CN111198590B - 一种服务器供电低温控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种服务器供电低温控制的方法及装置，其中该方法包括：实时采样电源调节芯片的温度；响应于采样的温度低于电源调节芯片的最低温度阈值，计算采样的温度与最低温度阈值的温差；基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片的MOS管的控制信号；将控制信号反馈给电源调节芯片以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片供给负载的电流。本发明的实施例实现了芯片在低温状态下的电流补偿，有效地避免了电源调节芯片在低温工作状态下的采样精度不够导致的输出电流不准的现象，进而提高了服务器整机的稳定性和可靠性。

Description

一种服务器供电低温控制的方法及装置

技术领域

本发明涉及服务器技术领域。本发明进一步涉及一种服务器供电低温控制的方法及装置。

背景技术

随着近年来互联网技术的迅速发展，特别是大数据和云平台等关键技术的突破，对存储服务器的需求越来越大，对存储服务器的产品稳定性和功能的要求也越来越高。

服务器电源是服务器整体***中至关重要的一部分，是保证服务器能否正常工作的基本要求。现有的服务器电源绝大多数都是由VR(Voltage，电源调节)芯片和MOS(MetalOxide Semiconductor，金属氧化物半导体)管组成，通过VR芯片来控制MOS管的开通关断，从而实现电源电压、电流的正常输出功能。因此，VR芯片作为服务器电源最核心的控制部分，其性能参数变得极为关键。

正常情况下，VR芯片通过芯片内部MOS管的导通电阻RDSon将芯片输出端的电流信号转化为电压信号反馈到芯片，芯片内部通过该反馈来进行MOS管的开通关断控制，最终实现对电流的精准侦测及控制。如图1所示，现有方案为VR通过采集输出端电感L1与负载(例如CPU)之间的负载电流，反馈给VR，通过流过MOS管的电阻RDSon转化为电压信号，来实现电流的实时侦测功能，进而调节输出电流供给CPU等负载使用。

但是，上述服务器供电的方案中在低温条件时没有采取补偿措施。通过大量的实测发现：在环境温度极低的情况下，例如如果芯片工作在低于零下30℃的低温状态下，由于电阻RDSon在低温状态下的阻值变化，芯片会出现电流采样不准的情况。此时芯片真正采样到的电流比实际电流要偏大，最终会导致供给负载的电流比该负载所设定的电流阈值大，从而导致负载器件工作发生异常，例如出现CPU降频等不正常的情况，甚至会损坏CPU等负载器件，严重影响服务器的可靠性。

因此，为了解决该问题，在现有基础上需要提出一种低温状态下的服务器供电控制的方法，对采样不准导致供给负载的偏大的电流进行有效的校正和调整。

发明内容

一方面，本发明基于上述目的提出了一种服务器供电低温控制的方法，其中该方法包括以下步骤：

实时采样电源调节芯片的温度；

响应于采样的温度低于电源调节芯片的最低温度阈值，计算采样的温度与最低温度阈值的温差；

基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片的MOS管的控制信号；

将控制信号反馈给电源调节芯片以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片供给负载的电流。

根据本发明的服务器供电低温控制的方法的实施例，其中基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片的MOS管的控制信号进一步包括：

温差每增加指定数值，将补偿电流增大指定大小。

根据本发明的服务器供电低温控制的方法的实施例，其中基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片的MOS管的控制信号进一步包括：

根据补偿电流的大小计算出MOS管的预期导通时间和预期关断时间；

基于MOS管的预期导通时间和预期关断时间生成对MOS管的控制信号。

根据本发明的服务器供电低温控制的方法的实施例，其中将控制信号反馈给电源调节芯片以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片供给负载的电流进一步包括：

基于控制信号由电源调节芯片控制MOS管，通过降低MOS管的导通时间以减小供给负载的电流。

根据本发明的服务器供电低温控制的方法的实施例，其中将控制信号反馈给电源调节芯片以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片供给负载的电流进一步包括：

基于控制信号由补偿控制器接管对MOS管的控制，通过降低MOS管的导通时间以减小供给负载的电流。

另一方面，本发明还提出了一种服务器供电低温控制的装置，其中该装置包括：

至少一个处理器；和

存储器，该存储器存储有处理器可运行的程序指令，该程序指令在被处理器运行时执行以下步骤：

实时采样电源调节芯片的温度；

响应于采样的温度低于电源调节芯片的最低温度阈值，计算采样的温度与最低温度阈值的温差；

基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片的MOS管的控制信号；

将控制信号反馈给电源调节芯片以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片供给负载的电流。

根据本发明的服务器供电低温控制的方法的实施例，其中基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片的MOS管的控制信号进一步包括：

温差每增加指定数值，将补偿电流增大指定大小。

根据本发明的服务器供电低温控制的方法的实施例，其中基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片的MOS管的控制信号进一步包括：

根据补偿电流的大小计算出MOS管的预期导通时间和预期关断时间；

基于MOS管的预期导通时间和预期关断时间生成对MOS管的控制信号。

根据本发明的服务器供电低温控制的方法的实施例，其中将控制信号反馈给电源调节芯片以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片供给负载的电流进一步包括：

基于控制信号由电源调节芯片控制MOS管，通过降低MOS管的导通时间以减小供给负载的电流。

根据本发明的服务器供电低温控制的方法的实施例，其中将控制信号反馈给电源调节芯片以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片供给负载的电流进一步包括：

基于控制信号由补偿控制器接管对MOS管的控制，通过降低MOS管的导通时间以减小供给负载的电流。

采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：通过对电源调节芯片的工作温度进行采样来实时判断是否需要补偿电流，并将监测结果反馈给补偿控制器，补偿控制器通过分析对比来产生控制MOS管的开通关断时间的信号并反馈给电源调节芯片，进而实现了芯片在低温状态下的电流补偿，有效地避免了电源调节芯片在低温工作状态下的采样精度不够导致的输出电流不准的现象，进而提高了服务器整机的稳定性和可靠性。

本发明提供了实施例的各方面，不应当用于限制本发明的保护范围。根据在此描述的技术可设想到其它实施方式，这对于本领域普通技术人员来说在研究以下附图和具体实施方式后将是显而易见的，并且这些实施方式意图被包含在本申请的范围内。

下面参考附图更详细地解释和描述了本发明的实施例，但它们不应理解为对于本发明的限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对现有技术和实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在一些情况下比例可能已经被放大，以便强调和清楚地示出本文描述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，结构顺序可以被不同地布置。

图1示出了服务器中现有的电源调节芯片控制负载供电的示意图；

图2示出了根据本发明的服务器供电低温控制的方法的实施例的电源调节芯片控制负载供电的示意图；

图3示出了根据本发明的服务器供电低温控制的方法的实施例的示意性框图。

具体实施方式

虽然本发明可以以各种形式实施，但是在附图中示出并且在下文中将描述一些示例性和非限制性实施例，但应该理解的是，本公开将被认为是本发明的示例并不意图将本发明限制于所说明的具体实施例。

在下文就本发明的实施例的说明中需要注意的是，其中提到的步骤的编号在没有特殊说明的情况下，仅用于便捷明确地指示该步骤，并不限定所述步骤的顺序。

正常情况下，如图1所示，电源调节芯片10通过电流输出端供给负载20电流。电源调节芯片10通过采集输出端电感L1与负载20(例如CPU)之间的负载电流，通过电流采集端反馈给电源调节芯片10，通过流过电源调节芯片10内部的MOS管的电阻RDSon将电流信号转化为电压信号，来实现电流的实时侦测功能，进而调节电流输出端供给CPU等负载的电流。但是，如前所述，现有的服务器供电的方案中在低温条件时没有采取补偿措施，在环境温度极低的情况下，电源调节芯片10会出现电流采样不准的情况。此时电源调节芯片10真正采样到的电流比实际电流要偏大，最终会导致供给负载20的电流比该负载20所设定的电流阈值大，从而导致负载20器件工作发生异常，例如出现CPU降频等不正常的情况，甚至会损坏CPU等负载器件，严重影响服务器的可靠性。

为此，本发明的实施例在上述现有的服务器供电方案中进行了改进，在原有的电路中增加了补偿电路。图2示出了根据本发明的服务器供电低温控制的方法的实施例的电源调节芯片控制负载供电的示意图。如图2所示，在原有电路基础上，增加一个电流采样补偿电路，通过将电源调节芯片10的温度采样点的温度经过温度传感器40转换输入给补偿控制器30，补偿控制器30根据采样到的实时温度确定需要补偿的程度，从来最终实现准确电流的侦测，进而实现服务器供电低温控制。另外，在补偿控制器30向电源调节芯片10的补偿链路上串联有补偿电阻R1，通过该补偿电阻R1将补偿信号输入给电源调节芯片10，从而调整内部MOS管的导通时间，来实现电源调节芯片10的正常输出。补偿电阻R1优选型号为0.4Ω/1％/0603(阻值/精度/封装)。此外，补偿控制器30优选为CPLD(复杂可编程逻辑器件，Complex Programmable Logic Device)。CPLD具有稳定性好、易于编程、成本经济等优点。

进一步地，图3示出了根据本发明的服务器供电低温控制的方法的实施例的示意性框图。在如图3所示的实施例中，该方法至少包括基于补偿控制器30执行以下步骤：

S1：实时采样电源调节芯片10的温度；

S2：响应于采样的温度低于电源调节芯片10的最低温度阈值，计算采样的温度与最低温度阈值的温差；

S3：基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片10的MOS管的控制信号；

S4：将控制信号反馈给电源调节芯片10以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片10供给负载20的电流。

具体地说，首先补偿控制器30执行步骤S1实时采样电源调节芯片10的温度，优选地通过将电源调节芯片10的温度采样点的温度经过温度传感器40转换输入给补偿控制器30。正常温度下，电源调节芯片10的电流侦测是准确的，当电源调节芯片10的环境温度高于零下30℃时，由于此时电阻RDSon的阻值相对稳定且正常，因此，采集的电流是准确的，此时补偿控制器30不动作。当采样的温度低于电源调节芯片10的最低温度阈值时，例如低于零下30℃时，补偿控制器30执行步骤S2计算采样的温度与最低温度阈值的温差，进一步执行步骤S3基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片10的MOS管的控制信号。在一些实施例中，由于环境温度越低，电流采样不准的情况越严重，供给负载20的电流偏大得越多，因而温差的绝对值越大，对电流的补偿越大，即补偿电流的大小越大。随后，补偿控制器30根据补偿电流的大小生成相应的控制MOS管通断的控制信号。最后，补偿控制器30执行步骤S4将控制信号反馈给电源调节芯片10以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片10供给负载20的电流，即通过调整MOS管的通断来减小电源调节芯片10供给负载20的电流，实现温度的补偿。

在本发明的服务器供电低温控制的方法的一些实施例中，步骤S3基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片10的MOS管的控制信号进一步包括：温差每增加指定数值，将补偿电流增大指定大小。通过大量的测试数据及计算，最终将补偿控制器30的具体计算策略定为：当环境温度低于最低温度阈值(优选为零下30℃)以后，温度每降低1℃，实时电流的补偿值增大-0.1A，通过该策略，能有效改善供给负载20的电流偏移，最终实现电源调节芯片10的正常输出。

在本发明的服务器供电低温控制的方法的一些实施例中，步骤S3基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片10的MOS管的控制信号进一步包括：

S31：根据补偿电流的大小计算出MOS管的预期导通时间和预期关断时间；

S32：基于MOS管的预期导通时间和预期关断时间生成对MOS管的控制信号。

在这些实施例中，MOS管的控制信号的具体生成过程可以细分为S31和S32两个步骤，其中补偿控制器30在步骤S31中根据补偿电流的大小计算出MOS管的预期导通时间和预期关断时间。例如，计算在单位周期内MOS管预期的导通和关断的比例，或者说计算MOS管的用于PWM控制信号的占空比。然后，补偿控制器30在步骤S32中基于步骤S31中确定的MOS管的预期导通时间和预期关断时间生成对MOS管的控制信号。

在本发明的服务器供电低温控制的方法的一些实施例中，步骤S4将控制信号反馈给电源调节芯片10以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片10供给负载20的电流进一步包括：基于控制信号由电源调节芯片10控制MOS管，通过降低MOS管的导通时间以减小供给负载20的电流。也就是说，在补偿控制器30将控制信号反馈给电源调节芯片10后，电源调节芯片10不再基于其本身采集的电流信号控制MOS管的通断，而是根据该控制信号来控制MOS管的通断。与基于其本身采集的电流信号控制MOS管的通断相比较，根据该控制信号来控制MOS管的通断降低了MOS管的导通时间以减小供给负载20的电流。

在本发明的服务器供电低温控制的方法的一些实施例中，步骤S4将控制信号反馈给电源调节芯片10以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片10供给负载20的电流进一步包括：基于控制信号由补偿控制器30接管对MOS管的控制，通过降低MOS管的导通时间以减小供给负载20的电流。在这些实施例中，在补偿控制器30将控制信号反馈给电源调节芯片10后，电源调节芯片10接到控制信号的通知，将MOS管的控制权释放，而由补偿控制器30接管对MOS管的控制，补偿控制器30直接基于控制信号来控制MOS管的通断。与电源调节芯片10基于其本身采集的电流信号控制MOS管的通断相比较，补偿控制器30基于控制信号来控制MOS管的通断降低了MOS管的导通时间以减小供给负载20的电流。

另一方面，本发明还提出了一种服务器供电低温控制的装置，其中该装置包括：至少一个处理器；和存储器，该存储器存储有处理器可运行的程序指令，该程序指令在被处理器运行时执行以下步骤：

S1：实时采样电源调节芯片10的温度；

S2：响应于采样的温度低于电源调节芯片10的最低温度阈值，计算采样的温度与最低温度阈值的温差；

S3：基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片10的MOS管的控制信号；

S4：将控制信号反馈给电源调节芯片10以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片10供给负载20的电流。

在本发明的服务器供电低温控制的装置的一些实施例中，步骤S3基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片10的MOS管的控制信号进一步包括：温差每增加指定数值，将补偿电流增大指定大小。

在本发明的服务器供电低温控制的装置的一些实施例中，步骤S3基于温差确定补偿电流的大小，并根据补偿电流的大小生成对电源调节芯片10的MOS管的控制信号进一步包括：

S31：根据补偿电流的大小计算出MOS管的预期导通时间和预期关断时间；

S32：基于MOS管的预期导通时间和预期关断时间生成对MOS管的控制信号。

在本发明的服务器供电低温控制的装置的一些实施例中，步骤S4将控制信号反馈给电源调节芯片10以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片10供给负载20的电流进一步包括：基于控制信号由电源调节芯片10控制MOS管，通过降低MOS管的导通时间以减小供给负载20的电流。

在本发明的服务器供电低温控制的装置的一些实施例中，步骤S4将控制信号反馈给电源调节芯片10以通过控制MOS管来补偿电源调节芯片10供给负载20的电流进一步包括：基于控制信号由补偿控制器30接管对MOS管的控制，通过降低MOS管的导通时间以减小供给负载20的电流。

本发明实施例公开所述的装置、设备等可为各种电子终端设备，例如手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、智能电视等，也可以是大型终端设备，如服务器等，因此本发明实施例公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备。本发明实施例公开所述的客户端可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。

本文所述的计算机可读存储介质(例如存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。

采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：通过对电源调节芯片的工作温度进行采样来实时判断是否需要补偿电流，并将监测结果反馈给补偿控制器，补偿控制器通过分析对比来产生控制MOS管的开通关断时间的信号并反馈给电源调节芯片，进而实现了芯片在低温状态下的电流补偿，有效地避免了电源调节芯片在低温工作状态下的采样精度不够导致的输出电流不准的现象，进而提高了服务器整机的稳定性和可靠性。

应当理解的是，在技术上可行的情况下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，从而形成本发明范围内的另外实施例。此外，本文所述的特定示例和实施例是非限制性的，并且可以对以上所阐述的结构、步骤及顺序做出相应修改而不脱离本发明的保护范围。

在本申请中，反意连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不旨在指示基数。具体而言，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用旨在表示多个这样对象中可能的一个。然而，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。此外，可以使用连接词“或”来传达同时存在的特征，而不是互斥方案。换句话说，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包容性的并且具有与“包含”相同的范围。

上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅为了清楚理解本发明的原理而提出。在基本上不脱离本文描述的技术的精神和原理的情况下，可以对上述实施例做出许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (8)

1.一种服务器供电低温控制的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

实时采样电源调节芯片的温度；

响应于所述采样的温度低于所述电源调节芯片的最低温度阈值，计算所述采样的温度与所述最低温度阈值的温差；

基于所述温差确定补偿电流的大小，并根据所述补偿电流的大小生成对所述电源调节芯片的MOS管的控制信号；

将所述控制信号反馈给所述电源调节芯片以通过控制所述MOS管来补偿所述电源调节芯片供给负载的电流；

其中，所述将所述控制信号反馈给所述电源调节芯片以通过控制所述MOS管来补偿所述电源调节芯片供给负载的电流进一步包括：

基于所述控制信号由补偿控制器接管对所述MOS管的控制，通过降低所述MOS管的导通时间以减小所述供给负载的电流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述温差确定补偿电流的大小，并根据所述补偿电流的大小生成对所述电源调节芯片的MOS管的控制信号进一步包括：

所述温差每增加指定数值，将所述补偿电流增大指定大小。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述温差确定补偿电流的大小，并根据所述补偿电流的大小生成对所述电源调节芯片的MOS管的控制信号进一步包括：

根据所述补偿电流的大小计算出所述MOS管的预期导通时间和预期关断时间；

基于所述MOS管的预期导通时间和预期关断时间生成对所述MOS管的控制信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述控制信号反馈给所述电源调节芯片以通过控制所述MOS管来补偿所述电源调节芯片供给负载的电流进一步包括：

基于所述控制信号由所述电源调节芯片控制所述MOS管，通过降低所述MOS管的导通时间以减小所述供给负载的电流。

5.一种服务器供电低温控制的装置，其特征在于，所述装置包括：

至少一个处理器；和

存储器，所述存储器存储有处理器可运行的程序指令，所述程序指令在被处理器运行时执行以下步骤：

实时采样电源调节芯片的温度；

响应于所述采样的温度低于所述电源调节芯片的最低温度阈值，计算所述采样的温度与所述最低温度阈值的温差；

基于所述温差确定补偿电流的大小，并根据所述补偿电流的大小生成对所述电源调节芯片的MOS管的控制信号；

将所述控制信号反馈给所述电源调节芯片以通过控制所述MOS管来补偿所述电源调节芯片供给负载的电流；

其中，所述将所述控制信号反馈给所述电源调节芯片以通过控制所述MOS管来补偿所述电源调节芯片供给负载的电流进一步包括：

基于所述控制信号由补偿控制器接管对所述MOS管的控制，通过降低所述MOS管的导通时间以减小所述供给负载的电流。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述基于所述温差确定补偿电流的大小，并根据所述补偿电流的大小生成对所述电源调节芯片的MOS管的控制信号进一步包括：

所述温差每增加指定数值，将所述补偿电流增大指定大小。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述基于所述温差确定补偿电流的大小，并根据所述补偿电流的大小生成对所述电源调节芯片的MOS管的控制信号进一步包括：

根据所述补偿电流的大小计算出所述MOS管的预期导通时间和预期关断时间；

基于所述MOS管的预期导通时间和预期关断时间生成对所述MOS管的控制信号。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述将所述控制信号反馈给所述电源调节芯片以通过控制所述MOS管来补偿所述电源调节芯片供给负载的电流进一步包括：

基于所述控制信号由所述电源调节芯片控制所述MOS管，通过降低所述MOS管的导通时间以减小所述供给负载的电流。

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