CN110989751A - 串联供电电路、装置、矿机设备及计算机服务器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源供电技术领域，提供了一种串联供电电路、装置、矿机设备及计算机服务器，包括设置在主供电电源与接地端之间串联连接的若干个串联单元，每个所述串联单元内设置有至少包含一个ASIC芯片的芯片组，所述串联单元内嵌入有电压传感器，所述电压传感器监测芯片组两端的实际电压值，所述辅供电电源与电压传感器电连接，所述控制器与芯片组和电压传感器均通信连接，相邻两个串联单元之间通信连接，所述控制器根据实际电压值与预设目标值之间的差值调整对应芯片组的运算频率以平稳电压。本发明通过监测并调控每个芯片两端的电压，使加载在芯片两端的电压值安全可靠，确保串联供电电路的稳定性及提高供电效率。

Description

串联供电电路、装置、矿机设备及计算机服务器

技术领域

本发明涉及电源供电技术领域，尤其涉及一种串联供电电路、装置、矿机设备及计算机服务器。

背景技术

现有的矿机设备的供电方式，将输入电压转换为供电电压给多个IC芯片同时进行供电。由于IC芯片的数量和内阻不同，供电电路所需要的供电电压也会不同，当IC芯片的电阻值及运算频率处在不同的工作状态时，供电所需电压也会不同，使加载在每颗IC芯片两端的电压偏高或偏低，导致IC芯片负载异常，降低了整个供电电路的效率。

因此，有必要提出一种串联供电电路，通过监测并调控供电电路中的每个IC芯片两端的电压，使加载在IC芯片两端的电压值安全可靠，确保串联供电电路的稳定性及提高供电效率。

发明内容

鉴于以上内容，本发明提供一种串联供电电路、装置、矿机设备及计算机服务器，其主要目的在于通过监测并调控串联供电电路中的每个芯片两端的电压，使加载在芯片两端的电压值安全可靠，确保串联供电电路的稳定性及提高供电效率。

为实现上述目的，本发明提供一种串联供电电路，包括设置在主供电电源与接地端之间串联连接的若干个串联单元、辅供电电源和控制器，每个所述串联单元内设置有芯片组，所述芯片组至少包含一个ASIC芯片，所述串联单元内嵌入有电压传感器，所述电压传感器监测芯片组两端的实际电压值并传输至所述控制器，所述辅供电电源与电压传感器电连接以提供微电压，所述控制器与每个串联单元中的芯片组和电压传感器通信连接，相邻两个串联单元之间通信连接，所述控制器根据串联单元中的实际电压值与预设目标值之间的差值调整对应芯片组的运算频率以平稳电压。

优选地，所述控制器包括运算元件和芯片功耗列表，所述运算元件、芯片功耗列表均与芯片组通信连接。

优选地，所述控制器调整串联单元中芯片组的运算频率包括：

当所述实际电压值大于预设目标值时，所述控制器提高对应的串联单元中芯片组的运算频率以降低电压；

当所述实际电压值小于预设目标值时，所述控制器降低对应的串联单元中芯片组的运算频率以提高电压；

当所述实际电压值等于预设目标值时，所述串联单元中芯片组的运算频率正常。

优选地，所述运算元件根据串联单元的个数计算该串联供电电路的平均电压作为平衡该串联供电电路电压的预设目标值；

所述芯片功耗列表录入有芯片的运算频率与功耗的映射关系。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种串联供电电路装置，包括：如上所述串联供电电路。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种矿机设备，包括机箱本体、与所述机箱本体连接的水冷散热器、安装在所述机箱本体内的控制主板、以及与所述控制主板连接的包含如上所述串联供电电路的运算主板。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机服务器，包括主板、与主板电连接的存储器、以及包含如上所述串联供电电路的处理器。

本发明提出的串联供电电路、装置、矿机设备及计算机服务器，采用设置在主供电电源与接地端之间串联连接的若干个串联单元，每个所述串联单元内设置有芯片组，所述芯片组至少包含一个ASIC芯片，所述串联单元内嵌入有电压传感器，所述电压传感器监测芯片组两端的实际电压值并传输至所述控制器，所述辅供电电源与电压传感器电连接，所述控制器与每个串联单元中的芯片组和电压传感器通信连接，相邻两个串联单元之间通信连接，所述控制器根据串联单元中的实际电压值与预设目标值之间的差值调整对应芯片组的运算频率以平稳电压。本发明通过监测并调控串联供电电路中的每个芯片两端的电压，使加载在芯片两端的电压值安全可靠，确保串联供电电路的稳定性及提高供电效率。

附图说明

图1为本发明串联供电电路较佳实施例的结构示意图；

图2为本发明串联供电电路中芯片功耗与频率的线性示意图；

图3为本发明串联供电电路的矿机设备实施例的结构图框；

图4为本发明串联供电电路的计算机服务器的结构图框；

1、主供电电源；2、辅供电电源；3、串联单元；4、控制器；5、芯片组；6、电压传感器；7、运算元件；8、芯片功耗列表。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

参照图1所示，本发明揭露了一种串联供电电路，包括设置在主供电电源1与接地端之间串联连接的若干个串联单元3、辅供电电源2和控制器4，每个所述串联单元3内设置有芯片组5，所述芯片组5至少包含一个ASIC芯片，所述串联单元3内嵌入有电压传感器6，所述电压传感器6监测芯片组5两端的实际电压值并传输至所述控制器4，所述辅供电电源2与电压传感器6电连接以提供微电压，所述控制器4与每个串联单元3中的芯片组5和电压传感器6通信连接，相邻两个串联单元3之间通信连接，所述控制器4根据串联单元3中的实际电压值与预设目标值之间的差值调整对应芯片组5的运算频率以平稳电压。

本实施例中，采用串行连接方式将若干个串联单元(例如2个串联单元)设置在主供电电源与接地端之间，每个串联单元内设置有芯片组，所述芯片组至少包含一个ASIC芯片，辅供电电源与电压传感器电连接以提供微电压，区分与主供电电源的电压，确保芯片电压供电的稳定分配，在串联单元内还嵌入有电压传感器用于监测芯片组两端的实际电压值，避免在串联单元外监测电压存在的误差，控制器与每个串联单元中的芯片组和电压传感器通信连接，相邻两个串联单元之间通信连接，起到即时通信形成完整的串联供电电路。控制器将获取到的实际电压值与整个供电电路的预设目标值进行比较，并根据比较结果调整对应芯片组的运算频率以平衡电压，实现监测并控制芯片的运作，提高供电电路的效率及芯片的稳定性。

进一步地，所述控制器包括运算元件7和芯片功耗列表8，所述运算元件7、芯片功耗列表8均与芯片组5通信连接。

该预设目标值的设定是根据串联单元的个数计算该串联供电电路的平均电压，通过设置在控制器内运算元件进行计算，将平均电压作为平衡该串联供电电路电压的预设目标值，需要说明的是，该预设目标值并非固定值，而是可根据芯片性能做微调的目标值。

该芯片功耗列表录入有芯片的运算频率与功耗的映射关系。所述功耗是衡量一款芯片优劣的重要指标之一，用单位是瓦特(W)，所述运算频率是指芯片在单位时间里震动(运动)的次数，用单位是赫兹(Hz)。

例如，在一个实施例中，如图2所示的芯片功耗与频率的线性图，其中，p表示功耗，f表示芯片运算频率，由图可知，功耗随着芯片的运算频率的加快而提高，需要说明的是，图2仅是其中一种芯片性能线性图的展示。

进一步地，所述控制器4调整串联单元3中芯片组5的运算频率包括：

当所述实际电压值大于预设目标值时，所述控制器4提高对应的串联单元3中芯片组5的运算频率以降低电压。

当所述实际电压值小于预设目标值时，所述控制器4降低对应的串联单元3中芯片组5的运算频率以提高电压；及

当所述实际电压值等于预设目标值时，所述串联单元3中芯片组5的运算频率正常。

在一个实施例中，获取检测到的一个串联单元的实际电压，控制器将实际电压值与预设目标值进行比较，当实际电压值大于预设目标值时，则加载在偏高，容易损坏芯片，且某一串联单元实际电压的偏高会导致另一串联单元实际电压的偏低，偏离了芯片子在供电电路的安全工作电压。此时，需要通过降低串联单元的实际电压值以平衡供电电路的电压，即降电压是目的。

该降电压方式：根据芯片的功耗与运算频率的线性关系，功耗随芯片运算频率加快而增加功耗，即加快串联单元的芯片组的运算频率，增加芯片组的功耗；根据公式：功耗x电阻＝电压的平方可知，本发明要解决平衡供电电路的电压，即可以将电压看做不变值，则功耗与电阻成反比，即增加芯片组的功耗会降低该串联单元的等效电阻；在根据串联电路中电压＝电流x电阻可知，串联电路电流处处相同，在等效电阻降低的情况下，加载在芯片组两端的电压也会降低，因而达到降电压是目的，即加快芯片组运算频率增加功耗，以降低等效电阻降低电压为目的。反之，升电压方式：放缓芯片组运算频率减少功耗，以提高等效电阻提高电压为目的。

需要说明的是，本实施例调整电压的设计是基于串联电路的基础，且以平衡电压的目的，因此该串联供电电路不能采用功耗＝电流的平方x电阻。

综上所述，本发明的技术方案不同于现有采用的DC-DC供电及外部检测调压的方式，通过将ASIC芯片以芯片组的形式设计成一个个串联单元，并再串联单元内设置电压传感器用以监测供电电路中加载在对应的芯片组两端的电压值大小，避开外部元件被合计电压值，提高监测精度，其中，串联单元的电压由主供电电源提供，电压传感器的微电压由辅供电电源提供。通过控制器将获取到的实际电压值与预设目标值进行比较，并根据比较结果调整对应芯片组的运算频率以平衡电压，实现监测并控制芯片的运作，提高供电电路的效率及芯片的稳定性。

此外，本发明实施例的另一个方面，提供了一种串联供电电路装置，包括：如上任意一项所述串联供电电路的实施例。

此外，参照图3所示，为本发明串联供电电路的矿机设备实施例的结构图框。本发明实施例的另一个方面，提供了一种矿机设备，包括机箱本体101、与所述机箱本体101连接的水冷散热器102、安装在所述机箱本体101内的控制主板103、以及与所述控制主板103连接的包含如上任意一项所述串联供电电路22实施例的运算主板104。

此外，参照图4所示，为本发明串联供电电路的计算机服务器的结构图框。本发明实施例的另一个方面，提供了一种计算机服务器，包括主板201、与主板201电连接的存储器202、以及包含如上任意一项所述串联供电电路22的处理器203。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，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、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，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、装置或物品所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效方案变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种串联供电电路，其特征在于，包括设置在主供电电源与接地端之间串联连接的若干个串联单元、辅供电电源和控制器，每个所述串联单元内设置有芯片组，所述芯片组至少包含一个ASIC芯片，所述串联单元内嵌入有电压传感器，所述电压传感器监测芯片组两端的实际电压值并传输至所述控制器，所述辅供电电源与电压传感器电连接以提供微电压，所述控制器与每个串联单元中的芯片组和电压传感器通信连接，相邻两个串联单元之间通信连接，所述控制器根据串联单元中的实际电压值与预设目标值之间的差值调整对应芯片组的运算频率以平稳电压。

2.如权利要求1所述的串联供电电路，其特征在于，所述控制器包括运算元件和芯片功耗列表，所述运算元件、芯片功耗列表均与芯片组通信连接。

3.如权利要求1所述的串联供电电路，其特征在于，所述控制器调整串联单元中芯片组的运算频率包括：

当所述实际电压值大于预设目标值时，所述控制器提高对应的串联单元中芯片组的运算频率以降低电压；

当所述实际电压值小于预设目标值时，所述控制器降低对应的串联单元中芯片组的运算频率以提高电压；

当所述实际电压值等于预设目标值时，所述串联单元中芯片组的运算频率正常。

4.如权利要求2所述的串联供电电路，其特征在于，所述运算元件根据串联单元的个数计算该串联供电电路的平均电压作为平衡该串联供电电路电压的预设目标值，所述芯片功耗列表录入有芯片的运算频率与功耗的映射关系。

5.一种串联供电电路装置，其特征在于，包括：如权利要求1至4任意一项所述串联供电电路。

6.一种矿机设备，其特征在于，包括机箱本体、与所述机箱本体连接的水冷散热器、安装在所述机箱本体内的控制主板、以及与所述控制主板连接的包含权利要求1至4任意一项所述串联供电电路的运算主板。

7.一种计算机服务器，其特征在于，包括主板、与主板电连接的存储器、以及包含权利要求1至4任意一项所述串联供电电路的处理器。

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