CN111736684A - 一种cpci电源 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种CPCI电源，该电源具有中空腔体的壳体、以及外露于壳体外且用于输入第一电压的交流电的第一输入端口。在壳体内设置有电源转换模块，该电源转换模块用于将第一电压的交流电转换拆分为第二电压的直流电及第三电压的直流电，第二电压的直流电与第三电压的直流电之间相互隔离。该电源转换模块具有第二输入端口，还具有第一输出端口及第二输出端口。还包括与第一输出端口连接且外露于壳体外的第一供电端口、以及与第二输出端口连接且外露于壳体外的第二供电端口。通过设置电源转换模块，将一路交流电转换拆分为两路直流电，之后与外露于壳体外的两个供电端口连接，从而可以提供两路相互独立、互不影响的电源，提高CPCI电源的集成度。

Description

一种CPCI电源

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种CPCI电源。

背景技术

CPCI(Compact Peripheral Component Interconnect，紧凑型外设部件互联标准)总线是国际工业计算机制造者联合会于1994年提出来的一种高性能工业计算机总线标准。在电气特性上，CPCI总线是以PCI电气规范为基础，解决了VME等总线技术与PCI总线不兼容的问题，使得基于x86架构、硬盘存储等技术能在工业领域使用。同时由于在接口等方面做了重大改进，从而使基于CPCI技术的服务器、工业电脑、军用加固机等拥有了高可靠性、高密度的优点。在机械结构上，CPCI总线结构采用了欧卡连接器和标准3U、6U板卡尺寸。此外CPCI计算机具有良好的抗震性和通风性。而且还可以支持从前面板或者后面板拔插板卡，使得更换和维修板卡极为方便。除了服务器和工业领域，一向以高端、高可靠性著称的CPCI计算机还广泛应用于军用武器装备、各大科研院所等单位。

CPCI计算机的组成主要包括：刀片式3U/6U CPCI主板、对应背板、机箱、CPCI电源等。其中CPCI电源是整个CPCI计算机工作的基础，决定了它能否高效、可靠的运行。目前市场上常见的CPCI电源供应商也不少，但是设计水平参差不齐，且仅有单路的电源供电。

发明内容

本发明提供了一种CPCI电源，以提供具有两路且相互之间相隔离的电源模块。

本发明提供了一种CPCI电源，该电源具有中空腔体的壳体、以及外露于壳体外且用于输入第一电压的交流电的第一输入端口。在壳体内还设置有电源转换模块，该电源转换模块用于将第一电压的交流电转换拆分为第二电压的直流电及第三电压的直流电，且第二电压的直流电与第三电压的直流电之间相互隔离。该电源转换模块具有与第一输入端口连接的第二输入端口，电源转换模块还具有用于将第二电压的直流电输出的第一输出端口、以及用于将第三电压的直流电输出的第二输出端口。还包括与第一输出端口连接且外露于壳体外的第一供电端口、以及与第二输出端口连接且外露于壳体外的第二供电端口。

在上述的方案中，通过设置电源转换模块，该电源转换模块能够将第一电压的交流电转换拆分为第二电压的直流电及第三电压的直流电，以将一路交流电转换拆分为两路直流电，之后与外露于壳体外的两个供电端口连接，从而可以提供两路相互独立、互不影响的电源，提高CPCI电源的集成度。

在一个具体的实施方式中，第一供电端口为数字电路供电端口，第二供电端口为模拟电路供电端口，以能够分别对数字电路和模拟电路进行供电。

在一个具体的实施方式中，该CPCI电源还包括设置在壳体内的EMC滤波器，该EMC滤波器的输入端与第一输入端口连接，该EMC滤波器的输出端与第二输入端口连接，以进行滤波，提高CPCI电源的抗电磁干扰性能。

在一个具体的实施方式中，壳体内层叠设置有第一印刷电路板及第二印刷电路板，其中，EMC滤波器设置在第一印刷电路板上，且EMC滤波器的输出端与第二输入端口通过排针排母插接连接，以提高CPCI电源内部的集成度，使CPCI电源的尺寸能够做的更小。

在一个具体的实施方式中，该CPCI电源还包括设置在壳体内且用于将第二电压的直流电转换为多路不同设定电压的直流电的第一电压转换器组件，且第一电压转换器组件的输入端与第一输出端口连接，第一电压转换器组件的输出端与第一供电端口连接，以使其中一路所供电源能够满足对不同设定电压电的需求。

在一个具体的实施方式中，该CPCI电源还包括设置在壳体内且用于将第三电压的直流电转换为多路不同设定电压的直流电的第二电压转换器组件，且第二电压转换器组件的输入端与第二输出端口连接，第二电压转换器组件的输出端与第二供电端口连接，以使另一路所供电源能够满足对不同设定电压电的需求。

在一个具体的实施方式中，第一电压转换器组件用于将第二电压的直流电转换为电压值分别为12V、5V、3.3V、-12V的四路直流电，第二电压转换器组件用于将第二电压的直流电及第三电压的直流电转换为电压值分别为12V、5V、3.3V、-12V的四路直流电，以实现CPCI电源与ATX电源的兼容。

在一个具体的实施方式中，第一供电端口及第二供电端口均为24PIN ATX电源插座，以便于CPCI电源与外部进行插接连接。

在一个具体的实施方式中，第一供电端口及第二供电端口通过电感、磁珠滤波连接，以提高两个供电端口之间的相互隔离的效果，防止两个供电端口之间相互影响。

在一个具体的实施方式中，壳体的材质为金属材质，电源转换模块设置在第二印刷电路板上朝向壳体内壁的一侧，且电源转换模块与壳体的内壁导热连接；在壳体的内壁上设置有与第一电压转换器组件及第二电压转换器组件中的部分或全部导热连接的凸台，以提高电源转换模块、电压转换器组件的散热性能。在应用时，能够将壳体设置为密闭壳体，采用无风扇及良好的散热结构设计，具有更高的可靠性，能够适用于更加恶劣的应用环境。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种CPCI电源的外观示意图；

图2为本发明实施例提供的一种CPCI电源在另一角度下的外观示意图；

图3为本发明实施例提供的一种CPCI电源的俯视图；

图4为本发明实施例提供的一种CPCI电源的主视图；

图5为本发明实施例提供的一种CPCI电源的左视图；

图6为本发明实施例提供的一种CPCI电源的右视图；

图7为本发明实施例提供的一种CPCI电源内部的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种CPCI电源的剖视图；

图9为本发明实施例提供的一种CPCI电源的工作原理框图；

图10为本发明实施例提供的一种CPCI电源的上电时序图。

附图标记：

10-壳体11-底板 21-第一输入端口 13-凸台

31-第一供电端口 32-第二供电端口

41-第一印刷电路板 42-第二印刷电路板

51-电源转换模块 52-电源芯片

53-导热垫 54-排针排母

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

为了方便理解本发明实施例提供的CPCI电源，下面首先说明一下本发明实施例提供的CPCI电源的应用场景，该CPCI电源作为电源模块，应用于服务器中，以给服务器进行供电。下面结合附图对该CPCI电源进行详细的叙述。

参考图1、图2、图7及图8，本发明实施例提供的CPCI电源包括：具有中空腔体的壳体10、以及外露于壳体10外且用于输入第一电压的交流电的第一输入端口21。在壳体10内还设置有电源转换模块51，该电源转换模块51用于将第一电压的交流电转换拆分为第二电压的直流电及第三电压的直流电，且第二电压的直流电与第三电压的直流电之间相互隔离。该电源转换模块51具有与第一输入端口21连接的第二输入端口，电源转换模块51还具有用于将第二电压的直流电输出的第一输出端口、以及用于将第三电压的直流电输出的第二输出端口。还包括与第一输出端口连接且外露于壳体10外的第一供电端口31、以及与第二输出端口连接且外露于壳体10外的第二供电端口32。

在上述的方案中，通过设置电源转换模块51，该电源转换模块51能够将第一电压的交流电转换拆分为第二电压的直流电及第三电压的直流电，以将一路交流电转换拆分为两路直流电，之后与外露于壳体10外的两个供电端口连接，从而可以提供两路相互独立、互不影响的电源，提高CPCI电源的集成度。下面结合附图对上述各个部件以及相互之间的连接关系进行详细的介绍。

在设置壳体10时，参考图1～图6，壳体10可以为类似六方体的壳体10结构，具有六个面板。参考图1、图2及图8，其中一个面板作为将壳体10固定在服务器机箱内的安装面板，可以将该安装面板作为壳体10的底板11。参考图7，在底板11上设置有通孔或螺纹孔，以便于将壳体10固定在服务器机箱上。该壳体10的内部为中空腔体，以盛放电源转换模块51等器件。该壳体10的材质可以为诸如铝、铝合金、铜等金属材质，以提高壳体10的散热效率。在应用时，可以将壳体10设置为密闭壳体10，使CPCI电源具有更高的可靠性，能够适用于更加恶劣的应用环境。

参考图1及图5，壳体10的一侧设置有一个第一输入端口21，用于向壳体10内的电源转换模块51供电，在应用时，可以向第一输入端口21供市电电压的交流电，即第一电压为220V，第一输入端口21所通电为220V的交流电。在连接电源转换模块51及第一输入端口21时，该电源转换模块51具有与第一输入端口21连接的第二输入端口，使第一输入端口21与第二输入端口之间能够连接。

参考图2及图6，在壳体10上还设置有第一供电端口31及第二供电端口32，用于将两路直流电向外部进行供电。第一供电端口31及第二供电端口32中的一个供电端口可以为数字电路供电端口，另一个供电端口可以为模拟电路供电端口，以能够分别对数字电路和模拟电路进行供电。例如，第一供电端口31可以为数字电路供电端口，第二供电端口32可以为模拟电路供电端口。

参考图7，可以在壳体10内设置一EMC滤波器，该EMC滤波器的输入端与第一输入端口21连接，该EMC滤波器的输出端与第二输入端口连接，以进行滤波，提高CPCI电源的抗电磁干扰性能。具体设置时，参考图7，可以在壳体10内层叠设置有第一印刷电路板41及第二印刷电路板42，其中，EMC滤波器设置在第一印刷电路板41上，且EMC滤波器的输出端与第二输入端口通过排针排母54插接连接，以提高CPCI电源内部的集成度，使CPCI电源的尺寸能够做的更小。在设置EMC滤波器时，可以通过在第一印刷电路板41上设置由电感、电容、磁珠组成的滤波电路作为EMC滤波器，以进行EMC滤波。在具体层叠第一印刷电路板41及第二印刷电路板42时，参考图7及图8，可以使第二印刷电路板42设置在靠近底板11的一侧，第一印刷电路板41设置在远离底板11的一侧。应当理解的是，第一输入端口21与电源转换模块51上的第二输入端口之间连接的方式并不限于上述通过EMC滤波器连接的方式，除此之外，还可以采用其他的方式。例如，可以使第一输入端口21与第二输入端口直接连接。

在设置电源转换模块51时，该电源转换模块51用于将第一电压的交流电转换拆分为第二电压的直流电及第三电压的直流电，且第二电压的直流电与第三电压的直流电之间相互隔离。即该电源转换模块51不仅能够将交流电转换为直流电，还能够进行电压的变换以及电路的拆分，其能够将一路交流电转换拆分为两路直流电，且两路直流电之间相互隔离，使两路直流电之间相互独立、互不影响。该电源转换模块51不仅具有与第一输入端口21连接的第二输入端口，电源转换模块51还具有用于将第二电压的直流电输出的第一输出端口、以及用于将第三电压的直流电输出的第二输出端口。参考图8，可以将电源转换模块51设置在第二印刷电路板42上朝向壳体10内壁的一侧，且电源转换模块51与壳体10的内壁导热连接，通过将电源转换模块51产生的热量热传导到壳体10上，以进行散热，提高电源转换模块51的散热性能。具体的，电源转换模块51设置在第二印刷电路板42上朝向底板11的一侧，且电源转换模块51与底板11导热连接。参考图8，可以在电源转换模块51与底板11之间填充导热垫53，以提高电源转换模块51向底板11传输热量的效率。

在选择电源转换模块51时，可以选择华为全砖电源模块作为电源转换模块51，该华为全砖电源模块可以实现将一路AC220V转换拆分为两路DC12V，即此时的第二电压及第三电压均为12V。华为全砖电源模块内部带隔离，能使两路DC12V之间相互隔离。且华为全砖电源模块可支持AC90V～AC290V的宽压输入、自带PFC功能，可以提供最大500W(12V/42A)的功率输出，可以满足较高的功率输出需求。

还可以在壳体10内设置用于将第二电压的直流电转换为多路不同设定电压的直流电的第一电压转换器组件，且第一电压转换器组件的输入端与第一输出端口连接，第一电压转换器组件的输出端与第一供电端口31连接，以使其中一路所供电源能够满足对不同设定电压电的需求。例如，第一电压转换器组件可以用于将第二电压的直流电转换为电压值分别为12V、5V、3.3V、-12V的四路直流电，即此时多路不同设定电压的直流电指12V、5V、3.3V、-12V的四路直流电，以实现CPCI电源与ATX电源的兼容。具体实现时，参考图7、图8及图9，第一电压转换器组件可以包括PI3740电源芯片、PI34XX系列电源芯片、IQ1212电源芯片、PI3740电源芯片。具体的，可以利用VICOR的PI3740电源芯片将DC12V转换为DC12V；利用VICOR的PI34XX系列电源芯片将DC12V分别转换为DC5V、DC3.3V；利用SynQor的IQ1212电源芯片将DC12V转换为DC-12V。其中，上述利用VICOR的PI3740电源芯片将DC12V转换为DC12V，是为了对电源上电时序进行控制和更好的降低纹波，使其中一路电的纹波小，满足客户对纹波要求高的需求。另外，参考图9，第一电压转换器组件还可以包括ISL6545IBZ电源芯片，以将DC12V转换为DC5V的Stand by电源，以进行使能控制，供电源启动电路用，可以比较方便的做时序控制。

在具体实现第一电压转换器组件的输出端与第一供电端口31连接时，第一供电端口31可以设置为24PIN ATX电源插座，以便于CPCI电源与外部进行插接连接。具体连接第一电压转换器组件的输出端与该24PIN ATX电源插座时，可以通过24PIN ATX电源线连接。

还可以在壳体10内设置用于将第三电压的直流电转换为多路不同设定电压的直流电的第二电压转换器组件，且第二电压转换器组件的输入端与第二输出端口连接，第二电压转换器组件的输出端与第二供电端口32连接，以使另一路所供电源能够满足对不同设定电压电的需求。具体的，第二电压转换器组件可以用于将第二电压的直流电及第三电压的直流电转换为电压值分别为12V、5V、3.3V、-12V的四路直流电，即此时多路不同设定电压的直流电指12V、5V、3.3V、-12V的四路直流电，以实现CPCI电源与ATX电源的兼容。例如，第二电压转换器组件可以用于将第三电压的直流电转换为电压值分别为12V、5V、3.3V、-12V的四路直流电，即此时多路不同设定电压的直流电指12V、5V、3.3V、-12V的四路直流电，以实现CPCI电源与ATX电源的兼容。具体实现时，参考图7、图8及图9，第二电压转换器组件可以包括PI3740电源芯片、PI34XX系列电源芯片、IQ1212电源芯片、PI3740电源芯片。具体的，可以利用VICOR的PI3740电源芯片将DC12V转换为DC12V；利用VICOR的PI34XX系列电源芯片将DC12V分别转换为DC5V、DC3.3V；利用SynQor的IQ1212电源芯片将DC12V转换为DC-12V。其中，上述利用VICOR的PI3740电源芯片将DC12V转换为DC12V，是为了对电源上电时序进行控制和更好的降低纹波，使其中一路电的纹波小，满足客户对纹波要求高的需求。另外，参考图9，第二电压转换器组件还可以包括AMS1117电源芯片，以将DC12V转换为DC5V的Stand by电源，以进行使能控制，供电源启动电路用，可以比较方便的做时序控制。

在具体实现第二电压转换器组件的输出端与第二供电端口32连接时，第二供电端口32可以设置为24PIN ATX电源插座，以便于CPCI电源与外部进行插接连接。具体连接第二电压转换器组件的输出端与该24PIN ATX电源插座时，可以通过24PIN ATX电源线连接。

参考图9，第一电源转换器组件中的DC-12V的电源还可以通过第二电源转换器组件中的IQ1212电源芯片采用电感隔离方式而来得到。

在应用时，参考图10，对CPCI电源上电的时序可以采用首先AC220V一上电，电源转换模块51就会转出两路的DC12V，然后两路电中的每路利用DC12转出VCC5SB(既作为VCC5SB电输出，又同时做时序控制)，VCC5SB控制DC12转DC12，接着依次是VCC5、VCC3_3、VCC-12。采用上述的上电时序控制方式，能够避免所有电源模块同时上电带来的冲击。且由于每路电的输出都有对应的电源芯片52，且每个电源芯片52都有自己的使能控制，所以可以比较方便的做时序控制。

参考图9，第一供电端口31通过GND接地，而第二供电端口32通过GND_A接地，从而使第一供电端口31与第二供电端口32之间不共地，从而使两个供电端口之间相互隔离。

参考图9，第一供电端口31及第二供电端口32通过电感、磁珠滤波连接，以提高两个供电端口之间的相互隔离的效果，防止两个供电端口之间相互影响。

参考图8，可以在壳体10的内壁上设置有与第一电压转换器组件及第二电压转换器组件中的部分或全部导热连接的凸台13，以提高电压转换器组件的散热性能。具体的，第一电压转换器组件及第二电压转换器组件中的部分电源芯片52或全部电源芯片52可以设置在第二印刷电路板42上朝向底板11的一侧，可以在底板11上朝向第二印刷电路板42一侧设置凸台13，该凸台13与设置在第二印刷电路板42一侧的电源芯片52导热连接，具体可以通过导热垫53的方式导热连接，以将电源芯片52上的热量传导到壳体10进行散热，将壳体10设置为密闭壳体10，采用无风扇及良好的散热结构设计，具有更高的可靠性，能够适用于更加恶劣的应用环境。

通过设置电源转换模块51，该电源转换模块51能够将第一电压的交流电转换拆分为第二电压的直流电及第三电压的直流电，以将一路交流电转换拆分为两路直流电，之后与外露于壳体10外的两个供电端口连接，从而可以提供两路相互独立、互不影响的电源，提高CPCI电源的集成度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种CPCI电源，其特征在于，包括：

具有中空腔体的壳体；

外露于所述壳体外且用于输入第一电压的交流电的第一输入端口；

设置在所述壳体内的电源转换模块，所述电源转换模块用于将所述第一电压的交流电转换拆分为第二电压的直流电及第三电压的直流电，且所述第二电压的直流电与第三电压的直流电之间相互隔离；所述电源转换模块具有与所述第一输入端口连接的第二输入端口；所述电源转换模块还具有用于将所述第二电压的直流电输出的第一输出端口、以及用于将所述第三电压的直流电输出的第二输出端口；

与所述第一输出端口连接且外露于所述壳体外的第一供电端口；

与所述第二输出端口连接且外露于所述壳体外的第二供电端口。

2.如权利要求1所述的CPCI电源，其特征在于，所述第一供电端口为数字电路供电端口，所述第二供电端口为模拟电路供电端口。

3.如权利要求1所述的CPCI电源，其特征在于，还包括：

设置在所述壳体内的EMC滤波器，所述EMC滤波器的输入端与所述第一输入端口连接，所述EMC滤波器的输出端与所述第二输入端口连接。

4.如权利要求3所述的CPCI电源，其特征在于，所述壳体内层叠设置有第一印刷电路板及第二印刷电路板；

其中，所述EMC滤波器设置在所述第一印刷电路板上，所述电源转换模块设置在所述第二印刷电路板上；且所述EMC滤波器的输出端与所述第二输入端口通过排针排母插接连接。

5.如权利要求1所述的CPCI电源，其特征在于，还包括：

设置在所述壳体内且用于将所述第二电压的直流电转换为多路不同设定电压的直流电的第一电压转换器组件；且所述第一电压转换器组件的输入端与所述第一输出端口连接，所述第一电压转换器组件的输出端与所述第一供电端口连接。

6.如权利要求5所述的CPCI电源，其特征在于，还包括：

设置在所述壳体内且用于将所述第三电压的直流电转换为多路不同设定电压的直流电的第二电压转换器组件；且所述第二电压转换器组件的输入端与所述第二输出端口连接，所述第二电压转换器组件的输出端与所述第二供电端口连接。

7.如权利要求6所述的CPCI电源，其特征在于，所述第一电压转换器组件用于将所述第二电压的直流电转换为电压值分别为12V、5V、3.3V、-12V的四路直流电；

第二电压转换器组件用于将所述第二电压的直流电及第三电压的直流电转换为电压值分别为12V、5V、3.3V、-12V的四路直流电。

8.如权利要求7所述的CPCI电源，其特征在于，所述第一供电端口及第二供电端口均为24PIN ATX电源插座。

9.如权利要求8所述的CPCI电源，其特征在于，所述第一供电端口与所述第二供电端口通过电感、磁珠滤波连接。

10.如权利要求6所述的CPCI电源，其特征在于，所述壳体的材质为金属材质；

所述电源转换模块设置在第二印刷电源板上朝向所述壳体内壁一侧，且所述电源转换模块与所述壳体的内壁导热连接；

在所述壳体的内壁上还设置有与第二印刷电路板、第一电压转换器组件及第二电压转换器组件中的部分或全部导热连接的凸台。

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