電壓振幅大小判斷該二電源供應單元11、12需要同時輸出該等直流電壓Vin1、Vin2，以提供足夠的該額定總輸出功率時，即滿足該每一應用電路22、32的該負載總功率使用時，產生該警告訊息，以通知管理者或使用者該電腦系統的該二電源供應單元11、12已無法提供備援功能，也就是說，該二電源供應單元11、12已無冗餘(Redundancy)電源可供運用。再者，藉由該每一基板管理控制器21、31根據該交流市電AC1的電壓振幅大小，決定對應該應用電路22、32的該負載臨界值，以在該應用電路22、32的該負載總功率大於或等於該負載臨界值時，產收該降載指令，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

11‧‧‧電源供應單元 12‧‧‧電源供應單元 2‧‧‧主板 21‧‧‧基板管理控制器 22‧‧‧應用電路 3‧‧‧主板 31‧‧‧基板管理控制器 32‧‧‧應用電路 4‧‧‧電力配電板 5‧‧‧電壓橋接控制器 AC1‧‧‧交流市電 Vin1‧‧‧直流電壓 Vin2‧‧‧直流電壓 Vout1‧‧‧直流電壓 Vout2‧‧‧直流電壓 S1‧‧‧信號 S2‧‧‧信號 S3‧‧‧信號 S4‧‧‧信號 CR‧‧‧匯流排 S11~S18‧‧‧步驟

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明本發明電腦系統的一實施例；及圖2是一流程圖，說明本發明電腦系統所實施的一電源管理方法的步驟。

11‧‧‧電源供應單元

12‧‧‧電源供應單元

2‧‧‧主板

21‧‧‧基板管理控制器

22‧‧‧應用電路

3‧‧‧主板

31‧‧‧基板管理控制器

32‧‧‧應用電路

4‧‧‧電力配電板

5‧‧‧電壓橋接控制器

AC1‧‧‧交流市電

Vin1‧‧‧直流電壓

Vin2‧‧‧直流電壓

Vout1‧‧‧直流電壓

Vout2‧‧‧直流電壓

S1‧‧‧信號

S2‧‧‧信號

S3‧‧‧信號

S4‧‧‧信號

CR‧‧‧匯流排

Claims

一種電腦系統，包含： N個應用電路，該每一應用電路接收至少一直流電壓作為運作的電力，並消耗一對應的負載總功率，N為正整數；二電源供應單元，電連接該N個應用電路，該每一電源供應單元適用於接收一交流市電，且操作在一運作狀態為一啟動模式時轉換並輸出該至少一直流電壓，並操作在該運作狀態為一不啟動模式時不輸出該至少一直流電壓，且儲存一第一輸入交流電壓值、一第二輸入交流電壓值、一對應該第一輸入交流電壓值的第一輸出功率值、及一對應該第二輸入交流電壓值的第二輸出功率值，並根據一輸出功率參數決定該至少一直流電壓的一額定輸出功率；及 N個基板管理控制器，電連接該等電源供應單元，其中，該等基板管理控制器之其中一者根據該交流市電的電壓振幅大小對應該第一輸入交流電壓值及該第二輸入交流電壓值之其中哪一者，決定該輸出功率參數等於該第一輸出功率值及該第二輸出功率值之其中對應者，且將該輸出功率參數傳送並儲存至該每一電源供應單元，其中一該電源供應單元運作在該啟動模式，並還根據該每一電源供應單元的該額定輸出功率、該運作狀態及該每一應用電路的該負載總功率，控制另一電源供應單元運作於啟動模式及不啟動模式之其中一者。
如請求項1所述的電腦系統，還包含一電壓橋接控制器，電連接於該二電源供應單元及該N個基板管理控制器與該N個應用電路之間，其中，該每一電源供應單元能偵測並還儲存該交流市電的電壓振幅大小，該電壓橋接控制器接收來自該二電源供應單元的該至少一直流電壓，以輸出至該每一應用電路，且偵測並儲存該每一應用電路的該負載總功率的大小，該電壓橋接控制器還能接收一詢問指令，以讀取該每一電源供應單元所儲存的該第一輸入交流電壓值、該第二輸入交流電壓值、該第一輸出功率值、該第二輸出功率值、及該交流市電的電壓振幅大小，該等基板管理控制器之其中該者產生該詢問指令，以藉由該電壓橋接控制器獲得該每一電源供應單元所儲存的該第一輸入交流電壓值、該第二輸入交流電壓值、該第一輸出功率值、該第二輸出功率值、與該交流市電的電壓振幅大小、及該每一應用電路的該負載總功率。
如請求項1所述的電腦系統，其中，當其中一該電源供應單元運作在該啟動模式，且其中另一該電源供應單元運作在該不啟動模式時，運作在該啟動模式的該電源供應單元計算一供電狀態，該供電狀態等於該每一應用電路的該負載總功率之和除以運作在該啟動模式的該電源供應單元的該額定輸出功率，當運作在該啟動模式的該電源供應單元判斷該供電狀態大於一預定的第一安全運作臨界值時，控制其中另一該電源供應單元改為運作在該啟動模式。
如請求項1所述的電腦系統，其中，當該二電源供應單元運作在該啟動模式時，其中一該電源供應單元計算一供電狀態，該供電狀態等於該每一應用電路的該負載總功率之和除以運作在該啟動模式的該二電源供應單元的該額定輸出功率之和，當其中一該電源供應單元判斷該供電狀態小於一預定的第二安全運作臨界值時，控制其中另一該電源供應單元改為運作在該不啟動模式。
如請求項1所述的電腦系統，其中，該每一基板管理控制器根據該交流市電的電壓振幅大小，決定對應該每一應用電路的一負載臨界值，該負載臨界值小於一額定總輸出功率，且該負載臨界值的大小相關於該額定總輸出功率的大小，該額定總輸出功率等於該二電源供應單元之其中運作在該啟動模式者的該額定輸出功率之和，該N個基板管理控制器還分別電連接該N個應用電路，當該等基板管理控制器之其中該者判斷對應的該應用電路的該負載總功率大於或等於對應的該負載臨界值時，通知對應的該基板管理控制器還產生一降載指令至對應的該應用電路，使得對應的該應用電路所消耗的該負載總功率變小。
一種電源管理方法，適用於一電腦系統，該電腦系統包含N個應用電路、二電源供應單元、及N個基板管理控制器，N為正整數，該電源管理方法包含下列步驟： (a)藉由該每一應用電路接收至少一直流電壓作為運作的電力，並消耗一對應的負載總功率； (b)藉由該每一電源供應單元適用於接收一交流市電，且操作在一運作狀態為一啟動模式時轉換並輸出該至少一直流電壓，並操作在該運作狀態為一不啟動模式時不輸出該至少一直流電壓，且儲存一第一輸入交流電壓值、一第二輸入交流電壓值、一對應該第一輸入交流電壓值的第一輸出功率值、及一對應該第二輸入交流電壓值的第二輸出功率值，並根據一輸出功率參數決定該至少一直流電壓的一額定輸出功率； (c)藉由該等基板管理控制器之其中一者根據該交流市電的電壓振幅大小對應該第一輸入交流電壓值及該第二輸入交流電壓值之其中哪一者，決定該輸出功率參數等於該第一輸出功率值及該第二輸出功率值之其中對應者，且將該輸出功率參數傳送並儲存至該每一電源供應單元；及 (d)藉由其中一該電源供應單元運作在該啟動模式，並還根據該每一電源供應單元的該額定輸出功率、該運作狀態及該每一應用電路的該負載總功率，控制另一電源供應單元運作於該啟動模式及該不啟動模式之其中一者。
如請求項6所述的電源管理方法，該電腦系統還包含一電壓橋接控制器，該電源管理方法還包含步驟(e)及(f)，其中，在步驟(b)中，該每一電源供應單元能偵測並還儲存該交流市電的電壓振幅大小，及在步驟(e)，藉由該電壓橋接控制器接收來自該二電源供應單元的該至少一直流電壓，以輸出至該每一應用電路，且偵測並儲存該每一應用電路的該負載總功率的大小，在步驟(f)，藉由該電壓橋接控制器還能接收一詢問指令，以讀取該每一電源供應單元所儲存的該第一輸入交流電壓值、該第二輸入交流電壓值、該第一輸出功率值、該第二輸出功率值、及該交流市電的電壓振幅大小，在步驟(c)中，該等基板管理控制器之其中該者產生該詢問指令，以藉由該電壓橋接控制器獲得該每一電源供應單元所儲存的該第一輸入交流電壓值、該第二輸入交流電壓值、該第一輸出功率值、該第二輸出功率值、與該交流市電的電壓振幅大小、及該每一應用電路的該負載總功率。
如請求項6所述的電源管理方法，其中，在步驟(d)中，當其中一該電源供應單元運作在該啟動模式，且其中另一該電源供應單元運作在該不啟動模式時，運作在該啟動模式的該電源供應單元計算一供電狀態，該供電狀態等於該每一應用電路的該負載總功率之和除以運作在該啟動模式的該電源供應單元的該額定輸出功率，當運作在該啟動模式的該電源供應單元判斷該供電狀態大於一預定的第一安全運作臨界值時，控制其中另一該電源供應單元改為運作在該啟動模式。
如請求項6所述的電源管理方法，其中，在步驟(d)中，當該二電源供應單元運作在該啟動模式時，其中一該電源供應單元計算一供電狀態，該供電狀態等於該每一應用電路的該負載總功率之和除以運作在該啟動模式的該二電源供應單元的該額定輸出功率之和，當其中一該電源供應單元判斷該供電狀態小於一預定的第二安全運作臨界值時，控制其中另一該電源供應單元改為運作在該不啟動模式。
如請求項6所述的電源管理方法，還包含步驟(g)：藉由該每一基板管理控制器根據該交流市電的電壓振幅大小，決定對應該每一應用電路的一負載臨界值，該負載臨界值小於一額定總輸出功率，且該負載臨界值的大小相關於該額定總輸出功率的大小，該額定總輸出功率等於該二電源供應單元之其中運作在該啟動模式者的該等額定輸出功率之和，及當該等基板管理控制器之其中該者判斷對應的該應用電路的該負載總功率大於或等於對應的該負載臨界值時，通知對應的該基板管理控制器還產生一降載指令至對應的該應用電路，使得對應的該應用電路所消耗的該負載總功率變小。