CN117435017A - 一种计算设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种计算设备,包括:Buck电路的输出端、负载的输入端和反馈电路的第一端连接;反馈电路的第二端和Buck电路的第一近端反馈端连接;反馈电路的第三端和Buck电路的第二近端反馈端连接;反馈电路的第四端与负载的第一远端反馈端连接;反馈电路的第五端与负载的第二远端反馈端连接;反馈电路的第六端连接地;反馈电路的第一端与注入电源连接;反馈电路的采样端与比较电路的第一端连接;比较电路的第二端输入第一预设电压;比较电路基于反馈电路的采样端采样的反馈电路的第一端与地之间任意两个节点之间的电压与第一预设电压,确定第一远端反馈端和第二远端反馈端之间是否短路,保护负载。
Description
技术领域
本申请实施例涉及服务器技术领域,特别涉及一种计算设备。
背景技术
计算设备中单板上的负载需要直流/直流(direct current/direct current,DC/DC)变换电路来供电,DC/DC变换电路的作用是将电源提供的电压进行变换后提供给负载,例如,将电源的12V电压降低为3.3V或5V等提供给负载。
DC/DC变换电路一般包括电压输出端、电压反馈端和参考地。
电压输出端的输出电压经过分压电阻分压后反馈到电压反馈端。电压反馈端作为反馈管脚,起环路调节、输出电压监控与保护等功能。
DC/DC变换电路稳定工作时,电压反馈端的电压等于电压参考值,电压参考值为固定值。但是当电压反馈端与参考地短路时,DC/DC变换电路的控制电路检测不到输出电压,会持续增加DC/DC变换电路的开关管的驱动信号的占空比,甚至会达到最高占空比,造成输出电压过压,导致负载损坏。
某些负载的芯片包括电压反馈点(远端反馈点),作用是消除供电线路上压降的影响,提高DC/DC变换电路的输出电压精度,而DC/DC变换电路的电压反馈端称为近端反馈点,DC/DC变换电路一般需要同时接近端反馈点与远端反馈点。但是,若负载的芯片安装不到位,可能出现负载的第一远端反馈端和第二远端反馈端之间直接短路,造成近端反馈点和参考地之间等效短路,会导致DC/DC变换电路的输出电压过压,损坏负载的芯片等。
现有技术中仅可以识别近端反馈点是否对参考地短路,无法识别第一远端反馈端和第二远端反馈端之间是否短路。
发明内容
本申请实施例提供一种计算设备,能够识别DC/DC变换电路的第一远端反馈端和第二远端反馈端之间是否短路,从而保护DC/DC变换电路的负载。
本申请实施例提供一种计算设备,包括第一直流/直流变换电路、比较电路和负载,其中,第一直流/直流变换电路包括Buck电路和反馈电路;Buck电路的输入端用于电连接输入电源;Buck电路的输出端、负载的输入端和反馈电路的第一端电连接;反馈电路的第二端和Buck电路的第一近端反馈端电连接;反馈电路的第三端和Buck电路的第二近端反馈端电连接;反馈电路的第四端与负载的第一远端反馈端电连接;反馈电路的第五端与负载的第二远端反馈端电连接;反馈电路的第六端电连接地;反馈电路的第一端与注入电源电连接;注入电源用于提供注入电压;反馈电路的采样端与比较电路的第一端电连接;比较电路的第二端用于输入第一预设电压;比较电路用于在计算设备开机前,基于反馈电路的采样端采样的反馈电路的第一端与地之间任意两个节点之间的电压与第一预设电压,确定第一远端反馈端和第二远端反馈端之间是否短路;其中,节点不含反馈电路第一端的节点。
本申请实施例提供的计算设备,在计算设备开机之前,对第一直流/直流变换电路的远端反馈进行短路故障检测,直接在第一直流/直流变换电路的电压输出端注入电压,采样电压输出端与地之间任意一点的电压与第一预设电压进行比较,根据比较结果便可以判断第一直流/直流变换电路的远端反馈端是否出现短路故障,该方案采用硬件电路实现,当发现第一直流/直流变换电路的远端反馈端出现短路故障时,可快速识别远端的短路,不启动第一直流/直流变换电路,避免对负载造成损坏。例如,负载可以为中央处理器。
一种可能的实现方式,反馈电路包括第一反馈电阻、第二反馈电阻、第一近端电阻、第二近端电阻、第一远端电阻和第二远端电阻;其中,第一近端电阻的第一端电连接Buck电路的输出端;第一近端电阻的第一端电连接第一反馈电阻的第一端和第一远端电阻的第一端;第一近端电阻的第二端电连接第二反馈电阻的第一端和Buck电路的第一反馈端;第二反馈电阻的第二端、Buck电路的第二反馈端、第二反馈电阻的第一端和第二远端电阻电连接;第二反馈电阻的第二端接地;第一远端电阻的第二端电连接第一远端反馈端;第二远端电阻的第二端电连接负载的第二远端反馈端。
对于负载具有远端反馈端的情况,反馈电路需要包括近端反馈电阻又要包括远端反馈电阻。
一种可能的实现方式,比较器用于在计算设备开机前,基于第二反馈电阻两端的电压与第二预设电压,确定负载的第一远端反馈端和第二远端反馈端之间是否短路;第二预设电压大于等于零电压且小于阈值电压;阈值电压为第一远端反馈端和第二远端反馈端之间未短路时,第二反馈电阻两端的电压。
具体地,可以通过电压获取电路获取第二反馈电阻两端的电压。例如,该电压获取电路可以是通过电压跟随器等方式实现。
一种可能的实现方式,比较器用于在计算设备开机前,基于第一近端电阻的第二端的电压与第三预设电压,确定第一远端反馈端和第二远端反馈端之间是否短路;第三预设电压大于等于注入电压的一半且小于注入电压。
一种可能的实现方式,第一近端电阻等于第二近端电阻;第一近端电阻小于第一反馈电阻,且第一近端电阻小于第二反馈电阻;第一远端电阻与第二远端电阻均为0。
为了计算方便,一般设置第一近端电阻等于第二近端电阻,第一远端电阻与第二远端电阻的阻值均为0。这样,当第一远端反馈端和第二远端反馈端之间发生短路时,第一反馈电阻和第二反馈电阻的两端被串联的第一远端电阻和第二远端电阻短路,因此,第一反馈电阻两端的电压为0,因此,可以通过检测第二反馈电阻两端的电压来判断第一远端反馈端和第二远端反馈端之间是否发生短路。
一种可能的实现方式,Buck电路的使能端与比较器的输出端电连接。
当判断第一远端反馈端和第二远端反馈端之间发生短路时,则比较器不输出有效使能信号给Buck电路,从而Buck电路不启动工作。只有当判断第一远端反馈端和第二远端反馈端之间未发生短路时,比较器才输出有效使能信号给Buck电路,从而Buck电路启动工作,为负载进行供电。
一种可能的实现方式,第一直流/直流变换电路为多个,每个第一直流/直流变换电路的采样端与比较电路的一个第一输入端电连接;计算设备还包括逻辑电路;其中,逻辑电路的输入端与比较器的输出端电连接;逻辑电路的输出端与Buck电路的使能端电连接;逻辑电路用于基于比较电路的比较结果依次确定每个Buck电路的使能信号。
一般情况下,计算设备包括多个负载,每个负载可能对应一个DC/DC变换电路或多个DC/DC变换电路。当计算设备包括多个DC/DC变换电路时,需要针对每个DC/DC变换电路进行短路故障检测,为了保证可靠供电,可以使用计算设备中已经存在的逻辑电路按照先后顺序逐一对各个DC/DC变换电路进行检测,所有被检测的DC/DC变换电路共用同一个注入电压,这样可以节省成本,具体地可以按照各个负载芯片的上电顺序来检测,需要先上电的负载芯片的DC/DC变换电路首先被检测。
一种可能的实现方式,注入电源为上电顺序早于第一直流/直流变换电路的第二直流/直流变换电路。第二直流/直流变换电路可以位于计算设备内部,不必外加一路独立的注入电源,从而节省成本。
一种可能的实现方式,注入电源为外接电源。
一种可能的实现方式,计算设备还包括多个开关,每个第一直流/直流变换电路或第二直流/直流变换电路与一个开关对应;第一直流/直流变换电路或第二直流/直流变换电路通过对应的开关与反馈电路的第一端电连接;逻辑电路还用于基于比较电路的比较结果依次确定开关的通断。
比较器的输出端电连接逻辑电路,多个开关均受控于逻辑电路,逻辑电路通过控制各个开关的状态,来控制各个直流/直流变换电路的先后检测顺序,将当前需要检测直流/直流变换电路对应的开关闭合,其他所有开关断开。
本申请实施例提供的计算设备,包括多个直流/直流变换电路,可以实现对多个直流/直流变换电路依次进行远端反馈短路故障检测,并且所有直流/直流变换电路共用同一个注入电压,共用同一个比较器和同一个逻辑电路,另外,所有直流/直流变换电路对应的预设电压也相同,这样精简了硬件架构和控制,便于实现。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种计算设备的示意图;
图2为本申请实施例提供的一种Buck电路的示意图;
图3为本申请实施例提供的一种计算设备的示意图;
图4为本申请实施例提供的另一种计算设备的示意图;
图5为本申请实施例提供的又一种计算设备的示意图;
图6为本申请实施例提供的再一种计算设备的示意图;
图7为本申请实施例提供的另一种计算设备的示意图;
图8为本申请实施例提供的再一种计算设备的示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供的计算设备不具体限定应用的场景,例如,计算设备以服务器为例进行介绍,具体也不限定服务器的类型,例如计算设备可以为机架服务器或边缘服务器。服务器可以位于数据中心,也可以位于其他区域,本申请实施例不做具体限定。
服务器,属于计算设备的一种类型,服务器比普通计算机运行更快、负载更高。服务器在网络中为其它客户机(如PC机、智能手机等设备)提供计算或者应用服务。服务器具有高速的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力以及更好的扩展性。服务器从外形分为机架式、刀片式、塔式和机柜式等。
单板,服务器中的常用部件,单板是一个统称,可以为主板、电源管理板、网络数据交换板等多种形式。单板上设置有电连接器,单板可以通过电连接器插接在单板上。
服务器一般包括单板和供电源,供电源用于给单板的各个负载进行供电。本申请实施例不具体限定供电源提供给单板的电压等级,例如以直流12V为例进行介绍。
本申请实施例不具体限定单板的种类,单板可以为主板,也可以为其他类型的单板。
主板,服务器中的一种电路板,主板上可以包括中央处理器(central processingunit,CPU),内存、控制器和电连接器等部件。其中,中央处理器可以通过连接器来电连接外围设备,例如CPU通过连接器电连接网卡、显卡等设备。控制器可以是微控制单元(microcontroller unit,MCU)、复杂可编程逻辑器件(complex programming logic device,CPLD)、现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)中的一种或多种。
服务器的负载一般包括多种,例如CPU、风扇、基板管理控制器(BaseboardManager Controller,BMC)、DPU和内存等,本申请实施例不具体限定内存的具体类型,例如内存包括但不限定以下类型:双列直插式存储模块(DIMM,dual-inline-memory-modules)等。另外,主板可以包括一个CPU,也可以包括多个CPU。
为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案,下面先介绍应用场景,以DC/DC变换电路在计算设备中的应用为例进行介绍,应该理解,本申请实施例提供的DC/DC变换电路可以应用于任何负载具有远端反馈点的场合。
参见图1,该图为本申请实施例提供的一种计算设备的示意图。
本申请实施例中以第一DC/DC变换电路为Buck电路为例进行介绍,Buck电路的作用主要是降压。另外,第一DC/DC变换电路也可以为Buck-Boost电路。
电源A输出12V直流电压为计算设备中的主板上的CPU供电,CPU作为Buck电路的负载,CPU具有远端反馈点。
下面结合附图介绍Buck电路的工作原理。
参见图2,该图为本申请实施例提供的一种Buck电路的示意图。
本申请实施例提供的Buck电路包括控制电路、电感L和第一反馈电阻Rft和第二反馈电阻Rfb,从图2中可以看出,控制电路的输入端包括电压输入端Vin和使能信号EN,在使能信号EN有效时,Buck电路工作,输出电压。
在一种可实现方式中,控制电路由控制芯片实现,其中,控制芯片内部包括开关管,开关管的第一端电连接Vin,开关管的第二端SW通过电感L电连接电压输出端Vout,第一反馈电阻Rft的两端分别电连接Vout和电压反馈端FB。第二反馈电阻Rfb的两端分别电连接FB和参考地RGND。
Buck电路正常工作时,控制芯片会检测FB点的电压,进行闭环控制,例如可以控制开关管的驱动信号来调节输出电压,使FB点的电压达到参考电压值Vref。
参见图3,该图为本申请实施例提供的一种计算设备的示意图。
在该实施例中,计算设备中的Buck电路为负载芯片供电,该其中,负载芯片带有远端反馈端。
负载芯片包括电压反馈点(远端反馈点),作用是消除供电线路上压降的影响,提高DC/DC变换电路的输出电压精度,而DC/DC变换电路的电压反馈端称为近端反馈点。一般将两个分压电阻接入远端反馈点即可,但若负载的芯片可拆卸,且需要满足负载的芯片不在位时,DC/DC变换电路仍可以正常输出,上述将两个分压电阻接入远端反馈点的接法将不成立,因为负载芯片不在位会导致DC/DC变换电路的电压反馈端悬空,无法检测到输出电压,DC/DC变换电路的控制电路不能正常工作,这时需要同时接近端反馈点与远端反馈点。
图3中的FB称为近端反馈点,当Buck电路的负载芯片包括远端反馈点时,需要设置近端电阻和远端电阻,近端电阻包括第一近端电阻R1和第二近端电阻R2,远端电阻包括第一远端电阻R3和第二远端电阻R4;
第一近端电阻R1的第一端电连接控制电路的电压输出端Vout;
参考地RGND通过第二近端电阻R2电连接地;
第一远端电阻R3的第一端和第二端分别电连接第一反馈电阻Rft的第一端和负载芯片的远端反馈端的正端Sense_P,第二远端电阻R4的第一端和第二端分别电连接参考地RGND和远端反馈端的负端Sense_N。
当负载芯片不在位时,R3和R4的回路悬空,此时,近端反馈回路工作,为保持输出电压不变,需满足R1:R2=Rft:Rfb,或者R1/R2<<Rft/Rfb,R1/R2表示R1与R2的比值,Rft/Rfb表示Rft与Rfb的比值。当负载芯片在位时,为了让远端反馈消除线损的功能发挥,一般会设置R3=R4=0,将近端反馈屏蔽。同时,由于Rft一般参与环路调节,在负载芯片在位或不在位两种场景下,等效Rft不应该有较大变化,因此对R1/R2的阻值选择一般满足R1/R2<<Rft/Rfb。
若负载芯片安装不到位,可能出现Sense_P与Sense_N之间短路,此时流经R1/R2的电流不会经过Rft/Rfb回路,且由于FB管脚的内部高阻,Rft和Rfb上的电流均很小,因此Rft和Rfb上压降也很小,即等效FB与RGND之间短路,会出现类似FB与RGND之间直接短路的现象,导致Buck电路的控制芯片输出高压,损坏负载芯片等。
该Buck电路在Buck电路工作前仅可以检测出FB与RGND之间是否短路,但是无法检测出Sense_P与Sense_N之间是否短路。
本申请实施例提供的DC/DC变换电路,可以在DC/DC变换电路工作前检测出Sense_P与Sense_N之间是否出现短路,当出现短路时,不对DC/DC变换电路使能,从而不使DC/DC变换电路工作,DC/DC变换电路不会输出电压导致负载芯片损坏。
本申请实施例提供的种计算设备,包括第一直流/直流变换电路、比较电路和负载,其中,第一直流/直流变换电路包括Buck电路和反馈电路;
Buck电路的输入端电连接输入电源;Buck电路的输出端、负载的输入端和反馈电路的第一端电连接;
反馈电路的第二端和Buck电路的第一近端反馈端电连接;反馈电路的第三端和Buck电路的第二近端反馈端电连接;反馈电路的第四端与负载的第一远端反馈端电连接;反馈电路的第五端与负载的第二远端反馈端电连接;反馈电路的第六端电连接地;
反馈电路的第一端与注入电源电连接;注入电源用于提供注入电压;
反馈电路的采样端与比较电路的第一端电连接;比较电路的第二端用于输入第一预设电压;
比较电路用于在计算设备开机前,基于反馈电路的采样端采样的反馈电路的第一端与地之间任意两个节点之间的电压与第一预设电压,确定第一远端反馈端和第二远端反馈端之间是否短路;其中,节点不含反馈电路第一端的节点。
为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案,下面结合附图进行详细介绍。
参见图4,该图为本申请实施例提供的另一种计算设备的示意图。
在一种可实现方式中,比较电路由比较器,控制电路由控制芯片来实现为例进行介绍。
控制芯片的第一近端反馈端和第二近端反馈端分为FB和RGND;负载的第一远端反馈端和第二远端反馈端分别为Sense_P和Sense_N。反馈电路包括第一反馈电阻Rft、第二反馈电阻Rfb、第一近端电阻R1、第二近端电阻R2、第一远端电阻R3和第二远端电阻R4。
本申请实施例提供的直流/直流DC/DC变换电路,包括:控制芯片100、电感L和比较器200;本申请实施例中以DC/DC变换电路为降压电路为例进行介绍,正常工作时降压电路的输入电压大于输出电压,例如Buck电路。
在DC/DC变换电路开始工作之前,即DC/DC变换电路还没有输出电压,在检测短路故障时需要在电压输出端Vout注入电压VCC。
外部电源VCC可以使用板上不带远端反馈,在该DC/DC变换电路上电之前的其他电源提供VCC,也可以额外添加一路独立电源,仅在该DC/DC变换电路开始工作之前,对该DC/DC变换电路进行短路故障检测时使用,当该DC/DC变换电路正常工作后,外加的独立电源便可以停止输出。如果服务器中同时存在多路带远端反馈的DC/DC变换电路,则在开机前,需要依次对各路DC/DC进行短路故障检测。
控制芯片100包括开关管(图中未示出),开关管的第一端用于连接输入电压,开关管的第二端连接电感L的第一端,电感L的第二端连接电压输出端Vout;
电压输出端Vout经过反馈电阻连接电压反馈端FB;
比较器200,在控制芯片100的电压输出端Vout注入电压VCC时,用于通过比较电压输出端Vout与地GND之间任一点的电压与预设电压,判断远端反馈端的正端Sense_P与负端Sense_N之间是否发生短路。
本申请实施例提供的DC/DC变换电路,在DC/DC变换电路启动工作之前,对DC/DC变换电路的远端反馈进行短路故障检测,直接在DC/DC变换电路的电压输出端注入电压,采样电压输出端与地之间任意一点的电压与预设电压进行比较,根据比较结果便可以判断DC/DC变换电路的远端反馈端是否出现短路故障,该方案采用硬件电路实现,当发现DC/DC变换电路的远端反馈端出现短路故障时,可快速识别远端的短路,不启动DC/DC变换电路,避免对负载芯片造成损坏。
图4中以反馈电阻包括以下两个电阻为例:第一反馈电阻Rft和第二反馈电阻Rfb;
本申请实施例提供的DC/DC变换电路还包括:第一近端电阻R1、第二近端电阻R2、第一远端电阻R3和第二远端电阻R4;
第一反馈电阻Rft的第一端通过第一近端电阻R1电连接控制芯片100的电压输出端Vout;
第一反馈电阻Rft的第二端电连接控制芯片100的电压反馈端FB;
控制芯片100的电压反馈端FB通过第二反馈电阻Rfb电连接参考地RGND,参考地RGND通过第二近端电阻R2电连接地GND;应该理解,参考地RGND和地GND并不是同一个电位。
第一远端电阻R3的第一端和第二端分别电连接第一反馈电阻Rft的第一端和负载芯片的远端反馈端的正端Sense_P,第二远端电阻R4的第一端和第二端分别电连接参考地RGND和远端反馈端的负端Sense_N。
本申请实施例不具体限定采样电压的位置,可以采集Vout与GND之间任意一点的电压,例如,采样Rft第一端的电压,或采样Rft第二端的电压,或采样RGND的电压等。需要说明的是,采样电压点不包括Vout的同电位采样点。
例如,采样电压为V,预设电压为Vth,比较器200用于将V与Vth进行比较,正常情况下,V大于等于Vth,如果V小于Vth,则说明远端反馈端的正端Sense_P和负端Sense_N之间发生短路。例如,采样RGND的电压时,若远端反馈端的正端Sense_P和负端Sense_N之间发生短路,V=VCC/2,若不短路,V约等于0,Vth可以为0至VCC/2之间的任意值,例如Vth可以为VCC/4。
需要说明的是,参见图4,当前电路中比较器的第一端的输入仅是示意性的说明采样获取反馈电阻电路中采样电压(Vout与GND之间任意一点的电压)的输入的电压,并不构成对本申请实施例电路结构的具体限制。
参见图5,当负载芯片的远端反馈端的正端Sense_P和远端反馈端的负端Sense_N之间发生短路时,从VCC到GND之间的电流路径为R1、R3、R4和R2,
一般情况下,R3=R4=0,因此,当远端反馈端的正端Sense_P和远端反馈端的负端Sense_N之间发生短路时,Rft和Rfb的两端被串联的R3和R4短路,因此,Rft两端的电压为0,因此,可以通过检测FB与RGND之间的电压来判断远端反馈端的正端Sense_P和远端反馈端的负端Sense_N之间是否发生短路。
例如,参见图6所示,该图为本申请实施例提供的再一种计算设备的示意图。
本实施例中,计算设备提供的DC/DC变换电路,可以通过检测FB与RGND之间的电压(Rfb上的压降)判断是否发生短路。
在一种可实现方式中,通过电压获取电路获取电阻Rfb两端的电压。示例性的,该电压获取电路可以是通过电压跟随器等方式实现。
比较器200,具体用于通过比较第二反馈电阻Rfb两端的电压与第一预设电压Vth1,判断远端反馈端的正端Sense_P和负端Sense_N之间是否发生短路。Rfb两端的电压用VRfb表示。
例如,当VCC等于DC/DC变换电路(Buck电路)的Vout设定值,正常情况下,FB与RGND之间的电压应该等于参考电压值Vref,而当Sense_P与Sense_N之间发生短路时,FB与RGND之间的电压等于0,第一预设电压Vth1大于0小于DC/DC变换电路的输出电压参考值;即第一预设电压Vth1可以设定为0到Vref之间的任意值,本领域技术人员可以选择合适的电压值。
例如,一种具体的实现方式,第一近端电阻R1等于第二近端电阻R2;第一近端电阻R1小于第一反馈电阻Rft,且第一近端电阻R1小于第二反馈电阻Rfb;一般情况下,R1/R2<<Rft/Rfb。
本申请实施例提供的技术方案,在DC/DC变换电路的电压输出端注入电压,检测第二反馈电阻上的电压VRfb,利用比较器将检测的第二反馈电阻上的电压VRfb与第一预设电压Vth1进行比较,若比较结果为VRfb小于第一预设电压Vth1,则说明Sense_P与Sense_N之间发生短路,不使能该DC/DC变换电路的使能信号EN,该DC/DC变换电路不工作。该方案简单易行,不需要增加任何硬件,只需要注入电压,可以判断Sense_P与Sense_N之间是否发生短路。另外,该技术方案在判断Sense_P与Sense_N之间未短路的情况下,可以判断FB是否对RGND发生短路;FB对RGND发生短路时,第二反馈电阻上的电压VRfb为零。
以上介绍的实施例是通过检测第二反馈电阻上的电压来判断是否发生短路故障,另外,本申请实施例提供的DC/DC变换电路,还可以通过检测第一反馈电阻Rft上的电压来判断Sense_P与Sense_N之间是否发生短路,本申请实施例不做具体限定,可以根据需要来选择检测的电压点的位置。
下面结合附图介绍另一种实现方式,检测第一反馈电阻Rft第一端的电压来判断远端反馈端的正端Sense_P和远端反馈端的负端Sense_N之间是否发生短路。
参见图7,该图为本申请实施例提供的另一种计算设备的示意图。
本申请实施例计算设备提供的DC/DC变换电路,比较器200,具体用于通过比较第一反馈电阻Rft的第一端的电压与第二预设电压Vth2,即A点的电压VA-GND与Vth2进行比较,判断远端反馈端的正端Sense_P和负端Sense_N之间是否发生短路。
一般情况下,第一近端电阻R1等于第二近端电阻R2,第一近端电阻R1小于第一反馈电阻Rft,且第一近端电阻R1小于第二反馈电阻Rfb;第一远端电阻R3与第二远端电阻R4均为0。第二预设电压Vth2的取值范围为大于等于注入电压VCC的一半且小于注入电压VCC;
比较器200比较VA-GND与Vth2,当VA-GND小于Vth2时,则判断远端反馈端的正端Sense_P和负端Sense_N之间发生短路。
继续参见图5,当远端反馈端的正端Sense_P和负端Sense_N之间否发生短路时,由于R3=R4=0,因此,A点的电压VA-GND为R2上的电压,R1=R2,R2上的电压为1/2VCC。
另外,即使R1的阻值和R2的阻值不相等,由于R1和R2的阻值已知,VCC已知,当Sense_P和Sense_N之间发生短路时,Rft第一端的电压就是R1与R2对VCC的分压,可以利用R1与R2的分压来设置Vth2的大小。
由于VCC为固定电压,因此,可以选择服务器中电路板上任意一路的输出电压作为VCC使用,当服务器中包括多路DC/DC变换电路需要检测时,多路DC/DC变换电路可以共用同一个VCC作为注入电压,这样成本较低,不必给每路DC/DC变换电路提供一个注入电压。
以上实施例介绍的检测A点电压来判断远端反馈端是否存在短路,但是无法检测FB直接短路的情况。因为FB直接短路时,A点的电压VA-GND≈VCC,无法检测出来FB是否短路。
基于以上实施例提供的一种DC/DC变换电路,本申请实施例还提供一种计算设备,下面结合附图进行详细介绍。
本申请实施例提供的计算设备,在DC/DC变换电路启动工作之前,对DC/DC变换电路的远端反馈进行短路故障检测,直接在DC/DC变换电路的电压输出端注入电压,采样电压输出端与地之间任意一点的电压与预设电压进行比较,根据比较结果便可以判断DC/DC变换电路的远端反馈端是否出现短路故障,该方案简单易行,当发现DC/DC变换电路的远端反馈端出现短路故障时,不启动DC/DC变换电路,避免对计算设备内部的负载芯片造成损坏。
在一种可实现方式中,计算设备包括多个负载芯片,每个负载芯片可能对应一个DC/DC变换电路或多个DC/DC变换电路。当计算设备包括多个DC/DC变换电路时,需要针对每个DC/DC变换电路进行短路故障检测,为了保证可靠供电,可以按照先后顺序逐一对各个DC/DC变换电路进行检测,所有被检测的DC/DC变换电路共用同一个注入电压,这样可以节省成本,具体地可以按照各个负载芯片的上电顺序来检测,需要先上电的负载芯片的DC/DC变换电路首先被检测。
注入电源也可以为计算设备内部的电源,也可以为外接电源,例如,一种可能的实现方式,注入电源为上电顺序早于第一直流/直流变换电路的第二直流/直流变换电路。
当第一直流/直流变换电路为多个时,计算设备还包括多个开关,每个第一直流/直流变换电路或第二直流/直流变换电路与一个开关对应;第一直流/直流变换电路或第二直流/直流变换电路通过对应的开关与反馈电路的第一端电连接;逻辑电路还用于基于比较电路的比较结果依次确定开关的通断。下面结合附图进行详细介绍。
参见图8,该图为本申请实施例提供的再一种计算设备的示意图。
本申请实施例提供的计算设备至少包括:第一DC/DC变换电路和第二DC/DC变换电路;
比较器,具体用于通过比较第一反馈电阻的第一端的电压与第二预设电压时,第一DC/DC变换电路的注入电压和第二DC/DC变换电路的注入电压相等;第一DC/DC变换电路的第二预设电压和第二DC/DC变换电路的第二预设电压相等。
如果计算设备包括多路带远端反馈端的DC/DC变换电路,且各个DC/DC变换电路的输出电压不同,即存在多种输出电压,则DC/DC变换电路开机检测过程中,难以在电路板上找到合适的电源来注入电压。若额外增加一路电源,也需要不断调压,控制方式比较复杂,且增加成本。利用图7所示的技术方案,在电压输出端Vout注入固定电压,采集A点的电压,可以做到任何输出电压场景均使用同样的注入电压及Vth2值,从而可以简化检测流程。
本申请实施例中以计算设备包括N个DC/DC变换电路为例进行介绍,N为大于等于2的整数。如图8所示,N个DC/DC变换电路的控制芯片分别为控制芯片1、控制芯片2直至控制芯片N。
计算设备至少包括:逻辑电路、第一开关和第二开关;第一开关的第一端和第二开关的第二端均电连接注入电源;第一开关的第二端电连接第一DC/DC变换电路的电压输出端,第二开关的第二端电连接第二DC/DC变换电路的电压输出端;
如图8所述,N个DC/DC变换电路的第一近端电阻R1的第一端分别通过第一开关SW1、第一开关SW1直至第N开关SWN连接VCC。本申请实施例不具体限定各个开关的类型,例如可以使用金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOS)来实现。
N个DC/DC变换电路共用一个比较器200,比较器200的输出端电连接逻辑电路;本申请实施例中以逻辑电路为CPLD400为例进行介绍,第一开关SW1、第一开关SW1直至第N开关SWN均受控于逻辑电路,逻辑电路通过控制各个开关的状态,来控制各个DC/DC变换电路的先后检测顺序,将当前需要检测DC/DC变换电路对应的开关闭合,其他所有开关断开。
逻辑电路即CPLD400,还用于基于比较器200的输出结果判断远端反馈端的正端和负端之间未发生短路时,输出使能信号给对应的DC/DC变换电路,DC/DC变换电路收到使能信号后启动工作为对应的负载芯片供电。
其中,第一DC/DC变换电路的A点电压VA-GND1输入给比较器200,第二DC/DC变换电路的A点电压VA-GND2输入给比较器200,第NDC/DC变换电路的A点电压VN-GND1输入给比较器200,N个DC/DC变换电路共用同一个预设电压Vth。
逻辑电路,示例性的为CPLD400,用于在第一DC/DC变换电路进行短路判断时,控制第一开关SW1闭合,控制第二开关SW2-SWN断开;在第二DC/DC变换电路进行短路判断时,控制第二开关闭合SW2,控制其他开关均断开,例如第一开关SW1断开,从第三开关直至第N开关SWN均断开。
另外,CPLD400还用于根据比较器200输出的比较结果,控制各个DC/DC变换电路使能信号的输出,各个DC/DC变换电路的使能信号分别为EN1、EN2直至ENN。
例如,当对第一DC/DC变换电路进行检测时,比较器200用于比较VA-GND1与Vth,输出比较结果给CPLD400,CPLD400基于比较结果第一DC/DC变换电路的使能信号EN1,例如,当VA-GND1小于Vth,说明第一DC/DC变换电路的远端反馈端的正端Sense_P和负端Sense_N之间发生短路故障,比较器200输出低电平,CPLD400控制使能信号EN1输出0,即使能信号无效,从而第一DC/DC变换电路不启动工作。
本申请实施例提供的计算设备,将逻辑处理的功能由计算设备内部的逻辑电路,例如CPLD来实现,这样不必增加新的硬件,而且多个DC/DC变换电路共用同一个比较器和同一个CPLD,简化硬件架构,降低硬件成本。
由于计算设备中CPLD与控制器,例如控制器为服务器中的BMC,CPLD与BMC进行电连接,当发现DC/DC变换电路发生短路故障时,可以精确上报发生短路故障的DC/DC变换电路。例如,上报故障可以实现对远端反馈端短路的检测,告警后提醒相关人员重新装配负载芯片,避免DC/DC变换电路输出过压导致的负载芯片损坏或者烧坏电路板问题。
本申请实施例提供的计算设备,包括多个DC/DC变换电路,可以实现对多个DC/DC变换电路依次进行远端反馈短路故障检测,并且所有DC/DC变换电路共用同一个注入电压VCC,共用同一个比较器和同一个CPLD,另外,所有DC/DC变换电路对应的预设电压也相同,这样精简了硬件架构和控制,便于实现。
以上所述,仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本申请技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本申请技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种计算设备,其特征在于,包括第一直流/直流变换电路、比较电路和负载,其中,所述第一直流/直流变换电路包括Buck电路和反馈电路;
所述Buck电路的输入端用于电连接输入电源;所述Buck电路的输出端、所述负载的输入端和所述反馈电路的第一端电连接;
所述反馈电路的第二端和所述Buck电路的第一近端反馈端电连接;所述反馈电路的第三端和所述Buck电路的第二近端反馈端电连接;所述反馈电路的第四端与所述负载的第一远端反馈端电连接;所述反馈电路的第五端与所述负载的第二远端反馈端电连接;所述反馈电路的第六端电连接地;
所述反馈电路的第一端与注入电源电连接;所述注入电源用于提供注入电压;
所述反馈电路的采样端与所述比较电路的第一端电连接;所述比较电路的第二端用于输入第一预设电压;
所述比较电路用于在所述计算设备开机前,基于所述反馈电路的采样端采样的所述反馈电路的第一端与地之间任意两个节点之间的电压与所述第一预设电压,确定所述第一远端反馈端和所述第二远端反馈端之间是否短路;其中,所述节点不含所述反馈电路第一端的节点。
2.根据权利要求1所述的计算设备,其特征在于,所述反馈电路包括第一反馈电阻、第二反馈电阻、第一近端电阻、第二近端电阻、第一远端电阻和第二远端电阻;
其中,第一近端电阻的第一端电连接所述Buck电路的输出端;第一近端电阻的第一端电连接所述第一反馈电阻的第一端和所述第一远端电阻的第一端;所述第一近端电阻的第二端电连接所述第二反馈电阻的第一端和所述Buck电路的第一反馈端;所述第二反馈电阻的第二端、所述Buck电路的第二反馈端、所述第二反馈电阻的第一端和所述第二远端电阻电连接;所述第二反馈电阻的第二端接地;
所述第一远端电阻的第二端电连接所述第一远端反馈端;所述第二远端电阻的第二端电连接所述负载的第二远端反馈端。
3.根据权利要求2所述的计算设备,其特征在于,所述比较器用于在所述计算设备开机前,基于所述第二反馈电阻两端的电压与第二预设电压,确定所述负载的第一远端反馈端和所述第二远端反馈端之间是否短路;所述第二预设电压大于等于零电压且小于阈值电压;所述阈值电压为所述第一远端反馈端和所述第二远端反馈端之间未短路时,所述第二反馈电阻两端的电压。
4.根据权利要求2所述的计算设备,其特征在于,所述比较器用于在所述计算设备开机前,基于所述第一近端电阻的第二端的电压与第三预设电压,确定所述第一远端反馈端和所述第二远端反馈端之间是否短路;所述第三预设电压大于等于所述注入电压的一半且小于注入电压。
5.根据权利要求1-4任一项所述的计算设备,其特征在于,所述第一近端电阻等于所述第二近端电阻;所述第一近端电阻小于所述第一反馈电阻,且所述第一近端电阻小于所述第二反馈电阻;所述第一远端电阻与所述第二远端电阻均为0。
6.根据权利要求1-5任一项所述的计算设备,其特征在于,所述Buck电路的使能端与所述比较器的输出端电连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的计算设备,其特征在于,所述第一直流/直流变换电路为多个,每个所述第一直流/直流变换电路的采样端与所述比较电路的一个第一输入端电连接;
所述计算设备还包括逻辑电路;其中,所述逻辑电路的输入端与所述比较器的输出端电连接;所述逻辑电路的输出端与所述Buck电路的使能端电连接;所述逻辑电路用于基于所述比较电路的比较结果依次确定每个所述Buck电路的使能信号。
8.根据权利要求1-7任一项所述的计算设备,其特征在于,所述注入电源为上电顺序早于所述第一直流/直流变换电路的第二直流/直流变换电路。
9.根据权利要求1-7任一项所述的计算设备,其特征在于,所述注入电源为外接电源。
10.根据权利要求9所述的计算设备,其特征在于,所述计算设备还包括多个开关,每个所述第一直流/直流变换电路或所述第二直流/直流变换电路与一个开关对应;
所述第一直流/直流变换电路或所述第二直流/直流变换电路通过对应的开关与所述反馈电路的第一端电连接;
所述逻辑电路还用于基于所述比较电路的比较结果依次确定所述开关的通断。
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