CN114578935A - 一种用于服务器板卡的供电控制系统和方法 - Google Patents

一种用于服务器板卡的供电控制系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出的一种用于服务器板卡的供电控制系统,包括:电压转换芯片、输出电压控制单元、逻辑控制芯片、第一后端设备和第二后端设备;电压转换芯片分别与输出电压控制单元、逻辑控制芯片、第一后端设备和第二后端设备连接,逻辑控制芯片与第二后端设备连接;电压转换芯片用于接入输入电压,并产生不同的输出电压分别给后端设备供电;逻辑控制芯片用于接收第二后端设备的在位信号确定后端设备的在位信息,根据在位信息向输出电压控制单元发出控制信号,并向电压转换芯片发出使能信号;输出电压控制单元用于根据接收的控制信号控制电压转换芯片的输出电压。本发明有效避免了板卡上电压转化芯片出现闲置的情况,提高芯片的利用率。

Description

一种用于服务器板卡的供电控制系统和方法
技术领域
本发明涉及服务器供电技术领域,更具体的说是涉及一种用于服务器板卡的供电控制系统和方法。
背景技术
随着服务器被应用在越来越多的领域,服务器需要实现的功能也越来越多。为了实现这些功能,对应的服务器板卡需要做对应的设计。服务器板卡上有很多器件,不同的器件承担着不同的作用。由于功能越来越多,板卡上用到的器件也越来越多。由于板卡设计越来越小型化,但板卡上的器件却越来越多,这就造成在板卡在设计时就越复杂,板卡上的器件在摆放时会因没有足够的空间造成摆放困难的问题。同时,由于需要支持的功能越来越多,板卡上需要的用得器件也越来越多,对应的产生的费用也越来越高,板卡成本不断上升。
在现有设计中,为支持设备正常工作,分别为每一个设备配置一个电压转换芯片,用于产生输出电压给设备供电。但是,同一产品在不同的需求下,会有同的配置要求。即并不是所有的功能一定需要同时实现,虽然在板卡设计时,需要考虑后端设备正常工作的供电需求,但是在具体的需求或者配置下,会有不需要后端所有设备同时在位的情况。例如,硬盘背板由于功能性需求,需要同时支持两种类型的硬盘。在具体配置下,会根据客户需求只装配其中一种类型的硬盘。这时,现有设计的就会有如下缺点:
首先,除了正在给后端设备供电的设计线路,另外的设计线路处于闲置状态,造成资源的浪费。
其次,由于每个后端设备供电都需要单独的电压转换线路,导致整个板卡的设计时需要更多的器件摆放空间,耗费更多的板材。整个板卡的设计也会更复杂。
发明内容
针对以上问题,本发明的目的在于提供一种用于服务器板卡的供电控制系统和方法,有效避免了板卡上电压转化芯片出现闲置的情况,提高芯片的利用率。
本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:一种用于服务器板卡的供电控制系统,包括:电压转换芯片、输出电压控制单元、逻辑控制芯片、第一后端设备和第二后端设备;
电压转换芯片分别与输出电压控制单元、逻辑控制芯片、第一后端设备和第二后端设备连接,逻辑控制芯片与第二后端设备连接;
所述电压转换芯片用于接入输入电压,并产生不同的输出电压分别给第一后端设备和第二后端设备供电;
所述逻辑控制芯片用于接收第二后端设备的在位信号确定第一后端设备和第二后端设备的在位信息,根据所述在位信息向输出电压控制单元发出控制信号,并向电压转换芯片发出使能信号;
输出电压控制单元用于根据接收的控制信号控制电压转换芯片的输出电压。
进一步,所述输出电压控制单元包括:电阻R0、电阻R1、电阻R2、电阻R3和场效应管MOS;
所述电阻R1的第一端与电压转换芯片的电压输出端连接,电阻R1的第二端分别与电阻R2的第一端、电压转换芯片的信号端连接;电阻R2的第二端分别与电阻R3的第一端、场效应管MOS的第一端连接;场效应管MOS的第二端、电阻R3的第二端分别接地;场效应管MOS的第三端与电阻R0的第一端连接,电阻R0的第二端与逻辑控制芯片信号连接。
进一步,所述第一后端设备和第二后端设备在同一时刻只有一个在位使用。
进一步,所述电压转换芯片具体用于产生第一输出电压为第一后端设备供电、产生第二输出电压为第二后端设备供电,所述第一输出电压大于第二输出电压。
进一步,当第一后端设备在位时、第二后端设备不在位时,逻辑控制芯片通过保持与电阻R0连接的信号为低电平,控制场效应管MOS处于关闭状态。
进一步,当场效应管MOS处于关闭状态时,电阻R1、电阻R2、电阻R3同时参与电压控制,其中电阻R2的第一端通过向电压转换芯片发送控制信号,调控电压转换芯片的输出电压,最终形成第一输出电压为第一后端设备供电。
进一步,当第二后端设备在位时、第一后端设备不在位时,第二后端设备向逻辑控制芯片发出在位信号,逻辑控制芯片收到在位信号后通过将与电阻R0连接的信号拉高为高电平,控制场效应管MOS处于打开状态。
进一步,当场效应管MOS处于打开状态时,电阻R1和电阻R2参与电压调控,电阻R2的第一端通过向电压转换芯片发送控制信号,调控电压转换芯片的输出电压,最终形成第二输出电压为第二后端设备供电。
对比现有技术,本发明有益效果在于:本发明公开了一种用于服务器板卡的供电控制系统,能够根据后端同时在位的设备数量,保留必须的电源转换芯片,用最少的电源转换芯片完成后端所有设备的供电设计,提高电压芯片的利用率。同时,利用设备在位信号,结合逻辑控制芯片和输出电压控制单元,调整电源转换芯片的输出电压,为后端设备供电。
本发明可以有效解决,板卡需要支持多种设备供电,但设备不会同时在位时设计上的缺陷。避免板卡上电压转化芯片出现闲置的情况,提高芯片的利用率。同时,本发明也解决了板卡设计时因器件较多造成的一系列问题,如板卡空间不足,走线困难等。最后,本发明可以明显减少电源转换芯片需求数量,减少板材耗费,大大降低板卡的设计成本。
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,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
附图1是本发明的系统结构图。
附图2是本发明输出电压控制单元的电气原理图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种用于服务器板卡的供电控制系统,现有技术中采用的供电线路设计,除了正在给后端设备供电的设计线路,另外的设计线路处于闲置状态,造成资源的浪费。而且,由于每个后端设备供电都需要单独的电压转换线路,导致整个板卡的设计时需要更多的器件摆放空间,耗费更多的板材。整个板卡的设计也会更复杂。
而本发明提供的用于服务器板卡的供电控制系统,包括:电压转换芯片、输出电压控制单元、逻辑控制芯片、第一后端设备和第二后端设备;电压转换芯片分别与输出电压控制单元、逻辑控制芯片、第一后端设备和第二后端设备连接,逻辑控制芯片与第二后端设备连接;所述电压转换芯片用于接入输入电压,并产生不同的输出电压分别给第一后端设备和第二后端设备供电;所述逻辑控制芯片用于接收第二后端设备的在位信号确定第一后端设备和第二后端设备的在位信息,根据所述在位信息向输出电压控制单元发出控制信号,并向电压转换芯片发出使能信号;输出电压控制单元用于根据接收的控制信号控制电压转换芯片的输出电压。由此可见,本发明有效避免了板卡上电压转化芯片出现闲置的情况,提高芯片的利用率。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。
实施例一:
如图1所示,本实施例提供了一种用于服务器板卡的供电控制系统,包括:电压转换芯片、输出电压控制单元、逻辑控制芯片、第一后端设备和第二后端设备。电压转换芯片分别与输出电压控制单元、逻辑控制芯片、第一后端设备和第二后端设备连接,逻辑控制芯片与第二后端设备连接。其中,第一后端设备和第二后端设备在同一时刻只有一个在位使用。
电压转换芯片,用于接入输入电压,并产生不同的输出电压分别给第一后端设备和第二后端设备供电。
作为示例的,电压转换芯片具体用于产生第一输出电压为第一后端设备供电、产生第二输出电压为第二后端设备供电,所述第一输出电压大于第二输出电压。
逻辑控制芯片,用于接收第二后端设备的在位信号确定第一后端设备和第二后端设备的在位信息,根据所述在位信息向输出电压控制单元发出控制信号,并向电压转换芯片发出使能信号。
输出电压控制单元,用于根据接收的控制信号控制电压转换芯片的输出电压。
具体的,如图2所示,输出电压控制单元包括:电阻R0、电阻R1、电阻R2、电阻R3和场效应管MOS;电阻R1的第一端与电压转换芯片的电压输出端连接,电阻R1的第二端分别与电阻R2的第一端、电压转换芯片的信号端连接;电阻R2的第二端分别与电阻R3的第一端、场效应管MOS的第一端连接;场效应管MOS的第二端、电阻R3的第二端分别接地;场效应管MOS的第三端与电阻R0的第一端连接,电阻R0的第二端与逻辑控制芯片信号连接。
基于上述的输出电压控制单元的结构,本系统的主要运行过程如下:
当第一后端设备在位时、第二后端设备不在位时,逻辑控制芯片通过保持与电阻R0连接的信号为低电平,控制场效应管MOS处于关闭状态。
当场效应管MOS处于关闭状态时,电阻R1、电阻R2、电阻R3同时参与电压控制,其中电阻R2的第一端通过向电压转换芯片发送控制信号,调控电压转换芯片的输出电压,最终形成第一输出电压为第一后端设备供电。
当第二后端设备在位时、第一后端设备不在位时,第二后端设备向逻辑控制芯片发出在位信号,逻辑控制芯片收到在位信号后通过将与电阻R0连接的信号拉高为高电平,控制场效应管MOS处于打开状态。
当场效应管MOS处于打开状态时,电阻R1和电阻R2参与电压调控,电阻R2的第一端通过向电压转换芯片发送控制信号,调控电压转换芯片的输出电压,最终形成第二输出电压为第二后端设备供电。
另外,需要特别说明的是,为简化说明,只列举了2个后端设备只有一个在位的情况。实际应用时,本系统可以通过为每2个后端设备配置一个电压转换芯片应用到更多的设备数量。
本实施例提供了一种用于服务器板卡的供电控制系统,能够根据后端同时在位的设备数量,保留必须的电源转换芯片,用最少的电源转换芯片完成后端所有设备的供电设计,提高电压芯片的利用率。同时,利用设备在位信号,结合逻辑控制芯片和输出电压控制单元,调整电源转换芯片的输出电压,为后端设备供电。
实施例二:
基于实施例一,本发明还公开了一种用于服务器板卡的供电控制系统,如图1所示,包括:电压转换芯片、输出电压控制单元、逻辑控制芯片、第一后端设备和第二后端设备。电压转换芯片分别与输出电压控制单元、逻辑控制芯片、第一后端设备和第二后端设备连接,逻辑控制芯片与第二后端设备连接。
当第一后端设备在位时,逻辑控制芯片会保持与R0连接的信号为低电平,此时MOS处于关闭状态。
此时,R1,R2,R3电阻同时参与电压控制,其中R2上端的信号会外接至电压转换芯片,调控电压转换芯片的输出电压高低,最终形成第一输出电压。
当第二后端设备在位,第一后端设备不在位时,第二后端设备会有在位信号输入至逻辑控制芯片,然后逻辑控制芯片会将与R0连接的信号拉高为高电平,这时,输出电压控制单元中的MOS就会打开,此时,只有R1,R2参与电压调控。R2上端的信号输入至电压转换芯片,最终形成第二输出电压。
如图2所示,输出电压控制单元包括:电阻R0、电阻R1、电阻R2、电阻R3和场效应管MOS;电阻R1的第一端与电压转换芯片的电压输出端连接,电阻R1的第二端分别与电阻R2的第一端、电压转换芯片的信号端连接;电阻R2的第二端分别与电阻R3的第一端、场效应管MOS的第一端连接;场效应管MOS的第二端、电阻R3的第二端分别接地;场效应管MOS的第三端与电阻R0的第一端连接,电阻R0的第二端与逻辑控制芯片信号连接。
可见R1,R2,R3会影响最后的输出电压。所以三个电阻的阻值需要根据第一后端设备和第二后端设备的需求进行计算设计。同时需要注意的是,第二输出电压一定会比第一输出电压高。
另外,在本实施例中,为简化说明,只列举了2个设备。实际应用时,本发明可以应用到更多的设备数量只有一个在位的情况。
同时,用同样的方法,将板卡上保留的电源转换芯片增加,则可以完成更多场景的优化设计。如,需要支持5种设备的供电设计,但只会有其中的3种在位。此时,只需要将电源转换芯片增加到3个,设备在位信号及输出电压控制单元做相应调整即可。
综上所述,本发明有效避免了板卡上电压转化芯片出现闲置的情况,提高芯片的利用率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每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部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言,由于其与实施例公开的系统相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,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、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,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、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的用于服务器板卡的供电控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于服务器板卡的供电控制系统,其特征在于,包括:电压转换芯片、输出电压控制单元、逻辑控制芯片、第一后端设备和第二后端设备;
电压转换芯片分别与输出电压控制单元、逻辑控制芯片、第一后端设备和第二后端设备连接,逻辑控制芯片与第二后端设备连接;
所述电压转换芯片用于接入输入电压,并产生不同的输出电压分别给第一后端设备和第二后端设备供电;
所述逻辑控制芯片用于接收第二后端设备的在位信号确定第一后端设备和第二后端设备的在位信息,根据所述在位信息向输出电压控制单元发出控制信号,并向电压转换芯片发出使能信号;
输出电压控制单元用于根据接收的控制信号控制电压转换芯片的输出电压。
2.根据权利要求1所述的用于服务器板卡的供电控制系统,其特征在于,所述输出电压控制单元包括:电阻R0、电阻R1、电阻R2、电阻R3和场效应管MOS;所述电阻R1的第一端与电压转换芯片的电压输出端连接,电阻R1的第二端分别与电阻R2的第一端、电压转换芯片的信号端连接;电阻R2的第二端分别与电阻R3的第一端、场效应管MOS的第一端连接;场效应管MOS的第二端、电阻R3的第二端分别接地;场效应管MOS的第三端与电阻R0的第一端连接,电阻R0的第二端与逻辑控制芯片信号连接。
3.根据权利要求2所述的用于服务器板卡的供电控制系统,其特征在于,所述第一后端设备和第二后端设备在同一时刻只有一个在位使用。
4.根据权利要求3所述的用于服务器板卡的供电控制系统,其特征在于,所述电压转换芯片具体用于产生第一输出电压为第一后端设备供电、产生第二输出电压为第二后端设备供电,所述第一输出电压大于第二输出电压。
5.根据权利要求4所述的用于服务器板卡的供电控制系统,其特征在于:当第一后端设备在位时、第二后端设备不在位时,逻辑控制芯片通过保持与电阻R0连接的信号为低电平,控制场效应管MOS处于关闭状态。
6.根据权利要求5所述的用于服务器板卡的供电控制系统,其特征在于:当场效应管MOS处于关闭状态时,电阻R1、电阻R2、电阻R3同时参与电压控制,其中电阻R2的第一端通过向电压转换芯片发送控制信号,调控电压转换芯片的输出电压,最终形成第一输出电压为第一后端设备供电。
7.根据权利要求5所述的用于服务器板卡的供电控制系统,其特征在于:当第二后端设备在位时、第一后端设备不在位时,第二后端设备向逻辑控制芯片发出在位信号,逻辑控制芯片收到在位信号后通过将与电阻R0连接的信号拉高为高电平,控制场效应管MOS处于打开状态。
8.根据权利要求7所述的用于服务器板卡的供电控制系统,其特征在于:当场效应管MOS处于打开状态时,电阻R1和电阻R2参与电压调控,电阻R2的第一端通过向电压转换芯片发送控制信号,调控电压转换芯片的输出电压,最终形成第二输出电压为第二后端设备供电。
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