CN108279763A - 一种高可靠***器板卡电源*** - Google Patents

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义日贵
李岩
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Abstract

本发明实施例公开了一种高可靠***器板卡电源***，涉及服务器主板或板卡设计领域，***具体包含，第一电源开关模块、若干个电源转换模块、若干个一级用电模块、若干个二级用电模块，第一电源开关模块与一个或多个一级用电模块之间分别设有二级电源开关模块，用于接受第一输出电压并向一级用电模块供电，当发生过流时能自行关闭输出。本发明实施例通过在第一电源开关模块与一级用电模块之间设置二级电源开关模块，为一级用电模块提供专用的电源。当其中一个或多个一级用电模块需要维护或发生故障时。二级电源开关模块可有效地隔离故障用电模块，避免了整个板卡电源***发生故障导致服务器发生宕机。

Description

一种高可靠***器板卡电源***
技术领域
本发明涉及服务器主板或板卡设计领域。
背景技术
在实际应用中，服务器需要在机房能够长时间稳定地运行。如果因服务器中某部件发生故障而导致整个***宕机，则对用户造成的损失是巨大的。服务器板卡上的电源***负责处理器、内存、IO设备、硬盘及其他***电路的供电。在长期的运行过程中，电源***具有一定概率会出现不同的故障，有时是电源***自身的故障，但更多时IO设备、硬盘、***电路等用电设备的短路、过流等异常操作导致电源***的故障。
现有技术中，服务器板卡上设计多个电源模块，提供不同芯片和硬件电路工作的电流。其中，常设计多组专用的电源模块，单独提供不同CPU和内存的工作电流。但是，由于板卡上PCIE设备、存储设备、散热模块等工作所需的电压均为几种常见的电平，经常将12V直流输入转为5V、3.3V等不同电平的直流输出，统一给PCIE卡、硬盘、风扇等设备提供电流。服务器板卡常见的电源***设计如附图1。
由于多个设备同时共享同一个电源模块，当其中一个设备发生故障时，可能会导致供电模块异常，从而导致该电源模块的其他用电设备也发生故障。因此，提高可靠性、降低故障率的服务器板卡电源***是具有重要意义的。
发明内容
本发明为解决将供电与用电模块隔离的技术问题。为此，本发明提供一种电源开关模块单元及高可靠***器板卡电源***，它具有可有效隔离故障模块和板卡电源***，避免了整个板卡电源***发生故障而服务器发生宕机的优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种高可靠***器板卡电源***，包含，
第一电源开关模块，用于向若干个一级用电模块及若干个电源转换模块以第一输出电压供电；
若干个电源转换模块，与若干个二级用电模块连接，用于分别向若干个二级用电模块以不同于第一输出电压不同的输出电压供电；
若干个一级用电模块，其输入电压与第一电源开关模块输出电压一致；
若干个二级用电模块，其输入电压与电源转换模块输出电压一致；
所述第一电源开关模块与一个或多个一级用电模块之间分别设有二级电源开关模块，用于接受第一输出电压并向一级用电模块供电，当发生过流时能自行关闭输出。
优选的，其中一个或多个电源转换模块能单独与一个或多个二级用电模块连接。
优选的，其中一个或多个电源转换模块与其中一个或多个二级用电模块之间设有三级电源开关模块，用于接受第二输出电压并向二级用电模块供电，当发生过流时能自行关闭输出。
优选的，电源开关模块，接受供电输入及电源使能信号(Enable)，向用电模块输出供电、向逻辑控制模块输出电源正常信号(PWRGD)及向板卡管理模块输出电源错误信号(Error)，当发生过流时能自行关闭输出；逻辑控制模块，输出电源使能信号(Enable)，接受电源正常信号(PWRGD)，并通过I2C与板卡管理模块通信；板卡管理模块，接受电源错误信号(Error)，并通过I2C与逻辑控制信号通信。此电源开关模块的工作原理是：当电源开关模块未连接用电模块时，逻辑控制模块不会发出Enable信号，即电源模块不会输出电流。当用电模块发生故障时，板卡管理模块可侦测错误信息，且向逻辑控制模块发出命令，即可关闭电源开关模块的电流输出。当用电模块因短路等原因发生过流时，电源开关模块可自行关闭输出，并向板卡管理模块发送错误信息。
本发明提供的实施例具有以下有益效果：
1、通过在第一电源开关模块与一级用电模块之间设置二级电源开关模块，为一级用电模块提供专用的电源。当其中一个或多个一级用电模块需要维护或发生故障时。二级电源开关模块可有效地隔离故障用电模块，避免了整个板卡电源***发生故障导致服务器发生宕机。
2、电源转换模块与二级用电模块之间设置三级电源开关模块，为二级用电模块提供专用的电源。当其中一个或多个二级用电模块需要维护或发生故障时。三级电源开关模块可有效地隔离故障用电模块，避免了整个板卡电源***发生故障导致服务器发生宕机。
3、电源开关模块与逻辑控制模块及板卡管理模块通信，具有可管理性，当对应功能模块未装配时可关闭电源，当对应功能模块发生短路、过流时可主动关闭电源，发生错误时也可被动关闭电源。
附图说明
图1是现有技术的板卡电源***示意图。
图2是实施例1的电路连接示意图。
图3是实施例2的电源开关模块连接示意图。
图4是实施例3的电路连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
对比例1
一种服务器板卡电源***，包含，
电源开关模块1，其电压是12V输入和12V输出，用于一级用电模块硬盘、PCIE卡、风扇、电源转换模块1、电源转换模块2及其他电路以12V输出供电；
电源转换模块1接受12V电压输入，以5V输出电压向硬盘及其他电路供电。
电源转换模块2接受12V电压输入，以3.3V输出电压向PCIE卡及其他电路供电。
当风扇发生过流时，如果电源开关模块1自动关闭输出会影响其他各用电模块的供电。
实施例1
如图2所示，一种高可靠***器板卡电源***，包含，
第一电源开关模块(电源开关模块1)，接受12V输入电压，用于向一级用电模块(硬盘、PCIE卡、风扇)及电源转换模块1、电源转换模块2以12V输出电压供电；
电源转换模块1通过三级电源开关模块(电源开关模块5)向二级用电模块(硬盘)提供硬盘专用5V输出供电。
电源转换模块2通过三级电源开关模块(电源开关模块6)向二级用电模块(PCIE卡)提供PCIE专用3.3V输出供电。
电源开关模块1通过二级电源开关模块(电源开关模块2)向硬盘提供硬盘专用12V输出。电源开关模块1通过二级电源开关模块(电源开关模块3)向PCIE卡提供PCIE专用12V输出。电源开关模块1通过二级电源开关模块(电源开关模块4)向风扇提供风扇专用12V输出。
电源开关模块2/3/4/5/6为TPS2421芯片，或此类简单的电源开关芯片。其与电源开关模块1的区别是开关电流小、***硬件电路简单、占用PCB空间少、价格低廉。
实施例2
一种高可靠***器板卡电源***，与实施例1的不同之处在于，电源开关模块，接受供电输入及电源使能信号(Enable)，向用电模块输出供电、向逻辑控制模块输出电源正常信号(PWRGD)及向板卡管理模块输出电源错误信号(Error)，当发生过流时能自行关闭输出；逻辑控制模块，输出电源使能信号(Enable)，接受电源正常信号(PWRGD)，并通过I2C与板卡管理模块通信；板卡管理模块，接受电源错误信号(Error)，并通过I2C与逻辑控制信号通信。电源开关模块的工作原理是：当电源开关模块未连接用电模块时，逻辑控制模块不会发出Enable信号，即电源模块不会输出电流。当用电模块发生故障时，板卡管理模块可侦测错误信息，且向逻辑控制模块发出命令，即可关闭电源开关模块的电流输出。当用电模块因短路等原因发生过流时，电源开关模块可自行关闭输出，并向板卡管理模块发送错误信息。如图3。
实施例3
一种高可靠***器板卡电源***，包含，
第一电源开关模块(电源开关模块1)，接受12V输入电压，用于向一级用电模块(硬盘、PCIE卡2、风扇1、风扇2)及电源转换模块1、电源转换模块2以12V输出电压供电；
电源转换模块1通过三级电源开关模块(电源开关模块5)向二级用电模块(硬盘)提供硬盘专用5V输出供电。
电源转换模块2向PCIE卡1供电，并通过三级电源开关模块(电源开关模块6)向二级用电模块(PCIE卡)提供PCIE专用3.3V输出供电。
电源开关模块1通过二级电源开关模块(电源开关模块2)向硬盘提供硬盘专用12V输出。电源开关模块1通过二级电源开关模块(电源开关模块3)向PCIE卡提供PCIE专用12V输出。电源开关模块1通过二级电源开关模块(电源开关模块4)向风扇2提供风扇专用12V输出。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种高可靠***器板卡电源***，包含，
第一电源开关模块，用于向若干个一级用电模块及若干个电源转换模块以第一输出电压供电；
若干个电源转换模块，与若干个二级用电模块连接，用于分别向若干个二级用电模块以不同于第一输出电压不同的输出电压供电；
若干个一级用电模块，其输入电压与第一电源开关模块输出电压一致；
若干个二级用电模块，其输入电压与电源转换模块输出电压一致；
其特征在于，所述第一电源开关模块与一个或多个一级用电模块之间分别设有二级电源开关模块，用于接受第一输出电压并向一级用电模块供电，当发生过流时二级电源开关模块能自行关闭输出。
2.如权利要求1所述的高可靠***器板卡电源***，其特征在于，其中一个或多个电源转换模块能单独与一个或多个二级用电模块连接。
3.如权利要求2所述的高可靠***器板卡电源***，其特征在于，其中一个或多个电源转换模块与其中一个或多个二级用电模块之间设有三级电源开关模块，用于接受第二输出电压并向二级用电模块供电，当发生过流时能自行关闭输出。
4.如权利要求1-3所述的任一高可靠***器板卡电源***，其特征在于，电源开关模块，接受供电输入及电源使能信号，向用电模块输出供电、向逻辑控制模块输出电源正常信号及向板卡管理模块输出电源错误信号，当发生过流时能自行关闭输出；逻辑控制模块，输出电源使能信号，接受电源正常信号(PWRGD)，并通过I2C与板卡管理模块通信；板卡管理模块，接受电源错误信号(Error)，并通过I2C与逻辑控制信号通信。
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