一种兼容性供电装置和服务器

技术领域

本发明涉及兼容性供电领域，更具体地，特别是指一种兼容性供电装置和服务器。

背景技术

服务器未来的供电发展方向是48V铜排供电，48V供电有更小的损耗，效率比传统电源供应器的12V供电更高。但是，根据目前的实际发展来看，电源供应器12V供电仍然有很大的需求。目前市场上主流的的服务器平台通常采用12V供电架构以及48V供电架构,其电源转接板通常为单独开发，不能在单板上实现两种型态的供电架构，隨著服务器板卡48V供电方案逐渐投入使用，板卡上的12V电压乃至其他更小的电压都将由48V来转换，如果48V电压转换电路出现问题，則服务器系统将无法正常工作。

针对现有技术兼容性供电灵活性差、复用率低、不可靠的问题，目前尚无有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种兼容性供电装置和服务器，能够提高服务器的可靠性、复用率、和灵活度。

基于上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种兼容性供电装置，包括：

48V电子熔断器，连接到提供48V直流电的48V连接器，配置为传导48V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流；

48V-12V电源转换模块，连接到48V电子熔断器，配置为获取48V直流电并转化为12V直流电；

电源冗余控制模块，连接到48V-12V电源转换模块和用电器，配置为传导12V直流电并对用电器冗余供电；

12V电子熔断器，连接到提供12V直流电的通用备援电源供应器和用电器，配置为传导12V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流以对用电器供电。

在一些实施方式中，48V电子熔断器和48V-12V电源转换模块均为多个，48V电子熔断器和48V-12V电源转换模块之间一一对应地建立电性连接；多个48V电子熔断器均连接到同一48V连接器；多个48V-12V电源转换模块均连接到同一电源冗余控制模块。

在一些实施方式中，电源冗余控制模块还配置为同时监视由48V电子熔断器、48V-12V电源转换模块、和电性连接构成的多个冗余拓扑所提供的电压，并响应于存在冗余拓扑提供的电压远离12V超过预定阈值而告警，并响应于多个冗余拓扑所提供的电压不同而阻止电流倒灌。

在一些实施方式中，电源冗余控制模块包括：

多个场效应管，分别连接到多个冗余拓扑的输出端以获取提供的电压，并选择性地导通或切断多个冗余拓扑的回路；

控制芯片，连接到多个场效应管和用电器，配置为响应于检测到输出给用电器的电压超过多个冗余拓扑中任意一个提供的电压，而控制相对应的场效应管切断提供的电压较低的冗余拓扑以阻止电流倒灌。

在一些实施方式中，装置还包括集成电路总线选通器，在集成电路总线上通信连接到通用备援电源供应器、48V-12V电源转换模块、和用电器的控制器，配置为允许用电器的控制器通过集成电路总线选择性地访问通用备援电源供应器和48V-12V电源转换模块以监控和采集数据。

本发明实施例的第二方面提供了一种服务器，包括：

装载有主控制器件的主板；

提供48V直流电的48V连接器；

提供12V直流电的通用备援电源供应器；

48V电子熔断器，连接到48V连接器，配置为传导48V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流；

48V-12V电源转换模块，连接到48V电子熔断器，配置为获取48V直流电并转化为12V直流电；

电源冗余控制模块，连接到48V-12V电源转换模块和主板，配置为传导12V直流电并对主板冗余供电；

12V电子熔断器，连接到提供12V直流电的通用备援电源供应器和主板，配置为传导12V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流以对主板供电。

在一些实施方式中，48V电子熔断器和48V-12V电源转换模块均为多个，48V电子熔断器和48V-12V电源转换模块之间一一对应地建立电性连接；多个48V电子熔断器均连接到同一48V连接器；多个48V-12V电源转换模块均连接到同一电源冗余控制模块。

在一些实施方式中，电源冗余控制模块还配置为同时监视由48V电子熔断器、48V-12V电源转换模块、和电性连接构成的多个冗余拓扑所提供的电压，并响应于存在冗余拓扑提供的电压远离12V超过预定阈值而告警，并响应于多个冗余拓扑所提供的电压不同而阻止电流倒灌。

在一些实施方式中，电源冗余控制模块包括：

多个场效应管，分别连接到多个冗余拓扑的输出端以获取提供的电压，并选择性地导通或切断多个冗余拓扑的回路；

控制芯片，连接到多个场效应管和主板，配置为响应于检测到输出给主板的电压超过多个冗余拓扑中任意一个提供的电压，而控制相对应的场效应管切断提供的电压较低的冗余拓扑以阻止电流倒灌。

在一些实施方式中，装置还包括集成电路总线选通器，在集成电路总线上通信连接到通用备援电源供应器、48V-12V电源转换模块、和主控制器件，配置为允许主控制器件通过集成电路总线选择性地访问通用备援电源供应器和48V-12V电源转换模块以监控和采集数据。

本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的兼容性供电装置和服务器，通过48V电子熔断器，连接到提供48V直流电的48V连接器，配置为传导48V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流；48V-12V电源转换模块，连接到48V电子熔断器，配置为获取48V直流电并转化为12V直流电；电源冗余控制模块，连接到48V-12V电源转换模块和用电器，配置为传导12V直流电并对用电器冗余供电；12V电子熔断器，连接到提供12V直流电的通用备援电源供应器和用电器，配置为传导12V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流以对用电器供电的技术方案，能够提高服务器的可靠性、复用率、和灵活度。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的兼容性供电装置的结构示意图；

图2为本发明提供的兼容性供电装置的结构原理图；

图3为本发明提供的兼容性供电装置的电源冗余控制模块的结构示意图；

图4为本发明提供的兼容性供电装置与主板的连接关系图。

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明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种提高服务器的可靠性、复用率、和灵活度的兼容性供电装置的一个实施例。图1示出的是本发明提供的兼容性供电装置的流程示意图。

所述的兼容性供电装置，如图1所示包括：

48V电子熔断器11，连接到提供48V直流电的48V连接器(如48V铜排连接器)，配置为传导48V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流；

48V-12V电源转换模块12，连接到48V电子熔断器11，配置为获取48V直流电并转化为12V直流电；

电源冗余控制模块13，连接到48V-12V电源转换模块12和用电器，配置为传导12V直流电并对用电器冗余供电；

12V电子熔断器14，连接到提供12V直流电的通用备援电源供应器和用电器，配置为传导12V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流以对用电器供电。

在一些实施方式中，多个相同数量的48V电子熔断器11和48V-12V电源转换模块12之间一一对应地建立电性连接；多个48V电子熔断器11均连接到同一48V铜排连接器；多个48V-12V电源转换模块12均连接到同一电源冗余控制模块13。

在一些实施方式中，多个相同数量的48V电子熔断器11、48V-12V电源转换模块12、和电性连接构成多个冗余拓扑；电源冗余控制模块13还配置为同时监视多个冗余拓扑所提供的电压，并响应于存在冗余拓扑提供的电压远离12V超过预定阈值而告警，并响应于多个冗余拓扑所提供的电压不同而阻止电流倒灌。

在一些实施方式中，电源冗余控制模块13包括：

多个场效应管，分别连接到多个冗余拓扑的输出端以获取提供的电压，并选择性地导通或切断多个冗余拓扑的回路；

控制芯片，连接到多个场效应管和用电器，配置为响应于检测到输出给用电器的电压超过多个冗余拓扑中任意一个提供的电压，而控制相对应的场效应管切断提供的电压较低的冗余拓扑以阻止电流倒灌。

在一些实施方式中，装置还包括集成电路总线选通器，在集成电路总线上通信连接到通用备援电源供应器、48V-12V电源转换模块12、和用电器的控制器，配置为允许用电器的控制器通过集成电路总线选择性地访问通用备援电源供应器和48V-12V电源转换模块12以监控和采集数据。

下面根据图2所示的具体实施例进一步阐述本发明的具体实施方式：

本发明中电源转接板的供电电路分为两种供电源，第一种为透过48V铜排连接器从电源铜排取电，接到48V Efuse(熔断器)芯片输入端达到供电保护以及抑制冲击电流，再接到48V转12V电源转换模块并将输出端接到电源冗余控制模块13输入端达到冗余供电的功能；另一种供电电路为透过CRPS连接器取电，并直接连接12V至12V Efuse芯片的输入端达到供电保护以及抑制冲击电流，由12V Efuse芯片的输出与电源冗余控制模块13的输出端12V搭接在一起作为该电源转接板的电源输出，接入服务器主板供电。

电源监控电路透过连接各个I2C(内部集成电路)从设备，如：48V转12V电源转接模块、CRPS(通用备援电源供应器)的I2C总线至I2C多路器开关(MUX)，因此主板上的I2C主器件(如BMC(基板管理控制器)或CPLD(复杂可编程逻辑器件)芯片)可使用多路器开关访问多个I2C从设备，进而获取Efuse芯片、电源转接模块、CRPS的电源功耗，达成电源监控功能。

在实施中，48V电子熔断器11芯片(Efuse)可以选用具有过流和短路保护、电源控制开关等功能并，例如ADM1272；48V转12V电源转换模块可以选用具有电源监控功能的，并可通过I2C通信协议与主板上的I2C主器件沟通的，例如Q54SH12084；12V电子熔断器14芯片(Efuse)可以选用具有过流和短路保护、电源控制开关等功能，例如MP5023GV；I2C多路器开关可以选用例如TCA9548A。

电源冗余控制模块13应当拥有两路或以上的输入电源；对于冗余电源报警系统，当电源在工作运行中时，一个或以上的48V转12V电源转接模块出现任何不良状态时可提供报警给用户或系统。具体地，电源冗余控制模块13可以选用LTC4371，其电路详见图3：LTC4371控制2个MOSFET M1以及M2同时导通，使2路输入同时给负载提供电流。当输入电源电压不同时，输出电源电压可能高于某路输入电源电压，这时LTC4371可以防止输出向输入倒灌电流。这是因为芯片一直监测输入与输出之间的电压差，当输出侧电压比输入侧电压高时，芯片控制M1或M2立即关断，防止电流倒流。

当服务器放入12V供电架构机柜或48V供电架构机柜，此时不需要更换电源转接板，即可输出12V电源直接供电给主板，且主板也可以实现电源监控以及电源冗余功能。具体与主板的连接关系和各模块的摆放位置可参考图4。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的兼容性供电装置，通过48V电子熔断器11，连接到提供48V直流电的48V连接器，配置为传导48V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流；48V-12V电源转换模块12，连接到48V电子熔断器11，配置为获取48V直流电并转化为12V直流电；电源冗余控制模块13，连接到48V-12V电源转换模块12和用电器，配置为传导12V直流电并对用电器冗余供电；12V电子熔断器14，连接到提供12V直流电的通用备援电源供应器和用电器，配置为传导12V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流以对用电器供电的技术方案，能够提高服务器的可靠性、复用率、和灵活度。

需要特别指出的是，上述兼容性供电装置的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于兼容性供电装置也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种提高服务器的可靠性、复用率、和灵活度的服务器的一个实施例。服务器包括：

装载有主控制器件的主板；

提供48V直流电的48V连接器；

提供12V直流电的通用备援电源供应器；

48V电子熔断器11，连接到48V铜排连接器，配置为传导48V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流；

48V-12V电源转换模块12，连接到48V电子熔断器11，配置为获取48V直流电并转化为12V直流电；

电源冗余控制模块13，连接到48V-12V电源转换模块12和主板，配置为传导12V直流电并对主板冗余供电；

12V电子熔断器14，连接到提供12V直流电的通用备援电源供应器和主板，配置为传导12V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流以对主板供电。

在一些实施方式中，多个相同数量的48V电子熔断器11和48V-12V电源转换模块12之间一一对应地建立电性连接；多个48V电子熔断器11均连接到同一48V铜排连接器；多个48V-12V电源转换模块12均连接到同一电源冗余控制模块13。

在一些实施方式中，多个相同数量的48V电子熔断器11、48V-12V电源转换模块12、和电性连接构成多个冗余拓扑；电源冗余控制模块13还配置为同时监视多个冗余拓扑所提供的电压，并响应于存在冗余拓扑提供的电压远离12V超过预定阈值而告警，并响应于多个冗余拓扑所提供的电压不同而阻止电流倒灌。

在一些实施方式中，电源冗余控制模块13包括：

多个场效应管，分别连接到多个冗余拓扑的输出端以获取提供的电压，并选择性地导通或切断多个冗余拓扑的回路；

控制芯片，连接到多个场效应管和主板，配置为响应于检测到输出给主板的电压超过多个冗余拓扑中任意一个提供的电压，而控制相对应的场效应管切断提供的电压较低的冗余拓扑以阻止电流倒灌。

在一些实施方式中，装置还包括集成电路总线选通器，在集成电路总线上通信连接到通用备援电源供应器、48V-12V电源转换模块12、和主控制器件，配置为允许主控制器件通过集成电路总线选择性地访问通用备援电源供应器和48V-12V电源转换模块12以监控和采集数据。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的服务器，通过48V电子熔断器11，连接到提供48V直流电的48V铜排连接器，配置为传导48V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流；48V-12V电源转换模块12，连接到48V电子熔断器11，配置为获取48V直流电并转化为12V直流电；电源冗余控制模块13，连接到48V-12V电源转换模块12和用电器，配置为传导12V直流电并对用电器冗余供电；12V电子熔断器14，提供12V直流电的通用备援电源供应器和用电器，配置为传导12V直流电并提供供电保护和抑制冲击电流以对用电器供电的技术方案，能够提高服务器的可靠性、复用率、和灵活度。

需要特别指出的是，上述服务器的实施例采用了所述兼容性供电装置的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到所述兼容性供电装置的其他实施例中。当然，由于所述兼容性供电装置实施例中的各个模块均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于所述系统也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。