本發(fā)明涉及服務(wù)器供電領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種四子星服務(wù)器的供電裝置及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

通常的服務(wù)器結(jié)構(gòu)形態(tài)均以2U機(jī)箱為主，部署在機(jī)房機(jī)架上。為提高部署在機(jī)房機(jī)架上2U空間的服務(wù)器的數(shù)量，四子星服務(wù)器應(yīng)運(yùn)而生。即：在2U的空間內(nèi)部署4個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，能有效地提高機(jī)房的空間利用率。

四子星服務(wù)器包含：4個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、系統(tǒng)散熱風(fēng)扇、硬盤(pán)模組、電源模塊、電源板、系統(tǒng)中板6個(gè)部分。主板在沒(méi)有開(kāi)機(jī)前，需要提供待機(jī)電壓P12V_STBY。由于，四子星節(jié)點(diǎn)主板上需要支持OCP網(wǎng)卡，該網(wǎng)卡也需要提供待機(jī)供電。這樣一來(lái)，單塊主板靜態(tài)待機(jī)電流在1.6A以上，4個(gè)節(jié)點(diǎn)的P21V_STBY靜態(tài)待機(jī)電流在6.4A以上。由于四子星服務(wù)器屬于高密度服務(wù)器，空間緊湊，導(dǎo)致PSU（即：power supply unit--四子星服務(wù)器系統(tǒng)電源）的尺寸受限。

在電源業(yè)界，單塊PSU上P12V_STBY額定電流為3A，因此，應(yīng)用在四子星服務(wù)器系統(tǒng)，為4個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)提供P12V_STBY供電存在供電不夠的問(wèn)題。

附圖2為改進(jìn)前的四子星節(jié)點(diǎn)主板供電結(jié)構(gòu)圖，PSU為單個(gè)節(jié)點(diǎn)主板提供待機(jī)供電+12V_STBY_PSU和開(kāi)機(jī)供電+12V_PSU。這兩組供電通過(guò)熱插拔單元后，為主板上的待機(jī)功能單元提供P12V_STBY,為開(kāi)機(jī)功能單元提供P12V。

這樣一來(lái)，當(dāng)4個(gè)節(jié)點(diǎn)主板同時(shí)搭配OCP網(wǎng)卡，在待機(jī)狀態(tài)下，+12V_STBY_PSU的總靜態(tài)待機(jī)電流（約6.4A）會(huì)超出PSU的額定值（3A），觸發(fā)OCP（過(guò)流保護(hù)），導(dǎo)致系統(tǒng)宕機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是提供一種四子星服務(wù)器的供電裝置及其設(shè)計(jì)方法。

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，將PSU（即：power supply unit）的PSON控制信號(hào)接地，使得PSU在接上市電后，輸出+12V_PSU（針對(duì)1200W的PSU，+12V_PSU的電流可達(dá)到100A，足夠滿足待機(jī)條件下電流的需求）。將+12V_PSU作為四子星系統(tǒng)的待機(jī)供電。

所述的四子星服務(wù)器供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法如下：

S1、設(shè)計(jì)電源背板，在電源背板上，將與PSU相連的PSON接地；

S2、通過(guò)轉(zhuǎn)接線將+12V_PSU傳送到硬盤(pán)背板端；

S3、主板端設(shè)計(jì)+12V_PSU熱插拔線路，轉(zhuǎn)出P12V_MB_STBY供電，實(shí)現(xiàn)主板上的待機(jī)設(shè)備供電；

S4、主板端設(shè)計(jì)負(fù)載開(kāi)關(guān)線路，通過(guò)CPLD輸出信號(hào)使能負(fù)載開(kāi)關(guān)的控制芯片，芯片產(chǎn)生信號(hào)打開(kāi)開(kāi)關(guān)管，實(shí)現(xiàn)主板上開(kāi)機(jī)電P12V輸出，實(shí)現(xiàn)主板上開(kāi)機(jī)設(shè)備供電；

S5、將四子星節(jié)點(diǎn)主板、2個(gè)PSU安裝在四子星服務(wù)器機(jī)箱內(nèi)。

四子星服務(wù)器的供電裝置結(jié)構(gòu)如下：

PSU0和PSU1兩個(gè)電源模塊給電源背板供電；

電源背板與電源分配板實(shí)現(xiàn)P12V連通；

電源分配板完成P12V/P5V_HDD的轉(zhuǎn)換，P5V_HDD單獨(dú)給硬盤(pán)背板供電；

電源背板的P12V直接連通硬盤(pán)背板；

硬盤(pán)背板給風(fēng)扇、硬盤(pán)及四個(gè)節(jié)點(diǎn)主板供電。

優(yōu)選的，所述的四子星節(jié)點(diǎn)主板的工作方法如下：

+12V_PSU作為主板輸入，經(jīng)過(guò)主板熱插拔單元后，產(chǎn)生P12V_MB_STBY；

P12V_MB_STBY分為兩路：

第一路給主板上的待機(jī)功能單元；

第二路通過(guò)CPLD輸出信號(hào)來(lái)控制負(fù)載開(kāi)關(guān)輸出P12V，給主板上的開(kāi)機(jī)功能單元供電。

優(yōu)選的，所述的熱拔插線路，工作方法如下：

當(dāng)負(fù)載端的電流為I，電流通過(guò)電流采樣電阻Rsen后，在Rsen兩端產(chǎn)生電壓Vsen，電壓信號(hào)Vsen通過(guò)差分信號(hào)反饋給隔離控制芯片；在節(jié)點(diǎn)主板帶電插拔時(shí)，輸入端的瞬間電流會(huì)很大，引起Vsen升高，當(dāng)Vsen超出芯片設(shè)定的過(guò)流保護(hù)電壓點(diǎn)時(shí)，芯片就會(huì)發(fā)出控制信號(hào)GATE，關(guān)閉MOS管，起到保護(hù)作用。

優(yōu)選的，所述的負(fù)載開(kāi)關(guān)線路的工作方法為，

通過(guò)PSON信號(hào)來(lái)控制熱插拔芯片；

熱拔插芯片產(chǎn)生GATE信號(hào)，打開(kāi)負(fù)載開(kāi)關(guān)管，實(shí)現(xiàn)供電輸出；

熱拔插芯片連接Css，控制負(fù)載開(kāi)關(guān)管的打開(kāi)快慢。

優(yōu)選的，所述的待機(jī)功能單元，包括OCP網(wǎng)卡、BMC單元、PCH單元、CPLD。

優(yōu)選的，開(kāi)機(jī)功能單元，包括CPU、內(nèi)存。

本發(fā)明的一種四子星服務(wù)器的供電裝置及其設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)將四子星服務(wù)器系統(tǒng)PSU的PSON接地，將產(chǎn)生的+12V_PSU作為節(jié)點(diǎn)主板的總輸入，將主板上分出的其中一路P12V_MB_STBY為待機(jī)功能單元供電，可有效解決因PSU的+12V_STBY_PSU供電能力不足的問(wèn)題，可提高四子星服務(wù)器系統(tǒng)供電可靠性；提高產(chǎn)品品質(zhì)。

附圖說(shuō)明

附圖1為四子星服務(wù)器供電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為改進(jìn)前的四子星節(jié)點(diǎn)主板供電結(jié)構(gòu)圖；

附圖3為改進(jìn)后的四子星節(jié)點(diǎn)主板供電結(jié)構(gòu)圖；

附圖4熱插拔線路結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖5負(fù)載開(kāi)關(guān)線路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

CPLD(Complex Programmable Logic Device)復(fù)雜可編程邏輯器件，是從PAL和GAL器件發(fā)展出來(lái)的器件，相對(duì)而言規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬于大規(guī)模集成電路范圍。是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路為，將PSU（即：power supply unit）的PSON控制信號(hào)接地，使得PSU在接上市電后，輸出+12V_PSU（針對(duì)1200W的PSU，+12V_PSU的電流可達(dá)到100A，足夠滿足待機(jī)條件下電流的需求）。將+12V_PSU作為四子星系統(tǒng)的待機(jī)供電。在四子星主板端，+12V_PSU經(jīng)熱插拔線路輸出，產(chǎn)生主板待機(jī)供電P12V_MB_STBY。接著，P12V_MB_STBY作為主板上負(fù)載開(kāi)關(guān)的輸入。在開(kāi)機(jī)時(shí)，主板上的CPLD會(huì)發(fā)出信號(hào)控制負(fù)載開(kāi)關(guān)打開(kāi)，輸出主板系統(tǒng)供電P12V。

具體的操作方法為：

1）、設(shè)計(jì)電源背板，在電源背板上，將與PSU相連的PSON接地；

2）、通過(guò)轉(zhuǎn)接線將+12V_PSU傳送到硬盤(pán)背板端；

3）、主板端，設(shè)計(jì)+12V_PSU熱插拔線路，轉(zhuǎn)出P12V_MB_STBY供電，實(shí)現(xiàn)主板上的待機(jī)設(shè)備供電；

4）、主板端設(shè)計(jì)負(fù)載開(kāi)關(guān)線路，通過(guò)CPLD輸出信號(hào)使能負(fù)載開(kāi)關(guān)的控制芯片，芯片產(chǎn)生信號(hào)打開(kāi)開(kāi)關(guān)管，實(shí)現(xiàn)主板上開(kāi)機(jī)電P12V輸出，實(shí)現(xiàn)主板上開(kāi)機(jī)設(shè)備供電。

5）、將4個(gè)節(jié)點(diǎn)主板、2個(gè)PSU安裝在四子星服務(wù)器機(jī)箱內(nèi)。

這樣，一種四子星服務(wù)器的供電裝置及其設(shè)計(jì)方法即可實(shí)施完成。

如附圖1所示，為四子星服務(wù)器系統(tǒng)的供電結(jié)構(gòu)圖。

P12V\P5V_HDD依次采用實(shí)心、空心箭頭表示。箭頭的方向表示：從供電端至負(fù)載端。具體如下：

1）、采用1+1冗余供電方式，PSU0和PSU1兩個(gè)電源模塊與電源板互聯(lián)。

2）、電源板用來(lái)實(shí)現(xiàn)P12V連通和P12V/P5V_HDD轉(zhuǎn)換，P5V_HDD單獨(dú)給硬盤(pán)背板供電。

3）、電源板上的P12V連通硬盤(pán)背板，風(fēng)扇、硬盤(pán)及4個(gè)節(jié)點(diǎn)主板在硬盤(pán)背板上取電P12V。

如附圖3所示，為改進(jìn)后的四子星節(jié)點(diǎn)主板供電結(jié)構(gòu)圖。

在PSU端接入市電后，會(huì)產(chǎn)生+12V_PSU的輸出（以1200W的PSU為例，其額定電流值為100A）可以滿足4個(gè)搭配OCP網(wǎng)卡節(jié)點(diǎn)主板部署在2U機(jī)箱內(nèi)的靜態(tài)待機(jī)電流需求。

在改進(jìn)后的節(jié)點(diǎn)主板上，只有+12V_PSU作為主板輸入，經(jīng)過(guò)主板熱插拔單元后，產(chǎn)生P12V_MB_STBY（以1200W的PSU為例，其額定電流值也為100A）。

然后，P12V_MB_STBY分為兩路。第一路給主板上的待機(jī)功能單元（如：OCP網(wǎng)卡、BMC單元、PCH單元、CPLD等）供電。第二路通過(guò)CPLD輸出信號(hào)來(lái)控制負(fù)載開(kāi)關(guān)輸出P12V，給主板上的開(kāi)機(jī)功能單元供電（如：CPU、內(nèi)存等）。

如附圖4所示，為熱插拔單元結(jié)構(gòu)示意圖?；驹砣缦拢?/p>

當(dāng)負(fù)載端的電流為I，則電流通過(guò)電流采樣電阻Rsen后，會(huì)在Rsen兩端產(chǎn)生電壓Vsen，該電壓信號(hào)Vsen通過(guò)差分信號(hào)反饋給隔離控制芯片。

在節(jié)點(diǎn)主板帶電插拔時(shí)，輸入端的瞬間電流會(huì)很大，引起Vsen升高，當(dāng)Vsen超出芯片設(shè)定的過(guò)流保護(hù)電壓點(diǎn)時(shí)，芯片就會(huì)發(fā)出控制信號(hào)GATE，關(guān)閉MOS管。從而，保證線路后端的器件損壞，起到保護(hù)作用。

如附圖5所示，為負(fù)載開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。通過(guò)PSON信號(hào)來(lái)控制熱插拔芯片，接著，芯片會(huì)產(chǎn)生GATE信號(hào)來(lái)打開(kāi)負(fù)載開(kāi)關(guān)管，實(shí)現(xiàn)供電輸出，Css為軟啟動(dòng)電容，可以控制負(fù)載開(kāi)關(guān)管的打開(kāi)快慢，減小打開(kāi)瞬間的浪涌電流。

通過(guò)將四子星服務(wù)器系統(tǒng)PSU的PSON接地，將產(chǎn)生的+12V_PSU作為節(jié)點(diǎn)主板的總輸入，將主板上分出的其中一路P12V_MB_STBY為待機(jī)功能單元供電，可有效解決因PSU的+12V_STBY_PSU供電能力不足的問(wèn)題，可提高四子星服務(wù)器系統(tǒng)供電可靠性。

通過(guò)上面具體實(shí)施方式，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于上述的幾種具體實(shí)施方式。在公開(kāi)的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可任意組合不同的技術(shù)特征，從而實(shí)現(xiàn)不同的技術(shù)方案。