CN106598189B - 一种热插拔供电装置、方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种热插拔供电装置、方法及系统。该装置包括:至少一个热插拔模块和至少一个热插拔控制模块;至少一个热插拔模块和至少一个热插拔控制模块一一对应相连;每一个热插拔模块分别与外部的电源背板、一个外部的组件以及一个热插拔控制模块相连,用于利用外部的电源背板提供的供电电压为连接的外部的组件供电;每一个热插拔控制模块,用于当检测到连接的热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,调控当前供电电压,并实时记录调控时长,当调控时长达到预先设定的时长阈值时,检测到连接的热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间,控制连接的热插拔模块停止供电。本发明提供的方案能够有效的降低电压损耗。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域,特别涉及一种热插拔供电装置、方法及系统。
背景技术
热插拔一般是指在不关闭系统、不切断电源的情况下,允许取出和更换硬盘、电源或板卡等部件的技术,因此被广泛的应用于服务器等电子产品中,而保持为电子产品中的待机状态组件供电是实现热插拔的关键之一。
目前,为了实现为电子产品中的待机状态组件供电,常常设置一组热插拔线路以及待机线路,并将待机线路连接电子产品中的各个组件,通过这一组热插拔线路持续地、同时为电子产品中的待机线路和开机线路供电。
无论待机线路和开机线路是否都在工作,现有的热插拔线路都要提供能够满足待机线路和开机线路工作需要的电压。因此,现有热插拔供电方式,电压损耗较大。
发明内容
本发明提供了一种热插拔供电装置、方法及系统,能够有效的降低电压损耗。
第一方面,本发明实施例提供了一种热插拔供电装置,该装置包括:至少一个热插拔模块和至少一个热插拔控制模块;其中,所述至少一个热插拔模块和至少一个热插拔控制模块一一对应相连;
每一个所述热插拔模块,分别与外部的电源背板、一个外部的组件以及一个所述热插拔控制模块相连,用于利用所述外部的电源背板提供的供电电压为连接的所述外部的组件供电;
每一个所述热插拔控制模块,用于当检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,调控所述当前供电电压,并实时记录调控时长,当调控时长达到预先设定的时长阈值时,检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压不位于所述设定的电压阈值区间,控制连接的所述热插拔模块停止供电。
优选地,所述每一个所述热插拔模块,包括:至少一个电阻和至少一个MOS管,其中,所述电阻和所述MOS管一一对应相连;
每一个所述电阻的第一端分别与所述外部的电源背板和对应的所述热插拔控制模块相连,所述电阻的第二端分别与对应的所述MOS管的漏极和所述热插拔控制模块相连;
每一个所述MOS管的源极与一个外部的组件相连,栅极与对应的所述热插拔控制模块相连;
所述热插拔控制模块,用于当调控时长达到所述预先设定的时长阈值时,检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压不位于所述设定的电压阈值区间,控制连接的所述MOS管的源极与漏极不导通。
优选地,所述每一个所述热插拔控制模块,包括:运算放大器、比较器和控制子模块;其中,
所述运算放大器,分别与每一个所述电阻的第一端、每一个所述电阻的第二端以及所述比较器相连,用于采集流经每一个所述电阻的当前电流产生的电压降,利用下述计算公式计算每一个所述电压降对应的放大电压,将所述放大电压发送给所述比较器;
Vi=kVi0
其中,所述Vi表征电阻i产生的电压降对应的放大电压;所述Vi0表征电阻i产生的电压降;所述k表征放大系数;
所述比较器,与所述控制子模块相连,用于当检测到所述运算放大器发送的所述放大电压不位于所述设定的电压阈值区间时,发送第一控制指令给所述控制子模块;当检测到所述运算放大器发送的所述放大电压位于所述设定的电压阈值区间时,发送第二控制指令给所述控制子模块;
所述控制子模块,与每一个所述MOS管的栅极相连,用于根据所述比较器发送的所述第一控制指令,将当前输出电压调控至预先设定的供电电压,并实时记录调控时长,当所述调控时长达到所述预先设定的时长阈值时,未收到所述比较器发送的所述第二控制指令,控制每一个所述MOS管中的源极与漏极不导通。
优选地,所述控制子模块,包括:电荷泵和逻辑控制器;
所述电荷泵,一端与所述逻辑控制器相连,另一端与每一个所述MOS管的栅极相连,用于将当前输出电压调控至所述预先设定的供电电压,并将所述调控后的供电电压传输给每一个所述MOS管;
所述逻辑控制器,分别与所述比较器和每一个所述MOS管的栅极相连,用于根据所述比较器发送的所述第一控制指令,控制所述电荷泵将所述当前输出电压调控至所述预先设定的供电电压,并实时记录调控时长,当所述调控时长达到所述预先设定的时长阈值时,未收到所述比较器发送的所述第二控制指令,控制所述电荷泵停止调控,并控制每一个所述MOS管中的源极与漏极不导通,停止为所述外部的组件供电。
优选地,进一步包括:至少一个过热保护模块;所述至少一个过热保护模块与所述至少一个热插拔模块一一对应相连;
每一个所述过热保护模块,与一个所述热插拔模块以及一个所述热插拔控制模块相连,用于检测连接的所述热插拔模块的当前温度,并将所述当前温度发送至连接的所述热插拔控制模块;
每一个所述热插拔控制模块,用于当所述当前温度值达到设定的温度阈值时,控制连接的所述热插拔模块停止供电。
第二方面,本发明实施例提供了一种热插拔供电方法,该方法包括:
将至少一个热插拔模块和至少一个热插拔控制模块一一对应相连,每一个所述热插拔模块,分别与外部的电源背板、一个外部的组件以及一个所述热插拔控制模块相连;
所述外部的电源背板提供的供电电压通过每一个所述热插拔模块为连接的所述外部的组件供电;
利用每一个所述热插拔控制模块检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压;
当所述当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,利用对应的所述热插拔控制模块调控所述当前供电电压,并实时记录调控时长;
当调控时长达到预先设定的时长阈值时,检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间,利用所述热插拔控制模块控制连接的所述热插拔模块停止供电。
优选地,所述利用所述热插拔控制模块控制连接的所述热插拔模块停止供电,包括:
利用所述热插拔控制模块控制所述热插拔模块中的MOS管的源极与漏极不导通。
优选地,
在所述利用每一个所述热插拔控制模块检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压之后,在所述利用对应的所述热插拔控制模块调控所述当前供电电压之前,进一步包括:
利用所述热插拔控制模块中的运算放大器采集流经每一个所述电阻的当前电流产生的电压降,并利用下述计算公式计算每一个所述电压降对应的放大电压;
Vi=kVi0
其中,所述Vi表征电阻i产生的电压降对应的放大电压;所述Vi0表征电阻i产生的电压降;所述k表征放大系数;
所述当所述当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,利用对应的所述热插拔控制模块调控所述当前供电电压,包括:当所述运算放大器计算出的放大电压不位于设定的电压阈值区间时,利用控制子模块将当前输出电压调控至预先设定的供电电压。
优选地,进一步包括:
利用每一个过热保护模块检测连接的所述热插拔模块的当前温度;
当所述当前温度达到设定的温度阈值时,利用每一个所述热插拔控制模块,控制连接的所述热插拔模块停止供电。
第三方面,本发明实施例提供了一种热插拔供电系统,该系统包括:电源背板、如上述任一所述的热插拔供电装置,至少一个组件;其中,至少一个组件与所述热插拔供电装置中的至少一个热插拔模块一一对应相连;
所述电源背板,与所述热插拔供电装置中的所述热插拔模块相连,用于为所述热插拔供电装置中的所述热插拔模块提供供电电压,以使所述热插拔模块为连接的所述组件供电;
所述每一个组件,与所述热插拔供电装置中的一个所述热插拔模块相连,用于接收所述热插拔供电装置中的热插拔模块传输的供电电压。
可见,本发明实施例提供了一种热插拔供电装置、方法及系统,将至少一个热插拔模块和一个热插拔控制模块一一对应相连,其中,每一个热插拔模块,分别与外部的电源背板、一个外部的组件以及一个热插拔控制模块相连,利用外部的电源背板提供的供电电压为连接的外部的组件供电。每一个热插拔控制模块当检测到连接的热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,调控当前供电电压,并实时记录调控时长,当调控时长达到预先设定的时长阈值时,检测到连接的热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间,控制连接的热插拔模块停止供电。通过上述过程可知,本方案中由于热插拔模块和热插拔控制模块以及外部的组件之间都是一一对应连接的,只有当外部组件需要供电电压时与其连接的热插拔模块才为其提供供电电压,而当外部组件不需要供电电压时与其连接的热插拔模块停止为其提供供电电压。因此,本发明提供的方案能够有效的降低电压损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的一种热插拔装置的结构示意图;
图2是本发明另一个实施例提供的一种热插拔装置的结构示意图;
图3是本发明又一个实施例提供的一种热插拔装置的结构示意图;
图4是本发明又一个实施例提供的一种热插拔装置的结构示意图;
图5是本发明又一个实施例提供的一种热插拔装置的结构示意图;
图6是本发明一个实施例提供的一种热插拔方法的流程图;
图7是本发明一个实施例提供的一种热插拔系统的结构示意图;
图8是本发明另一个实施例提供的一种热插拔系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明实施例提供了一种热插拔供电装置,该装置包括:
至少一个热插拔模块101和至少一个热插拔控制模块102;其中,所述至少一个热插拔模块101和至少一个热插拔控制模块102一一对应相连;
每一个所述热插拔模块101,分别与外部的电源背板、一个外部的组件以及一个所述热插拔控制模块102相连,用于利用所述外部的电源背板提供的供电电压为连接的所述外部的组件供电;
每一个所述热插拔控制模块102,用于当检测到连接的所述热插拔模块101的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,调控所述当前供电电压,并实时记录调控时长,当调控时长达到预先设定的时长阈值时,检测到连接的所述热插拔模块101的当前供电电压不位于所述设定的电压阈值区间,控制连接的所述热插拔模块101停止供电。
如图1所示的实施例,该热插拔装置中至少一个热插拔模块和一个热插拔控制模块一一对应相连,其中,每一个热插拔模块,分别与外部的电源背板、一个外部的组件以及一个热插拔控制模块相连,利用外部的电源背板提供的供电电压为连接的外部的组件供电;每一个热插拔控制模块当检测到连接的热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,调控当前供电电压,并实时记录调控时长,当调控时长达到预先设定的时长阈值时,检测到连接的热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间,控制连接的热插拔模块停止供电。通过上述过程可知,本方案中由于热插拔模块和热插拔控制模块以及外部的组件之间都是一一对应连接的,只有当外部组件需要供电电压时与其连接的热插拔模块才为其提供供电电压,而当外部组件不需要供电电压时与其连接的热插拔模块停止为其提供供电电压。因此,本发明提供的方案能够有效的降低电压损耗。
在本发明一个实施例中,如图2所示,所述每一个所述热插拔模块101中可以包括:至少一个电阻201和至少一个MOS管202,其中,所述电阻201和所述MOS管202一一对应相连;
每一个所述电阻201的第一端分别与所述外部的电源背板和对应的所述热插拔控制模块102相连,所述电阻201的第二端分别与对应的所述MOS管202的漏极D和所述热插拔控制模块102相连;
每一个所述MOS管202的源极S与一个外部的组件相连,栅极G与对应的所述热插拔控制模块102相连;
所述热插拔控制模块102,用于当调控时长达到所述预先设定的时长阈值时,检测到连接的所述热插拔模块101的当前供电电压不位于所述设定的电压阈值区间,控制连接的所述MOS管202的源极S与漏极D不导通。
上述的电阻为测量电流电阻,选用的具体形式及测量电流的范围可以根据具体的业务要求确定,比如可以选用测量电流电阻对应的测量电流的范围为0-500A。上述的MOS管的具体形式也可以根据具体的业务要求确定,比如选用CSD16414Q5MOS管。
另外,上述的电阻和MOS管的数量可以根据具体的业务来确定,可以分为以下两种情况,一种情况:当外部的组件需要的电流小时,比如为待机组件,就只需要一个电阻和一个MOS管,比如选用一个电阻CSD16414Q5和一个MOS管TPS2491。将电阻CSD16414Q5和MOS管TPS2491组成串联电路,其连接方式如下:电阻CSD16414Q5的第一端分别与外部的电源背板和对应的热插拔控制模块相连,电阻CSD16414Q5的第二端分别与MOS管TPS2491的漏极D和热插拔控制模块相连;MOS管TPS2491的源极S与一个外部的组件相连,栅极G与对应的热插拔控制模块相连。另一种情况为:当外部的组件需要的电流大时,需要对电流进行分流时,比如外部组件为开机组件,就只需要至少一个电阻和至少一个MOS管,其中电阻和MOS的数量可以根据具体的业务要求确定,比如选用两个电阻CSD16414Q5和两个MOS管ADM1276。分别将一个电阻CSD16414Q5和一个MOS管ADM1276组成串联电路,然后将两个串联电路,组成并联电路。其连接方式如下:第一个电阻CSD16414Q5的第一端分别与外部的电源背板和对应的热插拔控制模块相连,第一个电阻CSD16414Q5的第二端分别与第一个MOS管ADM1276的漏极D和热插拔控制模块相连;第一个MOS管ADM1276的源极S与开机组件相连,栅极G与对应的热插拔控制模块相连。第二个电阻CSD16414Q5的第一端分别与第一个电阻CSD16414Q5的第一端、外部的电源背板和对应的热插拔控制模块相连,第二个电阻CSD16414Q5的第二端分别与第二个MOS管ADM1276的漏极D和热插拔控制模块相连;第二个MOS管ADM1276的源极S分别与第一个MOS管ADM1276的源极S和开机组件相连,栅极G与对应的热插拔控制模块相连。
上述的预先设定的时间长度阈值和设定的电压阈值区间可以根据具体的业务要求来确定,比如预定的时间长度阈值为1分钟,电压阈值区间为11V至12V。当热插拔控制模块记录的调控时长达到预先设定的时长阈值时1分钟,检测到连接的热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间1V至12V时,控制连接的所有的MOS管的源极与漏极不导通。
根据上述实施例,在每一个热插拔模块中设置至少一个电阻和至少一个MOS管,热插拔控制模块根据调控时长和当前供电电压来控制与其连接的MOS管的源极与漏极是否处于导通状态,从而控制热插拔模块是否为外部的组件传输供电电压。
在本发明一个实施例中,如图3所示,所述每一个所述热插拔控制模块102中可以包括:运算放大器301、比较器302和控制子模块303;其中,
所述运算放大器301,分别与每一个所述电阻201的第一端、每一个所述电阻201的第二端以及所述比较器302相连,用于采集流经每一个所述电阻201的当前电流产生的电压降,利用下述计算公式计算每一个所述电压降对应的放大电压,将所述放大电压发送给所述比较器302;
Vi=kVi0
其中,所述Vi表征电阻i产生的电压降对应的放大电压;所述Vi0表征电阻i产生的电压降;所述k表征放大系数;
所述比较器302,与所述控制子模块303相连,用于当检测到所述运算放大器301发送的所述放大电压不位于所述设定的电压阈值区间时,发送第一控制指令给所述控制子模块303;当检测到所述运算放大器301发送的所述放大电压位于所述设定的电压阈值区间时,发送第二控制指令给所述控制子模块303;
所述控制子模块303,与每一个所述MOS管202的栅极G相连,用于根据所述比较器302发送的所述第一控制指令,将当前输出电压调控至预先设定的供电电压,并实时记录调控时长,当所述调控时长达到所述预先设定的时长阈值时,未收到所述比较器302发送的所述第二控制指令,控制每一个所述MOS管202中的源极S与漏极D不导通。
上述的运算放大器和放大系数k均可根据具体的业务要求来确定,比如可以选用高输入阻抗运算放大器,选定放大系统数k为10。运算放大器分别连接在每一个电阻的两端,用于采集流经每一个电阻的当前电流产生的电压降,另外当是多个同型号的电阻并联时,那么每一个电阻的当前电流产生的电压降均相同,并利用计算公式计算得到每一个电阻产生的电压降对应的放大电压,比如当前电流产生的电压降为10mV,选定放大系统数k为10,那么计算得到的放大电压为10V,并将放大电压10V发送给比较器。
上述的比较器的类型可以根据具体的业务要求来确定,比如选用电压比较器,并根据具体的业务要求设定电压阈值区间,比如设定的电压阈值区间为11V至13V。当检测到运算放大器发送的放大电压比如10V不位于设定的电压阈值区间11V至13V时,说明热插拔模块可能与电源背板分离,则发送第一控制指令给控制子模块;当检测到运算放大器发送的放大电压比如12V位于所述设定的电压阈值区间11V至13V时,说明热插拔模块连接在电源背板上,则发送第二控制指令给控制子模块。
上述的控制子模块中预先设定的供电电压和时长阈值可以根据具体业务要求来确定,比如设定供电电压为12V,设定时长阈值为1分钟,当接收到比较器发送的第一控制指令时,也就是放大电压不位于设定的电压阈值区间内,则将当前输出电压比如10V调控至预先设定的供电电压12V,并实时记录调控时长,当调控时长达到所述预先设定的时长阈值10分钟时,且未收到比较器发送的第二控制指令,也就是当前的放大电压位于设定的电压阈值区间内,则控制每一个MOS管中的源极与漏极不导通,停止为外部的组件传输供电电压。
根据上述实施例,每一个热插拔控制模块中可以包括运算放大器、比较器和控制子模块。比较器根据检测到运算放大器利用采集流经每一个电阻的当前电流产生的电压降得出的放大电压是否位于设定的电压阈值区间内,给控制模块发送相应的控制指令,控制子模块根据比较器发送的控制指令,控制每一个MOS管中的源极与漏极是否处于导通状态,从而控制热插拔模块是否为外部的组件传输供电电压。
在本发明一个实施例中,如图4所示,所述控制子模块303中可以包括:电荷泵401和逻辑控制器402;
所述电荷泵401,一端与所述逻辑控制器402相连,另一端与每一个所述MOS管202的栅极G相连,用于将当前输出电压调控至所述预先设定的供电电压,并将所述调控后的供电电压传输给每一个所述MOS管202;
所述逻辑控制器402,分别与所述比较器302和每一个所述MOS管202的栅极G相连,用于根据所述比较器302发送的所述第一控制指令,控制所述电荷泵401将当前输出电压调控至所述预先设定的供电电压,并实时记录调控时长,当所述调控时长达到所述预先设定的时长阈值时,未收到所述比较器302发送的所述第二控制指令,控制所述电荷泵401停止调控,并控制每一个所述MOS管202中的源极S与漏极D不导通,停止为所述外部的组件供电。
上述的电荷泵和逻辑控制器的类型可以根据具体业务要求确定,其中电荷泵调控的设定的供电电压也可以根据具体业务要求确定,比如设定的供电电压为12V。另外由于电荷泵的调控电压的能力有限,只能在一定时间内维持在设定的供电电压,因此需要设置时长阈值,比如1分钟。当所述逻辑控制器,根据比较器发送的第一控制指令,控制电荷泵将当前输出电压调控至预先设定的供电电压12V,并实时记录调控时长,当实时记录的调控时长达到预先设定的时长阈值1分钟时,而且未收到比较器发送的第二控制指令,则控制电荷泵停止调控当前输出电压,并控制每一个MOS管中的源极与漏极不导通,停止为外部的组件供电。
在本发明一个实施例中,如图5所示,由于热插拔模块在供电过程中自身温度会升高,过高的温度会使热插拔模块工作异常,因此上述热插拔装置可以进一步包括:至少一个过热保护模块501;所述至少一个过热保护模块501与所述至少一个热插拔模块101一一对应相连;
每一个所述过热保护模块501,与一个所述热插拔模块101以及一个所述热插拔控制模块102相连,用于检测连接的所述热插拔模块101的当前温度,并将所述当前温度发送至连接的所述热插拔控制模块102;
每一个所述热插拔控制模块102,用于当所述当前温度值达到设定的温度阈值时,控制连接的所述热插拔模块101停止供电。
上述的过热保护模块的类型可以根据具体要求确定,比如可以采用温度传感器,过热保护模块数量可以与热插拔模块的数量一致,且过热模块与热插拔模块一一对应连接,用于检测连接的热插拔模块的当前温度,并将当前温度比如46℃发送至连接的热插拔控制模块。热插拔控制模块根据具体的业务要求设定相应的温度阈值,比如45℃,当接收到的当前温度46℃达到设定的温度阈值45℃时,控制连接的热插拔模块停止供电。
根据上述实施例,通过设置至少一个过热保护模块,每一个过热保护模块,与一个热插拔模块以及一个热插拔控制模块相连,检测连接的热插拔模块的当前温度;每一个热插拔控制模块当检测到当前温度值达到设定的温度阈值时,控制连接的热插拔模块停止供电,以减少由于热插拔模块在供电过程中自身温度会升高导致外部组件出现损伤的情况发生。
如图6所示,本发明实施例提供了一种热插拔供电方法,该方法可以包括:
步骤601:将至少一个热插拔模块和至少一个热插拔控制模块一一对应相连,每一个所述热插拔模块,分别与外部的电源背板、一个外部的组件以及一个所述热插拔控制模块相连;
步骤602:所述外部的电源背板提供的供电电压通过每一个所述热插拔模块为连接的所述外部的组件供电;
步骤603:利用每一个所述热插拔控制模块检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压;
步骤604:当所述当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,利用对应的所述热插拔控制模块调控所述当前供电电压,并实时记录调控时长;
步骤605:当调控时长达到预先设定的时长阈值时,检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间,利用所述热插拔控制模块控制连接的所述热插拔模块停止供电。
根据图6所示的实施例,通过将至少一个热插拔模块和至少一个热插拔控制模块一一对应相连,每一个热插拔模块分别与外部的电源背板、一个外部的组件以及一个热插拔控制模块相连。外部的电源背板提供的供电电压通过每一个热插拔模块为连接的外部的组件供电,利用每一个热插拔控制模块检测到连接的热插拔模块的当前供电电压;当当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,利用对应的热插拔控制模块调控所述当前供电电压,并实时记录调控时长;当调控时长达到预先设定的时长阈值时,且检测到连接的热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间,利用热插拔控制模块控制连接的热插拔模块停止供电。通过上述过程可知,本方案中由于热插拔模块和热插拔控制模块以及外部的组件之间都是一一对应连接的,只有当外部组件需要供电电压时与其连接的热插拔模块才为其提供供电电压,而当外部组件不需要供电电压时与其连接的热插拔模块停止为其提供供电电压。因此,本发明提供的方案能够有效的降低电压损耗。
在本发明一个实施例中,所述利用所述热插拔控制模块控制连接的所述热插拔模块停止供电,包括:
利用所述热插拔控制模块控制所述热插拔模块中的MOS管的源极与漏极不导通。
在本发明一个实施例中,在所述利用每一个所述热插拔控制模块检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压之后,在所述利用对应的所述热插拔控制模块调控所述当前供电电压之前,进一步包括:
利用所述热插拔控制模块中的运算放大器采集流经每一个所述电阻的当前电流产生的电压降,并利用下述计算公式计算每一个所述电压降对应的放大电压;
Vi=kVi0
其中,所述Vi表征电阻i产生的电压降对应的放大电压;所述Vi0表征电阻i产生的电压降;所述k表征放大系数;
所述当所述当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,利用对应的所述热插拔控制模块调控所述当前供电电压,包括:当所述运算放大器计算出的放大电压不位于设定的电压阈值区间时,利用控制子模块将当前输出电压调控至预先设定的供电电压。
在本发明一个实施例中,所述热插拔方法可以进一步包括:利用每一个过热保护模块检测连接的所述热插拔模块的当前温度;当所述当前温度达到设定的温度阈值时,利用每一个所述热插拔控制模块,控制连接的所述热插拔模块停止供电。
如图7所示,本发明实施例提供了一种热插拔供电系统,该系统包括:电源背板701、如上述任一所述的热插拔供电装置702,至少一个组件703;其中,至少一个组件703与所述热插拔供电装置702中的至少一个热插拔模块7021一一对应相连;
所述电源背板701,与所述热插拔供电装置702中的所述热插拔模块7021相连,用于为所述热插拔供电装置702中的所述热插拔模块7021提供供电电压,以使所述热插拔模块7021为连接的所述组件703供电;
所述每一个组件703,与所述热插拔供电装置702中的一个所述热插拔模块7021相连,用于接收所述热插拔供电装置702中的热插拔模块702传输的供电电压。
比如在服务器2U机箱中,存在4个服务器节点,每一个服务区节点中存在开机功能组件和待机功能组件,每一个服务器节点中的开机功能组件和待机功能组件分别与部署在该服务器中的热插拔供电装置中的两个热插拔模块一一对应连接,另外,两个热插拔模块分别与服务器2U机箱中的电源背板相连,利用电源背板中的供电电压分别为开机功能组件和待机功能组件供电。
下面以在服务器中利用热插拔供电装置利用服务器机柜中的电源背板提供的供电电压为服务器中的待机功能组件和开机功能组件供电为例,展开说明热插拔供电的系统,如图8所示,该系统包括:
热插拔供电装置中,包括第一热插拔模块801和第二热插拔模块802;第一热插拔控制模块803和第二热插拔控制模块804;第一温度传感器805和第二温度传感器806;第一热插拔模块801中包括第一电阻8011和第一MOS管8012;第二热插拔模块802中包括第二电阻8021、第三电阻8022、第二MOS管8023和第三MOS管8024。第一热插拔控制模块803中包括第一运算放大器8031、第一比较器8032、第一电荷泵8033和第一逻辑控制器8034;第二热插拔控制模块804包括第二运算放大器8041、第二比较器8042、第二电荷泵8043和第二逻辑控制器8044。
上述的各个元件间具有如下连接关系:
第一电阻8011和第一MOS管8012组成串联电路,第一电阻8011的第一端分别与服务器机柜中的电源背板81和对应的第一运算放大器8031相连,第一电阻8011的第二端分别与第一MOS管8012的漏极D和对应的第一运算放大器8031相连;第一MOS管8012的源极S与服务器中的待机功能组件82相连,栅极G分别与对应的第一电荷泵8033和第一逻辑控制器8034相连。
第二电阻8021和第二MOS管8023组成串联电路,第三电阻8022和第三MOS管8024组成串联电路,上述的两个串联电路组成并联电路。其中,第二电阻8021的第一端分别与服务器机柜中的电源背板81和对应的第二运算放大器8041相连,第二电阻80121的第二端分别与第二MOS管8023的漏极D和对应的第二运算放大器8041相连;第二MOS管8023的源极S与服务器中的开机功能组件83相连,栅极G分别与对应的第二电荷泵8043和第二逻辑控制器8044相连。第三电阻8022的第一端与第二电阻8021的第一端、服务器机柜中的电源背板81和对应的第二运算放大器8041相连,第三电阻8022的第二端分别与第三MOS管8024的漏极D和对应的第二运算放大器8041相连;第三MOS管8024的源极S分别与MOS管8023的源极S和第二服务器中的开机功能组件相连,栅极G分别与对应的第二电荷泵8043和第二逻辑控制器8044相连。
第一运算放大器8031,分别与第一电阻8011的第一端、第一电阻8011的第二端以及第一述比较器8032相连,用于采集流经第一电阻8011的当前电流产生的电压降,利用下述计算公式计算每一个电压降对应的放大电压,将放大电压发送给第一比较器8032;
Vi=kVi0
其中,所述Vi表征第一电阻8011产生的电压降对应的放大电压;所述Vi0表征第一电阻8011产生的电压降;所述k表征放大系数;
第一述比较器8032,与第一逻辑控制器8034相连,比如当将服务器从电源背板上拔下时,则会检测到第一运算放大器8031发送的放大电压比如10V不位于设定的电压阈值区间比如11V至13V时,发送第一控制指令给第一逻辑控制器8034;比如当将服务器安装到电源背板上时则检测到第一运算放大器8031发送的放大电压比如12V位于设定的电压阈值区间比如11V至13V时,则发送第二控制指令给第一逻辑控制器8034。
第一逻辑控制器8034,分别与第一比较器8032和第一MOS管8012的栅极G相连,用于根据第一比较器8032发送的第一控制指令,控制第一电荷泵8033将当前输出电压调控至预先设定的供电电压比如12V,并实时记录调控时长,当调控时长达到预先设定的时长阈值比如1分钟时,未收到第一比较器8032发送的所述第二控制指令,其中,第二控制指令是指未检测到热插拔模块重新与电源背板连接,使得放大电压位于设定的电压阈值范围内的指令,则控制第一电荷泵8033停止调控,并控制第一MOS管8012中的源极S与漏极D不导通,停止为待机功能组件82供电。
同理,第二运算放大器8041,分别与第二电阻8021和第三电阻8022的第一端、第二电阻8021和第三电阻8022的第二端以及第二比较器8042相连,用于采集流经第二电阻8021和第三电阻8022的当前电流产生的电压降,利用下述计算公式计算每一个电压降对应的放大电压,将放大电压发送给第二比较器8042;
Vi=kVi0
其中,所述Vi表征第二电阻8021和第三电阻8022产生的电压降对应的放大电压;所述Vi0表征第二电阻8021和第三电阻8022产生的电压降;所述k表征放大系数;
第二比较器8042,与第二逻辑控制器8044相连,用于当检测到第二运算放大器8041发送的放大电压比如9V不位于设定的电压阈值区间比如11V至13V时,发送第一控制指令给第二逻辑控制器8044;当检测到第二运算放大器8041发送的放大电压比如12V位于设定的电压阈值区间比如11V至13V时,发送第二控制指令给第二逻辑控制器8044。
第二逻辑控制器8044,分别与第二比较器8042和第二MOS管8023和第三MOS管8024的栅极G相连,用于根据第二比较器8042发送的第一控制指令,控制第二电荷泵8043将当前输出电压调控至预先设定的供电电压比如12V,并实时记录调控时长,当调控时长达到预先设定的时长阈值比如1分钟时,未收到第二比较器8042发送的所述第二控制指令,控制第二电荷泵8043停止调控,并控制第二MOS管8023和第三MOS管8024中的源极S与漏极D不导通,停止为开机功能组件83供电。
另外,第一温度传感器805分别与第一电阻8011和第一MOS管8012相连,实时采集第一电阻8011和第一MOS管8012中分别对应的当前温度值,并将当前温度值发送到第一逻辑控制器8034,当第一逻辑控制器8034检测到第一电阻8011或第一MOS管8012对应的当前温度值达到设定的温度阈值比如45℃时,控制第一MOS管8012中的源极S与漏极D不导通,停止为待机功能组件82供电。第二温度传感器806分别与第二电阻8021、第三电阻8022、第二MOS管8023和第三MOS管8024相连,用于采集与其连接元件的当前温度值,并将采集到的所有当前温度值发送至第二逻辑控制器8044,当第二逻辑控制器8044检测到当前温度值中的至少一个达到设定的温度阈值比如45℃时,并控制第二MOS管8023和第三MOS管8024中的源极S与漏极D不导通,停止为开机功能组件83供电。
上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本发明方法实施例基于同一构思,具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述,此处不再赘述。
综上所述,本发明各个实施例至少可以实现如下有益效果:
1、在本发明实施例中,该热插拔装置中至少一个热插拔模块和一个热插拔控制模块一一对应相连,每一个热插拔模块分别与外部的电源背板、一个外部的组件以及一个热插拔控制模块相连,利用外部的电源背板提供的供电电压为连接的外部的组件供电;每一个热插拔控制模块当检测到连接的热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,调控当前供电电压,并实时记录调控时长,当调控时长达到预先设定的时长阈值时,检测到连接的热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间,控制连接的热插拔模块停止供电。通过上述过程可知,本方案中由于热插拔模块和热插拔控制模块以及外部的组件之间都是一一对应连接的,只有当外部组件需要供电电压时与其连接的热插拔模块才为其提供供电电压,而当外部组件不需要供电电压时与其连接的热插拔模块停止为其提供供电电压。因此,本发明提供的方案能够有效的降低电压损耗。
2、在本发明实施例中,在每一个热插拔模块中设置至少一个电阻和至少一个MOS管,热插拔控制模块根据调控时长和当前供电电压来控制与其连接的MOS管的源极与漏极是否处于导通状态,从而控制热插拔模块是否为外部的组件传输供电电压。
3、在本发明实施例中,每一个热插拔控制模块中可以包括运算放大器、比较器和控制子模块。比较器根据检测到运算放大器利用采集流经每一个电阻的当前电流产生的电压降得出的当前输出电压是否位于设定的电压阈值区间内,给控制模块发送相应的控制指令,控制子模块根据比较器发送的控制指令,控制每一个MOS管中的源极与漏极是否处于导通状态,从而控制热插拔模块是否为外部的组件传输供电电压。
4、在本发明实施例中,控制子单元中可以包括电荷泵和逻辑控制器,通过逻辑控制器控制电荷泵将当前输出电压调控至预先设定的供电电压,因此可以在热插拔的过程中利用电荷泵实现供电电压的缓冲变化。
5、在本发明实施例中,通过设置至少一个过热保护模块,每一个过热保护模块,与一个热插拔模块以及一个热插拔控制模块相连,检测连接的热插拔模块的当前温度;每一个热插拔控制模块当检测到当前温度值达到设定的温度阈值时,控制连接的热插拔模块停止供电,以减少由于热插拔模块在供电过程中自身温度会升高导致外部组件出现损伤的情况发生。
6、在本发明实施例中,热插拔模块中的电阻及MOS管的数量及阻值的大小可以根据实际的电量需求来确定,因此可以灵活选用电阻及MOS管。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个······”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后需要说明的是:以上所述仅为本发明的较佳实施例,仅用于说明本发明的技术方案,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种热插拔供电装置,其特征在于,包括:至少一个热插拔模块和至少一个热插拔控制模块;其中,所述至少一个热插拔模块和至少一个热插拔控制模块一一对应相连;
每一个所述热插拔模块,分别与外部的电源背板、一个外部的组件以及一个所述热插拔控制模块相连,用于利用所述外部的电源背板提供的供电电压为连接的所述外部的组件供电;
每一个所述热插拔控制模块,用于当检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,调控所述当前供电电压,并实时记录调控时长,当调控时长达到预先设定的时长阈值时,检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压不位于所述设定的电压阈值区间,控制连接的所述热插拔模块停止供电;
所述每一个所述热插拔模块,包括:至少一个电阻和至少一个MOS管,其中,所述电阻和所述MOS管一一对应相连;
每一个所述电阻的第一端分别与所述外部的电源背板和对应的所述热插拔控制模块相连,所述电阻的第二端分别与对应的所述MOS管的漏极和所述热插拔控制模块相连;
每一个所述MOS管的源极与一个外部的组件相连,栅极与对应的所述热插拔控制模块相连;
所述热插拔控制模块,用于当调控时长达到所述预先设定的时长阈值时,检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压不位于所述设定的电压阈值区间,控制连接的所述MOS管的源极与漏极不导通;
所述每一个所述热插拔控制模块,包括:运算放大器、比较器和控制子模块;其中,
所述运算放大器,分别与每一个所述电阻的第一端、每一个所述电阻的第二端以及所述比较器相连,用于采集流经每一个所述电阻的当前电流产生的电压降,利用下述计算公式计算每一个所述电压降对应的放大电压,将所述放大电压发送给所述比较器;
Vi=kVi0
其中,所述Vi表征电阻i产生的电压降对应的放大电压;所述Vi0表征电阻i产生的电压降;所述k表征放大系数;
所述比较器,与所述控制子模块相连,用于当检测到所述运算放大器发送的所述放大电压不位于所述设定的电压阈值区间时,发送第一控制指令给所述控制子模块;当检测到所述运算放大器发送的所述放大电压位于所述设定的电压阈值区间时,发送第二控制指令给所述控制子模块;
所述控制子模块,与每一个所述MOS管的栅极相连,用于根据所述比较器发送的所述第一控制指令,将当前输出电压调控至预先设定的供电电压,并实时记录调控时长,当所述调控时长达到所述预先设定的时长阈值时,未收到所述比较器发送的所述第二控制指令,控制每一个所述MOS管中的源极与漏极不导通。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制子模块,包括:电荷泵和逻辑控制器;
所述电荷泵,一端与所述逻辑控制器相连,另一端与每一个所述MOS管的栅极相连,用于将当前输出电压调控至所述预先设定的供电电压,并将所述调控后的供电电压传输给每一个所述MOS管;
所述逻辑控制器,分别与所述比较器和每一个所述MOS管的栅极相连,用于根据所述比较器发送的所述第一控制指令,控制所述电荷泵将当前输出电压调控至所述预先设定的供电电压,并实时记录调控时长,当所述调控时长达到所述预先设定的时长阈值时,未收到所述比较器发送的所述第二控制指令,控制所述电荷泵停止调控,并控制每一个所述MOS管中的源极与漏极不导通,停止为所述外部的组件供电。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,进一步包括:至少一个过热保护模块;所述至少一个过热保护模块与所述至少一个热插拔模块一一对应相连;
每一个所述过热保护模块,与一个所述热插拔模块以及一个所述热插拔控制模块相连,用于检测连接的所述热插拔模块的当前温度,并将所述当前温度发送至连接的所述热插拔控制模块;
每一个所述热插拔控制模块,用于当所述当前温度值达到设定的温度阈值时,控制连接的所述热插拔模块停止供电。
4.一种热插拔供电方法,其特征在于,将至少一个热插拔模块和至少一个热插拔控制模块一一对应相连,每一个所述热插拔模块,分别与外部的电源背板、一个外部的组件以及一个所述热插拔控制模块相连,包括:
所述外部的电源背板提供的供电电压通过每一个所述热插拔模块为连接的所述外部的组件供电;
利用每一个所述热插拔控制模块检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压;
当所述当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,利用对应的所述热插拔控制模块调控所述当前供电电压,并实时记录调控时长;
当调控时长达到预先设定的时长阈值时,检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压不位于设定的电压阈值区间,利用所述热插拔控制模块控制连接的所述热插拔模块停止供电;
所述利用所述热插拔控制模块控制连接的所述热插拔模块停止供电,包括:
利用所述热插拔控制模块控制所述热插拔模块中的MOS管的源极与漏极不导通;
在所述利用每一个所述热插拔控制模块检测到连接的所述热插拔模块的当前供电电压之后,在所述利用对应的所述热插拔控制模块调控所述当前供电电压之前,进一步包括:
利用所述热插拔控制模块中的运算放大器采集流经每一个电阻的当前电流产生的电压降,并利用下述计算公式计算每一个所述电压降对应的放大电压;
Vi=kVi0
其中,所述Vi表征电阻i产生的电压降对应的放大电压;所述Vi0表征电阻i产生的电压降;所述k表征放大系数;
所述当所述当前供电电压不位于设定的电压阈值区间时,利用对应的所述热插拔控制模块调控所述当前供电电压,包括:当所述运算放大器计算出的放大电压不位于设定的电压阈值区间时,利用控制子模块将当前输出电压调控至预先设定的供电电压。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,进一步包括:
利用每一个过热保护模块检测连接的所述热插拔模块的当前温度;
当所述当前温度达到设定的温度阈值时,利用每一个所述热插拔控制模块,控制连接的所述热插拔模块停止供电。
6.一种热插拔供电系统,其特征在于,包括:电源背板、如权利要求1至3任一所述的热插拔供电装置,至少一个组件;其中,至少一个组件与所述热插拔供电装置中的至少一个热插拔模块一一对应相连;
所述电源背板,与所述热插拔供电装置中的所述热插拔模块相连,用于为所述热插拔供电装置中的所述热插拔模块提供供电电压,以使所述热插拔模块为连接的所述组件供电;
所述每一个组件,与所述热插拔供电装置中的一个所述热插拔模块相连,用于接收所述热插拔供电装置中的热插拔模块传输的供电电压。
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