CN111722683A - 一种风扇板卡和服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风扇板卡和服务器，风扇板卡包括：控制模块，通信连接到主板，根据主板提供的散热命令生成旨在调整风扇转速的散热控制信号和旨在调整输出电压的电压控制信号；电压调节模块，将从主板获取的供电压调整为适合电压调节模块和风扇工作的多个输出电压；多个风扇，各自具有相同或不同的额定工作电压，分别电力连接到电压调节模块以获取与其各自的额定工作电压相匹配的输出电压并为特定位置提供散热；光耦隔离模块，跨接在控制模块和多个风扇的通信通路上，阻止多个风扇对控制模块传递反馈性干扰，并使多个风扇支持热插拔。本发明能够提高风扇配置的灵活性，优化隔离效果，提升散热系统的运转稳定性。

Description

一种风扇板卡和服务器

技术领域

本发明涉及散热领域，更具体地，特别是指一种风扇板卡和服务器。

背景技术

随着计算机技术和社会经济的快速发展，数据中心等一些大型机房的建设也越来越多，对机房、服务器系统散热提出了越来越多的要求。在服务器、交换机等产品的散热方法上，目前主流采用的方法是风扇加散热器的方式，使用风流带走散热器温度从而达到对芯片等发热器件的散热目的。以服务器为例，目前主要的方法是采用BMC(基板管理控制器)发送PWM(脉宽调制)的方式控制风扇转速，从而实现散热控制；又或者使用I2C等总线，连接到风扇控制板上的芯片，实现远程风扇控制。

目前主板预留风扇电压一般固定，如12V，但在服务器内部，尤其一些4U或更大的机箱，空间布局复杂，散热仿真无法完全覆盖实际情况，同时客户提出不同的配置后，散热方案也需要重新评估选择，这样一来固定的电压就对风扇选取带来了很大的限制，无法灵活考虑成本、效率等制定更佳的散热方案。同时，当前的PWM、TACH、Present等信号外围电路及隔离电路比较复杂，不利于实施。

针对现有技术中风扇配置灵活性差、电路隔离难以实施的问题，目前尚无有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种风扇板卡和服务器，能够提高风扇配置的灵活性，优化隔离效果，提升散热系统的运转稳定性。

基于上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种风扇板卡，包括：

控制模块，通信连接到主板，用于根据主板提供的散热命令生成旨在调整风扇转速的散热控制信号和旨在调整输出电压的电压控制信号；

电压调节模块，电力连接到主板和控制模块，用于从控制模块接收电压控制信号并根据电压控制信号将从主板获取的供电压调整为多个输出电压；

多个风扇，各自具有相同或不同的额定工作电压，分别电力连接到电压调节模块以获取与其各自的额定工作电压相匹配的输出电压并为特定位置提供散热；

光耦隔离模块，跨接在控制模块和多个风扇的通信通路上，用于为控制模块对多个风扇传递散热控制信号并阻止多个风扇对控制模块传递反馈性干扰信号。

在一些实施方式中，风扇板卡还包括：

主板连接器，为控制模块和主板的基板管理控制器建立通信连接并且为电压调节模块和主板的供电设备建立电力连接，其中控制模块和基板管理控制器之间的通信连接所使用的通道为以下之一：I2C、SPI、USB。

在一些实施方式中，电压调节模块包括降压-升压电路芯片；电压调节模块将从主板获取的供电压调整为适合电压调节模块和风扇工作的多个输出电压包括：使用降压-升压电路芯片将从主板获取的供电压调整为多个输出电压并通过降压-升压电路芯片阻止电压调节模块生成和向主板传递反馈性的浪涌电压。

在一些实施方式中，风扇板卡还包括：

多个电子保险丝，分别跨接在电压调节模块和多个风扇的供电通路上，同时还均通信连接到控制模块；多个电子保险丝根据控制模块的指令和各自选择性地导通或关断，并响应于导通而使对应的风扇工作、响应于关断而使对应的风扇电压隔离。

在一些实施方式中，风扇板卡还包括：

风扇连接器，物理设置在风扇板卡上，并且跨接在多个电子保险丝和多个风扇的供电通路上；风扇连接器到多个风扇之间使用线缆供电，多个风扇分别物理设置在风扇板卡上或风扇板卡之外的需要提供散热的任何位置。

本发明实施例的第二方面提供了一种服务器，包括：

主板，具有基板管理控制器和供电设备；

风扇板卡，包括；

控制模块，通信连接到主板，用于根据主板提供的散热命令生成旨在调整风扇转速的散热控制信号和旨在调整输出电压的电压控制信号；

电压调节模块，电力连接到主板和控制模块，用于从控制模块接收电压控制信号并根据电压控制信号将从主板获取的供电压调整为多个输出电压；

多个风扇，各自具有相同或不同的额定工作电压，分别电力连接到电压调节模块以获取与其各自的额定工作电压相匹配的输出电压并为特定位置提供散热；

光耦隔离模块，跨接在控制模块和多个风扇的通信通路上，用于为控制模块对多个风扇传递散热控制信号并阻止多个风扇对控制模块传递反馈性干扰信号。

在一些实施方式中，风扇板卡还包括：

主板连接器，为控制模块和主板的基板管理控制器建立通信连接并且为电压调节模块和主板的供电设备建立电力连接，其中控制模块和基板管理控制器之间的通信连接所使用的通道为以下之一：I2C、SPI、USB。

在一些实施方式中，风扇板卡的电压调节模块包括降压-升压电路芯片；电压调节模块将从主板获取的供电压调整为适合电压调节模块和风扇工作的多个输出电压包括：使用降压-升压电路芯片将从主板获取的供电压调整为多个输出电压并通过降压-升压电路芯片阻止电压调节模块生成和向主板传递反馈性的浪涌电压。

在一些实施方式中，风扇板卡还包括：

多个电子保险丝，分别跨接在电压调节模块和多个风扇的供电通路上，同时还均通信连接到控制模块；多个电子保险丝根据控制模块的指令和各自选择性地导通或关断，并响应于导通而使对应的风扇工作、响应于关断而使对应的风扇电压隔离。

在一些实施方式中，风扇板卡还包括：

风扇连接器，物理设置在风扇板卡上，并且跨接在多个电子保险丝和多个风扇的供电通路上；风扇连接器到多个风扇之间使用线缆供电，多个风扇分别物理设置在风扇板卡上或风扇板卡之外的需要提供散热的任何位置。

本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的风扇板卡和服务器，通过控制模块，通信连接到主板，用于根据主板提供的散热命令生成旨在调整风扇转速的散热控制信号和旨在调整输出电压的电压控制信号；电压调节模块，电力连接到主板和控制模块，用于从控制模块接收电压控制信号并根据电压控制信号将从主板获取的供电压调整为多个输出电压；多个风扇，各自具有相同或不同的额定工作电压，分别电力连接到电压调节模块以获取与其各自的额定工作电压相匹配的输出电压并为特定位置提供散热；光耦隔离模块，跨接在控制模块和多个风扇的通信通路上，用于为控制模块对多个风扇传递散热控制信号并阻止多个风扇对控制模块传递反馈性干扰信号的技术方案，能够提高风扇配置的灵活性，优化隔离效果，提升散热系统的运转稳定性。

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为本发明提供的风扇板卡的结构示意图；

图2为本发明提供的风扇板卡的实施例结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种能够提高风扇配置的灵活性，优化隔离效果，提升散热系统的运转稳定性的风扇板卡的一个实施例。图1示出的是本发明提供的风扇板卡的流程示意图。

所述的风扇板卡，如图1所示包括：

控制模块，通信连接到主板，用于根据主板提供的散热命令生成旨在调整风扇转速的散热控制信号和旨在调整输出电压的电压控制信号；

电压调节模块，电力连接到主板和控制模块，用于从控制模块接收电压控制信号并根据电压控制信号将从主板获取的供电压调整为多个输出电压；

多个风扇，各自具有相同或不同的额定工作电压，分别电力连接到电压调节模块以获取与其各自的额定工作电压相匹配的输出电压并为特定位置提供散热；

光耦隔离模块，跨接在控制模块和多个风扇的通信通路上，用于为控制模块对多个风扇传递散热控制信号并还阻止多个风扇对控制模块传递反馈性干扰信号。该光耦隔离模块可以阻止多个风扇的反馈性干扰并使多个风扇支持热插拔。

在一些实施方式中，风扇板卡还包括：

主板连接器，为控制模块和主板的基板管理控制器建立通信连接并且为电压调节模块和主板的供电设备建立电力连接，其中控制模块和基板管理控制器之间的通信连接所使用的通道为以下之一：I2C、SPI、USB。

在一些实施方式中，电压调节模块包括降压-升压电路芯片；电压调节模块将从主板获取的供电压调整为适合电压调节模块和风扇工作的多个输出电压包括：使用降压-升压电路芯片将从主板获取的供电压调整为多个输出电压，并通过降压-升压电路芯片阻止电压调节模块生成和向主板传递反馈性的浪涌电压。

在一些实施方式中，风扇板卡还包括：

多个电子保险丝，分别跨接在电压调节模块和多个风扇的供电通路上，同时还均通信连接到控制模块；多个电子保险丝根据控制模块的指令和各自选择性地导通或关断，并响应于导通而使对应的风扇工作、响应于关断而使对应的风扇电压隔离。

在一些实施方式中，风扇板卡还包括：

风扇连接器，物理设置在风扇板卡上，并且跨接在多个电子保险丝和多个风扇的供电通路上；风扇连接器到多个风扇之间使用线缆供电，多个风扇分别物理设置在风扇板卡上或风扇板卡之外的需要提供散热的任何位置。

下面根据图2所示的具体实施例进一步阐述本发明的具体实施方式。

(1)本发明所述风扇板，适用于4线风扇控制，这也是目前服务器产品普遍采用的风扇类型。主要包括主板连接器、控制模块、光耦隔离模块、电压调节模块和风扇连接器几个模块。

(2)风扇板通过MB_Conn与主板相连，获取需要的BMC控制信号和风扇供电。本发明可选取常用的I2C总线，也可以选择SPI、USB等作为Signal Bus；

(3)控制模块可以选取CPLD或MCU等逻辑器件，负责解析BMC的控制命令，并将风扇的状态信息反馈给主板BMC；

(4)在控制模块和风扇连接器之间，增加光耦隔离模块，从而在电气特性上将两者完全隔离，有效消除风扇电路对控制电路或系统的干扰；

(5)控制模块可以根据实际需求，控制电压调节模块输出不同的供电电压，如3.3V、5V、24V、48V等，给风扇连接器，从而能够支持不同规格的风扇供电需求，也能提供控制模块需要的工作电压；

(6)在电压调节模块和风扇连接器之间增加eFuse进行隔离，根据实际使用的风扇数量，由控制模块判断是否打开相应通路，起到电压保护和隔离功能，同时也能支持风扇的错峰上电等功能；

(7)最后，风扇连接器通过线缆与风扇互联，可以根据实际散热需求，灵活设定风扇位置，并支持不同风扇工作，提高了系统散热方案的灵活性。

实施例的技术效果如下：

(1)风扇供电选择范围更广，尤其在一些需要选取多种风扇的场景或新增需求时，在保持主板设计不便的前提下，极大提高了散热方案的设计灵活性；

(2)系统与风扇部分的隔离电路及隔离效果得到优化；

(3)风扇热插拔功能所需硬件线路得到优化；

(4)隔离浪涌电压及错峰上电等特性获得硬件支持，有效保证系统的稳定工作。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的风扇板卡，通过控制模块，通信连接到主板，用于根据主板提供的散热命令生成旨在调整风扇转速的散热控制信号和旨在调整输出电压的电压控制信号；电压调节模块，电力连接到主板和控制模块，用于从控制模块接收电压控制信号并根据电压控制信号将从主板获取的供电压调整为多个输出电压；多个风扇，各自具有相同或不同的额定工作电压，分别电力连接到电压调节模块以获取与其各自的额定工作电压相匹配的输出电压并为特定位置提供散热；光耦隔离模块，跨接在控制模块和多个风扇的通信通路上，用于为控制模块对多个风扇传递散热控制信号并阻止多个风扇对控制模块传递反馈性干扰信号的技术方案，能够提高风扇配置的灵活性，优化隔离效果，提升散热系统的运转稳定性。

基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种能够提高风扇配置的灵活性，优化隔离效果，提升散热系统的运转稳定性的服务器的一个实施例。服务器包括：

主板，具有基板管理控制器和供电设备；

风扇板卡，包括；

控制模块，通信连接到主板，用于根据主板提供的散热命令生成旨在调整风扇转速的散热控制信号和旨在调整输出电压的电压控制信号；

电压调节模块，电力连接到主板和控制模块，用于从控制模块接收电压控制信号并根据电压控制信号将从主板获取的供电压调整为多个输出电压；

多个风扇，各自具有相同或不同的额定工作电压，分别电力连接到电压调节模块以获取与其各自的额定工作电压相匹配的输出电压并为特定位置提供散热；

光耦隔离模块，跨接在控制模块和多个风扇的通信通路上，用于为控制模块对多个风扇传递散热控制信号并阻止多个风扇对控制模块传递反馈性干扰信号。

在一些实施方式中，风扇板卡还包括：

主板连接器，为控制模块和主板的基板管理控制器建立通信连接并且为电压调节模块和主板的供电设备建立电力连接，其中控制模块和基板管理控制器之间的通信连接所使用的通道为以下之一：I2C、SPI、USB。

在一些实施方式中，风扇板卡的电压调节模块包括降压-升压电路芯片；电压调节模块将从主板获取的供电压调整为适合电压调节模块和风扇工作的多个输出电压包括：使用降压-升压电路芯片将从主板获取的供电压调整为多个输出电压并通过降压-升压电路芯片阻止电压调节模块生成和向主板传递反馈性的浪涌电压。

在一些实施方式中，风扇板卡还包括：

多个电子保险丝，分别跨接在电压调节模块和多个风扇的供电通路上，同时还均通信连接到控制模块；多个电子保险丝根据控制模块的指令和各自选择性地导通或关断，并响应于导通而使对应的风扇工作、响应于关断而使对应的风扇电压隔离。

在一些实施方式中，风扇板卡还包括：

风扇连接器，物理设置在风扇板卡上，并且跨接在多个电子保险丝和多个风扇的供电通路上；风扇连接器到多个风扇之间使用线缆供电，多个风扇分别物理设置在风扇板卡上或风扇板卡之外的需要提供散热的任何位置。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的服务器，通过控制模块，通信连接到主板，用于根据主板提供的散热命令生成旨在调整风扇转速的散热控制信号和旨在调整输出电压的电压控制信号；电压调节模块，电力连接到主板和控制模块，用于从控制模块接收电压控制信号并根据电压控制信将从主板获取的供电压调整为适合电压调节模块和风扇工作的多个输出电压；多个风扇，各自具有相同或不同的额定工作电压，分别电力连接到电压调节模块以获取与其各自的额定工作电压相匹配的输出电压并为特定位置提供散热；光耦隔离模块，跨接在控制模块和多个风扇的通信通路上，用于为控制模块对多个风扇传递散热控制信号并阻止多个风扇对控制模块传递反馈性干扰信号的技术方案，能够提高风扇配置的灵活性，优化隔离效果，提升散热系统的运转稳定性。

需要特别指出的是，上述服务器的实施例采用了风扇板卡的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到风扇板卡的其他实施例中。当然，由于风扇板卡实施例中的各个模块均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于服务器也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风扇板卡，其特征在于，包括：

控制模块，通信连接到主板，用于根据所述主板提供的散热命令生成旨在调整风扇转速的散热控制信号和旨在调整输出电压的电压控制信号；

电压调节模块，电力连接到所述主板和所述控制模块，用于从所述控制模块接收所述电压控制信号并根据所述电压控制信号将从主板获取的供电压调整为多个输出电压；

多个风扇，各自具有相同或不同的额定工作电压，分别电力连接到所述电压调节模块以获取与其各自的所述额定工作电压相匹配的所述输出电压并为特定位置提供散热；

光耦隔离模块，跨接在所述控制模块和多个所述风扇的通信通路上，用于为所述控制模块对多个所述风扇传递所述散热控制信号，并阻止多个所述风扇对所述控制模块传递反馈性干扰信号。

2.根据权利要求1所述的风扇板卡，其特征在于，还包括：

主板连接器，为所述控制模块和所述主板的基板管理控制器建立通信连接并且为所述电压调节模块和所述主板的供电设备建立电力连接，其中所述控制模块和所述基板管理控制器之间的通信连接所使用的通道为以下之一：I2C、SPI、USB。

3.根据权利要求1所述的风扇板卡，其特征在于，所述电压调节模块包括降压-升压电路芯片；

所述电压调节模块将从主板获取的供电压调整为适合所述电压调节模块和风扇工作的多个输出电压包括：使用所述降压-升压电路芯片将从主板获取的供电压调整为多个输出电压，并通过所述降压-升压电路芯片阻止所述电压调节模块生成和向所述主板传递反馈性的浪涌电压。

4.根据权利要求1所述的风扇板卡，其特征在于，还包括：

多个电子保险丝，分别跨接在所述电压调节模块和多个所述风扇的供电通路上，同时还均通信连接到所述控制模块；多个所述电子保险丝根据所述控制模块的指令和各自选择性地导通或关断，并响应于导通而使对应的所述风扇工作、响应于关断而使对应的所述风扇电压隔离。

5.根据权利要求4所述的风扇板卡，其特征在于，还包括：

风扇连接器，物理设置在所述风扇板卡上，并且跨接在多个所述电子保险丝和多个所述风扇的供电通路上；所述风扇连接器到多个所述风扇之间使用线缆供电，多个所述风扇分别物理设置在所述风扇板卡上或所述风扇板卡之外的需要提供散热的任何位置。

6.一种服务器，其特征在于，包括：

主板，具有基板管理控制器和供电设备；

风扇板卡，包括；

控制模块，通信连接到主板，用于根据所述主板提供的散热命令生成旨在调整风扇转速的散热控制信号和旨在调整输出电压的电压控制信号；

电压调节模块，电力连接到所述主板和所述控制模块，用于从所述控制模块接收所述电压控制信号并根据所述电压控制信号将从主板获取的供电压调整为多个输出电压；

多个风扇，各自具有相同或不同的额定工作电压，分别电力连接到所述电压调节模块以获取与其各自的所述额定工作电压相匹配的所述输出电压并为特定位置提供散热；

光耦隔离模块，跨接在所述控制模块和多个所述风扇的通信通路上，用于为所述控制模块对多个所述风扇传递所述散热控制信号并阻止多个所述风扇对所述控制模块传递反馈性干扰信号。

7.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，所述风扇板卡还包括：

主板连接器，为所述控制模块和所述主板的所述基板管理控制器建立通信连接并且为所述电压调节模块和所述主板的所述供电设备建立电力连接，其中所述控制模块和所述基板管理控制器之间的通信连接所使用的通道为以下之一：I2C、SPI、USB。

8.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，所述风扇板卡的所述电压调节模块包括降压-升压电路芯片；

所述电压调节模块将从主板获取的供电压调整为适合所述电压调节模块和风扇工作的多个输出电压包括：使用所述降压-升压电路芯片将从主板获取的供电压调整为多个输出电压并通过所述降压-升压电路芯片阻止所述电压调节模块生成和向所述主板传递反馈性的浪涌电压。

9.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，所述风扇板卡还包括：

多个电子保险丝，分别跨接在所述电压调节模块和多个所述风扇的供电通路上，同时还均通信连接到所述控制模块；多个所述电子保险丝根据所述控制模块的指令和各自选择性地导通或关断，并响应于导通而使对应的所述风扇工作、响应于关断而使对应的所述风扇电压隔离。

10.根据权利要求9所述的服务器，其特征在于，所述风扇板卡还包括：

风扇连接器，物理设置在所述风扇板卡上，并且跨接在多个所述电子保险丝和多个所述风扇的供电通路上；所述风扇连接器到多个所述风扇之间使用线缆供电，多个所述风扇分别物理设置在所述风扇板卡上或所述风扇板卡之外的需要提供散热的任何位置。

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