一种防止高密度服务器整机掉电系统及系统构建方法与流程

本发明涉及高密度服务器电源安全领域，具体提供了一种防止高密度服务器整机掉电系统及系统构建方法。

背景技术：

伴随着互联网的快速发展，云计算技术的不断兴起，网上业务量不断增加。对机房服务器的数据处理能力的要求也越来越高。为了在有限的空间内实现更强的计算能力，高密度的融合架构服务器系统应运而生。由于这类高密度的融合架构服务器系统，均采用系统集中供电的方式，存在一旦某个节点出现短路，整个系统就会触发掉电的风险。

如图1所示，是现有技术高密度高密度服务器系统供电结构。本结构以5个psu和12个服务器节点组成的架构作为事例说明。在1个6u的空间内，部署12个服务器节点。5个psu组成4+1冗余电源池(powershelf)，将powershelf输出的12v汇聚在busbar(供电母排)上。然后，12个服务器节点直接插接在铜排上来实现节点供电。如图2所示，是单服务器节点的供电结构图。节点由：电源板、主板、系统风扇三大部分组成，电源板采用供电线缆和信号线缆与主板互联，系统风扇直接在主板取电，4颗系统风扇直接在主板上取电，为整个服务器节点散热。在电源板上集成有节点取电端子，整个节点通过该取电端子直接插接在busbar上来实现节点12v供电。图2右边部分，为pdb内部结构。首先，12vdc通过busbar供电进入pdb。接着，经过热插拔单元，用于防止psu带电插拔，对pdb及主板线路造成损坏，然后，经过12v切换线路转出主板和hdd所需的12v供电。通过12v转5v得出hdd所需的5v供电。现有技术的缺点是，一旦有1个或者是多个服务器节点出现短路，会触发整个系统掉电，造成其他正在运行的节点掉电。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提出了一种防止高密度服务器整机掉电系统及系统构建方法。

本发明实施例提供了一种防止高密度服务器整机掉电系统，包括：供电模块、隔离电源模块和服务器节点；

所述供电模块为服务器节点供电；所述供电模块采用若干个psu搭配背板组成独立的供电整体；

所述隔离电源模块用于将供电模块和服务器节点隔离开；

所述服务器节点用于接收经过隔离电源模块的供电信号；

所述供电模块采用隔离电源模块将供电模块分出独立的供电接口，所述服务器节点插接在供电接口取电。

进一步的，所述供电模块包括powershelf和供电连接线；

所述powershelf由若干个psu搭配背板组成独立的供电整体，所述powershelf通过供电连接线，为服务器节点提供稳定的直流电。

进一步的，所述隔离电源模块包括电流采样电阻rsen、隔离控制芯片和mos管；所述电流采样电阻rsen靠近供电信号输入端连接隔离控制芯片的输入端，电流采样电阻rsen远离供电信号输入端连接隔离控制芯片的输出端和mos管输入端；所述隔离控制芯片的也和mos管输入端相连；所述mos管输出端连接供电信号输出端；所述供电信号输入端为电源模块；所述供电信号输出端为服务器节点。

进一步的，所述隔离电源模块的功能为，当负载端的电流为i，电流通过电流采样电阻rsen后，在rsen两端产生电压vsen，所述电压vsen通过差分信号反馈给隔离控制芯片；当所述负载端的电流i增大，所述电压vsen升高，当所述电压vsen超出隔离控制芯片芯片设定的过流保护电压时，隔离控制芯片发出控制信号gate，关闭mos管，将供电模块与服务器节点隔离。

进一步的，所述服务器节点由多个单服务器节点组成，且所述隔离电源模块的数量等于所述单服务器节点的数量。

进一步的，所述单服务器节点包括电源板、主板和系统风扇；所述电源板通过供电线缆和信号线缆与主板相连、所述系统风扇插在主板上。

一种防止高密度服务器整机掉电系统的构建方法，包括如下步骤：

s1：根据单服务器节点的配置，计算所述单服务器节点的最大功耗值；根据所述单服务器节点的最大功耗值，计算出所有服务器节点的总功耗值；所述单服务器节点的配置包括主板的参数、系统风扇的参数及数量、硬盘的参数；

s2：根据所述单服务器节点的最大功耗值，确定隔离电源模块中芯片的规格、电流采样电阻rsen、mos管，搭建隔离电源模块的电路；根据所述单服务器节点的最大功耗值，选择节点供电线缆端子以及确定供电线缆规格，制作供电线缆；根据所述单服务器节点的最大功耗值，制作所述单服务器节点的电源板；

s3：根据所述所有服务器节点的总功耗值，确定所述供电模块中powershelf内部单个psu的输出功率，选择相应的规格的单个psu；

s4：根据确定的单服务器节点的主板、电源板和系统风扇搭建单服务器节点；

s5：将搭建好的单服务器节点接入由供电模块通过隔离电源模块分出的供电接口。

进一步的，在步骤s4中，所述根据确定的单服务器节点的主板、电源板和系统风扇搭建单服务器节点的方法为，将电源板通过供电线缆和信号线缆与主板相连，将系统风扇插在主板上；所述电源板供电输入端采用与线缆端子匹配的取电连接器。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明提出了一种防止高密度服务器整机掉电系统及系统构建方法，该系统包括供电模块、隔离电源模块和服务器节点，供电模块采用若干个psu搭配背板组成独立的供电整体，通过提升powershelf的供电功率和对powershelf的供电扩容，可支持更多服务器节点的高密度服务器系统供电，可规避多服务器节点的整机掉电风险。隔离电源模块用于将供电模块和服务器节点隔离开,供电模块采用隔离电源模块将电分出独立的供电接口，服务器节点插接在供电接口取电，而且隔离电源模块的数量等于单服务器节点的数量。通过该系统，在机柜空间内，部署服务器节点，一旦某个节点或者某几个节点出现短路时，不会触发其他正常运行的节点掉电的情况。

附图说明

图1为现有技术中高密度服务器系统架构图；

图2为现有技术中高密度服务器中单服务器节点架构图；

图3为本发明实施例1中的高密度服务器系统供电结构图；

图4为本发明实施例1中的高密度服务器系统架构图；

图5为本发明实施例1中的高密度服务器中单服务器节点架构图；

图6为本发明实施例1中隔离电源模块示意图；

图7为本发明实施例1中的一种防止高密度服务器整机掉电系统的构建方法流程图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

实施例1

下面对本发明内容进行更加详细的阐述，

本发明实施例提出了一种防止高密度服务器整机掉电系统及系统构建方法，如图4所示，为本发明实施例1中的高密度服务器系统架构图。本发明实施例1采用5个psu、12个服务器节点作为示例。

供电模块采用5个psu搭配背板组成独立的供电整体，powershelf通过供电连接线，为服务器节点提供稳定的直流电。隔离电源模块用于将供电模块和服务器节点隔离开；隔离电源模块的数量等于服务器节点的数量。服务器节点用于接收经过隔离电源模块的供电信号；供电模块采用隔离电源模块将供电模块分出独立的供电接口，服务器节点插接在供电接口取电。本发明保护的范围不局限于本发明实施例1中的结构。

图3为本发明实施例1中的高密度服务器系统供电结构图供电模块包括powershelf、1转12供电连接线。其中powershelf由5个psu搭配背板成为独立的供电整体，来集中给6u12服务器系统供电。

5个psu组成4+1冗余电源池汇聚12v输出，然后通过12路供电隔离单元分出12个供电接口。最后，通过1转12供电转接线，直接在powershelf上取电12vdc作为12个单服务器节点的供电输入。

图5为本发明实施例1中的高密度服务器中单服务器节点架构图。电源板、主板、系统风扇三大部分组成，电源板采用供电线缆和信号线缆与主板互联，系统风扇直接在主板取电。4颗系统风扇直接在主板上取电，为整个服务器节点散热。图5的右边部分，为pdb内部结构。12vdc通过节点供电线缆端子供电进入pdb。接着，经过热插拔单元(用于防止psu带电插拔，对pdb及主板线路造成损坏)，然后，经过12v切换线路转出主板和hdd所需的12v供电。通过12v转5v得出hdd所需的5v供电。相对于现有技术采用皇冠夹取电端子，本发明采用与线缆端子匹配的取电连接器。采用线缆端子匹配供电方式+供电隔离电路的方案可以防止节点短路或节点皇冠夹部分短路造成整机柜掉电的风险。

隔离电源模块用于将电源模块和服务器节点隔离开。隔离电源模块的数量等于单服务器节点的数量。图6为本发明实施例1中隔离电源模块示意图。隔离电源模块包括电流采样电阻rsen、隔离控制芯片和mos管；电流采样电阻rsen靠近供电信号输入端连接隔离控制芯片的输入端，电流采样电阻rsen远离供电信号输入端连接隔离控制芯片的输出端和mos管输入端；隔离控制芯片的也和mos管输入端相连；mos管输出端连接供电信号输出端；供电信号输入端为电源模块；供电信号输出端为服务器节点。

隔离电源模块的功能为：当负载端的电流为i，电流通过电流采样电阻rsen后，在rsen两端产生电压vsen，电压vsen通过差分信号反馈给隔离控制芯片；当负载端的电流i增大，电压vsen升高，当电压vsen超出隔离控制芯片芯片设定的过流保护电压时，隔离控制芯片发出控制信号gate，关闭mos管，从而，保证负载端短路时，将供电模块与服务器节点隔离。

对于本发明实施例1一种防止高密度服务器整机掉电系统，通过提升powershelf中psu的供电功率。比如：原来的psu是1200w，通过功率提升后，单psu的供电功率可到2400w。这样一来，powershelf的总供电功率可提高一倍，通过在powershelf上，增加一组1转12的线缆。即可实现24个服务器节点的供电支持。同理，通过对powershelf的供电扩容，可支持更多具有服务器节点的高密度服务器系统供电，可规避更多服务器节点的整机掉电风险。

通过对机箱内的节点进行差异化的设计，比如：node0-2按照功能定位为：通用服务器节点；node3-5按照功能定位为：计算节点；node6-8按照功能定位为：存储节点；node9-11按照功能定位为：gpu节点。可组成融合结构高密度服务器系统。可规避融合架构服务器系统整机掉电风险。本发明的技术方案可适用于更多服务器节点数量的高密度服务器系统、高密度融合架构服务器系统供电的应用场合。

本发明实施例1还提出了一种防止高密度服务器整机掉电系统的构建方法。如图7所示为一种防止高密度服务器整机掉电系统的构建方法的流程图：

在步骤s701中，开始处理该流程；

在步骤s702中，根据单服务器节点的配置，计算所述单服务器节点的最大功耗值；根据所述单服务器节点的最大功耗值，计算出所有服务器节点的总功耗值；单服务器节点的配置包括主板的cpu、内存、系统风扇的参数及数量、硬盘的参数等。

在步骤s703中，根据所述单服务器节点的最大功耗值，确定隔离电源模块中芯片的规格、比如：adm1276，电流采样电阻rsen、mos管，搭建隔离电源模块的电路；

在步骤s704中，根据所述单服务器节点的最大功耗值，选择节点供电线缆端子以及确定供电线缆规格，制作供电线缆；

在步骤s705中，根据所述单服务器节点的最大功耗值，制作单服务器节点的电源板；

在步骤s706中，根据所述所有服务器节点的总功耗值，确定所述供电模块中powershelf内部单个psu的输出功率，选择相应的规格的单个psu。

在步骤s707中，根据确定的单服务器节点的主板、电源板和系统风扇搭建单服务器节点，将电源板通过供电线缆和信号线缆与主板相连，将系统风扇插在主板上；电源板供电输入端采用与线缆端子匹配的取电连接器。

在步骤s708中，将搭建好的单服务器节点接入由供电模块通过隔离电源模块分出的供电接口。

尽管说明书及附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。