CN108459698B - 一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构 - Google Patents

一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构，包括PSU供电模块和服务器主板，服务器主板上设有用电模块，用电模块连接有第一取电端和第二取电端；第一取电端与PSU供电模块连接；第一取电端与PSU供电模块之间的线路上设有第一电流节点a，第一电流节点a连接有回流通路，所述回流通路包括第一匹配电阻R1；回流通路的回流末端电压值小于用电模块的启动电压；第二取电端连接有电压设定电路，所述电压设定电路包括第二匹配电阻R2；电压设定电路的电压值小于用电模块的启动电压。通过优化主板硬件设计，来提高服务器主板搭配不同数量、不同型号PSU电源模块使用时的兼容性。

Description

一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构
技术领域
本发明属于服务器主板与电源兼容性领域，具体涉及一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构。
背景技术
随着科技的不断发展，以互联网为依托的大数据、云计算、人工智能时代已经到来。互联网数据量出现猛烈增长，计算量及计算频率随之增大，数据中心服务器的数量也随之不断增加。数据中心中每一个机架位置总的功耗是一定的，超出总的功耗限制，就会触发保护，而总的功耗也决定了一个机架位置所能放置服务器的数量，对每一台服务器而言，服务器的整体功耗信息是被实时监控的。这就对于主板上的电源管理提出了更高的要求。
服务器系统中，我们采用PSU模块（电源供应单元：Power Supply Unit）给服务器供电，通常情况下一个PSU模块就可以满足一台机架式服务器的供电需求，但当前设计都是使用两个PSU模块做冗余设计，当其中一个PSU模块出现不可预知的故障时，另外一个PSU模块能够继续保障服务器的正常运转。不同的客户有不同的定制化需求，有的客户要求服务器使用一个PSU模块供电，如图1所示，这种情况下服务器主板上的备用的一路和PSU模块相连的信号就会处于悬空状态，对于有的PSU模块来讲，悬空状态所带来的信号干扰会概率性影响到服务器主板的正常工作。
此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述主板上备用取电的一路与PSU模块不连接时，处于悬空状态，悬空状态会给主板带来干扰的缺陷，提供一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构，包括PSU供电模块和服务器主板，服务器主板上设有用电模块，用电模块连接有第一取电端和第二取电端；
第一取电端与PSU供电模块连接；
第一取电端与PSU供电模块之间的线路上设有第一电流节点a，第一电流节点a连接有回流通路，所述回流通路包括第一匹配电阻R1；
回流通路的回流末端电压值小于用电模块的启动电压；
第二取电端连接有电压设定电路，所述电压设定电路包括第二匹配电阻R2；
电压设定电路的电压值小于用电模块的启动电压。第二取电端原本的悬空状态被电压设定电路设定为低电平状态，从而避免了从悬空的第二取电端引入外部干扰到服务器主板的缺陷。
进一步地，还包括备用PSU供电模块；回流通路与电压设定电路具有相同的结构。PSU供电模块与备用PSU供电模块是相对的，当PSU供电模块故障时，备用PSU供电模块启动工作，此时，回流通路要能起到电压设定的作用，同时，PSU供电模块停止工作，电压设定电路此时只进行回流，不影响用电模块的工作。所以，回流通路与电压设定电路具有相同的结构，保证了PSU供电模块与备用PSU供电模块都能单独工作。
进一步地，第一电流节点a连接第一匹配电阻R1，第一匹配电阻R1的另一端接地；
第二取电端连接第二匹配电阻R2，第二匹配电阻R2的另一端接地。
进一步地，第一匹配电阻R1采用阻值为1MΩ的电阻，第二匹配电阻R2采用阻值为1MΩ的电阻。采用大阻值的1MΩ的电阻是为了在本路PSU供电模块工作时，对用电模块的电压影响较小，同时在本路PSU供电模块不工作时，又能提供低电压状态。
进一步地，服务器主板上还设有第一电压过滤模块和第二电压过滤模块；第一电压过滤模块设置在第一取电端与用电模块连接的线路之间；
第二电压过滤模块设置在第二取电端与用电模块连接的线路之间。第一电压过滤模块和第二电压过滤模块用于过滤电压，防止将PSU供电模块的电压中的干扰引入服务器主板。
进一步地，第一电压过滤模块包括第一与门，第一与门包括第一输入端、第二输入端和输出端；
第一与门的输出端与用电模块连接，第一与门的第一输入端与第一取电端连接，第一与门的第二输入端连接有第一基准电压源；
第二电压过滤模块包括第二与门，第二与门包括第一输入端、第二输入端和输出端；
第二与门的输出端与用电模块连接，第二与门的第一输入端与第二取电端连接，第二与门的第二输入端连接有第二基准电压源。采用逻辑器件“与门”作为电压过滤模块，第二输入端的基准电压源的基准电压值作为一个“1”，是电压过滤的标准值，当第一输入端输入的电压值小于基准电压值时，则作为一个“0”，输出端是“0”，没有输出；当第一输入端输入的电压值大于等于基准电压值时，则作为一个“1”，输出端是“1”，有电压输出，起到了电压值过滤的作用。
进一步地，第一基准电压源和第二基准电压源均采用3.3V的基准电压。
进一步地，第一与门的第二输入端还连接有第一滤波电路，第二与门的第二输入端还连接有第二滤波电路。第一滤波电路和第二滤波电路保证了基准电压值的稳定，间接保证了服务器主板输入电压值的准确。
进一步地，第一与门的第二输入端还连接有第一滤波电容C1，第一滤波电容C1的另一端接地；
第二与门的第二输入端还连接有第二滤波电容C2，第二滤波电容C2的另一端接地。
进一步地，第一滤波电容C1采用100nF的电容；第二滤波电容C2采用100nF的电容。
本发明还提供一种服务器，采用上述的电路结构。
本发明的有益效果在于：
通过优化主板硬件设计，来提高服务器主板搭配不同数量、不同型号PSU电源模块使用时的兼容性，客户要求服务器使用一个PSU供电模块供电时，主板上原本与备用电源模块连接的取电端通过电压设定模块设定为确定的低电平状态，从而避免了处于悬空状态的取电端外部干扰引入服务器主板。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
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为本发明的连接示意图；
图2为本发明的连接示意图2；
图3为应用本专利之前的波形图；
图4为应用本专利之后波形图；
其中，1-PSU供电模块；2-备用PSU供电模块；3-服务器主板；3.1-用电模块；4.1-第一取电端；4.2-第二取电端；5.1-第一与门；5.1.1-第一与门的第一输入端；5.1.2-第一与门的第二输入端；5.1.3-第一与门的输出端；5.2-第二与门；5.2.1-第二与门的第一输入端；5.2.2-第二与门的第二输入端；5.2.3-第二与门的输出端；R1-第一匹配电阻；R2-第二匹配电阻；C1-第一滤波电容；C2-第二滤波电容；a-第一电流节点。
具体实施方式：
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
如图1所所示，本发明提供一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构，包括PSU供电模块1和服务器主板3，服务器主板3上设有用电模块3.1，用电模块3.1连接有第一取电端4.1和第二取电端4.2；
第一取电端4.1与PSU供电模块1连接；
第一取电端4.1与PSU供电模块之间1的线路上设有第一电流节点a，第一电流节点a连接有回流通路，所述回流通路包括第一匹配电阻R1；
回流通路的回流末端电压值小于用电模块3.1的启动电压；
第二取电端4.2连接有电压设定电路，所述电压设定电路包括第二匹配电阻R2；
电压设定电路的电压值小于用电模块3.1的启动电压；
其中，第一电流节点a连接第一匹配电阻R1，第一匹配电阻R1的另一端接地；
第二取电端4.2连接第二匹配电阻R2，第二匹配电阻R2的另一端接地；
第一匹配电阻R1采用阻值为1MΩ的电阻，第二匹配电阻R2采用阻值为1MΩ的电阻；采用大阻值的1MΩ的电阻是为了在本路PSU供电模块工作时，对用电模块3.1的电压影响较小，同时在本路PSU供电模块不工作时，又能提供低电压状态；
其中，上述提高电源模块与主板兼容性的电路结构还包括备用PSU供电模块2；回流通路与电压设定电路具有相同的结构；PSU供电模块1与备用PSU供电模块2是相对的，当PSU供电模块1故障时，备用PSU供电模块2启动工作，此时，回流通路要能起到电压设定的作用，同时，PSU供电模块1停止工作，电压设定电路此时只进行回流，不影响用电模块3.1的工作。所以，回流通路与电压设定电路具有相同的结构，保证了PSU供电模块1与备用PSU供电模块2都能单独工作；
第二取电端4.2原本的悬空状态被第二匹配电阻R2设定为低电平状态，从而避免了从悬空的第二取电端4.2引入外部干扰到服务器主板3的缺陷。
实施例2：
如图2所示，上述实例中，服务器主板3上还设有第一电压过滤模块和第二电压过滤模块；
第一电压过滤模块设置在第一取电端4.1与用电模块3.1连接的线路之间；
第二电压过滤模块设置在第二取电端4.2与用电模块3.1连接的线路之间；第一电压过滤模块和第二电压过滤模块用于过滤电压，防止将PSU供电模块的电压中的干扰引入服务器主板3；
其中，第一电压过滤模块包括第一与门5.1，第一与门5.1包括第一输入端5.1.1、第二输入端5.1.2和输出端5.1.3；
第一与门5.1的输出端5.1.3与用电模块3.1连接，第一与门5.1的第一输入端5.1.1与第一取电端4.1连接，第一与门5.1的第二输入端5.1.2连接有第一基准电压源；第一基准电压源采用3.3V的基准电压；
第二电压过滤模块包括第二与门5.2，第二与门5.2包括第一输入端5.2.1、第二输入端5.2.2和输出端5.2.3；
第二与门5.2的输出端5.2.3与用电模块3.1连接，第二与门5.2的第一输入端5.2.1与第二取电端4.2连接，第二与门5.2的第二输入端5.2.2连接有第二基准电压源；第二基准电压源采用3.3V的基准电压；
采用逻辑器件“与门”作为电压过滤模块，与门的第二输入端的基准电压源的基准电压值作为一个“1”，是电压过滤的标准值，当第一输入端输入的电压值小于基准电压值时，则作为一个“0”，输出端是“0”，没有输出；当第一输入端输入的电压值大于等于基准电压值时，则作为一个“1”，输出端是“1”，有电压输出，起到了电压值过滤的作用；
第一与门5.1的第二输入端5.1.2还连接有第一滤波电路，第二与门5.2的第二输入端5.2.2还连接有第二滤波电路；第一滤波电路和第二滤波电路保证了基准电压值的稳定，间接保证了服务器主板输入电压值的准确；
其中，第一滤波电路包括第一滤波电容C1，第一与门5.1的第二输入端5.1.2与第一滤波电容C1连接，第一滤波电容C1的另一端接地；第一滤波电容C1采用100nF的电容；
第二滤波电路包括第二滤波电容C2，第二与门5.2的第二输入端5.2.2与第二滤波电容C2连接，第二滤波电容C2的另一端接地；第二滤波电容C2采用100nF的电容。
如图3和图4所示，图3和图4分别为优化前后实际测试波形图，图3是优化前波形图，可以看出由于第二取电端的悬空信号产生不确定的电位状态，导致主板端P12V_AUX电压异常，进而导致主板工作异常；图4是优化后的波形图，可以看出优化之后原来的第二取电端悬空信号的异常电位状态消失，主板端P12V_AUX电压也恢复正常，主板正常工作。
实施例3：
本发明还提供一种服务器，采用上述任一项实施例的电路结构。
本发明的实施例是说明性的，而非限定性的，上述实施例只是帮助理解本发明，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他的具体实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构，其特征在于，包括PSU供电模块（1）和服务器主板（3），服务器主板（3）上设有用电模块（3.1），用电模块（3.1）连接有第一取电端（4.1）和第二取电端（4.2）；
第一取电端（4.1）与PSU供电模块（1）连接；
第一取电端（4.1）与PSU供电模块之间（1）的线路上设有第一电流节点a，第一电流节点a连接有回流通路，所述回流通路包括第一匹配电阻R1；
回流通路的回流末端电压值小于用电模块（3.1）的启动电压；
第二取电端（4.2）连接有电压设定电路，所述电压设定电路包括第二匹配电阻R2；
电压设定电路的电压值小于用电模块（3.1）的启动电压；
第一电流节点a连接第一匹配电阻R1，第一匹配电阻R1的另一端接地；
第二取电端（4.2）连接第二匹配电阻R2，第二匹配电阻R2的另一端接地；
还包括备用PSU供电模块（2）；回流通路与电压设定电路具有相同的结构；
第一匹配电阻R1和第二匹配电阻R2均采用大电阻，在本路PSU供电模块不工作时，提供低电压状态。
2.如权利要求1所述一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构，其特征在于，第一匹配电阻R1采用阻值为1MΩ的电阻，第二匹配电阻R2采用阻值为1MΩ的电阻。
3.如权利要求1所述的一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构，其特征在于，服务器主板（3）上还设有第一电压过滤模块和第二电压过滤模块；
第一电压过滤模块设置在第一取电端（4.1）与用电模块（3.1）连接的线路之间；
第二电压过滤模块设置在第二取电端（4.2）与用电模块（3.1）连接的线路之间。
4.如权利要求3所述的一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构，其特征在于，第一电压过滤模块包括第一与门（5.1），第一与门（5.1）包括第一输入端（5.1.1）、第二输入端（5.1.2）和输出端（5.1.3）；
第一与门（5.1）的输出端（5.1.3）与用电模块（3.1）连接，第一与门（5.1）的第一输入端（5.1.1）与第一取电端（4.1）连接，第一与门（5.1）的第二输入端（5.1.2）连接有第一基准电压源；
第二电压过滤模块包括第二与门（5.2），第二与门（5.2）包括第一输入端（5.2.1）、第二输入端（5.2.2）和输出端（5.2.3）；
第二与门（5.2）的输出端（5.2.3）与用电模块（3.1）连接，第二与门（5.2）的第一输入端（5.2.1）与第二取电端（4.2）连接，第二与门（5.2）的第二输入端（5.2.2）连接有第二基准电压源。
5.如权利要求4所述的一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构，其特征在于，第一与门（5.1）的第二输入端（5.1.2）还连接有第一滤波电路，第二与门（5.2）的第二输入端（5.2.2）还连接有第二滤波电路。
6.如权利要求5所述的一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构，其特征在于，第一与门（5.1）的第二输入端（5.1.2）还连接有第一滤波电容C1，第一滤波电容C1的另一端接地；
第二与门（5.2）的第二输入端（5.2.2）还连接有第二滤波电容C2，第二滤波电容C2的另一端接地。
7.如权利要求6所述一种提高电源模块与主板兼容性的电路结构，其特征在于，第一滤波电容C1采用100nF的电容；第二滤波电容C2采用100nF的电容。
8.一种服务器，其特征在于，采用权利要求1-7所述任一项的电路结构。
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