[发明专利]一种整机柜服务器电源模块均流控制系统及方法

说明书

本发明提供一种整机柜服务器电源模块均流控制系统及方法，所述系统包括均流管理模块、均流控制模块、均流母线、电源状态监测模块以及若干电源模块；电源模块包括PWM控制单元、DC输出单元和均流线，电源状态监测模块与PWM控制单元及DC输出单元均连接，DC输出单元还与均流线及PWM控制单元连接；均流母线与每个电源模块的均流线连接；均流控制模块与每个电源模块的PWM控制单元连接；均流管理模块与电源状态监测模块及均流控制模块均连接；均流母线通过各电源模块之间的模拟信令设置实现电源模块之间系统负载的均匀分布进行均流。本发明无需人工干预，系统闭环监控电源模块状态，闭环调整电源模块，实现精确均流。

技术领域

本发明属于服务器电源均流技术领域，具体涉及一种整机柜服务器电源模块均流控制系统及方法。

背景技术

PSU，Power Supply Unit的简称，电源模块。

PWM，Pulse Width Modulation的简称，脉冲宽度调制控制器。

CPLD，Complex Programmable Logic Device的简称，复杂可编程逻辑器件。

RMC，RACK Management Controller，服务器整机柜管理控制器。

随着互联网等网络业务的迅猛发展，集中供电的整机柜服务器开始在许多领域得到广泛应用。在整机柜服务器架构中，监控模块RMC是不可或缺的重要部分，其在应用上，需要记录整机柜各个电源模块的功率变化，并及时反映集中供电的电源模块的工作状态。在整机柜服务器系统中，通常对整机柜服务器的电源模块功率变动监控要求比较高，当整机柜各个电源模块功率输出差异较大，机柜内唯一的监控板卡RMC可以记录每个电源模块的功率差异较大的异常信息并报警，研发人员可通过记录下的异常信息对电源模块故障问题进行分析。而随着对整机柜服务器的要求越来越高，用户对集中供电的电源模块的并联均流的要求也越来越高。因为每个电源模块受不可避免的误差和工艺水平的限制，并联运行的各个电源模块的内阻等参数都会存在差异致使其外特性不尽相同，导致每个电源模块的输出电压也不可能做到完全一致。因此各个电源模块上分担的电流也会有所不同，进而造成各个电源模块上功率分布也不同，会导致输出电压变大，输出电流也大，热应力变大，损坏故障概率上升，从而降低了系统的可靠性。

因此，确保整机柜服务器电源模块平均承担负载设计，就要求整机柜电源模块均流设计，保证整机柜服务器供电可靠性，成为当前服务器电源模块供电设计的必备要求。

目前电源模块有两种均流设计，分别为模拟均流和数字均流。模拟均流就是用模拟信号通过均流总线传递电流信息，完成各个电源模块输出均流控制的一种方法。模拟均流的方法存在精度差问题。数字均流技术需要电源模块定制芯片，使得数字均流技术在设计成本和电源模块的通用性上有局限性。

当前整机柜服务器系统电源模块均流设计过程中主要存在以下问题：

1.会导致服务器PSU故障率升高问题。因为并联运行的各个电源模块的内阻等参数存在差异致使其外特性不尽相同，导致每个电源模块的输出电压也不可能做到完全一致，因此各个电源模块上分担的电流也会有所不同，进而造成各个电源模块上功率分布也不同，会导致输出电流大的电源模块的热应力变大，损坏故障概率上升。

2.会导致服务器PSU可靠性降低问题。因为每个模块的功率分布不一样，功率大的模块长期承受的热应力较大，导致所在模块的PSU可靠性降低。

3.会导致服务器PSU均流兼容性差问题。因为不同模块有的是数字电源设计，有的模拟电源设计，混插会导致电源模块均流兼容性差问题。

因此，服务器系统急需新的、均流效果更为理想，成本更好，且通用性更好的均流方案。

此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种整机柜服务器电源模块均流控制系统及方法，是非常有必要的。

发明内容