CN106648008A - 刀片服务器的电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刀片服务器的电源系统，该刀片服务器的电源系统包括为多个刀片主板供电的主电电源和辅助电源的电源模块；以及与所述多个刀片主板对应设置的多个电源切换模块。通过设置电源切换模块实现了将为刀片主板供电的辅助电源平稳地切换到主电电源，降低了辅助电源的压力，以保证刀片主板热插拔时的稳定性和可靠性。

Description

刀片服务器的电源系统
技术领域
本发明涉及刀片服务器领域，具体来说，涉及一种刀片服务器的电源系统。
背景技术
随着互联网以及企业内部网络的快速发展，企业和网络信息提供商开始面临要对无限增长的数据进行集中存储和处理的问题，这种集中存储和处理成为了网络发展的趋势。于是“节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务”成为了对服务器提出的新要求。
刀片服务器作为一种新产品开始进入了市场。如图1所示，刀片服务器的机箱通常会设计成多片刀片主板共用的机箱，机箱上有包括辅助电源和主电电源的电源模块。辅助电源在主电电源没有打开时，给机箱的管理模块和各个刀片主板的管理单元供电，以保证对机箱和各个刀片主板状态的监测和控制。若机箱内的每一个刀片主板同时使用辅助电源，尤其是在热插拔刀片主板的时候，会给辅助电源带来非常大的压力。
为解决辅助电源压力大的问题，现有技术中采取的是增加辅助电源的供电能力的方法，如图2所示，通过定制电源功率比较大的电源模块来增加辅助电源的供电能力；如图3所示，通过增加电源模块的数量来增加辅助电源的供电能力。
但是增加辅助电源的供电能力的方法会大量增加服务器系统的成本，而且增加的电源模块中主电电源部分的功率不能得到充分的利用，另一方面还会增加服务器系统后期的维护成本。
针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述问题，本发明提出一种刀片服务器的电源系统，能够实现平稳地将辅助电源切换到主电电源供电，能够减轻辅助电源的压力。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种刀片服务器的电源系统包括：为多个刀片主板供电的主电电源和辅助电源的电源模块；以及与多个刀片主板对应设置的多个电源切换模块，电源切换模块包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器；和第四电阻器；其中，第一电阻器的一端连接至辅助电源，另一端连接至第一PMOS管的栅极；第一PMOS管的漏极连接至主电电源，源极连接至为对应的刀片主板提供主电电源或辅助电源的输出节点；第二电阻器的一端连接至第一PMOS管的栅极，另一端连接至第四NMOS管的漏极；第四NMOS管的栅极连接至主电电源，源极连接至接地端；第三电阻器的一端连接至辅助电源，另一端连接至第二PMOS管的栅极；第二PMOS管的源极连接至辅助电源，漏极连接至输出节点；第四电阻器的一端连接至第二PMOS管的栅极，另一端连接至第三NMOS管的漏极；第三NMOS管的栅极连接至第四NMOS管的漏极，源极连接至接地端。
优选地，电源切换模块还包括：连接于第二PMOS管的漏极与输出节点之间的第一二极管；其中，第一二极管的阳极连接至第二PMOS管的漏极，阴极连接至输出节点。
优选地，电源切换模块还包括：第五电阻器，一端连接至第二PMOS管的源极，另一端连接至第二PMOS管的漏极。
优选地，电源切换模块还包括：第一电解电容器，正极连接至接地端，负极连接至第一电阻器的另一端；以及第二电解电容器，正极连接至接地端，负极连接至第三电阻器的另一端。
优选地，电源切换模块还包括：第六电阻器，一端连接至第二PMOS管的源极，另一端连接至接地端。
优选地，主电电源和辅助电源的电压值均为12V。
优选地，第一电阻器和第三电阻器的电阻值均为5KΩ；以及第二电阻器和第四电阻器的电阻值均为1KΩ。
优选地，第六电阻器的电阻值为50KΩ。
优选地，第一电解电容器和第二电解电容器的容值均为0.1μF。
优选地，各个电源模块分别设置于对应的各个刀片主板上。
本发明通过设置电源切换模块实现了将为刀片主板供电的辅助电源平稳地切换到主电电源，降低了辅助电源的压力，以保证刀片主板热插拔时的稳定性和可靠性。
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，下面描述中的附图仅仅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是现有技术中的刀片服务器的电源系统的示意框图；
图2是现有技术中的一种增加辅助电源的供电能力的电源系统的示意框图；
图3是现有技术中的另一种增加辅助电源的供电能力的电源系统的示意框图；
图4根据本发明实施例的刀片服务器的电源系统的示意框图；
图5根据本发明实施例的刀片服务器的电源系统的电源切换模块的电路图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种刀片服务器的电源系统。
结合图4和图5所示，根据本发明实施例的刀片服务器的电源系统包括：为多个刀片主板10供电的主电电源和辅助电源的电源模块30；以及与多个刀片主板10对应设置的多个电源切换模块20。
其中，电源切换模块20包括第一PMOS管Q1、第二PMOS管Q2、第三NMOS管Q3、第四NMOS管Q4、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3；和第四电阻器R4；第一电阻器R1的一端连接至辅助电源，另一端连接至第一PMOS管Q1的栅极；第一PMOS管Q1的漏极连接至主电电源，源极连接至为对应的刀片主板10提供主电电源或辅助电源的输出节点P_OUT；第二电阻器R2的一端连接至第一PMOS管Q1的栅极，另一端连接至第四NMOS管Q4的漏极；第四NMOS管Q4的栅极连接至主电电源，源极连接至接地端；第三电阻器R3的一端连接至辅助电源，另一端连接至第二PMOS管Q2的栅极；第二PMOS管Q2的源极连接至辅助电源，漏极连接至输出节点P_OUT；第四电阻器R4的一端连接至第二PMOS管Q2的栅极，另一端连接至第三NMOS管Q3的漏极；第三NMOS管Q3的栅极连接至第四NMOS管Q4的漏极，源极连接至接地端；输出节点P_OUT连接至对应的刀片主板10。
优选地，在本实施例中主电电源和辅助电源的电压值均为12V。具体地，如图5所示，辅助电源为P12V_STBY，主电电源包括机箱系统的主电源P12V和机箱系统的主电源P12V打开后被置为12V高电平的P12V_PG。
进一步地，如图5所示，第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2可以选用快速开关MOS管的集成芯片来实现。
本发明的上述技术方案，通过设置电源切换模块20实现了将为刀片主板供电的辅助电源平稳地切换到主电电源，能够降低电源模块30的辅助电源P12V_STBY的压力，保证了刀片主板10热插拔时的稳定性和可靠性。
优选地，各个电源模块20分别设置于对应的各个刀片主板10上。
优选地，电源切换模块20还可以包括：第一电解电容器C1，正极连接至接地端，负极连接至第一电阻器R1的另一端；以及第二电解电容器C2，正极连接至接地端，负极连接至第三电阻器R3的另一端。
优选地，第一电解电容器C1和第二电解电容器C2的容值均为0.1μF。
优选地，电源切换模块20还包括：第六电阻器R6，一端连接至第二PMOS管Q2的源极，另一端连接至接地端。
优选地，第一电阻器R1和第三电阻器R3的电阻值均为5KΩ；以及第二电阻器R2和第四电阻器R4的电阻值均为1KΩ。
优选地，第六电阻器R6的电阻值为50KΩ。
具体地，当主板只有辅助电源P12V_STBY存在时，第四NMOS管Q4处于断开状态，第三NMOS管Q3处于导通状态，第二PMOS管Q2的栅极通过第三电阻器R3和第四电阻器R4分压的电压为2V，因此第二PMOS管Q2导通。此时，第一PMOS管Q1处于断开状态。辅助电源P12V_STBY可以经过第一二极管D1传输至输出节点P_OUT，进而为相应的刀片主板10提供辅助电源P12V_STBY。
当主电电源的P12V开启之后，P12V_PG被置为12V高电平，因此第四NMOS管Q4的栅极为12V高电平此时第四NMOS管Q4导通，于是第三NMOS管Q3的栅极接地被拉低至低电平第三NMOS管Q3断开。此时，第二PMOS管Q2处于断开状态。第一PMOS管Q1的栅极通过第一电阻器R1和第二电阻器R2分压的电压为2V，于是第一PMOS管Q1导通，使得主电电源的P12V通过第一PMOS管Q1传输至输出节点P_OUT，进而为相应的刀片主板10提供主电电源。
优选地，电源切换模块20还包括：第五电阻器R5，一端连接至第二PMOS管Q2的源极，另一端连接至第二PMOS管Q2的漏极。在由辅助电源P12V_STBY切换到主电电源的P12V时，第二PMOS管Q2断开与第一PMOS管Q1导通可能一定存在时间差，通过设置第五电阻器R5能够避免由该时间差导致的电源切换时在刀片主板10上产生的电源震荡。
优选地，电源切换模块20还可以包括：连接于第二PMOS管Q2的漏极与输出节点P_OUT之间的第一二极管D1；其中，第一二极管D1的阳极连接至第二PMOS管Q2的漏极，阴极连接至输出节点P_OUT。在由辅助电源P12V_STBY切换到主电电源的P12V时，主电电源的P12V可能通过第二PMOS管Q2或第五电阻器R5干扰提供辅助电源P12V_STBY的供电系统，通过电源切换模块20中设置第一二极管D1，利用二极管的单向导通特性能够防止电压反向，避免主电电源的P12V对提供辅助电源P12V_STBY的供电系统产生干扰。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过在刀片服务器的各个刀片主板上对应设置电源切换模块，实现了将为刀片主板供电的辅助电源平稳地切换到主电电源，能够减轻辅助电源的压力，降低当前服务器系统设计的成本；且能够避免辅助电源平切换至主电电源过程中产生电源震荡，提高了系统的稳定性和可靠性，降低了系统发生宕机的概率，降低了刀片服务器的维护成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刀片服务器的电源系统，包括为多个刀片主板供电的主电电源和辅助电源的电源模块，其特征在于，还包括：
与所述多个刀片主板对应设置的多个电源切换模块，所述电源切换模块包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器；和第四电阻器；
其中，第一电阻器的一端连接至所述辅助电源，另一端连接至第一PMOS管的栅极；第一PMOS管的漏极连接至所述主电电源，源极连接至为对应的刀片主板提供所述主电电源或所述辅助电源的输出节点；第二电阻器的一端连接至所述第一PMOS管的栅极，另一端连接至第四NMOS管的漏极；第四NMOS管的栅极连接至所述主电电源，源极连接至接地端；第三电阻器的一端连接至所述辅助电源，另一端连接至第二PMOS管的栅极；第二PMOS管的源极连接至所述辅助电源，漏极连接至所述输出节点；第四电阻器的一端连接至所述第二PMOS管的栅极，另一端连接至第三NMOS管的漏极；第三NMOS管的栅极连接至所述第四NMOS管的漏极，源极连接至接地端。
2.根据权利要求1所述的刀片服务器的电源系统，其特征在于，所述电源切换模块还包括：连接于所述第二PMOS管的漏极与所述输出节点之间的第一二极管；
其中，第一二极管的阳极连接至所述第二PMOS管的漏极，阴极连接至所述输出节点。
3.根据权利要求1所述的刀片服务器的电源系统，其特征在于，所述电源切换模块还包括：
第五电阻器，一端连接至所述第二PMOS管的源极，另一端连接至所述第二PMOS管的漏极。
4.根据权利要求1所述的刀片服务器的电源系统，其特征在于，所述电源切换模块还包括：
第一电解电容器，正极连接至接地端，负极连接至第一电阻器的另一端；以及
第二电解电容器，正极连接至接地端，负极连接至第三电阻器的另一端。
5.根据权利要求1所述的刀片服务器的电源系统，其特征在于，所述电源切换模块还包括：
第六电阻器，一端连接至所述第二PMOS管的源极，另一端连接至接地端。
6.根据权利要求1所述的刀片服务器的电源系统，其特征在于，所述主电电源和所述辅助电源的电压值均为12V。
7.根据权利要求1所述的刀片服务器的电源系统，其特征在于，
所述第一电阻器和所述第三电阻器的电阻值均为5KΩ；以及
所述第二电阻器和所述第四电阻器的电阻值均为1KΩ。
8.根据权利要求5所述的刀片服务器的电源系统，其特征在于，
所述第六电阻器的电阻值为50KΩ。
9.根据权利要求4所述的刀片服务器的电源系统，其特征在于，
所述第一电解电容器和所述第二电解电容器的容值均为0.1μF。
10.根据权利要求1-9任一项所述的刀片服务器的电源系统，其特征在于，各个电源模块分别设置于对应的各个刀片主板上。
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