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    一種伺服器機櫃系統及其控制方法。此控制方法適用於伺服器機櫃系統。此控制方法包括多個步驟。伺服器機櫃系統建立通訊連結，以連結至電池備援單元。電池備援單元係連接至伺服器機櫃系統的受電埠。電池備援單元包含複數個相互並聯的電池模組。伺服器機櫃系統控制電池備援單元，以於第一時段進行第一電池模組的有效性測試。伺服器機櫃系統控制電池備援單元，以於一第二時段進行其中之第二電池模組的有效性測試。第一時段及第二時段互不重疊。
    公开号:TW201305804A
    申请号:TW100126882
    申请日:2011-07-28
    公开日:2013-02-01
    发明作者:Tzu-Hung Wang；Chin-Hsiang Chan
    申请人:Quanta Comp Inc；
    IPC主号:G06F1-00
    专利说明:
    伺服器機櫃系統及其控制方法
    本發明是有關於一種伺服器機櫃系統及其控制方法，且特別是有關於一種使用通訊介面來控制電池備援單元進行有效性測試的伺服器機櫃系統及其控制方法。
    電池備援單元(battery backup unit)被用來取代不斷電系統(uninterruptible power supply,UPS)。電池備援單元能在主電源異常(如停電、欠壓、干擾或浪湧)的情況下，供電給伺服器機櫃系統使其維持運作，而啟動如發電機之類的供電設備以獲取備份電源。一般來說，電池備援單元被用於維持伺服器機櫃系統或交換機等關鍵性商用設備或精密儀器的不間斷運行，以防止資訊流失，從而避免企業重大虧損或其他不可預期的後果。
    電池備援單元的有效性關係到系統的穩定度。若電池備援單元因老化或其他因素而失效，將無法在主電源異常時維持伺服器機櫃系統的運作，而有資訊流失的風險。因此，為了確保電池備援單元的有效性，一般可定期性地對電池備援單元進行有效性測試如放電測試，來得知電池是否具有備足夠的電力。
    然而，若電池備援單元在進行放電測試時，伺服器機櫃系統的主電源出現異常情況，如停電。此時，電池備援單元的電力可能已經快被放完，而無法使伺服器機櫃系統維持運作。此時，伺服器機櫃系統的穩定度會出現問題，而可能會有資訊流失。因此，如何降低伺服器機櫃系統之資訊流失的風險，仍為業界所致力之方向之一。
    本發明有關於一種伺服器機櫃系統及其控制方法，能降低伺服器機櫃系統在電池備援單元進行有效性測試時之資訊流失的風險。
    根據本發明之另一方面，提出一種控制方法，適用於伺服器機櫃系統。控制方法包括多個步驟。伺服器機櫃系統建立通訊連結，以連結至電池備援單元。電池備援單元係連接至伺服器機櫃系統的受電埠。電池備援單元包含複數個相互並聯的電池模組。伺服器機櫃系統控制電池備援單元，以於第一時段進行第一電池模組的有效性測試。伺服器機櫃系統控制電池備援單元，以於一第二時段進行其中之第二電池模組的有效性測試。第一時段及第二時段互不重疊。
    根據本發明之一方面，提出一種伺服器機櫃系統，伺服器機櫃系統，包括受電埠、通訊介面、及控制單元。受電埠連接至電池備援單元。電池備援單元包括複數個電池模組。些電池模組係相互並聯連接。通訊介面用以建立一通訊連結，以連結至電池備援單元。控制單元連接至通訊介面。控制單元用以控制電池備援單元以於第一時段進行第一電池模組的有效性測試。控制單元另用以控制電池備援單元以於第二時段進行第二電池模組的有效性測試。第一時段及第二時段互不重疊。
    為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
    以下揭露伺服器機櫃系統及其控制方法之實施例。在一些實施例中，電池備援單元(battery backup unit)包含多個相互並聯連接的電池模組，而該些電池模組經由通訊介面受控於伺服器機櫃系統，以分時地進行有效性測試如放電測試。換言之，當一部分的電池模組進行有效性測試時，另一部分的電池模組並不進行有效性測試，以備伺服器機櫃系統不時之需。如此，可降低伺服器機櫃系統之資訊流失的風險。
    請參照第1圖，其繪示依照本發明實施例之控制方法之流程圖。此控制方法適用於伺服器機櫃系統。此控制方法包括多個步驟。於步驟S110中，伺服器機櫃系統建立一通訊連結，以連結至一電池備援單元。電池備援單元係連接至伺服器機櫃系統的受電埠。電池備援單元包含多個相互並聯的電池模組。於步驟S120中，伺服器機櫃系統控制電池備援單元，以於一第一時段進行一第一電池模組的有效性測試。於步驟S130中，伺服器機櫃系統控制電池備援單元，以於一第二時段進行一第二電池模組的有效性測試。第一時段及第二時段互不重疊。不重疊的兩時段代表電池備援單元的兩個電池模組可分時地進行有效性測試，藉以降低伺服器機櫃系統之資訊流失的風險。
    請參照第2圖，其繪示依據本發明實施例之伺服器機櫃系統及其適用之電池備援單元之一例之方塊圖。伺服器機櫃系統200例如但不受限地可實現為雲端伺服器機櫃系統。伺服器機櫃系統200例如包括多個伺服器(未繪示)，該些伺服器設置於一機櫃上而形成伺服器機櫃系統。伺服器機櫃系統200至少包括受電埠210、通訊介面220、及控制單元230。此例之伺服器機櫃系統200係繪示為如第2圖所示之基本模型以方便說明本發明之實施例，而實際之伺服器機櫃系統應有更多其他未述及於此的電路。
    受電埠210用以連接至電池備援單元300。舉例來說，受電埠210可為直流受電埠，用以接收直流電源。受電埠210可包含兩個或兩個以上的輸入端，用以接收不同極性或各種位準的直流電源，如接收來自一交流/直流電源供應器的電源、或接收來自電池備援單元300的電源。受電埠210用來在伺服器機櫃系統200之主電源出現異常如停電的情況下，將電池備援單元300的供電饋入至系統200，使系統200獲得電力並用於其伺服器本身運作的電能消耗。
    通訊介面220用以建立一通訊連結，以連結至電池備援單元300。於一些實施例中，通訊介面220例如是一無線通訊介面，採用藍牙(Bluetooth)、高傳真無線(Wireless Fidelity,Wi-Fi)、或其他無線通訊標準或無線通訊協定。於另一些實施例中，通訊介面220例如是一有線通訊介面，可經由伺服器機櫃系統200之一通訊匯流排240而連接至電池備援單元300。通訊匯流排240例如是基於RS232、I2C匯流排、控制器區域網路(Controller Area Network,CAN)匯流排、或其他型式的匯流排。
    控制單元230連接至通訊介面220。控制單元230用以經由通訊介面220，控制電池備援單元300使其進行有效性測試。於本實施例中，電池備援單元300包含多個相互並聯連接的電池模組310-1~310-n，如第2圖所示。控制單元230用以規劃或安排此些電池模組310-1~310-n的有效性測試的執行時間與順序，藉以降低伺服器機櫃系統之資訊流失的風險。
    於一些實施例中，控制單元230可控制電池備援單元300，以使此些電池模組310一個個地、依序地、或不同時地進行有效性測試。舉例來說，控制單元230可控制電池備援單元300於一第一時段進行第一電池模組310-1的有效性測試，另控制電池備援單元300以於一第二時段進行一第二電池模組310-2的有效性測試，其中，該第一時段及該第二時段互不重疊。其他電池模組310-3~310-n的有效性測試的時段亦相仿。如此，於任一時段下，伺服器機櫃系統200皆能接受來自未在該時段進行有效性測試之電池模組的供電，故能降低伺服器機櫃系統之資訊流失的風險。
    於另些實施例中，控制單元230可控制電池備援單元300，以於第一時段進行一部分(如兩個或以上)的電池模組的有效性測試時，另於第二時段進行另一部分(如另兩個或以上)的電池模組的有效性測試。如此，於任一時段下，伺服器機櫃系統200皆能接受來自未在該時段進行有效性測試之電池模組的供電，故能降低伺服器機櫃系統之資訊流失的風險。
    對電池備援單元300而言，電池模組310-1~310-n中的每個電池模組包括相仿的元件。以電池模組310-1為例，電池模組310-1包括一供電埠311-1、一直流轉直流轉換器312-1、及一電池313-1。供電埠311-1連接至伺服器機櫃系統200的受電埠210。直流轉直流轉換器312-1連接於電池313-1及供電埠311-1之間，用以轉換電池的電壓為伺服器機櫃系統200所能使用的電壓。電池313-1例如是二次電池(secondary battery)、或其他型式的電池。於一些實作的例子中，電池313-1例如是鋰電池。於另些實作的例子中，電池313-1例如是可重複使用、可充電式、或可替換的電池。
    多個電池模組的配置能提高電池備援單元300的供電穩定性。換言之，若一個電池模組失效，電池備援單元300仍有其他電池模組能提供電力至伺服器機櫃系統200。如此，能提高伺服器機櫃系統200的穩定性，從而降低伺服器機櫃系統之資訊流失的風險。
    再者，對電池備援單元300而言，其有效性測試是用來讓控制單元230得知電池備援單元300是否因老化或其他因素而失效，從而確保電池備援單元300的有效性。於實作之例子中，電池備援單元300的有效性測試例如是放電測試。在放電測試的過程，電池備援單元300可提高其輸出電壓，而將能量釋放至伺服器機櫃系統200。於其他實作之例子中，若電池備援單元300使用鋰電池，則其有效性測試也可視為是一種學習曲線(learning curve)的測試，即紀錄時間與電壓衰減之變化關係的測試。然本發明亦不限於此，電池備援單元300的有效性測試亦可為其他依據其所具有之電池模組的形式、或依據使用者的需求而進行的測試方式。
    請參照第3A圖及第3B圖，其繪示第2圖之伺服器機櫃系統與電池備援單元之通訊過程之一例之時序圖。茲配合第2圖與第3A圖及第3B圖進一步說明如下。
    如步驟S310所示，伺服器機櫃系統200建立一通訊連結而連結至電池備援單元300，以與電池備援單元300進行通訊。對應地，如步驟S410所示，電池備援單元300與伺服器機櫃系統200進行通訊。
    如步驟S312所示，伺服器機櫃系統200讀取前次資料，以得知電池備援單元300前次之有效性測試的結果與進行時間。對應地，如步驟S412所示，電池備援單元300提供伺服器機櫃系統200的所需資料。該資料例如是儲存在電池備援單元300的記憶體，如非揮發性記憶體。伺服器機櫃系統200所讀取的資料例如是電池模組310-1~310-n在前次之有效性測試之執行時間、測試結果的資訊，或是其他如使用年限、製造廠商、製造日期、或電氣特性的出廠資訊。
    如步驟S314所示，伺服器機櫃系統200規劃或安排此些電池模組310-1~310-n之有效性測試的執行時間與順序。伺服器機櫃系統200例如是依據所讀取的資料，來規劃或安排此些電池模組310-1~310-n之有效性測試的執行時間與順序。例如，基於系統穩定性考量，此些電池模組310-1~310-n之有效性測試的執行時間例如是互不相同或互不重疊。此些電池模組310-1~310-n之有效性測試的執行順序例如可依據其等之前次執行時間來決定。例如，前次執行時間愈早者可有愈優先的執行順序。此些電池模組310-1~310-n之有效性測試的執行順序例如可依據其等之前次執行結果來決定。例如，忽略前次未通過有效性測試的電池模組，以縮短總測試時間。
    如步驟S316所示，伺服器機櫃系統200傳送命令，以通知電池備援單元300進行有效性測試。對應地，如步驟S416所示，電池備援單元300接收命令，而開始進行有效性測試。例如，電池備援單元300可開始提高其輸出電壓，以釋放能量。
    如步驟S318所示，伺服器機櫃系統200接收代表測試結果的一回覆資料。對應地，如步驟S418所示，電池備援單元300判斷受測之電池模組之狀態。若測試結果為通過，則如步驟S422所示，電池備援單元300對受測之電池模組進行充電，並於充電完成傳送回覆資料而進入步驟S318。若測試結果為未通過，則如步驟S420所示，電池備援單元300控制其所包含之指示器如發光二極體(light emitting diode,LED)，以產生指示信號如燈光信號，以表示受測之電池模組失效。於一些實施例中，還可有其他步驟用來產生代表測試結果的回覆資料，或儲存測試結果於電池備援單元300的記憶體中。
    如步驟S320所示，伺服器機櫃系統200依據回覆資料判斷受測之電池模組之有效性測試的結果。若測試結果為未通過，則進入步驟S322，若測試結果為通過，則進入步驟S324。
    如步驟S322所示，伺服器機櫃系統200產生指示信號如燈光信號、聲音信號、或使螢幕顯示訊息的信號，以通知或提醒人員進行電池模組的更換。之後，進入步驟S324。
    如步驟S324所示，伺服器機櫃系統200儲存有效性測試的結果。測試結果可由通訊介面220傳送至控制單元230，並儲存於控制單元230的記憶體、或儲存在其他繪示於此的記憶體。
    如步驟S326所示，伺服器機櫃系統200依據此些電池模組310-1~310-n之有效性測試的結果決定一預設負載值。預設負載值用來決定伺服器機櫃系統200於主電源異常時之效能。預設負載值例如可用來決定伺服器機櫃系統於主電源異常時之負載。
    於一些實施例中，預設負載值可用來決定伺服器機櫃系統於主電源異常時仍能維持運作的伺服器的數量。例如，在全載下，伺服器機櫃系統200可開啟所有伺服器，以操作在最高效能、使用最大的耗電量。在半載下，伺服器機櫃系統200則開啟一半的伺服器，並安全地關閉一半的伺服器，以降低效能與耗電量。
    於一些實施例中，預設負載值可用來決定伺服器機櫃系統於主電源異常時每台伺服器的處理器頻率。例如，在全載下，伺服器機櫃系統200使每台伺服器使用最高的處理器頻率，以操作在效能、使用最大的耗電量。在半載下，伺服器機櫃系統200則使每台伺服器降低處理器頻率為原本的一半，以降低效能與耗電量。
    上述之預設負載值是舉例為伺服器的數量與處理器頻率，然本發明亦不限於此，預設負載值亦可為其他與伺服器機櫃系統於主電源異常時之效能、負載、或耗電量有關的參數值。
    於一些實施例中，當一個電池模組之有效性測試的結果為未通過時，伺服器機櫃系統200可降低預設負載值。預設負載值例如是依據電池模組的數量而被降低。舉例來說，假設有十個電池模組，而初始之預設負載值代表滿載。當一個電池模組為失效時，預設負載值可降低十分之一，而代表十分之九載。當一半的電池模組為失效時，預設負載值可降低十分之五，而代表半載。如此，當伺服器機櫃系統200之主電源異常時，伺服器機櫃系統200可避免因操作在過高的效能而使用過高的電力。如此，能提高伺服器機櫃系統的穩定性，以進一步降低伺服器機櫃系統之資訊流失的風險。
    請參照第4圖，其繪示依據本發明實施例之伺服器機櫃系統及其適用之電池備援單元之另一例之方塊圖。
    於此例中，伺服器機櫃系統400包括受電埠410、系統通訊介面420、及系統控制單元430。伺服器機櫃系統400的運作相仿於第2圖的伺服器機櫃系統200，故不重述。
    電池備援單元500包含多個相互並聯連接的電池模組510-1~510-n，且更包含電池通訊介面520與電池控制單元530。電池控制單元530與伺服器機櫃系統400相互通訊，而完成如上所述的控制方法。
    電池控制單元530可代替系統控制單元430來執行原本屬於系統控制單元430的運作。舉例來說，電池控制單元530可接收系統控制單元430的通知而經由通訊介面520下達有效性測試命令，以代替系統控制單元430來控制電池模組510-1~510-n分時地進行有效性測試。另舉例來說，如步驟S314所示，有效性測試的執行時間與順序的安排，可由電池控制單元530代替系統控制單元430來執行。
    不論是由伺服器機櫃系統直接控制電池備援單元來進行有效性測試，或是由伺服器機櫃系統告知電池備援單元內部的控制單元使其代為進行有效性測試，只要能使電池備援單元的多個電池模組能分時地進行有效性測試，皆為本發明的可行實施例。
    本實施例之伺服器機櫃系統及其控制方法，電池備援單元包含多個相互並聯連接的電池模組，而該些電池模組經由通訊介面受控於伺服器機櫃系統，以分時地進行有效性測試如放電測試。如此，可降低伺服器機櫃系統之資訊流失的風險。
    於一些實施例中，模組化的電池備援單元架構加上通訊介面，可由伺服器機櫃系統通知各個模組進行有效性測試。由系統控制的好處在於能統籌所有的負載條件，避免因電池模組的故障、或有效性測試的進行中，失去供電的功能。配合模組化的電池備援單元，系統能控制讓電池模組於不同時段進行有效性測試，以提高系統穩定度。
    於另些實施例中，伺服器機櫃系統於主電源異常時之耗電量，可依據電池模組之有效性測試的結果而被決定，以使伺服器機櫃系統避免因操作在過高的效能而使用過高的電力。如此，能進一步降低伺服器機櫃系統之資訊流失的風險。
    綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
    200、400．．．伺服器機櫃系統
    210、410．．．受電埠
    220、420、520．．．通訊介面
    230、430、530．．．控制單元
    240、440．．．通訊匯流排
    300、500．．．電池備援單元
    310-1~310-n、510-1~410-n．．．電池模組
    311-1~311-n、511-1~511-n．．．供電埠
    312-1~312-n、512-1~512-n．．．直流轉直流轉換器
    313-1~313-n、513-1~513-n．．．電池
    S110~S130、S310~S326、S410~S422．．．流程步驟
    第1圖繪示依照本發明實施例之控制方法之流程圖。
    第2圖繪示依據本發明實施例之伺服器機櫃系統及其適用之電池備援單元之一例之方塊圖。
    第3A圖及第3B圖繪示第2圖之伺服器機櫃系統與電池備援單元之通訊過程之一例之時序圖。
    第4圖繪示依據本發明實施例之伺服器機櫃系統及其適用之電池備援單元之另一例之方塊圖。
    S110~S130．．．流程步驟
    权利要求:
    Claims (18)
    [1] 一種控制方法，適用於一伺服器機櫃系統，該方法包括：該伺服器機櫃系統建立一通訊連結，以連結至一電池備援單元(battery backup unit)，該電池備援單元係連接至該伺服器機櫃系統的受電埠，該電池備援單元包含複數個相互並聯的電池模組；該伺服器機櫃系統控制該電池備援單元，以於一第一時段進行該些電池模組其中之一第一電池模組的有效性測試；以及該伺服器機櫃系統控制該電池備援單元，以於一第二時段進行該些電池模組其中之一第二電池模組的有效性測試，其中，該第一時段及該第二時段互不重疊。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之控制方法，更包括：該伺服器機櫃系統接收來自該電池備援單元之一回覆資料；以及該伺服器機櫃系統依據該回覆資料，判斷該第一電池模組之有效性測試的結果。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之控制方法，其中，該第一電池模組或該第二電池模組的有效性測試為放電測試。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之控制方法，更包括：該伺服器機櫃系統依據該些電池模組之有效性測試的結果決定一預設負載值，該預設負載值用來決定該伺服器機櫃系統於主電源異常時之效能。
    [5] 如申請專利範圍第4項所述之控制方法，其中，當該些電池模組其中一個電流模組之有效性測試的結果為未通過時，該伺服器機櫃系統係降低該預設負載值。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述之控制方法，其中，該伺服器機櫃系統係依據該些電池模組的數量來降低該預設負載值。
    [7] 如申請專利範圍第4項所述之控制方法，其中，該預設負載值用來決定該伺服器機櫃系統於主電源異常時之負載。
    [8] 一種伺服器機櫃系統，包括：一受電埠，用以連接至一電池備援單元(battery backup unit)，該電池備援單元包括複數個電池模組，該些電池模組係相互並聯連接；一通訊介面，用以建立一通訊連結，以連結至該電池備援單元；以及一控制單元，連接至該通訊介面，該控制單元用以控制該電池備援單元以於一第一時段進行該些電池模組其中一第一電池模組的有效性測試，該控制單元另用以控制該電池備援單元以於一第二時段進行該些電池模組其中一第二電池模組的有效性測試，其中，該第一時段及該第二時段互不重疊。
    [9] 如申請專利範圍第8項所述之伺服器機櫃系統，其中各個電池模組包括；一供電埠，連接至該伺服器機櫃系統的受電埠；一電池；以及一直流轉直流轉換器，連接於該電池及該供電埠之間。
    [10] 如申請專利範圍第9項所述之伺服器機櫃系統，其中，該電池為一二次電池。
    [11] 如申請專利範圍第8項所述之伺服器機櫃系統，更包括；一通訊匯流排，用以連接該通訊介面至該電池備援單元。
    [12] 如申請專利範圍第8項所述之伺服器機櫃系統，其中該伺服器機櫃系統更用以接收來自該電池備援單元之一回覆資料，並依據該回覆資料判斷該第一電池模組之有效性測試的結果。
    [13] 如申請專利範圍第8項所述之伺服器機櫃系統，其中，該第一電池模組或該第二電池模組的有效性測試為放電測試。
    [14] 如申請專利範圍第8項所述之伺服器機櫃系統，其中，該伺服器機櫃系統更用以依據該些電池模組之有效性測試的結果決定一預設負載值，該預設負載值用來決定該伺服器機櫃系統於主電源異常時之效能。
    [15] 如申請專利範圍第14項所述之伺服器機櫃系統，其中，當該第一電池模組未通過有效性測試時，該伺服器機櫃系統係降低該預設負載值。
    [16] 如申請專利範圍第15項所述之伺服器機櫃系統，其中，該伺服器機櫃系統係依據該些電池模組的數量來降低該預設負載值。
    [17] 如申請專利範圍第14項所述之伺服器機櫃系統，其中，該預設負載值用來決定該伺服器機櫃系統於主電源異常時之負載。
    [18] 如申請專利範圍第8項所述之伺服器機櫃系統，其中該電池備援單元更包括；另一通訊介面，連接至該些電池模組；以及另一控制單元，連接至該另一通訊介面，受控於該伺服器機櫃系統而控制該些電池模組進行有效性測試。
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