一种避免节点热插时损坏芯片的RACK服务器及方法与流程

本发明涉及rack服务器板卡供电领域，尤其涉及一种避免节点热插时损坏芯片的rack服务器及方法。

背景技术：

随着互联网等网络业务的迅猛发展，rack服务器开始在许多领域广泛应用，在rack服务器系统中，供电板卡是不可或缺的重要部分，其在存储类和互联网业务应用上，需要为rack服务器提供稳定供电，以保证业务的正常运行。rack服务器在机房中都采用的集中放置，而随着业务数据的增多，用户量的加大，客户对服务器供电的安全性要求不断提高。因此，确保单个节点服务器故障不会影响其他服务器正常工作，成为了当前客户最关心的问题。

在rack服务器系统中采用集中供电的方式，所有节点的供电源头都来自于铜排12v，每个节点经过二级电源板的热插拔芯片对电压进行控制转换，输出给主板、硬盘背板等，来给cpu、硬盘、内存等不同部分供电，即每个节点供电的输入电压由热插拔芯片控制。其中，使得二级电源板上热插拔芯片能够正常工作的供电电压也来自于铜排12v。当工作人员对节点进行在线维护，将节点插入机柜中时，二级电源板和铜排接触瞬间，12v电压会在板卡上产生一个很大的波动，特别是当节点插入速度过快的情况下，波动幅度会更大，当这个波动电压值超过热插拔芯片的承受范围，就会导致芯片损坏，节点表现为输入无电压，服务器无法工作。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出了一种避免rack服务器节点热插时损坏芯片的设计方案。

第一方面，本发明提供一种避免节点热插时损坏芯片的rack服务器，包括铜排、热插拔芯片、热插拔mos，所有节点的供电源头都来自于铜排12v，每个节点经过二级电源板的热插拔芯片对电压进行控制转换，输出给主板、硬盘背板，给cpu、硬盘、内存供电，在热插拔控制芯片的供电电压管脚处添加一颗电容。

进一步的，二级电源板上热插拔芯片正常工作的供电电压来自于铜排12v。

进一步的，当节点插入铜排，12v电压驱动热插拔芯片开始工作，热插拔芯片通过发出mos开关信号来实现为后级供电的12v电压输出和断开。

进一步的，电容容值为1uf。

进一步的，当热插节点时，12v电压信号传输经过电容，通过对信号的滤波以及能量吸收和补偿，确保供电电压为稳定电压。

第二方面，本发明提供一种避免rack服务器节点热插时损坏芯片的方法，其特征在于，包括：通过对热插拔芯片的供电电压进行滤波，以减小热插节点过程中产生的电压波动，确保热插拔芯片的供电电压在安全范围之内。

进一步的，通过在热插拔控制芯片的供电电压管脚处添加一颗电容来实现对热插拔芯片的供电电压进行滤波。

进一步的，电容容值为1uf。

进一步的，当热插节点时，12v电压信号传输经过电容，通过对信号的滤波以及能量吸收和补偿，确保供电电压为稳定电压。

通过在热插拔芯片供电电压pin脚处添加一颗电容，对信号进行滤波以及能量吸收和补偿，确保供电电压稳定。可实现对节点在线维护进行热插的情况下，保证服务器可靠的工作，可以避免热插对芯片供电电压的影响，解决损坏热插拔芯片的问题。

附图说明

图1示出现有技术中热插拔芯片工作示意图。

图2示出热插拔瞬间，热插拔芯片供电电压波形。

图3示出本发明改进后热插拔芯片工作示意图。

图4示出本发明改进后热插拔瞬间，热插拔芯片供电电压波形。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的设计思路如下：

1)、根据机房工作人员反馈的二级电源板热插拔芯片损坏情况，通过分析发现，当热插节点时二级电源板的热插拔芯片供电电压会产生较大波动；

2)、根据电压波动的情况，分析导致芯片损坏的原因，通过抓取波形发现当热插动作过快时，12v电压波动会很大，从而导致芯片损坏；

3)、根据热插时12v波动情况，选择合适的电容容值，保证12v在传输到热插拔芯片时为稳定电压，确保满足当前设计需要。

因此，在服务器板卡上的热插拔设计中，需对热插拔芯片的供电电压采取滤波保护措施，确保热插瞬间供电电压不会有太大波动。

图1示出现有技术中热插拔芯片工作示意图。

如图1所示，为现有技术中rack服务器供电架构示意，包括铜排、热插拔芯片、热插拔mos，所有节点的供电源头都来自于铜排12v，每个节点经过二级电源板的热插拔芯片对电压进行控制转换，输出给主板、硬盘背板等，来给cpu、硬盘、内存等不同部分供电，即每个节点供电的输入电压由热插拔芯片控制。其中，使得二级电源板上热插拔芯片能够正常工作的供电电压也来自于铜排12v。

当节点插入铜排，12v电压就会驱动热插拔芯片开始工作，热插拔芯片通过发出mos开关信号来实现为后级供电的12v电压输出和断开。

当工作人员对节点进行在线维护，将节点插入机柜中时，二级电源板和铜排接触瞬间，12v电压会在板卡上产生一个很大的波动，特别是当节点插入速度过快的情况下，波动幅度会更大，当这个波动电压值超过热插拔芯片的承受范围，就会导致芯片损坏，节点表现为输入无电压，服务器无法工作。

图2示出热插拔瞬间，热插拔芯片供电电压波形。

如图2所示，图中波形就是热插节点瞬间，热插拔芯片供电电压的波动情况，通过波形可以清楚看出，在二级电源板和铜排接触时，芯片的供电电压12v产生了一个21.48v的高压波动，此电压值超出了芯片的电压承受范围(芯片可承受的最大值vmax＝18v)，导致芯片损坏，热插拔mos关闭，后级无输出。

图3示出本发明改进后热插拔芯片工作示意图。

如图3所示，在现有的rack服务器中，在热插拔控制芯片的供电电压管脚处添加一颗电容。

当热插节点时，12v电压信号传输经过这里的电容，通过对信号的滤波以及能量吸收和补偿，确保供电电压为稳定电压。

如果电容容值太大，所需储存的能量就越大，在输入信号能量有限的情况下经过此电容时就会产生压降，而电容容值太小又无法及时吸收掉热插过程中产生的电压波动，通过多次试验验证，此处选择的电容容值为1uf。

电容的存在既能有效过滤掉信号传输过程中被干扰的杂波，又能依靠电容的储能功能稳定电压，及时吸收过大的电压波动和补偿铜箔上消耗的能量，从而防止热插时引起的热插拔芯片供电电压波动过大，确保其稳定工作。

图4示出本发明改进后热插拔瞬间，热插拔芯片供电电压波形。

如图4所示，图中波形就是改进后热插节点瞬间，热插拔芯片供电电压的波动情况，在二级电源板和铜排接触时，芯片的供电电压12v未产生了高压波动，进而确保热插拔芯片正常工作，输出电压稳定。

本发明还提供一种避免rack服务器节点热插时损坏芯片的方法，包括通过对热插拔芯片的供电电压进行滤波，以减小热插节点过程中产生的电压波动，确保热插拔芯片的供电电压在安全范围之内。

具体的可通过在热插拔控制芯片的供电电压管脚处添加一颗电容来实现。

电容采用1uf的滤波电容。

通过在热插拔芯片供电电压pin脚处添加一颗电容，对信号进行滤波以及能量吸收和补偿，确保供电电压稳定。可实现对节点在线维护进行热插的情况下，保证服务器可靠的工作，可以避免热插对芯片供电电压的影响，解决损坏热插拔芯片的问题。

尽管在装置的上下文中已描述了一些方面，但明显的是这些方面也表示对应方法的描述，其中块或设备与方法步骤或方法步骤的特征相对应。类似地，在方法步骤的上下文中所描述的各方面也表示对应的块或项目或者对应装置的特征的描述。可以通过(或使用)如微处理器、可编程计算机、或电子电路之类的硬件装置来执行方法步骤中的一些或所有。可以通过此类装置来执行最重要的方法步骤中的某一个或多个。

所述实现可以采用硬件或采用软件或可以使用例如软盘、dvd、蓝光、cd、rom、prom、eprom、eeprom、或闪存之类的具有被存储在其上的电子可读控制信号的数字存储介质来执行，所述电子可读控制信号与可编程计算机系统配合(或能够与其配合)以使得执行相应的方法。可以提供具有电子可读控制信号的数据载体，所述电子可读控制信号能够与可编程计算机系统配合以使得执行本文所描述的方法。

所述实现还可以采用具有程序代码的计算机程序产品的形式，当计算机程序产品在计算机上运行时，程序代码进行操作以执行该方法。可以在机器可读载体上存储程序代码。

以上所描述的仅是说明性，并且要理解的是，本文所描述的布置和细节的修改和变化对于本领域技术人员而言将是明显的。因此，意在仅由所附权利要求的范围而不是由通过以上描述和解释的方式所呈现的特定细节来限制。