CN114384980A - 数字货币矿机的算力板、供电系统和数字货币矿机 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式提供数字货币矿机的算力板、供电系统和数字货币矿机。算力板包括：基板；电源正端子和电源负端子，分别装设于所述基板上，适配于与另外的算力板以串联方式连接；通讯接口，装设在所述基板上；多个运算芯片，装设在所述基板上，其中所述多个运算芯片的信号传递路径具有链状结构。本发明实施方式提高了电源效率，还降低了成本。

Description

数字货币矿机的算力板、供电系统和数字货币矿机

技术领域

本发明属于数字货币技术领域，特别是涉及数字货币矿机的算力板、供电系统和数字货币矿机。

背景技术

数字货币可以认为是一种基于节点网络和数字加密算法的虚拟货币。数字货币的核心特征主要包括：1、由于来自于某些开放的算法，数字货币没有发行主体；2、由于算法解的数量确定，数字货币的总量固定；3、由于交易过程需要网络中的各个节点的认可，因此数字货币的交易过程足够安全。随着超级计算机的快速发展，数字货币矿机已经从显卡矿机逐步走向更低功耗和更低成本的专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)矿机。目前，数字货币矿机一般运行厂商定制的固件，完成连接矿池、运行挖矿程序、并提供矿场运维接口等功能。

数字货币矿机中通常包含多个算力板。为了提高算力，算力板普遍为采用芯片阵列方式布局的电路板。通常算力板是由若干个运算芯片(比如ASIC、CPU或GPU)组成的运算阵列单元。算力板内的运算芯片的核心电压供电多采用串联供电模式，其中运算芯片的电源正和电源负(地)首尾相连形成多级串联的电压域，每个电压域拥有一颗或几颗运算芯片。同时，算力板之间采用并联方式从电源获取供电。

图1为现有技术的数字货币矿机的供电系统的结构图。

由图1可见，算力板1、算力板2…算力板N之间相互并联，并各自独立地从电源获取电能。然而，随着矿机算力需求的逐渐提高，矿机功率越来越高，电源的输出电流越来越大，与电流平方成正比的电源输出损耗将急剧增大，电源效率将降低。而且，电源需要为每个并联的算力板提供较低的电压(比如，12伏特或18伏特)，从而电源中还需要布置直流-直流(DC-DC)器件以实现降压，从而导致成本问题。

发明内容

本发明实施例提出数字货币矿机的算力板、供电系统和数字货币矿机。

本发明实施例的技术方案如下：

一种数字货币矿机的算力板，包括：

基板；

电源正端子和电源负端子，分别装设于所述基板上，适配于与另外的算力板以串联方式连接；

通讯接口，装设在所述基板上；

多个运算芯片，装设在所述基板上，其中所述多个运算芯片的信号传递路径具有链状结构。

在一个实施方式中，还包括：

隔离电路，装设在所述基板上，其中所述隔离电路包含第一端和第二端，第一端适配于与所述通讯接口连接，第二端适配于与所述链状结构中的、作为所述算力板的信号接收起点的运算芯片相连接。

在一个实施方式中，还包括：

电压均衡电路，装设在所述基板上；

其中所述电压均衡电路布置在所述电源正端子与所述电源负端子之间，适配于均衡该算力板与其它算力板之间的电压差。

在一个实施方式中，所述隔离电路包括下列中的至少一个：

专用隔离芯片；光耦隔离电路；变压器隔离电路；隔离电容器；包含变压器的以太网接口。

在一个实施方式中，所述电压均衡电路包括降压式变换电路和升压式变换电路。

在一个实施方式中，所述基板为铝基板。

一种数字货币矿机，包括：

机箱；

位于所述机箱内部的控制板；以及

位于所述机箱内部的N个算力板，N为至少为2的正整数，其中每个算力板包括：基板；电源正端子和电源负端子，分别装设于所述基板上，适配于与另外的算力板以串联方式连接；通讯接口，装设在所述基板上；多个运算芯片，装设在所述基板上，其中所述多个运算芯片的信号传递路径具有链状结构；

其中所述N个算力板以串联方式连接成串联供电结构，所述串联供电结构中的第一个算力板的电源正端子与电源的正端子连接，所述串联供电结构中的最后一个算力板的电源负端子与所述电源的负端子连接。

在一个实施方式中，所述控制板包括：

控制器；

与所述N个算力板一一对应的N个隔离电路；

其中每个隔离电路包含第一端和第二端，所述第一端适配于与对应于该隔离电路的算力板中的通讯接口连接，所述第二端适配于与所述控制器连接。

在一个实施方式中，每个算力板还包括：隔离电路，装设在所述基板上；所述隔离电路包含第一端和第二端，第一端适配于与所述通讯接口连接，第二端适配于与所述链状结构中的、作为所述算力板的信号接收起点的运算芯片相连接。

在一个实施方式中，每个算力板还包括：电压均衡电路，装设在所述基板上；所述电压均衡电路布置在所述电源正端子与所述电源负端子之间，适配于均衡该算力板与其它算力板之间的电压差。

在一个实施方式中，所述电源包括：(N-1)个电压均衡电路，与所述n个算力板中除第一个算力板之外的(N-1)个算力板一一对应；

其中每个电压均衡电路包括正端子和负端子，所述正端子连接到对应的算力板的电源正端子，所述负端子连接到对应的算力板的电源负端子。

在一个实施方式中，所述电源装设在所述机箱的外壁。

一种数字货币矿机的供电系统，包括：

如上任一项所述的数字货币矿机；

电源，用于为所述数字货币矿机提供电力。

在一个实施方式中，所述电源包括相互串联的N个电源子模块，所述N个电源子模块与所述数字货币矿机的N个算力板一一对应，其中每个电源子模块包括正极和负极，所述正极与对应的算力板的电源正端子连接，所述负极与对应的算力板的电源负端子连接。

在一个实施方式中，所述电源包括功率因数校正电路；

其中所述数字货币矿机的N个算力板的电压之和等于所述功率因数校正电路的输出电压。

在一个实施方式中，所述电源包括：(N-1)个电压均衡电路，与所述N个算力板中除第一个算力板之外的(N-1)个算力板一一对应；

其中每个电压均衡电路包括正端子和负端子，所述正端子连接到对应的算力板的电源正端子，所述负端子连接到对应的算力板的电源负端子。

从上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，算力板包括：基板；电源正端子和电源负端子，分别装设于基板上，适配于与另外的算力板以串联方式连接；通讯接口，装设在基板上；多个运算芯片，装设在基板上，其中多个运算芯片的信号传递路径具有链状结构。可见，采用本发明实施方式之后，克服了算力板供电必须采用并联结构的思维定式，采用串联结构实现算力板供电，既提高了电源效率，还降低了电源设计的复杂度和成本。

附图说明

图1为现有技术的数字货币矿机的供电系统的结构图。

图2为本发明的数字货币矿机的供电系统的示范性结构图。

图3为本发明的数字货币矿机的算力板的示范性结构图。

图4为本发明的控制板中包含信号隔离电路的供电系统的示范性结构图。

图5为本发明包含信号隔离电路的控制板的示范性结构图。

图6为本发明的电压均衡电路的示范性结构图。

图7为本发明的专用隔离芯片电路的示范性结构图。

图8为本发明的光耦隔离电路的示范性结构图。

图9为本发明的变压器隔离电路的示范性结构图。

图10为本发明的电源内置电压均衡电路的、数字货币矿机的供电系统的示范性结构图。

图11为本发明的电源内置多个电源子模块的、数字货币矿机的供电系统的示范性结构图。

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，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

申请人发现：在目前数字货币矿机的算力板供电结构中，各个算力板并联地从电源获取电能。在这种供电结构中，随着矿机算力需求越来越高，电源的输出电流越来越大，电源的输出损耗将急剧增大，电源效率将降低。而且，由于各个算力板相互并联，电源需要为每个算力板提供较低的直流电压，因此电源还需要具有直流降压功能，导致电源设计复杂，并带来成本问题。

申请人经过分析，发现导致上述技术问题的根源在于：现有技术束缚于为保证各个运算芯片顺利启动而算力板供电必须采用并联结构的思维定式，忽视了在运算芯片已获得设计优化情况下算力板供电的串联可行性，从而导致上述技术问题。

在本发明实施方式中，克服算力板供电必须采用并联结构的思维定式，采用串联结构的算力板供电方式，既提高了电源效率，还降低了电源设计的复杂度和成本。

图2为本发明的数字货币矿机的算力板供电系统的示范性结构图。

由图2可见，算力板1、算力板2…算力板N相互串联地从电源获取电能，其中N为至少为2的正整数。每个算力板分别包含各自的电源正端子和电源负端子。

在如图2所示的串联供电结构中，每个上级算力板的电源负端子连接该上级算力板的下级算力板的电源正端子。而且，串联供电结构中的第一个算力板的电源正端子与电源的正端子连接，串联供电结构中的最后一个算力板的电源负端子与电源的负端子连接。

具体地，算力板1串联算力板2(算力板1是算力板2的上级算力板)，算力板2串联算力板3(算力板2是算力板3的上级算力板)，……依次串联到算力板N。算力板1为串联结构中的第一个算力板。算力板1的电源正端子与电源的正端子连接；算力板1的电源负端子与算力板2的电源正端子连接；算力板2的电源负端子与算力板3的电源正端子连接，算力板3的电源负端子连接算力板3的下级算力板的电源正端子；……依次直到算力板N-1的电源负端子连接算力板N的电源正端子。算力板N为串联结构中的最后一个算力板。算力板N的电源负端子与电源的负端子连接。比如，电源的负端子可以接地。

另外，算力板1、算力板2…算力板N中的每个算力板，分别包含各自的通讯接口。每个算力板的通讯接口分别连接控制板的通讯接口。控制板还通过供电及通讯接口与电源连接。

可见，本发明实施方式提出一种算力板串联供电方案。各个算力板的电源(对应于电源正端子)和地(对应于电源负端子)首尾相连形成多级串联的电压域。

假设每个算力板的电压为V1，则电源提供给N块算力板的供电电压为V1*N。为了提高算力，只需要增加算力板串联的数量并提高电源的输出电压即可。由于串联电路中的电流相同，电源的电流压降损耗始终保持不变。而且，当提高电源的输出电压时，由于电源输入与输出之间的压差缩小，电源损耗可以更低，电源效率也会逐步提高。

当算力板相互串联后，由于算力板的运算芯片可能存在不一致性，上电瞬间可能存在分压不均的情况，因此优选在每个算力板内布置电压均衡电路，以将算力板电压控制在合理的电压范围内。算力板内的电压均衡电路可以布置在算力板内的电源正端子与电源负端子之间，适配于均衡算力板之间的电压差。

可选地，可以将电压均衡电路布置在电源中。具体地，电源包括：(N-1)个电压均衡电路，与N个算力板中除第一个算力板之外的(N-1)个算力板一一对应；其中每个电压均衡电路包括正端子和负端子，正端子连接到对应的算力板的电源正端子，负端子连接到对应的算力板的电源负端子。

比如，布置在电源或算力板中的电压均衡电路可以实施为包括降压式变换(buck)电路和升压式变换(boost)电路的组合电路。当算力板电压过高时，通过boost电路泄流以降低电压，抬高其他算力板的电压；当算力板电压过低时，通过buck电路补充电流提高电压，降低其他算力板的电压。

而且，考虑到每个算力板的通讯信号将处在不同的电势上(电压域)，且各个算力板的通讯接口与同一块控制板相连，因此优选在每个算力板内布置用于隔离通讯信号的隔离电路。

可选地，可以将隔离电路布置在控制板中。具体地，控制板包括：控制器；与所述N个算力板一一对应的N个隔离电路；其中每个隔离电路包含第一端和第二端，所述第一端适配于与对应于该隔离电路的算力板中的通讯接口连接，所述第二端适配于与所述控制器连接。优选地，控制器可以实施为：片上系统(System on Chip，SOC)芯片；现场可编程门阵列(FPGA)；SOC芯片与FPGA的共同组合；CPU；微处理器(MCU)；CPU与MCU的共同组合，等等。

比如，布置在控制板或算力板中的隔离电路可以实施为专用隔离芯片；光耦隔离电路；变压器隔离电路；隔离电容器；包含变压器的以太网接口，等等。

以上示范性描述了控制器和隔离电路的典型实例，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

基于上述描述，本发明实施方式还提出了一种数字货币矿机的算力板。该算力板适配于上述的算力板串联供电方案。该算力板包括：基板；电源正端子和电源负端子，分别装设于基板上，适配于与另外的算力板以串联方式连接；通讯接口，装设在基板上；多个运算芯片，装设在基板上，其中多个运算芯片的信号传递路径具有链状结构。

在一个实施方式中，该算力板还包括：隔离电路，装设在基板上，其中隔离电路包含第一端和第二端，第一端适配于与通讯接口连接，第二端适配于与链状结构中的、作为算力板的信号接收起点的运算芯片相连接。

在一个实施方式中，电源包括功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)电路；其中N个算力板的电压之和等于PFC电路的输出电压。

可见，采用本发明实施方式的算力板串联方案后，通过增加算力板的串联个数以使各个算力板的电压之和达到PFC电压，可以省去电源中的DC-DC变换，进一步提高了电源效率并且显著降低成本。

举例，假定电源提供的PFC电压为400伏特(V)，可以利用这400V的PFC电压为33个串联的12V算力板或22个串联的18V算力板供电，从而省去电源的DC-DC变换器件。

以上示范性描述了算力板的串联个数和每个算力板的电压值，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

在一个实施方式中，电源包括相互串联的N个电源子模块，所述N个电源子模块与所述数字货币矿机的N个算力板一一对应，其中每个电源子模块包括正极和负极，所述正极与对应的算力板的电源正端子连接，所述负极与对应的算力板的电源负端子连接。

可见，通过在电源内设置与N个算力板一一对应的N个电源子模块，便于实现算力板的电压均衡。

图3为本发明的数字货币矿机的算力板的示范性结构图。

在图3中，算力板包括基板，以及装设在基板上的：

(1)、电源正端子；

(2)、电源负端子；

(3)、通讯接口；

(4)、运算芯片1、运算芯片2、运算芯片3……运算芯片m，其中m为至少为2的正整数；

(5)、隔离电路；

(6)、电压均衡电路。

电源正端子和电源负端子适配于与另外的算力板以串联方式连接。比如：

(a)、当算力板为串联结构中的第一个算力板时，电源正端子与电源的正端子连接，电源负端子与下级算力板的电源正端子连接。

(b)、当算力板为串联结构中的最后一个算力板时，电源正端子与上级算力板的电源负端子连接，电源负端子与电源的负端子连接。

(c)、当算力板为串联结构中的中间算力板(既不是第一个算力板，也不是最后一个算力板)时，电源正端子与上级算力板的电源负端子连接，电源负端子与下级算力板的电源正端子连接。

运算芯片1、运算芯片2、运算芯片3……运算芯片m的核心电压供电采用串联供电模式，其中每个运算芯片的电源正和电源负(地)首尾相连形成多级串联的电压域，每个电压域拥有一颗或几颗运算芯片。

在图3中，运算芯片m和运算芯片m-1构成一个电压域，其中运算芯片m和运算芯片m-1共同连接电源正端子；运算芯片m-2和运算芯片m-3构成一个电压域，运算芯片m-2串联运算芯片m-1，运算芯片m-3串联运算芯片m；运算芯片m-4和运算芯片m-5构成一个电压域，运算芯片m-4串联运算芯片m-3，运算芯片m-5串联运算芯片m-2；……运算芯片7和运算芯片8构成一个电压域；运算芯片6和运算芯片5构成一个电压域，运算芯片6串联运算芯片7，运算芯片5串联运算芯片8；运算芯片3和运算芯片4构成一个电压域，运算芯片3串联运算芯片6，运算芯片4串联运算芯片5；运算芯片2和运算芯片1构成一个电压域，运算芯片2串联运算芯片3，运算芯片1串联运算芯片4，运算芯片2和运算芯片1共同连接电源负端子。可见，各个电压域之间串联(如实线所示)。

而且，通讯接口可以从算力板之外(比如，控制板)接收通讯信号，还可以向算力板之外(比如，控制板)发送通讯信号。运算芯片1、运算芯片2、运算芯片3……运算芯片m的信号传递路径具有链状结构(虚线所示)。

当通讯接口从控制板接收到通讯信号时，信号传递路径为：运算芯片1(运算芯片中的信号接收起点)→运算芯片2→运算芯片3→运算芯片4→运算芯片5→运算芯片6→运算芯片7→运算芯片8→……运算芯片m-5→运算芯片m-4→运算芯片m-3→运算芯片m-2→运算芯片m-1→运算芯片m。

当通过通讯接口向控制板发送通讯信号时，信号传递路径为：运算芯片m→运算芯片m-1→运算芯片m-2→运算芯片m-3→运算芯片m-4→运算芯片m-5……运算芯片8→运算芯片7→运算芯片6→运算芯片5→运算芯片4→运算芯片3→运算芯片2→运算芯片1(运算芯片中的信号发送终点)。

考虑到每个算力板的通讯信号将处在不同的电势上(电压域)，且与同一块控制板相连，因此优选在每个算力板内布置隔离电路。其中，隔离电路包含第一端和第二端，第一端与通讯接口连接，第二端与链状结构中的、作为算力板的信号接收起点的运算芯片(如图3所示的运算芯片1)相连接。

当多个如图3所示的算力板相互串联后，由于算力板芯片可能存在不一致性，上电瞬间可能存在分压不均的情况，因此在每个算力板内布置电压均衡电路，以将算力板电压控制在合理的电压范围内。在图3中，电压均衡电路布置在电源正端子与电源负端子之间，适配于均衡算力板之间的电压差。电压均衡电路包括buck电路和boost电路。当算力板电压过高时，通过boost电路泄流以降低电压；当算力板电压过低时，通过buck电路补充电流提高电压。优选地，基板可以实施为铝基板。

图4为本发明的控制板中包含信号隔离电路的供电系统的示范性结构图。图5为本发明包含信号隔离电路的控制板的示范性结构图。

由图4和图5可见，控制板中包含与N个算力板一一对应的N个隔离电路；其中每个隔离电路包含第一端和第二端，第一端适配于与对应于该隔离电路的算力板中的通讯接口连接，第二端适配于与控制板的控制器连接。控制板还可以包含：电源模块、双倍速率同步动态随机存储器(DDR)、NAND闪(Nand-flash)存储器/嵌入式的多媒体存储卡(EMMC)和其他通讯接口，等等。

图6为本发明的电压均衡电路的示范性结构图。

在图6中，输出端Vout分别连接到算力板的电源正端子和电源负端子，输入端Vin分别连接到电压均衡电路的自身电源。

以上示范性描述了电压均衡电路的典型结构，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

优选地，隔离电路包括下列中的至少一个：专用隔离芯片；光耦隔离电路；变压器隔离电路；隔离电容器；包含变压器的以太网接口，等等。

图7为本发明的专用隔离芯片电路的示范性结构图。

在图7中，采用专用隔离芯片电路实现信号隔离。其中：专用隔离芯片的OUTA引脚和INB引脚分别连接运算芯片1的信号输入端和信号输出端，专用隔离芯片的INA引脚和OUTB引脚分别连接通讯接口的信号输出端和信号输入端。

图8为本发明的光耦隔离电路的示范性结构图。

在图8中，采用光耦隔离电路实现信号隔离。其中：光耦隔离电路的SIGNAL_IN引脚连接运算芯片1，光耦隔离电路的SIGNAL_OUT引脚通讯接口。

图9为本发明的变压器隔离电路的示范性结构图。

在图9中，采用变压器隔离电路实现信号隔离。其中：变压器隔离电路的SIGNAL_IN引脚连接运算芯片1，光耦隔离电路的SIGNAL_OUT引脚通讯接口。

以上示范性描述了隔离电路的典型结构，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。而且，以上示范性描述了算力板的典型结构，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。

本发明实施方式还提出了一种数字货币矿机的供电电路，包括：n个如图3所示的算力板，其中n为至少为2的正整数；其中所述n个算力板以串联方式连接成串联供电结构，所述串联供电结构中的第一个算力板的电源正端子与电源的正端子连接，所述串联供电结构中的最后一个算力板的电源负端子与所述电源的负端子连接。

本发明实施方式还提出了一种数字货币矿机，包括：机箱；位于所述机箱内部的控制板；位于所述机箱内部的N个算力板，N为至少为2的正整数，其中每个算力板包括：基板；电源正端子和电源负端子，分别装设于所述基板上，适配于与另外的算力板以串联方式连接；通讯接口，装设在所述基板上；多个运算芯片，装设在所述基板上，其中所述多个运算芯片的信号传递路径具有链状结构；其中所述N个算力板以串联方式连接成串联供电结构，所述串联供电结构中的第一个算力板的电源正端子与电源的正端子连接，所述串联供电结构中的最后一个算力板的电源负端子与所述电源的负端子连接。

在一个实施方式中，控制板包括：控制器；与所述N个算力板一一对应的N个隔离电路；其中每个隔离电路包含第一端和第二端，所述第一端适配于与对应于该隔离电路的算力板中的通讯接口连接，所述第二端适配于与所述控制器连接。优选地，控制器可以实施为：SOC芯片；FPGA；SOC芯片与FPGA的共同组合；CPU；微处理器(MCU)；CPU与MCU的共同组合，等等。

在一个实施方式中，每个算力板还包括：隔离电路，装设在所述基板上；所述隔离电路包含第一端和第二端，第一端适配于与所述通讯接口连接，第二端适配于与所述链状结构中的、作为所述算力板的信号接收起点的运算芯片相连接。

在一个实施方式中，每个算力板还包括：电压均衡电路，装设在所述基板上；所述电压均衡电路布置在所述电源正端子与所述电源负端子之间，适配于均衡该算力板与其它算力板之间的电压差。

在一个实施方式中，电源包括：(N-1)个电压均衡电路，与所述N个算力板中除第一个算力板之外的(N-1)个算力板一一对应；其中每个电压均衡电路包括正端子和负端子，所述正端子连接到对应的算力板的电源正端子，所述负端子连接到对应的算力板的电源负端子。

图10为本发明的电源内置电压均衡电路的、数字货币矿机的供电系统的示范性结构图。

由图10可见，电源包括：(N-1)个电压均衡电路；每个电压均衡电路与相互串联的N个算力板中除第一个算力板之外的(N-1)个算力板一一对应；其中每个电压均衡电路包括正端子和负端子，正端子连接到对应的算力板的电源正端子，负端子连接到对应的算力板的电源负端子。

图11为本发明的电源内置多个电源子模块的、数字货币矿机的供电系统的示范性结构图。

由图11可见，电源包括相互串联的N个电源子模块；每个电源子模块与数字货币矿机的每个算力板一一对应，其中每个电源子模块包括正极和负极，正极与对应的算力板的电源正端子连接，负极与对应的算力板的电源负端子连接。因此，通过在电源内设置与N个算力板一一对应的N个电源子模块，便于实现N个算力板之间的电压均衡。

在一个实施方式中，所述电源装设在所述机箱的外壁，从而可以减少机箱的体积，而且便于维护电源。

综上所述，在本发明实施方式中，算力板包括：基板；电源正端子和电源负端子，分别装设于基板上，适配于与另外的算力板以串联方式连接；通讯接口，装设在基板上；多个运算芯片，装设在基板上，其中多个运算芯片的信号传递路径具有链状结构。可见，采用本发明实施方式之后，克服算力板供电必须采用并联结构的思维定式，采用串联结构实现算力板供电，既提高了电源效率，还降低了电源设计的复杂度和成本。

而且，采用本发明实施方式后，可以通过增加算力板的串联个数以使各个算力板的电压之和达到功率因数校正电路的输出电压，从而省去电源中的DC-DC变换，进一步提高了电源效率并且显著降低成本。

另外，采用本发明实施方式后：(1)、隔离电路可以集中布置在控制板中，也可以分散布置在每个算力板中；(2)、电压均衡电路可以集中布置在电源中，也可以分散布置在每个算力板中；(3)、电源可以具有多种实施方式。

需要说明的是，上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。

各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如FPGA或ASIC)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种数字货币矿机的算力板，其特征在于，包括：

基板；

电源正端子和电源负端子，分别装设于所述基板上，适配于与另外的算力板以串联方式连接；

通讯接口，装设在所述基板上；

多个运算芯片，装设在所述基板上，其中所述多个运算芯片的信号传递路径具有链状结构。

2.根据权利要求1所述的算力板，还包括：

隔离电路，装设在所述基板上，其中所述隔离电路包含第一端和第二端，第一端适配于与所述通讯接口连接，第二端适配于与所述链状结构中的、作为所述算力板的信号接收起点的运算芯片相连接。

3.根据权利要求1所述的算力板，其特征在于，还包括：

电压均衡电路，装设在所述基板上；

其中所述电压均衡电路布置在所述电源正端子与所述电源负端子之间，适配于均衡该算力板与其它算力板之间的电压差。

4.根据权利要求2所述的算力板，其特征在于，所述隔离电路包括下列中的至少一个：

专用隔离芯片；光耦隔离电路；变压器隔离电路；隔离电容器；包含变压器的以太网接口。

5.根据权利要求3所述的算力板，其特征在于，所述电压均衡电路包括降压式变换电路和升压式变换电路。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的算力板，其特征在于，所述基板为铝基板。

7.一种数字货币矿机，其特征在于，包括：

机箱；

位于所述机箱内部的控制板；以及

位于所述机箱内部的N个算力板，N为至少为2的正整数，其中每个算力板包括：基板；电源正端子和电源负端子，分别装设于所述基板上，适配于与另外的算力板以串联方式连接；通讯接口，装设在所述基板上；多个运算芯片，装设在所述基板上，其中所述多个运算芯片的信号传递路径具有链状结构；

其中所述N个算力板以串联方式连接成串联供电结构，所述串联供电结构中的第一个算力板的电源正端子与电源的正端子连接，所述串联供电结构中的最后一个算力板的电源负端子与所述电源的负端子连接。

8.根据权利要求7所述的数字货币矿机，其特征在于，

所述控制板包括：

控制器；

与所述N个算力板一一对应的N个隔离电路；

其中每个隔离电路包含第一端和第二端，所述第一端适配于与对应于该隔离电路的算力板中的通讯接口连接，所述第二端适配于与所述控制器连接。

9.根据权利要求7所述的数字货币矿机，其特征在于，

每个算力板还包括：隔离电路，装设在所述基板上；所述隔离电路包含第一端和第二端，第一端适配于与所述通讯接口连接，第二端适配于与所述链状结构中的、作为所述算力板的信号接收起点的运算芯片相连接。

10.根据权利要求7所述的数字货币矿机，其特征在于，

每个算力板还包括：电压均衡电路，装设在所述基板上；所述电压均衡电路布置在所述电源正端子与所述电源负端子之间，适配于均衡该算力板与其它算力板之间的电压差。

11.根据权利要求7所述的数字货币矿机，其特征在于，

所述电源包括：(N-1)个电压均衡电路，与所述N个算力板中除第一个算力板之外的(N-1)个算力板一一对应；

其中每个电压均衡电路包括正端子和负端子，所述正端子连接到对应的算力板的电源正端子，所述负端子连接到对应的算力板的电源负端子。

12.根据权利要求7-11中任一项所述的数字货币矿机，其特征在于，所述电源装设在所述机箱的外壁。

13.一种数字货币矿机的供电系统，其特征在于，包括：

如权利要求7-10中任一项所述的数字货币矿机；

电源，用于为所述数字货币矿机提供电力。

14.根据权利要求13所述的数字货币矿机的供电系统，其特征在于，所述电源包括相互串联的N个电源子模块，所述N个电源子模块与所述数字货币矿机的N个算力板一一对应，其中每个电源子模块包括正极和负极，所述正极与对应的算力板的电源正端子连接，所述负极与对应的算力板的电源负端子连接。

15.根据权利要求13所述的数字货币矿机的供电系统，其特征在于，

所述电源包括功率因数校正电路；

其中所述数字货币矿机的N个算力板的电压之和等于所述功率因数校正电路的输出电压。

16.根据权利要求13所述的数字货币矿机的供电系统，其特征在于，所述电源包括：(N-1)个电压均衡电路，与所述N个算力板中除第一个算力板之外的(N-1)个算力板一一对应；

其中每个电压均衡电路包括正端子和负端子，所述正端子连接到对应的算力板的电源正端子，所述负端子连接到对应的算力板的电源负端子。

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