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一种计算设备

文献发布时间:2024-04-18 20:01:55


一种计算设备

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

服务器中的数据处理器(data processingunit,DPU)用于进行数据运算处理,供电电路输出功率足够情况下,可以使用单一供电电路供电,保障DPU正常工作

但是,存在一种供电场景,单一供电电路输出功率不足,需要第一供电电路和第二供电电路同时供电。

第一供电电路和第二供电电路两路均为负载供电时,需要两路进行均流,即两路的供电电流需要根据各自输出功率的不同按照比例关系输出,防止出现其中一路向另一路倒灌的情况。

现有技术中,两个供电单元均设置直流/直流(direct current/direct current,DC/DC)变换电路进行供电电流的控制,电路复杂,占用电路面积大,而且开发周期长。

发明内容

本申请实施例提供一种计算设备,能够在不设置均流电路的情况下,实现只有一个供电单元为负载供电,从而节省电路面积,缩短开发周期。

本申请实施例提供一种计算设备,包括:第一供电电路、第二供电电路、供电控制电路、第一负载电路和第二负载电路;第一供电电路的输出端与供电控制电路的第一输入端电连接;第二供电电路的输出端与供电控制电路的第二输入端电连接;供电控制电路的第一输出端与第一负载电路的输入端电连接;供电控制电路的第二输出端与第二负载电路的输入端电连接;供电控制电路用于:确定第二供电电路的输出电压是否大于预设电压;在第二供电电路的输出电压大于预设电压的情况下,控制第一供电电路停止向第一负载电路供电,以及控制第二供电电路为第一负载电路供电。

本申请实施例提供的计算设备,包括两个供电支路,两个供电支路不存在共同为同一个负载供电的情况,通过硬件实现同时只有一个供电支路为该负载供电,这样不必在两个供电支路上均设置DC/DC电路,不需要均流控制,电路结构简单,节省电路面积,缩短开发周期。

一种可能的实现方式,供电控制电路包括第一供电支路、第二供电支路和第一控制器;其中,第一供电电路的输出端与第一供电支路的输入端电连接;第一供电支路的输出端和第二负载电路的输入端电连接;第二供电电路的输出端与第二供电支路的输入端电连接;第二供电支路的输出端和第一负载电路的输入端电连接;第一控制器的第一输出端与第一供电支路的控制端电连接;第一控制器的第二输出端与第二供电支路的控制端电连接;供电控制电路,用于在第二供电电路的输出电压大于预设电压的情况下,控制第一供电支路停止向第一负载电路供电,以及控制第二供电电路为第一负载电路供电,包括:第一控制器用于:在第二供电电路的输出电压大于预设电压的情况下,控制第一供电支路关断,以及控制第二供电支路导通。

本申请实施例提供的计算设备,包括两个供电支路,可以通过第二供电电路的输出电压与预设电压的比较结果来选择其中一个供电电路为负载供电,即两个供电支路不存在共同为同一个负载供电的情况,通过硬件实现同时只有一个供电支路为该负载供电,这样不必在两个供电支路上均设置DC/DC电路,不需要均流控制,电路结构简单,节省电路面积,缩短开发周期。

一种可能的实现方式,第一供电支路包括第一可控开关管和第二可控开关管;第二供电支路包括第三可控开关管和第四可控开关管;其中,第一可控开关管的第一端电连接第一供电电路的输出端;第一可控开关管的第二端电连接第二可控开关管的第二端;第二可控开关管的第一端电连接第二负载电路的输入端;第三可控开关管的第一端电连接第二供电电路的输出端;第三可控开关管的第二端电连接第四可控开关管的第二端;第四可控开关管的第一端电连接第一负载电路的输入端;第一控制器的第一输出端为两个,其中,第一控制器的两个第一输出端分别电连接第一可控开关管的控制端和第二可控开关管的控制端;第一控制器的第二输出端为两个,其中,第一控制器的两个第二输出端分别电连接第三可控开关管的控制端和第四可控开关管的控制端;第一控制器用于在第二供电电路的输出电压大于预设电压的情况下,控制第一供电支路关断,以及第二供电支路导通,包括:第一控制器用于:在第二供电电路的输出电压大于预设电压的情况下,控制第一可控开关管和第二可控开关管均关断,以及控制第三可控开关管和第四可控开关管均导通。

本申请实施例不具体限定可控开关管的类型,只要为可以控制其开通,又可以控制其关断的开关管即可。为了保证供电支路双向均可以关断,即双向电流都被关断,每个供电支路需要包括反向串联的两个可控开关管,并且每个可控开关管包括体二极管,即体二极管作为可控开关管的反并联二极管,可以起到电流反向截止的作用,串联的两个可控开关管的二极管反向串联,实现电流的彻底关断。

一种可能的实现方式,第一供电支路包括第一缓启电路和第二可控开关管;第二供电支路包括第二缓启芯片和第四可控开关管;其中,第一缓启电路的输入端电连接第一供电电路的输出端;第一缓启电路的输出端电连接第二可控开关管的第二端;第二可控开关管的第一端电连接第二负载电路的输入端;第二缓启电路的输入端电连接第二供电电路的输出端;第二缓启电路的输出端电连接第四可控开关管的第二端;第四可控开关管的第一端电连接第一负载电路的输入端;第一控制器的第一输出端控制第二可控开关管的控制端;第一控制器的第二输出端控制第四可控开关管的控制端;第一控制器用于在第二供电电路的输出电压大于预设电压的情况下,控制第一供电支路关断,以及控制第二供电支路导通,包括:第一控制器用于:在第二供电电路的输出电压大于预设电压的情况下,控制第二可控开关管关断,以及控制第四可控开关管导通。

本申请实施例提供的计算设备,其中第一控制器可以采用合路控制芯片来实现,即利用缓启芯片和合路控制芯片实现两个供电支路的自动选择,这样实现起来更简单,简化了控制逻辑,成本更低。缓启芯片的工作原理是受使能信号的控制,缓启芯片存在使能信号,该使能信号由外部触发,当使能信号有效时,缓启芯片内的可控开关管导通,当使能信号无效时,缓启芯片内的可控开关管断开。

一种可能的实现方式,供电控制电路还包括:反相电路;反相电路的输入端电连接第二缓启电路的第一端或第二端;反相电路的输出端电连接第一缓启电路的控制端;反相电路的第一供电端电连接第一供电电路输出端;反相电路的第二供电端电连接地。

为了使同时仅有一路供电支路导通,第一缓启芯片和第二缓启芯片的工作状态相反,本申请实施例中利用第二缓启芯片的工作状态来约束第一缓启芯片的使能信号,实现第二缓启芯片工作时,第一缓启芯片不工作。本申请实施例利用反相电路来实现两个缓启芯片的互斥约束。第二缓启芯片的输出电压(或输出电压)和第一供电电路的输出电压产生第一缓启芯片的使能信号。当第二缓启芯片有输出时,会将第一缓启芯片的使能信号无效,从而第一缓启芯片即使在第一供电电路有电压时,第一供电支路也不能导通向第一负载电路供电。

一种可能的实现方式,供电控制电路包括:第一供电支路、第二供电支路和反相电路;第一供电支路包括第一缓启电路和第一二极管;第二供电控制支路包括第二缓启电路和第二二极管;其中,第一缓启电路的输入端电连接第一供电电路的输出端;第一缓启电路的输出端电连接第一二极管的第一端;第一二极管的第二端电连接第二负载的输入端;第二缓启电路的输入端电连接第二供电电路的输出端;第二缓启电路的输出端电连接第二二极管的第一端;第二二极管的第二端电连接第一负载的输入端;反相电路的输入端电连接第二缓启电路的第一端或第二端;反相电路的输出端电连接第一缓启电路的控制端;反相电路的第一供电端电连接第一供电电路输出端;反相电路的第二供电端电连接地。

本申请实施例提供的计算设备,供电支路包括串联的缓启电路和二极管,二极管相对于可控开关管来说,成本低,而且不用控制,可以自动实现反向截止功能,由于二极管和缓启电路中的二极管反向串联,因此,可以实现供电支路的电流双向关断。

一种可能的实现方式,反相电路包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第五开关管;其中,第一电阻的第一端电连接第一供电电路的输出端;第一电阻的第二端、第二电阻的第一端、第五电阻的第一端和第五开关管的第一端均电连接在一起;第三电阻的第一端电连接第二缓启电路的控制端;第三电阻的第二端、第四电阻的第一端和第五开关管的控制端电连接在一起;第二电阻的第二端、第四电阻的第二端和第五开关管的第二端均电连接地;第五电阻的第二端电连接第一缓启动电路的控制端。

当第二缓启芯片工作,输出电压会施加在第五开关管的控制端,使第五开关管导通,使能信号无效,第一缓启芯片不工作,由第二供电电路通过第二供电支路为第一负载电路供电。当第二缓启芯片不工作,第五开关管断开,ENC为高电平,使能信号有效,第一缓启芯片工作,由第一供电电路通过第一供电支路为第一负载电路供电。

一种可能的实现方式,供电控制电路还包括:第三缓启动电路;第三缓启动电路的输入端电连接第一供电电路的输出端;第三缓启动电路的输出端、第一缓启动电路的输入端和第二负载电路的输入端电连接。

第三缓启芯片的作用是为了防止第一供电电路上电时对于后续器件的电流冲击,例如,在热插拔第一供电电路时,第三缓启芯片可以防止瞬间电流的冲击。

一种可能的实现方式,供电控制电路还用于在第二供电电路的输出电压小于或等于预设电压的情况下,控制第一供电电路为第一负载电路和第二负载电路供电。

本申请实施例提供的计算设备,优先利用第二供电电路为第一负载电路对应的负载供电,当第二供电电路的输出电压较低时,才利用第一供电电路为第一负载电路对应的负载供电。

一种可能的实现方式,第一负载电路和第二负载电路位于数据处理器DPU板卡上。

由于DPU对于供电的要求较高,因此,对DPU设置两个供电电路,同时只有一个供电电路为其供电,不必设置均流电路,节省DPU板卡的面积。

附图说明

图1本申请实施例提供的一种计算设备的示意图;

图2A为本申请实施例提供的又一种计算设备的示意图;

图2B为本申请实施例提供的另一种计算设备的示意图;

图3为本申请实施例提供的另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一种第一缓启芯片的使能信号产生电路示意图;

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一种计算设备的控制方法的流程图。

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CPU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。

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其他电器元件(例如,另一块单板)上。

服务器一般包括单板和供电电源,供电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、电连接器等部件。其中,中央处理器可以通过电连接器来电连接外围设备,例如CPU通过电连接器电连接网卡、显卡等设备。控制器可以是微控制单元(micro controller unit,MCU)、复杂可编程逻辑器件(complexprogramming logicdevice,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)、数据处理器(data processing unit,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。

BMC是服务器必不可少的组件,用于监控该服务器的运作状况,如温度、风扇转速、供电状况、作业系统状态等等。BMC独立于服务器运作,不受服务器影响,可以在服务器未开机的状态下,对服务器进行固件升级、查看机器设备、远程控制机器开机等一些操作,可以在服务器崩溃时记录关键日志。

传统中,服务器整机柜的供电一般由至少两路AC/DC电源共同供电,互为备份。服务器内部在服务器板卡上通过缓启电路或保险丝将输入DC电源划分出若干供电单元,每个供电单元受对应缓启电路或保险丝的影响,输出功率受限。为防止出现电流倒灌或者电流不均衡导致某些供电单元触发过流保护,服务器整机柜内的负载一般只从其中一个供电单元取电。若出现需要两个及以上供电单元供电的场景,需要设置两个及以上的直流/直流(direct current/direct current,DC/DC)电路,DC/DC电路需要具备电流均流能力,防止出现电流相互之间倒灌或者触发某一个供电单元过流保护。但是DC/DC电路硬件复杂,占用电路面积大,均流控制也繁琐。

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。

本申请实施例提供的计算设备,包括两个供电支路,两个供电支路不存在共同为同一个负载供电的情况,通过硬件实现同时只有一个供电支路为该负载供电,这样不必在两个供电支路上均设置DC/DC电路,不需要均流控制,电路结构简单,节省电路面积,缩短开发周期。

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。

本申请实施例提供的计算设备,包括:第一供电电路A、第二供电电路B、供电控制电路10、第一负载电路30和第二负载电路40;

第一供电电路A的输出端与供电控制电路10的第一输入端电连接;

第二供电电路B的输出端与供电控制电路10的第二输入端电连接;

供电控制电路10的第一输出端与第一负载电路30的输入端电连接;

供电控制电路10的第二输出端与第二负载电路40的输入端电连接;

供电控制电路10用于:

确定第二供电电路B的输出电压是否大于预设电压;

在第二供电电路B的输出电压大于预设电压的情况下,控制第一供电电路A停止向第一负载电路30供电,以及控制第二供电电路B为第一负载电路30供电。

一种可能的实现方式,例如,第一负载电路30所需的最大功率和第二负载电路40所需的最大功率之和大于第一供电电路A的最大输出功率,且小于第一供电电路A的最大输出功率和第二供电电路B的最大输出功率之和;第一供电电路A的最大输出功率大于或等于第二供电电路B的最大输出功率;第二供电电路B的最大输出功率大于或等于第一负载电路所需的最大功率。

一种可能的实现方式,第一负载电路30和第二负载电路40位于一个DPU板卡上。

本申请实施例不具体限定第一负载电路30包括的负载数量,可以为一个负载,也可以包括多个负载,其中,负载可以包括但不限于为FPGA。

本申请实施例提供的计算设备,其中第一供电电路A一直有电,第一供电电路A的电源来源于供电线缆。

第二供电电路B的电源可以来源于各种接口,例如来源于PCIE接口,便于用户插接。

当第一供电电路的供电功率不足(第一供电电路的输出功率小于第一负载电路和第二负载电路所需的功率之和),且第二供电电路B有电时,使用第二供电电路B为第一负载电路供电。第一供电电路A可以为第二负载电路40供电。当第二供电电路B无电时,第一供电电路A为第一负载电路和第二负载电路均供电。

本申请实施例不具体限定第二负载电路包括的负载数量,可以包括一个负载,也可以包括多个负载,例如,第二负载电路的负载可以包括但不限于:硬盘、CPLD等。

参见图2A,该图为本申请实施例提供的又一种计算设备的示意图。

本申请实施例提供的供电控制电路包括:第一供电支路101、第二供电支路102和第一控制器103;

其中,第一供电电路A的输出端与第一供电支路101的输入端电连接;第一供电支路101的输出端和第二负载电路40的输入端电连接;

第二供电电路B的输出端与第二供电支路102的输入端电连接;第二供电支路102的输出端和第一负载电路30的输入端电连接;

第一控制器103的第一输出端与第一供电支路101的控制端电连接;第一控制器103的第二输出端与第二供电支路102的控制端电连接;

供电控制电路,用于在第二供电电路的输出电压大于预设电压的情况下,控制第一供电支路停止向第一负载电路供电,以及控制第二供电电路为第一负载电路供电,包括:

第一控制器103用于:

在第二供电电路B的输出电压大于预设电压的情况下,控制第一供电支路101关断,以及控制第二供电支路102导通。

下面介绍几种具体的实现方式。

参见图2B,该图为本申请实施例提供的另一种计算设备的示意图。

本申请实施例提供的计算设备,第一供电支路包括串联的第一可控开关管NMOS1和第二可控开关管NMOS2;第二供电支路包括反向串联的第三可控开关管NMOS3和第四可控开关管NMOS4。

其中,第一可控开关管NMOS1的第一端电连接第一供电电路的输出端;第一可控开关管NMOS1的第二端电连接第二可控开关管NMOS2的第二端;第二可控开关管NMOS2的第一端电连接第二负载电路的输入端;

第三可控开关管NMOS3的第一端电连接第二供电电路的输出端;第三可控开关管NMOS3的第二端电连接第四可控开关管NMOS4的第二端;第四可控开关管NMOS4的第一端电连接第一负载电路的输入端;

第一控制器的第一输出端为两个,其中,第一控制器的两个第一输出端分别电连接第一可控开关管NMOS1的控制端和第二可控开关管NMOS2的控制端;

第一控制器的第二输出端为两个,其中,第一控制器的两个第二输出端分别电连接第三可控开关管NMOS3的控制端和第四可控开关管NMOS4的控制端;

第一控制器用于在第二供电电路的输出电压大于预设电压的情况下,控制第一供电支路关断,以及第二供电支路导通,包括:

第一控制器用于:

在第二供电电路的输出电压大于预设电压的情况下,控制第一可控开关管NMOS1和第二可控开关管NMOS2均关断,以及控制第三可控开关管NMOS3和第四可控开关管NMOS4均导通。

本申请实施例不具体限定可控开关管的类型,本申请实施例仅是金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOS)为例进行介绍,具体以NMOS管为例,应该理解,可控开关管也可以为PMOS管,可控开关管还可以为MOS管以外的其他类型的可控开关管。

为了保证供电支路双向均可以关断,即双向电流都被关断,每个供电支路需要包括反向串联的两个可控开关管,并且每个可控开关管包括体二极管,即体二极管作为可控开关管的反并联二极管,可以起到电流反向截止的作用。

第一供电支路为第一负载电路30供电时,第一可控开关管NMOS1和第二可控开关管NMOS2均导通,即第一供电电路A通过导通的NMOS1和NMOS2为第一负载电路30供电;反之,第一可控开关管NMOS1和第二可控开关管NMOS2均断开;

第二供电支路为第一负载电路30供电时,第三可控开关管NMOS3和第四可控开关管NMOS4均导通,即第二供电电路B通过导通的NMOS3和NMOS4为第一负载电路30供电;反之第三可控开关管NMOS3和第四可控开关管NMOS4均断开。

例如,第二供电电路B为第一负载电路30供电,此时,NMOS3和NMOS4导通,NMOS1和NMOS2断开,由于NMOS1的反并联二极管,第一供电电路A虽然有电,但是也不会给第一负载电路30供电,又由于NMOS2的反并联二极管的存在,第二供电电路B的电流不会倒灌到第一供电支路。应该理解,当NMOS2断开时,NMOS1即使导通,也会实现电流防倒灌的功能。

例如,第二供电电路B无电,此时第一供电电路A为第一负载电路30供电,此时,NMOS3和NMOS4断开,NMOS1和NMOS2导通,由于NMOS4的反并联二极管的存在,第一供电电路A的电流不会倒灌到第二供电支路。应用理解,当NMOS4断开时,NMOS3即使导通,也会实现电流防倒灌的功能。

通过以上分析可知,本申请实施例提供的计算设备可以实现A或B单独为第一负载电路30供电,而不会出现电流倒灌现象,能够对第一负载电路提供安全稳定的供电。

另外,第一供电电路A还用于为第二负载电路40供电。

本申请实施例不具体限定第一供电电路A和第二供电电路B的电压大小,例如,第一供电电路A和第二供电电路B提供的电源的电压均为12V。

本申请实施例不具体限定第一负载电路30的功率和第二负载电路40的功率的大小,一种可能的实现方式,第一负载电路30的需求功率小于第二负载电路40的需求功率。例如,第一负载电路30的需求功率为75W,第二负载电路40的需求功率大于100W。

本申请实施例不具体限定第一负载电路30所包括的负载类型,例如,负载可以是FPGA。

参见图3,该图为本申请实施例提供的另一种计算设备的示意图。

本申请实施例提供的计算设备,还包括:控制器50;

控制器50,用于确定第二供电电路B的电压大于预设电压时,控制第三可控开关管NMOS3和第四可控开关管NMOS4均导通,控制第一可控开关管NMOS1和第二可控开关管NMOS2均断开。

其中,第二供电电路B的电压可以由电压检测电路60来获得,电压检测电路60将检测电压发送给控制器50。

本申请实施例不具体限定电压检测电路60的实现形式,可以为模拟电路搭建的检测电路,也可以为电压检测芯片。

另外,本申请实施例也不具体限定控制器的实现方式,控制器50可以由CPLD或者单片机来实现,当控制器50为CPLD或单片机时还需要包括驱动电路,驱动电路用于驱动每个可控开关管的开关状态,即导通或断开。

本申请实施例提供的计算设备,通过检测第二供电电路的电压可以实现两个供电支路的供电,硬件设计简单,逻辑控制也简单。

下面介绍另外一种供电实现方式。

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。

本申请实施例提供的计算设备,利用缓启芯片和合路控制芯片70实现两个供电支路的自动选择,不必利用控制器来控制可控开关管的状态,这样实现起来更简单,简化了控制逻辑的控制,成本更低。

第一供电支路包括第一缓启电路和第二可控开关管NMOS2;第二供电支路包括第二缓启芯片和第四可控开关管NMOS4;如图4所示,以第一缓启电路包括第一缓启芯片50,第二缓启电路包括第二缓启芯片60为例进行介绍。

其中,第一缓启芯片50的输入端电连接第一供电电路的输出端;第一缓启芯片50的输出端电连接第二可控开关管的第二端;第二可控开关管的第一端电连接第二负载电路的输入端;

第二缓启芯片60的输入端电连接第二供电电路的输出端;第二缓启芯片60的输出端电连接第四可控开关管的第二端;第四可控开关管的第一端电连接第一负载电路的输入端;

第一控制器的第一输出端控制第二可控开关管的控制端;第一控制器的第二输出端控制第四可控开关管的控制端;

第一控制器用于在第二供电电路的输出电压大于预设电压的情况下,控制第一供电支路关断,以及控制第二供电支路导通,包括:

第一控制器用于:

在第二供电电路的输出电压大于预设电压的情况下,控制第二可控开关管关断,以及控制第四可控开关管导通。

第一供电支路包括串联的第一缓启芯片50和第二可控开关管NMOS2;第二供电支路包括串联的第二缓启芯片60和第四可控开关管NMOS4;本申请实施例中继续以可控开关管为NMOS管为例进行介绍。

第一缓启芯片50的第一端C用于电连接第一供电电路A,第一缓启芯片50的第二端通过第二可控开关管NMOS2电连接第一负载电路30。

第二缓启芯片60的第一端用于电连接第二供电电路B,第二缓启芯片60的第二端通过第四可控开关管NMOS4电连接第一负载电路30。

本申请实施例中以第一控制器包括合路控制芯片70为例进行介绍。

合路控制芯片70,用于基于第二供电电路B的电压和第一供电电路A的电压控制第二可控开关管NMOS2和第四可控开关管NMOS4的状态。

第二缓启芯片60的输出电压和第一供电电路A的输出电压产生第一缓启芯片50的使能信号。

本申请实施例不具体限定合路控制芯片70的具体实现,例如可以利用Oring控制芯片来实现。

合路控制芯片70,用于在第二供电电路B的电压大于预设电压时,控制第四可控开关管NMOS4导通,控制第二可控开关管NMOS2断开;反之控制第四可控开关管NMOS4断开,控制第二可控开关管NMOS2导通;

当第二缓启芯片60存在输出电压时,第一缓启芯片50的使能信号无效,第一缓启芯片50中的可控开关管断开;当第二缓启芯片60不存在输出电压时,第一缓启芯片50的使能信号有效,第一缓启芯片50中的可控开关管导通;

第二缓启芯片60基于第二供电电路B的电压产生使能信号,当第二供电电路B存在电压时,第二缓启芯片60的使能信号有效,使第二缓启芯片60中的可控开关管导通。

默认状态下,第四可控开关管NMOS4处于断开状态。

合路控制芯片70控制第二可控开关管NMOS2和第四可控开关管NMOS4中的一个可控开关管打开,具体地,当第二供电电路B有电时,例如检测第二供电电路B的电压,当电压大于预设电压时,确定第二供电电路B有电,此时打开第四可控开关管NMOS4,即在检测到第二供电电路B有电,则由第二供电电路B有电为第一负载电路30供电。

合路控制芯片70检测第一供电电路A有电,且第二供电电路B无电时,控制第二可控开关管NMOS2导通,控制第四可控开关管NMOS4断开,此时由第一供电电路A为第一负载电路30供电。

应该理解,合路控制芯片70不能同时控制第二可控开关管NMOS2和第四可控开关管NMOS4均导通。

缓启芯片的工作原理是受使能信号的控制,缓启芯片存在使能信号,该使能信号由外部触发,当使能信号有效时,缓启芯片内的可控开关管导通,当使能信号无效时,缓启芯片内的可控开关管断开。

为了使同时仅有一路供电支路导通,第一缓启芯片50和第二缓启芯片60的工作状态相反,本申请实施例中利用第二缓启芯片60的工作状态来约束第一缓启芯片50的使能信号,实现第二缓启芯片60工作时,第一缓启芯片50不工作。

第二缓启芯片60的输出电压(或输出电压)和第一供电电路A的输出电压产生第一缓启芯片50的使能信号。为了使第一供电支路和第二供电支路同时仅有一个供电支路导通,并且在第二供电电路B有电时,使用第二供电支路为第一负载电路供电,第二供电支路上的第二缓启芯片60的输出控制第一缓启芯片的使能信号,当第二缓启芯片60有输出时,会将第一缓启芯片的使能信号无效,从而第一缓启芯片即使在第一供电电路A有电压时,第一供电支路也不能导通向第一负载电路供电。

本申请实施例提供的计算设备,供电控制电路还包括:反相电路;

反相电路的输入端电连接第二缓启电路的第一端或第二端;反相电路的输出端电连接第一缓启电路的控制端;反相向电路的第一供电端电连接第一供电电路输出端;反相电路的第二供电端电连接地。

一种可能的实现方式,供电控制电路包括:第一供电支路、第二供电支路和反相电路;第一供电支路包括第一缓启电路和第一二极管;第二供电支路包括第二缓启电路芯片和第二二极管;

其中,第一缓启电路的输入端电连接第一供电电路的输出端;第一缓启电路的输出端电连接第一二极管的第一端;第一二极管的第二端电连接第二负载的输入端;

第二缓启电路的输入端电连接第二供电电路的输出端;第二缓启电路的输出端电连接第二二极管的第一端;第二二极管的第二端电连接第一负载的输入端;

反相电路的输入端电连接第二缓启电路的第一端或第二端;反相电路的输出端电连接第一缓启电路的控制端;

反相电路的输出端电连接第一缓启电路的控制端;反相电路的第一供电端电连接第一供电电路输出端;反相电路的第二供电端电连接地。

为了方便理解第一缓启芯片50和第二缓启芯片60的工作状态,下面结合附图进行详细介绍。参见图5,该图为本申请实施例提供的一种第一缓启芯片的反相电路示意图。

第一缓启芯片的反相电路包括第五可控开关管NMOS5,本申请实施例中以NMOS管为例进行介绍。

第五可控开关管NMSO5的控制端通过第三电阻电连接第二缓启芯片60的第二端,第二缓启芯片60的第一端电连接第二供电电路。第五可控开关管NMSO5的控制端通过第四电阻R4电连接地。

第五可控开关管NMSO5的第一端D通过第一电阻R1连接第一缓启芯片的第一端C,第一缓启芯片的第一端C电连接第一供电电路,第五可控开关管NMSO5的第一端D通过第二电阻R2电连接地。第五可控开关管NMSO5的第二端电连接地。

第五可控开关管NMSO5的第一端D作为使能信号的输出端,为了限流,第五可控开关管NMSO5的第一端D经过一个电阻输出第一缓启芯片的使能信号ENC。

下面介绍该反相电路的工作原理。

当第二缓启芯片60工作,输出电压会施加在NMOS5的控制端,使NMOS5导通,从而D点的电位被拉低到地,即ENC为低电平,使能信号无效,第一缓启芯片不工作,由第二供电电路通过第二供电支路为第一负载电路供电。

当第二缓启芯片60不工作,没有输出电压时,NMOS5断开,由于C点一直存在电压,因此,D点的电压为R1和R2分压后的电压,ENC为高电平,使能信号有效,第一缓启芯片工作,由第一供电电路通过第一供电支路为第一负载电路供电。

在另一种实现方式中,本申请实施例提供的计算设备,还包括:第三缓启芯80;

第一缓启芯片50通过第三缓启芯片80电连接第一供电电路A;

第一供电电路A,还用于通过第三缓启芯片80为计算设备的第二负载电路40供电。第三缓启芯片自动检测第一供电电路的电压,当检测第一供电电路的电压大于预设电压时,使能信号有效,控制内部的可控开关管导通,实现自动开启工作。

第三缓启芯片80的作用是为了防止第一供电电路A上电时对于后续器件的电流冲击,例如,在热插拔第一供电电路A时,第三缓启芯片80可以防止瞬间电流的冲击。

以上实施例介绍的电流防倒灌器件均为可控开关管,下面介绍二极管实现电流防倒灌的实现方式。

参见图6,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,与图4的区别是,将NMOS2换为第一二极管D1,将NMOS4换为第二二极管D2。本申请实施例中继续以缓启电路由缓启芯片来实现为例进行介绍。

第一供电支路包括串联的第一缓启芯片50和第一二极管D1;第二供电支路包括串联的第二缓启芯片60和第二二极管D2。

供电控制电路包括:第一供电支路、第二供电支路和反相电路;第一供电支路包括第一缓启芯片和第一二极管;第二供电控制支路包括第二缓启芯片和第二二极管D2;

其中,第一缓启芯片50的输入端电连接第一供电电路的输出端;第一缓启芯片50的输出端电连接第一二极管D1的第一端;第一二极管D1的第二端电连接第二负载的输入端;

第二缓启芯片60的输入端电连接第二供电电路的输出端;第二缓启芯片60的输出端电连接第二二极管D2的第一端;第二二极管D2的第二端电连接第一负载的输入端;

反相电路100的输入端电连接第二缓启芯片60的第一端或第二端;反相电路100的输出端电连接第一缓启芯片50的控制端;

反相电路100的第一供电端电连接第一供电电路输出端;反相电路100的第二供电端电连接地。

在第一供电支路为第一负载电路30供电时,第一缓启芯片50中的可控开关管导通,第二缓启芯片60中的可控开关管断开;

在第二供电支路为第一负载电路30供电时,第二缓启芯片60中的可控开关管导通,第一缓启芯片50中的可控开关管断开。

由于二极管具有单向导通特性,电流方向只能从阳极流向阴极,例如,当第二供电支路为第一负载电路30供电时,由于D1的存在,供电电流不会倒灌入第一供电支路。当第一供电支路为第一负载电路30供电时,由于D2的存在,供电电流不会倒灌入第二供电支路。

应该理解,二极管相对于可控开关管来说,成本低,而且不用控制,可以自动实现反向截止功能。

基于以上实施例提供的一种计算设备,本申请实施例还提供一种计算设备的控制方法,下面结合附图进行详细介绍。

参见图7,该图为本申请实施例提供的一种计算设备的控制方法的流程图。

本申请实施例提供的计算设备的控制方法,计算设备包括:第一供电支路和第二供电支路;第一供电支路的第一端用于电连接第一供电电路,第一供电支路的第二端用于为计算设备中的第一负载电路供电;第二供电支路的第一端用于电连接第二供电电路,第二供电支路的第二端用于为第一负载电路供电;第一供电支路和第二供电支路均包括电流防倒灌器件,电流防倒灌器件包括可控开关管或二极管;

方法包括:

S701:检测第二供电电路的电压;

本申请实施例提供的控制方法,在第二供电电路有电时,优先使用第二供电电路为第一负载电路供电,因此,可以通过检测第二供电电路的电压来实现优先供电。

本申请实施例不具体限定第一供电电路的电源来源,可以来源于电源供电线缆。第二供电电路的电源来源于PCIE转接卡。

S702:在第二供电电路的电压大于预设电压时,第二供电支路的第二端用于为第一负载电路供电,第一供电支路不为第一负载电路供电;第一供电支路中的电流防倒灌器件防止第二供电支路的供电电流倒灌。

第二供电电路有时会断电,第二供电电路的电源可以来源于各种转接接口,例如来源于PCIE转接卡,用户可能随意插接,用户插接的接口可能存在没电或者功率不足的情况。因此,第二供电电路可能有电且功率充足,也可能无电,或者有电但功率不充足。

当第二供电电路有电时,优先使用第二供电电路为第一负载电路供电。第一供电电路可以为第二负载电路供电。当第二供电电路无电时,第一供电电路为第一负载电路和第二负载电路均供电。

第一供电支路和第二供电支路均包括电流防倒灌器件,电流防倒灌器件包括可控开关管或二极管。

以其中任意一个供电支路为例,应该理解,为了防止电流倒灌,当电流防倒灌器件包括二极管时,二极管的阴极靠近电连接第一负载电路,二极管的阳极靠近电连接供电单元。当供电支路包括可控开关管时,可控开关管包括反并联二极管。由于第一供电电路一直有电,因此,使第一供电电路不为第一负载电路供电,仅第二供电电路为第一负载电路供电,需要双向关断第一供电电路的电流。

在第一供电支路为第一负载电路供电时,第二供电支路中的电流防倒灌器件用于防止第一供电支路的供电电流倒灌;在第二供电支路为第一负载电路供电时,第一供电支路中的电流防倒灌器件防止第二供电支路的供电电流倒灌。

本申请实施例提供的计算设备,包括两个供电支路,两个供电支路中的一个供电支路可以为第一负载电路供电,第二供电支路有电时,第二供电支路为第一负载电路供电,当第二供电支路无电时,第一供电支路为第一负载电路供电,从而实现第一负载电路的备份供电。由于第一供电支路和第二供电支路包括电流防倒灌器件,因此,不供电的供电支路可以防止供电电流倒灌。该技术方案不需要在两个供电支路上均设置DC/DC电路,不需要均流控制,电路结构简单,节省电路面积,缩短开发周期。

本申请实施例提供的控制方法,在第二供电电路的电压小于等于预设电压时,第一供电支路为第一负载电路供电时,第二供电支路中的电流防倒灌器件用于防止第一供电支路的供电电流倒灌;第一供电支路还用于为第二负载电路供电。

一种可能的实现方式,第一供电支路包括反向串联的第一可控开关管和第二可控开关管;第二供电支路包括反向串联的第三可控开关管和第四可控开关管;

第一供电支路为第一负载电路供电时,控制第一可控开关管和第二可控开关管均导通;反之控制第一可控开关管和第二可控开关管均断开;

第二供电支路为第一负载电路供电时,控制第三可控开关管和第四可控开关管均导通;反之控制第三可控开关管和第四可控开关管均断开。

计算设备包括控制器,控制器基于第二供电电路的电压大于预设电压时,控制第三可控开关管和第四可控开关管均导通,控制第一可控开关管和第二可控开关管均断开。

另一种可能的实现方式,第一供电支路包括串联的第一缓启芯片和第二可控开关管;第二供电支路包括串联的第二缓启芯片和第四可控开关管;第一缓启芯片的第一端用于电连接第一供电电路,第一缓启芯片的第二端通过第二可控开关管电连接第一负载电路;第二缓启芯片的第一端用于电连接第二供电电路,第二缓启芯片的第二端通过第四可控开关管电连接第一负载电路;

计算设备还包括:合路控制芯片;

合路控制芯片基于第二供电电路的电压和第一供电电路的电压,控制第二可控开关管和第四可控开关管的状态;第二缓启芯片的输出电压和第一供电电路的输出电压产生第一缓启芯片的使能信号。

具体地,合路控制芯片在第二供电电路的电压大于预设电压时,控制第四可控开关管导通,控制第二可控开关管断开;反之控制第四可控开关管断开,控制第二可控开关管导通;当第二缓启芯片存在输出电压时,第一缓启芯片的使能信号无效,第一缓启芯片中的可控开关管断开;当第二缓启芯片不存在输出电压时,第一缓启芯片的使能信号有效,第一缓启芯片中的可控开关管导通;第二缓启芯片基于第二供电电路的电压产生使能信号,当第二供电电路存在电压时,第二缓启芯片的使能信号有效,使第二缓启芯片中的可控开关管导通。

第一供电支路包括串联的第一缓启芯片和第一二极管;第二供电支路包括串联的第二缓启芯片和第二二极管;在第一供电支路为第一负载电路供电时,控制第一缓启芯片中的可控开关管导通,第二缓启芯片中的可控开关管断开;在第二供电支路为第一负载电路供电时,控制第二缓启芯片中的可控开关管导通,第一缓启芯片中的可控开关管断开。

另一种可能的实现方式中,计算设备还包括:第三缓启芯片;

第一缓启芯片通过第三缓启芯片电连接第一供电电路;

第一供电电路通过第三缓启芯片为计算设备的第二负载电路供电,即第三缓启芯片自动检测第一供电电路的电压,当检测第一供电电路的电压大于预设电压时,使能信号有效,控制内部的可控开关管导通,实现自动开启工作。

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。

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06120116575942