CN109633349B - 一种快速检测异常电压位置的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为了解决现有服务器系统供电异常检测中的问题，创新提出了一种快速检测异常电压位置的装置，与测试端相连，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一场效应管、第二场效应管、发光二极管以及电源，不仅操作简单，不会对板卡等造成损伤，而且特别是针对于多个测试信号测试时，可同时判断，且判断速度快，节省大量时间，提高了效率。另外，本发明还对板卡内部VR控制芯片电感以及快速检测异常电压的装置中发光二极管的位置进行限定，硬件设计线路无开关频率，抗干扰能力强，这样既能增加可视性，同时可节省板卡布局空间。
Description
技术领域
本发明涉及主板供电设计领域，尤其是一种快速检测异常电压位置的装置。
背景技术
供电设计在整个服务器系统设计中占据着重要的地位，为系统提供持续稳定的电源是整个服务器正常工作的前提。现阶段，服务器的使用量愈来愈大，随之出现的服务器异常问题也不断暴露。由供电问题导致的异常现象情况，通常比较严重且分析起来较为困难。服务器系统发生掉电异常时，现有的设计方案中，研发工程师需要手动用万用表量测研发工程师需要使用万用表一一量测整个板卡所有电源转换VR(电压逆变器)的输出电压，依此判定异常VR的位置，当判定异常VR后，需要进一步量测该VR控制芯片的EN(enable，即使能信号)信号，来判定该VR异常是否由VR控制芯片的EN信号异常导致，不仅操作复杂，人为操作中易产生其他问题或损坏板卡，而且易受机箱内部件及结构干涉，导致无法进行量测。
若关闭电源排除结构干涉问题，问题现象将不会保存，难以再次复现，可及时解决服务器出现的供电异常问题，为服务器提供持续稳定的电源成为后续服务器发展中持续关注的课题。
发明内容
本发明为了解决现有服务器系统供电异常检测中的问题，创新提出了一种快速检测异常电压位置的装置，可以快速直观的判定异常电压检测的位置以及是否是由于VR控制芯片的某一测试信号导致，不仅操作简单，不会对板卡造成损伤，而且判断速度快，节省大量时间，提高了效率。
本发明一方面提供了一种快速检测异常电压位置的装置，与测试端相连，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一场效应管、第二场效应管、发光二极管以及电源VCC，所述第一电阻的一端连接测试端，第一电阻的另一端连接第一场效应管的栅极；第一场效应管的漏极一路连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接电源VCC，另一路连接第二场效应管的栅极，第一场效应管的源极接地；
第二场效应管的漏极一路连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端连接电源VCC，另一路连接第四电阻的一端；第四电阻的另一端连接发光二极管的负极，发光二极管的正极连接电源VCC，第二场效应管的源极接地。
结合该方面，在该方面第一种可能的实现方式中，所述电源VCC供电工作时序早于测试端的信号工作时序。
结合该方面，在该方面第二种可能的实现方式中，所述第四电阻的阻值表达式为：
R＝(VCC-V1)/I1，其中V1为发光二极管的正向导通电压，I1为发光二极管的正常工作电流值。
结合该方面，在该方面第三种可能的实现方式中，所述测试端的信号数量至少为两个时，每个测试端信号与快速检测异常电压位置的装置一一对应连接。
结合该方面，在该方面第四种可能的实现方式中，所述测试端的信号数量至少为两个时，测试端信号对应的发光二极管的颜色两两不同。
本发明采用的技术方案包括以下技术效果：
本发明为了解决现有服务器系统供电异常检测中的问题，创新提出了一种快速检测异常电压位置的装置，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一场效应管、第二场效应管、发光二极管以及电源，在服务器系统中的每个VR控制芯片的每个测试信号端增加快速检测异常电压位置的装置，通过发光二极管的导通情况可以快速直观的判定异常电压检测的位置以及是否是由于VR控制芯片的某一测试信号导致，不仅操作简单，不会对板卡等造成损伤，而且特别是针对于多个测试信号测试时，可同时判断，且判断速度快，节省大量时间，提高了效率。
另外，本发明还对板卡内部VR控制芯片电感以及快速检测异常电压的装置中发光二极管的位置进行限定，板卡内VR控制芯片右侧放置电感，将VR控制芯片使能信号对应连接的发光二极管与VR控制芯片电压输出正常信号对应连接的发光二极管放置在电感正上方，电感右侧放置输出电容，硬件设计线路无开关频率，抗干扰能力强，这样既能增加可视性，同时可节省板卡布局空间。
附图说明
为了更清楚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介绍，显而易见的，对于本领域普通技术人员而言，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为本发明方案中装置实施例一的示意图；
图2为本发明方案中实施例二中板卡VR控制芯片周围空间布局的示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
实施例一
如图1所示，本发明技术方案一方面提供了一种快速检测异常电压位置的装置，与测试端相连，包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一场效应管MOSFET1、第二场效应管MOSFET2、发光二极管LED1以及电源VCC，第一电阻R1的一端连接测试端，第一电阻R1的另一端连接第一场效应管MOSFET1的栅极；第一场效应管MOSFET1的漏极一路连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接电源VCC，另一路连接第二场效应管MOSFET2的栅极，第一场效应管MOSFET1的源极接地；
第二场效应管MOSFET2的漏极一路连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接电源VCC，另一路连接第四电阻R4的一端；第四电阻R4的另一端连接发光二极管LED1的负极，发光二极管LED1的正极连接电源VCC，第二场效应管MOSFET2的源极接地。
电源采用VCC供电，该硬件设计线路需要使用VCC电压提供上拉电源和LED工作电源，为满足此设计要求，要求任何时刻均需满足该组电源转换VR上电前VCC已经工作的条件。即VCC供电工作时序早于测试端信号的工作时序。
测试端输入信号，系统正常工作情况下，输入信号为高电平，此时第一场效应管MOSFET1的栅极与源极之间电压大于其开启电压，第一场效应管MOSFET1导通；第二场效应管MOSFET2的栅极与源极之间电压小于其开启电压，第二场效应管MOSFET2关断，输入信号指示灯发光二极管LED1的正负两级电势相同，LED1不工作，处于不亮状态。
当该组VR发生异常导致系统供电异常时，该组VR控制芯片的测试输入端信号变为低电平，此时第一场效应管MOSFET1的栅极与源极之间电压小于于其开启电压，第一场效应管MOSFET1关断；第二场效应管MOSFET2的栅极与源极之间电压大于其开启电压，第二场效应管MOSFET2导通，LED1两端存在电势不再相同，LED1正常工作，处于变亮状态，指示系统异常VR位置。
该硬件线路设计中，所使用电阻阻值的选择为：第一电阻R1选用200ohm，用于限流使用；第二电阻R2和第三电阻R3均选用4.7kohm，用于限流使用；第四电阻R4的选择需要根据发光二极管LED1的工作电流决定，
R4＝(VCC-V1)/I1，其中V1为发光二极管LED1的正向导通电压，I1为发光二极管LED1的正常工作电流值。V1和I1均可在LED1的规格书中查找获得。
测试端信号数量至少为2时，每个测试端信号均与本发明技术方案中的快速检测异常电压位置的装置连接。
测试端信号数量至少为2时，快速检测异常电压位置的装置中测试端信号对应的发光二极管的颜色两两不同。
实施例二
如图2所示，本发明技术方案以服务器系统中判断检测异常VR位置为例进行说明，增加VR控制芯片EN信号和PGOOD(power good，即电源输出正常)信号指示灯的设计方法，即每个VR控制芯片的电压输出正常信号端以及使能信号端分别增加本发明技术方案中快速检测异常电压位置的装置。当系统发生供电异常时，可通过指示灯的显示快速直观的发现异常电压位置，且通过EN信号指示灯的状态快速判断供电异常是否是由VR控制芯片的EN信号异常导致，在服务器系统中电压异常后，判断VR控制芯片电压输出正常信号端对应连接的发光二极管是否变亮。如果判断结果为是，说明对应VR异常；如果判断结果为否，则对应VR正常。
VR控制芯片使能信号端对应连接的发光二极管工作的颜色与VR控制芯片电压输出正常信号端对应连接的发光二极管工作的颜色不同。本发明技术方案中设定VR控制芯片使能信号端对应连接的发光二极管为发光二极管2，其工作时的颜色为黄色，VR控制芯片电压输出正常信号端对应连接的发光二极管为发光二极管1，其工作时的颜色为红色。工作情况如下表：
在系统中，系统正常工作状态下，所有电源转换VR控制芯片的使能信号端对应发光二极管2和电压输出正常信号对应发光二极管均不工作，处于不亮状态。
当系统发生供电异常时，异常电源转换VR控制芯片的电压输出正常信号端对应发光二极管1将会工作，处于亮红色状态，可直观的通过红灯位置判定异常VR，同时观察该组电源转换VR控制芯片的使能信号端对应发光二极管2的状态，若是处于亮黄色状态，则说明该组异常VR的异常原因由对应VR控制芯片的使能信号导致。若是处于不亮状态，则说明该组异常VR控制芯片的使能信号正常，异常状态由其他原因导致。
本发明技术方案不仅限于测试端的信号数量为两个，当测试端的信号数量大于两个时，应用原理类似。每个测试端信号与快速检测异常电压位置的装置一一对应连接，测试端信号对应的发光二极管的颜色两两不同。本发明在此不做赘述。
本发明技术方案中快速检测异常电压位置装置不仅可以用于服务器板卡供电设计中，还可以用于其他检测异常电压的系统中。本发明在此不做限制。
另外如图2所示，由于VR控制芯片本身外围零件较多。为节省板卡VR控制芯片周围空间，本发明技术方案还对板卡内部VR控制芯片电感以及快速检测异常电压的装置中发光二极管的位置进行限定，板卡内VR控制芯片101右侧放置电感102，将VR控制芯片使能信号对应连接的发光二极管1与VR控制芯片电压输出正常信号对应连接的发光二极管2放置在电感102正上方，电感102右侧放置输出电容1、输出电容2、输出电容3、输出电容4，增强可视性，若发光二极管点亮可及时判定问题VR，硬件设计线路无开关频率，抗干扰能力强，这样既能增加可视性，同时可节省板卡布局空间。这只是本发明技术方案中较佳布局设计，本发明对此不做限制。
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 (3)
1.一种快速检测异常电压位置的装置，与测试端相连，其特征是，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一场效应管、第二场效应管、发光二极管以及电源VCC，所述第一电阻的一端连接测试端，第一电阻的另一端连接第一场效应管的栅极；第一场效应管的漏极一路连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接电源VCC，另一路连接第二场效应管的栅极，第一场效应管的源极接地；
第二场效应管的漏极一路连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端连接电源VCC，另一路连接第四电阻的一端；第四电阻的另一端连接发光二极管的负极，发光二极管的正极连接电源VCC，第二场效应管的源极接地；所述电源VCC供电工作时序早于测试端的信号工作时序；
所述测试端为VR控制芯片输出端，VR控制芯片右侧放置电感，将VR控制芯片输出端对应连接的发光二极管放置在电感正上方，所述测试端的信号数量至少为两个时，每个测试端信号与快速检测异常电压位置的装置一一对应连接。
2.根据权利要求1所述快速检测异常电压位置的装置，其特征是，所述第四电阻的阻值表达式为：
R＝(VCC-V1)/I 1，其中V1为发光二极管的正向导通电压，I 1为发光二极管的正常工作电流值。
3.根据权利要求1所述快速检测异常电压位置的装置，其特征是，所述测试端的信号数量至少为两个时，测试端信号对应的发光二极管的颜色两两不同。
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