CN112283141A - 一种风扇连接器过流预警处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种风扇连接器过流预警处理系统及方法，所述系统包括服务器板卡、风扇、BMC、位移传感器和位移检测模块；服务器板卡上设置有若干发热外插设备，各发热外插设备处均设置有风扇连接器；风扇连接器包括母端子和pin针，母端子连接风扇，pin针连接BMC，母端子内设有容纳腔，容纳腔与pin针匹配，实现pin针与母端子插接；位移传感器设置于风扇连接器处，用于监控pin针与母端子容纳腔的插接距离；位移传感器与位移检测模块连接，位移检测模块与BMC连接；位移检测模块将位移传感器提供的pin针与母端子容纳腔的插接距离进行处理，提供给BMC。
Description
技术领域
本发明属于服务器风扇保护技术领域，具体涉及一种风扇连接器过流预警处理系统及方法。
背景技术
云计算等新一代信息技术离不开海量数据的处理、存储和软件的云化，因此数据中心作为底层基础设施有望持续增长，服务器的需求也越来越旺盛，服务器的性能、可靠性、能耗等也都备受关注。良好的散热能够保证服务器的正常工作，而散热不良容易导致线路过流、起火、宕机等。目前服务器的散热方式以风冷为主，通过对风扇的调控满足服务器的散热需求。随着AI服务器的发展，带GPU的服务器功耗越来越大，对风扇的功率也提出了新的要求，AI服务器的风扇往往需要支持热插拔，目前的方案，主要为采用长短pin设计(pin指风扇连接器内部的金属针，用来连接另一端的金属端子，传递信号)，通过风扇支架以类似抽屉的形式，进行插拔操作，利于维护。
然而，在风扇支架及结构公差较大的情况下，会存在风扇和板端接触不良，并且风扇工作时会产生较大的振动，这个过程中容易导致风扇连接器两端的pin针和端子接触区域减小，甚至完全脱出(也叫作脱pin)，发生脱pin后会造成风扇不转，从而造成系统散热异常，并且即将脱pin时，连接器两端的pin针和端子接触区域减小，会导致接触区域阻抗突然增大，由于通过的电流不变，连接处产生的功率也会突然增大，以热的形式发出，会导致接触点附近的塑胶结构融化，连接器外壳融化后里面的pin针就会脱落，风扇的固定也会产生问题，会进一步导致重要器件烧毁或宕机。风扇停转后，BMC才能获取到该信息，此时可能为时已晚，导致重要器件烧毁或宕机。
此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种风扇连接器过流预警处理系统及方法，是非常有必要的。
发明内容
针对现有技术的上述风扇连接器即将脱pin时，接触面积变小，阻抗过大导致的过流损坏问题，也因风扇连接异常导致宕机的缺陷，本发明提供一种风扇连接器过流预警处理系统及方法，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种风扇连接器过流预警处理系统，包括服务器板卡、风扇、BMC、位移传感器和位移检测模块；
服务器板卡上设置有若干发热外插设备，各发热外插设备处均设置有风扇连接器；
风扇连接器包括母端子和pin针，母端子连接风扇，pin针连接BMC，母端子内设有容纳腔，容纳腔与pin针匹配，实现pin针与母端子插接；
位移传感器设置于风扇连接器处，用于监控pin针与母端子容纳腔的插接距离；
位移传感器与位移检测模块连接，位移检测模块与BMC连接；
位移检测模块将位移传感器提供的pin针与母端子容纳腔的插接距离进行处理，提供给BMC。
进一步地，发热外插设备包括GPU卡、显卡以及网卡。
进一步地，位移传感器包括位移传感器基底和位移传感器探头；
位移传感器基底设置在母端子处，位移传感器探头设置在pin针处；
位移检测模块，用于检测位移传感器探头相对位移传感器基底的位移距离。
进一步地，位移传感器探头采用包裹磁芯的电感，位移传感器基底采用不锈钢材质金属片；
位移检测模块包括谐振单元、放大单元、整形单元以及MCU处理单元；
谐振单元与位移传感器探头及放大单元连接，放大单元与整形单元连接，整形单元与MCU处理单元连接，MCU处理单元与BMC通过I2C总线连接。
进一步地，BMC还连接有LED报警灯；
BMC还与CPU连接，发热外插设备处设置有温度传感器，温度传感器也与BMC连接；
当pin针与母端子容纳腔的插接距离大于阈值时，BMC通过LED报警灯进行报警；
当pin针与母端子容纳腔的插接距离大于阈值时，且发热外插设备温度超限时，BMC通知CPU进行降频，并降低对应风扇转速。
第二方面，本发明提供一种风扇连接器过流预警处理方法，包括如下步骤：
S1.位移检测模块将各位移传感器监测的风扇连接器pin针与母端子容纳腔的插接距离数据进行处理，发送给BMC；
S2.BMC判断各风扇连接器pin针与母端子容纳腔的插接距离是否超过设定距离阈值，并在超过设定距离阈值时，进行报警，再判断对应发热外插设备是否超过温度阈值，以及在发热外插设备温度超过温度阈值时，通知CPU进行降频，再降低对应风扇转速。
进一步地，步骤S1具体步骤如下：
S11.设定风扇连接器pin针完全插入母端子容纳腔时，重合的长度为最大长度Dmax，设定风扇连接器pin针脱出母端子容纳腔的位移距离为Da；
S12.对位移检测模块进行校准，得到位移计算公式；
S13.位移检测模块获取位移传感器探头的频率值，再根据位移计算公式计算出风扇连接器pin针脱出母端子容纳腔的位移距离Da；
S14.位移检测模块将风扇连接器pin针脱出母端子容纳腔的位移距离Da发送给BMC。
进一步地，步骤S12具体步骤如下：
S121.将位移传感器探头固定于静态位移校准器；
S122.分别记录各单位采样点的频率值，对频率和位移进行拟合；
S123.根据频率和位移的拟合结果，得到位移计算公式。
进一步地，步骤S2具体步骤如下：
S21.BMC判断各风扇连接器pin针脱出母端子容纳腔的位移距离Da是否大于Dmax*m％，m％为预设第一比例；
若是，进入步骤S22；
若否，返回步骤S21；
S22.BMC通过LED报警灯进行pin针脱出报警；
S23.BMC判断pin针脱出的风扇连接器对应发热外插设备是否超过温度阈值；
若是，BMC通知CPU进行降频，进入步骤S24；
若否，返回步骤S21；
S24.等待设定时间段，BMC降低对应风扇转速，实现对应风扇连接器处电流降低。
进一步地，步骤S23中，不同发热外插设备设置不同温度阈值。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的风扇连接器过流预警处理系统及方法，实现对风扇连接器母端子与pin针接触情况进行精密的位移检测，对可能出现的脱pin和位移连接器接触不良进行预警，再根据不同散热情况，分组进行干预，及时对CPU进行降频，风扇进行降速。本发明能够解决风扇连接器即将脱pin时，接触面积变小，阻抗过大导致的过流损坏问题，也避免了因风扇连接异常导致宕机，保证系统稳定性，精度极高，速度快，易于实现。
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
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，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是本发明的系统结构示意图；
图2是本发明的系统连接示意图；
图3是本发明的位移检测模块示意图；
图4是本发明的风扇连接器脱pin示意图；
图5是本发明的方法流程示意图一；
图6为本发明的方法流程示意图二；
图中，1-服务器板卡；2-BMC；3-位移传感器；3.1-位移传感器基底；3.2-位移传感器探头；4-位移检测模块；4.1-谐振单元；4.2-放大单元；4.3-整形单元；4.4-MCU处理单元；5-发热外插设备；5.1-GPU卡；5.2-显卡；5.3-网卡；6-风扇连接器；6.1-母端子；6.2-pin针；7-LED报警灯；8-CPU；9-温度传感器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1和图2所示，本发明提供一种风扇连接器过流预警处理系统，包括服务器板卡1、风扇、BMC 2、位移传感器3和位移检测模块4；
服务器板卡1上设置有若干发热外插设备5，各发热外插设备5处均设置有风扇连接器6；
风扇连接器6包括母端子6.1和pin针6.2，母端子6.1连接风扇，pin针6.2连接BMC2，母端子6.1内设有容纳腔，容纳腔与pin针6.2匹配，实现pin针6.2与母端子6.1插接；
位移传感器3设置于风扇连接器6处，用于监控pin针6.2与母端子6.1容纳腔的插接距离；
位移传感器3与位移检测模块4连接，位移检测模块4与BMC 2连接；
位移检测模块4将位移传感器3提供的pin针6.2与母端子6.1容纳腔的插接距离进行处理，提供给BMC 2。
在某些实施例中，发热外插设备5包括GPU卡5.1、显卡5.2以及网卡5.3。
在某些实施例中，位移传感器3包括位移传感器基底3.1和位移传感器探头3.2；
位移传感器基底3.1设置在母端子6.1处，位移传感器探头3.2设置在pin针6.2处；
位移检测模块4，用于检测位移传感器探头3.2相对位移传感器基底3.1的位移距离，进而获得风扇连接器6的pin针6.2脱出母端子6.1容纳腔的距离。
在某些实施例中，如图3所示，位移传感器探头3.2采用包裹磁芯的电感，位移传感器基底3.1采用430不锈钢材质金属片；由于电涡流效应，位移传感器探头3.2到位移传感器基底3.1距离不同，会导致等效的电感发生变化；位移传感器探头3.2处在LC谐振电路中，位移的变化与频率直接相关；
风扇连接器6的pin针6.2与母端子6.1完全接触时，位移传感器探头3.2刚好接触到位移传感器基底3.1；
位移检测模块4包括谐振单元4.1、放大单元4.2、整形单元4.3以及MCU处理单元4.4；位移检测模块4将位移传感器探头3.2监测到的位移的变化进行调理和计算，得出精确到微米级的变化的数据，将数据通过I2C接口发送给BMC 2；
谐振单元4.1与位移传感器探头3.2及放大单元4.2连接，放大单元4.2与整形单元4.3连接，整形单元4.3与MCU处理单元4.4连接，MCU处理单元4.4与BMC 2通过I2C总线连接；
放大单元4.2采用高速运放，对谐振的正弦信号进行放大；
整形单元4.3采用比较器和施密特触发器，将谐振单元4.1的正弦波形整形成方波，输出给MCU处理单元4.4；
MCU处理单元4.4使用定时器检测一定时间内上升沿的数量，最后转换成频率。
在某些实施例中，BMC还连接有LED报警灯7；
BMC 2还与CPU 8连接，发热外插设备5处设置有温度传感器9，温度传感器9也与BMC 2连接；
当pin针6.2与母端子6.1容纳腔的插接距离大于阈值时，BMC 2通过LED报警灯7进行报警；
当pin针6.2与母端子6.1容纳腔的插接距离大于阈值时，且发热外插设备5温度超限时，BMC 2通知CPU 8进行降频，并降低对应风扇转速。降低风扇转速，进而降低风扇连接器6处电流。
实施例2：
如图5所示，本发明提供一种风扇连接器过流预警处理方法，包括如下步骤：
S1.位移检测模块将各位移传感器监测的风扇连接器pin针与母端子容纳腔的插接距离数据进行处理，发送给BMC；
S2.BMC判断各风扇连接器pin针与母端子容纳腔的插接距离是否超过设定距离阈值，并在超过设定距离阈值时，进行报警，再判断对应发热外插设备是否超过温度阈值，以及在发热外插设备温度超过温度阈值时，通知CPU进行降频，再降低对应风扇转速。
实施例3：
如图6所示，本发明提供一种风扇连接器过流预警处理方法，包括如下步骤：
S1.位移检测模块将各位移传感器监测的风扇连接器pin针与母端子容纳腔的插接距离数据进行处理，发送给BMC；具体步骤如下：
S11.设定风扇连接器pin针完全插入母端子容纳腔时，重合的长度为最大长度Dmax，设定风扇连接器pin针脱出母端子容纳腔的位移距离为Da；
S12.对位移检测模块进行校准，得到位移计算公式；
S13.位移检测模块获取位移传感器探头的频率值，再根据位移计算公式计算出风扇连接器pin针脱出母端子容纳腔的位移距离Da；
S14.位移检测模块将风扇连接器pin针脱出母端子容纳腔的位移距离Da发送给BMC；
S2.BMC判断各风扇连接器pin针与母端子容纳腔的插接距离是否超过设定距离阈值，并在超过设定距离阈值时，进行报警，再判断对应发热外插设备是否超过温度阈值，以及在发热外插设备温度超过温度阈值时，通知CPU进行降频，再降低对应风扇转速；具体步骤如下：
S21.BMC判断各风扇连接器pin针脱出母端子容纳腔的位移距离Da是
否大于Dmax*m％，m％为预设第一比例；
若是，进入步骤S22；
若否，返回步骤S21；
S22.BMC通过LED报警灯进行pin针脱出报警；
S23.BMC判断pin针脱出的风扇连接器对应发热外插设备是否超过温
度阈值；不同发热外插设备设置不同温度阈值；
若是，BMC通知CPU进行降频，进入步骤S24；
若否，返回步骤S21；
S24.等待设定时间段，BMC降低对应风扇转速，实现对应风扇连接器处电流降低。
在某些实施例中，步骤S12具体步骤如下：
S121.将位移传感器探头固定于静态位移校准器；
S122.分别记录各单位采样点例如0,1um,2um,3um……3000um(3mm)的频率值，对频率和位移进行拟合；
S123.根据频率和位移的拟合结果，得到位移计算公式。
在某些实施例中，如图4所示，Dmax表示的是位移传感器pin针要向外移动Dmax的距离才能够脱出目端子；
Da表示位移传感器pin针已经脱出了母端子的距离，脱出比例为Da/Dmax，设定预设第一比例m％＝2/3，则当Da＝2/3Dmax这个位置作为预警的点，当位移大于等于此值，视为连接状态进入危险区，BMC开始预警，点亮对应的LED报警灯灯，提醒用户。
还剩下1/3Dmax的距离位移传感器pin针就会完全脱出，而不同功率下的风扇，耐电流能力也不一样，根据其功率情况，再设定不同的阈值，超过一定阈值，进行CPU降频，风扇降速处理。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/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所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种风扇连接器过流预警处理系统，其特征在于，包括服务器板卡、风扇、BMC、位移传感器和位移检测模块；
服务器板卡上设置有若干发热外插设备，各发热外插设备处均设置有风扇连接器；
风扇连接器包括母端子和pin针，母端子连接风扇，pin针连接BMC，母端子内设有容纳腔，容纳腔与pin针匹配，实现pin针与母端子插接；
位移传感器设置于风扇连接器处，用于监控pin针与母端子容纳腔的插接距离；
位移传感器与位移检测模块连接，位移检测模块与BMC连接；
位移检测模块将位移传感器提供的pin针与母端子容纳腔的插接距离进行处理，提供给BMC。
2.如权利要求1所述的风扇连接器过流预警处理系统，其特征在于，发热外插设备包括GPU卡、显卡以及网卡。
3.如权利要求1所述的风扇连接器过流预警处理系统，其特征在于，位移传感器包括位移传感器基底和位移传感器探头；
位移传感器基底设置在母端子处，位移传感器探头设置在pin针处；
位移检测模块，用于检测位移传感器探头相对位移传感器基底的位移距离。
4.如权利要求3所述的风扇连接器过流预警处理系统，其特征在于，位移传感器探头采用包裹磁芯的电感，位移传感器基底采用不锈钢材质金属片；
位移检测模块包括谐振单元、放大单元、整形单元以及MCU处理单元；
谐振单元与位移传感器探头及放大单元连接，放大单元与整形单元连接，整形单元与MCU处理单元连接，MCU处理单元与BMC通过I2C总线连接。
5.如权利要求1所述的风扇连接器过流预警处理系统，其特征在于，BMC还连接有LED报警灯；
BMC还与CPU连接，发热外插设备处设置有温度传感器，温度传感器也与BMC连接；
当pin针与母端子容纳腔的插接距离大于阈值时，BMC通过LED报警灯进行报警；
当pin针与母端子容纳腔的插接距离大于阈值时，且发热外插设备温度超限时，BMC通知CPU进行降频，并降低对应风扇转速。
6.一种风扇连接器过流预警处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.位移检测模块将各位移传感器监测的风扇连接器pin针与母端子容纳腔的插接距离数据进行处理，发送给BMC；
S2.BMC判断各风扇连接器pin针与母端子容纳腔的插接距离是否超过设定距离阈值，并在超过设定距离阈值时，进行报警，再判断对应发热外插设备是否超过温度阈值，以及在发热外插设备温度超过温度阈值时，通知CPU进行降频，再降低对应风扇转速。
7.如权利要求6所述的风扇连接器过流预警处理方法，其特征在于，步骤S1具体步骤如下：
S11.设定风扇连接器pin针完全插入母端子容纳腔时，重合的长度为最大长度Dmax，设定风扇连接器pin针脱出母端子容纳腔的位移距离为Da；
S12.对位移检测模块进行校准，得到位移计算公式；
S13.位移检测模块获取位移传感器探头的频率值，再根据位移计算公式计算出风扇连接器pin针脱出母端子容纳腔的位移距离Da；
S14.位移检测模块将风扇连接器pin针脱出母端子容纳腔的位移距离Da发送给BMC。
8.如权利要求7所述的风扇连接器过流预警处理方法，其特征在于，步骤S12具体步骤如下：
S121.将位移传感器探头固定于静态位移校准器；
S122.分别记录各单位采样点的频率值，对频率和位移进行拟合；
S123.根据频率和位移的拟合结果，得到位移计算公式。
9.如权利要求8所述的风扇连接器过流预警处理方法，其特征在于，步骤S2具体步骤如下：
S21.BMC判断各风扇连接器pin针脱出母端子容纳腔的位移距离Da是否大于Dmax*m％，m％为预设第一比例；
若是，进入步骤S22；
若否，返回步骤S21；
S22.BMC通过LED报警灯进行pin针脱出报警；
S23.BMC判断pin针脱出的风扇连接器对应发热外插设备是否超过温度阈值；
若是，BMC通知CPU进行降频，进入步骤S24；
若否，返回步骤S21；
S24.等待设定时间段，BMC降低对应风扇转速，实现对应风扇连接器处电流降低。
10.如权利要求9所述的风扇连接器过流预警处理方法，其特征在于，步骤S23中，不同发热外插设备设置不同温度阈值。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113419443A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-09-21 | 山东英信计算机技术有限公司 | 一种风扇板的控制方法、系统、设备以及介质 |
| CN116027870A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-04-28 | 四川弘智远大科技有限公司 | 用于数据服务器的散热装置、系统及方法 |
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2020
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