CN107643817A - 一种服务器电压波动保护电路及保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种服务器电压波动保护电路及保护方法，包括用于电压采样的电压采样模块，还包括对采样电压进行比较的电压比较模块、逻辑处理模块、控制模块，所述电压采样模块与电压比较模块连接，逻辑处理模块与电压比较模块连接，控制模块与逻辑处理模块连接。当电压发生波动时，可以快速准确的判断，BMC直接响应，防止电压波动造成的设备或元器件损坏等问题。

Description

一种服务器电压波动保护电路及保护方法

技术领域

本发明涉及的是服务器保护领域，尤其是一种服务器电压波动保护电路及保护方法。

背景技术

随着网络信息的不断发展，服务器在整个电子信息业界中越来越占据着不可替代的地位。然而在服务器正常运行中经常出现板卡烧毁、设备损坏、元器件损坏、***掉电等各种不可预知的问题。然而，导致这些问题发生的原因之一是供电电压波动。一般情况下，工作负载的大幅度变化、静电干扰、热插拔操作、温度变化均会引起电压波动，电压波动时，当工作电压高于设备或元器件的正常工作电压时，极易导致设备或元器件损坏。当工作电压低于设备或元器件的正常工作电压时，会极易触发***掉电或者宕机现象。保证工作电压稳定，防止电压波动是每一个电源设计者需要深入研究的课题。

现有的设计中，为防止电压波动对***造成的损害，通常使用的方案为：将欲保护的电压Vout通过分压电阻R1和R2降压处理后输入到BMC内部。如图1所示，BMC内部程式针对此电压提前设定上下触发阈值，此阈值分为告警阈值和掉电阈值，当Vout电压波动触发告警阈值时，BMC内会产生告警信息，记录到***日志中，***无其他动作；当Vout电压波动触发掉电阈值时，BMC会记录此信息并执行正常关机动作，以此来保护***，避免对***造成损害。此种设计欲保护电压经过分压电阻，将一电压值输出给BMC，BMC获得此电压值后在内部程式中同已设定阈值进行对比分析，后对对比后的结果进行判定，整个过程用时较长，且内部寄存器堆栈一个轮巡才能抓取一次电压值，抓取电压间隔时间较长，整个过程响应速度较慢，容易产生数据丢失现象。若是欲保护的电压layout空间上距离BMC较远，此电压经过分压电阻拉回的信号线路径过长，此反馈路径易被其他噪声干扰，对layout要求较高，易造成误判，给***带来不必要的影响。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种服务器电压波动保护电路及保护方法，当电压发生波动时，可以快速准确的判断，BMC直接响应，防止电压波动造成的设备或元器件损坏等问题。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种服务器电压波动保护电路，包括用于电压采样的电压采样模块，还包括对采样电压进行比较的电压比较模块、逻辑处理模块、控制模块，所述电压采样模块与电压比较模块连接，逻辑处理模块与电压比较模块连接，控制模块与逻辑处理模块连接。

电压采样模块包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，输出电压Vout通过第二分压电阻R2接地，第一分压电阻R1串联在输出电压Vout和第二分压电阻之间，有第一电容C1与第二分压电阻R2并联，第二分压电阻R2与第一分压电阻R1的连接端与电压比较模块连接。欲保护的电压Vout经过两个电压反馈电阻R1和电阻R2分压，所得到的电压经过高频滤波电容C1进行滤波，传输进电压比较模块。

电压比较模块包括第一电压比较器U1和第二电压比较器U2，第二分压电阻R2与第一分压电阻R1的连接端与第一电压比较器U1的反相输入端连接，第二分压电阻R2与第一分压电阻R1的连接端与第二电压比较器U2的同相输入端连接，第一电压比较器U1的同相输入端与第一电压基准Vref1连接，第二电压比较器U2的反相输入端与第二电压基准Vref2连接。逻辑处理模块包括逻辑门U3，逻辑门U3的一个输入端与第一电压比较器U1的输出端连接，逻辑门U3的另一个输入端与第二电压比较器U2的输出端连接。所述的逻辑门U3为或门。

控制模块包括基板管理控制器BMC、MOSFET管，MOSFET管的栅极G与逻辑门U3的输出端连接，MOSFET管的源极S接地，MOSFET管的漏极D与基板管理控制器BMC连接，MOSFET管的栅极G通过第三电阻R3与供电电源V1连接，MOSFET管的漏极D通过第四电阻R4与供电电源V1连接。当欲保护电压Vout波动时，此电压经过电压采样模块的分压电阻分压后，同电压比较模块的比较器设定电压比较，若波动范围超过已设定电压阈值（过压阈值Vup，低电压保护阈值Vdown），将输出高电平传递到逻辑处理部分，经过逻辑门处理后，在控制部分控制MOSFET导通，BMC获得一个低电平信号，BMC将直接记录此信息并做关机处理。

服务器电压波动保护方法，包括如下步骤：1）对输出电压Vout采样；

2）对采样的电压进行比较，判断是否超过设定的过压阈值或者低于设定的低压阈值，如果是则进入步骤3），如果没有超过设定的过压阈值，也没有低于设定的低压阈值，则进入步骤4）；3)逻辑处理模块控制控制模块输出低电平控制信号，基板管理控制器BMC发起关机动作；4）逻辑处理模块控制控制模块输出高电平控制信号，基板管理控制器BMC无动作。逻辑处理模块采用或门，电压比较器U1和电压比较器U2均输出低电平时，逻辑处理模块的或门输出低电平，控制模块的MOSFET管截止，基板管理控制器BMC无动作，电压比较器U1或/和电压比较器U2输出高电平时，控制模块的MOSFET管导通，基板管理控制器BMC接收到低电平，发起关机动作。

所述的步骤2）中对采样的电压采用两个电压比较器U1和U2进行比较，一个为低电压比较器，一个为高电压比较器，低电压比较器的基准电压为Vref1，高电压比较器的基准电压为Vref2，Vref1 =（Vdown– Vref1）* R2/R1，

Vref2 = (Vref2 –Vup) * R2 / R1，其中Vup为过压阈值，Vdown为低压阈值。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中欲保护的电压Vout经过两个电压反馈电阻R1和电阻R2分压，所得到的电压经过高频滤波电容C1进行滤波，传输进电压比较部分，电压比较部分包括两个电压比较器，电压比较器U1为低电压保护器，当Vout的电压值低于设定的低压阈值Vdown时，电压比较器U1输出高电平。反之，输出低电平。逻辑门U3为或门，逻辑门的两个管脚分别同电压比较器U1和电压比较器U2的输出端连接；当逻辑处理部分输出低电平时，MOSFET截止，BMC的信号输入管脚接收到高电平型号，BMC无动作；当逻辑处理部分输出高电平时，MOSFET导通，BMC的信号输入管脚接收到低电平信号，BMC将记录此信息并发起关机动作，保护***不受损害。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为现有技术的电路图。

图2为本发明具体实施方式的结构示意图。

图3为本发明具体实施方式的流程图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

通过附图可以看出，本方案的一种服务器电压波动保护电路，包括用于电压采样的电压采样模块，还包括对采样电压进行比较的电压比较模块、逻辑处理模块、控制模块，所述电压采样模块与电压比较模块连接，逻辑处理模块与电压比较模块连接，控制模块与逻辑处理模块连接。电压采样模块包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，输出电压Vout通过第二分压电阻R2接地，第一分压电阻R1串联在输出电压Vout和第二分压电阻之间，有第一电容C1与第二分压电阻R2并联，第二分压电阻R2与第一分压电阻R1的连接端与电压比较模块连接。电压比较模块包括第一电压比较器U1和第二电压比较器U2，第二分压电阻R2与第一分压电阻R1的连接端与第一电压比较器U1的反相输入端连接，第二分压电阻R2与第一分压电阻R1的连接端与第二电压比较器U2的同相输入端连接，第一电压比较器U1的同相输入端与第一电压基准Vref1连接，第二电压比较器U2的反相输入端与第二电压基准Vref2连接。

逻辑处理模块包括逻辑门U3，逻辑门的U3一个输入端与第一电压比较器U1的输出端连接，逻辑门U3的另一个输入端与第二电压比较器U2的输出端连接。逻辑门U3为或门。

控制模块包括基板管理控制器BMC、MOSFET管，MOSFET管的栅极G与逻辑门U3的输出端连接，MOSFET管的源极S接地，MOSFET管的漏极D与基板管理控制器BMC连接，MOSFET管的栅极G通过第三电阻R3与供电电源V1连接，MOSFET管的漏极D通过第四电阻R4与供电电源V1连接。

基于上述电路的服务器电压波动保护方法，包括如下步骤：

1）对输出电压Vout采样；

2）对采样的电压进行比较，判断是否超过设定的过压阈值或者低于设定的低压阈值，如果是则进入步骤3），如果没有超过设定的过压阈值，也没有低于设定的低压阈值，则进入步骤4）；对采样的电压采用两个电压比较器U1和U2进行比较，一个为低电压比较器，一个为高电压比较器，低电压比较器的基准电压为Vref1，高电压比较器的基准电压为Vref2，Vref1 =（Vdown– Vref1）* R2/R1，Vref2 = (Vref2 –Vup) * R2 / R1，其中Vup为过压阈值，Vdown为低压阈值。

3)逻辑处理模块控制控制模块输出低电平控制信号，基板管理控制器BMC发起关机动作；

4）逻辑处理模块控制控制模块输出高电平控制信号，基板管理控制器BMC无动作。

逻辑处理模块采用或门，电压比较器U1和电压比较器U2均输出低电平时，逻辑处理模块的或门输出低电平，控制模块的MOSFET管截止，基板管理控制器BMC无动作，电压比较器U1或/和电压比较器U2输出高电平时，控制模块的MOSFET管导通，基板管理控制器BMC接收到低电平，发起关机动作。

本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种服务器电压波动保护电路，包括用于电压采样的电压采样模块，其特征是：还包括对采样电压进行比较的电压比较模块、逻辑处理模块、控制模块，所述电压采样模块与电压比较模块连接，逻辑处理模块与电压比较模块连接，控制模块与逻辑处理模块连接。

2.根据权利要求1所述的服务器电压波动保护电路，其特征是：电压采样模块包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，输出电压Vout通过第二分压电阻R2接地，第一分压电阻R1串联在输出电压Vout和第二分压电阻之间，有第一电容C1与第二分压电阻R2并联，第二分压电阻R2与第一分压电阻R1的连接端与电压比较模块连接。

3.根据权利要求2所述的服务器电压波动保护电路，其特征是：电压比较模块包括第一电压比较器U1和第二电压比较器U2，第二分压电阻R2与第一分压电阻R1的连接端与第一电压比较器U1的反相输入端连接，第二分压电阻R2与第一分压电阻R1的连接端与第二电压比较器U2的同相输入端连接，第一电压比较器U1的同相输入端与第一电压基准Vref1连接，第二电压比较器U2的反相输入端与第二电压基准Vref2连接。

4.根据权利要求3所述的服务器电压波动保护电路，其特征是：逻辑处理模块包括逻辑门U3，逻辑门U3的一个输入端与第一电压比较器U1的输出端连接，逻辑门U3的另一个输入端与第二电压比较器U2的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的服务器电压波动保护电路，其特征是：控制模块包括基板管理控制器BMC、MOSFET管，MOSFET管的栅极G与逻辑门U3的输出端连接，MOSFET管的源极S接地，MOSFET管的漏极D与基板管理控制器BMC连接，MOSFET管的栅极G通过第三电阻R3与供电电源V1连接，MOSFET管的漏极D通过第四电阻R4与供电电源V1连接。

6.根据权利要求4所述的服务器电压波动保护电路，其特征是：所述的逻辑门U3为或门。

7.一种服务器电压波动保护方法，包括如下步骤：

1）对输出电压Vout采样；

2）对采样的电压进行比较，判断是否超过设定的过压阈值或者低于设定的低压阈值，如果是则进入步骤3），如果没有超过设定的过压阈值，也没有低于设定的低压阈值，则进入步骤4）；

3)逻辑处理模块控制控制模块输出低电平控制信号，基板管理控制器BMC发起关机动作；

4）逻辑处理模块控制控制模块输出高电平控制信号，基板管理控制器BMC无动作。

8.根据权利要求7所述的服务器电压波动保护方法，其特征是：所述的步骤2）中对采样的电压采用两个电压比较器U1和U2进行比较，一个为低电压比较器，一个为高电压比较器，低电压比较器的基准电压为Vref1，高电压比较器的基准电压为Vref2，

Vref1 =（Vdown– Vref1）* R2/R1

Vref2 = (Vref2 –Vup) * R2 / R1

其中Vup为过压阈值，Vdown为低压阈值。

9.根据权利要求7所述的服务器电压波动保护方法，其特征是：逻辑处理模块采用或门，电压比较器U1和电压比较器U2均输出低电平时，逻辑处理模块的或门输出低电平，控制模块的MOSFET管截止，基板管理控制器BMC无动作，电压比较器U1或/和电压比较器U2输出高电平时，控制模块的MOSFET管导通，基板管理控制器BMC接收到低电平，发起关机动作。